авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Эндогенные кварцево-жильные образования коллизионного этапа развития урала

-- [ Страница 4 ] --

Околожильные изменения или отсутствуют, или наблюдаются небольшие оторочки из плагиоклаза, силлиманита, андалузита, мусковита. В ряде геологических районов наблюдались случаи перехода пегматитов в кварцево-полевошпатовые и кварцевые жилы. На удалении от гнейсового блока, в зоне зеленосланцевой фации метаморфизма, формируется золоторудное месторождение. Состав рудообразующего флюида определен изучением водных вытяжек из кварцевых жил, сопряженных с золоторудными зонами биотитизации (Эшкин и др., 1974; Сазонов и др., 1989) и анализом индивидуальных газово-жидких включений (ГЖВ) в кварце пегматитов и хрусталеносных жил, связанных с гранитоидами (Огородников и др., 2004). В первом случае он оказался бикарбонатно-натриево-кальциевым при значительном содержании сульфат- и хлор-ионов, а во втором случае - двух типов: водно-

углекислотный средней солености и резко обогащенный углекислотой и азотом.

Рис. 8. Широтный модельный геологический разрез Светлинского рудного поля и состав водных вытяжек из кварца хрустале- и золотоносных кварцевых жил:

1 – гнейсы; 2 – кристаллические сланцы; 3 – вулканогенно-осадочные породы; 4 – мраморы и зоны развития карста; 5 – вулканиты Магнитогорской мегазоны; 6 – гранитоиды борисовского комплекса; 7 – плагиограниты пластовского комплекса; 8 – граниты санарского комплекса; 9 – серпентиниты и талько-хлориты по ним; 10 – габбро-диабазы и габбро-амфиболиты; 11 – тектонические нарушения: сбросы, взбросо-сдвиги, надвиги; 12 – хрусталеносные кварцевые жилы в зонах проницаемости; 13 – золоторудные тела; 14 - газово-жидкие включения в кварцевых жилах (а) и кристаллах горного хрусталя (б); 15 – основные направления теплофлюидопотоков

Завершает всё хрусталеносная стадия, которая накладывается на зоны концентрации кварцевых жил и связана с дальнейшей эволюцией растворов. Кристаллы растут в полостях растворения в кварцевых жилах и во вмещающих околожильных серицит-кварцевых метасоматитах, используя в качестве затравки зёрна кварца. При недостатке кремнезема образуются минерализованные трещины и полости, так называемые жилы альпийского типа. Для уральских месторождений возраст образования хрусталеносных гнезд датируется 260-230 млн лет (Огородников, 1993; Кузнецов, 1998).

Кварцевые жилы выполнения, генетически связанные с гранитоидами гранитной формации, образуются в интервале температур 430-250 °С и давлении не менее 1,2-0,5 кбар при высоком содержании в растворе Na и Cl (Крылова, 1983). Прозрачность жильного кварца понижается с уменьшением температуры образования.

Особыми РТХ-условиями образования отличаются постколлизионные гидротермальные кварц-аметистовые и кварц-переливтовые жилы. По данным Э. Ф. Емлина и И. А. Старицыной (2002, 2007), эти кварцевые жилы сформировались в два этапа - гидротермальный и гипергенный. Образование nocтколлизионных жил связано с самыми поздними проявлениями постколлизионного гранитного магматизма на Урале. Вероятная температура раствора, из которого отлагается друзовый кварц, представленный в постколлизионных жилах, не превышает 200 – 250 °С (при градиенте 35 °/км температура на глубине 3-6 км составляет 105-210 °С). На начальных стадиях развития жил поровые растворы имеют слабокислую реакцию: рН = 5-5,5, присутствие пирита в гидротермальных парагенезисах свидетельствует о восстановительной среде минералообразования (Eh < 0). Источником тепла для гидротермальных растворов служили остывающие гранитные интрузии Мурзинско-Адуйского микроконтинента (аплиты и пегматиты). По оценке А. С. Таланцева (1989), физико-химические условия формирования аметистоносных зон месторождения Ватиха относятся к формации постколлизионных кварцевых жил, Р = 300-500 бар, что соответствует глубине 1-1,5 км, температуре от 170 до 110 °С, содержанию СО2 = 2,7-2,9 мас.%.).

Позднеколлизионные кварцево-жильные образования, связанные с сиенит-диорит-гранитной формацией (Бочкарев, Язева, 2000; Месторождения…, 2001). На Южном Урале выявлены два месторождения и ряд рудопроявлений вольфрама с шеелитом, представленных кварцевыми жилами выполнения, сопровождаются оторочками гумбеитов. Вся совокупность кварцевых жил объединена в Гумбейское рудное поле. Кварцевые жилы локализуются в пределах массива субщелочных пород (единичные жилы известны за пределами массива). Минерализация рассматриваемых жил представлена шеелитом, молибденитом; в отдельных жилах фиксировалось самородное золото. От гранитов тоналит-гранодиоритовой формации сиенитоиды рассматриваемой формации отличаются более высоким содержанием РЗЭ и большей мощностью кровли над массивом (Бочкарев и др., 2000).

Кварцево-жильные образования метаморфических комплексов. На примере Уфалейского метаморфического комплекса (Поленов и др., 2006) нами показано, что с процессами метаморфизма связано образование кварцевых прожилков метаморфической дифференциации, кварцевых жил перекристаллизации и гранулированного кварца. Метаморфические преобразования происходят в очень широком интервале температур, охватывающем область от 300-400 °С и до 1000 °С, при этом давление может достигать 15-17 кбар (Добрецов и др., 1970), а поэтому вполне естественно ожидать в метаморфических толщах большое разнообразие кварцево-жильных образований метаморфогенного происхождения..

Метаморфические кварцево-жильные образования возникают вновь в процессе метаморфизма в связи с перегруппировкой минерального вещества метаморфизуемых пород. К таким образованиям относятся маломощные жилы метаморфической дифференциации и тела, сложенные так называемым гранулированным кварцем.

3. Типоморфные онтогенические черты кварцево-жильных образований обусловлены металлогенической и геохимической специализациями магматических очагов. Для структурно-вещественных комплексов ранней и поздней коллизии характерны свои типоморфные полезные ископаемые: для первой W, Au, Mо, для второй редкие металлы (Ta, Be и др.), пьезокварц, гранулированный кварц.

Анализ размещения кварцево-жильных, хрусталеносных, редкометальных, золоторудных месторождений и рудопроявлений с использованием геофизических полей и профилей ГСЗ (Овчинников, 1992; Огаринов, 1974; Ревякин, 1987; Ананьева, 1981; Берлянд, 1982, 1990; Глубинное…, 1986 и др.) показывает, что они локализуются вдоль шовных тектонических структур, имеющих глубинное заложение, и в структурах, «микроконтинентах», имеющих мощность 35-45 км земной коры, при мощности гранитного слоя 15-25 км, создаваемой преимущественно за счет древних гнейсовых блоков континентальной коры, отчлененных от платформы при докембрийском рифтогенезе и преобразованных во время коллизий (Огородников, 1993; Огородников и др., 2004, 2007). Шовные зоны - протяженные линейные тектонические структуры сложного строения (рис. 9), отличающиеся большой глубиной заложения, длительностью развития (до десятков миллионов лет), обычно разделяющие крупные блоки земной коры различного состава, возникшие в результате линейной деструкции (Сазонов и др., 2001 и др.). В шовных зонах, маркирующих наиболее ранние геосутуры с офиолитами, формируются, так называемые, «курильщики», с которыми связано редкометально-золото-платиноидно-полиметаллическое и другое оруденение в черносланцевых и ассоциированных с ними формациях Урала (Золоев и др., 2004, 2006).

В шовных зонах локализуются крупные рудные и нерудные объекты, что обусловлено длительной прерывисто-непрерывной «жизнью» этих структур, интенсивным дроблением и рассланцеванием пород, образованием сопряженных, диагонально ориентированных структур, нередко рудопродуктивных, что способствовало развитию полигенного и полихронного оруденения.

На Среднем и Южном Урале установлены два основных периода формирования шовных зон: среднерифейский (1,2 млрд лет), обусловленный растяжением, и как результат - образование континентальных рифтов; ранне-позднеколлизионный (380-240 млн лет), в условиях сжатия проявившийся образованием сдвиго-сбросовых зон. Ранние шовные зоны часто наследуются поздними. В Уральском регионе основная часть кварцевых жил выполнения и сложной онтогении сформировалась в условиях ранне- (D2-C1) и позднеколлизионной (С1-Р) геодинамических обстановок (Овчинников, 1998; Месторождения …, 2001, Поленов и др., 2006, и др.). Ранняя коллизия обусловливает развитие в шовных зонах метаморфической трансформации на уровне эпидот-амфиболитовой фации и многократный анатексис базитов, располагающихся сегодня под массивами гранитоидов тоналит-гранодиоритовой формации. Эти гранитоиды, имеющие специализацию отделившегося флюида на CI, CO2, S, Au, рассекаются дайками преимущественно фемического состава, которые обогащены золотом и являются флюидопроводниками. При поздней коллизии проявляются зональный метаморфизм и гранитизация как результат палингенеза в метаморфических породах. С гранитами такого генезиса, флюид которого обогащен F и редкими металлами, связана редкометальная,

Рис. 9. Рудоносные шовные зоны смятия, представленные системами сдвигов, надвигов, раздвигов на Среднем и Южном Урале, по (Плюснин, 1971), и размещение относительно них некоторых эндогенных месторождений:

1 - граниты; 2 - гранодиориты, плагиограниты; 3 - гнейсы; 4 - габбро; 5 - серпентиниты; 6 - системы надвигов, взбросов: а - установленные, б - предполагаемые; 7 – главнейшие сдвиги Урала (цифры в квадратах): 1 – Главный коллизионный шов (ГУР), 2 - Дегтярский, 3 - Серовско-Маукский, 4 - Сугомакско-Кацбахский, 5 - Кидышевский, 6 - Успеновско-Павловский, 7 - Челябинский; 8 - системы сбросов, раздвигов; 9 - грабены в системах сбросов; 10 - синклинории в системах взбросо-надвигов.
Месторождения:
- хромитовые;

- титаномагнетитовые;

- скарново-магнетитовые;

ј - медно-скарновые;

- колчеданные;

О - медно-порфировые;

- золоторудные;

ћ - кварц-жильные.

Наименование месторождений:

1 - Левихинское, 2 – Пильненское, 3 - Гологорское, 4 – Топкое, 5 - Первоуральское, 6 - Гора Хрустальная, 7 – Благодатское, 8 - Гагарское, 9 – Березовское, 10 - Шиловское, 11 – Крылатовское, 12 – Дегтярское, 13 -Гумешевское, 14 – Маминское, 15 - Маукское, 16 – Теченское, 17 - Карабашское рудное поле, 18 - Золотая гора, 19 - Кыштымское, 20 – Круглогорское, 21 - Ларинское, 22 - Биргильдинское, 23 - Муртыкты, 24 - Учалинское, 25 - Светлинское (золоторудное), 26 - Светлинское (пьезокварцевое), 27 - Кочкарское, 28 -Астафьевское, 29 - Александрийское, 30 - Кировское, 31 - Татищевское, 32 -Гумбейское, 33 - Новониколаевское

рубиновая, хрусталеносная минерализация (см. рис. 9). В это же время образуется гранулированный кварц. В настоящее время считается общепринятым, что промышленная хрусталеносная минерализация, связанная с кварцевыми жилами, характерна исключительно для формации безрудных кварцевых жил и вследствие этого именно такая формация является основным объектом прогнозирования при поисках месторождений горного хрусталя (Прогнозирование…,1975; Критерии…., 1978). Тем не менее известно большое количество рудных месторождений на Урале, Памире, Дальнем Востоке и других регионах, где горный хрусталь добывается попутно в весьма значительных количествах (Рундквист и др.,1970; Бочкарев,1971; Ануфриев и др., 1971; Пузанов, 1958, 1960; Эшкин, 1965; Мельников, Понадич, 1969).

Кроме того, В. Н. Огородников (1993) показал, что области формирования хрусталеносных гнезд по температуре и щелочности растворов и области раннего рудоотложения сульфидов с золотом перекрывают друг друга. В процессе хрусталеобразования при наложении гнезд на рудные жилы нередко отмечается переотложение рудных минералов, в том числе и золота, в хрусталеносных гнездах. Золото накапливается как в восстановительных щелочных, так и в ацидофильных средах, а горный хрусталь формируется только в последних, поэтому сопряженное образование их происходит главным образом в салических блоках и только в породах, отличающихся повышенной кремнекислотностью. Золото и горный хрусталь в этих условиях отлагаются в пределах единой гидротермальной системы. Накопление золота обусловлено повышенной температурой и слабой щелочностью среды минералообразования, а образование горного хрусталя – пониженной температурой и слабой кислотностью (Огородников, Сазонов и др., 1991; Месторождения…, 2001; Огородников и др., 2008).

Шовные зоны – это объекты равития комплексного минерального сырья. В них известны разнообразные месторождения – РЭ и РЗЭ, золота, камнесамоцветного и керамического сырья, слюд, рутила, железистых кварцитов, гранулированного кварца.

4. Индикаторное значение типоморфных свойств кварца различных онтогенических типов реальный путь решения проблемы комплексного, безотходного использования кварцевого сырья.

Природные свойства кварца по мере развития науки и техники обусловили его востребованность самыми разными отраслями промышленного производства, и в настоящее время диапазон использования кварца чрезвычайно широк (табл. 2).

Идиоморфные разновидности – кристаллы горного хрусталя, дымчатого кварца, мориона, в меньшей мере цитрина – используются в радиоэлектронике и ультразвуковой технике для производства резонаторов, стабилизаторов частоты и других пьезоизделий. Крупные бездефектные кристаллы бесцветного кварца применяются для изготовления оптических изделий. Кристаллы с красивой естественной окраской (аметист, раухтопаз, морион, цитрин), а также кристаллы, содержащие различные минеральные включения (пирит, рутил, актинолит и др.), широко применяются в ювелирном деле, а также пользуются большим спросом как коллекционное сырье. До 1960 года кристаллы кварца и их обломки (хрусталь, морион, раухтопаз и др.) являлись основным промышленным сырьем для производства прозрачного кварцевого стекла. Несмотря на чрезвычайно широкое распространение кварца в природе, идиоморфные его разновидности, тем не менее, представляют достаточно большую редкость, встречаясь, главным образом, в некоторых типах пегматитов, в гнездовых полостях гидротермальных кварцевых жил, минерализованных трещинах, а также в формирующихся за счет их разрушения россыпях. Исследования природных кристаллов кварца месторождений Южного Урала (Карякина и др., 1982, 1985; Эшкин и др., 1983; Кайнов, 1998) показали зависимость качества кристаллов от природных условий их образования. Изоморфные примеси в горном хрустале представлены Аl, Тi и Ge. Причем основным по массе является алюминий, количественные исследования показали, что А1 практически весь в кристаллах кварца находится в изоморфной форме.

Зернистые агрегаты кварца (жильный кварц). Более обычной и широко известной разновидностью природного кварца является жильный кварц, представляющий собой агрегат зерен-индивидов, не имеющих собственной кристаллографической огранки, а разделяемых сложными поверхностями. Характер разделяющих границ, форма и размер зерен, химический состав, степень прозрачности кварца определяются условиями его зарождения, роста и последующих природных преобразований. Применительно к требованиям кварцевого производства выделяют три типа жильного кварца, каждый из которых является природно-технологической разновидностью и может быть представлен различными генетическими типами: 1) молочно-белый крупно- гигантозернистый; 2) стекловидный гигантозернистый; 3) гранулированный.

Данная классификация жильного кварца является чисто утилитарной и тем не менее наиболее удобна в практическом применении. Молочно-белый крупно-гигантозернистый кварц и стекловидный гигантозернистый кварц относятся к формации первично-зернистого кварца, а гранулированный кварц - к формации вторично-зернистого кварца.

Автором для изучения химической специализации жильного кварца различных онтогенических типов были отобраны образцы кварца, визуально не содержащие включения других минералов, которые проанализированы на содержание 60 химических элементов (HR/IMS анализ проб выполнен в ИГГ УрО РАН на масс-спектрометре Element 2 Ю.Л. Ронкиным). Исследован кварц Уфалейского и Светлинского рудных полей (32 пробы), а также сопряженные с кварцевыми жилами метасоматиты (березиты, листвениты, эйситы, пропилиты, карбонатные метасоматиты) и вмещающие кварцевые жилы горные породы (98 проб). Результаты проведенных исследований по РЗЭ опубликованы (Огородников и др., 2005; Сазонов и др., 2005, 2006; Поленов и др., 2006, 2007). Помимо этого, для выявления топоморфных характеристик кварца уральских месторождений были использованы данные лабораторных анализов, выполненных не только на уровне современных точных методов, а также результаты скрупулезно проведенных исследований кварца методами, доступными во второй половине ХХ столетия (Ануфриев и др., 1973; Серкова, 1990; Савичев, 2004).

Важнейшими геологическими факторами, определяющими технологические свойства кварца, являются температура и давление процесса их образования. Повышение температуры кристаллизации способствует, а рост давления препятствует вхождению алюминия и щелочей как основных загрязняющих элементов-примесей в решетку кварца. Эффект влияния температуры кристаллизации на концентрацию структурных примесей в кварце на порядок превышает эффект влияния давления (Страшненко, 1988; Огородников, 1993).

Кварцево-жильные образования в силу различного генезиса сложены самым разнообразным кварцем. Наивысшей химической чистотой отличается фрагментарно-стекловидный кварц жил выполнения. Этот кварц удовлетворяет самым высоким требованиям, предъявляемым к нему микроэлектронной промышленностью.

Жильный гранулированный кварц характеризуется высокой прозрачностью и относительно повышенной химической чистотой. Основная часть примесей в нем связана с макроминеральными и газово-жидкими включениями. Этот кварц пригоден для получения прозрачного кварцевого стекла.

В молочно-белом кварце жил выполнения в 3-5 раз больше примесей, чем в кварце других типов. Основная примесь по количеству - алюминий, значительная часть которого обусловлена минеральными включениями в кварце. Из-за низкой светопропускаемости этот кварц пригоден только для варки оптических стекол.

Требует своей технологической оценки грануломорфный кварц жил перекристаллизации, который при селективной добыче по химической чистоте и светопропускаемости может сравниться с гранулированным кварцем кыштымского типа.

В результате детальных исследований кварцевого сырья следует, что к категории особо чистого кварца могут быть отнесены технологические типы жильного кварца: новотроицкий, слюдяногорский, уфалейский, кыштымский, егустинский, запасы которых в природных кварцево-жильных образованиях имеют промышленные масштабы.

Результаты исследования кварца различных онтогенических типов дают основание утверждать, что любой тип кварца, будь это кварц рудных или «безрудных» жил с учетом содержания в нем элементов-примесей, имеет свою нишу применения в той или иной отрасли хозяйствования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.