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:   || 2 | 3 |

Параметрические критерии генетических особенностей и технологических свойств колчеданных руд месторождений северного кавказа и южного урала

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Джангиров Максим Юнусович

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОЛЧЕДАННЫХ РУД МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА И ЮЖНОГО УРАЛА

Специальность 25.00.11 – «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Ростов-на-Дону - 2010

Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)» на кафедре общей и исторической геологии, минералогии и петрографии

Научный руководитель: доктор геол.-мин. наук, профессор

Богуш Илья Александрович (ЮРГТУ),

г. Новочеркасск

Официальные оппоненты: доктор геол.-мин. наук, профессор

В.Н. Труфанов (ЮФУ), г. Ростов-на-Дону

кандидат геол.-мин. наук

М.М. Курбанов (ОАО «Севкавгеология»),

г. Ессентуки

Ведущая организация: Институт геологии ДНЦ РАН, г. Махачкала

Защита состоится « 13 » мая 2010 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 212.208.15 при Южном федеральном университете по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 201.

Факс: (863) 222-57-01. E-mail: dek_geo@rsu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в ЗНБ Южного федерального университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан « 9 » апреля 2010г.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, к. 110, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.208.15.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.208.15 канд. геол.-мин. наук, доцент В.Г. Рылов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы: Медноколчеданные месторождения Кавказа и Южного Урала представляют наиболее богатые рудные объекты, дающие в настоящее время медь, золото, платину (Урупское, Худесское, Гайское месторождения). Остро стоит вопрос промышленного освоения целого ряда разведанных медноколчеданных месторождений: Кизил-Дере, Худесское, Быковское, Даутское, Скалистое, Первомайское, Левобережное, Зимнее, Осеннее, Акжаровское, Ащебутакское и др. В то же время, в колчеданоносных районах Кавказа имеется более 500 проявлений колчеданной минерализации разного масштаба. Часть зон колчеданной минерализации обследованы поисковыми работами на предмет их потенциальной золотоносности. Для восполнения минерально-сырьевой базы работающих горно-добывающих предприятий, в значительной степени проявления сульфидной минерализации должны быть оценены с выделением потенциальных промышленных объектов, это выделение может быть осуществлено на анализе их генетических позиций и создания поисковых (параметрических) моделей нового поколения.

Для эффективного решения задач прогноза и поисков качественные геолого-поисковые модели требуют дополнения количественными (параметрическими) показателями главных элементов: масштабов оруденения и интенсивности метасоматических, геохимических ореолов и геофизических аномалий. Параметрические модели и поисковые критерии представляют объективную основу для разработки методов прогнозирования, поисков, оценки и разведки месторождений. Параметрические методы изучения физических свойств минералов и руд позволяют количественно решать эти задачи.

Для руд месторождений колчеданного семейства главным минералом (до 95-100%) является пирит. Поэтому моделирование и генетическая характеристика месторождений и их руд неизбежно связаны с генетическими, анатомическими и другими параметрическими свойствами пирита. Сочетание отдельных генетических и структурно-анатомических разностей этого минерала определяют генетический, текстурно-структурный, технологический типы руд.

Физические показатели дают характеристику зональности и генезиса месторождений, выраженную параметрически, позволяя их использовать при решении вопросов пространственного положения рудных тел колчеданных месторождений.

В данной работе проводится комплексный системный анализ физических свойств базисного минерала (пирита) – колчеданных руд и месторождений.

Цель работы – генетическая типизация и определение технологических свойств руд колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала на основе их параметрических типоморфных показателей.

Задачи исследования:

1) определение типоморфных физических показателей природных типов колчеданных руд;

2) выявление зависимости параметрических показателей физических свойств колчеданных руд от генетической принадлежности и формационной позиции месторождений;

3) выявление связи минералофизических показателей колчеданных руд с их технологическими свойствами;

4) разработка генетической модели колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала на основе параметрических минералофизических показателей руд.

Фактический материал и методика исследований. В основу работы положен материал исследований колчеданных объектов Северного Кавказа и Южного Урала. Изучены полевые материалы, аншлифы, образцы и проанализированы результаты геохимического изучения для руд колчеданных месторождений Северного Кавказа (Быковское, Кизил-Дере, Левобережное, Урупское, Худесское) и Южного Урала (Акжаровское, Барсучий Лог, Гайское, Зимнее, Комсомольское, Летнее, Осеннее), а также рудопроявления Южного Урала (Ащебутакское), любезно предоставленные И.А. Богушем и А.А. Бурцевым. Каждое из месторождений охарактеризовано десятками образцов, аншлифов и шлифов (в общей сложности 1127 образцов). Проанализированы и обобщены опубликованные и фондовые материалы.

В процессе работы (2003-2008 гг.) автором было описано 158 полированных шлифов; отобрано и изучено 224 монофракции рудных минералов и продуктов технологической переработки, произведено 8460 единичных замеров термо-ЭДС, 9480 единичных замеров микротвердости, привлечено для характеристики 358 спектральных и пробирных анализов, а также результаты минералофизических исследований профессора И.А. Богуша (более 100 тыс. единичных замеров микротвердости и 60 тыс. термо-ЭДС).

Аналитические исследования выполнялись в лабораториях ЮРГТУ (НПИ) и включали в себя:

- рудно-минералогический анализ руд колчеданных месторождений (текстурно-структурные особенности руд, генетическая типизация руд и минералов);

- комплексный системный генетический анализ руд и минералов колчеданных месторождений и рудопроявлений (Богуш И.А., Жабин А.Г., Труфанов В.Н., Старостин В.И., Шатагин Н.Н., Юшкин Н.П.);

- анализ изменения минералофизических свойств пирита и колчеданных руд для определения типоморфных показателей их генетических типов, выявления минералофизической зональности и генезиса рудных тел и месторождений, для определения уровня эрозионного среза и пространственного расположения месторождения.

Научная новизна работы. Впервые результаты комплексного системного анализа физических свойств колчеданных руд применены как критерии, характеризующие генетическую позицию месторождений. Обосновано параметрическое выделение рудных интервалов по результатам физических исследований пирита, а также интервалов природных типов колчеданных руд. Разработана и опробована методика исследования термоэлектрических свойств продуктов технологической переработки руд колчеданных месторождений. Установлена зависимость показателей термоэлектрических свойств руд и их продуктов обогащения. Выявлена корреляционная зависимость содержания золота в продуктах технологической переработки и их показателями термо-ЭДС.

Практическая значимость. Обоснование и выработка основных положений применения минералофизических показателей при проведении генетической типизации и параметрического моделирования месторождений колчеданного семейства могут быть использованы для разработки прогнозно-поисковых моделей. Показано, что при использовании физических критериев генезиса колчеданных руд возможно выделение наиболее перспективных для разработки месторождений. Рекомендовано проведение картирования рудных тел минералофизическими методами при разведочных работах для определения геотехнологических параметров колчеданных руд.

Основные защищаемые положения.

1. На эталонных объектах колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала реализована методика выделения природных типов руд на основе параметрических показателей физических свойств пирита.

2. Типоморфные физические показатели пирита, отражающие условия полигенного рудообразования, позволяют произвести группировку колчеданных месторождений по их геотектоническим позициям.

3. Исследованные физические показатели руд микротвердость и термо-ЭДС позволяют производить экспрессную качественную оценку технологических сортов колчеданных руд.

4. На основе физических показателей пирита разработана параметрическая генетическая модель колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала.

Апробация работы. Основные положения диссертации опубликованы в 12 научных статьях, в том числе одна в реферируемом журнале ВАК и докладывались на международных и региональных научно-практических конференциях и совещаниях: международной научной конференции «Проблемы геологии, геоэкологии и минерагении Юга России и Кавказа» (г. Новочеркасск, 1999, 2004, 2006 г.г.); первом Российском семинаре по технологической минералогии «Результаты фундаментальных и прикладных исследований по разработке методик технологической оценки руд металлов и промышленных минералов на ранних стадиях геологоразведочных работ» (Петрозаводск, 2006); научной конференции «Проблемы геологии рудных месторождений, минералогии, петрологии и геохимии» (ИГЕМ РАН Москва, 2008); научно-практической конференции «Прогноз, поиски, оценка рудных и нерудных месторождений – достижения и перспективы» (ЦНИГРИ Москва, 2008).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 110 наименования. Объем работы - текста 137 печатных страниц, в том числе 9 таблиц 41 рисунок.

В первой главе обоснована постановка проблемы, даны обзор, анализ предыдущих исследований выбранного направления работ.

Во второй главе приведены сведения о генезисе, строении и вещественном составе эталонных колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала.

В третьей главе описана методика минералофизических исследований пирита и руд колчеданных месторождений, по результатам которых произведена группировка колчеданных месторождений по их геотектоническим позициям. Здесь приведена параметрическая генетическая модель колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала.

В четвертой главе на основе параметрических показателей физических свойств пирита выделены природные типы колчеданных руд и произведена качественная оценка технологических сортов колчеданных руд.

Благодарности. При выполнении и написании работы автор неоднократно пользовался советами и консультациями доктора геолого-минералогических наук А.А. Бурцева, доцентов В.Г. Рылова, В.С. Исаева, М.Ю. Черненко, В.В. Якушева, С.И. Сьяна за что им всем благодарен.

Особую благодарность за ценную критику, советы и проявленное терпение автор выражает своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору Илье Александровичу Богушу.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

Первое защищаемое положение. На эталонных объектах колчеданных месторождений Северного Кавказа и Южного Урала реализована методика выделения природных типов руд на основе параметрических показателей физических свойств пирита.

Уникальной особенностью месторождений колчеданной формации является их комбинированная природа. Различные типы руд расположены зонально относительно друг друга в рамках одной залежи – этот факт неоднократно и в различных аспектах отмечался в обширной литературе, посвященной изучению строения колчеданных залежей (В.В.Авдонин, И.А.Богуш, Н.С.Бортников, А.А.Бурцев, Ф.П.Буслаев, М.И.Вахрушев, А.Н. Гераков, С.В.Григорян, Н.И.Еремин, А.Г.Жабин, В.М.Изоитко, А.И.Кривцов, М.М.Курбанов, А.С.Лапухов, Л.Н.Овчинников, В.А.Прокин, Д.В.Рундквист, В.Ф.Рудницкий, В.Г.Рылов, В.И.Смирнов, В.И.Старостин, А.С.Тамбиев, В.Н.Труфанов,).

В строении стратиформных колчеданных рудных тел проявляется универсальная рудно-генетическая зональность – от подошвы к кровле следуют гидротермально-метасоматические штокверковые (метаморфические), массивные комбинированные (автобластические) и гидротермально-осадочные (диагенетические) руды, достоверно выделяемые по текстурно-структурным особенностям.

Для руд месторождений колчеданного семейства основным минералом является пирит. Сочетание отдельных генетических и структурно-анатомических разностей пирита определяют генетический, текстурно-структурный и технологический типы руд. Генетическая информация, касающаяся колчеданных руд, совпадает с информацией об этом минерале. Он отображает весь спектр генетических и пострудных стадий преобразования колчеданного объекта (И.А. Богуш, А.А. Бурцев, 2004). Пирит является уникальным минералом в отношении емкости генетической памяти и качества сохранности генетической информации в пределах единичного кристалла и минерального агрегата.

Генетические типы пирита, выделенные по типоморфным параметрическим показателям микротвердости, соответствуют структурам природных типов колчеданных руд (И.А. Богуш, 1985).

Генетические типы пирита закономерно сменяют друг друга в пространстве рудного тела и, соответственно, слагают определенные природные типы колчеданных руд, характеризующихся содержанием полезных компонентов, текстурно-структурными особенностями и некоторыми технологическими свойствами. Что дает возможность при проведении геотехнологического картирования по показателям микротвердости характеризовать колчеданную руду с генетических позиций и прогнозировать технологические параметры.

Постепенный характер перехода одного типа руд в другой в полигенных рудных телах совпадает с постепенными направленными изменениями типоморфных вариаций микротвердости пирита, которые закономерно изменяются в разрезах полигенных, комбинированных колчеданных залежей и характеризует латентную зональность рудных тел, определяемую изменением генетического типа, состава и степени метаморфизма (рис. 1).

Суммарный, интегральный показатель термо-ЭДС колчеданных руд слагается из показателей главных минералов – пирита, халькопирита, пирротина и сфалерита. Главные нерудные минералы силикаты и карбонаты (кварц, кальцит, хлорит, серицит) являются диэлектриками и существенного влияния на общий показатель термо-ЭДС не оказывают. Также и сфалерит с пирротином, как правило, обнаруживает весьма слабые полупроводниковые эффекты, или вообще не проявляет этого свойства. Термо-ЭДС пиритов колчеданных руд изменяется в широких пределах от +560 мкВ/K до -400 мкВ/K, при этом нередко в одном рудном образце, а зачастую, и в одном зерне пирита, обнаруживается двойственный дырочно-электронный тип проводимости. Халькопирит однозначно относится к полупроводникам с электронной проводимостью (n – тип), в пределах от -30 мкВ/K до -570 мкВ/K, таким образом, халькопирит вносит свои коррективы в суммарный показатель в виде доли отрицательной проводимости. В итоге на общий суммарный показатель наиболее активно влияют термоэлектрические свойства пирита, который и определяет, в конечном итоге, различие руд разного генезиса и разных месторождений.

Рис. 1 Вариации микротвердости пирита природных типов колчеданных руд в вертикальном разрезе (Урупское месторождение).

Природные типы руд колчеданных месторождений отражают качественный минеральный состав. Отнесение руды к тому либо иному типу зависит от содержания главных рудных компонентов: медь, цинк, свинец, пирит. В рассматриваемых месторождениях выделяют следующие природные типы: серноколчеданный, медноколчеданный, медно-цинковый и цинковый.

Полученные распределения показателей микротвердости и суммарного коэффициента термо-ЭДС для руд Быковского и Урупского колчеданных месторождений соответствуют минералофизической зональности колчеданных месторождений: увеличение среднего значения микротвердости от кровли к подошве рудной залежи и смена дырочной проводимости на электронную проводимость. На графиках показателей микротвердости и суммарного коэффициента термо-ЭДС для этих месторождений четко отбивается граница собственно рудного интервала – резкое уменьшение содержаний Cu и Zn, соответствует уменьшению значений термо-Э.Д.С и увеличению значений микротвердости. Изменение по разрезу этих показателей, типоморфных для генетических типов пирита: осадочно-диагенетический (Н0-Н1), автобластический (Н2), гидротермально-метасоматический (Н3), метаморфический (Н4-Н5 необходимо отметить следующее: 1тип (Н0)-появляется лишь в верхней части рудного разреза; диагенетический пирит (Н1) присутствует во всем разрезе, однако наибольшее развитие имеет в рудном интервале, достигая 40-50%. Автобластический и гидротермальный пирит распределен по рудному разрезу аналогично диагенетическому, увеличивая свое содержание до 50 и 40%, соответственно, в интервалах развития серноколчеданных руд и подрудных метасоматитов. Метасоматический (Н3) и метаморфический (Н4-Н5) пирит имеет сходное развитие по разрезу в рудной и подрудной части залежи. Максимальное развитие этот пирит имеет в центральной части рудного разреза: 60-70%. Наибольшие колебания микротвердости соответствуют нижней рудной зоне и началу подрудной.

Микротвердость в меньшей степени отражает интервалы различных промышленных типов руд вследствие инертности средних значений микротвердости по образцу. В тоже время следует отметить лучшее сохранение ранних пиритов при метаморфизме в сплошных рудах и минимальное в метасоматитах корневой зоны.

Значения показателей термоэлектрических свойств уменьшаются от рудной зоны к подрудной. Рудная зона характеризуется значениями от -175 до +285 мкВ/К, нижняя рудная от -211 до -97 мкВ/К, подрудная от -229 до -38 мкВ/К. Положение значений коррелируется с содержанием полезных элементов (Cu, Zn) (пики максимальных значений), коэффициент корреляции значений дырочной проводимости (+) с содержанием Cu, Zn равен +0,8 и +0,5, соответственно.

В интервале, сложенном серным колчеданом, отличным по структурно-текстурным особенностям, примечательно резкое уменьшение значений термо-Э.Д.С., а также содержания меди в грубозернистом агрегате.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.