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 |

Титан-циркониевые россыпи в отложениях полтавской серии миоцена юго-восточного склона воронежской антеклизы

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

СКЛЯРЕНКО ГРИГОРИЙ ЮРЬЕВИЧ

ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫЕ РОССЫПИ В ОТЛОЖЕНИЯХ ПОЛТАВСКОЙ СЕРИИ МИОЦЕНА ЮГО-ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

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 Южном Федеральном Университете (бывшем Ростовском государственном университете) на кафедре минералогии и петрографии геолого-географического факультета

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Бойко Николай Иванович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук

Парада Сергей Григорьевич

(Южный научный центр РАН)

кандидат геолого-минералогических наук

Грановский Александр Григорьевич

(Южный федеральный университет)

Ведущая организация: Южно-Российский Государственный
Технический Университет (НПИ)
г. Новочеркасск

Защита состоится 13 мая 2010г. в 1200 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 библиотеке Южного Федерального университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан « » апреля 2010 г.

Ученый секретарь Диссертационного

совета кандидат геолого-

минералогических наук, доцент В.Г. Рылов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время одним из наиболее перспективных объектов на титан и цирконий в Европейской части нашей страны является Южно-Российская провинция древних прибрежно-морских титан-циркониевых россыпей. Основные выявленные здесь россыпи связаны с сарматскими и киммерийскими отложениями Предкавказья. Несмотря на то, что Предкавказский россыпной бассейн является лишь частью, хотя и наиболее изученной, единой крупной Южно-Российской россыпной провинции, на других ее участках геолого-разведочные работы практически не проводятся. Это представляется тем более странным, так как по северной периферии Южно-Российского россыпевмещающего миоценового породно-осадочного бассейна, на юго-восточном склоне Воронежской антеклизы, еще в конце пятидесятых – начале шестидесятых годов прошлого столетия были выявлены и предварительно изучены титан-циркониевые россыпи, приуроченные к терригенным породам полтавской серии.

Особенности географического расположения, доступность, а также возможности комплексного использования, делают полтавские россыпи юго-восточного склона Воронежской антеклизы весьма перспективным промышленным объектом. Определение направлений дальнейших геолого-разведочных работ на титан-циркониевые россыпи Воронежской антеклизы сдерживается отсутствием полных и достоверных данных о вещественном составе вмещающих полтавских отложений, литолого-фациальных особенностях и условиях их образования, определяющих во многом генезис самих россыпей (источник, способ мобилизации, переноса и консервации рудных минералов).

Цель и задачи исследования. Целью работы является выявление закономерностей распространения и условий образования титан-циркониевых россыпей полтавской серии миоцена юго-восточного склона Воронежской антеклизы. Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи:

1. Изучить геологическое строение отложений полтавской серии юго-восточного склона Воронежской антеклизы.

2. Выявить особенности гранулометрического и минерального состава отложений полтавской серии.

3. Осуществить литолого-фациальные построения для россыпевмещающих отложений.

4. Выполнить палеогеографические реконструкции времени накопления образований полтавской серии.

5. Выявить закономерности распространения титан-циркониевых россыпей и условия их образования.

Фактический материал. Фактическим материалом для диссертационной работы стали исследования автора, выполненные на территории юго-восточного склона Воронежской антеклизы в 2006-2009 гг. Были описаны разрезы палеоген-неогеновых отложений. Отобраны 118 проб для лабораторного изучения. Выполнено 253 гранулометрических, 452 минералогических и 34 вакуумно-декриптометрических анализа.

В процессе работы были использованы рукописные и фондовые материалы по проведенным в пределах юго-восточного склона Воронежской антеклизы и прилегающих регионов геолого-съемочным и поисково-разведочным работам на титан-циркониевые россыпи и другие полезные ископаемые (В.К. Беляев, В.А. Блинов,
А.Д. Додатко, А.Н. Ерохин, В.А. Ефанова, К.Х. Зеленщикова, Е.П. Новак, С.Я. Орехов,
А.С. Прокопченко, С.И. Сьян, В.Т. Тарасенко, Н.П. Хожаинов, И.А. Шамрай и др.). Привлекались также многочисленные литературные источники (Н.И. Бойко,
А.М. Болотов, В.А. Гроссгейм, С.И. Гурвич, И.И. Малышев, Г.С. Момджи, Н.Г. Патык-Кара, А.Д. Савко, В.Н. Труфанов, С.Н. Цымбал, Н.А. Шило и др.)

Научные результаты, выносимые на защиту.

1. Установлено, что отложения полтавской серии юго-восточного склона Воронежской антеклизы, вмещающие титан-циркониевые россыпи, являются преимущественно псаммитовыми. Основные россыпеобразующие минералы представлены циркон-рутил-ильменитовой ассоциацией. Состав легкой фракции преимущественно кварцевый.

2. Выделены в составе полтавской серии следующие литолого-фациальные комплексы: прибрежно-морских отложений и отложений мелководного шельфа. Титан-циркониевые россыпи приурочены к прибрежно-морскому литолого-фациальному комплексу, в составе которого выделяются пелитово-песчаный и песчаный субкомплексы.

3. Доказано, что формирование титан-циркониевых россыпей происходило в прибрежной зоне мелководного морского бассейна при перемыве осадков в тектонически- и гидродинамически активных условиях на склонах локальных поднятий дна. Источниками поступления в полтавский бассейн седиментации рудных минералов являлись как коренные породы Воронежского кристаллического массива и коры выветривания по ним, так и осадочные образования центра Русской платформы, служившие промежуточными коллекторами.

Научная новизна работы.

1. Детально изучен вещественный состав отложений полтавской серии юго-восточного склона Воронежской антеклизы. Применены вакуумно-декриптометрические методы исследования.

2. Выполнены литолого-фациальные построения для россыпевмещающих отложений полтавской серии.

3. Реконструированы палеогеографические условия формирования россыпевмещающих отложений полтавской серии миоцена юго-восточного склона Воронежской антеклизы.

4. Выявлены закономерности распространения и условия образования титан-циркониевых россыпей полтавской серии миоцена.

Апробация работы. Основные положения изложены в шести опубликованных работах. Результаты проведенных исследований докладывались на научных конференциях международного уровня: «Осадочные породы, полезные ископаемые и почвы, процессы гипергенеза» (Ростов-на-Дону, 2007), «XII Международном научном симпозиуме им. академика В.А. Усова студентов и молодых ученых» (Томск, 2008 ), «Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии, и рационального природопользования» (Новочеркасск, 2009); а также на 5-м Всероссийском литологическом совещании «Типы седиментогенеза и литогенеза и их эволюция в истории Земли» (Екатеринбург, 2008).

Научные результаты работы отражены в статьях, опубликованных в изданиях рекомендованных ВАКом по профилю специальности – «Руды и металлы», «Известия ВУЗов. Северо-кавказский регион. Естественные науки».

Теоретическая и практическая значимость работы. На основании изучения титан-циркониевых россыпей юго-восточного склона Воронежской антеклизы определены литолого-фациальные, геоморфологические и тектонические критерии прогноза, которые могут быть использованы при поисках данного типа месторождений. Рекомендованы площади для проведения дальнейших геолого-разведочных работ.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Научные положения диссертационной работы, представляемые на защиту, соответствуют пункту 1 области исследования паспорта специальности 25.00.11 – Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников, включающего 218 наименований. Она содержит 157 печатных страниц, графические приложения представлены 27 рисунками и 2 таблицами.

В первой главе изложен обзор, анализ и оценка работ, проведенных раннее на юго-восточном склоне Воронежской антеклизы, направленных на изучение титан-циркониевых россыпей.

Во второй главе рассмотрено геологическое строение юго-восточного склона Воронежской антеклизы.

В третьей главе приведены результаты изучения особенностей геологического строения и вещественного состава россыпевмещающих отложений полтавской серии.

В четвертой главе осуществлены литолого-фациальные построения и реконструированы палеогеографические условия времени формирования россыпевмещающих отложений полтавской серии.

В пятой главе дана сравнительная характеристика титан-циркониевых россыпей различного возраста на юге Русской платформы. Рассмотрены источники поступления рудных минералов в россыпи полтавской серии и особенности россыпеобразования.

Благодарности. Исследования по теме диссертации проводились во время обучения в аспирантуре при кафедре минералогии и петрографии Южного федерального университета. При выполнении научных исследований и написании работы автор обращался к советам и консультациям докторов геолого-минералогических наук, профессоров М.И. Гамова, Ю.Г. Майского,
В.Н. Труфанова, А.Э. Хардикова, доцентов В.Г. Рылова, Б.В. Талпы и других сотрудников геолого-географического факультета ЮФУ, за что очень им благодарен.

Особую благодарность за ценные консультации, постоянную поддержку и доброжелательное отношение автор выражает своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Николаю Ивановичу Бойко.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ, ВЫНОСИМЫЕ
НА ЗАЩИТУ

Первое защищаемое положение. Отложения полтавской серии юго-восточного склона Воронежской антеклизы, вмещающие титан-циркониевые россыпи, являются преимущественно псаммитовыми. Основные россыпеобразующие минералы представлены циркон-рутил-ильменитовой ассоциацией. Состав легкой фракции преимущественно кварцевый.

1.1 Особенности геологического строения полтавской серии

В пределах юго-восточного склона Воронежской антеклизы отложения полтавской серии прослеживаются на водораздельных пространствах. Полтавские отложения являются терригенными. Наиболее распространены псаммитовые разности, в меньшей степени алевритовые и пелитовые. По литологическим признакам толща полтавских отложений разделяется на две части. Нижняя – сложена светло-серыми, белыми и желтыми рыхлыми мелкозернистыми песками с незначительной алевритовой примесью. Ее мощность составляет 15-25 м. Верхняя часть – представлена разнозернистыми песками красно-бурого, малинового, желтого и белого цвета. Их мощность составляет 3-6 м. На наиболее возвышенных участках полтавские пески перекрываются глинами миоцена и четвертичными суглинками.

1.2 Текстуры россыпевмещающих отложений

Установлено, что изучаемые отложения в большинстве случаев обладают слоистыми текстурами, когда же слоистые текстуры выражены неясно – наблюдаются однородные. В связи с весьма хорошей сортировкой песчаного материала и равномерным его распределением, проявление слоистых текстур в полтавских отложениях, как правило, не связано с рассортировкой зерен по классам крупности. Слоистость проявляется за счет скоплений тяжелых темноокрашенных минералов (ильменита, рутила и др.) в отдельных слойках. Наибольшим распространением в полтавских отложениях пользуются полого-волнистая, волнистая и сложные типы слоистости, такие как косо-волнистая.

1.3 Гранулометрический состав отложений полтавской серии

Гранулометрический анализ показывает, что изучаемые россыпевмещающие пески являются мелкозернистыми, хорошо отсортированными. Усредненный гранулометрический состав рудоносных песков характеризуется следующими классами (мм): 2-1 – 0.5%, 1-0.5 – 0.9%, 0.5-0.25 – 7.1%, 0.25-0.16 – 16.7%, 0.16-0.1 – 70.0%, 0.1-0.063 – 4.4%, <0.063 – 0.4%. Изучение распределения песчаного материала по классам крупности с применением метода квартилей (Рухин, 1953) и построением генетической диаграммы позволило выделить типы песков различного генезиса (рис. 1).

 енетическая диаграмма россыпевмещающих песков I. Поле прибрежных песков,-2

Рис. 1 Генетическая диаграмма россыпевмещающих песков

I. Поле прибрежных песков, отложенных при сильных колебательных движениях воды. Сюда относятся пески пляжа и мелководные пески, отложенные в подобных условиях.

II. Поле донных песков (озерных или морских), отложение которых происходило при слабых колебательных движениях воды. Эта группа тесно связана с предыдущей.

III. Поле песков, отложенных при поступательном движении воды в реках или областях развития течений.

VI. Поле эоловых песков.

Изучение гранулометрического состава песков при помощи генетической диаграммы позволило установить динамические условия их седиментации. Была выявлена зависимость содержания тяжелой фракции для различных гранулометрических классов. Так, максимальные содержания тяжелых минералов сконцентрированы в мелкопсаммитовой фракции 0.10-0.12 мм (рис. 2). Такие разности находятся на границе полей II и III на генетической диаграмме, они отлагались при совокупном воздействии колебательных и поступательных движений среды седиментации.

 ависимость содержания тяжелой фракции от среднего размера зерен 1.4-3

Рис. 2 Зависимость содержания тяжелой фракции от среднего размера зерен

1.4 Минеральный состав песков

Лёгкая фракция россыпей состоит на 96-97% (до 99%) из кварца и 0.5-1% полевых шпатов.

Кварц. Выделяются три разновидности кварца различного цвета: молочно-белого, серого и прозрачного. Зёрна кварца, как правило, изометричные, неправильной формы, преимущественно хорошо окатанные. Преобладают зёрна 0.1-0.25 мм.

Полевой шпат. Полевые шпаты также характеризуются хорошей окатанностью, реже встречаются в виде табличек. Цвет молочно-белый, реже наблюдаются бесцветные зёрна. Размер зёрен 0.1-0.16 мм.

Тяжёлая фракция россыпей состоит из немагнитной и электромагнитной фракции. Общее количество минералов, наблюдавшихся в составе тяжёлой фракции не превышает 12. В немагнитной фракции установлены циркон, рутил, лейкоксен, дистен, эпидот, силлиманит.

Циркон. Циркон по форме и степени окатанности можно разделить на три разновидности: удлиненно-призматические, призматические и хорошо окатанные зёрна. Окраска бесцветная, желтоватая, светло-розовая, кремовая. У слабоокатанных зёрен блеск сильный, алмазный, хорошо окатанные зёрна обладают алмазным и жирным стеклянным блеском. Размер зёрен до 0.16 мм. В тяжёлой фракции шлихов циркон не превышает 15%, составляя в среднем 2-4%.

Рутил. Рутил в россыпях встречается в виде призматических и угловато-окатанных зерен. Призматические зёрна имеют хорошо выраженные грани и сглажены на концах. Размер кристаллов по длинной оси до 0.25 мм. Угловато-окатанные зёрна неправильной формы. Размер зёрен – 0.1-0.16 мм. Цвет рутила оранжевый, красный. Блеск сильный жирный. Содержание колеблется от 8 до 27%.

Лейкоксен. Лейкосен развивается по ильмениту. Присутствуют в россыпях в виде окатанных плоских зёрен. Цвет: светло-жёлтый, бежевый, реже серый. Зёрна непрозрачные с блеском более тусклым, чем у рутила. Размер зёрен >0.1 мм. Содержание в шлихах до 10%.

Дистен. Дистен представлен пластинчатыми кристаллами с окатанными и округлёнными углами и трещинками спайности. Цвет белый и прозрачный. Размер зёрен 0.16-0.25 мм, с преобладанием зёрен 0.16 мм. Содержание в шлихах составляет 17-35%.

Эпидот. Эпидот встречается в небольших количествах. Зёрна обычно полуокатаны и имеют неправильную форму, неровный излом цвет фисташково-зелёный, блеск стеклянный.

Силлиманит. Силлиманит присутствует в россыпях в меньших количествах, чем дистен. Форма кристаллов удлинённо-призматическая, со слабым окатыванием, а также неправильной формы. Цвет силлиманита от прозрачного до белого. Блеск стеклянный. Содержание силлиманита в шлихах 8-27%.

Отмечается также наличие в тяжелой немагнитной фракции единичных зерен анатаза и корунда.

Электромагнитная фракция состоит из ильменита, ставролита, турмалина, сфена. Встречаются гранат и хромит.

Ильменит. Ильменит встречается в виде угловато-окатанных и хорошо окатанных разностей. Угловато-окатанные зёрна имеют неправильную форму и ямчатую поверхность. Размер зёрен менее 0.1-0.16 мм. Хорошо окатанные зёрна имеют продолговатую и шарообразную форму, реже уплощенную. Размер 0.063 – 0.16 мм. Зерна имеют железно-чёрный, реже коричневый цвет, сильно лейкоксенизированы. Содержание ильменита в шлихах колеблется от 7 до 50%.

Ставролит. Ставролит представлен в виде зёрен неправильной формы и угловато-окатанных осколков. Цвет буровато-красный. Блеск стеклянный. Размер зёрен 0.1-0.16 м. Содержание – 5-20%.

Турмалин. Турмалин встречается в двух разновидностях: призматических кристаллов и угловато-окатанных зерен. Призматические кристаллы и их обломки зеленовато-серого цвета с чёрными включениями внутри кристаллов и слегка сглаженными гранями. Размер зёрен 0.1-0.16. Угловато-окатанные зёрна неправильной формы тёмно-зелёного цвета. Размер зёрен 0.063-0.1 мм. Содержание в шлихах – 2-10%.

Сфен. Сфен – зёрна плоской конвертообразной и удлинённой формы, медово-жёлтого цвета с жирным и алмазным блеском. Размер зёрен 0.063-0.1 мм. Содержание до 5 %.

Соотношений минеральных ассоциаций тяжелой и легкой фракций указывает на особенности транспортировки терригенного материала и условия его отложения в бассейне седиментации (рис. 3).

 идроаэродинамическая зрелость песков. Зависимость количества рудных-4

Рис. 3 Гидроаэродинамическая зрелость песков. Зависимость количества рудных минералов (ось ординат) от содержания тяжелой фракции в песках (ось абсцисс)

Установлено, что в россыпях преобладают химически и гидродинамически устойчивые терригенные минералы (Бегргер, 1986). Россыпевмещающие отложения имеют высокую степень химической и гидроаэродинамической зрелости. Содержания рудных минералов прямопропорциональны содержаниям тяжелой фракции в песках.

1.5 Вакуумно-декриптометрическое изучение кварцевых песков



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.