Содержание к диссертации
Введение
1. Марганцевые руды россии и аспекты их технологической минералогии 11
1.1. Краткий очерк о марганцевых рудах и объектах Сибири 11
1.2. Общие сведения о технологической минералогии 14
2. Геологическое строение кузнецко салаирской горной области 17
2.1. Физико-географический очерк 17
2.2. Тектоническое районирование региона 18
2.3. Геологическое строение Горной Шории и Салаирской складчатой области
2.3.1. Горная Шория 21
2.3.2. Салаирская складчатая зона 29
2.4. Геологическое строение Сунгайского месторождения 32
2.4.1. Стратиграфия 32
2.4.2. Интрузивные образования 37
2.4.3. Особенности распространения марганцевых руд на месторождении 38
2.5. Геологическое строение Селезеньского месторождения 41
2.5.1. Стратиграфия 41
2.5.2. Интрузивные образования
2.5.3. Типы марганцевых руд и особенности их распространения 49
3. Вещественный состав руд сунгаиского месторождения 55
3.1. Текстурно-структурные особенности руд 55
3.2. Химический состав руд 61
3.3. Минеральный состав руд 64
4. Вещественный состав руд селезеньского месторождения 77
4.1. Текстурно-структурные особенности руд 80
4.2. Химический состав валунчатых марганцевых руд 81
4.3. Минеральный состав руд 83
Заключение 98
Библиографический список
- Общие сведения о технологической минералогии
- Тектоническое районирование региона
- Геологическое строение Селезеньского месторождения
- Химический состав валунчатых марганцевых руд
Введение к работе
Актуальность темы. Отсутствие в стране высококачественных марганцевых руд и как следствие - зависимость отечественной металлургии от импорта марганцевых концентратов, привело к необходимости вовлечения в промышленную переработки низкокачественных труднообогатимых руд, отличающихся сложными составом и строением. Добыча и обогащение таких руд требуют разработки инновационных технологических решений, которые могут базироваться только на полной и всесторонней информации об их вещественном составе и технологических свойствах, которые, в свою очередь, определяются генезисом объектов.
Балансовые запасы марганцевых руд России насчитывают 231,2 млн т,
из них разведанные (категорий A+B+Q) - 137,5 млн т, или 2,7% мировых
запасов. Имеются и перспективы расширения минерально-сырьевой базы -
прогнозные ресурсы марганцевых руд Российской Федерации значительны,
они составляют 1120,2 млн т, что позволяет стране входить в десятку
ведущих стран-ресурсодержателей. Основная часть прогнозных ресурсов и
запасов марганцевых руд сосредоточена в Сибирском регионе.
(). Здесь расположены
крупнейшие месторождения марганца - Усинское и Порожинское. На юге Сибири, в Красноярском крае, Кемеровской и Иркутской областях находятся месторождения марганцевых и железомарганцевых руд, не учтенных балансом из-за их низкого качества. К числу таких объектов относятся Селезеньское и Сунгайское месторождения окисленных марганцевых руд, расположенные в Кемеровской области.
Цель работы. Минералого-технологическая оценка окисленных марганцевых руд месторождений Сунгайское и Слезеньское.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучить геологическое строение месторождений,
выявить особенности формирования и преобразования окисленных марганцевых руд Сунгайского и Селезеньского месторождений,
изучить текстурно-структурные особенности и минеральный состав
РУД,
адаптировать существующий комплекс минералого-аналитических
методов исследования марганцевых руд к рудам изучаемых
месторождений,
выявить минералогические особенности окисленных марганцевых руд, влияющие на их качество, методами прикладной минералогии.
Фактический материал. Объектом диссертационного исследования являлись окисленные марганцевые руды Сунгайского и Селезеньского месторождений.
Непосредственный объект исследования - керн и каменный материал, отобранный из канав и бортов карьера во время полевых работ (150 образцов), технологические пробы марганцевых руд Селезеньского
месторождения и минералого-технологические пробы руд Сунгайского месторождения.
В основе работы лежат результаты картирования месторождений, документация керна скважин и канав, выполненных в период полевых работ. Собран каменный материал, характеризующий текстурно-структурные особенности руд. В работе использованы фондовые материалы геологических отчетов, материалы по технико-экономическому обоснованию (ТЭО), а также проанализирован материал предшествующих исследований.
Автором изучено более 150 шлифов петрографическим и минераграфическим методами, проведен оптико-минералогический анализ более 100 дробленых проб исходной руды и продуктов обогащения с целью определения степени раскрытия марганцевых минералов, определены физические свойства минералов: удельная магнитная восприимчивость (д.г.-м.н. Раков Л.Т., ИГЕМ РАН), плотность, микротвердость. В работе использованы более 50 рентгенографических (Иоспа А.В., Шувалова Ю.Н., ФГУП «ВИМС»), 20 микрорентгеноспектральных (к.г.-м.н. Коненкова Н.Н., ГЕОХИ РАН, Никольский М.С., ИГЕМ РАН), 15 электронно-микроскопических (к.г.-м.н. Ожогин Д.О., ФГУП «ВИМС»), 20 рентгенотомографических (д.т.н. Якушина О.А., ФГУП «ВИМС»). Более 50 химических анализов руд и продуктов обогащения выполнено в аналитическом отделе ФГУП «ВИМС» и РУДН (к.г.-м.н. Абрамов В.Ю.).
Научная новизна
Доказано, что Селезеньское и Сунгайское месторождения окисленных марганцевых руд относятся к разным морфогенетическим типам. Выявлены минералогические особенности руд, обусловленные генезисом, влияющие на их качество и позволяющие прогнозировать технологии переработки.
Методы исследований
Анализ результатов геологического картирования месторождений, минералогическое исследование руд, научное обобщение геологических, данных.
Основной объем минералого-аналитических исследований выполнен в минералогическом отделе ФГУП «ВИМС» в соответствии с нормативно-методическими документами Научных советов по минералогическим и аналитическим методам исследования (НСОММИ и НСАМ). Были использованы следующие методы исследования вещественного состава.
Оптическая микроскопия (петрографический, минераграфический и оптико-минералогический) для изучения минерального состава и текстурно-структурных особенностей руд и вмещающих пород и определения степени раскрытия рудных минералов. Аппаратура: световые микроскопы Nikon Optihot-Pol, Olympus ВХ-51 (Япония), Leica DM RX (Германия), бинокулярные стереоскопические микроскопы МБС-1, МБС-9 (Россия).
Рентгенографический количественный фазовый анализ (РКФА) для количественной оценки содержания минералов в рудах. Аппаратура: рентгеновский дифрактометр X'Pert PRO (PANalytical, Голландия).
Аналитическая электронная микроскопия для выявления особенностей микростроения тонкодисперсных минеральных систем, идентификации микрофаз, определения реального состава и строения минералов. Аппаратура: растровый электронный микроскоп Tesla-ЗОІВ (Словения), оснащенный рентгеновским спектрометром с дисперсией по энергии, просвечивающие электронные микроскопы Tesla -540В (Словения), Tecnai 12В (Голландия). Диагностика минеральных фаз осуществлялась микродифракционным методом.
Микрорентгеноспектралъный анализ (МРСА) для определения элементного состава минералов и особенностей распределения в них примесей по площади выделений. Аппаратура: электронно-зондовый анализатор JEOL JXA-8100 (Япония).
Рентгенотомографический анализ для определения особенностей срастания минералов и их гранулярного состава. Аппаратура: промышленный вычислительный рентгеновский микротомограф ВТ-50-1 Геотом (Россия).
Методы определения физических свойств минералов:
микровдавливания для определения микротвердости минералов на полуавтоматическом микротвердометре ПМТ-ЗМ (ЛОМО, Россия),
объемометрический для измерения плотности минералов на микрообъемометрической установке с использованием ультрамикровесов «Сарториус» и барометрических капилляров,
магнитометрии для измерения магнитной восприимчивости минералов и руд - утановка Kappabridge KLY-2.
Практическая ценность
Установлены основные морфогенетические типы руд месторождений, дополнены данные по их минеральному составу и текстурно-структурные особенностям, что позволило по новому оценить перспективы марганценостности районов.
Применительно к окисленным рудам Селензеньского и Сунгайского месторождений адаптирован комплекс минералого-аналитических методов исследования, позволивший получить необходимую и достаточную информацию об их вещественном составе. Выявлены минералогические особенности, определяющие качество окисленных марганцевых руд и позволяющие прогнозировать методы и способы их обогащения и качество ожидаемых продуктов. Информация о составе и строении руд, полученная при минералогическом изучении, использована при создании технологий их обогащения.
Защищаемые положения
1. На месторождениях Селезеньское и Сунгайское окисленные марганцевые руды представлены двумя морфогенетическими типами. На Селезеньском месторождении это обломочные, валунчатые и сажистые
руды, локализованные в продуктах переотложения кор выветривания карстовых структур, на Сунгайском месторождении - инфильтрационные и валунчатые руды, связанные с корами выветривания кремнистого состава.
2. Окисленные марганцевые руды Сунгайского месторождения
характеризуются сочетанием колломорфных и коррозионных текстур,
присутствием оксидов и гидроксидов марганца, образующих тесные
срастания как между собой, так и с кварцем, близостью свойств рудных
минералов, что определяет необходимость применения комбинированной
технологии их переработки.
3. Окисленные железомарганцевые руды Селезеньского
месторождения характеризуются совместным присутствием рудных
минералов и агрегатов разной формы и размера, непостоянством
минерального и химического состава по марганцу, железу и кремнезему,
спецификой вмещающих пород и контрастностью физических свойств
рудных и породообразующих минералов, что предопределяет высокую
эффективность применения механических методов обогащения.
Апробация работы. Результаты исследований и основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 7-ой и 8-ой научных молодежных школах «Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых» (Москва, 2010, 2011 гг.), на IX Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле (Москва, 2009), на международных совещаниях «Плаксинские чтения-2010, 2011, 2012» (Казань, 2010 г., Верхняя Пышма, 2011 г., Петрозаводск, 2012 г.), на научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых» (Москва, 2009, 2011, 2012), на VII Российском семинаре по технологической минералогии «Прогнозная оценка технологических свойств полезных ископаемых методами прикладной минералогии» (Москва, 2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе две статьи в реферируемых журналах, входящих в перечень ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы (95 наименований). Общий объем работы 125 страниц, в том числе 40 рисунков и 16 таблиц. Во введении обоснована актуальность работы, обозначены цель и задачи, показаны научная новизна и практическая значимость проведенных исследований, сформулированы защищаемые положения. В первой главе приведены общие сведения о минерально-сырьевой базе марганца и некоторые аспекты технологической минералогии марганцевых руд. Во второй главе дана характеристика геологического строения Кузнецко-Салаирской горной области, в которой расположены месторождения, охарактеризованы геологическое строение и изученность месторождений, выявлены основные морфогенетические типы руд месторождений. Третья глава посвящена особенностям состава и строения руд Сунгайского
Общие сведения о технологической минералогии
Повышенные содержания марганца (до 24,43%) отмечены в меловых отложениях симоновской свиты, связаны с маломощными, быстро выклинивающимися линзами кварцевых песчаников с цементом. В силу весьма малых размеров, они практического интереса не представляют.
Наиболее перспективным на обнаружение месторождений оксидных марганцевых руд является Чеболдагский марганцеворудный район и Тогул Сунгайский марганцеворудный узел. Оруденение здесь представлено марганцевыми «шляпами» мезозойско-кайнозойской химической коры выветривания над кремнистыми марганцевыми рудами, сопровождающимися делювиально-элювиальным шлейфом валунчатых оксидных руд (Чеболдагский район) [14]. Запасы марганцевых руд Сибири составляют по категориям А+В+Сі -98516 тыс. т. Они сосредоточены на Усинском месторождении в Кемеровской области. Из них 92,8 млн т составляют карбонатные руды и 5,7 млн т - окисленные. Месторождение учитывается в группе Государственного резерва. На Енисейском кряже разведано крупное Порожинское месторождение с запасами категорий Ci+C2 78 млн т оксидных и 75 млн т карбонатных руд. Но они пока не утверждены ГКЗ. Оба месторождения не эксплуатируются из-за сложности обогащения руд (Усинское месторождение), не освоенности территории и удаленности от основного потребителя (Порожинское месторождение)[18].
На территории западной части Алтае-Саянской складчатой области выявлено значительное количество проявлений оксидных марганцевых руд. Распространены они на Салаире, Алтае, в Горной Шории, Кузнецком Алатау, Саянах. В последние годы выполнен анализ состояния и произведена переоценка прогнозных ресурсов охарактеризованной территории, что находит отражение в таблице 1.
В Кемеровской области разведано крупное Усинское месторождение марганцевых руд, которое представлено, в основном, карбонатным типом руд и менее окисленными рудами. Для карбонатных руд этого месторождения разработан ряд технологических схем обогащения с получением карбонатных концентратов. Там же находится Кайгадатское месторождение кремнистых железо-марганцевых руд, для которых требуется создание эффективной технологии обогащения. С Дурновского месторождения окисленных марганцевых руд осуществляются небольшие поставки марганцевых концентратов.
Прогнозная оценка минерального сырья, должна проводиться с использованием малозатратных и экспрессных методов технологической минералогии. Данные методы позволяют получить полные сведения о текстурах и структурах, минеральном составе руд, об особенностях реального состава и строения минералов, которые в дальнейшем определяют их поведение в технологических процессах.
Во второй половине 20 века благодаря исследованиям и трудам А.И. Гинзбурга А.И., Сидоренко Г.А., Изоитко В.М., Б.И. Пирогова, Е.Г. Ожогиной, В.В. Щипцова, В.А. Чантурия и других исследователей сформировалось новое направление в минералогии-технологическая минералогия. Это направление, которое изучает зависимость технических и технологических свойств минералов от их состава и структуры, поведение минералов в технологических процессах и проводящее изыскания по направленному изменению свойств минералов с целью их разделения и обогащения. Таблица 1 - Основные геолого-технологические особенности значимых марганцевых объектов Кузнецкий Алатау
Месторождения Геолого-промышленный тип Минеральный тип Содержание Мп, Fe, Р (%) Минеральный состав Текстура Структура Схемы обогащения
Усинское марганцевый, псиломелан- Мп 14-24 рудные: родохрозит, реликтовая скрыто-, тонко, дробление, промывка, оксидно- вернадитовый; Fe5-8 манганокальцит, слоистая, мелкокристалли- грохочение, карбонатный родохрозитовый Р 0,1-0,2 олигонит, кутнагорит, прожилковая ческая, рентгенорадио марганцовистый желваковая, метаколлоидная метрическая и кальцит, родохрозит, вкрапленная, рентгенолюмине манганокальцит колломорфная сцентная сепарация класса Салаирская складчатая область Дурновское карбонатно- пиролюзитовый, Мп 18-43 пиролюзит, массивная, метаколлоидная, дробление, промывка, оксидныи нсутитовыЙ, гетит- Fe 3-11 псиломелан, гетит, желваковая, колломорфная, рентгенорадио псиломелан- Р 0,2-09 манганит родохрозит, вкрапленная, скрытокристалли- метрическая сепарация вернадитовый манганокальцит колломорфная,прожилковая,землистая ческая Сунгайское оксидный пиролюзит- Мп 10-19 псиломелан, брекчиевая, мелко- дробление, грохочение, псиломелановый, Fe3-5 пиролюзит, вернадит, массивная, тонкозернистая, гравитация, магнитная гетит- РОЛ тодороки, гетит, кварц кавернозная, скрытокристалли- сепарация, псиломелановый ческая, колломорфная химическое обогащение Кайгадатское оксидный манганитовый, Мп 10-21 манганит, гаусманит, массивная, скрытокристалли- дробление, грохочение, гаусманит- Fe 12-20 браунит, якобсит, прожилковая ческая, фотосепарация 3 мм, браунитовый Р 0,04-0,09 гематит колломорфная, цементационная магнитогравита-ционное обогащение Горная Шория Селезеньское оксидный псиломелан- Мп 14,8 псиломелан, рыхлая, скрытокристалли- дробление, грохочение, гетитовый, Fe 8,35 пиролюзит, асболан, порошковая, ческая, магнитная сепарация, Р0,9 гетит, массивная, пористая,колломорфная, брекчиевидная разнозернистая,цементационная, гидрометаллургически й передел
В таблице используются данные А.С. Столярова, Е.И. Ивлева, А.Б. Халезова, ГКЗ и др. Важную роль внесли минералогические исследования в разработку технологического передела сырья и извлечения из него полезных компонентов.
По Б. И. Пирогову и В. М. Изоитко [48, 27] технологическая минералогия - это объединение всех минералогических исследований, связанных с изучением технологических свойств минералов, разработкой рациональных схем их обогащения и комплексного использования. Технологическая минералогия, объединяет в единый цикл работу геологов, минералогов и обогатителей, технологов, над проблемой минерального сырья.
Опубликованы монографии, посвященные проблеме технологической минералогии марганцевых, железных и вольфрамовых руд [47]. В них рассмотрены методы глубокого изучения вещественного состава руд, приведены примеры изучения разных генетических типов руд, показано, как генетические особенности руд определяют технологические свойства руд. Такая информация была приведена в работах Ожогиной Е.Г.,Пирогова Б.И., Барнышевой Т.Н, Якушиной О.А., Астаховой Ю.М, Сычевой Н.А., Чантурия В.А, Башлыковой Т.В. [2, 3, 4, 5, 6, 16, 37, 42, 43, 46, 48, 61]. Ожогиной Е.Г.,Пирогова Б.И. Астаховой Ю.М., Барнышевой Т.Н. (Сунгайское, Селезеньское, Утхумское, Пудожгорское месторождения), где показано, что качество руд и их технологические свойства определяются составом, строением и свойства рудных минералов, обусловленных генезисом и последующими гипергенными преобразованиями.
Тектоническое районирование региона
Среднекембрийские карбонатные отложения установлены также на правобережье р. Мрас-су, при впадении р. Заслонки. В известняках этого участка найдены водоросли и археоциаты плохой сохранности.»
«Среднекембрийские отложения, охарактеризованные фауной археоциат, наиболее полно представлены в районе верхнего течения р. Мрассу. По ключу Енис (правый приток Мрас-су вблизи Карчита) установлены два горизонта археоциатовых известняков. Нижний горизонт, состоящий из светло-серого массивного известняка, иногда брекчиевидного сложения, с фауной археоциат камешковского типа, является непосредственным продолжением карчитского археоциатового рифа. Известняки с археоциатами низов среднего кембрия непосредственно залегают на водорослевых мраморах и доломитах нижнего кембрия.»
«К нижним горизонтам среднего кембрия относится также толща известняков, вскрытых на левом берегу р. Мрас-су и пос. Чемол. В этих известняках обнаружены археоциаты. Среднекембрийские карбонатные отложения широко распространены в бассейне р. Кондомы. В частности, мощная толща известняков и мраморов среднего кембрия слагает район Чеболдагского месторождения марганцовых руд бассейна р. Селезень. Характерно, что марганцоворудные месторождения этого района, так же как и Усинское месторождение марганцовых руд, расположено среди среднекембрийских отложений.»
Общая мощность карбонатной толщи среднего кембрия Кондомского района превышает 2000 м.» «Канымская свита» «Над конгломератами залегают фиолетовые тонкорассланцованные ту-фопесчанистые и известняковые породы. Мощность этой пачки фиолетовых туфоизвестковистых песчаников равна 400 м. Туфоосадочные породы согласно сменяются с верху зелеными порфиритами и их туфами. Зеленокаменная туфопорфиритовая толща широко развита в пределах южной части Кузнецкого Алатау, главным образом в бассейнах рек Усу и Вельсу и на хребте Топхан. Далее к югу она слагает значительные площади в бассейнах рек Томь и Мрас-су в пределах Горной Шории.»
«Среди туфопорфиритовой толщи можно выделить андезитовые и авгитовые порфириты и их туфы, диабазовые и дацитовые порфириты.
Во всех этих разновидностях наблюдается интенсивный метаморфизм, обусловленный близостью интрузий и наличием крупных зон смятия. Эти зоны часто сопровождаются широкими полосами зеленых хлорит-серицитовых сланцев, возникших, в результате динамометаморфизма пород порфиритовой толщи.
Эффузивно-вулканогенная свита середины среднего кембрия также широко распространена в пределах Горной Шории. Кроме основных эффузивов, встречаются кислые разности (альбитофиры и пр.). В Мунжинском районе в эффузивно-вулканогенной толще преобладают диабазовые порфириты, присутствуют песчаники и брекчии, состоящие из того же эффузивного материала, глинистые сланцы, известняки и кварциты. Для всех этих пород характерен грязно-зеленая окраска, обусловленный значительной примесью хлорита. В бассейне р. Кондомы эффузивно-вулканогенные породы залегают стратиграфически выше известняков низов среднего кембрия.
В районе р. Узас (приток Мрас-су) на известняках с фауной археоциат низов среднего кембрия залегает толща пироксеновых порфиритов, мощностью до 500 м.
На правобережье р. Мрас-су, выше впадения р. Сосновки, вскрыта эффузивно-осадочная толща, сложенная перемежающимися пачками голубовато-серых песчаников, темно-серых кремнистых сланцев и порфиритов. В бассейне р. Кондомы, по р. Мундыбаш, а также близ Темир Тау и Таштагола широко развиты зеленовато-серые и лилово-бурые плагиоклазовые и пироксеновые порфириты, порфиры, миндалефиры и их туфы. Эти эффузивы залегают стратиграфически выше фаунистически охарактеризованных известняков среднего кембрия. Мощность этой эффузивной толщи составляет около 3 км. В прослоях известняка, залегающих среди эффузивной толщи Мун-дыбашского района, найдены трилобиты. Разрезы нижне- и среднекембрийских отложений Кузнецкого Алатау и Горной Шории чрезвычайно сходны с разрезами кембрийских отложений Западного Саяна, Горного Алтая и Тувы.» «Ордовик» «В Горной Шории ордовикские отложения развиты в бассейне верхнего течения рек Лебедь и Кондома, в Таштагольском, Анзасском и Казском районах. В пределах Амзасского района как ордовикские, так и верхнекембрийские отложения, эти формы вряд ли определенно указывают на верхнекембрийский возраст осадков.
Ордовикские отложения, вскрытые в районе поселка Амзас, представлены конгломератами, аркозовыми песчаниками, известковистыми песчаниками, известняками и черными глинистыми сланцами. Эти отложения, общей мощностью около 1200- 1500 м, были отнесены к низам ордовика. Отложения ордовика и силура слабо развиты в Горной Шории, что указывает на поднятие территории.»
Геологическое строение Селезеньского месторождения
К отложениям верхнего мела и нижнего палеогена относятся остаточные коры выветривания, которые сформировались in situ в период пенепленизации района. На площади месторождения остаточные коры выветривания фиксируются, в основном, на водоразделах. Состав кор выветривания зависит от пород, по которым они развиваются. В районе рудного поля Селезеньского рудного поля выделяются глинистая и кремнистая коры выветривания (Орлова.Н.И., ФГУП «ВИМС», 2008).
Глинистая кора выветривания развивается по вулканогенным, глинистым, серицито-глинистым, глинисто-хлоритовым сланцам верхней глинисто-кремнисто-сланцевой толщи эсконгинской свиты. Структурный элювий этих пород представляет собой глиноподобный материал зеленоватого, желтоватого, красноватого, реже почти белого цвета, сохраняющий многие текстурно-структурные особенности материнской породы и отличаются пестрой окраской и глубоким химическим преобразованием.
На известняках, поверхность которых неровная, установлены карстовые полости, заполненные красной глиной со щебенкой разнообразных, устойчивых к выветриванию пород, чаще всего кремнистых сланцев, кварцитов.
Кремнистой коры выветривания отличается наличием кварцитов с реликтами брекчиевидной, пятнистой, слоистой и полосчатой текстур, характерных для вулканогенных, кремнисто-сланцевых и карбонатных пород [77]. В долине р. Селезень были встречены обломки окварцованных известняков, переходящих в чистые кварциты; Верхний палеоген-четвертичная система, нижний отдел (P2-Q1) Представлен продуктами переотложения древней коры выветривания, которые приурочены к древним поверхностям выравнивания и палеоэрозионно-карстовым углублениям. В районе месторождения древняя эрозионно-карстовая депрессия приурочена к абсолютным отметкам 400-650 метров. Нижняя граница горизонта переотложенных продуктов кор выветривания имеет довольно сложный профиль, так как наследует поверхность фундамента, которая неровная.
Мощность горизонта переотложенных продуктов кор выветривания в прибортовых частях р. Селезень колеблется от первых метров до 15-30 м., а в карстовых углублениях до 80 и более метров. В переотложенных продуктах кор выветривания выделяются маршаллиты и отложения, имеющие полиминеральный состав. Маршаллиты имеют слоистую, массивную и псевдобрекчиевидную текстуры. Слоистая и массивная текстуры характерны для верхних частей отложений маршаллитов. Основная часть маршаллитов по наблюдениям в карьере Чеболдаг, имеет псевдобрекчиевидную текстуру, обусловленную наличием большого количества обломков полностью разложенного кварцита. Цемент псевдобрекчиевидных маршаллитов по типу базальный и поровый, представлен тонкозернистым кварцем или порошковатым кварцем совместно с глинистыми минералами Маршаллиты в естественном залегании уплотненные, но при опробовании они превращаются в песчанистую массу. Цвет маршаллитов самый разнообразный - это белые, светло-серые, светло-зеленоватые, светло-желтые и буро-коричневые (ожелезненные), темно-серые до черных (омарганцованные) породы [84].
Среди переотложенных отложений, имеющих полиминеральный состав, обломочный материал представлен: кварцитами, кремнистыми и глинистыми сланцами, жильным кварцем. Состав материала непостоянен. В местах распространения верхней подсвиты эсконгинскои свиты и в районах
развития карстовых углублений среди обломков преобладают глинистые сланцы. Обломки известняков встречаются эпизодически. Они находятся в нижней части разреза, перед известняками фундамента. Размер обломков преимущественно соответствует валунно-щебенисто-песчаной фракции. Количество обломочного материала составляет от 5-15 до 20-25%, иногда и более. В цементе преобладает глинистый материал. Неокатанная и полуокатанная форма обломков, как и в маршаллитах, свидетельствует об их близком переносе. Состав обломочного материала характерен для пород, слагающих верхнюю толщу эсконгинской свиты, которая и является источником сноса для переотложенных отложений, имеющих сложный состав.
Четвертичная система, верхний - современный отделы (Qm-iv) Представлены делювиальными и пролювиально-делювиальными отложениями. Делювиальные отложения развиты, в основном, на склонах, прилегающих к вершинам гор. Представлены они суглинками и глинами, содержащими обломки преимущественно кварцитов, сланцев, бурых железняков и марганцевых руд. Величина обломков, особенно кварцитов, самая разнообразная, вплоть до глыбового размера.
Пролювиально-делювиальные отложения перекрывают переотложенные продукты кор выветривания практически повсеместно. Представлены они суглинками коричневато-серыми плотными и глинами коричневого, серовато-коричневого цвета, плотными, пластичными с редкими скоплениями марганцевой руды и гидроксидов железа и редкими прослоями глин, содержащими песчанистый материал. Как правило, в нижней части разреза глины содержат неокатанные обломки кварцитов. Мощность этих отложений весьма не постоянная. В основании глин и глин с обломками пород, находится горизонт, мощностью 3-5 м, красно-бурых песчано-глинистых отложений, содержащих многочисленные мелкие, в основном до 0,5 см, окатанные и полуокатанные обломки марганцевой и железо-марганцевой руды.
Химический состав валунчатых марганцевых руд
В пределах Селезеньского рудного поля все известные на сегодняшний день рудопроявления и проявления марганца по условиям образования, морфологическим особенностям и минеральному составу подразделяются на два типа: валунчатые марганцевые руды и сажисто-обломочные. Валунчатые марганцевые руды (рисунки 27 А, Б) представляют собой рыхлую руду порошковатой и землистой текстуры, состоящей из тонкого рудного материала (гидроксиды и оксиды марганца, реже железа), а также глинистого и песчаного материала, в котором присутствуют плотные обломки окисленных руд полуокатанной формы размером от 0.2 до 30- см, бурых железняков и маршалитизированных пород.
К сажисто-обломочным рудам относятся руды, которые представляют собой маршаллит (рис. 28), обогащенный тонкодисперсными марганцевыми минералами, с редкими плотнымиобломками марганцевых руд, размер которых не превышает 2,5-3,0 см. Рисунок 27 - Типы марганцевых руд Селезеньского месторождения:
Кремнистые породы представлены кварцитами и маршаллитами, иногда сланцами. Массивные кварциты гранобластовой структуры, сложенные скрыто-мелкокристаллическим кварцевым агрегатом, по существу могут быть отнесены к микрокварцитам (рисунок 29). Породы практически мономинеральные на 97-99% сложены кварцем с незначительной вкрапленностью (1-3%) гидроксидов марганца. Чаще встречаются кварциты в различной степени измененные. Прежде всего, это брекчированные породы, в которых угловатые обломки кварцитов сцементированы марганцевым и (или) железо-марганцевым материалом. К этой же категории можно отнести ожелезненные в различной степени кварциты, имеющие массивную, пятнистую, кавернозную, брекчиевидную текстуры и гетеробластовую, реже сидеронитовую структуры. Иногда отмечаются кварциты, имеющие бластопсаммитовую структуру. В матрице, сформированной скрытокристаллическим халцедоновидным кварцем, иногда глинистым материалом, присутствуют обломки кварца псаммитовой размерности и значительно реже глинистые агрегаты. Содержание гидроксидов железа варьирует от 6% до 45%. Иногда в таких породах присутствуют гидроксиды марганца (не более 10%).
Кремнистые породы: а) Микрокварцит. Секущие прожилки среднезернистого кварца в матрице, сложенной мелкозернистым кварцем; б) кварцитобрекчия обломки мелкокристаллического кварцита в кремнистой матрице) проходящий свет, николи х 4.1. Текстурно-структурные особенности руд Марганцевые руды, имеют довольно сложные текстурно-структурные особенности. В валунчатых рудах обломки марганцевых, железо-марганцевых руд чаще всего имеют пористое, кавернозное, иногда колломорфное строение минеральных агрегатов. Наиболее широко распространена неравномерно-пятнистая, брекчиевидная текстура (рисунок 27 б), обусловленная неравномерным распределением разноразмерных белых пятен маршалитизированного кварцита на фоне черной или буровато-черной скрытокристаллической массы пиролюзит-псиломеланового состава массивной текстуры. Руды неравномерно-пятнистой, брекчиевидной, колломорфной текстуры отличаются варьирующим содержанием фрагментов маршаллитизированных кварцитов. Соотношение рудных и кварцевых агрегатов переменное, что четко видно на томограммах (рисунок 30).
В валунчатых марганцевых рудах встречается брекчиевая, колломорфные текстуры, обусловленные замещением рудными минералами различного рода трещин в кварцитах.
Характер взаимоотношения рудообразующих минералов в валунчатых рудах. Пиролюзит - сиреневое, гидроксиды марганца - коричневое, бордовое, кварц - рыжее, глинистые минералы - розовое Отмечается многообразие структур руд. Наиболее распространены разновидности аллотриаморфнозернистой структуры, обусловленная тесным срастанием псиломелана и пиролюзита, а также цементоподобная структура, обусловленная цементацией нерудных минералов гидроксидами марганца и железа. Реже встречаются петельчатые, колломорфные структуры
Содержание марганца в валунчатых рудах достигает 20%, в сажисто-обломочных - первые проценты (таблица 9). В отдельных марганцевых образцах содержание марганца составляет 50,3%. Руды отличаются значительным содержанием кремнезема (40-92%), связанного, прежде всего, с кварцем. Содержание железа в рудах варьирует в значительных пределах (5,3-13,8%), что определяется присутствием значительного количества гидроксидов железа.
Руды этого месторождения можно отнести к комплексным, так как в них обнаружены кобальт, никель, медь и цинк, содержание каждого из которых составляет сотые доли процента. Содержание Р2О5 0,12-0,18 %. руды относятся как к марганцевым, так и железо-марганцевым. Руды малофосфористые, содержание фосфора колеблется от 0,121 до 0,181%. Химический состав руды приведен в таблице 10, из которой следует, что главными рудными компонентами являются марганец и железо. Марганец образует собственные минеральные формы: пиролюзит, криптомелан, псиломелан и асболан, а также, вероятно, в незначительном количестве входит в гетит. Железо главным образом связано с гетитом, а также входит в пирит, гидрогетит и гидрослюду. С рудными минералами связаны барий (псиломелан) и частично калий (криптомелан).
