Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние изученности карбонатного сырья Восточного Забайкалья 7
Глава 2. Восточно-забайкальская минерагеническая провинция карбонатного сырья 11
2.1. Распространение и строение карбонатных формаций Восточного Забайкалья 11
2 1. 1. Распространение карбонатных формаций 11
2.1.2. Строение карбонатных формаций 18
2.1.2.1. Приаргунский район 18
2.1.2.2. Верхнекаларский грабен 27
2.1.2.3. Кодаро-Удоканская зона 32
2.1.2.4. Другие районы Забайкалья 42
2.2. Вещественный состав месторождений и формаций карбонатного сырья 49
2.2.1. Литологические типы карбонатных пород 49
2.2.2. Минеральный состав карбонатных пород 53
2.2.3. Химический состав карбонатных пород 58
2. 3. Геологическая характеристики важнейших месторождений карбонатного сырья 78
2.3.1 Карбонатные месторождения облицовочного сырья.. 80
2.3.2 Карбонатные месторождения для получения порошкообразной массы 97
2.4. К геолого-экономической оценке карбонатного сырья Забайкалья 107
Глава 3. Закономерности размещения, условия формирования карбонатных месторождений, их поисковые признаки и предпосылки 117
3.1. Стратиграфические и литолого-фациальные закономерности 117
3.2. Геотектонические закономерности 122
3.3. Формационно-парагенетические связи 125
3.4. Структурно-тектонические закономерности 128
3.5. Метаморфические преобразования карбонатных пород 128
3.6. Поисковые признаки и предпосылки карбонатных формаций и месторождений Восточного Забайкалья 129
Заключение 139
Литература 142
Приложения 154
- Состояние изученности карбонатного сырья Восточного Забайкалья
- Вещественный состав месторождений и формаций карбонатного сырья
- Геологическая характеристики важнейших месторождений карбонатного сырья
- Поисковые признаки и предпосылки карбонатных формаций и месторождений Восточного Забайкалья
Введение к работе
Актуальность работы. Карбонатное сырье по своему разнообразию, областям применения и распространению является своего рода уникальным объектом. Получаемые из него многочисленные виды продуктов – известь, цемент, известковая мука, удобрения, электротехнические изделия, облицовочные и строительные камни и многое другое пользуются широким спросом, всегда востребованы во все возрастающих объемах. Поэтому решение вопросов формирования месторождений карбонатного сырья, закономерностей их размещения актуальны для всех регионов, в том числе, и для Забайкалья. Анализ результатов исследования забайкальских карбонатных месторождений показал, что основное внимание было уделено изучению их геологического строения, морфологии и параметров рудных тел, вещественного состава, физико-механических свойств, подсчету запасов и возможным областям применения. Общие закономерности размещения карбонатных месторождений, условия формирования, положение их в общей минерагенической схеме практически не затрагивались или решались частично.
По карбонатным формациям земного шара опубликовано много литературы, как у нас в стране, так и за рубежом, однако в ней отсутствуют или очень мало сведений по карбонатонакоплению в Забайкалье. Все сказанное и послужило основанием для постановки исследований.
Цель работы – выявление основных закономерностей размещения и условий формирования карбонатных формаций и их месторождений и выделение Восточно-Забайкальской минерагенической провинции карбонатного сырья.
Задачи исследований:
-
Изучить распределение карбонатных формаций и месторождений в структурно-формационных зонах Забайкалья.
-
Выявить особенности строения карбонатных формаций.
-
Охарактеризовать важнейшие месторождения карбонатного сырья и предложить их классификацию.
-
Изучить вещественный состав карбонатных пород и его эволюцию во времени.
-
Рассмотреть закономерности размещения и условия формирования карбонатных формаций и месторождений.
-
По поисковым признакам наметить перспективные для освоения зоны, рудные районы и месторождения.
Объекты исследований – карбонатные формации и месторождения, состоящие из карбонатных пород (известняки, доломиты, магнезиты, мергели, мраморы, офиокальциты, кальцифиры), находящиеся в парагенезисе с другими породами и формациями.
Предмет исследований – строение карбонатных формаций и месторождений, их параметры, состав и свойства руд, области применения, распространение в пространстве и времени, условия формирования.
Научная идея заключается в изучении формаций и месторождений карбонатного сырья Восточного Забайкалья для выявления общих закономерностей их размещения, условий формирования и увязки с общемировыми процессами карбонатонакопления в земной коре от докембрия до мезозоя.
Личный вклад автора заключается в постановке темы, определении цели и задач исследований, проведении полевых наблюдений с отбором образцов, проб и штуфов для изучения их различными лабораторно-аналитическими методами; составлении разрезов и профилей с использованием фондовых данных по горно-буровым работам и собственных наблюдений; в выявлении основных закономерностей размещения месторождений и условий их формирования; оценке перспектив региона на карбонатное сырье.
Фактический материал и методы исследований: сбор фактического материала осуществлялся в период учебы в Читинском политехническом институте при проведении полевых исследований в Кодаро-Удоканской зоне, Верхне-Каларской впадине, Березовском прогибе в составе научных групп под руководством А.И. Трубачева, Е.С Вильмовой, В.С. Салихова в 1978-1980 гг., а потом и первого года работы (1981 г.). Однако в связи с призывом в армию, последующими общественно-политическими реформами в стране, фактическим разрушением геологической отрасли, исследования по теме были приостановлены и продолжены в 1999 г. в связи с участием автора в освоении месторождений карбонатного сырья в южных районах Забайкалья и обучением в заочной аспирантуре Читинского государственного университета.
В физическом выражении выполненные исследования заключаются в следующем: составление геологических разрезов по коренным выходам и канавам – 1730 пог. м.; отбор проб, штуфов, образцов – 875; химический и силикатный анализы – 180 проб, изучение минерального состава пород – 370 образцов и 57 шлифов; анализ декоративности, полируемости, текстур и структур, окраски облицовочных камней – 150 полированных пластин; изучение физико-механических свойств (прочность на сжатие, плотность, водопоглощение, пористость – 73 пробы. Проводился сбор, анализ и обобщение данных по карбонатным формациям и месторождениям по фондовым и опубликованным материалам. Ряд характеристик карбонатных пород приведен по результатам анализа фондовых работ, ссылка на которые дана в списке литературы. Применялись методы микроскопии, литолого-фациальный, структурный, формационно-парагенетический анализы.
Защищаемые научные положения
1. По площадному распространению (вся территория региона); возрастному диапазону (от AR до MZ); особенностям строения (литолого-фациальные взаимопереходы карбонатных и терригенных формаций по латерали и вертикали); эволюции их вещественного состава во времени, подчиняющейся общемировым закономерностям; наличию многих (116) месторождений; возможно, суммарной большой стоимости (2,5 трлн. руб.) получаемой из них продукции, выделяется Восточно-Забайкальская минерагеническая провинция карбонатного сырья, выдвигающаяся в разряд перспективных в России.
2. На размещение и условия формирования карбонатных формаций и месторождений основное влияние оказали стратиграфические, литолого-фациальные, геотектонические, формационно-парагенетические, структурные, метаморфические факторы и закономерности, проявившиеся в разной мере в конкретных структурно-формационных зонах Восточно-Забайкальской минерагенической провинции.
Достоверность научных положений подтверждается значительным объемом фактического материала по геологии, стратиграфии, петрографии, минералогии, палеонтологии, строению месторождений, полученного при полевых исследованиях, и различных видов анализов, выполненных в аккредитованных лабораториях.
Научная новизна заключается: а) в выделении и обосновании Восточно-Забайкальской минерагенической провинции карбонатных формаций и месторождений на основе ряда критериев; б) выявлении закономерностей размещения и условий формирования формаций и месторождений.
Практическое значение. Комплекс важнейших закономерностей размещения карбонатных формаций и месторождений (стратиграфические, литолого-фациальные, геотектонические, структурные, формационно-парагенетические) и поисковых признаков (палеонтологические, минералого-геохимические, геоморфологические, антропогенные и др.) позволил выделить в рассматриваемой провинции наиболее перспективные для освоения: а) структурно-формационные зоны (Кодаро-Удоканская, Агинская, Аргунская); б) стратиграфические уровни (докембрий, кембрий, девон, карбон); в) рудные районы (Муйский, Кодаро-Удоканский, Ларгинско-Кактолгинский, Приаргунский); г) месторождения (Ларгинское, Усть-Борзинское, Николаевское, Хугочинское, Оловяннинское, Букачачинское, Могойтуйское, Акатуевское, Кадаинское, Чинейское, Витимское, Кукугундинское).
Реализация результатов работы: результаты данной работы использованы фирмой «Кристалл» (г. Чита) при доразведке и последующем освоении Хугочинского месторождения известняков с экономическим эффектом 185 тыс. руб. в год. Данные по строению карбонатных формаций, их вещественному составу, параметрам рудных тел, областям использования, условиям формирования и закономерностям размещения использованы в учебном процессе Читинского государственного университета при изучении учебных дисциплин «Минералогия», «Петрография», «Месторождения полезных ископаемых» студентами специальностей геологического профиля 130401.65, 130402.65, 130405.65.
Апробация работы: результаты исследований обсуждались на III, IV, VI, VII, VIII, IХ всероссийских научно-практических конференциях «Кулагинские чтения» (Чита, 1999-2009), Международном симпозиуме по геологической и минерагенической корреляции в сопредельных регионах России, Китая и Монголии (Чита, 2006; Шеньян, 2009); научно-практических конференциях Горного института ЧитГУ (Чита, 2000, 2003, 2005); межрегиональной конференции, посвященной 40-летию ЗабНИИ (Чита, 2004); международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2007).
Публикации: по теме диссертации опубликовано 11 статей, из них 3 – в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, заключения, списка использованных источников из 204 наименований. Изложена на 170 страницах текста, включает 19 таблиц, 17 рисунков, 3 приложения.
Введение содержит обоснование актуальности работы, основные защищаемые научные положения диссертации и ее практическую значимость. В первой главе дано состояние изученности карбонатного сырья Забайкалья. Во второй главе обосновывается выделение Восточно-Забайкальской минерагенической провинции карбонатного сырья. В третьей главе освещены основные закономерности размещения карбонатных месторождений и формаций, условия их формирования, поисковые предпосылки и признаки. В Заключении приведены основные выводы.
Благодарности. При проведении полевых работ содействие и помощь оказывали забайкальские геологи: В.Л. Виноградов, В.Я. Мельниченко, Х.С. Бахрамов, В.С. Чечеткин, Б.В. Ермаков. По теоретическим вопросам, касающимся закономерностей размещения и условий формирования карбонатных отложений, методов исследований, геолого-экономической оценки месторождений, автор получал квалифицированные консультации Л.Ф. Наркелюна, В.С. Салихова, Е.С. Вильмовой, Б.Н. Абрамова, В.П. Федорова, В.В. Глотова, Н.Н. Чабана и своего научного руководителя А.И. Трубачева. Внедрению результатов диссертационного исследования помогали сотрудники фирмы «Кристалл» А.И. Шемякин, А.Г. Сырцов.
Всем названным здесь исследователям – ученым и практикам автор выражает глубокую благодарность.
Состояние изученности карбонатного сырья Восточного Забайкалья
Карбонатное сырье, представленное в основном известняками, доломитами, магнезитами изучаются длительное время.
Все месторождения карбонатного сырая подвергались поискам, оценке и разведке с разной степенью детальности и подсчетам запасов по категориям А, В, Сі, Сг и с постановкой на баланс запасов в разные годы (1951-1998 гг.).
Месторождения карбонатного сырья разведывались многими геологами с разными целями: в первую очередь получение цемента, извести, растворов и как строительное сырье - (А.С. Смирнов, 1931; И.С. Валицкая и Е.А. Пресняков, 1934; СИ. Другов, 1937; А.А. Леонтович, 1937; А.И. Шафран, 1937; С.Л. Коноплев, 1938; С.Н.Коровин и О.Н. Шанюшкин, 1941; В.Е. Причуда, 1941; Ю.К. Дзевановскии и др., 1943; П.В. Покровский, 1947; Д. Теннер, 1948; П.А. Пьянков, 1948; И.П. Осташкин, 1950; Л.С. Земсков, 1951; А.Я. Бурса, 1953; В.Л. Быков, 1954; Н.Л. Букшанов и др., 1955; Е.Н. Петухов, 1955; Л.А. Баженова, 1956; A.M. Соколов, 1956; В.Д. Макаренко, 1959; В.М. Завара, 1962; В.М. Дубровин и др., 1963; В.Ф. Звоник, 1963; В.И. Золотухин, 1966, 1984; В.И. Маковенко, 1969; А.Д. Пахомов, 1969; В.Н. Митрохин и др., 1970; Л.Н. Ленок и др., 1971; В.М. Кобяков и др., 1972; Л.А. Ольшевский и др., 1972; Ю.Л. Кокряков, 1975; Е.Н. Четвериков, 1979; B.C. Черменов и др., 1979; М.М. Рыжков, 1980; Ю.Л. Трянин и др., 1980; СИ. Коган и др., 1981; М.П. Сахаровский и др., 1981; И.И. Серебряков и др., 1981; В.Я. Эпов и др., 1981, 1983; В.М. Гутник, 1985; и другие исследователи).
В перечисленных авторских отчетах рассмотрены геологическое строение, морфология, параметры, вещественный состав и подсчитаны запасы следующих месторождений: Кайдаловское, Нерчинское, Букачачинское, Тырге-туйское, Сопка Известковая, Быркинское, Баянское, Хугочинское, Акатуев-ское, Елкинское, Агуцаканское, Чинейское, Коротковское, Хаюмканское, Кироченское, Бахтарнакское. Оценку, поиски, разведку перечисленных месторождений проводили геологи из многих организаций, таких как: Дальневосточное геологоразведочное управление (ДВРГРУ), Дальневосточный горнотехнический трест, Восточносибирское геологоуправление, Геолстромтрест, Ленгеолнерудтрест, Сибге-олнеруд, Гипроникель, Росгеолпром, Читинское геологоуправление, Росге-олнерудразведка, Читастройматериалы и др.
Известняки флюсовые изучали Н.И. Коноплев и др.,(1939); В.И. Золотухин и др., (1956, 1957); Г.Н. Пермяков, (1958); Р.А. Баумштейн,(1959) Е.В. Ко-вешников, (1960) на месторождениях Усть-Чернинское, Водораздельное, Благодатское, Репище, Усть-Борзинское.
Карбонатные породы как сырье для металлургической и химической промышленности исследовали Т.В. Колобков и др., (1973, 1974); Г.Н. Пермяков, (1969); В.А. Борисов и др., (1958); Ю.Е. Даукшо и др., (1958); М.М. Диеспе-рова и др., (1960); Е.В. Ковешников, (1961); А.Ф. Оверчук, (1963); на месторождениях известняков, доломитов таких как: Богочинское, Лучуйское, Георгиевское, Пешковское, Балягинское, Хундулунское (Кундулунское), Ше-лопугинское, Коктолгинское, Нерчинскозаводское, Ларгинское и др. Часть этих месторождений признана непригодными по качеству сырья, либо по запасам.
Магнезиты исследовались многими организациями (Читинское геолого-управление, Читагеолсъемка, ВНИИ Электротехника и другими) специалистами широкого профиля и в первую очередь, геологами (С.С. Блинова и др., 1980; Н.Л. Кудрявцева, 1933; В.И. Золотухин, 1956; Г.Н. Пермяков, 1959; В.М. Дубровин и др., 1961; А.Ф. Оверчук, 1963; В.П. Бесстрашное, 1966; В.Ф. Моренко, 1967; М.И. Стецюк и др., 1969; И.С. Калугин и др., 1970; М.И. Шаран, 1971; В.И. Винниченко и др., 1978; В.Я. Эпов и др., 1992; Б.В. Ко-цюржинский, 1993; С.С. Дранников, 1994; А.И. Левченко, 1996; А.А. Пузы-нин и В.П. Федоров, 1998; В.П. Федоров 2003). Основное внимание этими исследователями уделено таким месторождениям и проявлениям как: Усть-Чернинское, Горбицкое, Кактолгинское, Даргинское, Береинское, Давакшин-ское, Тимохинское. Исследованы свойства и применение магнезитов, геологические условия залегания рудных тел, положение в литолого-фациальном разрезе, подсчитаны запасы и определены перспективы.
Доломиты изучались при поисках и разведке следующих месторождений: Богочинское, Георгиевское, Шелопугинское, Пешковское, Зерентуйское, Горно-Зерентуйское, Грязнухинское, Балягинское, Левокуэнгинское, Нерза-водское, Беленьких Утесов и некоторые другие геологами и частично технологами из разных организаций - Сибгеолнеруд, Читинское геологоуправле-ние, Восточный институт огнеупоров, ЛГУ, Росгеолнеруд, и другие. Основное внимание при этом было уделено полученным результатам поисковых и разведочных работ — геологическое строение, параметры рудных тел, качество сырья и области применения, результаты опробования, технологические испытания, баланс запасов, некоторые вопросы геолого-экономической оценки месторождений (А.С. Базилевич и др., 1941; Г.Н. Пермяков и др., 1953, 1963; М.И. Диесперова и др., 1940; В.А. Борисов и др.,1958; А.А. Демин, 1956; Е.В. Ковешников, 1961; О.В. Лепин,1967; А.Д. Канищев, 1969; В.В. Аскасинский и др., 1966; Г.В. Сенчуков и др., 1975).
Были работы по обзору месторождений карбонатного сырья касающиеся всей Читинской области. В 1954 г. краткий обзор месторождений известняков и мраморов составили К.Ф. Васильев и В.И. Золотухин(1954) В.В. Аскасинский и др. (1966). В «Обзорной карте стройматериалов по Читинской области» упомянуты месторождения известняков (Л.Н. Ленок и др., 1971); сотрудники Росгеолнерудразведка (А.Д. Пахомов и др., 1969), давая геолого-экономический обзор сырьевой базы Министерства промышленности РСФСР, упомянули известные к тому времени в Читинской области месторождения известняков.
В.А. Борисов (1958) на совещании по развитию производительных сил Читинской области охарактеризовал месторождения известняков и доломитов, пригодных для черной металлургии.
Ряд работ было выполнено по выявлению и составлению минерально-сырьевой базы для известкования кислых почв и гипсованию солончаковых почв по Читинской области. Кратко охарактеризованы 126 месторождений и проявлений карбонатного сырья (известняков, доломитов, мраморов) из ко торых для названных целей оказалось пригодными всего 64 объекта (Шарак, 1971; Рыжков, 1980; Коган и др., 1981).
Карбонатное сырье Читинской области (в основном известняки) рассматривалось для использования в строительном деле - получение извести, стройматериалов, муки и др. (Кадастр и др., 1975; Месторождения карбонатного сырья, 1969), химической мелиорации (Минерально-сырьевая база, 1972). В 1981 г. В.Я Эпов, В.Т. Барановский, А.Я. Пьянников составили отчет по оценке состояния использования и перспектив развития сырьевой базы предприятий промышленности стройматериалов Читинской области, а в 1983 г. В.Я. Эпов написал объяснительную записку к анализу минерально-сырьевой базы стройматериалов, где кратко охарактеризовал 116 месторождений м проявленийкарбонатного сырья. Г.В. Сенчуков и др. (1975) в сводке проявлений ювелирных, поделочных и облицовочных камней Читинской области указывали ряд месторождений и проявлений мраморов, известняков, доломитов, пригодных в качестве декоративно-облицовочного сырья.
Вещественный состав месторождений и формаций карбонатного сырья
Исследования карбонатных (так же как и других осадочных) пород дают возможность осуществлять различные реконструкции (литолого-фациальные, палеонтологические, палеогеографические и др.), при этом особую роль играет их вещественный состав. Последний рассматривается в различных аспектах, о чем и пойдет речь ниже. . Несмотря на весьма широкий спектр карбонатных пород, названных недавно карбонатолитами (Юдович и др., 2000), можно выделить всего 8 основных их литологических типов со следующей частотой встречаемости (в %): известняки (48,5), доломиты (22,5),, мраморы (13,2), кальцифиры (5.8), мергели (4.4), карбонатные брекчии (3,2), магнезиты (1.7), офиокальциты (0,7). На долю докембрийских (AR+PR1+PR2) карбонатных пород по частоте встречаемости (в %) приходится - 58,8; палеозойских — 38,3; мезо-кайнозойских — 2,9. Следует отметить, что мраморы и кальцифиры (19%) встречены в основном в докембрийских толщах; магнезиты в докембрии (14,8%) и палеозое (1,5%); офиокальциты — в палеозое (1,45%); мергели в палеозое (1,75%); известняки отмечены по всему возрастному интервалу (докембрий — 20,6 %, палеозое — 25 %, мезо-кайнозой - 2,7 %); доломиты в докембрии (16,7 %) и палеозое (5 %). Возрастное распределение карбонатных пород показано на рис. 2.7. Описанная закономерность распределения карбонатных пород находится в полном соответствии с закономерностями, описанными Н.М.
Страховым (Страхов, 1962; Холодов, 1975), по которым: а) известняки начали осаждаться 1,7-1,5 млрд. лет назад с постепенным угасанием в кайнозое; б) доломиты накапливались в разное время; первичные хемоген-ные - 1,7-0,2 млрд., лет, седиментационно-диагенетические и лагунные с середины палеозоя до четвертичного времени включительно. Известняки - широко распространенные породы в Забайкалье. Выделяются многочисленные их разновидности: чистые, песчанистые, глинистые, кремнистые, битуминозные, доломитовые, биогенные. Состоят в основном из кальцита, кальцитовых скелетов, реже арагонита. Примеси — доломит, кварц, халцедон, опал, гипс, пирит, марказит, глинистые минералы, скаполит. Текстуры известняков - массивные, горизонтальнослоистые, волнистос-лоистые, реже косослоистые, толсто- и тонко слоистые, трещиноватые, пятнистые, стилолитовые, полосчатые. Структуры — кристаллическизернистые, органогенно-обломочные, перекристаллизованные (у мраморизованных известняков). Цвет - белый, серый, темно-серый, бурый, зеленовато-серый, бежевый, желтый, розовый, бордовый, коричневый, лиловый, фиолетовый, пе-строокрашенный. Форма залегания известняков — пропластки, линзы, прослои, пласты, мощность от первых сантиметров до нескольких десятков и сотен метров. По происхождению выделяют следующие типы известняков: органогенные (биогенные), хемогенные, обломочные и смешанные. Органогенные известняки - это скопления различных организмов с примесью карбонатного и известковистого цемента органогенного цемента. В этих известняках широко развиты удокании, строматолиты, онколиты, моллюски, трилобиты, брахиоподы, археоциаты, кораллы, мшанки, криноидеи, хиолиты, водоросли, детально охарактеризованные в работах СМ. Синицы Е.С. Вильмовой и др. (1990; 2003; 2008). Хемогенные известняки образуются при осаждении извести из морской воды с последующей кристаллизацией и перекристаллизацией при диагенезе-катагенезе с формированием различных слоистых текстур и кристаллически-зернистых структур.
Обломочные известняки сложены угловатыми и полуокатанными обломками карбонатных минералов и пород, поступающих из областей сноса, а также скелетными органическими остатками. Накопление их идет в морских водоёмах (от прибрежного мелководья до глубоких частей). Смешанные известняки представляют собой комплекс осадков механических, химических, органогенных и их последующих преобразований при диагенезе-катагенезе. Распространение, особенности залегания известняков, их параметры, пара-генетические и фациальные взаимоотношения с другими породами и условия формирования в конкретных зонах, свитах, комплексов Забайкалья охарактеризованы в главе II. Доломиты также широко развиты в пределах Забайкалья, имеют широкий возрастной диапазон (докембрий-палеозой) и различный состав. Выделяют доломиты: «чистые» (без примесей), песчанистые, глинистые, углистые, из-вестковистые, кремнистые; онколитовые, строматолитовые, водорослевые; мраморизованные. Доломиты образуют линзы, слои, пласты, тела неправильной формы с мощностью от сантиметров до нескольких метров, десятков и сотен метров, протяженность от первых метров до сотен метров и более. Сложены в основном доломитом в виде ромбоэдрических, призматических и таблитчатых кристаллов; кальцитом, ангидритом, редко анкеритом; примеси: - диопсид, тремолит, кварц, флогопит, халцедон, опал, оливин, глинистые минералы, органическое вещество, скаполит, цеолиты, альбит, гематит, сидерит, лимонит. Текстуры доломитов — тонко-толстослоистые (горизонтальные и полого-волнистые), массивные, плойчатые, караваеобразные, брекчивидные, ребристые, комковатые, столбчатые, полосчатые, оолитовые. Структуры кристал-лическизернистые, (от крупно-среднезернистой до криптокристаллической), микрофитолитовые, афанитовые. Окраска доломитов — серая, темносеря, черная, бурая, кремовая, лиловая, желтая, розовая, белая, синеватая, красная. Доломиты содержат конкреционные выделения кремней (Приаргунье), примеси песчано-глинистого состава, обломки различных минералов (кварц, полевые шпаты). В протерозойских и палеозойских доломитах почти постоянно присутствуют строматолиты, онколиты, катаграфии, удокании, моллюски, трилобиты, и др. Доломиты подвержены окварцеванию, скаполитизации, альбитизации, на юге — окремнению и окварцеванию. Общая характеристика доломитов, их распространение, параметры, строение и парагенезисы с другими породами в конкретных районах и свитах Забайкалья дана в разделе 2.1.
Геологическая характеристики важнейших месторождений карбонатного сырья
При геолого-поисковых и геологоразведочных работах в Забайкалье, было исследовано и разведано множество месторождений и проявлений карбонатного сырья (рис 2 Л 2). В связи с тем, что карбонатное сырье имеет весьма широкий спектр применения (Викторов, 1986) и к нему предъявляется разные требования с точки зрения их физико-механических, декоративных, химических и иных свойств, нами все месторождения Забайкалья условно разделены на 2 группы. В 1-ю группу отнесены месторождения для получения блоков и плит с целью изготовления облицовочных панелей и плит, а так же блоков, скульптур, архитектурных сооружений; бутового камня для фундаментов зданий и сооружений, мощение откосов и бортов; щебня для производства асфальта, асфальтобетона, железнодорожного балласта, оснований дорог. В этой группе нами будут рассмотрены только месторождения облицовочных камней. Во П-ю группу включены месторождения для получения порошкообразной массы, которая используется в различных целях: изготовление извести, цемента, флюсов, соды, карбида кальция, стекла, сахара, бумаги, красок, резины, замазок, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, фильтров, а так же для обработки кожи, очистки тканей, нефтепродуктов и гидросооружений, для известкования почв и сухой перегонки углей, при флотационном обогащении сульфидных и других типов руд. В Забайкалье есть месторождения (Ларгинское, Чинейское и др.), получаемая продукция которых используется по обеим группам Однако в целом, в большинстве месторождений карбонатного сырья диапазон их использования ограничен порядка 2-5 наименованиями, что ставит вопрос о расширении их до максимально возможного. Ниже приводится краткая характеристика наиболее крупных, хорошо изученных и представительных месторождений по выделенным группам.
По составу эти месторождения делится на 5 групп: мраморы, известняки, доломиты, магнезиты, офиокальциты. По окраске среди них преобладают белые и серые породы, однако гамма их цветов очень разнообразна- от почти черной до белоснежной с кремовыми, розовыми, голубоватыми, зелеными, синими оттенками; у офиокальцитов преобладают медово-желтые цвета. По рисунку пород, обусловленному сочетание участков разных цветов, составу, гранулометрии, выделяются полосчатые, пятнистые, сгустковые и однородные разновидности расположено в Читинском районе, в 15 км южнее с. Оленгуй на водоразделе рек Гутай и Зымцехен и в 150 км от города Читы через железнодорожную станцию Дарасун. По данным С. Е. Никитина (1987) на месторождении в течение 1981-1987 гг. проведены поисково-оценочные работы, которые включали в себя: проходку поисковых маршрутов общей протяженностью 17,6 пог. км, шурфов-70,3 пог. м, канав — 389 пог. м. по системе параллельных поперечных профилей через 200 м. В геологическом строении месторождения участвуют мраморы, мраморизо-ванные известняки, сланцы и гнейсы позднеархейского малханского мета-комплекса, прорванных позднеархейскими интрузиями гранитов и гранодио-ритов (рис 2.13). Прослои и линзы мраморов мощностью от 10 до 56 м по простиранию прослежены до 700 м. На контакте с интрузиями они скарнированы. Подсчет запасов, проведенных методом вертикальных разрезов по категории Сг до горизонта 1020 м показал, что на месторождении сосредоточено 655 тыс. куб. м. первичных мраморов и 130,5 тыс. куб. м. находится в зоне выветривания. Последние могут быть использованы для получения извести, щебня, бутового и бортового камня. Мраморы на месторождении относятся к мелко-среднезернистым и до крупнозернистых разностям, имеющих либо однородное сложение, либо полосчатое — за счет чередования разнозернистых агрегатов.
Поисковые признаки и предпосылки карбонатных формаций и месторождений Восточного Забайкалья
Они играют важную роль при формировании качества карбонатного сырья — они могут кардинально изменить многие (если не все) первоначальные свойства, как в худшую, так и в лучшую сторону. Метаморфические преобразования регионального плана протекали с различной интенсивностью и по имеющимся данным могут быть отнесены к различным фациям: зеленос-ланцевой, амфиболитовой, эпидот-амфиболитовой. Многие объекты карбонатных пород подверглись также воздействию контактового метаморфизма на контакте с интрузиями кислого (граниты, гранодиориты), среднего (сиениты, диориты), основного (габбро) и ультраосновного (пироксениты и др.) состава.
Процессы метаморфического преобразования карбонатных пород весьма обширная проблема, решение которой не входит в нашу задачу по многим причинам — она выходит за рамки наших исследований; требует специальных знаний; очень трудоемка как по физическим параметрам, так и в финансовом плане. Здесь же мы только на примере наиболее представительных объектов покажем, как же менялись свойства карбонатного сырья при метаморфизме.
Архейские карбонатные породы в Становой, Чарской и других зонах при метаморфизме превращены в мраморы и кальцифиры. Главными факторами воздействия основных метаморфических агентов — высоких давлений, температуры и флюидов оказываются: полная перекристаллизация пород с за метным укрупнением минеральных зерен и формирование вторичных минералов, таких как кварц, диопсид, биотит, графит, и др. Химический состав мраморов и кальцифиров также заметно изменяется — в них резко возрастает содержание Si02, A2O3, Fe203, тогда как содержание СаО и MgO падают (см. табл. 2.6 и 2.7). В конечном итоге вновь образованные мраморы и кальцифиры могут использоваться в качестве облицовочного сырья, а чаще всего в качестве бутового камня.
Весьма интересны и показательны метаморфические преобразования магнезитов Кактолгинско-Даргинского рудного района. По данным В.Л. Федорова (2003) при контактовом метаморфизме из магнезитов произошло отторжение органики и других соединений в вышеуказанные породы, вследствие чего Даргинское магнезиты перешли в разряд маложелезистых, приобрели необычайно белый цвет, то есть стали весьма высококачественным сырьем, пригодным для производства огнеупоров, электротехнического пе-риклаза, каустического магнезита. В других местах этого же района гидротермально-метаморфические процессы и тектоническая деятельность отрицательно сказалась на качестве магнезитов. За счет привноса различных компонентов по зонам интенсивной тектонической трещиноватости произошло формирование загрязняющих примесных минералов — талька, кварца, хлорита, пирита. Вследствие этого качество «чистых» магнезитов снизилось до 3 и 4 сортов. Кроме изменения минерального состава (оталькова-ние, окварцевание, хлоритизация, тремолитизация, пиритизация, серпенти-низация) в магнезитах резко повышается содержание SiC 2 (до 20%), изменяется его цвет от белого до серого, структура (из мелко-средне зернистой она становится гранобластовой) и текстура ( из массивной она превращается в прожилково-сетчатую). Эти процессы иногда настолько широко проявились, что качественные магнезиты превращаются некондиционные руды.
Приведенные примеры свидетельствуют о том, что метаморфические и тектонические процессы играют важную роль в формировании свойств и качества карбонатного сырья и их необходимо учитывать как в прогнозно-поисковых целях, так и в технологии их переработки и добычи.
Существуют геологические факторы, которые прямо или косвенно указывают на возможность обнаружения в тех или иных условиях тех или иных карбонатных пород. Они отнесены к поисковым критериям или предпосылкам (Крейтер, 1960; Прокофьев, 1973). Поисковые предпосылки могут быть мирового ранга или иметь только местное значение. Различаются стратиграфические, фациально-литологические, структурные, геохимические, метаморфогенные, гидрогеологические и геофизические предпосылки.
Стратиграфические предпосылки заключаются в том, что образование разнообразных карбонатных пород происходило в определенные эпохи осадконакопления и связано с возрастом различных свит и серий, заключающих данные породы (Страхов, 1962; Холодов, 1975). При этом нужно помнить, что относительный возраст вмещающих пород определен палеонтологическим методом.
Следовательно, для поисковых целей используется установленная приуроченность тех или иных карбонатных пород к определенным возрастным рубежам в Забайкалье (стратиграфические предпосылки). По Н.М. Страхову (1962) к общим стратиграфическим критериям можно отнести следующее: известняки накапливались, начиная с позднего протерозоя с постепенным угасанием в кайнозое; доломиты характерны для докембрия и палеозоя; первичные хемогенные породы обычны для протеро- -зоя; седиментационно-диагенетические и лагунные карбонаты известны со средины палеозоя и по четвертичное время включительно.
Доломиты образовывались в протерозое при высоком давлении углекислоты в атмосфере и повышенно рН морской воды, выпадая на дне морей в виде химического осадка. Начиная с палеозоя, при измененных условиях атмосферы и гидросферы формирование доломитов идет в основном в результате доломитизации известняков в процессе диагенеза (Смирнов, 1989). Стратиграфические предпосылки обнаружения карбонатов в Забайкалье носят в основном местный характер.
В архейских комплексах — это мраморы и кальцифиры; в верхнем протерозое уже есть и возможны новые открытия органогенных, хемогенных и кластогенных карбонатов. В позднем протерозое известны магнезиты; в рифее и венде широко развиты органогенные (цианобактериальные) карбонаты (строматолитовые, онколитовые известняки и доломитизированные известняки); начиная с рифея в разрезах карбонатных пород появляются мергели (с бутунской свиты удоканского комплекса) и карбонатные брекчии (строматолито-онколитовые). Отмечается первое участие животных в образовании карбонатов (удоканиевые известняки и доломитизированные известняки) (Удоканский прогиб, удоканский комплекс, бутунская свита; Нортуйская и урулюнгуевская свиты, Кличка, Тайна, Боярчиха, Дырбылкей и т.д.). Органогенные карбонаты образованы в результате жизнедеятельности цианобактерий и удоканий. Хемогенные карбонатные породы (доломиты) отличаются от органогенных, прежде всего отсутствием органических остатков, ненарушенной микрослоистостью и т.д. и широко развиты в протерозое (Удоканский прогиб, удоканский комплекс, бутунская свита и др.) В кембрии уже есть биогенные, обломочно-органогенные и хемогенные карбонаты, но преобладают биогенные карбонаты, образованные цианобак-териями и водорослями. Остатки животных установлены в виде биокласта (археоциаты, губки, моллюски, трилобиты, брахиоподы, микроскелетная фауна; Верхне-Каларская впадина, Читканда-Чепа, Аглан-Калакан; Георги-евка, Шира и др.) и образуют обломочно-органогенные карбонаты. Хемогенные и доломитизированные известняки редки. Встречаются карбонатные строматолитовые брекчии. Все они могут являться объектами исследования и освоения.
