Введение к работе
В Египте, как и в других странах, остро стоит проблема поиска месторождений полезных ископаемых. В этой связи на протяжении многих лет привлекательным объектом является район Юго-Восточной Пустыни Египта,где обнаружены многочисленные кольцевые комплексы щелочных пород.Несмотря на усилия в изучении этих комплексов на протяжении около тридцати лет,предпринятых геологами Геологической службы Египта, вопрос о перспективах редкометального оруденения остается открытым.
Достижения последних лет указывают на эффективность использования некоторых разновидностей щелочных пород для производства огнеупорных, декоративных,строительных, стекло-кристаллических и других ценных технических материалов. Это позволяет реализовать безотходную технологию отработки месторождений и получить важные практические результаты, в том числе и в экологическом аспекте.
актуялкиосггк работы определяется необходимостью создания петрогенетической модели формирования и оценки перспектив рудоносности пород массива Гебел Абу-Хрук, являющимся типичным представителем кольцевых щелочных комплексов Юго-Восточной Пустыни Египта. Кроме того, интерес связан не только с практическим значением выявления редкометальной минерализации, но и вызван теоретическими соображениями. Последним и обусловлен подход к исследованию проблемы происхождения щелочных кольцевых комплексов Египта в едином цикле Формирования системы структур зоны Великого Африканского разлома, поставленной в ряде работ (В1 Raaly,1971;Vail,1971,1872).
Основной пялыг) работы является создание петрогенетической модели, объясняющей формирование сложяопостроениого кольцевого комплекса щелочных пород Гебел Абу-Хрук. Этот комплекс представляет один из типичных примеров таких, образований, а поэтому полученные для него выводы имеют более общее значений, распространяясь на все однотипные массивы района Юго-Восточной Пустыни Египта.
ч
Фактическую основу работы составили данные исследований, выполненных автором в 1987-1992 г.г. в районе Юго-Восточной Пустыни Египта и более детальные на массиве Гебел Абу-Хрук. Лабораторные исследования осуществлялись на кафедрах петрологии и минералогии Геологического факультета Московского государственного университета.
Выводы автора базируются на основе изучения 100 прозрачных петрографических и 100 полированных минераграфических шлифов, подготовленных из пород массива Гебел Абу-Хрук. В процессе исследований выполнено 60 определений химического состава представленных пород из различных типов щелочных пород методами рентгеновского флюоресцентного и электронно-зондовых анализов минералов, слагающих щелочной кольцевой комплекс (породообразующие и акцессорных) и продуктов плавления пород. Кроме того, локальный электронно-зондовый анализ использован для изучения продуктов плавления наиболее распространенных на массиве Абу-Хрук разновидностей щелочных пород: щелочных трахитов и нефелиновых сиенитов. Эти эксперименты по плавлению пород поставлены для реализации идеи возможности использования пород комплекса Гебел Абу-Хрук и ему подобных массивов района Юго-Восточной Пустыни для производства стеклокристаллических продуктов.
Кроме того, выполнены термомагнитные измерения для 28 образцов горных пород комплекса Гебел Абу-Хрук, отражающих магнитные свойства всех разновидностей пород рассматриваемого массива. Эти исследования включали измерения относительной намагниченности от температуры'с определением точек Кюри, зависящих от состава ферримагнитных минералов, которые входят в состав горной породы, а также изучение магнитной вязкости и коэрцитнвности пород.
В работе приводятся все данные о точности и воспроизводимости электронно-зондовых и термомагнитных анализов, а также указаны условия экспериментов по плавление трахитов и сиенитов, как исходных пород, так и с легирующими добавками для производства разноцветных стекол, стеклокристаллических материалов.
Кроме того, активно использовались методы математической обработки результатов исследований, которые производились на
основе стандартного математического обеспечения, имеющегося в распоряжении кафедры минералогии Геологического факультета МГУ с привлечением известных программ различных петрохимических пересчетов, расчета кристаллохимических формул минералов и построением необходимых бинарных и треугольных диаграмм, научная новизна работы заключается в следующем: 1. Впервые выполнено петрохимическое изучение всех разновидностей пород массива Гебел Абу-Хрук и предложена петро-генетическая модель его формирования.
2. Впервые с широким применением электронно-зондовых методов охарактеризован минеральный состав пород и на основе химизма породообразующих и акцессорных минералов сделан вывод о бесперспективности комплекса Гебел Абу-Хрук на промышленное редкометальное оруденение.
3. Изучение магнитных свойств всех разновидностей пород комплекса Гебел Абу-Хрук позволило предложить надежный способ их экспресс-диагностики, основанный на термомагнитном анализе пород.
4. Впервые установлены аномальные магнитные характеристики (температурный гистерезис, повышенные значения коэффициента магнитной вязкости и разрушающего поля насыщения) для зон ожелеэнения фойяитов, к которым приурочена редкометальная минерализация. Это позволит использовать комплекс магнитных параметров как поисковый критерий на редкометальное оруденение.
S. Впервые выполненное экспериментальное исследование по плавлению щелочных пород (трахитов и щелочных сиенитов) как перспективного сырья для производства стеклокристаллических материалов.
Практическое значение работы заключается в разработке простых способов получения цветных декоративных и строительных стекло-кристаллических материалов из трахитов и нефелиновых сиенитов при применении простейших легирующих добавок.
Показана эффективность термокагнитиого анализа на осноъе экспресс-изучения кривых намагниченности от температуры, параметров коэрцитивности и магнитной вязкости при картировании труднодиагностируемых в полевых условиях типов пород, ПОДг вергнутых существенным изменениям (прежде всего, ояелеэнению) и
катаклазу. Предложен способ выявления зон,перспективных на редкометальное оруденение по магнитным свойствам горных пород.
Автором предлагаются следующие мшишдймыа положена я. отражающие научную новизну и практичекую значимость диссертационной работы:
1.Составы всех трех серий щелочных магматических пород, выявленных для массива Гебел Абу-Хрук и других сходных с ним комплексов Восточной Пустыни Египта отвечают щелочно-базальтовому тренду развития рифтогенного магматизма, возникновение и развитие которого (в отличие от автономного толеит-базальтового тренда) обусловлено процессами магматического замещения гипер-базитов.
2.Серии лейкократовых пород щелочных комплексов Восточной Пустыни Египта дискретны по составу и по отношению к мелано-кратовым, что является следствием их происхождения при жидкостной несместимости в щелочных магмах.
3.Отщепление. от щелочно-базальтовых расплавов нефелин-сиенитовых магм сопровождалось концентрацией в них ниобия, что и определило металлогеническую специализацию щелочных комплексов Восточной Пустыни Египта с преобладанием в них пород, недосы-щенных кремнеземом.
4.Происхождение щелочных кремнекислых пород обусловлено осложнением развития щелочного уклона в основных магмах (при замещении гипербазитов) взаимодействием с сиаличэскИм коровьи субстратом.
5.Магнитные методы изучения пород щелочных комплексов существенно дополняют полевые методы картирования и являются эффективным средством при поисках редкометального оруденения.
6.Нефелиновые сиениты и щелочные трахиты представляют ценное сырье для производства ценных декоративных и промышленных материалов.
Пу^иуядии Основное содержание диссертации изложено в двух сданных в печать статьях и тезисах доклада, направленных на ХУ1 съезд Международной минералогической конференции (г.Пиза, Италия, август, 1994г.).
рбъам ряботы Диссертация состоит из введения, четырех глав и выводов,изложенных на страницах машинописного текста и
?
сопровождаемых 71 рисунком, 25 таблицами и списком литературы из наименований, включающих российских и зарубежных авторов.
Работа выполнена под руководством академика А. А.Маракушева и доктора геолого-минералогических наук Г.П.Кудрявцевой, которым автор приносит глубокую благодарность.
При выполнении и написании работы автор пользовался консультацией и помощью сотрудников кафедр петрологии к.г.-м.н. А.М.Батановой и минералогии к.г.-м.н. В.К.Гаранина, инж. П.Н.Налиборского, а также научного сотрудника института экспериментальной минералогии РАН Д.А.Варламова. В техническом оформлении работы существенно помогли инж. И.Л.Двинянинова и И.В.Бутуэова. Автор искренне благодарен всем названным лицам, а также всем сотрудникам кафедр петрологии и минералогии, к чьей помощи автор неоднократно прибегал в своей повседневной работе.