Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БАЗЫБАЙСКОГО
ВЫСТУПА, ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ,
ПЕТРОГРАФИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ СЛАГАЮЩИХ ЕГО
ПОРОД
Общие сведения об истории геологического изучения
Геологическое строение и литолого-петрографический состав метаморфических пород
Минералогия
Гранат
Кордиерит 1.3 3 Ставролит
1.3.4, Биотит
1.3.5. Силлиманит
Глава 2. МЕТАМОРФИЗМ
Метаморфическая зональность
Парагенетический анализ
Типы минеральных ассоциаций
Р-Т параметры метаморфизма
Оценка Р-Т параметров метаморфогенного минералообразования с использованием минералогических термобарометров и барометров
Глава 3. АНАЛИЗ ТЕРМИЧЕСКОЙ ИСТОРИИ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ПО ЗОНАЛЬНЫМ ГРАНАТАМ
Особенности распределений Mn, Fe, Са, Mg в гранатах
Типы химической зональности гранатов
Корреляционные отношения между Мп, Ре, Са, Mg в гранатах
Особенности химических составов гранатов
Эволюция составов гранатов
Стр.5-8 Стр.9-28
Стр.9-10 Стр.10-14
Стр. 14-28 Стр.15-16 Стр. 16-17 Стр 17-20 Стр.21-28 Стр.28-28 Стр.29-38 Стр.29-31 Стр.31-38 Стр.31-33 Стр.34-34 Стр.34-38
Стр 39-83
Стр.41-43 Стр.44-49 Стр.49-53
Стр.54-68 Стр.69
Корреляция составов гранатов и размеров кристаллов с Стр.70-73 расстоянием от контактов с интрузивными массивами
Оценка термической истории метаморфических пород Базыбайского выступа на основе концентрационных профилей в Стр.73-83
гранатах
Глава 4. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РУДНЫХ Стр. 84-89
УЧАСТКОВ И СТРУКТУРНОЕ ПОЛОЖЕНИЕ
СИЛЛИМАНИТОВЫХ КВАРЦИТОВ
4.1. Общая характеристика рудных участков. Стр.84-89
4.1.1. Участок «Силлиманитовый» Стр.84-85
4 1.2. Участок «Кедровый» Стр.85
4.1.3. Участок "Высота 1190,6 м" Стр 85
4.2. Структурное положение рудных тел. Стр.85-89
Глава 5. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД Стр.90-161
И РУД, РЕСУРСЫ, ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ
Химический состав вмещающих пород Стр.91-93
Руды Стр.94-131
Северное тело Стр.94-109
Южноетело Сгр.110-118
Участок «Кедровый». Стр.119-125
Сравнительный анализ химических составов Стр.125-131 Северного, Южного рудных тел и рудных горизонтов участков
«Кедровый» и «Высота 1190,6 м».
5.3. Корреляция содержаний оксидов с расстоянием по Стр.132-154
разрезам по рудным телам.
5.3.1. Корреляция содержаний оксидов по Северному Стр.132-144
телу.
5.3.2.Корреляция содержаний оксидов по Южному телу Стр.144-148
5.3.3. Корреляция содержаний оксидов по горизонтам на Стр.149-150
участке «Кедровый».
Реконструкция первичного состава руд. Стр.150-154
Ресурсы силлиманита, кварца, рутила. Стр.155-159
5.6. Технология обогащения руд. Стр. 159-161
«
Глава б. ДРУГИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ И Стр.162-201
РУДОПРОЯВЛЕНИЯ СИБИРИ
6.1. Кяхтинское месторождение Стр.163-177
6.2. Китайское месторождение Стр.177-181
6.3. Рудопроявления минералов группы силлиманита Стр. 181-188
Сангилена
6.4. Ориентировочная оценка запасов минералов Стр.188-189
группы силлиманита в Сибири
6.5. Современное состояние сырьевой базы алюминиевой Стр.190-201
промышленности России и перспективы применения минералов
группы силлиманита в промышленных производствах.
Состояние сырьевой базы алюминиевой Стр.190-194 промышленности России
Перспективы использования силлиманитовых Стр 194-196 концентратов в глиноземном производстве.
Возможности использования силлиманитовых Стр 197-198 концентратов при электротермическом производстве силумина и
алюминия.
Производство высокоглиноземистых огнеупоров Стр.198-199
Другие области применения минералов группы Стр.199-201 силлиманита
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Стр.201-202
Приложение №1 Стр.203-224
Приложение №2 Стр.225-240
Приложение №3 Стр.241-248
Приложение №4 Стр.249-270
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Стр.271-278
Введение к работе
Актуальность исследований. Минералы группы силлиманита (МГС), к которым относятся андалузит, силлиманит и кианит связаны с метаморфическими породами Они находят широкое применение при производстве огнеупоров, керамики и другой востребованной продукции. Их концентраты могут использоваться при производстве глинозема по технологии спекания совместно с нефелиновыми рудами и при получении силумина и алюминия электротермическим способом. Потребности в данном сырье только по огнеупорной промышленности составляют сотни тысяч тонн. Если учесть возможность его использования при производстве силумина и алюминия, то они могут возрасти до миллионов тонн в год. В России ресурсы этого вида сырья составляют миллиарды тонн, есть разведанные месторождения, но они не разрабатываются Поэтому всестороннее изучение месторождений и рудопроявлений МГС, в том числе и Базыбайского имеет большое практическое значение.
Объектом исследования — являются месторождения и рудопроявления МГС Сибири. Наибольший объем работ выполнен в пределах Базыбайского месторождения силлиманита (Красноярский край). Здесь выявлены три участка распространения руд (силлиманитовых кварцитов) - «Силиманитовый», «Кедровый», «Высота с отм. 1190,6 м». Изучены метаморфизм вмещающих пород, минеральный и химический состав руд, оценены Р-Т параметры минералообразования и термическая история метаморфитов. Для сравнения кратко охарактеризованы Кяхтинское (Республика Бурятия), Китайское (Иркутская обл.) месторождения и рудопроявления Нагорья Сангилен (Республика Тыва). В изучении всех перечисленных выше месторождений и рудопроявлений автор принимал непосредственное участие.
Цели и задачи работы.
1. Метаморфическое картирование Базыбайского выступа, составление метаморфической и литолого-петрографической карт, выделение наиболее перспективных площадей для поисков силлиманитовых руд.
2. Оценка Р-Т параметров метаморфогенного минералообразования и
термической истории метаморфических пород.
3. Крупномасштабное картирование, составление карт-схем выходов тел и
горизонтов силлиманитовых кварцитов Базыбайского месторождения. Изучение
петрохимии вмещающих пород, химического состава руд, реконструкция их
первичной природы. Структурный и микроструктурный анализ. Характеристика
минерального состава силлиманитовых кварцитов, технология их обогащения,
оценка ресурсов.
4. Изучение других месторождений и рудопроявлений МГС Сибири:
Кяхтинского, Китайского, Нагорья Сангилен. Их характеристика, сравнительный
анализ.
Основные защищаемые положения
1. В пределах Базыбайского выступа имели место два этапа метаморфизма
- региональный и контактовый с отчетливым развитием андалузитовой и
силлиманитовой зон и зоны роговиков.
Р-Т параметры метаморфизма: ранний этап - Т=550-650С, Р=4,5-6,5 кбар, эпидот амфиболитовая фация (Вз); поздний этап - Т=620-750С, Р<3,0-4,0 кбар, роговообманково-роговиковая фация (Аз).
Длительность регионального метаморфизма в 50-60 раз выше. Оценки получены на основе химической неоднородности в гранатах.
Наложение высокотемпературного контактового метаморфизма на базыбайские руды является своеобразным природным технологическим процессом. Оно привело к дополнительному обогащению за счет силлиманита в результате прогрессивных реакций типа Кв+Му = Сил+КПШ+НгО и улучшению их качества путем перекристаллизации фибролита в силлиманит.
Руды Базыбайского и Кяхтинского месторождений имеют простой минеральный состав (кварц с силлиманитом в них составляют более 95%), Они легко обогащаются и на их базе можно создать безотходное производство концентратов, с выделением в качестве товарных продуктов силлиманита и кварца. Руды Китайского месторождения и рудопроявлений Нагорья Сангилен имеют более сложный минеральный состав и хвосты от их обогащения могут найти меньшее практического применение.
Научная новизна. Впервые проведено метаморфическое картирование Базыбайского выступа в масштабе 1:50000, построены литолого-
петрографическая карта и карта метаморфической зональности. Выделено два этапа метаморфизма - региональный и контактовый. Методами парагенетического анализа с привлечением минералогических термобаромегров определены параметры метаморфизма. Статистическим и кластерным анализами вычленены две выборки гранатов. На основе распределений концентраций в них МпО, получены оценки длительности охлаждения метаморфических пород.
Практическое значение. Составленные автором карта метаморфической зональности Базыбайского выступа, карты-схемы выходов рудных тел могут быть основой для поисков кварц-силлиманитовых руд. Получены данные о химическом и минералогическом составе руд Базыбайского, Кяхтинского, Китайского месторождений, и рудопроявлений нагорья Сангилен, обобщены результаты по технологии их обогащения. Дана оценка ресурсов.
Фактический материал. В течение четырех полевых сезонов автор проводил исследования метаморфических пород Базыбайского выступа, а также опробование рудных горизонтов Кяхтинского и Китайского месторождений, картирование рудопроявлений Нагорья Сангилен.
Для Базыбайского месторождения составлены метаморфическая и литолого-петрографическая карты в масштабе 1:50000, детальные карты-схемы выходов рудных тел в масштабе 1:2500 (участок «Силлиманитовый), 1:5000 (участок «Кедровый»), Проанализированы на микрозонде 144 минерала: 96 гранатов, 32 биотита, 9 ставролитов, 4 силлиманита, 3 кордиерита. Изучено более 500 петрографических шлифов. Проведен микроструктурный анализ двух ориентированных пластин из руд и одной из вмещающих пород и построены стереографические диаграммы ориентировок оптических осей кварца (п=150 по каждой из пластин). Обработано 1400 замера элементов падения полосчатости и проведен их геометрический анализ с применением стереографических диаграмм распределения полюсов полосчатости. Отобрано и проанализировано 272 точечные пробы: Базыбайское месторождение - 198; Кяхтинское - 41, Китойское ^33.
При написании работы использовались опубликованные данные, а также материалы производственных отчетов Красноярского геологического управления, Минусинской поисково-разведочной экспедиции. В общей сложности статистически обработано 790 проб: Базыбайское месторождение 586: бороздовые
-290, штуфные и точечные - 286, технологические -10; Кяхтинское -150: штуфные и точечные - 140, технологические - 10; Китайское 54: штуфные и точечные - 50, технологические - 4.
Апробация работы. Основные выводы и положения работы докладывались на 7 Всесоюзном петрографическом совещании, Новосибирск, 19S6, петрографических конференциях «Петрология магматических и метаморфических комплексов» (Томск, 2001, 2002).
По теме диссертации опубликованы 8 статей и тезисы 3 докладов.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложена на 278 страницах, содержит 69 таблиц и 72 рисунка, 4 приложения, которые состоят из 12 таблиц и 24 рисунков. Список литературы -90 наименований.
Автор выражает благодарность научному руководителю д.г.-м.н. Г.Г.Лепезину, а также д.г.-м.н. В.И.Буданову за ценные советы и консультации и Г.Н. Черкасову за полезные рекомендации.
