Введение к работе
Актуальность проблемы. Одним из наиболее доступней для изучения геологических объектов з переходной зоне от Тихого океана к Евроазиатскому континенту является Курильская островная дуга. Несмотря на большое количество геодого-геофизических данных, существуют различные точки зрения по проблемам происхождения и особенностей строения сстровйкх дуг и физико-химических особенностей островодужвых магм, что свидетельствует о необходимости анализа имеющихся данных и исследования важной и аначимой летро-генетической информативности отдельных минералов.
При дезинтеграции горных пород различных вулканических комплексов образуются крупные прибрежно-морские россыпи титаномагнетитових песков, широко распространенные на остроган Еольисй Курильской гряды (БКГ). Исследования свойств акцессорных рудных минералов в россыпях и коренных источниках позволяет установить взаимосвязь между ними, а такие сделать еыводы о металлогеаи-ческой специализации островодужных магм и решить ряд вопросов, связанных с условиями кристаллизации этих минералов в вулканических порода?;. Россыпные месторождения прекрасный обгект для изучения процессов современного рудообразояания.
R условиях возрастающей потребности в титанссодерхащем сырье, сокрадения сырьевой базы России возникает необходимость доргзведки и доисследования многих месторождений с целью выяснения всзмомности ввода их в эксплуатацию в самое ближайшее время. В этом свете исследование выглядит своевременным и в такой же степени актуальным.
Цель и задачи работы. Цель работы была определена следующим образом:
Выявить тиноморфные особенности желего-титан-оксидных минералов как индикаторов петрогенезиса и рудсносности вулканических комплексов Ь.КГ.
При этом решались задачи:
-
Определение основных закономерностей распределения железо-титан-оксидов в различных комплексах, выяснение их форм выделения, внутренней структуры, чарагенетических ассоциаций иетро-геншіх оксидов м алементои-примесей.
-
Выявление коренных источников нриСредшо-морских титоно-
магнетитовьх рсссыпей Курильски;! островов и прослеживание изменений б них по мере удаления от источника сноса.
3. Выяснение технологических свойств титаномагнетитових россыпей к перспектив их промышленного использования..
Фактический материал и 'методы исследования. Все отобранные иля кчучения при подготовке диссертации пробы и образцы горных пород собраны зо вреуя экспедиционных исследований на островах Большой Курильской гряды сотрудниками лаборатории геологии островных ц/г Института морской геологии и геофизики ДБО Г'ссоийсюй АК при непосредственном участии автора в организации и проведении работ.
Для выделения с целью исследования железо-титан-оксидов Онло отобрано свыше 400 образцов вулканитов из коллекций автора, Л.В.Рыбина. Е.Н.Пнскуноаа, В.Ф. Остапенко. Для изучения форм распределения Fe-П-оксидов в различных дифферекшатах из вулканических комплексов В'Л' просмотрены прозрачные и полированные шлгурн изучаемых образцов. Выполнено более 250 спектрографических и скопо G00\ микрозоедовых рентгенозских анализов желево-тк-тан-оксвдн&х минералов, проведено изучение структур распада и включений в нкх. Проводилось также определение некоторых термо-магкитаых характеристик изучаемых горных пород. Проведены исследования титаномагнетитових россыпей как в плнжевой зоне, так и «а подводном их продолжении с судов ДВО и ПО "Дальморгеология". Автор принял активное участие е проведении технологических испытаний с целью выявления возможностей использования нових технологий для переработки титаномагнетитового сырья прибреж-но-морских россыпей Курильских островов, организовав совместные рас'оть! с НИГШ "Уралмеханобр", Гиредметом и УралНШЧМ.
-
Нетрогонетическая информативность железо-титан-оксидных минералов позволяет предположить, что вулканические комплексы сформировались в результате накопления извергнутых продуктов, ярошедиих е земной коре Большой Курильской дуги через промежуточные магматические очаги при изменяющемся геодипамическом режиме .
-
Основным поставщиком титаномагнетите в россыпи Курильских островов являются кислые пирскластичсские породы "флишоидио-пем-
зового" и "андезитового" комплексов.
3. Технологические свойства титгчомагнетитов позволяют сделать вывод о перспективности их промышленного использоьания в качестве минерального сырья.
Научная новизна работы. 1. Впервые целенаправленно исследованы составы титаномагнетитов в различных дифференциатах разновозрастных островодужных вулканических комплексов. 2. Установлены особенности термодинамических условий формирования железо-титан-оксидных минералов в процессе зеолюции островной дуги. 3. Впервые обнаружено высокое содержание индия (до 150 г/т) в титаномагнетите, что, по-видимому, является геохимической спецификой островодужных магм. 4. Показано, что основным россылеобразующим объектом титаномагнетитових россыпей являются .сислые пирокласти-ческие породы "флишоидно-пемзового" и "андезитового". 5. Предложены технологические схемы переработки титаномагнетитового сырья.
Практическая ценность. Вулканиты комплексов Большой Курильской гряды являются основными поставщиками железо-титан- оксидных минералов в прибрежно-морские россыпи, поэтому, изложенные в диссертации результаты, могут использоваться при выборе титаномагнетитових россыпей наиболее пригодных к промышленному использованию с применением современных технологий, исходя из особенностей строения и состава Fe-Ti-оксидов, поступающих в россыпи.
Апробация и реализация работы. Основные положения диссертации неоднократно докладывались на семин<4>ах лаборатории геологии островных дуг, на конференциях молодых ученых ИВ и ИМГиГ дао РАН. на II Тихоокеонской школе по морской геологии (г.Южно-Сахалинск, 1985), на Международном симпозиуме INQUA (г.На:одка, 1990), на Международном совещании по вопросам освоения месторождений кор выветривания (г.Москва, 1994), а также вошли как составная часть в промежуточные и основные отчеты лаборатории геологии островных дуг ИМРиГ ДВО РАН. По теме диссертационной рабош опубликовано Б тезисов на конференциях молодых ученых ИВ и ИМГиГ ДВО РАН, Международном симпозиуме INQUA совместно с Ю.С.БретштеГшом (г.Находка, 1985), Международном совещании но проблемам освоения месторождений кор выветривания совместно с В.В.Ивановым, R.R.XiiTpOLUM, а также стаг.я в сборнике "Лктуаль-
~3-
ниє проблемы геологии, геофизики и биологии". КЬшо-Сахалинск, 1990. Результаты работы нашій практическое применение при подготовке к промышленной эксплуатации Ручарского месторождения тита-нсмагнетитовых песков.
Автор считает сьотЫ долгом выразить глубокую благодарность научным руководителям - профессору, д.г.- м.н. С.А.Щеке, д.г.-м.н. Б. Н.Пискунову - за постоянное внимание, советы и'консультации в процессе работы, коллег - А.В.Рыбина, Н.П.Паровышнуп, А.А.Ефимову, Т.И.Пяскунову- ва поддержку; во время экспедиционных исследований. Проведение аналитических исследований было бы невозможным без помощи О.Н.Майоровой (ИГиГ. СО РАН), С.В.Высоцкого, Т.В.Лайковой, В.И.Сапина (ЛВГИ ДВО РАН), Ю.С.Бретштейна (ИТиГ ДБО РАН) и сотрудников химической группы лаборатории петрологии и геохимии ИМГИГ ДВО РАН. Статистический анализ результатов исс-ледогании проведен с помощью В.В.Наумовой.
Весьма полеглым при подготовке диссертации было обсуждение работы с академиком РАН А.А.Маракушевым, член-корреспондентом РАН К.Ф.Сергеевым, академиками РАЕН Т.И.Фроловой и Г.С.Штейнбер-. гом, д.г.-м.н. Л. Л. Перчу ком, В.Л. Сывороткиным (МТУ), к.г.-м.н. С.В.Высоцким, Г.И.Говоровым (ДВГИ ДВО РАН), д.г.-м.н. В.А.Коца-леикером, к.г.-м.н. В.С.Знаменским (ИГЕМ РАН), д.г.-м.н. Г.Б.Ферштатером (ИГиГ УрО РАН), к.г.-м.н. О.Н.Толстых, С.В.Ковя-зияым (ИГиГ СО РАН), к.",н. А.Я.Марковым (Миигео Украины), д.г.-м.н. Л.Б.Чистовым (Гиредмет;, к.т.н. Г.В.Зайцевым ("Уралме-ханобр"), неоценимую помощь авгору в оформлении работы оказали М.М.Певзнер, В.-г.Кулинич, Н.Н.Филина. Автор сердечно благодарит всех, кто приблизил еавершение работы.
Структура и обг.ем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Работа содержит 27страниц машинописного текста, 6У. рисунков, Зо таблиц. Список попользованной литературы имеет 20/ наименований.