ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2007, том 49, № 4, с. 334-345
УДК 553042:546.28
ГЕОЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС ЧЕРЕМШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КРЕМНЕЗЕМНОГО СЫРЬЯ (ЗАПАДНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ, РОССИЯ)
© 2007 г. Д. И. Царев*, В. К. Хрусталев*, В. И. Гальченко**, Д. Ц. Ашржанаева*
*Геологический институт СО РАН 670047, Улан-Удэ, ул. Сахьяновой, 6а **Черемшанский рудник ЗАО "Кварцит" 671260, Турунтаево Поступила в редакцию 26.03.2007 г.
Рассмотрены геология и вопросы генезиса крупного месторождения высококачественного кремнеземного сырья, залегающего в виде пласта кварцитов, длина 8 км и мощность 20-50 м, согласно с вмещающими силикатно-карбонатными метаморфическими породами верхнего протерозоя. Среднее содержание SiO2 - 99.2%. Установлено, что кварциты образованы в результате метасоматиче-ского окварцевания песчаников при метаморфизме карбонатно-силикатной толщи. Окварцевание происходило инфильтрационно по типу кислотного выщелачивания, а длительное "очищение" кварцитов - диффузионно в тонкодисперсных, капиллярно-пористых системах, где большое значение имела энергия поверхностей раздела раствор - твердая фаза. В процессах метасоматической миграции компонентов из кварцитов выносились Аи, Ag, РЬ, Zn, Fe и др., образовавшие золото-сульфидную минерализацию в приконтактовых зонах кварцитового тела. Это открывает перспективы обнаружения в рудном поле золото-серебряных и свинцово-цинковых промышленных руд.
ВВЕДЕНИЕ
Возрастает спрос на высокотехнологичное кремнеземное сырье в связи с увеличением его потребления в металлургии (получение динаса, ферросилиция, силикомарганца, силумина, трансформаторной стали), а также для изготовления абразивных и режущих материалов, электронных приборов на основе карбида кремния, производства солнечных батарей с использованием сверхчистого кремния и т.д.
Такое сырье получают из кварцевых песчаников и кварцитов высокой чистоты, т.е. с малым содержанием примесей. Рентабельными могут быть только те виды сырья, которые содержат SiO2 > 99%. Для получения кристаллического кремния высокой чистоты, употребляющегося в электронике и солнечных батареях, необходимы содержания SiO2 в сырье не менее 99.99%.
Одним из крупных промышленных объектов кремнеземного сырья является Черемшанское месторождение, находящееся в Западном Забайкалье (фиг. 1) в 80 км от г. Улан-Удэ, открытое в 1966 г. (Бурятское геологическое управление) как кварцевые песчаники для стекольного сырья (Игнатович и др., 1972). Оно получило официальное признание и высокую оценку качества сырья Второй зональной конференцией литейщиков Восточной Сибири в 1968 г. С 1992 г. Черемшанское месторождение разрабатывается открытым
Адрес для переписки: Д.И. Царев. E-mail: dmtsarev@mail.ru
способом. По разведочным данным средний химический состав сырья месторождения (мас.%): БЮ2 - 99.2, ТЮ2 - 0.02, А1203 - 0.35, Fe2O3 - 0.15, М§0 - 0.02, СаО - 0.03, №20 - 0.02, К20 - 0.05, П.п.п. - 0.10, сумма - 99.94.
В соответствии с техническими условиями заводов-потребителей качество кускового кварцита должно отвечать следующим содержаниям оксидов (мас.%): БЮ2 - 99.2-99.6, Fe203 - до 0.14, А1203 - до 0.40, Са0 - до 0.03.
Исследования, проведенные авторами в 20002004 гг. в главном карьере, а также по шурфам и канавам северного блока кварцитов и периферии месторождения по естественным и искусственным обнажениям, показали, что разрабатываемое кварцитовое тело - не песчаник, а кварцевые метасоматиты. С ними парагенетически связана золото-серебро-полиметаллическая минерализация, перспективная на обнаружение промышленных рудных тел вблизи пласта кварцитов.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ЧЕРЕМШАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение в виде пласта кварцитов, мощностью 20-50 м, прослежено с юга на север на расстояние 8 км среди осадочно-метаморфиче-ской толщи верхнего протерозоя, состоящей из итанцинской (pR2it), преимущественно силикатной, и бурлинской (PR2bl), существенно карбонатной свит. Пласт кварцитов приурочен к сочлене-
Фиг. 1. Геологическая схема района Черемшанского месторождения кремнеземного сырья.
1 - бурлинская свита (PR2bl); 2 - итанцинская свита (PR2 й); 3 - гранитоиды баргузинского (yPR2br) и витимканского комплексов; 4 - участок месторождения.
нию этих свит и повторяет их пликативные структуры с углами падения слоев от 20° до 60° (фиг. 2). Согласно нашим исследованиям (Царев, Хруста-лев, 2002), пластообразное тело сложено метасо-матическими кварцитами, а не кварцевыми песчаниками, как определено при разведке. Силикатные породы итанцинской свиты на контакте с бурлинской представлены пачкой черных углистых серицит-кварцевых сланцев, мощностью более 300 м. Это тонкорассланцованные породы с микролепидогранобластовой структурой и сланцеватой текстурой, содержащие прожилки кварца. Их минеральный состав: кварца - 50-60%, серицита - 30-35%, плагиоклаза - 3-5%, углисто-графитового материала - до 7% и рудных минералов -до 1-3%.
В кровельной части пласта кварцитов сохраняются реликты незамещенных кварцем песчаников. В песчаниках серого цвета отмечаются участки развития охр, бурых и коричневых гидроксидов железа, а местами и марганца. Структура породы -псаммитовая мелко-среднезернистая, текстура -массивная. Песчаники состоят из окатанных зерен кварца, чешуек серицита (5-10%). Цемент, практически, не сохранен. Он выщелочен, поэтому песчаники выглядят пористыми. В бурых их разностях базальным цементом служат вторичные гидроксиды железа. Возможно, цемент был глинисто-карбонатный. О наличии в нем глинистых минералов свидетельствует незначительное содержание в интерстициях кварцевых зерен серицита. Реликты песчаников, "пропитанных" гид-роксидами железа и не "пропитанных", в виде
рч. Черемшанка
0 1 км
Фиг. 2. Схематическая геологическая карта рудного тела Черемшанского месторождения кварцитов с вторичными ореолами золота.
1 - четвертичные и неогеновые отложения; бурлинская свита (PR2br): 2 - доломиты; итанцинская свита (PR2it): 3 -сланцы, 4 - кварциты, 5 - углисто-кварц-серицитовые сланцы, 6 - серицит-кварцевые песчаники; 7 - граниты витим-канского комплекса (yPZ2Vt); 8 - огнейсованные граниты баргузинского комплекса (yPR2br); 9 - разрывные нарушения; 10 - места отбора проб с содержанием - Аи 1-72 г/т (а), Ag - 5000 г/т (б), 11 - вторичные ореолы Аи (0.001-0.1 г/т); 12 - золотая россыпь - Р1 -250 кг, С2 - 50 кг, среднее содержание - 1 г/т.
(а)
Аз 40°
(б) Аз 25°
XVIII
1 2345 6 789 10 1112131415 16
Аз 20°
Аз 10°
17 1819 20 III
21 22 23 24
8 12 1415 9 1011 13 16
17
18 19 20 21 22 23 24
+
+ уп
+
6
Фиг. 3. Геологический план части главного карьера (а) и разрез по РЛ XVIII с данными бороздового опробования на золото (б).
1 - углисто-кварц-серицитовые сланцы; 2 - кварциты; 3 - кристаллические сланцы кварц-слюдисто-полевошпатовые с линзами и прослоями железоокисных руд; 4 - переслаивание песчаников, алевролитов и углисто-кварц-серицитовых сланцев; 5 - железисто-глинистые линейные коры выветривания; 6 - доломиты; 7 - плагиоклазовые гранит-порфиры, кварцевые порфиры (дайки); 8 - коры выветривания; 9 - разломы, сопровождающиеся милонитизацией пород; 10 -рабочие уступы эксплуатационного карьера; 11 - пробы и их номера.
овоидов, подобных по форме гальке, часто встречаются в белых кварцитах. Изредка они образуют конгломератовидные скопления. Перекрывающие кварцитовый пласт породы в основном представле-
ны доломитами бурлинской свиты. Местами непосредственно на кварцитах залегают серицитовые и карбонат-кварц-серицитовые сланцы, а выше по разрезу - доломиты (фиг. 3).
Наблюдения в канавах, штольнях и карьерах указывают на сложное строение низов бурлин-ской свиты. В пределах месторождения наиболее детально изучена только нижняя часть (130 м). Здесь наблюдаются темно-серые, серые, переходящие в светло-серые массивные пелитоморфные доломиты с прожилками крупнокристаллического кальцита, прослоями (10-50 см) кварц-серицит-карбонатных и серицит-карбонатных сланцев серого цвета, а также горизонты брекчированных массивных и водорослевых доломитов с прослойками, обогащенными органическим материалом. Средний состав доломитов следующий (мас.%): SiO2 - 2.30, TiO2 - 0.01, Al2O3 - 2.08, Fe2O3 - 0.69, FeO - 1.0, MnO - 0.01, MgO - 19.01, CaO - 32.07, Na2O - 0.01, H2O - 0.15.
Минеральный состав доломитов: доломит -96-99%, кварц - до 2-3%, серицит - до 3%, рудные минералы - до 1.5%. В низах свиты доломиты окварцованы и содержат слои карбонатно-квар-цевых песчаников.
Интрузивные образования на месторождении представлены гранитоидами баргузинского (yPR2br) и витимканского (yPZxvt) комплексов.
Баргузинские гранитоиды огнейсованы, местами рассланцованы и окварцованы. В виде останцов от замещения среди гранитоидов баргузинского комплекса встречаются мелкие тела габбро и габбро-диоритов икатского комплекса (v5pR2 ik). Витимканские гранитоиды мелко-среднезернистые, от лейкократовых гранитов до гранодиоритов с широким по составу дайковым комплексом.
Структура месторождения определяется интенсивными пликативными дислокациями оса-дочно-метаморфической толщи с антиклинальными и синклинальными складками, с ундуляцией и виргацией их осей, с падением крыльев на северо-запад и юго-восток под различными углами, до вертикальных. Складки во многих местах разорваны и смещены разрывными нарушениями северо-восточного, реже - других направлений. Многие разрывы вмещают дайки, в основном кислого состава, как субсогласные, так и поперечные. В южной части кварцитовое тело по простиранию рассечено на протяжении 2.5 км двумя параллельными дайками лейкократовых гранитов. Дайки нередко смещены по разломам, местами будинированы.
Региональные метаморфические преобразования пород относятся к фации слюдистых сланцев, которые по термодинамическим показателям соответствуют T = 600-650°С и P = 7.5-10 кбар. Наиболее интенсивно метаморфизм проявлен при динамических процессах вдоль генеральных разрывных нарушений северо-восточного простирания. Контактовые изменения, связанные с гранитоид-ным магматизмом, затушеваны динамометамор-
физмом, поэтому распознаются с большим трудом. Однако в экзоконтакте витимканских гранитоидов отм
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.