ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2008, том 50, № 3, с. 246-270
УДК 553.494; 553.493.53
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ ТИТАНО-ЦИРКОНИЕВЫХ ПЕСКОВ
МЕСТОРОЖДЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЕ (ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКАЯ ПЛАТФОРМА)
© 2008 г. Н. Г. Патык-Кара*, Е. Н. Левченко**, А. И. Стехин***, В. В. Барсегян***, А. А. Бочнева*, И. А. Чижова*, Е. А. Андрианова*, В. Т. Дубинчук****
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 **Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов МПР РФ
121357, Москва, ул. Вересаева, 15 ***ОАО "ГМК Норильский никель" 125009, Москва, Вознесенский пер., 22/13 ****Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья МПР РФ 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 31 Поступила в редакцию 15.06.2007 г.
Изучение минеральных ассоциаций месторождения титан-циркониевых песков Центральное позволило существенно уточнить эволюционную модель месторождения и выявило два главных фактора, определивших изменчивость параметров его минерального пространства: 1) гетерогенность рудной залежи, состоящей из сублиторальной донной россыпи (нижняя часть) и субаэрального (дюнного) комплекса, частично переработанного в ходе новой трансгрессии (верхняя часть), и 2) пострудные эпигенетические процессы, затронувшие рудную составляющую песков и повлиявшие на качество рудных концентратов. Полученные данные будут использованы при составлении геолого-технологических карт и планов отработки месторождения.
ВВЕДЕНИЕ
Центральное месторождение, расположенное в Тамбовской области, - это не только крупнейшее титано-циркониевое месторождение на территории России, соизмеримое по запасам рудных песков - 1600 млн. т, или почти 1 млрд. м3 (при средних содержаниях ильменита 34.9 кг/м3, рутила 6.84 кг/м3, циркона 5.63 кг/м3, дистена 4.5 кг/м3 и Р205 7%) - с крупнейшими месторождениями данного типа в мире, но и своего рода эталонный объект для понимания основных закономерностей формирования комплексных россыпей тяжелых минералов, локализованных в осадочном чехле платформ. Месторождение было открыто в 1959 г. и разведано к середине 60-х годов прошлого века. Однако в начале 1970-х годов оно было отнесено к забалансовым из-за слабой технологической изученности песков и низкой рентабельности освоения при действовавших оптовых ценах (Быховский и др., 1996). Это исключило месторождение Центральное из сферы внимания исследователей вплоть до 1991 г., когда в результате распада СССР резко возросла потребность России в титановых и цирконовом концентратах.
Адрес для переписки: Н.Г. Патык-Кара E-mail: pkara@ig-em.ru
В середине 1990-х годов началось доизучение и возобновилась разведка месторождения.
В настоящее время месторождение Центральное рассматривается в качестве первоочередного объекта для промышленного освоения. Владелец месторождения - ОАО "ГМК Норильский никель", которое завершает доизучение объекта и подсчет его запасов по новым параметрам кондиций, рассчитанным для Восточного участка: бортовое содержание условного ильменита по скважинам и подсчетным блокам - 70 кг/м3; переводные коэффициенты в условный ильменит для ильменита - 1, для рутила - 5, для циркона - 5; минимальная мощность рудного пласта 2 м; максимальная мощность прослоев с некондиционными содержаниями в пределах рудных интервалов - не более 2 м.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ЦЕНТРАЛЬНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
Месторождение Центральное располагается на западном склоне Пензенско-Муромского мелового прогиба в зоне его сочленения с Воронежским сводом. Оно является наиболее крупным представителем продуктивной верхнемеловой россыпной формации титано-циркониевых песков, выделен-
Фиг. 1. Региональная позиция (а) (Россыпные..., 1997; Шило и др., 2004) и принципиальный разрез (б) (по Е.А. Секре-тареву) месторождения Центральное.
а: 1 - предполагаемая граница максимального распространения сеноманского бассейна; 2 - то же сантонского бассейна; 3 - предполагаемое направление морских течений; 4 - предполагаемое направление основных потоков наносов; 5 -локальные положительные структуры платформенного чехла: валы, купола, зоны дислокаций; 6, 7 - титано-цирко-ниевые россыпи: 6 - сеноманского возраста (а - Центральное месторождение (Ц), б - прочие месторождения и проявления), 7 - сантонского возраста (а - Кирсановское месторождение (К), б - прочие месторождения и проявления); 8, 9 - площади развития россыпных формаций: 8 - сеноманской, 9 - сантонской. I - Тамбовский (Рассказовский) россыпной район; II - Саратовский потенциальный россыпной район; локальные платформенные структуры: 1 - Чаплыгин-ский вал, 2 - Окско-Цнинский вал, 3 - Борисоглебский вал, 4 - Доно-Медведицкий вал, 5 - Саратовские дислокации. б: 1 - четвертичные отложения, нерасчлененные; 2 - сантонские отложения, алевриты; 3 - сеноманские отложения, пески (продуктивный горизонт); 4 - альбские отложения, глинистые пески, алевриты; 5 - рудный пласт; 6 - буровые скважины.
ной H.H. Иконниковым в качестве формации "рассказовского типа" (по имени расположенного вблизи населенного пункта). В пределах этой области на площади более 6000 км2 компактно располагаются четыре в различной степени изученных месторождения и более десятка россыпных проявлений сеноманского и сантонского возраста, в совокупности образующие Рассказовский россыпной район (фиг. 1а) (Иконников, 1987; Савко А.Д. и др., 1995; Лаверов Н.П. и др., 1997).
Месторождение Центральное представляет собой высококомплексное месторождение, ценность которого определяют как собственно тяжелые минералы рудных песков: ильменит, рутил, циркон, золото (последнее в количестве в среднем 200 мг/м3, по технологическим пробам - 240 мг/м3), которые группируются в классе крупности -0.1.. .+0.074 мм, так и их нерудная составляющая -кварцевые пески, глауконит, эпидот, гранат, фосфаты группы коллофана-франколита (Быхов-ский и др., 1996). Для минерального парагенезиса россыпи характерно также устойчивое присутствие дистена, турмалина и ставролита в количе-
ствах, не представляющих промышленной ценности. Известны также находки алмазов крупностью -0.3.+0.1 мм (данные Ю.А. Полканова и И.Ф. Кашкарова).
Россыпная залежь месторождения Центральное приурочена к верхней части песков сеномана и частично к базальному горизонту сантона. Россыпное поле вытянуто в субмеридиональном направлении на 20 км и имеет ширину от 2 до 18 км (в среднем 8 км) при общей площади около 140 км2. Оно расчленено более поздней эрозией на три участка, из которых Восточный участок рассматривается в качестве первоочередного для освоения (фиг. 16).
Рудные пески имеют олигомиктовый, существенно кварцевый состав матрицы (78 мас. %), с незначительной примесью полевого шпата; им свойствен комплексный состав рудной минерализации, представленной (мас. %) ильменитом (1.76), рутилом (0.4), лейкоксеном (0.3), цирконом (0.3), гранатом (1.2), эпидотом (0.87), дистеном (0.48), турмалином (0.4), ставролитом (0.013), глауконитом (6.2) и фосфатами (3.8). Концентрация
200 м 190 180
В
170
160
3 4 5 6
Фиг. 2. Субширотный поперечный разрез Восточного участка месторождения Центральное, иллюстрирующий соотношение разновозрастных частей россыпи и влияние палеодюнного комплекса на структуру рудного пласта. 1-6 - содержания условного ильменита, кг/м3: 1 - менее 40, 2 - 40-50: 3 - 60-80, 4 - 80-100, 5 - 100-120, 6 - более 120; 7 - геологическая граница. Lit(Offsh) - сублиторальная россыпь; Ео11, Ео12, Ео13, Ео14 - палеодюнные комплексы нескольких генераций.
рудных минералов осуществляется в узком диапазоне гранулярного состава, на фоне которого, при дробном фракционировании, выявляется заметная дифференциация индивидуальных тяжелых минералов по крупности, отражающая различия их исходных размеров в первичных источниках и "разложение" в потоке наносов в соответствии с гидравлической крупностью. Основная масса рудных минералов (более 80%) группируется в диапазоне -0.10.. .+0.074 мм. На этом фоне отчетливо заметны меньшие размеры циркона (-0.074.. .+0.063 мм), присутствующего в незначительных количествах циртолита (-0.063.. .+0.01 мм) и несколько большая крупность турмалина (-0.15.. .+0.074 мм). Золото, в силу плавучести пластинчатых и чешуйчатых выделений, группируется в относительно более "широком" диапазоне классов -0.117...+0.026 мм. Размеры аутигенных минералов не привязаны жестко к гранулярному составу осадка, например, глауконит сосредоточен в классах крупности -0.25.. .+0.63 мм с пиком в классе -0.15.. .+0.074 мм, а фосфоритовые конкреции - в классе +0.5 мм.
Рудный пласт россыпи, выделяемый по данным опробования, залегает на глубине от 3.5 до 22 м и имеет мощность от 2 до 15 м (в среднем 6.1 м). Характерная особенность рудных песков - их фос-форитоносность, т.е. присутствие желваковых и галечных фосфоритов, которые образуют выдержанный горизонт, иногда сплошной прослой мощностью до 15-30 см в верхней части рудного пласта россыпи. Отдельные менее выдержанные прослои фосфоритовой гальки встречаются и ниже по разрезу рудного пласта. Согласно Е.Г. Бар-деевой (1999), локальные скопления фосфоритов,
гипсометрически располагающиеся ниже основного фосфоритоносного горизонта, могли возникнуть в субаэральный период преобразования россыпи в результате процессе остаточного накопления в котловинах выдувания.
Внутренняя структура месторождения долгое время оставалась плохо изученной, и в большинстве публикаций и производственных отчетах месторождение традиционно описывалось как "субгоризонтальная пластовая залежь простого строения, выделяемая по данным опробования" (фиг. 16).
Исследования (Бардеева,1999; Патык-Кара и др., 2004; Ра1ук-Кага et а1., 2005) показывают ошибочность этих представлений, что может быть проиллюстрировано фиг. 2, на которой изображен субширотный поперечный разрез россыпи Восточного участка. Нижняя часть россыпной залежи, залегающая на гипсометрическом уровне 165 м (подошва) - 180-182 м (кровля), содержит
условного ильменита 40->100 кг/м31. Она имеет неровную подошву и более ровную кровлю и состоит из нескольких линз мощностью 8-12 м, характеризующихся общей
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.