ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2011, № 4, с. 339-343
УДК 553.493:551.763.3(470.32)
О ПАРАГЕНЕЗИСЕ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ТИТАНО-ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ И ФОСФАТНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ЮГА ВОСТОЧНО-ЕВРОПЕЙСКОЙ ПЛАТФОРМЫ © 2011 г. Р. Г. Матухин, Н. И. Бойко
Южный федеральный университет 344090 Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40;
E-mail: boiko@sfedu.ru Поступила в редакцию 14.04.2009 г.
На примере месторождений Центральное и Унечское показана сопряженность титано-цирконие-вых россыпей и фосфатной минерализации в верхнемеловых отложениях южной части ВосточноЕвропейской платформы. Причиной такого парагенезиса является взаимодействующее влияние на формирование многокомпонентных россыпных фосфатно-редкометальных рудных концентраций процессов механической и химической дифференциации, периодически проявляющееся во время поверхностной миграции осадочного материала. При этом источником кластогенных рудных компонентов являлись в основном промежуточные коллекторы, а фосфатного вещества — фосфатсо-держащие растворы и взвеси кор химического выветривания. Подобные фосфорито-титано-цирко-ниевые рудопроявления могут быть выявлены и в других регионах. Не исключено, что и там, где уже установлены редкометальные россыпи.
Среди стратиграфических уровней локализации комплексных титано-циркониевых россыпей в европейской части России наиболее продуктивной является позднемеловая эпоха. В это же время происходит усиление масштабов фос-форитообразования, что характерно не только для исследуемого региона, но отмечено в глобальном плане. Кроме Европы верхнемеловые фосфориты известны в Северной Африке, в западной части Аравийского полуострова, в Малой Азии, в Средней Азии, в Америке, особенно Южной, и в других местах.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Показательно, что прибрежные титано-цир-кониевые россыпи в ассоциации с фосфоритами зачастую, если не повсеместно, локализуются в верхнемеловых отложениях Восточно-Европейской платформы в одних и тех же продуктивных горизонтах, часто литологически подчеркивая поверхности внутриформационных перерывов. В то же время "...повышенная фосфоритоносность россыпей верхнемеловой формации на Восточно-Европейской платформе пока не получила удовлетворительного объяснения" [Патык-Кара и др., 2004, с. 586]. Именно на выяснение причин сопряженности титано-циркониевых россыпей и фосфатной минерализации данного региона направлены наши исследования.
ХАРАКТЕРИСТИКА ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ФОСФАТНО-РЕДКОМЕТАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ
Прежде чем попытаться раскрыть причины парагенезиса россыпей и фосфатной минерализации рассмотрим наиболее характерные примеры совместного нахождения в разрезе кластогенных тита-но-циркониевых концентраций и фосфоритов на Восточно-Европейской платформе.
В первую очередь таким примером является одно из крупнейших в мире россыпное месторождение Центральное, находящееся в пределах выделенной Н.Н. Иконниковым [1989] повсеместно фосфатоносной верхнемеловой "рассказовской" россыпной формации титано-циркониевых квар-цево-глауконитовых песков. Месторождение расположено на западном склоне мелового Пензен-ско-Муромского прогиба в зоне сочленения его с Воронежской антеклизой (территория Тамбовской области в междуречье Цны и Вороны).
Рудные пески месторождения приурочены к верхней части отложений сеномана и частично к ба-зальному горизонту сантона (турон-коньякские образования из разреза выпадают). Их запасы достигают здесь 1 млрд т при содержании в среднем (кг/м3) ильменита — 36, рутила — 8.3, циркона — 7.2, дистена — 4.5. Содержание P2O5 в рудных горизонтах составляет 7%.
Н.Г Патык-Кара c соавторами [2004], материалы которых положены в основу характеристики месторождения Центральное, рассматривают его в гене-
340
МАТУХИН, БОЙКО
тическом плане как результат многократного переотложения сходных по гидравлической крупности и миграционной способности кластогенных титан-и цирконийсодержащих минералов. При этом их источником являлся не только, а возможно даже не столько, элювий докембрийских алюмосиликатных пород-первоисточников, а многократно формировавшиеся и также многократно разрушавшиеся фа-нерозойские промежуточные коллекторы, периодически попадавшие в зону размыва и переотложения в среднем и позднем девоне, раннем карбоне, перми, средней юре и раннем мелу. В результате длительной (более 700 млн лет) истории процесса прибрежно-морского седиментогенеза, контролируемого режимом механической дифференциации, была полностью утрачена прямая связь верхнемеловых россыпных концентраций с первичными источниками рудной минерализации. В то же время появление каждого нового промежуточного коллектора не исключало влияния в дальнейшем на процесс россыпеобразования особенностей параге-нетической ассоциации его рудных минералов.
Другими словами, процесс россыпеобразования происходил как бы скачками. Начавшись за счет размыва докембрийского элювия, он периодически возобновлялся под влиянием сложившихся к тому времени палеогеографических условий, вовлекая в режим механической дифференциации ранее сформировавшиеся концентрации кластогенных рудных минералов. Конечным результатом этого сложного многостадийного процесса в рассматриваемом случае и являются россыпи месторождения Центральное.
Необходимо также допустить, что в течение столь длительного временного интервала в результате различных по амплитуде восходящих тектонических движений в зону эрозии водосборов периодически выходили, подвергаясь локальному размыву, не только высокозрелые элювиальные образования, но и различные по величине блоки экзогенно неизмененных или слабо выветрелых пород. Этим можно объяснить повышенное содержание в отдельных горизонтах сеноманских песков полевых шпатов и эпидота.
Характеризуя месторождение Центральное как типичную комплексную прибрежно-морскую россыпь, Н.Г. Патык-Кара с соавторами [2004] отмечают хорошую сортированность рудоносных осадков (класс крупности —0.5... + 0.02 мм). Распределение рудных компонентов по площади месторождения равномерное. Продуктивные пески по составу оли-гомиктовые (существенно кварцевые). В них присутствуют отличающиеся высокой однородностью минеральные ассоциации глауконита и фосфоритов, а также знаковые количества золота и алмазов.
Средняя мощность рудного пласта месторождения составляет 6.1 м. Показательно, что устанавливается он только в результате опробования,
т.к. визуальную идентификацию продуктивных скоплений естественного шлиха затрудняют малые размеры рудных обломков (класс крупности —0.1. + 0.074 мм) и наличие на них камуфлирующих фосфатной или каолиновой оболочек. Кроме фосфатных оболочек россыпь месторождения Центральное содержит в виде постоянной примеси переотложенные желваки и гальки фосфоритов, концентрирующиеся в выдержанном прослое (до 0.15 м).
Еще одним примером сопряженности титано-циркониевых россыпей и фосфатной минерализации в составе верхнемеловых отложений ВосточноЕвропейской платформы является Унечское месторождение (названо по городку в Брянской области). Оно приурочено к нижнекампанской части верхнемелового разреза. Кварцево-глауконитовые пески месторождения представляют собой титано-цирко-ниевую россыпь, местами выходящую на дневную поверхность. Многие рудные компоненты россыпи (59—65% их общей массы) покрыты фосфатными пленками или оболочками, увеличивающими диаметр зерен до 0.15 мм. При этом количество чистых, лишенных фосфатной оболочки, зерен ильменита не превышает 0.2%. Отмечаются также переотложенные обломки фосфатизированных пород. Мощность продуктивного пласта — 1.0—8.0 м. Содержание Р205 составляет 3.0—16.0%. Содержание минералов тяжелой фракции (ильменит, лейкок-сен, рутил, циркон и др.) - до 100 кг/т, достигая на отдельных участках 24% обломочных компонентов.
Тонкие фосфатные пленки покрывают также минералы легкой фракции (преимущественно кварца), но средняя их масса вдвое уступает массе фосфатных оболочек тяжелых минералов. Зерна кварца, покрытые фосфатной пленкой, составляют 65—75% этого обломочного компонента легкой фракции. В результате плотного обволакивания зерен кварца фосфатной пленкой они приобретают буроватый цвет, становясь полупрозрачными. Фосфатные оболочки на зернах кварца делают их окраску более темной, вплоть до черной.
Кроме пленок и оболочек фосфаты в рудных песках Унечского месторождения присутствуют в виде зерен, а также микрожелвачков, микроагрегатов, овальных оолитов, часть которых имеет сложное строение и состоит из нескольких (до 8) тончайших слойков, различающихся по цвету и составу примесей. Последнее, на наш взгляд, может указывать на аллохтонный характер этих образований. В процессе формирования они, перемещаясь по дну, захватывали различные по составу компоненты рыхлого осадка. Рассматриваемые фосфатные компоненты являются таким образом результатом проявления двух основных составляющих морского рудогенеза: рудного минералообразования, контролируемого главным образом гидрохимическими условиями, и рудонакопления, т.е. процессов
О ПАРАГЕНЕЗИСЕ ВЕРХНЕМЕЛОВЫХ ТИТАНО-ЦИРКОНИЕВЫХ РОССЫПЕЙ
341
формирования рудной залежи, обусловленных в основном механическими (гидродинамическимих) факторами [Шамрай, 1956].
Все морфологические типы фосфатов рассматриваемого месторождения (зерна, агрегаты, пленки, оболочки) представлены фторкарбонатапати-том с высоким (5.1—5.7%) содержанием С02. При этом наименее раскристаллизован фосфат в пленках и оболочках [Осауленко, Прокофьева, 1992].
Повышенное содержание фосфора в отложениях отдельных участков кампанской части верхнемеловой россыпной формации (верхняя субформация) побудила Н.Н. Иконникова [1989] рассматривать ее как новую перспективную фосфатоносную "унечскую" субформацию, которая к настоящему времени установлена на стыке Воронежской антек-лизы с Московской синеклизой, в Днепрово-До-нецкой впадине и на Белорусской антеклизе.
На территории Брянской области до границы с Украиной Унеча-Крапивинская рудная зона комплексных фосфатно-редкометальных россыпей приурочена к верхней части нижнекампанских песчаных и песчано-алевритовых отложений. Продолжение этой зоны прослеживается в Черниговской области на территории Украины.
Содержа
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.