ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2012, том 54, № 1, с. 71-94
УДК 553.068.5
ЦИРКОНИЙ-ТИТАНОВЫЕ РОССЫПИ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ: ТИПЫ, ЭПОХИ И ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ, ПРОГНОЗ
© 2012 г. А. Д. Савко, А. Е. Звонарёв, Д. А. Иванов
Воронежский государственный университет 397006, Воронеж, Университетская пл., 1 Поступила в редакцию 12.05.2011 г.
На территории Воронежской антеклизы выделяются ранне- и позднефранские, баррем-аптская, се-номанская, раннесантонская, раннекампанская, олигоцен-миоценовая эпохи формирования различных типов цирконий-титановых россыпей. Рассмотрены факторы их образования и дан прогноз поисков. Отложения раннефранской эпохи распространены на юго-востоке, где россыпи связаны с вулканогенно-осадочными, в различной степени ильменитоносными, образованиями ястребов-ского горизонта. Позднефранская эпоха россыпеобразования представлена мономиктовыми кварцевыми песками петинского горизонта, распространенного в центральной части Воронежской ан-теклизы. Продуктивные отложения баррем-аптской эпохи представлены формацией мономикто-вых кварцевых песков и каолинитовых глин, распространенных в северной и северо-восточной частях антеклизы (Рязанская и Липецкая области). Россыпи, образовавшиеся в сеноманскую эпоху, развиты в Тамбовской области на северо-востоке Воронежской антеклизы. Они связаны с фосфато-носными глауконит-кварцевыми песками. Раннекампанские отложения фосфорит-глауконит-кварцевой формации широко распространены на северо-западе Воронежской антеклизы на стыке с северо-восточным крылом Днепровско-Донецкой впадины (Брянская область). Олигоцен-миоце-новая эпоха характеризуется широким распространением песков олигоцен-миоценовой мономикто-вой кварцевой формации в разных частях антеклизы (северо-западные и юго-западные районы). Формирование цирконий-титановых россыпей определяется рядом факторов: структурно-тектоническим, фациальным, вулканогенным, палеогеографическим, стратиграфическим, эволюционным. Основное условие концентрации тяжелых минералов — наличие положительных форм подводного рельефа. В большинстве своем это структуры высоких (3-го и 4-го) порядков в пределах разных склонов Воронежской антеклизы на границах с обрамляющими ее отрицательными структурами. Анализируя значение фациального фактора, следует отметить следующие критерии поисков повышенных концентраций тяжелых минералов в песках: наличие прибрежных и мелководно-морских фаций с переменной и средней гидродинамической активностью водной среды и преобладание в песках фракций 0.25—0.05 мм. Одно из основных условий шлихования тяжелых минералов — многократный перемыв песков при относительно устойчивой береговой линии. Вулканогенный фактор является определяющим при образовании морских россыпей раннефранского времени за счет эффузивного материала. Формирование цирконий-титановых россыпей мела и палеогена происходило за счет более древних осадочных палеозойских и мезозойских пород Воронежской антеклизы, а также Балтийского щита, Московской синеклизы и Волго-Уральской антеклизы. Определение возраста россыпей произведено с точностью до подъярусов (нижнеаптский, нижнесантонский, нижнекампанский). Эволюционный фактор сказывается на изменении во времени и пространстве локализации и состава россыпей. Прогноз потенциально рудоносных площадей основан на использовании оптимальных сочетаний основных факторов.
ВВЕДЕНИЕ
Воронежская антеклиза, расположенная преимущественно на территории Центрально-Черноземного региона, является одним из важнейших россыпных районов России (Быховский, Тигунов, 2006; Дмитриев и др., 1987; Савко и др., 2003). Здесь находятся Центральное и Кирсановское (Тамбовская область), Унечское (Брянская область) месторождения, а также многочисленные проявления в Липецкой, Белгородской, Воронежской, Курской областях. Месторождения и
Адрес для переписки: А. Д. Савко. E-mail: savko@geol.vsu.ru
проявления расположены на разных стратиграфических уровнях, чаще всего на меловом, залегают на водоразделах, как правило, не обводнены, имеют небольшую мощность вскрыши. В составе основных полезных компонентов присутствуют: ильменит, циркон, рутил, лейкоксен, дистен, силлиманит и другие минералы. На юго-востоке региона известно титановое оруденение в вулканоген-но-осадочных образованиях ястребовской толщи, относящейся к самым низам франского яруса девонской системы. Все это свидетельствует о высокой перспективности осадочных отложений на титан и цирконий и возможностях создания в
Таблица 1. Продуктивные титан-циркониевые формации Воронежской антеклизы и их минеральный состав
Эпохи россыпеобразования Формации Тип формации Россыпные районы, зоны Возраст Мощность продуктивной толщи, м Среднее содержание тяжелой фракции в продуктивной толще, % Состав рудных минералов тяжелой фракции, %
ильме-нит лей-кок-сен рутил циркон
Позд- нефран- ская Мономикто-вых кварцевых песков Петинский Семилукский DзPt 5.3 1.1 51.8 6.6 1.2 9.3
Ран- нефран-ская Вулканоген-но-осадочная Павловский Павловский Dзjs 6.5 7.5 30.4 4.1 ед. зн. ед. зн.
Баррем-ская Мономикто-вых песков и каолинитовых глин Липецкий Липецкий, Липецко- Скопинская К1а 2.7 4.1 33.5 13.5 10.5 10.5
Сеноман-ская Глауконит-кварцевая Рассказовский Тамбовский ^ 6.5 3.5 35.7 5.2 5.5 6.8
Раннесан-тонская Глауконит- кремнисто- кварцевая Кирсановский » 3.7 1.4 40.1 3.7 7.7 9.2
Раннекам-панская Фосфатно-глауконит-кварцевая Унечский Унеча-Кра-пивенская К2кт 11.5 4.7 39.0 23.8 5.5 2.2
Олигоцен-миоценовая Мономикто-вых кварцевых песков Белгородский Тимский, Брянский, Белгородская ^пр 1.5 2.6 20.0 7.5 27.5 21.0
Примечание. Данные В.А. Блинова, К.А. Дюбюк, И.Н. Быкова, В.А.Канцерова, И.Е. Секретарева, Н.П. Хожаинова, В.И. Беляева, И.С. Романова, Н.Н. Иконникова, А.Д. Савко А.Д., С.В. Мануковского, В.К. Бартенева.
Центрально-Черноземном регионе основной базы этих металлов в России.
В палеозое и мезокайнозое в пределах Воронежской антеклизы выделяются ранне- и позд-нефранские, баррем-аптская, сеноманская, ран-несантонская, раннекампанская и олигоцен-миоценовая эпохи россыпеобразования (Савко и др., 1995). Для этих эпох в разных частях региона известны песчаные отложения, содержащие промышленные концентрации цирконий-титановых минералов (табл. 1).
ЭПОХИ РОССЫПЕОБРАЗОВАНИЯ
Раннефранская эпоха
Отложения раннефранской эпохи распространены на юго-востоке Воронежской антеклизы, где россыпи связаны с вулканогенно-осадочны-ми, в различной степени ильменитоносными, образованиями ястребовского горизонта. Они залегают на глубинах от первых десятков до 250 м и вскрыты только Павловским гранитным карье-
ром. Мощность их не выдержана и составляет от 7 до 40 м. Максимальные мощности отмечены вблизи вулканических аппаратов. Здесь же наблюдаются и наиболее высокие содержания ильменита (до 350 кг/м3). Тяжелая фракция составляет от долей до 15% и состоит из ильменита (10—47%), обломков эффузивных пород с зернами ильменита (0.02—8.1%), сидерита (1—84%), хромита, граната, ставролита, циркона, рутила, анатаза, лейкоксе-на, апатита, сумма которых достигает первых процентов от общего содержания акцессорных минералов.
И.Н. Быков и В.А. Канцеров (1974) отмечают, что в ястребовское время основная часть юго-востока региона представляла мелководную при-брежно-морскую зону, в пределах которой действовало около 15 вулканов центрального типа (фиг. 1). Возникшие во время извержений небольшие конусы насыщенного ильменитом пи-рокластического материала быстро размывались, а продукты их разрушения отлагались поблизости, не подвергаясь значительной транспортировке. Здесь выделяется новый генетический тип
ША-ШБВ ( / у \ ПА-ПБВ ..........1 \
" .*■ "V" " ■У"...?...''"— ■ — ■ "т! ■ • ^ <
. .у. . ./.у. . .у. . .у. . .у. — - —
/ ^ - ^ ч ^ Г.......>
- ■'•,— ......... . . - ^ ,.< . . ...
\\
Павловск
V-
I
> ^ ■ ■ "Vе " "Vе ■ " V* ? • ^ ■
^ ^^^ "Vе ^ ^ в в в в я^'^р **» В у мм -В н в ■
^ \ \ \ / ,/ . Д/ ■ ■ ■Х/*"» " " * " ■ ■ х ■ ■ ^ .■ V1 Калач
!•/ / ^ \ '*••-— - — .:—. -V- - -V- ■ к ■ ■ • ■ ■
- — . —1. . у _ -V ч иД о о и-' о; - —— -у о ®
- -Я1 .у. . .у. ; ь^ОА^ -V- ■/ —■■ — *У'|0 ^-V —
«-ШБВ 4 — 1 ■; .. ' /
— . — . — . —V —..-*. —\ 0 О Ч—)- ■ —■ О ' ■ ■ ■
■ -V ■ .у.у--.< -V- ^ ■ ШБВ. -Ч/.-.^ ^___
I ^ в • • ■ ■ - — ■ — ■
о
К"
о
.у------ -Я*> и^ о и; о ■ V■ ■ *V■ • "V" * 'V*
• - -V- ■ ■ • ■ • • ■(" /.'у V { —---■ -V- - -V- * ■ ---
...........у ои^ очио у/'Ч,^— . '¿к., . у/. —г
■ уБ......."\......■ ■ ■ ■'■^У О^У- -\/'| ЧЬ1
УБ \ \ N / * \ Ч
.у. . .у. . .у. . .у. . Л .у. ^^у. о . ¿ику О • ; ■ «""»»С
V" V 1 / 4 I
* Ч. . , ГХ ^ о О м^ о ■ —'(
10 км
_I
\ Ч^ ■ 4 УГА >
■ < —\ ^^о О О
■ ■ . . . ■'•• ^^^ о ц; о и/ \ ■ ■ *
11А 1 11БВ 2 111А 3 ШБВ 4 ГУБ 5 УБ 6 УГА
8 ■ у. - -. - -у.
. . . . 9 — | 10 О о о 11 12 -- — 13 Ат
15 о чи 41^ О 16 0 17 • 18 19 —• Ч. - 20
7
14
21
Фиг. 1. Литолого-фациальная карта ястребовского времени (Бурдастых, 2003).
1—7 — фациальная обстановка: 1, 2 — мелководно-морская, с активностью гидродинамического режима: 1 — слабой, 2 — средней и высокой, с преобладанием средней, 3—5 — прибрежно-морская, с активностью гидродинамического режима: 3 — слабой, 4 — средней и высокой, с преобладанием средней, 5 — лагунная и лиманная, мелководная, опресненная, 6, 7 — континентальная: 6 — речных долин, 7 — надводных вулканических построек; 8 — песчаники разнозерни-стые: в основном мелко-, среднезернистые; 9 — песчаники вулканомиктовые разнозернистые: от мелко- до грубозернистых; 10 — глины, аргиллиты, часто с углефицироваными растительными остатками; 11 — гравий; 12 — алевролиты; 13 — алевропесчаники; 14 — туфы щелочно-базальтового состава; 15 — туффиты сцементированные; 16 — туфоконгло-мераты, туфогравелиты; 17 — выходы пород докембрия в кровле ястребовской свиты; 18 — предполагаемые жерла вулканических аппаратов; 19—21 — границы: 19 — распространения ястребовской свиты, 20 — фациальных зон, 21 — фа-циальных подзон.
10
20
Фиг. 2. Литолого-фациальная карта петинского времени.
1—9 — фациальная обстановка: мелководно-морская, с активн
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.