научная статья по теме ИНТЕГРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РОССЫПЕОБРАЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ Геология

Текст научной статьи на тему «ИНТЕГРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РОССЫПЕОБРАЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2012, № 1, с. 26-39

УДК 553.068.5

ИНТЕГРАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ РОССЫПЕОБРАЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ

© 2012 г. В. М. Ненахов, Г. С. Золотарева

Воронежский государственный университет 394006 Воронеж, Университетская пл., 1;

Е-таИ: akcessoriy@mail.ru Поступила в редакцию 26.10.2009 г.

Предложена интегральная модель Ть/г россыпеобразования для Воронежской антеклизы в системе коренной источник—кора выветривания—промежуточный коллектор—россыпь. Показано, что в указанной системе важнейший полезный компонент — циркон — в процессе корообразования может интенсивно циртолитизироваться, что в конечном счете отражается на ресурсном потенциале россыпей. При создании интегральной модели рассмотрены распространенность главных структурно-вещественных комплексов (СВК) кристаллического фундамента и их продуктивность, эпохи перерывов и корообразования, палеофациальные условия и механизм образования промежуточных коллекторов и россыпей, а так же направление сноса и другие факторы локализации россыпей. Наиболее продуктивные россыпи сеномана сформировались за счет троекратного перемыва по механизму промывочного лотка. Ставится вопрос о пересмотре ресурсного потенциала россыпей с учетом изменения плотностных характеристик циртолитизированных разновидностей циркона.

Воронежская антеклиза (ВА) представляет значительный интерес для расширения минерально-сырьевой базы (МСБ) титана и циркония, так как в ее осадочном чехле известен ряд россыпных месторождений, относящихся пока к категории забалансовых. Титан и цирконий являются стратегическим сырьем, играющим важнейшую роль в металлургической промышленности и в современных технологиях. По разным оценкам потребление цирконового концентрата в России к 2015 г. составит от 40 до 100 тыс. т в год. На территории России известны промышленные россыпи на Северном Кавказе, на юге Западной Сибири, а также в центре Восточно-Европейской платформы (рис. 1). Многие месторождения относятся к числу забалансовых из-за относительно низких технико-экономических показателей и недостаточной технологической изученности. В этой связи переоценка известных титан-циркониевых россыпных месторождений является важнейшей задачей, влияющей на экономику страны.

До настоящего времени исследователи обращали внимание в основном на изучение вещественного состава и литолого-фациальных особенностей формирования титан-циркониевых россыпей. Оценивая большой вклад в изучение россыпей целой плеяды известных исследователей [Иконников, Осипов, 1989; Савко и др., 1995; Беляев, Иванов, 2000 и др.], следует отметить, что вопрос о коренных источниках известных россыпей практически не затрагивался и остается весьма актуальным. Наиболее подробно и всесторонне проблемы источников полезных компонентов

для россыпей Рассказовского района, в том числе для россыпи "Центральная", как эталонного объекта, рассмотрено в статье Патык-Кара и др., [2004]. В указанной работе на основе анализа минеральных ассоциаций, типоморфных особенностей главных рудных минералов и детального рассмотрения возможных путей их миграций сделано несколько важных выводов. Одним из таких выводов является установленный факт многократного изменения направлений сноса при формировании россыпного потенциала в процессе эволюции осадочного чехла, причем само его наличие делает затрудненным, "практически бессмысленным вопрос о поисках первичных источников" [Патык-Кара и др., 2004, с. 589]. По мнению авторов указанной статьи, основную роль в формировании минеральных парагенезисов играли осадочные породы девона, карбона, отчасти юры и мела; незначительное влияние оказывала островная суша на месте Воронежского свода. Кроме того, авторы отмечают, что "большинство исследователей склоняются к тому, что основным источником рудных минералов для указанных россыпей послужили пермские породы, развитые в пределах северной суши, в то время как Воронежский свод может рассматриваться лишь как дополнительный источник материала" [Патык-Кара и др., 2004, с. 599]. Таким образом, в представлениях об источниках полезных компонентов россыпей существуют некоторые противоречия, что лишний раз подчеркивает необходимость создания интегральной модели россыпеобразова-ния для рассматриваемой территории.

Рис. 1. Продуктивные титан-циркониевые формации Воронежской антеклизы и их минеральный состав, по данным [Беляев, Иванов, 2000].

1 — россыпи, в которых подсчитаны прогнозные ресурсы (категории Р1, Р2, Р3) и запасы (категория С2) ТЮ2 и Z1O2;

2 — рудопроявления N-Q возраста, по данным визуальных наблюдений; 3 — границы перспективных площадей на Ti— Zr россыпи различных эпох россыпеобразования; 4 —границы россыпных районов, по [Иконников, 1989] : I-1 — Павловский, I-2 — Семилукский, III-2 — Елецко-Ливненский, IV — Тамбовский, V — Белгородский; 5 — то же, по [Бартенев, 1999]; 6 — границы рудных полей: V-1.1 — Бутовское, V-1.2 — Истобненское, V-1.3 — Краснояружское, V-1.4 — Борисовское, V-1.5 — Тимское, V-1.6 — Высоконовское; 7 — средние значения содержаний в продуктивных отложениях: Тфр. — тяжелой фракции и основных промышленных минералов в ней (%), Ilm — ильменита, Leic — лейкоксена, Rut — рутила, Zr — циркона, P — фосфатов; 8—14 — возраст продуктивных формаций: 8 — раннефранская, 9 — позднефранская, 10 — баррем-аптская, 11 — сеноманская, 12 — раннесантонская, 13 — раннекампанская, 14 — олигоцен-миоценовая.

Интегральная модель россыпеобразования предполагает учет влияния разнообразных и многоаспектных факторов, к числу которых относятся: 1) распространенность главных структурно-вещественных комплексов (СВК) кристаллического фундамента — основного поставщика полезных компонентов; 2) их потенциальная продуктивность; 3) время, характер и масштабы эпох перерывов и корообразования; 4) степень гипергенного изменения главных рудных минералов; 5) палеофациальные условия образования коллекторов и россыпей; 6) степень размыва отложений разных эпох, предшествующих морским трансгрессиям и 7) направление, дальность, а также механизм сноса и накопления россыпей на различных возрастных уровнях. Другими словами, представляется важным проследить особенности миграции полезных компонентов от коренных источников через промежуточные коллектора до россыпных объектов.

Методическим инструментом прослеживания является типохимизм и типоморфизм главных

полезных россыпеобразующих минеральных компонентов и, прежде всего, циркона, который очень информативен при решении многих фундаментальных и прикладных задач [Ляхович, 1999; С1аоие-Ьоп§ й а1., 1990; Мегпа§И й а1., 2004]. Указанный инструмент, хотя и является универсальным и эффективным, тем не менее нуждается в постоянной корректировке с учетом дальности переноса, зрелости процессов корообразования и состава субстрата, на который последние накладывались. Как было показано ранее [Ненахов, Золотарева, 2006], часть цирконов материнских кристаллических пород достаточно интенсивно преобразуются в циртолиты, которые в значительных количествах присутствуют в россыпях относительно ближнего сноса (промежуточные коллектора ястребовского и петинского горизонтов ф^, D3pt) и частично россыпи аптских отложений (К1ар)). В россыпях дальнего переноса их роль может заметно снижаться за счет механического разрушения и дальнейшего химического разложения. Тем не менее, доля в различной сте-

гг/ш

100

80

60

40

20

20.0

22.5 25.0

27.5

30.0

32.5

35.0 ^02 (%)

1 2

3

4

5

6

7

8

О 9 10 11 12

13

14

Рис. 2. Фигуративные точки цирконов из кристаллических пород в координатах 8Ю2—гг/НГ.

Метаморфические и магматические комплексы: 1 — обоянский, россошанский тип; 2 — обоянский, нерасчлененный тип; 3 — усманский; 4 — лосевская серия; 5 — артюшковский; 6 — мамонский (Елань-Коленовский массив); 7 — ворон-цовский, метапесчаники; 8 — воронцовский, гнейс; 9 — еланский, (Елкинский массив); 10 —бобровский (Коршевский массив); 11 — байгоровский вулкано-плутанический; 12—13 —новомеловатский (Новомеловатский массив): 12 — габ-бродиориты; 13 — гранодиориты; 14 — павловский (Павловский массив).

0

пени циртолитизированных разновидностей в россыпях составляет до ~40.0%.

Типохимизм цирконов коренных источников изучен по главным минералообразующим компонентам (гг, ИГ, ВЮ2) из наиболее распространенных СВК кристаллического фундамента (к таковым относятся обоянский комплекс архея (~53.0%), воронцовский комплекс (~17.0%) и лосевская серия (~6.3%) палеопротерозоя, а так же разнообразные интрузивные комплексы архея (~6.0%) и протерозоя (~7.8%), в совокупности слагающие 88.6% площади).

Фигуративные точки цирконов из кристаллических пород в координатах 8Ю2—гг/Ж группируются достаточно компактно (рис. 2). При этом обнаруживается четко выраженный тренд увеличения значений гг/И отношений при незначительном увеличении ВЮ2 (коэффициент корреляции ВЮ2—гг/НГ в выборке из 89 при уровне значимости 0.05 составляет 0.81, критическое значение коэффициента корреляции — 0.2). Это свидетельствует о реальной статистической обоснованности положительной корреляции исследуемых параметров.

Изменение содержаний 8Ю2 в цирконах составляет всего 2% (от 31.5 до 33.5%), при этом диапазон колебаний гг/И отношений составляет от 22.0 до 90.0 и более. Основное количество фи-

гуративных точек гг/И отношений образует еще более компактное сгущение в диапазоне 30.0— 80.0, единичные отклонения от сгущения в сторону понижения характерны для плагиогнейсов обоянского комплекса, а в сторону повышения — для метапесчаников воронцовской серии, бобровского, павловского гранитоидных комплексов и байгоровских вулканитов.

Направление тренда отражает общую тенденцию изменения состава цирконов в магматических породах и связано с увеличением доли гг относительно ИГ в более кислой минералообразую-щей среде. При этом увеличение содержания кремнезема в кристаллической решетке циркона происходит незначительно.

Типохимизм цирконов из промежуточных коллекторов и россыпей значительно отличается от типохимизма цирконов коренных источников. Фигуративные точки цирконов в координатах 8Ю2—гг/Ш (рис. 3) группируются компактно

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.

Показать целиком