ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2010, № 4, с. 370-382
УДК 553.068.5
ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ И ТИТАН-ЦИРКОНИЕВАЯ МЕТАЛЛОНОСНОСТЬ МАНСИЙСКОЙ И СЕВЕРО-СОСЬВИНСКОЙ ПЛОЩАДЕЙ ЗАУРАЛЬСКОГО
РОССЫПНОГО РАЙОНА © 2010 г. А. В. Лаломов, А. А. Бочнева, Р. М. Чефранов, В. А. Трофимов*
Учреждение Российской академии наук Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН(ИГЕМРАН) 119017Москва, Старомонетный пер., 35;
Е-таИ: lalomov@mail.ru *НПЦ "Мониторинг" 628012Ханты-Мансийск, ул. Студенческая, 2 Поступила в редакцию 08.07.2009 г.
На основании литолого-фациального и морфоструктурного анализов Мансийской и Северо-Сосьвин-ской площадей Зауральского россыпного района установлены факторы пространственного и литостра-тиграфического контроля титан-циркониевой россыпной металлоносности. Россыпевмещающи-ми являются отложения верхнего яруса олигоцен-миоценового комплекса, выявлена фациаль-ная зональность отложений олигоценового бассейна. Наиболее перспективными представляются фации палеолиторали и мелководья с умеренной гидродинамической активностью среды осадконакоп-ления. В тектоническом плане положение перспективных участков и их литолого-фациальные характеристики контролируются фланговыми зонами локальных куполов, испытывавших эпейрогенические движения. Регрессивный режим олигоценового бассейна обуславливает первоочередную перспективность выявления титан-циркониевых россыпей литорального типа во внутренних областях сводовых неотектонических структур.
Главным во всем мире источником получения циркона (более 95%), а также практически единственным источником получения рутила и важнейшим — ильменита являются комплексные прибрежно-морские россыпи (КПМР) тяжелых минералов. Россия, располагая крупными мощностями по металлургической переработке руд, не использует собственные источники сырья и находится в полной зависимости от его импорта из-за рубежа, преимущественно с Украины. В этой связи осуществляется государственная программа по обеспечению России собственными источниками стратегических видов минерального сырья, какими являются титан и цирконий.
Исследуемая территория относится к Зауральскому россыпному району (ЗРР) Западно-Сибирской титан-циркониевой россыпной провинции, которая располагается в краевой части мезо-кайнозойских терригенных бассейнов, окаймляющих складчатые сооружения гор Урала, Южной Сибири и Сибирскую платформу.
Региональные факторы, контролирующие россыпную титан-циркониевую металлоносность, подробно описаны в статье [Патык-Кара идр., 2009]. В настоящей работе рассмотрены факторы локального россыпного контроля и описаны отдельные, наиболее перспективные территории, выделенные по материалам региональных работ.
Образование россыпей ЗРР происходило в несколько этапов — от мезозоя до олигоцен—миоцена, с общим нарастанием уровня продуктивности в более молодых отложениях. Все россыпепроявления приурочены к зрелым в минеральном отношении кварцевым и кварц-полевошпатовым песчаным толщам — продуктам перемыва кор глубокого химического выветривания смежных складчатых областей и промежуточных коллекторов.
Положительные тектонические движения имели место в течение олигоцена в области купольных структур и выводили в область эрозии осадки более ранних этапов, что приводило к перемыву отложений, дополнительному обогащению осадков тяжелыми минералами и фиксации береговой линии в обрамлении купольных поднятий.
В региональном плане позиция потенциально продуктивных площадей в западной части территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО), рсположенных к западу от долины р. Оби, определяется существованием трех фаз стабилизации позднео-лигоценового мелководного бассейна (моря-озера) и сохранностью отвечающих им фаций осадков зон литорали и гидродинамически активного мелководья, благоприятных для устойчивой сепарации и накопления тяжелых минералов тонкопесчаной размерности.
Для практических поисковых работ на исследуемой территории выделялись три комплекса отложений: эоценовые глины тавдинской свиты, подстилающие продуктивную толщу; россыпе-вмещающий олигоцен-миоценовый комплекс (ОМК) и перекрывающие плиоцен-четвертичные отложения ("неоплейстоцен"), представленные покровными валунными суглинками и супесями с галькой и гравием экзотических магматических и метаморфических пород.
Детальные исследования проводились нами совместно с НПЦ "Мониторинг" (г. Ханты-Мансийск) на двух площадях, выделенных по материалам предшествующих геолого-съемочных работ — Мансийской и Северо-Сосьвинской (рис.1).
АНАЛИЗ ФАЦИАЛЬНОЙ ПРИРОДЫ ПРОДУКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Анализ текстурных и литологических особенностей ОМК позволяет предположить, что он образовался в прибрежных условиях мелководного морского или крупного озерного бассейна. Фаци-альная природа отложений на рассматриваемой территории сходна, но не одинакова.
Мансийская площадь
В пределах Мансийской площади толща перспективных олигоцен-миоценовых отложений имеет регрессивное строение, что обуславливается отступанием береговой линии с запада на восток по мере воздымания Уральской горной системы и последовательным сокращением площади бассейна осадконакопления от конца эоцена к миоцену. В разрезе отложений ОМК выделяется, как минимум, два структурных подъяруса.
1. Нижний подъярус представлен мелководными озерно-морскими стратифицированными осадками атлым-новомихайловской (?) свиты олигоцена, выходящими на современную эрозионную поверхность в ядрах мелких куполообразных неотектонических структур. Хорошо сортированные пластичные ("шоколадные") глины чередуются со слоями мелко-тонкозернистого песка, обогащенного темноцветными минералами в виде вкрапленности и прослоев, со знаками ряби и мелкими косослоистыми сериями. Эти осадки образовывались в мелководном бассейне в условиях слабых колебательных тектонических или эвстатических движений, приводивших к периодическому изменению глубины зоны осадко-накопления. При возрастании глубины происходило накопление глинистых слоев; при уменьшении, когда донные осадки попадали в зону волнового воздействия, формировались песчаные отложения. На Мансийской площади такие стратифицированные песчано-глинистые обра-
Рис. 1. Схема района работ.
1 — Мансийская площадь, 2 — Северо-Сосьвинская
площадь.
зования достоверно выявлены только в точке наблюдения 1501 (рис. 2) в междуречье Лемья— Б.Умытья, на южном крыле небольшой куполообразной складки с углами падения крыльев до 12°.
2. Верхний подъярус относится, предположительно, к куртамышской свите. Анализ текстурных особенностей позволяет предположить, что эти отложения образовались в прибрежных условиях мелководного морского или крупного озерного бассейна после начала куполообразующих неотектонических движений. Общая фациальная палеогеографическая схема представляется следующим образом: в куртамышское время на Мансийской площади седиментационный бассейн представлял собой полуоткрытый залив, конфигурация которого определялась начавшимися конседиментационными движениями Даниловского свода. Поступление осадочного материала в бассейн осуществлялось преимущественно за счет дельтовых выносов водотока, впадающего в залив в его вершине.
Рис. 2. Схема фациальной зональности Мансийской площади (куртамышская свита ОМК).
Цифрами на схеме обозначены фациальные зоны: 1 — зона распространения дельтовых фаций; 2 — литоральная зона; 3 — зоны распространения фаций мелководного моря: а — умеренного волнового воздействия, б — отсутствия волнового воздействия.
1 — выходы ОМК; 2 — фациальные зоны, перспективные на И^г металлоносность; 3 — границы фациальных зон; 4 — направления падения косослоистых серий; 5 — горизонтальная слоистость; 6 — неслоистые отложения; 7 — ориентация знаков ряби; 8 — ячеистая слоистость; 9 —базальные олигоценовые галечники (глинистые окатыши); 10 — основное направление потока наносов; 11 — точки с повышенным содержанием УИ (более 40 кг/м3); 12 — номера точек опробования.
Аллювиально-дельтовые фации, относящиеся предположительно к куртамышсмкому этапу, встречаются в западной части площади в долине р. Ейтья (см. рис. 2). Преобладают осадки средне-и мелкопесчаной размерности (около 93% относятся к классу 0.5—0.1 мм, таблица). Выявленная косая слоистость имеет преимущественно однонаправленный потоковый характер (рис. 3); толщина косослоистых серий изменяется от 0.2 до 1.5 м. Как правило, к этим горизонтам приурочены прослои с повышенным содержанием темноцветных минералов, представленных преимущественно рудной И^г ассоциацией (ильменит— лейкоксен—рутил—циркон). Ориентировка падений косых слоев указывает на то, что перенос материала во внешней части дельты осуществлялся преимущественно с юго-запада на северо-восток вдольбереговым потоком наносов, хотя встречаются и косослоистые серии юго-восточных направлений, что, возможно, связано с наличием кос, авандельты и баров подводной части дельты.
В разрезе часто наблюдаются границы размыва, представленные неровными волнистыми поверхностями, подчеркнутыми перекрывающими их глинистыми прослоями, наличием гидроокислов железа, резкой сменой гранулометрического состава осадков. Часто к границам размыва приурочены слои с повышенным содержанием темноцветных минералов толщиной до 0.2—0.5 м. Верхняя граница рудного слоя резкая, совпадающая с границей размыва, нижняя — постепенная. Косо-слоистые серии соседствуют с неявно слоистыми песками; в этих отложениях также присутствуют тяжелые минералы в рассеянном состоянии. Визуально они не обнаруживаются, но по данным минералогического анализа их содержание (см. рис. 2, т. н. 1243) достигает 2.2% (60 кг/м3 условно-1
го ильменита (УИ) ). Зона надводной дельты наи-
1 Содержание условного ильменита (УИ) рассчитывалось по
формуле: УИ = сод. ильменита + сод. лейкоксена + сод.
рутила х 5 + сод. циркона х 5.
Гранулометрический состав основных фациальных комплексов олигоцен-миоценовых отложений Мансийской площади и рапределение минералов тяжелой фракции (т.ф.) по классам крупности
Гранулометрический класс, мм
>1.0 1.0-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 0.10-0.05 0.05-0.01 <0.01
Аллювиальн
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.