ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2012, № 1, с. 40-52
УДК 551
МЕСТОРОЖДЕНИЕ ЭЛЮВИАЛЬНЫХ КАОЛИНОВ "ЖУРАВЛИНЫЙ ЛОГ"
(ЧЕЛЯБИНСКАЯ ОБЛАСТЬ)
© 2012 г. Б. Ф. Горбачев, Т. З. Лыгина, Т. М. Аргынбаев*, З. В. Стафеева*
ФГУП "Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых" 420097 Казань, ул. Зинина, 4; E-mail: root@geolnerud.net *ЗАО "Пласт-Рифей" 457020 Челябинская область, г. Пласт, Магнитогорский тракт, 1; E-mail: plast-rifey@chel.surnet.ru Поступила в редакцию 05.03.2010 г.
Месторождение расположено в 12 км к северо-востоку от г. Пласт. Первоначально было разведано в 1951—52 г.г. под руководством В.Г. Люличевой. При этом было установлено присутствие каолинов, превосходящих по качеству минеральное сырье эксплуатируемых месторождений Еленинское и Кы-штымское. Несмотря на положительную оценку, только в 1985 г. с учетом рекомендации ВНИИгеол-неруд (ныне ФГУП "ЦНИИгеолнеруд"), в окрестностях ранее выявленной залежи были проведены поисковые, а затем и ревизионно-оценочные работы под руководством В.И. Какорина. В результате было выделено несколько разобщенных залежей белоцветных и светлоокрашенных каолинов. Освоение месторождения было начато еще до проведения разведочных работ. В процессе эксплуатации центральной залежи было завершено строительство обогатительной фабрики ЗАО "Пласт-Рифей". Доразведка месторождения была завершена в 2006 г. с утверждением запасов категорий В + Cj, С2 в пересчете на сухой каолин соответственно 11.05 и 5.55 млн т.
Месторождение "Журавлиный Лог" является в Российской Федерации одним из основных поставщиков каолиновых продуктов, отвечающих требованиям производства бумаги, тонкой керамики, стекловолокна, химических реагентов и др.
Данное сообщение основано на информации, полученной при проведении разведочных работ, его цель — показать специфику геологического строения месторождения Журавлиный Лог, а также особенности вещественного состава и свойств каолинов.
Месторождение Журавлиный Лог относится к Пластовскому каолиноносному району, расположенному в осевой зоне Восточно-Уральского тектонического поднятия и приурочено к его структуре второго порядка — Кочкарскому антиклинорию. В палеогеоморфологическом аспекте Пластовский район является частью Зауральского пенеплена, где развита каолиновая кора выветривания на породах протерозойского и палеозойского возраста, в том числе на гранитоидах разного возраста. К настоящему времени нередуцированная (полнопрофильная) каолиновая кора выветривания сохранилась от размыва лишь местами, где существовали благоприятные для этого условия. Особенности геологического строения Пластовского каолино-носного района обсуждались ранее [Горбачев и др., 2007].
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Каолины месторождения являются продуктом глубокого химического выветривания гранитов
Поварненского комплекса (Р23-Т1). Вертикальный геологический разрез состоит из трех комплексов пород, различных по возрасту, литологи-ческим и минералого-геохимическим показателям (снизу вверх): кристаллический фундамент (РЯ-Р2), кора выветривания (М2), осадочный чехол ^-ф.
Эпигерцинский кристаллический фундамент
Строение фундамента показано на рис. 1. В контуре разведки (~2.5 км2) он сложен гранитами (~80%), кристаллическими сланцами, мраморами и плагиогнейсами (~20%). В 115 скважинах из 236 пробуренных вскрыты относительно слабо затронутые выветриванием породы фундамента, во всех других скважинах вскрыты дресвяно-щебенистые и дресвяно-глинистые продукты их выветривания.
Фундамент северной части разведанной площади сложен протерозойскими кристаллическими сланцами, двуслюдяными и биотит-амфиболовы-ми гнейсами, амфиболитами, метаалевропелита-
Рис. 1. Схематическая геологическая карта фундамента.
1—2 — метаморфические образования слабо затронутые выветриванием: 1 — еремкинская толща (РК^ег) — кварциты, кристаллические сланцы, метагравелиты, метаалевропелиты, 2а — кукушкинская толща (^кк) — биотитовые, биотит-амфиболовые и гранат-биотитовые гнейсы, 2б — кучинская толща (^кс) — мраморы с прослоями кварцито-песчани-ков и кристаллических сланцев; 3—6 — интрузивные образования поварненского комплекса (УР2—Т1) и продукты их начального выветривания: 3 — граниты лейкократовые биотит мусковитовые крупно- и среднезернистые, 4 — дресвяно-глинистые продукты выветривания гранитов, 5 — эруптивные брекчии гранитов — присводовые фации интрузива, 6 — дресвяно-глинистые продукты выветривания эруптивных брекчий гранитов; 7 — тектонические нарушения (взбросо- и сбросо-сдвиги); 8 — проекции границ залежей и их номера: 1 — Северо-Восточная, 2 — Центральная, 3 — Северо-Западная, 4 — Юго-Западная, 5 — Юго-Восточная. На врезке: изогипсы рельефа фундамента.
1 2 + + + 3 | 1 ' | 4
X X 5 X X _^_ 6 7 8
ми, в южной части — преимущественно гранитами поварненского комплекса, представленного серией даек и штокообразных тел биотитовых и лейко-кратовых гранитов — плотных массивных пород белого, розового, зеленовато-серого цвета средне-и крупнозернистых, либо пегматоидных с жилами аплитов и пегматитов. Юго-западная часть Поварненского массива сложена в основном гранитами с ненарушенной текстурой, в то время как северная и северо-восточная его части — эруптивной брекчией тех же гранитов. Граниты в зоне эндоконтакта местами контаминированы. В гранитах присутствуют маломощные ксенолиты кристаллических сланцев, мраморов, кварцитов.
Кристаллический фундамент имеет сложную блоковую структуру, формирование которой вызвано воздействием синскладчатых и постинтрузивных деформаций. Границы блоков определяются системой диагонально ориентированных разрывных нарушений разного порядка, что подтверждается результатами геофизических работ. Размеры блоков варьируют в плане от 50 х 125 до 250—450 х 550 м. Относительные вертикальные смещения блоков достигают по замерам 10—90 м. Взаимодействие диагональных разрывов (падение сместителя в основном на СВ) с продольными нарушениями привело к взбросо-сдвиговым движениям блоков фундамента с правосторон-
ним смещением вдоль субширотных разрывов с амплитудой порядка 150—400 м. По мнению [Вержбицкий, Копп, 2006], новейшая структура Южного Зауралья сформирована в сбросовом и сдвиговом полях напряжений в условиях преимущественного сжатия. Деформации осадочного чехла в зоне пенеплена проявляются лишь в тех структурных элементах, где мезозойские и кайнозойские отложения (включая кору выветривания) имеют значительную мощность (Таналык-Бай-макский прогиб, Орская депрессия).
Клавишные смещения блоков фундамента определили формирование впадин, заполненных отложениями кайнозоя. Во впадинах кора выветривания имеет наибольшую мощность и содержит основные ресурсы элювиальных каолинов. Можно полагать, что неоген-четвертичные блоковые подвижки явились причиной развития деформаций, затрагивающих как каолин, так и перекрывающий его осадочный покров.
Кора выветривания
На Урале выветривание связано с несколькими этапами тектонической стабильности в интервале геологического времени от средней юры до раннего олигоцена. Эрозионные процессы приводили к предельной планации палеорельефа, реликтовые участки которого ныне обозначены как Зауральский пенеплен. В пределах Пластовского каолиноносного района на поверхности пенеплена развита мощная линейно-площадная кора выветривания, отнесенная по возрасту к верхнему мелу [Сигов, 1969; Шагалов, 1969]. Формирование каолинов при выветривании полевошпатсо-держащих пород происходило в благоприятствующих этому палеоклиматических условиях, включая этапы образования пестроцветного каолинового элювия и его последующего обеления (деферризации). В кайнозое воздействие эрозионных процессов привело к тому, что на Южном Урале полнопрофильная кора выветривания полевошпатовых лейко- и мезократовых пород (гра-нитоиды и т.п.), особенно ее верхняя зона, с которой связаны залежи каолинов, сохранилась преимущественно в бортах наложенных эрозионно-структурных депрессий (Чуксинская и другие), а также в виде обособленных линейных залежей (Еленинское и Чекмакульское месторождения).
Нижняя зона профиля коры выветривания гранитов представляет собой область дезинтеграции (глинистые дресва и щебень, часто ожелезнен-ные), средняя — начальной или неполной каолинизации и верхняя — завершенной каолинизации (полное или почти полное замещение полевых шпатов каолинитом). Зоны сменяют друг друга постепенно, при этом мощность нижней зоны значительно варьирует в зависимости от нарушенности
исходного гранита (трещиноватость, каверноз-ность, катаклаз, разгнейсованность и пр.).
Зона завершенной (полной) каолинизации представлена элювием преимущественно бимине-рального состава: каолинит (галлуазит) + кварц с резко подчиненной примесью реликтового К-шпа-та и/или мусковита. Мощность этой зоны (при отсутствии или незначительном воздействии на нее факторов денудации) составляет 10—15 м для площадных и до 40—50 м для линейных фрагментов коры выветривания.
В сохранившиеся от эрозии каолины из пород кровли просачивались воды, воздействие которых привело к появлению подпокровного ин-фильтрационного горизонта ферритизации, в меньшей степени, карбонатизации.
Особенности залегания каолинов
В неоген-четвертичное время кора выветривания и осадочный чехол были деформированы под воздействием активизации блоковых движений в системе Троицкого разлома. Кинематика сдвиговых перемещений блоков фундамента управляла развитием в неконсолидированной толще (элювий + осадочные породы) системы диагонально ориентированных складок и надвигов. Геологическая карта месторождения (рис. 2) составлена на уровне в 15 м от усредненной поверхности рельефа. По данным [Коган и др., 2007], основная особенность структуры месторождения — наличие фестончатых малоамплитудных надвигов, выявленных при дешифрировании аэрофотоснимков и подтвержденных корреляцией пересечений, а также результатами геологического картирования, геофизических съемок и наблюдениями в стенках карьера. Наблюдается классическое трехчленное строение аллохтона (сверху вниз): 1) покровная пластина висячего блока, 2) зона сместите-ля — миктит
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.