научная статья по теме О ПРОИСХОЖДЕНИИ И ПЕРСПЕКТИВАХ РАЗВИТИЯ КИММЕРИЙСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО БАССЕЙНА УКРАИНЫ И РОССИИ Геология

Текст научной статьи на тему «О ПРОИСХОЖДЕНИИ И ПЕРСПЕКТИВАХ РАЗВИТИЯ КИММЕРИЙСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО БАССЕЙНА УКРАИНЫ И РОССИИ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 5, с. 383-405

УДК 551

О ПРОИСХОЖДЕНИИ И ПЕРСПЕКТИВАХ РАЗВИТИЯ КИММЕРИЙСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО БАССЕЙНА УКРАИНЫ И РОССИИ

© 2014 г. В. Н. Холодов, Е. В. Голубовская, Р. И. Недумов

Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; e-mail: rostislavn@yandex.ru Поступила в редакцию 02.12.2013 г.

В статье рассмотрены особенности геологического строения и пространственного положения киммерийского Керченско-Таманского железорудного бассейна. На основе исследования палеогеографии и современных геохимических данных доказывается, что главным поставщиком железа в киммерийское море-озеро являлось выветривание древних железистых пород Украинского щита. Поступление металла в водоем осуществлялось в результате многостадийной миграции и концентрации железа, в которых принимали участие элювий кор выветривания, краснозема, а также реки, болота и лиманы береговой области озера. Рассмотрен механизм железорудного процесса. Доказывается перспективность поисков киммерийских месторождений на широких площадях Западно-Кубанской впадины и Крыма, а также в пределах акваторий Азовского и Черного морей.

DOI: 10.7868/S0024497X14050048

В предыдущих работах, посвященных осадочным железорудным месторождениям на континентальном блоке планеты, нами были выделены и описаны восемь фациальных типов этих образований, расположенных на гипотетическом фа-циальном профиле, охватывающем пространство от кор выветривания на поднятиях континентов и вплоть до морских конечных водоемов стока во впадинах [Холодов и др., 2012, 2013]. Среди них наибольшее промышленное значение несомненно имеют морские и речные оолитовые месторождения гидрогетит-шамозит-хлорит-сидери-товых руд, широко распространенные в отложениях силура и ордовика, карбона, юры и мела, а также палеогена и неогена.

По данным А. Зицмана [Zitzman, 1977], запасы месторождений этого типа составляют 14% общих мировых запасов железа (300 млрд т металла) тогда как среди подтвержденных запасов мира (172 млрд т), они оцениваются в 11.4% [Старостин, 2012].

Очевидно, что условия образования и закономерности размещения железорудных месторождений этого типа представляют значительный интерес как с теоретических, так и с практических позиций. К числу наиболее полно исследованных таких месторождений принадлежит киммерийский Керченско-Таманский железорудный бассейн.

Бассейн расположен в районе восточного погружения Крымского мегантиклинория, в зоне развития палеоген-неогеновых отложений Кер-

ченско-Таманской провинции. Геология этого района многократно описывалась в работах Н.И. Андрусова, В.И. Лучицкого, Ю.И. Иноземцева, С.В. Константова, А.Д. Архангельского, Н.М. Страхова, М.В. Муратова, а позднее Е.Ф. Шнюкова, П.И. Науменко, Г.И. и О.В. Гна-тенко, В.А. Нестеровского и многих других украинских геологов.

Морские оолитовые железные руды здесь локализованы в киммерийских (среднеплиоцено-вых) отложениях [Холодов, 1968, 2006].

Восточная периклиналь Крымского меганти-клинория сложена толщей кайнозойских отложений, смятых в сложную систему складок; при этом в пределах Керченского и Таманского полуостровов насчитываются более 35 антиклинальных структур, в ядре которых обнажаются сложно построенные толщи палеогена и неогена доким-мерийского возраста.

Большинство складчатых структур развивались длительно и характеризовались всеми особенностями конседиментационной складчатости, т.е. резко выражались в рельефе морского дна, благодаря чему синклинальные впадины, разделявшие поднятия еще в период седиментации железа, становились областями его концентрации, своеобразными «ловушками» руды. Процессы роста антиклиналей также наложили свой отпечаток на распространение рудных пластов; они привели к пострудной их эрозии на сводах поднятий и усилили рудообразующее влияние синклинальных прогибов.

Благодаря множественности отдельных рудных площадей общая схема распространения оруденения крайне прихотлива. Выделяются две субширотные полосы длиной около 500 км, расположенные на северном побережье Керченского полуострова и на южном побережье Тамани. Их соединяет субмеридиональная полоса длиной в 30—40 км, вытянутая вдоль восточного берега Керченского полуострова. В центральной ее части располагаются главные промышленные объекты региона — Камыш-Бурунское и Эльтиген-Ортельское железорудные месторождения (рис. 1), ныне полностью выработанные.

В пределах Керченского железорудного бассейна довольно четко выделяются три типа морских оолитовых рудных залежей:

1) пластово-линзовые рудные тела, связанные с конседиментационными и постседиментацион-ными мульдами — синклиналями;

2) пластово-линзовые наклонные рудные линзы, залегающие на крыльях эродированных антиклинальных структур;

3) рудные залежи, сопряженные с грязевулка-ническими брекчиями и локализованные в так называемых "вдавленных синклиналях" [Шню-ков, Науменко, 1961, 1964; Шнюков, 1965, 1983, 2004].

Рудные залежи первых двух типов довольно полно описаны в многочисленных работах геохимиков и геологов (производственники — Н.А. Дыновский, Ф.З. Левина, М.С. Марахов-ский, а также [Шнюков, Науменко, 1961; Литви-ненко, 1958; Юрк и др., 1970; Шнюков, 2004 и др.]. Типичные рудные залежи в мульдах развиты на обширных площадях, имеют мощность от 1—3 до 10—15 м, сложены рудами восстановительной ("табачные руды") и окислительной фаций ("икряные руды"), нередко ассоциирует с глинами и ракушняками (фаленами). Кроме железа и марганца, в рудах установлено повышенное содержание P, V, As, а иногда Ti.

Железорудные залежи третьего типа, связанные с "вдавленными" синклиналями, существенно отличаются от обычных по условиям залегания и элементам-примесям.

Прежде всего следует отметить, что "вдавленные" синклинали представляют собой осложнения крупных положительных тектонических структур, связанные с развитием грязевого вулканизма; по существу это провалы, образование которых обусловлено перераспределением осадочного материала на глубине. Такие провалы особенно типичны для грязевых вулканов и тектонических складок Керченского полуострова; реже они встречаются в Тамани и Западно-Кубанском прогибе. Характерно, что размеры этих залежей обычно колеблются от 0.1 до 4 км2, тогда как синклинали Керченского полуострова занимают площади от 6 до 52 км2 [Шнюков, 1965].

Обычно "вдавленные" синклинали включают кратеры крупных грязевых вулканов или располагаются рядом с ними. Нередко периферическая часть таких структур ограничивается разломами, а в самой депрессии пачки киммерийских оолитовых руд переслаиваются с грязебрекчиями.

Любопытно, что в этих впадинах мощность рудных тел возрастает до 50—70 м и существенно меняется строение рудных залежей; в них большую роль начинают играть терригенно-детрито-вые, терригенно-псевдооолитовые руды и грязеб-рекчии вулканов.

Следует однако подчеркнуть, что в пределах Керченского железорудного бассейна обнаружено более 37 "вдавленных" синклиналей, однако железные руды известны только в 12 из них (Ачинская, Арма-Элинская, Узунларская, Ново-селовская, Каменская, Кезенская, Оссовинская, Солдатская, Раменская и Чонгелекская синклинали). Их распространение обычно совпадает с локализацией грязевых вулканов (см. рис. 1).

В трудах К.А. Прокопова [1931], Г.А. Лычагина [1952], а также Е.Ф. Шнюкова с соавторами [1986] образование "вдавленных" структур объяснялось как стадия развития тектонической складчатости, осложненной грязевулканической деятельностью. Именно извержения грязевого вулкана создавали дефицит массы осадочных пород на глубине, а отложение выделившихся из кратера масс грязебрекчий увеличивало статическое давление пород на поверхности.

Сходная точка зрения на формирование " вдавленных" синклиналей была высказана В.Н. Холодовым [2002] на основе типизации морфологических особенностей грязевых вулканов.

Как было показано в работах Е.Ф. Шнюкова, В.В. Гусева, Л.А. Карпенко В.И. Морозова и подробно рассмотрено в нашей работе [Холодов и др., 2013], руды "вдавленных" синклиналей по содержанию Fe, Мп, Р не отличаются от обычных гетит-хлорит-сидеритовых, оолитовых руд региона, но содержат повышенные количества Щ, В, Аз, Мо и Li.

В целом Крымско- Кавказская железорудная провинция захватывает северо-восточную часть Крымского полуострова, а также западную часть Западно-Кубанской впадины, включая Таманский полуостров. Эта часть региона на севере граничит с Украинским кристаллическим щитом, который многие исследователи (Н.М. Страхов, М.В. Муратов, Е.Ф. Шнюков и др.) рассматривали как основной источник железа в киммерийское время при формировании морских оолитовых руд. Строение и металлогения Украинского кристаллического щита представляет собой ключ к пониманию механизма накопления железа в киммерийских отложениях Причерноморья.

Рис. 1. Схема строения Керченско-Таманского железорудного бассейна [Шнюков, 1965].

1 — глины; 2 — глины с прослоями песчаников, алевролитов и песков; 3 — чередование глин и мергелей; 4 — чередование глин, мергелей, известняков; 5 — мергели; 6 — флиш; 7 — известняки; 8 — рифовые (мшанковые) известняки; 9 — площадь распространения рудных отложений; 10 — площадь, занятая в киммерийское время морем; 11 — контур предполагаемой суши в киммерийское время; 12 — контур киммерийских отложений; 13 — сопочная брекчия; 14 — грязевые вулканы. I — Камыш-Бурунское месторождение; II — Эльтинген-Ортельское месторождение; III — Кыз-Аульское рудопроявление; IV — Катырлезское рудопроявление; V — Баксинское рудопроявление; "VT — Кезенское рудопроявление; "VTI — Северное рудопроявление; VIII — Акмонайское рудопроявление.

U) 00 Lfi

Frni

2 к^3

:===!7 v/8

|11

= 4 W5 " 14 ^ 15

16 /\ 17 I 18 Ь . 119 ^"20 21

Рис. 2. Схема строения Украинского щита [Хаин, 1977].

1—5 — блоки, консолидированные в конце архея: 1 — Волынский (I), 2 — Бугско-Подольский (II), 3 — Кировоградский (III),

4 — Приднепровский (IV), 5 — Приазовский (V); 6, 7 — окраины архейских глыб, вовлеченные в геосинклинальное погружение в раннем протерозое: 6 — Западно-Ингулецкая, 7 — Западно-Приазовская; 8—11 — раннепротерозойские протогеосинлинали: 8 — Одесско

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