ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 6, с. 598-612
УДК 553.068.5
ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ТИТАН-ЦИРКОНИЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАУРАЛЬСКОГО РОССЫПНОГО РАЙОНА: РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГО-ЭВОЛЮЦИОННАЯ МОДЕЛЬ
© 2009 г. Н. Г. Патык-Кара , А. В. Лаломов, А. А. Бочнева, О. П. Федоров*, Р. М. Чефранов
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН)
119017 Москва, Старомонетный пер, 35; Е-mail: lalomov@mail.ru *НПЦ "Мониторинг" 628012 Ханты-Мансийск, Студенческая, 2 Поступила в редакцию 04.03.2009 г.
Комплекс перспективных на выявление титан-циркониевых россыпей олигоцен-миоценовых отложений Зауральского россыпного района западной части Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) представлен минералогически зрелыми осадками прибрежно-морского генезиса; источником россыпей являлись как непосредственно коры выветривания Урала, так и россыпные концентрации более ранних осадочных образований. Общая картина осадконакопления этого периода определялась тектонической активизацией Уральской горной системы и последовательным регрессивным смещением береговых линий с запада на восток, при этом положение перспективных участков контролировалось периферическими участками локальных сводов третьего порядка. Исследование минерального состава отложений подтверждает предположение о наличии в районе работ двух разнородных в минералогическом отношении кайнозойских терригенных формаций - зрелой олигомиктовой, состоящей преимущественно из кварцевых алевро-песчаных отложений с минералами рудной титан-циркониевой ассоциации (олигоцен-миоценовый комплекс), и полимиктовой (неоплейстоценовой), с преобладающими неустойчивыми минералами и обломками пород. По совокупности литолого-фациальных критериев наиболее перспективными на выявление прибрежно-морских титан-циркониевых россыпей являются олигоцен-миоценовые отложения.
Комплексные прибрежно-морские россыпи (КПМР) тяжелых минералов являются главным во всем мире источником получения циркона (более 95%), практически единственным источником получения рутила и важнейшим (более 70%) -ильменита. В настоящее время Россия испытывает острый дефицит в титановом и циркониевом сырье [Быховский и др., 2001]; ильменитовые, ру-тиловые и цирконовые концентраты Россия практически полностью импортирует, главным образом, из Украины (Малышевское месторождение титано-циркониевых песков) и частично из других стран. Поэтому задача поисков новых титан-циркониевых месторождений и выявление новых россыпных районов является весьма актуальной государственной задачей.
Среди современных побережий благоприятными для образования комплексных россыпей тяжелых минералов в динамическом плане являются тектонически стабильные берега открытых водоемов с регулярным волнением типа зыби. Такие обстановки, развитые, в частности, в Австралии и Индии, обуславливают наличие там крупных и богатых современных КПМР. В пределах современных побережий России такие условия
встречаются крайне редко, поэтому более перспективными следует считать области развития древних, преимущественно мезозой-кайнозойских морских побережий платформ.
Выделяются две провинции древних КПМР. Первая, приуроченная к Восточно-Европейской платформе, характеризуется наличием разновозрастных россыпных формаций от юры до неогена включительно. Вторая россыпная провинция находится в пределах Западно-Сибирской плиты и представлена палеогеновой продуктивной формацией, приуроченной, главным образом, к ее окраинам [Россыпные..., 1997]. Здесь известны Туганское и Георгиевское месторождения в Томской области, Тарское - в Омской, Ордынское - в Новосибирской. В Зауральском россыпном районе ведутся поисково-ревизионные работы, предварительные результаты которых позволяют предполагать наличие средних по масштабу промышленных титан-циркониевых россыпей прибрежно-морского генезиса.
Настоящее исследование проводилось сектором россыпей ИГЕМ РАН совместно с НПЦ "Мониторинг" (Ханты-Мансийск).
Рис. 1. Западно-Сибирская титан-циркониевая россыпная мегапровинция.
1 - складчатое обрамление Западно-Сибирской плиты; 2, 3 - зоны, перспективные на выявление россыпей: 2 - мезозойского комплекса, 3 - олигоцен-миоценового комплекса; 4 - разведанные титан-циркониевые россыпи; 5 - площади работ: 1 - Северо-Сосьвинская, 2 - Мансийская. ЗРР - Зауральский россыпной район.
формирование титан-циркониевых россыпей кайнозоя и их позиция в региональной структуре исследуемого района
Исследуемая территория относится к Зауральскому россыпному району Западно-Сибирской провинции КПМР тяжелых минералов, которая располагается в краевой части мезо-кайнозой-ских терригенных бассейнов, окаймляющих складчатые сооружения гор Урала, Южной Сибири и Сибирскую платформу (рис. 1).
Образование россыпей происходило в несколько этапов - от формаций мезозойского возраста к последующим олигоцен-миоценовым формациям, с общим нарастанием уровня продуктивности в более молодых формациях.
Все россыпи и россыпепроявления приурочены к зрелым в минеральном отношении кварцевым и кварц-полевошпатовым песчаным толщам -продуктам перемыва кор глубокого химического выветривания [Цеховский, Ахметьев, 2002].
Большинство из них представлены хорошо сортированными средне-мелкозернистыми песками высокоэнергетических литоральных прибрежных обстановок, а также мелко-тонкозернистыми песками, отложенными в мелководных обста-новках умеренного волнового воздействия подводного мелководья. Реже встречаются россыпи, сопряженные с дельтовыми осадками, еще реже -с собственно континентальными, озерно-аллюви-альными фациями.
Выявленные в пределах провинции промышленные титан-циркониевые россыпи (Туганская, Тарская, Георгиевская и другие) относятся, преимущественно, к южному сектору провинции [Даргевич, 2000]. В пределах западного приуральского сектора известен только ряд непромышленных и недоизученных проявлений; тем не менее, в силу ряда геологических факторов перспективы этого района можно оценить достаточно высоко.
В Зауральском россыпном районе (ЗРР) предполагается наличие двух типов продуктивных ти-
таноносных осадочных формаций: первичных -образовавшихся непосредственно за счет кор выветривания кристаллических пород, и вторичных -возникших при перемыве ранее сформированных продуктивных титаноносных формаций. В непосредственной близости от Уральской складчатой системы могут присутствовать первичные россыпи, образованные за счет перемыва мезозойских кор выветривания Урала как непосредственно в период корообразования, так и отложенные позднее на этапе активизации тектонических движений Уральской складчатой системы, когда мезозойские коры выветривания попали в зону оли-гоценового размыва. В восточной части района предполагается наличие россыпей Т^г минералов, связанных с промежуточными коллекторами.
Выделенные для Урала тектоно-климатиче-ские этапы развития [Сигов, 1971] находят отражение в строении примыкающего к Уралу мезо-кайнозойского осадочного чехла Западно-Сибирской платформы.
Развитие континентальных и морских свит мезозоя тесно связано с корой выветривания Урала. На территории зауральского предгорного прогиба образовывались моно- и олигимиктовые кварцевые пески и каолинитовые глины, обогащенные прослоями лигнита. Средний палеогеграфи-ческий коэффициент (отношение суммы устойчивых акцессориев к сумме неустойчивых) в среднемеловых отложениях достигает 26.2. Для территории Урала этот период является главной металлогенической эпохой, но распространение потенциальных мезозойских россыпевмещаю-щих толщ в пределах Западной Сибири ограничивается относительно узкой полосой Восточно-Уральского мезозойского предгорного прогиба (рис. 2). Эпейрогеническое прогибание Зауралья, начавшееся во второй половине мела и продолжавшееся до конца эоцена (отложение глин тав-динской свиты), привело к консервации кор выветривания Урала.
В пределах восточной части зауральского мезозойского предгорного прогиба в рамках настоящего исследования выявлены разнозернистые пески и алевриты с выходом минералов тяжелой фракции до 17% (300 кг/м3), при этом сумма рудных минералов (ильменит, лейкоксен, рутил и циркон) не превышает 25% от выхода тяжелой фракции. Предположительно эти отложения имеют меловой возраст.
В течение последующего, олигоценового этапа происходило медленное поднятие уральского региона с полным его осушением. Олигоценовые отложения тесно связаны с каолинитовой корой выветривания Урала и наследуют ее зрелый минеральный состав. По значению палеогеографического коэффициента олигоценовые свиты по-
чти неотличимы от мезозойских. По мере развития регрессии площадь Западно-Сибирского олигоценового осадочного бассейна продолжала сокращаться, береговая линия смещалась на восток. Активизировавшаяся эрозия привела к поступлению на территорию Западной Сибири новых объемов минералогически зрелого обломочного материала. По объему коррелятных отложений Зауралья снижение рельефа восточного склона Урала определено в 0.5 км [Сигов, 1971]. Вымытые из коры выветривания ценные компоненты распределялись в значительно меньшем объеме рыхлых отложений, мощность которых измеряется метрами-первыми десятками метров. Отсюда становится понятным, что концентрация этих компонентов по сравнению с концентрацией в исходных породах могла возрасти очень значительно, иногда в десятки раз, даже учитывая все потери. Сепарация отложений, поступающих в прибрежную зону олигоценового бассейна, приводила к еще большему обогащению осадков минералами Т^г рудной ассоциации.
Миоценовому этапу отвечал относительный тектонический покой. Засушливый климат сменился климатом с периодами ливневых дождей, что привело к преобладанию физического выветривания над химическим.
Начавшийся в плиоцене и продолжившийся в плейстоцене этап характеризовался небольшими прерывистыми колебательными подвижками преимущественно положительного знака и дальнейшим похолоданием климата. По мере размыва кор выветривания в зону денудационных процессов поступали свежие, не затронутые выветриванием породы. В составе тяжелой фракции неоплейстоценовых отложений содержание породообразующих минерало
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.