Размещено на http://allbest.ru

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский горный университет»

Кафедра геологии и разведки месторождений полезных ископаемых

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема работы: «Минеральный состав, закономерности размещения и условия образования богатых руд Михайловского месторождения».

По дисциплине: Промышленные типы месторождений полезных ископаемых

Выполнил: студент Муравьёва А. В.

Проверил: доцент Виноградов С. А.

Санкт-Петербург

2016



Оглавление

Введение

1. Географический положение

2. Геологическая характеристика

2.1 Кора выветривания железистых кварцитов

2.2 Строение осадочного чехла

2.3 Структурно-тектоническое строение района

2.4 Вещественный состав полезного ископаемого

3. Графическая модель

Заключение

Список использованной литературы



Введение

В данном курсовом проекте исследуются богатые железные руды Михайловского месторождения, а именно их генезис, состав и технология обогащения.

Материалами для курсового проекта послужили данные, собранные при прохождении производственной практики: отчеты о результатах ранее проведенных геологоразведочных, оценочных, картографических, лабораторных работах на месторождении.

1. Географический положение

Курская Магнитная Аномалия (КМА) - крупнейший железорудный бассейн в России, расположен на территории Курской, Белгородской и Орловской областей. Включает Белгородский, Ново-, Старо-оскольский и Курско-Орловский железорудные районы.

Рис. 1 Михайловское железорудное месторождение

Протяжённость территории КМА с Юго-востока на Северо-запад приблизительно 600 км, при ширине 150-250 км. Общая площадь бассейна 120 тысяч квадратных километров.

Прогнозные ресурсы неокисленных кварцитов (до глубины 700 м) 856 млрд. тонн, богатых железных руд (до глубины 1200 м) 82 млрд. тонн.

Главные месторождения: Коробковское, Лебединское, Михайловское, Чернянское, Погромецкое, Стойленское, Яковлевское, Гостищенское и др.

КМА является одним из крупнейших в Российской Федерации.

Запасы его служат сырьевой базой Михайловского горно-обогатительного комбината - одного из крупнейших предприятий по производству железорудной продукции.

В административном отношении месторождение расположено в Железногорском районе Курской области, вблизи г. Железногорска.

Район месторождения приурочен к юго-западному склону Среднерусской возвышенности и представляет собой слабовсхолмленную равнину, расчлененную сетью речных долин, балок и оврагов.

Абсолютные отметки поверхности варьируют от +150 м в долинах рек до + 220-235 м на водоразделах.

Разработка месторождения, ведущаяся с 1957 года, привела к созданию специфических техногенных форм рельефа - отвалов, возвышающихся на 40-50 м над дневной поверхностью, широких полей гидроотвалов, искусственных водоемов.

Основной водной артерией является река Свапа, протекающая в 2-х км к югу от месторождения в широтном направлении. С востока месторождение окаймляет приток Свапы река Чернь, с запада р. Речица, приток Черни. Долина реки Свапы и ее притоков хорошо развиты с широкими террасами, местами заболочены.

Главным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения в районе являются подземные воды альб-сеноманского и батского водоносных горизонтов, техническое снабжение осуществляется за счет поверхностных вод и, частично, дренажных вод осушительного комплекса карьера.

Климат района умеренно-континентальный. Среднегодовая температура воздуха равна +6⁰С. Средняя температура января минус 9⁰С, июля плюс 20⁰С.

Продолжительность теплого сезона 220-240 дней, холодного 120-140 дней. Глубина промерзания почвы зимой достигает 1.0-1.5 м. Среднее количество осадков 450-575 мм, большинство их выпадает в виде дождя.

В шести километрах к западу от месторождения находится центр района, г. Железногорск, с населением около 100 тысяч человек. Он связан автомобильными дорогами с крупными центрами Российской Федерации (Курск, Орел, Брянск, Москва, Липецк).

Через район работ проходит железная дорога Льгов-Орел, связывающая Михайловский ГОК с основными потребителями железной руды [1].



2. Геологическая характеристика

В геологическом строении Михайловского железорудного месторождения четко выделяются два резко различных этажа: нижний, сложенный в различной степени метаморфизованными и дислоцированными отложениями докембрия, и верхний, образующий пологозалегающий чехол, сложенный осадочными отложениями палеозоя и мезокайнозоя.

В строении фундамента Михайловского месторождения принимают участие метаморфизированные терригенно-осадочные образования стойленской и коробковской свит курской серии и эффузивно-осадочные породы курбакинской свиты оскольской серии нижнего протерозоя.

Стойленская свита подразделяется на нижниюю, представленную метапесчаниками и верхнюю, представленной сланцами.

Переход от сланцев к железорудной толще постепенный. В переходной зоне мощностью 20-30 м содержатся прослои безрудных кварцитов. Породы карбонатизированы и пиритизированы.

На подстилающих сланцах стойленской свиты согласно залегают образования коробковской свиты, которые подразделяются на подсвиты: нижнюю железорудную, межрудную сланцевую, верхнюю железорудную и верхнюю сланцевую.

Нижняя железорудная подсвита (PR¹₁кг₁) слагают Веретенинскую залежь, которая настоящее время является объектом отработки железистых кварцитов. Мощности подсвиты 800-830 м.

В ее разделе выделяются различные минералого-петрографические разновидности железистых кварцитов: безрудные, карбонатно-магнетитовые, магнетитовые, гематито-магнетитовые и гематитовые. Выделенные разновидности имеют неодинаковое развитие. Одни образуют мощные пласты, другие в отдельных пересечениях вообще отсутствуют.

Симметричность строения подсвиты позволила выделить в ней четыре пачки.

Первая (нижняя) пачка PR¹₁кг¹₁ сложена карбонатно-магнетитовыми (средней мощностью 160 м), гематито-магнетитовыми содержащие карбонат (средней мощностью 25 м) и малорудными кварцитами (средняя мощность 35 м).

Карбонатно-магнетитовые кварциты приурочены преимущественно к западному и северному флангам месторождения. В этой разновидности выделяются собственно карбонатно-магнетитовые и магнетитовые с карбонатом разности.

Карбонатно-магнетитовые руды слагают нижнюю часть горизонта.

Это серые с желтоватым оттенком широко-, средне- и тонкополосчатые породы, состоящие на 25-30% из магнетита, 40-50% кварца, 20-35% карбоната. Полосчатость обусловлена чередованием разных по минералогическому составу полос.

Гематито-магнетитовые кварциты, содержащие карбонат, слагают переходный горизонт между магнетитовыми кварцитами с карбонатом и вышележащими магнетит-гематитовыми. Для этого горизонта характерна тонкополосчатая текстура и гранобластовая тонкозернистая микроструктура. Состав кварца (50-55%), магнетита (25-30%), гематита (5-10%), карбоната (10-15%).

Вторая пачка (PR¹₁кг²₁) отмечается повсеместно в пределах Веретенинской залежи, образуя пласт мощностью 170-300 м. Сложена она магнетито-гематитовыми кварцитами. Макроскопически это средне-, тонкополосчатые породы зеленовато-серого цвета. Главные минералы - кварц, магнетит, гематит концентрируются в самостоятельных или смешанных слойках.

Третья пачка (PR¹₁кг³₁) сложена гематито-магнетитовыми кварцитами (51.0%) с прослоями магнетито-гематитовых (32.9%) и магнетитовых кварцитов (9.7%). Мощность пачки 150-400 м. Для нее характерно широкое развитие зеленой слюдки и в меньшей степени эгирина.

Наибольшим распространением в пачке пользуются гематито-магнетитовые кварциты. Они имеют зеленоватую окраску. Основными минералами являются: кварц (45-60%); магнетит (20-30%); гематит (15-25%) и зеленая слюдка (10-25%). Магнетито-гематитовые кварциты имеют темную до черной окраску тонко- и среднеполосчатую текстуру. В составе их присутствуют кварц, магнетит, в незначительном количестве гематит, биотит, щелочной амфибол, карбонат.

Четвертая (верхняя) пачка (PR¹₁кг⁴₁) представлена магнетитовыми и гематито-магнетитовыми кварцитами с преобладанием первых. Общая мощность пачки 210-280 м. Располагается она только на юге месторождения между профилями 46 и 22.

Вдоль восточного фланга Веретенинской залежи по контакту ее с отложениями курбакинской свиты, залегает пласт гематитовых краснополосчатых кварцитов, мощностью от десятков метров до 350 м.

Гематитовые кварциты представляют собой породу серого, темно-серого цвета с вишнево-красным оттенком. Окраска обусловлена присутствием тонкодисперсного гематита в кварцевых прослойках. Главными минералами являются кварц (45-60%) и гематит (35-45%). В небольших количествах содержится магнетит, пирит, карбонаты, хлорит.

Нижняя железорудная подсвита перекрывается породами нижней сланцевой подсвиты (PR¹₁кг₂). При переходе к ней в верхней части железорудной подсвиты залегают маломощный (2-3 м) пласт малорудных и безрудных кварцитов.

Нижняя сланцевая подсвита представлена углисто-серицитовыми, углисто кварц-серицитовыми и углисто хлорит-серицит-кварцевыми сланцами.

Состав сланцев: серицит (30-70%), углистое вещество (5-10%), кварц (до 50%). Иногда присутствует карбонат (10-15%), хлорит (40-45%). Вблизи контактов с железистыми кварцитами отмечается сильная карбонатизация. Мощность подсвиты 90-140 м.

Верхняя железорудная подсвита (PR¹₁кг₃) слагает Остаповскую залежь, расположенную южнее Веретенинской. Представлена она магнетитовыми кварцитами, залегающих на сланцах нижней подсвиты. Мощность ее 250-300 м. Перекрывает верхнюю железорудную подсвиту верхняя сланцевая подсвита (PR¹₁кг₄) сложенная углистыми сланцами, мощностью - 40 м.

Железорудная толща коробковской свиты перекрывается со стратегическим несогласием породами курбакинской свиты (PR²₁кb) оскольской серии, которые распространены в ядерной части Михайловской синклинали. Курбакинская свита подразделяется на нижнюю - терригенную и верхнюю - туфогенно-осадочную подсвиты.

В пределах Веретенинской залежи железорудная толща перекрывается отложениями нижней терригенной подсвиты. Нижняя подсвита (PR²₁кb) курбакинской свиты сложена конгломерато-брекчиями железистых кварцитов, сланцами, полимиктовыми песчаниками. Мощность подсвиты от 60 м до 270 м.

2.1 Кора выветривания железистых кварцитов

На месторождении широко развита кора выветривания железистых кварцитов, представленная двумя морфологическими типами - площадной и линейной, как правило, сочетающихся вместе. Площадная кора выветривания в границах залежи имеет повсеместное распространение. Ее мощность в различных частях неодинакова и колеблется от 5 м до 150-300 м. В зонах тектонических нарушений и вдоль контактов кварцитов со сланцами площадная кора переходит в линейную, погружаясь в глубину на сотни метров.

В профиле кора выветривания имеет зональное строение. Выделяются следующие зоны (снизу вверх):

1) зона слабого окисления, характеризующейся частичной мартитизацией магнетита, разложением карбонатов и силикатов. Содержание магнетитового железа здесь не опускается ниже 8%, общее железо остается таким же, как и в неокисленных кварцитах. Породы сохраняют первичные структурные и текстурные особенности;

2) зона сильного окисления. Характеризуется почти полной мартитизацией магнетита, частичны растворением кварца и силикатов. Содержание магнетитового железа не превышает обычно 3-4%. Породы характеризуются кавернозностью, трещиноватостью;

3) зона богатых руд. Характеризуется полной мартитизацией магнетита, интенсивным растворением кварца и выносом кремнезема. Магнетитовое железо отсутствует полностью, содержание железа общего резко возрастает.

Нижняя граница зоны окисления обычно достаточно резкая, но имеет сложную конфигурацию. Абсолютные отметки подошвы окисленных кварцитов колеблются от +140 до минус 300 и ниже метров, кровли от +180 м до 0 м.

Зона слабого окисления железистых кварцитов имеет незначительную мощность (не более 10 м) в связи с этим на графических материалах не выделяется.

Зона богатых руд расположена в самой верхней части зоны окисления. Средня мощность ее составляет 8-13 м. Верхней границей богатых рудных тел является поверхность фундамента, она имеет сравнительно простую форму и субгоризонтальное залегание. Нижняя граница богатых руд сложная, в связи с чем, наблюдаются резкие колебания их мощности.

Формирование коры выветривания на породах, слагающих Михайловское месторождение, зависимо от орогенических движений и палеогеографических условий, существовавших в период, охватывающий большой промежуток времени от раннего протерозоя до позднего девона.

Предположительно было два этапа образования коры выветривания железорудной толщи.

В первый этап после образования пород курской серии на поверхности железистых кварцитов образовалась кора выветривания частично размытая.

Второй этап наступил после того как в протерозое закончились складчатые процессы и началось пенепленизация района. Кора выветривания этого этапа большей частью сохранилась до настоящего времени. Среди нее особенно большое практическое значение имеют богатые железные руды.

2.2 Строение осадочного чехла

В пределах Михайловского месторождения общая мощность осадочного чехла, перекрывающего докембрийские образования, непостоянна и изменяется от 34 м в центральной части месторождения до 180-1190 м на его флангах.

В стратиграфическом отношении осадочный чехол представлен (сверху вниз):

1. Четвертичные отложения.

2. Нижний-верхний мел (альбский и сеноманский ярусы).

3. Нижний мел (неокомский, аптские ярусы).

4. Верхняя юра (келловейский ярус).

5. Средняя юра (батский ярус).

6. Верхний девон.

Четвертичные отложения пользуются повсеместным распространением представлены они лессовидными суглинками. Мощность их составляет 15-25 м. Альбский и сеноманский ярусы. Представлены мелко-среднезернистыми глауконит-кварцевыми песками, в верхней части встречаются желваки фосфоритов. Мощность песков 12-20 м.

Породы неокома и апта представлены глинами, песками, алевритами, глинистыми песками. В этих отложениях спорадически встречаются прослои сидеритовых песчаников. Мощность отложений 14-28 м.

Келловейский ярус представлен в различной степени известковыми глинами с известковыми стяжениями и фауной в основании. Мощность отложений 28-30 м.

Батский ярус средней юры представлен кварцевыми песками и плослоями углистых глин. В основании встречаются горизонты переотложенных гематито-мартитовых руд. Мощность средней юры составляет обычно 42-50 м.

Верхнедевонские отложения развиты, главным образом в отрицательных формах докембрийского фундамента. Представлены пестроцветными алевритистыми глинами, глинистыми и песчаными алевритами, прослоями известняков и отдельными слоями переотложенных железных руд. Мощность отложений достигает 100 м.

Суммарная мощность осадочного чехла варьирует от 50 м до 300м.

2.3 Структурно-тектоническое строение района

В пределах месторождения в последние годы установлено несколько складчатых этапов, в основном, сформировавших его структуру.

В структурном отношении Веретенинская залежь Михайловского месторождения представляет собой осложненное складчатыми и разрывными нарушениями западное крыло крупной Михайловской синклинали второго порядка. В пределах залежи выделяется три сопряженные складки субмеридионального простирания: антиклиналь и две синклинали, относимые к синкурбакинскому складчатому этапу.

Западная синклинальная складка, в пределах которой велись описываемые геологоразведочные работы, является наиболее протяженной - до 6км с размахом крыльев до 1,5-2,0км. Падение её осевой плоскости и крыльев восточное.

Падение западного крыла более пологое 50-70⁰, восточного более крутое 60-90⁰, местами запрокинутое, особенно в районе разведочных линий 50+50 - 55-к.

В восточном направлении синклиналь переходит в антиклинальную (центральную) складку. Протяженность её до 7км при размахе крыльев до 1км. Общее падение крыльев складки восточное под углами 70-80⁰.

На восточном фланге залежи антиклиналь переходит в субмеридиональную (восточную) синклинальную складку, положение осевой плоскости которой севернее разведочной линии 42 не установлено до настоящего времени. На южном фланге месторождения размах крыльев складки составляет около 0,5км, падение пород восточное под углом 80-85⁰.

В целом вся сложноскладчатая структура вздымается в северном направлении и выходит на эрозионный срез докембрия в районе разведочной линии 85. Погружение шарниров складок в южном направлении происходит под различными углами: на севере -20-30⁰, в центральной части - 30-45⁰, на южном фланге - 45-55⁰.

Охарактеризованные выше складчатые структуры относятся к одному (третьему) порядку. Складки асимметричные, закрытые, цилиндрические, замки килеватые. Почти все они опрокинуты к западу. Выделенные складки сравнительно хорошо картируются по границам железорудной толщи с вмещающими и перекрывающими кристаллическими породами, а так же по пачкам железистых кварцитов нижней железорудной подсвиты.

При общем южном и юго-восточном погружении складок шарниры их испытывают ундуляцию, обусловленную наличием систем складок более высокого порядка северо-восточного и северо-западного простирания (посткурбакинский складчатый этап). Последние осложняют крылья и замковые части субмеридиональных складок, образуя увеличение мощностей железорудных пачек в плане и разрезе.

На западном фланге Веретенинской залежи в пределах западной синклинальной складки необходимо отметить также осложнение её западного крыла, четко картируемое в пределах разведочных линий 55-46. Осложнение представлено двумя сопряженными складками (антиклинали и синклинали) северо-западного простирания. Складки открытого сундучного типа со слабой асимметрией простирания шарниров 310-330⁰. Протяженность складок более 500м, падение шарниров от 35-40⁰ (р.л. 55-53) до 15-20⁰ (р.л. 48-46).

Строение Михайловского месторождения наряду с пликативными деформациями осложнено разрывными нарушениями. Последние устанавливаются по приуроченности к ним линейных зон богатых руд и окислению железистых кварцитов, дроблению и окварцеванию, эгиринизации. Разломы и зоны трещиноватости имеют различную ориентировку - от субмеридиональной до северо-западной, северо-восточной и субширотной.

Одной из крупных по размерам, характеру дислокаций является центральная зона разлома, приуроченная к шарниру антиклинальной складки.

В северной части месторождения она имеет субмеридиональное простирание, южнее разведочной линии 46 это нарушение сопрягается с двумя крупными нарушениями северо-восточного простирания, представленными мощной зоной окисления в сплошных железистых кварцитах с линзами богатой железной руды, прослеживающимися по простиранию на расстоянии 1,1-1,5км, по падению - ниже отметки -300м [1].

2.4 Вещественный состав полезного ископаемого

В соответствии с условиями переработки и использования на Михайловском месторождении выделяются три типа железных руд:

1. богатые руды;

2. окисленные железистые кварциты;

3. неокисленные железистые кварциты.

Богатые руды. Внутреннее строение богатых руд отличается большой сложностью, обусловленной частыми пережимами и выклиниванием мощности; наличием участков сильно пористых, слабосцементированных (рыхлых) мартитовых руд и сцементированных плотных карбонатных руд. В размещении плотных и рыхлых руд отсутствует какая-либо четкая закономерность

По вещественному составу выделяются две основных природные разновидности богатых руд, представляющие промышленную ценность: гематито-мартитовые и карбонатно-мартитовые.

В целом это остаточные руды коры выветривания, залегающие плащеобразно на головах железистых кварцитов.

Гематито-мартитовые руды являются наиболее богатыми по содержанию основного компонента. Содержание железа в них колеблется от 45% до 69%, наиболее распростанено содержание в интервале 55-66%; содержание кремнеземат колеблется от 0.40% до 41.65%, преобладающим является значения 1-8%; сера содержится в пределах 0-1%, преобладает 0-0.25%.

Плотные карбонатно-мартитовые руды являются более бедными рудами. Содержание железа в них меняется от 35% до 68%, но преимущественное место имеют значения 41-55%; кремнезема от 0.36% до 24.16%, чаще 1-8%, серы от 0.1% до 5%, в среднем 0.1-1.5%.

В богатых рудах Михайловского месторождения основным компонентом является железо. Оно связано, главным образом, с мартитом, гематитом и гидроокислами железа и в меньшей степени с сидеритом.

Кремнезем по распространенности является вторым после железа компонентом и относится к числу шлакообразующих. Практически весь кремнезем связан с кварцем, широко распространенным минералом в рудах.

Кроме остаточных руд на месторождении встречаются переотложенные руды. В большинстве своем такие руды сложены в разной степени окатанными обломками мартитовых руд, сцементированных глинистым материалом (слабосцементированные руды) и карбонатами (плотные руды).

Средний химический состав богатых руд приведен в таблице 1

Таблица 1

Наименование	Генетические типы
	Остаточные руды	Осадочные руды
	Рыхлые	Плотные	Рыхлые	Плотные
Fe	57.91	45.93	51.32	45.09
S	0.32	0.90	0.24	0.69
P2O5	0.03	0.06	0.05	0.08
SiO2	7.56	8.95	9.12	10.90
TiO2	0.28	0.07	1.13	0.27
Al2O3	2.51	2.41	6.24	5.80
Fe2O3	78.45	52.61	67.70	48.00
FeO	3.84	11.70	5.05	14.77
MnO	0.04	0.09	0.06	0.10
CaO	0.81	7.70	1.64	4.97
MgO	0.24	0.85	0.28	0.66
Na2O	следы	Следы	следы	следы
K2O	0.16	0.08	0.09	0.26
P2O5	0.07	0.13	0.12	0.18
SO3	0.70	1.97	0.52	1.51
H2O	0.23	0.24	0.53	0.56
П.П.П.	4.00	13.70	6.12	12.51
Сумма	97.96	98.29	97.55	98.42



3. Графическая модель

На примере одного блока покажем геологическое строение залежей. Пробурено 25 скважин, сеткой 2х2. Скважинами вскрыт продуктивный железорудный пласт.

Рис.2.Топоповерхность и траектории скважин в Micrimine.

Рис 3. Компьютерная модель рудных тел

геологический михайловский месторождение железистый

На основе построенной модели можно сделать вывод, что рудное тело имеют пластообразную форму.

Тип руд	Запасы в миллионах тонн
	Среднее содержание железа и кремнезёма в %
	В+С1+С2	В+С1	В
Богатые железные руды	64 Fe = 51,64 SiO2 = 12,17	41 Fe = 51,40 SiO2 = 12,03	7 Fe = 51,35 SiO2 = 12,11



Заключение

В данной работе были рассмотрены типы железных руд, подробное описание богатых руд и особенности их генезиса. На территории Михайловского месторождения распространены две группы железных руд, имеющие промышленное значение: железистые кварциты и конечные продукты их выветривания - богатые железные руды гипергенного происхождения.

Месторождения железистых кварцитов содержат подавляющую часть (76 %) мировых ресурсов железных руд. В богатых рудах Михайловского месторождения основным компонентом является железо. Оно связано, главным образом, с мартитом, гематитом и гидроокислами железа и в меньшей степени с сидеритом.

Зона богатых руд. Характеризуется полной мартитизацией магнетита, интенсивным растворением кварца и выносом кремнезема. Магнетитовое железо отсутствует полностью, содержание железа общего резко возрастает.



Список использованной литературы

1. http://mindraw.web.ru/

2. Калинин И.П. Геологический отчет о результатах поисков и разведки железных руд, произведённых в 1951-56 гг. в районе Михайловского месторождения КМА, 1956, 215 с.

3. Методические указания к курсовой работе /Санкт-Петербургский государственный горный институт (технический университет). Сост. С. В. Сендек, СПб, 2010, 15 с.

4. Рудные месторождения СССР т. 1 М. Недра, 1974



Аннотация

Данный курсовой проект посвящен закреплению знаний по учебной дисциплине промышленные типы месторождений. Главной задачей является приобретение навыков работы с первоисточниками о месторождении. В данной работе описывается конкретное месторождение, а именно железорудное Михайловское, в пределах Курской магнитной аномалии. В проекте отражены: геологическая характеристика Михайловского месторождения, компьютерная модель месторождения, а также характеристика минерального типа руд с описанием аншлифа.

Исходные данные - материалы, собранные в процессе прохождения производственной практики в 2015 г.

Объем курсового проекта - страниц, таблиц, приложения, рисунок.



Abstract

This course project is dedicated to the consolidation of knowledge on a subject matter, industrial types of deposits. The main objective is to acquire the skills to work with primary sources of the field. This paper describes a specific field, namely iron Mikhailovskoe within the Kursk magnetic anomaly. The project reflects: geological description of the Mikhailovsky deposit computer model of the deposit, as well as the characteristics of the type of mineral ores with description polished sections.

Initial data - materials collected in the course of practical training in 2015

The volume of the course project - pages, spreadsheets, applications, drawing.

Размещено на Allbest.ru

...