Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Общая характеристика
• 1.1 Географо-экономическая характеристика месторождения
• 1.2 История геологоразведочных работ
• 1.3 Орография и геоморфология
• 2. Геологическая характеристика месторождения
• 2.1 Строение Гусевогорского интрузивного массива
• 2.2 Особенности рудных тел и железных руд
• 3. Анализ вмещающих горных пород
• 3.1 Состав пород
• 3.2 Характеристика пород
• 3.3 Жильные породы
• Заключение
• Список использованной литературы

Введение

Промышленное оруденение представлено относительно равномерной вкрапленностью титаномагнетита без оливиновых рудных (диаллаговых), амфибoлизированных и плагиоклазовых реже Оливиновых пироксенитов и верлитах. В пределах месторождения разведано восемь рудных залежей, пять из которых Главная, Северная Западная и Южная разрабатываются тремя карьерами. Рудные тела имеют столбообразную форму, характеризуются относительно постоянным содержанием железа, что позволяет прогнозировать качество руды на нижележащих горизонтах, Балансовые запасы руд по месторождению составляют на 1.01.93 5844,0 млн т, в том числе по категориям В+С 3420,8 мин. т. Обеспеченность комбината балансовыми запасами из расчета добычи 45 млн. т сырой руды год составляет по сумме категорий В+С 75,3 года, а запасами в проектных контурах отработки 32,7 года.

Цель работы: изучить минералого-петрографический состав Гусевогорских железорудных месторождений

Задачи:

1) Составить общую характеристику месторождения;

2) Кратко описать геологическое строение месторождения;

3) Сделать анализ руд и вмещающих горных пород.

1. Общая характеристика

1.1 Географо-экономическая характеристика месторождения

Качканарская группа месторождений (Качканарское и Гусевогорское) титаномагнетитовых руд находится на восточном склоне Среднего Урала в Нижне-Туринском районе Свердловской области, примерно, в 250 км на север от г. Екатеринбург и в 120 км от г. Н-Тагил.

Район месторождения представляет переходную зону от высокогорной осевой части Уральского хребта к восточной увалистой полосе. Господствующей вершиной района является гора Качканар, имеющая абсолютную отметку 881,5 м. Ее восточным предгорьем, является Большая и Малая Гусевы горы с абсолютными отметками 300 и 460 м. Минимальную отметку -220 м. имеет долина реки Ис.

Рудной базой Качканарского ГОКа является Гусевогорское месторождение, содержание железа в котором составляет в среднем 16 %. Свыше 85 % запасов Гусевогорского месторождения сосредоточено в Северной, Главной, Западной и Промежуточной залежах, которые наиболее благоприятны для эксплуатации.

Гусевогорское месторождение титаномагнетитовых руд связано с Качканарским габбро-пироксенитовым интрузивным комплексом и непосредственно приурочено к его восточному - Гусевогорскому пироксенитовому массиву, имеющему сложное строение и разнообразный состав слагающих пород. Месторождение меридионально вытянуто, длиной по простиранию 8,5 км при средней ширине 2,5 км, круто падает к востоку под углом 75 - 80°. Преобладающая часть массива сложена пироксенитами от мелко- и среднекристаллических до крупнокристаллических разновидностей.

В экономическом отношении месторождение находится в развитом горнопромышленном районе. К югу от него в 130 км находится крупный Нижне-Тагильский металлургический комбинат, к северу в 160 км находится Серовский металлургический комбинат, к западу в 150 км Чусовской металлургический завод, непосредственно в районе находятся прииски по добыче золота и платины, а также ведутся лесоразработки. [10-12, 19]

Рисунок 1 - Географическое расположение гусевогорское месторождения: 1 - аллювий; 2 - порфириты; 3 - амфиболиты плагиоклазовые; 4 - амфиболиты; 5 - альбит-хлоритовые слюды; 6 - габбро; 7 - пироксениты; 8 - горнблендиты; 9 - рудные залежи;

1.2 История геологоразведочных работ

Гора Качканар была известна ещё в конце XVII века. Впервые её описал русский академик П.С. Паллас. Определенный вклад в изучение Качканары Р.И. Мурчисон, А.И. Антипов, К. Гофман, Е.Н. Барбот де Марни, Н.К. Высоцский и др.

В советское время началась планомерная разведка Качканара - А.И. Медведев (1931 г.). После войны Уральским геологоразведочным управлением (1946-1952 гг.) была проведена детальная разведка Качканара.

10 июня 1950 года Совет Министров СССР принял постановление о строительстве Качканарского ГОКа (рисунок 2). В 1954 году институтами «Уралгипроруда», «Уралмеханобр» и другими выполнен первоначальный проект по добыче и переработке Гусевогорского месторождения титаномагнетитовых руд. Их добычу и обогащение осуществляет Качканарский ГОК. Кроме титаномагнетитовых руд, золота и платины в районе имеются месторождения киноварь, большие запасы известняков и мраморов, незначительное скопления бурого и красного железняка серебросодержащего свинцового блеска, медных руд и отдельные находки алмазов в платиновых россыпях.

Рисунок 2 - Карьер Качканарского ГОКа

Разработка железных руд Качканарского месторождения производится с 1959 г. открытым способом на Гусевогорском участке месторождения при весьма благоприятных гидрогеологических условиях. При вскрытии верхней трещиноватой зоны на горизонтах +340, +325, +310 м вода в карьер поступала равномерно, приток её обычно увеличивался весной и летом, но не превышал 10 м³/ч и отсутствовал зимой. При этом в скважинах, пробуренных на бортах карьера, уровень воды находился на 10-15 м выше дна его. Химический состав подземных вод преимущественно гидрокарбонатный магниево-кальциевый с минерализацией от 0,2 до 0,4 г/л при общей жесткости от 1,5 до 5 мг-экв.

1.3 Орография и геоморфология

Район, в пределах которого находится описываемое месторождение, можно разделить на три орографические зоны, протягивающиеся параллельно в меридиональном направлении:

1) зона средневысотных гор, сложенная слюдяными и шаль штейновыми сланцами и представляющая водораздельную осевую часть Уральского хребта;

2) горно-холмистая зона восточная пред уральская горная гряда, сложенная интрузивными основными и ультраосновными породами и продуктами их метаморфизма;

3) увалистая полоса восточного склона, представленная породами главным образом зеленокаменного комплекса; к востоку она переходит в эрозионно-абразионную, слабохолмистую равнину.

Рельеф первой зоны однообразный, имеет черты главным образом денудационного происхождения с незначительным эрозионным расчленением современной гидрографической сетью, Продольный профиль водораздела выражается слабоволнистой линией, рисующей чередование вершин и седловин, разницы высот между которыми составляют 20 -50 м, реже 80 м и только в северо-северо-западной части (Магдалинский увал) - 120 140 м. Наибольшие абсолютные высоты приурочены к водораздельной линии. Они имеют отметки 400 -500 м в южной части района и до 650 -700 м - в северо-западной. Рельеф пред уральской горной гряды, в пределах расширенной и повышенной части которой находится Качканарский интрузивный массив, резко отличается от водораздельной части значительным разнообразием и сильным расчленением и носит характер эрозионного.

Абсолютные отметки большей части зоны, представляющей обширную площадь древнего пенеплена, в которой выделяется ряд ступеней и уровней с поверхностями выравнивания, обычно составляют 320-370, 420-460, 520-560, 600-660 и 700-750 м, е общим пологим уклоном на юг и юго-восток.

На общем фоне поверхности выравнивания выделяются наибольшие высоты зоны, представленные рядом меридионально вытянутых разобщенных массивов, сложенных основным интрузивными породами: Качканар, Саранная, Вересовый бор, Красная горка и Березовый увал. Эти горные массивы, разделенные седловинами с глубиной врезания 70 90 м, представляют собой гряды, ориентированные в северо-западном и северо-северо-восточном направлениях.

Группа гор, сложенных породами, входящими в Качканарский интрузивный комплекс, расположена в виде прерывистого кольца. Наивысшая вершина района - гора Качканар - абсолютную отметку в пределах так называемого Северного Рога 881,5 м. Наиболее низкий гипсометрический участок с абсолютной отметкой 220 м находится в долине р. Иса. Восточными предгорьями Качканара являются Гусевы горы, абсолютные отметки которых находятся в пределах 300-460 м. Между Качканаром и Гусевыми горами расположена Еловая Грива с абсолютной отметкой 618,5 м.

Гора Качканар, представляя главную вершину описываемого района, как бы господствует над всей окрестностью. Высота ее подчеркивается изолированным положением среди пониженных пространств, по которым протекают у западного подножия реки Ис и Косья, а у юго-восточного - р. Выя. Превышение Качканара над окружающими ее горами составляет в среднем 500 м. С юга Качканар имеет вид неравносторонней пирамиды, острая вершина которой более чем на 500 м поднимается над основанием. С запада и востока Качканар представляется в виде удлиненного хребта с зазубренным гребнем. Крутизна склонов Качканара различна. Наиболее круты западный и южный; северный, северо-восточный и юго-восточный склоны более пологи и имеют предгорья.

Все склоны Качканара покрыты густым хвойным лесом, который становится более редким и мелким в привершинной части; гребень горы безлесный. Верхняя часть Качканара представляет неширокий, вытянутый в северо-северо-западном направлении скалистый хребет с двумя изолированными вершинами Северной и Южной, отстоящими друг от друга на расстоянии 2 км и разделенными седловинами, абсолютная отметка которых понижается до 800 м. Скалы имеют вид столбов, стен или же башен, окруженных сравнительно пологими площадками каменных россыпей, представляющих собой нагромождения крупных глыб. На крутых склонах каменные россыпи встречаются в виде потоков.

Гусевы горы, представляющие восточные предгорья Качканара, расположены на расстоянии 7 км от его хребтовой части. Они представлены меридионально расположенной грядой изолированных гор, гребневые части которых вытянуты преимущественно в северо-западном направлении и имеют названия (с севера на юг): Малые Гусевы горы, состоящие из двух вершин, разделенных седловинкой, Большая Гусева гора которая, благодаря конусообразно торчащей скалистой вершине (460 м) имеет еще местное название «Острая».

В южной части Большой Гусевой горы расположена вершина Железная (320 м), Южной оконечностью Гусевых гор является гора Веселая (345 м) Несмотря на наличие невысоких скалистых выходов пироксенитов в гребневых частях Гусевых гор, общий рельеф их значительно отличается от собственно Качканара большей сглаженностью контуров, более пологими склонами и отсутствием каменных россыпей. Горы эти до самых вершин густо поросли хвойными в меньшей степени лиственными деревьями.

Восточная часть описываемого района, принадлежащая в орографическом отношении к пониженной увалистой полосе восточного склона, характеризуется плоско всхолмленным рельефом, без правильно ориентированных хребтов, но с отдельно разбросанными увалами и невысокими горами, чередующимися с болотистыми низинами и долинами речек. Непосредственно граничащими площадью месторождения являются горы Голая, Малая и Большая Луковая. Последняя имеет абсолютную отметку 413 м и поднимается значительно выше среднего уровня (210 250 м) гор этой полосы. [7]

месторождение геологоразведочные руда порода

2. Геологическая характеристика месторождения

2.1 Строение Гусевогорского интрузивного массива

Гусевогорский массив представляет крутопадающее на восток, меридионально вытянутое интрузивное тело. Размеры его по простиранию - 8,5 км; по ширине в центральной части 3,5 км; северной - 2 км и южной - 1 км.

Общая конфигурация границ несколько извилистая, причем в северной части отмечается некоторое отклонение на восток, а в южной - на запад. Обнаженность массива, в общем, неудовлетворительная и приурочена в основном к вершинам гор, в связи с чем поверхность массива изучалась главным образом по горным выработкам, пройденным систематически на всей площади.

В составе массива принимают участие: пироксениты (диаллаговые, оливиновые, роговообманковые и плагиоклазовые), перидотиты (верлиты нормально-зернистые, верлиты атакситового строения, горнблендиты, габбро, габбро-пегматиты), жильные породы (пироксенит-аплиты, микрогаббро, габбро-порфириты, плагиоклазиты роговообманковые, мономинеральные и кварцевые).

Преобладающая часть площади Гусевогорского массива сложена пироксенитами, поэтому он и носит название «пироксенитового массива». Преимущественное распространение имеют диаллаговые пироксениты. Оливиновым пироксенитам принадлежит второстепенное место. Среди них различаются нормально-, мелко- и среднезернистые разности, обнаженные в северо-восточном углу и в юго-западном конце массива, и разновидности атакситового строения. Последние образуют среди диаллагитов различных размеров полосы и изолированные участки, а также мелкие шлирового характера обособления. Роговообманковые пироксениты характерны для приконтактовых (с габбро) участков и связаны постепенными переходами с диаллагитами, с одной стороны, и с горнблендитами, с другой, представляя собой вытянутые вдоль контакта участки небольших размеров. Совершенно подчиненное место принадлежит полевошпатовым пироксенитам, среди которых различаются: а) среднезернистые разности, устанавливающиеся в переходной зоне от габбро к пироксенитам, где они связаны постепенными переходами с роговообманковыми пироксенитами и габбро; б) крупнозернистые, вмещающие жилообразные шлиры титаномагнетита.

По размерам и соотношениям зерен, слагающих пироксениты, среди последних выделяются разности: мелко- и среднезернистые, неравномерно зернистые, порфировидные и крупнозернистые.

Наиболее полно все разнообразие текстурных видов представлено среди диаллагитов. Неравномерно зернистое и крупнозернистое строение, часто переходящее в порфировидное (а иногда в гигантоплазматическое), свойственно пегматитоидным разностям, слагающие верхнюю петрографическую зону. Неравномерно зернистое (мелкозернистое, чаще среднезернистое) строение характеризует нормальные разности пироксенитов. Они в верхней своей части, вероятнее всего на границе с пегматитовой зоной, содержат мелкие обособления оливина, обусловливающие своим расположением атакситовое строение породы.

Диаллаговые пироксениты пегматитовогоблика максимальное рас пространение имеют в пределах центральной части массива. Наиболее характерным для них является неравномернозернистое строение, с вариациями в размерах зерен в пределах от средне- до крупнозернистых типов. При преобладающем среднезернистом сложение и крупных размерах (до 3 см в диаметре) единичных зерен образуется псеводпорфировая структура. Разности с такой структурой в практике геологической документации Качканарской геологоразведочной экспедиции получили название «порфировидных». Они отмечаются в пределах небольших участков, имеющих гнездообразное расположение в массиве, и являются свидетельством первичной неравномерности в распределении летучих, Характер, размеры и форма рудных обособлений постоянно согласуются с размерами зерен пироксена и особенно с наиболее крупными его выделениями. [2, 9, 15]

2.2 Особенности рудных тел и железных руд.

Приурочено к концентрически-зональному раннепалеозойскому Качканарскому габбро-пироксенитовому массиву. Вмещающие породы - хлорит-актинолитовые сланцы и амфиболиты. Выявлено 6 промышленных залежей. Рудные тела представлены крутопадающими штоками круглой и эллипсоидальной форм, поперечные размеры двух наиболее крупных 1200 Ч 700 м и 1300 Ч 600 м. Руды вкрапленные (диаллаговые пироксениты с вкрапленностью титаномагнетита), комплексные (кроме железа содержат пентаоксид ванадия). Главные рудные минералы: титаномагнетит и ильменит, второстепенные - минералы платиновой группы, хрома и др. 73% железа и 80% ванадия связано с магнетитом, остальная часть с силикатами. На базе руд месторождения работает Качканарский горно-обогатительный комбинат, его обеспеченность запасами 75 лет. [1]

Промышленное оруденение представлено относительно равномерной вкрапленностью титаномагнетита в безоливиновых рудных (диаллаговых), амфибoлизированных и плагиоклазовых реже Олининовых пироксенитах и верлитах. В пределах месторождения разведано восемь рудных залежей, пять из которых Главная, Северная Западная, Южная и промежуточная разрабатываются тремя карьерами. Рудные тела имеют столбообразную форму, характеризуются относительно постоянным содержанием железа, что позволяет прогнозировать качество руды на нижележащих горизонтах, Балансовые запасы руд по месторождению составляют на 1.01.93 5844,0 млн т, в том числе по категориям В+С 3420,8 мин. т. Обеспеченность комбината балансовыми запасами из расчета добычи 45 млн. т сырой руды год составляет по сумме категорий В+С 75,3 года, а запасами в проектных контурах отработки 32,7 года.

Рисунок 3 - Схема геологической карты и разреза Гусевогорского месторождений.

Магнетит обволакивает крупные зерна пироксена, образуя соответственно обособления крупных размеров. Сидеронитовая структура при этом проявляется макроскопически особенно отчетливо. В рудных пироксенитах неравномернозернистоения, особенно в тех разностях, где размеры зерен пироксена изменяются от 0,2 до 3 см и крупные выделения располагаются равномерно среди мелко- и среднезернистой массы, рудные обособления создают пятнистую, петельчатую и очковую текстуры, которые можно рассматривать как макросидеронитовые структуры.

Пятнистая текстура создается более или менее изолированным расположением рудных скоплений, которые имеют общую ориентировку вытянутости, близкую к вертикальной, т. е. согласную с направлением падения интрузивного тела. Петельчатые и очковые текстуры представляют результат обволакивания силикатов магнетитом. Все эти текстуры являются типичными для пегматоидных пироксенитов и почти не фиксируются в породах нижних петрографических зон. Резкое отличие в характере, размерах и густоте рудных обособлений в пределах пироксенитов различного сложения обусловливает в ряде случаев наличие резкого контакта, имеющего крутое, почти вертикальное падение. Такой контакт обнаружен скважинами 55, 70, 73, 78 и др. Размеры рудных обособлений изменяются от 0,5 до 3 4 см. [6, 25]

3. Анализ вмещающих горных пород

3.1 Состав пород

Сырьевой базой Качканарского ГОКа является Гусевогорское месторождение титаномагнетитовых руд, приуроченное к одноименному телу пироксенитов, входящему в состав габброидного (платиноносного) пояса Урала, вытянутому меридионально на 8,5 км при средней ширине 3,0 км и круто падающему на восток под углом 75-80°. В южной части полоса пироксенитов отклоняется к западу и соединяется с пироксенитами Собственно- Качканарского месторождения.

В состав интрузивного комплекса входят следующие породы:

1) оливиниты,

2) перидотиты диаллаговые,

3) пироксениты диаллаговые и оливино-диаллаговые,

4) пироксениты плагиоклазовые и роговообманковые, связанные постепенными переходами с пироксеновыми и плагиоклазовыми горнблендитами,

5) пироксеновые и оливиновые габбро,

6) роговообманковые габбро,

7) биотитовые габбро,

8) микрогаббро и габбропорфириты, образующие жилы в нормальных габбро,

9) роговообманковые и кварцевые плагиоклазиты, выполняющие трещины в пироксенитах и габбро, с образованием жил разнообразного простирания и падения,

10) амфиболиты, представляющие продукт преобразования габбро и диоритов.

В пространственном расположении пород и их взаимных отношениях наблюдается закономерность, выражающаяся в смене различных петрографических зон по вертикали.

B вертикальном разрезе описываемого интрузивного комплекса названные породы сменяются следующим образом (сверху вниз):

1) биотитовые габбро, частью соссюритизированные, с оливином и без оливина;

2) роговообманковые габбро с шлировыми участками линзообразной формы пироксенитов, характерными для переходной зоны от габбро к пироксенитам, и с шлировыми участками габбро-пегматитов;

3) нормальные (пироксеновые) и оливиновые габбро;

4) роговообманковые и плагиоклазовые пироксениты, связанные постепенными переходами с пироксеновыми плагиоклазовыми горнблендитами, с включениями линзовидных участков габбро; эта зона характеризует пироксениты на транице с габбро;

5) пироксениты, преимущественно диаллаговые, пегматоидного характера, крупнозернистого и порфировидного строения, рудные. В нижней части пироксениты содержат шлировые обособления оливина с образованием атакситовых оливиновых пироксенитов и верлитов;

6) диаллаговые и оливино-диаллаговые пироксениты, нормально средне- и мелкозернистого строения, рудные и со шлировыми обособлениями рудных оливинитов;

7) оливиновые пироксениты, преимущественно мелкозернистые, большей частью без рудные;

8) перидотиты мелкозернистые рудные и чаще без рудные,

Жильные породы фиксируются главным образом в пределах верхних петрографических зон и совершенно не отмечены в пироксенитах нижних зон.

В плане интрузива намечаются следующие закономерности в расположении пород, слагающих отдельные петрографические зоны. По периферии габбровой площади, вмещающей оба пироксенитовых массива, вдоль северо-западного, северного и южного контактов с вмещающими породами, габбро представлены биотитовыми разностями, нормально характеризующими верхние горизонты интрузии.

Оливиновые и оливино-пироксеновые разности габбро, образующие большей или меньшей величины изолированные участки и полосы среди нормальных (пироксеновых) габбро, тяготеют к пироксенитовым массивам. Нормальные габбро пользуются наибольшим распространением.

Роговообманковые габбро встречаются в виде небольших участков и полос среди нормальных. Переходная зона от габбро к пироксенитам, представленная роговообманковыми габбро, габбро-пегматитами, гориблендитами и роговообманковыми пироксенитами, хорошо выражена по периферии Гусевогорского пироксенитового массива. Что касается собственно Качканарского массива, то там переходная зона отмечена лишь вдоль небольшого участка контакта в западной и северо-восточной частях.

Восточная, северная и северо-западная части контакта собственно Качканарского пироксенитового массива с габбро характеризуются обилием линзообразных включений пироксенитов, а также включениями участков габбро в пироксенитах.

Пироксениты, как уже отмечено было выше, пользуются наибольшим распространением среди остальных пород комплекса и слагают массивы собственно Качканарский и Гусевогорский. Среди пироксенитов выделяются три разновидности, слагающие, как это видно из вышеприведенного разреза, отдельные петрографические зоны.

Распространение их на площадях пироксенитовых массивов соответственно различно. Так, диаллагиты пегматитового характера, имеющие неравномернозернистое, крупнозернистое и порфировидное строение, слагают преобладающую часть Гусевогорского массива и особенно отчетливо и постоянно проявляются в центральной его части. На собственно Качканаре они представлены в менее мощном и менее постоянном развитии по сравнению с Гусевогорским массивом, в то время как породы следующей петрографической зоны (нормальные средне- и мелкозернистого строения пироксениты) слагают почти всю внутреннюю его часть. Оливиновые пироксениты, характеризующие нижнюю петрографическую зону интрузии на современном эрозионном срезе, пользуются сравнительно небольшим распространением. На Гусевогорском массиве они наблюдаются в виде изолированных участков в северо-восточной и юго-западной частях. На собственно Качканаре они слагают юго-восточную часть площади, представляющую так же, как и в северо-северо-восточной части Гусевогорского массива, вероятнее всего, перемещенный блок.

Шлировые обособления оливинового и оливино-рудного состава обусловливают среди пироксенитов верхней петрографической зоны Гусевогорского массива наличие оливиновых пироксенитов и верлитов атакситового строения, а среди пироксенитов, представляющих следующую петрографическую зону, в пределах собственно Качканара - крупные предположительно линзовидные тела магнетитовых оливинитов.

Перидотиты в виде изолированных участков чаще всего встречаются среди оливиновых пироксенитов, характеризующих нижнюю зону описываемого комплекса.

Ниже приводится более подробное описание характера проявления, формы и взаимоотношений отдельных петрографических фаций в пределах Гусевогорского и собственно Качканарского пироксенитовых массивов и в промежутке между ними. [4, 5, 8, 14, 17, 20]

3.2 Характеристика пород

Оливиниты. Макроскопически оливиниты представлены мелко или тонкозернистой массивной, или нечеткосланцеватой текстурой и имеют тёмно-серый (нередко почти черный) цвет.

Под микроскопом в оливинитах устанавливается следующий минералогический состав: оливин до 80%, моноклинный пироксен до 10%, роговая обманка, магнетит, ильменит, шпинель (плеонаст); из вторичных минералов серпентин и вторичный магнетит Оливиниты часто содержат в своем составе значительное количество магнетита, достигающее 50% и более, однако, встречаются также оливиниты безрудные или почти безрудные. Оливин по оптическим константам (Ng -Np-0,033-0,046; 2V=от 80 до 89 и от +84 до +87) относится к магнезиальным разновидностям.

Структура оливинитов, в зависимости от соотношения оливина с аллотриоморфными выделениями магнетита, аллотриоморфносидеронитовая (рис.4 и 5) и реже пойкилитоподобная.

Рисунок 4 - Оливинит серпентинизированный. Структура сидеронитовая. Параллельные николи.

Рисунок 5 - Оливинит. Структура сидеронитовая. Параллельные николи.

Перидотиты (верлиты). К этой группе относятся породы, характеризующиеся комбинацией оливина и моноклинного пироксена, находящихся в более или менее равных количествах. Магнетит заполняет промежутки между зернами оливина и пироксена, обусловливая образование сидеронитовой структуры.

Перидотиты связаны постепенными переходами с оливинитами и оливиновыми пироксенитами.

Среди верлитов выделяются две разновидности: а) верлиты нормального строения, характеризующиеся равномерным распределением оливина в породе, и б) верлиты атакситового строения, в которых оливин образует отдельные участки, как бы цементирующие собой зерна диаллага, с образованием петельчатой, узловатой, очковой и других текстур. Макроскопически верлиты нормальнозернистого строения, представляют собой массивные мелко- или среднезернистые породы темносерого цвета.

Под микроскопом устанавливается следующий минералогический состав; оливин (40 60%), моноклинный пироксен, роговая обманка, магнетит, ильменит, плеонаст, серпентин и тальк. Оптические константы оливина

Ng Np=0,033 0,048; 2V= от +80 до +90° и от - 84 до 88"

Структура гипидиоморфнозернистая. Однако в ряде случаев идиоморфизм главных составных частей не имеет четкого выражения. По химическому составу верлиты занимают промежуточное положение между оливинитами и пироксенитами - диаллагитами.

Верлиты атакситового строения пространственно всегда разобщены от верлитов нормальнозернистых. Макроскопически это зеленовато- или темносерого цвета породы, характеризующиеся тем, что оливин в них располагается в виде участков неправильной формы почти черного цвета, создавая пятнистую, очковую и петельчатую текстуры. По минералогическому составу верлиты атакситового строения по существу ничем не отличаются от нормальнозернистых, Особенности их, установленные при микроскопическом изучении, сводятся в основном к следующему:

a) оливин распределен неравномерно и в виде агрегатов мелких зерен образует неправильные участки; эти неправильные оливиновые участки нередко окружают крупные кристаллы диаллага короткопризматической формы, создавая порфировидную структуру;

б) оливин ксеноморфен относительно пироксена; в то же время в ряде шлифов устанавливались включения идиоморфных зерен оливина в пироксене;

в) иногда встречаются графические срастания магнетита и оливина;

г) магнетит в одних случаях располагается в промежутках между зернами оливина и диаллага, в других - находится в пойкилитовом срастании с оливином.

Пироксениты. Среди пироксенитов по минералогическому составу и текстурным особенностям выделяются следующие разновидности:

a) диаллаговые пироксениты или диаллагиты;

б) оливиновые диаллагиты нормального строения, связанные постепенными переходами с верлитами;

в) оливиновые диаллагиты атакситового строения, имеющие постепенные переходы к верлитам такого же строения;

г) роговообманковые диаллагиты, постепенно переходящие в горнблендиты;

д) плагиоклазово-роговообманковые диаллагиты и

e) плагиоклазовые диаллагиты, являющиеся переходными породами между диаллагитами и габбро.

Из всех перечисленных разновидностей пироксенитов наибольшим распространением пользуются диаллагиты.

Макроскопически в свежем изломе они характеризуются в большинстве случаев зеленовато-серым цветом, иногда имеющим на плоскостях спайности диаллага перламутровый блеск. Благодаря совершенной спайности кристаллы пироксена всегда отчетливо видны в породе. Среди диаллогитов резко различаются пегматондные и нормальнозернистые разности. Пегматоидные диаллагиты породы неравномернозернистые, порфировидные и крупнозернистые. Размер зерен диаллага в них нередко достигает 4 5 см. Нормальнозернистые разности диаллаговых пироксенитов имеют строение от мелко- до среднезернистого

Оливиновые диаллагиты нормального строения представляют также в основном мелко- и среднезернистые породы. Оливиновые диаллагиты атакситового строения макроскопически сходны с верлитами атакситового строения, отличаясь от них соответственно меньшим количеством оливина.

Роговообманковые разности отличаются макроскопически от чистых диаллагитов более темной окраской; при этом в основной пироксеновой массе зерна роговой обманки легко отличаются по удлиненной форме и зеленовато-черному цвету. Плагиоклазово-роговообманковые диаллагиты по внешнему облику сходны с роговообманковыми диаллагитами, отличаясь от них лишь редкими зернами плагиоклаза, обыкновеноправильной, аллотриоморфной формы.

Плагиоклазовые диаллагиты отличаются от диаллаговых пироксенитов лишь присутствием редких зерен плагиоклаза. Однако строение их в большинстве случаев неравномернозернистое и среднезернистое. По размеру зерен среди всей этой групп пород выделяются следующие разности: тонкозернистые, с поперечником зерен менее 0,1 см; мелкозернистые 0,1 0,2 см, среднезернистые - 0,5 см, неравномернозернистые с вариацией размеров зерен в пределах мелко- и среднезернистых типов, неравномернозернистые с вариацией зерен в пределах средне- и крупнозернистых типов, порфировидные (псевдопорфировые), крупнозернистые (грубозернистые) - 0,5 - 3 см и крупнозернистые (гигантоплазматические) более 3 см. Наиболее часто встречаются разности от мелкозернистых до неравномернозернистых.

По интенсивности оруденения на первом месте стоят диаллагиты, все остальные разности пироксенитов имеют в этом смысле подчиненное значение. Под микроскопом в составе пироксенитов установлено наличие моноклинного пироксена (диаллага), оливина, роговой обманки, магнетита, ильменита, апатита, шпинели (плеонаста) и биотита, из вторичных минералов - роговой обманки, хлорита, серпентина, эпидота, талька и иддингеита. Преобладающей составной частью является моноклинный пироксендиаллаг, оптические свойства которого (по данным петрографической лаборатории Уральского геологического управления) приведены в таблица 1.

Морфологический характер оруденения: мелко-, средне- и крупновкрапленный, мелкошлировый, шлировый и шлировополосчатый. Вкрапленность легко обнаруживается невооруженным глазом.

Оливин в оливиновых разностях имеет подчиненное значение, составляя от 10 до 20%; в чистых и роговообманковых диаллагитах количество его понижается до нуля. Оливин представлен чаще всего в виде мелких зерен, как бы защемленных между крупными зернами пироксена.

Роговая обманка (до 15 20% в роговообманковых пироксенитах) представлена как первичной, так и вторичной. Образует большей частью неправильной формы зерна различной величины и ассоциирует с магнетитом, образующим сидеронитовую структуру. Иногда встречается в виде мелких идиоморфных зерен внутри зерен пироксена. Вторичная роговая обманка наблюдается в виде небольших, с нечеткими очертаниями, участков вдоль спайности зерен пироксена или по периферии их. [18]

Таблица 1 - Оптические свойства пироксена

Состав пироксена	Ng - Np	+2V	c Ng
Пироксенит оливиновый	0,026	57°	36°
	0,025	54°	39°
	0,025	55°	42°
	0,020	-	-
	0,025	56°	40°
Пироксенит диаллаговый	0,026	54°	43°
	0,028	-	42°
	0,027	55°	40°
	0,028	-	-
	0,029	-	-
	0,028	55°	45°
	0,026	60°	46°
	0,033	62°	41°
Пироксенит роговообманковый	0,029	50°	41°
	0,031	62°	42°
	0,037	60°	41°

Магнетит наблюдается в виде четырех разновидностей:

a) мелких идиоморфных зерен, расположенных в зернах пироксена, оливина или роговой обманки;

б) аллотриоморфных участков, выполняющих промежутки между зернами пироксена и оливина и как бы цементирующих их, обусловливая сидеронитовую структуру (рисунок 6 и 7);

в) мелких (не более 1 мм) удлиненных веретенообразных зерен, закономерно прорастающих крупные зерна пироксена (рисунок 8);

Рисунок 6 - Пироксенит. Структура сидеронитовая. Параллельные николи.



Рисунок 7 - Пироксенит. Полисинтетические двойники диаллага. Скрещенные николи.

Рисунок 8 - Пироксенит. Прорастание пироксена магнетитом. Параллельные николи.

г) точечных зерен, в виде мелкой сыпи магнетита, заполняющих неправильные трещины в зернах оливина образующихся в процессе серпентинизации последнего.

Первая разновидность обычно встречается в небольшом количестве (в шлифе не более 1 2%), вторая образует основной тип оруденения пироксенитов, третья и четвертая отмечены в единичных случаях.

Остальные минералы, обнаруженные в составе пироксенитов, имеют совершенно подчиненное значение. Структура пироксенитов гипидиоморфнозернистая, в богатых магнетитом разновидностях - типично сидеронитовая.

Габбро. В зависимости от относительных количеств темноцветной и полевошпатовой составных частей различаются мезолитовые, меланократовые и лейкократовые разности габбро, причем первые пользуются наибольшим распространением. Макроскопически породы группы габбро представляют средне- или неравномернозернистый мезолитовые полосчатые породы с отдельными переходами в крупнозернистые (1-2 см) и в мелкозернистые разности. Изменение размеров зерен на отдельных участках пород придает им такситовый характер.

Полосчатость выражена в виде плавно параллельной ориентировки зерен минералов и их скоплений, а также чередованием полос различных разновидностей габбро и шлирообразных, вытянутой формы, обособлений в них - пироксенового, оливино-пироксенового и магнетитового состава. Сравнительно редко наблюдается массивное сложение, главным образом в роговообманковых и оливиновых габбро. Окраска пород вследствие колебаний количественных соотношений темных и светлых минералов, а также характера вторичных процессов меняется от зеленовато-серых до темнобуровато-зеленых тонов. Роговая обманка придает породе зеленовато-черную окраску, оливин - желтовато-буроватую. Рудная вкрапленность в габбро, в общем, бедная (до 5 -10%) и в ряде случаев макроскопически не устанавливается совсем; реже (в меланократовых и мезолитовых разностях) достигает 15- 20% Под микроскопом в составе пород группы габбро обнаружены следующие минералы: плагиоклаз, пироксен моноклинный (диаллаг, диопсид, авгит), гиперстен, оливин, роговая обманка, биотит, магнетит (титаномагнетит), апатит, плеонаст, сфен, актинолит, уралит, эпидот, цоизит, альбит, кварц, кальцит, пренит, хлорит, иддингсит, тальк, мусковит, серпентин, гранат; лейкоксен, налеты медной зелени.

Плагиоклазы являются главной составной частью габбро; они представлены анортитом, битовнитом и лабрадором. Основность их возрастает соответственно от роговообманковых и биотитовых к нормальным и оливиновым разновидностям габбро, Моноклинный пироксен большей частью относится к диаллагу (диопсид) и является наиболее характерной цветной составной частью габбро как нормальных, так и оливиновых, биотитовых и габбро-норитов; в форелленштейнах и роговообманковых габбро он наблюдается в незначительном количестве или отсутствует совсем.

Роговая обманка обыкновенная зеленая в большем или меньшем количестве встречается во всех разновидностях габбро, а в роговообманковых является основной, а иногда и единственной цветной составной частью породы. Уралит и актинолит образуются обычно за счет первичной роговой обманки и моноклинного пироксена и имеют небольшое развитие во всех разновидностях габбро, за исключением уралитизированных.

Оливин в качестве главной составной части присутствует в оливиновых габбро и форелленштейнах, в нормальных и некоторых биотитовых разностях отмечается спорадически. В оливиновых габбро он наблюдается в меньшем количестве, чем моноклинный пироксен; в форелленштейнах является главной и почти единственной цветной составной частью (рисунок 9 и 10).

Гиперстен в виде мелких, неправильных или изометричных зерен встречается исключительно редко в габбро-норитах оливиновых и безоливиновых и наблюдается как примесь в незначительном количестве в оливиновых и нормальных габбро, а также оливиновых разностях биотитовых габбро и форелленштейнах (вследствие чего возникают разновидности, переходные к габбро-норитам).

Биотит представлен мелкими изолированными или обрастающими титаномагнетит и моноклинный пироксен листочками, с характерным резко выраженным плеохроизмом в бурых и желтовато-бурых тонах. Встречается только в биотитовых габбро.

Рисунок 9 - Форелленштейн. Параллельные николи.

Рисунок 10 - Форелленштейн. Скрещенные николи.

Магнетит (титаномагнетит) наблюдается в габбро в виде: а) мелких каплевидных, реже идиоморфных зерен, образующих чаще всего включения в зерна пироксена или роговой обманки; б) червообразных вростков в зернах роговой обманки и пироксена (графические срастания); в) неправильной формы зерен, расположенных в интерстициях других минералов н образующих сидеронитовую структуру; г) мелких и крупных (до 1,5 х10 м) шлирообразных скоплений в габбро. Каплевидные и идиоморфные зерна магнетита, представляющие первую генерацию, встречаются в незначительном количестве.

Вторая генерация наблюдается сравнительно редко; только в рудном нормальном габбро горы Еловая Грива встречены в большом количестве графические срастания магнетита с роговой обманкой, реже с пироксеном.

Магнетит, выполняющий промежутки между силикатами, встречается в сравнительно больших количествах (до 20 30%) обычно только в оливиновых и нормальных габбро. Магнетит ассоциирует с темноцветной частью породы, поэтому вполне закономерным является тот факт, что более меланократовые разновидности габбро содержат большее его количество.

Плеонаст ассоциирует обычно с магнетитом в виде неправильных угловатых зерен интенсивно-зеленого цвета. Количество его большей частью не превышает 1- 1,5%

Апатит, как правило, отсутствует в оливиновых габбро; в нормальных и роговообманковых наблюдается в виде удлиненно-призматических кристаллов или неправильных зерен (размером до 1 мм), включенных обычно в зерна плагиоклаза, Реже ассоциирует с магнетитом, располагаясь в интерстициях. Количество его в рудном нормальном габбро горы Еловая Грива достигает 5 -7%.

Остальные минералы, встречающиеся в составе габбро, имеют весьма подчиненное значение. Преобладающей структурой габбро является гипидиоморфнозернистая (рисунок 11 и 12), подчиненное значение имеют участки со структурой, переходной от гипидиоморфнозернистой к порфировидной панидиоморфнозернистой и диабазовой.

Горнблендиты. По минералогическому составу среди горнблендитов выделяются следующие разновидности: чистые диаллаговые и плагиоклазовые горнблендиты. Из них диаллаговые горнблендиты являются переходными породами от чистых горнблендитов к роговообманковым пироксенитам, а плагиоклазовые горнблендиты - переходными к роговообманковым габбро.

Рисунок 11 - Габбро роговообманковое. Скрещенные николи.

Рисунок 12 - Габбро нормальные тонкозернистые. Параллельные николи.

Макроскопически горнблендиты представляют собой породы массивные, обычно крупнозернистые, реже - среднезернистые, зеленовато-черного или черного цвета, иногда с редкими вкрапленниками плагиоклаза.

Под микроскопом в описываемых породах наблюдаются следующие минералы: роговая обманка, пироксен, магнетит, ильменитовая слюдка, плагиоклаз. Роговая обманка обыкновенная является преобладающей составной частью пород. Она наблюдается в виде крупных удлиненных зерен, плеохроирующих в зеленоватых или буровато-зеленоватых тонах. Моноклинный пироксен слагает 10 20% объема породы. Он встречается то в виде отдельных зерен, то в виде реликтовых участков в зернах роговой обманки.

Магнетит представлен, как правило, в небольшом количестве и не превышает 3 4%. Ильменитовая слюдка прорастает некоторые зерна роговой обманки. Плагиоклаз иногда встречается в количестве 5-7 % объема породы. Структура породы в основном панидиоморфнозернистая, реже порфировидная. [3, 23, 24]

3.3 Жильные породы

Пироксенит. Жильные роговообманковые пироксениты часто встречаются на участке Центральном в пределах Гусевогорского пироксенитового массива. Это, как правило, небольшой мощности (3 -10 см) жилы, расположенные в нормальном, обычно неравномернозернистом пироксените с четкими прямолинейными контактами. Макроскопически роговообманковые пироксениты представляют собой породы мелкозернистые и даже тонкозернистые, серого или зеленовато серого цвета; оруденение в них, как правило, незначительное, в виде тонкой вкрапленности (рисунок 13).

Новообразований в контакте с вмещающими породами нет.

Под микроскопом устанавливается следующий минералогический состав: моноклинный пироксен, магнетит, ильменитовая слюдка, роговая обманка, хлорит, серпентин и тремолит, Структура породы - панидиоморфиозернистая.



Рисунок 13 - Пироксенит роговообманковый жильный. Параллельные николи.

Микрогаббро. В жильном залегании микрогаббро встречено на участке Центральном Гусевогорского массива (в пироксените), а также на Еловогорском участке (в габбро). Это мелкозернистые или тонкозернистые породы мезолитового облика слегка зеленоватой окраски. Под микроскопом наблюдаются следующие минералы: моноклинный пироксен, роговая обманка, апатит, магнетит и соссюрит. Структура породы аллотриомофнозернистая (рисунок 14), а в том случае, когда содержится значительное количество магнетита - нечетко сидеронитовая.

Габбро-порфириты. Эти породы были встречены в жильном залегании в габбро на Еловогорском участке. Мощность жил достигает 6 - 7 см. Габбро-порфирит представляет собой породу мезолитового облика, в основном тонкозернистого строения, с ясно различимыми невооруженным глазом порфировыми вкрапленниками моноклинного пироксена. Контакт этих жил с вмещающими породами (габбро) резкий, прямолинейный.

Под микроскопом устанавливается следующий минералогический состав: моноклинный пироксен, роговая обманка, апатит, магнетит соссюрит.

Порфировые вкрапленники представлены моноклинным пироксеном, размер их 1-3 мм, форма в большинстве случаев изометричная (рисунок 15).



Рисунок 14 - Микрогаббро жильные. Параллельные николи.

Рисунок 15 - Габбро-порфирит жильный. Параллельные николи.

Плагиоклазиты. Жильные плагиоклазиты большей частью залегают среди пироксенитов, очень широким распространением они пользуются на Гусевогорском массиве, в то время, как в пределах собственно Качканарского пироксенитового массива совершенно отсутствуют.

В зависимости от количественных соотношений основных породообразующих минералов плагиоклаза, роговой обманки и кварца - среди плагиоклазитов выделяются следующие разновидности:

Макроскопически жильные плагиоклазиты представляют собой мелкозернистую или среднезернистую породу серого, зеленовато-белого или белого (сахаровидного) цвета с блестящими плоскостями спайности у плагиоклаза. Зеленовато-черные, обычно удлиненные зерна роговой обманки, часто в небольшом количестве наблюдаемые в этих породах, сообщают плагиоклазитам пеструю окраску.

В результате соссюритизации плагиоклаз становится матовым. Нередко даже невооруженным глазом можно наблюдать эпидотизацию плагиоклазов, придающую породе зеленоватый оттенок. Иногда же зеленоватый цвет наблюдается вследствие хлоритизации роговой обманки. [13, 16]

Под микроскопом наблюдаются следующие минералы: плагиоклаз, роговая обманка, актинолит, кварц, апатит, сфен, магнетит, пирит и биотит. Из вторичных минералов встречаются эпидот, пренит, хлорит и кальцит.

Заключение

Рудной базой Качканарского ГОКа является Гусевогорское месторождение, содержание железа в котором составляет в среднем 16 %. Свыше 85 % запасов Гусевогорского месторождения сосредоточено в Северной, Главной, Западной и Промежуточной залежах, которые наиболее благоприятны для эксплуатации.

Гусевогорский массив представляет крутопадающее на восток, меридионально вытянутое интрузивное тело. Размеры его по простиранию - 8,5 км; по ширине в центральной части 3,5 км; северной - 2 км и южной - 1 км. В составе массива принимают участие: пироксениты (диаллаговые, оливиновые, роговообманковые и плагиоклазовые), перидотиты (верлиты нормально-зернистые, верлиты атакситового строения, горнблендиты, габбро, габбро-пегматиты), жильные породы (пироксенит-аплиты, микрогаббро, габбро-порфириты, плагиоклазиты роговообманковые, мономинеральные и кварцевые).

Под микроскопом наблюдаются следующие минералы: плагиоклаз, роговая обманка, актинолит, кварц, апатит, сфен, магнетит, пирит и биотит. Из вторичных минералов встречаются эпидот, пренит, хлорит и кальцит.

Список использованной литературы

1. Брицке Э.В., Тагиров К.Х. Исследования свойств титанистых силикатных шлаков. Институт металлургии АН СССР, 1946.

2. Бутырин Н.В. Геологическое строение и петрология горы Качканар. Рукопись, фонды УГГУ, 1949.

3. Бучельников С.М., Мецхваришвили И.Н. Предварительные лабораторные исследования обогатимости титанистых магнетитов Качканарского месторождения. Отчет по теме 437-Н, Уралмеханобр, 1947.

4. Бучельников С.М., Соломонова Ф.К. Изучение вещественного состава и обогатимости основных типов руд Гусевогорского участка Качканарского месторождения, установление оптимального предела обогащения руд и минимального промышленного содержания железа в них. Отчет по теме 566-Н, т. І и II. Рукопись, Уралмеханобр, 1949.

5. Бучельников С.М. Изучение вещественного состава и обогатимости вкрапленных титаномагнетитовых руд Качканарского месторождения, Уралмеханобр, 1949.

6. Бучельников С.М. Изучение обогатимости вкрапленных р Качканарского месторождения (участка «Железный рудник»). Отчет по теме 518-Н, Уралмеханобр, 1948.

7. Воронцова Б.И. Отчет о работе геоморфологической партии в верховьях бассейна р. Ис на восточном склоне Среднего Урала. Рукопись, фонды Уралзолото, 1940.

8. Глазковский В.А., Соломонова Ф.К. Изучение вещественного состава руд Качканарского месторождения. Рукопись, фонды УГГУ, 1949.

9. З АН. О пегматитах как образованиях промежуточных между изверженными породами и рудными жилами. Всесоюзное министерство образования, 1947. 2 серия, ч. 76.

10. Зубрилов Л.Е. Обоснование и методы промышленного использования бедных руд Качканарского титаномагнетитового бассейна, Горногеологический ин-т УФАН СССР, г. Свердловск, 1951.

11. Институт Уралгипроруда. Основные положения Качканарского рудника и обогатительно-агломерационного комбината, т. I. Фонды Уралгипроруды, 1952.

12. Институт Уралмеханобр. Основные положения Качканарского обогатительно-агломерационного комбината, т. II. Фонды Уралмеханобра, 1952.

13. Качканарское месторождения титаномагнетитовых руд / Под ред. Бардин И.П., Хлебников В.Б. / изд. Академия наук СССР, 1955. - 306 с.

14. Кузнецов Е.А. Габбровый массив к югу от р. Баранчи на Урале.

15. Кузнецов Е.А. Тектоника Среднего Урала, Изд. АН СССР, 1941.

16. Кулибин В.А. Гусевогорские титаномагнетиты с точки зрения их обогащения. Советская металлургия, 1934, № 3.

17. Малышев И.И. Титаномагнетиты, как образования остаточного расплава габбровой магмы. Тр. Урал. фил. АН СССР, вып, 4, 1935.

18. Миллер В.Я., Бабушкин Н.М. Изучение физико-химических свойств магнезиальных титанистых шлаков. Отчет по теме № 831, УИМ, 1948.

19. Пэк А.В., Малышев И.И. Титаномагнетитовые месторождения Урала. ч. 2, СОПС АН СССР, серия уральская, вып, 2, 1936.

20. Романов Б.М. Габбро-перидотитовая формация Урала. Советская геология, 1949, № 40. Фонд УГГУ, 1946.

21. Рупасова 3.В. Качканарское месторождение титаномагнетитовых руд. Горный журнал, 1948, № 5.

22. Соколов Г.А. О геологии и рудоносности Качканарско-Гусевогорского интрузива. Консультационная записка. Рукопись, фонды Качканарской ГРЭ, 1948

23. Тимофеев В.М., Глазковский В.А. Изучение вещественного состава ильменито-магнетитовых руд Качканарского месторождения. Рукопись. фонды УГГУ, 1947.

24. Тимофеев В.М., Глазковский В.А. Отчет по изучению минералогического состава структурных и текстурных особенностей качканарских руд. Уралмеханобр, 1947

25. Штрейс Н.А. Стратиграфия и тектоника зеленокаменной полосы Среднего Урала на примере изучения Исовского района. Рукопись, 1946.

26. Обогатительная фабрика производительностью 11,0 млн.т./год на базе Гусевогорского месторождения

27. Геологическая характеристика пород Гусевогорского месторождения.

28. Геология месторождений полезных ископаемых

29. Основные свойства. Генетические связи

30. Технология обогащения железной руды на Гусевогорском месторождении

Размещено на Allbest.ru

...