Министерство Образования Российской Федерации
Комитет образования и науки администрации г. Новокузнецка
Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей
«Городской Дворец детского (юношеского) творчества им. Н.К.Крупской»
Научные руководители: Николаев Д.П., Татаревская Т.Г.
Авторы: Ястчембский К.Д., Кушнарева А.В. и др.
Стратегический металл сподуменовых пегматитов участка «Солнечный» Ташелгинского рудного района Кемеровской области.
(Отчет юношеской геологической партии)
Новокузнецк, 2015
Николаев Д.П., Татаревская Т.Г., Ястчембский К.Д., Кушнарева А.В. и другие. Стратегический металл сподуменовых пегматитов участка «Солнечный» Ташелгинского рудного района Кемеровской области.
Реферат. Исследуемый объект находится в правобережье реки Ташелга, которая, в свою очередь, является правым притоком реки Мрас-Су. Эта территория находится в пределах докембрийских пород Томского выступа, на границе Кузнецкого Алатау и Горной Шории. В разрезе правого берега реки вскрываются глубокометаморфизованные гнейсы конжинской свиты (Pt2kn); мрамора, доломиты карбонатного комплекса терсинской свиты (Pt2tr); сланцы и вулканогенно – осадочные образования ташелгинской свиты (Pt3tsh). В результате проделанной работы проведены геологические маршруты, отобраны пробы для различных видов анализов, произведена фотосъемка объекта исследования, оценены перспективы литиевого оруденения на участке «Солнечный», представляющего экономические перспективы для развития области.
Ключевые слова. Томский выступ, литиевое оруденение, сподумены, пегматиты, докембрийские отложения, тектоника, геологический разрез, поисковые признаки, Кемеровская область, прогнозные ресурсы.
Список исполнителей
Николаев Дмитрий Павлович методическое руководство при проведении полевых работ и написании отчета.
Татаревская Таисия Георгиевна методическое руководство при проведении полевых работ и написании отчета.
Ястчембский Кирилл Дмитриевич , 10 класс полевые работы, камеральная обработка материалов, фото, написание отчета – главы 1, 3 -5, заключение.
Кушнарева Анастасия Вячеславна , 11 класс полевые работы, камеральная
обработка, глава 2, введение.
Котляров Владислав Андреевич , 11 класс полевые работы
Насиров Эрлан Бакытбекович , 9 класс полевые работы
Москаленко Илья Антонович, 8 класс полевые работы, электронная обработка графических приложений
Козлова Виктория Андреевна , 8 класс полевые работы.
Содержание
Введение……………………………………………….…………..5
Глава 1. Общие сведения о сподуменах……………….…………….....6
1.1. Характеристика сподуменовой минерализации……...….6
1.2. Области применения лития………………………………..7
1.3. Мировой рынок лития……………………….………….….8
1.4. Гипотезы образования пегматитов………..…………….…9
1.5. Геолого – промышленные типы месторождений лития....10
1.6. Поисковые признаки месторождений сподуменовых пегматитов………………………………………………..…11
Глава 2. Сведения о районе работ….……………………………………14
2.1. История открытия сподуменовых пегматитов……………...14
2.2. Географо – экономическая характеристика Кемеровской области……………………………………………………………………16
2.3. Краткая геологическая характеристика Томского выступа…………………………………………………………………...19
2.4. Ташелгинский рудный район………………………………..19
2.5. Характеристика участка «Солнечный»………….………….25
Глава 3. Методика и объем выполненных работ……..……..……….…26
3.1. Виды и объем выполненных работ………….………………26
3.2. Поисковые признаки…………………………………………26
3.2.1. Прямой поисковый признак……………………………….27
3.2.2. Геохронологический признак………………….…...……..27
3.2.3. Геофизический признак…………………………….….…..27
3.2.4. Структурно – тектонический признак………………….…27
3.2.5. Аэрокосмический признак……………………….…….…..27
3.2.6. Петрографическийпризнак…………………………………27
3.2.7. Геохимический признак…..………………….………….…31
3.2.8. Минералогический признак………………….…………….32
3.2.9. Магматический признак……………..…………………..…37
3.2.10. Признак аналогии…..…….……………………………..…37
Глава 4. Оценка прогнозных ресурсов оксида лития по участку……..37
Глава 5. Дальнейшие рекомендации по проведению работ………….38
Заключение……………………………………………………………….39
Список использованной литературы…...……………………………….40
Фотоприложение ………………………………..……………………….41
Мы нередко проходим
равнодушно мимо выходов,
кажущихся нам малоинтересными,
пропуская ценные месторождения.
С.С.Смирнов,1936
Введение
Основанием для проведения полевых работ в бассейне р. Ташелги и дальнейшей обработки полученных материалов послужила информация о том, что в 1992 году геологами Алмазного отряда были зафиксированы выходы на поверхность сподуменовых пегматитов в нижнем течении реки [6]. Это было первое открытие литиевых руд в Кемеровской области; ему было дано название – участок «Солнечный».
Цель исследований: доизучение геологического строения участка «Солнечный» и определение перспектив литиевого оруденения в границах этого участка.
Задачи исследований:
1. Провести полевые маршруты с целью определения геологических границ литиевого оруденения на участке «Солнечный».
2. Отобрать образцы пегматитов из коренных (в том числе делювиальных, элювиальных…) отложений для проведения различных видов анализов (минералогический, петрографический, химический и другие).
3. Проанализировать полученные результаты специальных исследований, и на их основе провести:
· Комплексный анализ поисковых признаков;
· Выявление масштаба распространения пегматитов на участке «Солнечный»;
· Оценку прогнозных ресурсов оксида лития на участке «Солнечный»;
· Определение перспектив дальнейших работ на участке с учётом экономического положения в стране и территориального расположения участка.
В полевой экспедиции принимали участие юные геологи:
Кушнарева Анастасия, Ястчембский Кирилл, Котляров Владислав, Москаленко Илья, Насиров Эрлан и Козлова Виктория.
Руководство осуществили инженеры – геологи Николаев Д.П. и Татаревская Т.Г., которые оказывали практическую и методическую помощь в проведении полевых работ, а также дали ряд ценных предложений при написании отчета. Руководители полевой геологической экспедиции передавали свой опыт по выявлению поисковых признаков редкометальных сподуменовых пегматитов Ташелгинского рудного района.
Глава 1. Общие сведения о сподуменах
1.1.Характеристика сподуменовой минерализации
Сподумен - (от др. греч, σποδομενος — «обращаемый в пепел»), - минерал из группы моноклинных пироксенов. Химический состав LiAl(Si2O6). Образует вытянутые призматические кристаллы размером 1-10 см, иногда достигающие 1м длины и редко 10-16м. Окраска серая, желтоватая, зеленоватая, розоватая, иногда минерал бесцветен; блеск стеклянный; твердость по минеральной шкале 6,5-7; удельный вес 3,13-3,20 г/см3. Разновидности: гидденит - зеленый за счет хрома, кунцит - светло-фиолетовый. Обе разновидности относятся к драгоценным камням.
Спутники сподумена - кварц, мусковит, альбит, касситерит, лепидолит, турмалин, амблигонит, пенталит, рутил, анатаз, литиофиллит, тридимит, гюбнерит и др. [1].
Сподумен принадлежит к числу редких минералов, но в ряде мест образует редкометальные месторождения. Встречается в пегматитовых жилах, в гранитах (Алахинское месторождение, Горный Алтай) [5].
Литий - (от, латинского Littium) – обозначается символом Li. Это элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов. Простое вещество литий – мягкий щелочной металл серебристо - белого цвета. Металлический литий хорошо прессуется и парамагнитен. Плотность 0,533г/см3; температура плавления – 180°C, кипения – 1340°C.
Открыт литий в 1817 году шведским химиком А.Арфедсоном в минерале петалите; название от греч. Lithos – камень. Как щелочной металл, проявляет высокую химическую активность. Взаимодействует с кислородом, азотом, фосфором, серой и другими неметаллами, аммиаком. Растворяется в воде с выделением водорода. Образует растворимые в воде хлорид, сульфат, нитрат, гидрокарбонат. Гидрооксид лития проявляет свойства сильной щелочи.
В природных средах литий находится в трёх формах: собственного минерала, растворимого соединения и изоморфной примеси в других минералах. Ионный радиус лития близок к двухвалентному железу, магнию, алюминию. Наибольшее количество лития находится в рассеянном состоянии [4].
Рис. 1. Мировое потребление лития по областям применения и видам товарных продуктов(%).
1.2. Области применения лития
Литий – стратегический металл, обладает своеобразными свойствами и находит эффективное применение в промышленности. Добавка Li2CO3 в электролитическую ванну при производстве алюминия позволяет:
· Снизить температуру замерзания электролита;
· Увеличить электропроводимость электролита;
· Уменьшить расход анода;
· Снизить расхода криолита.
Всё это приводит к уменьшению расхода электроэнергии, снижает стоимость полученного алюминия и увеличивает производительность. На одну тонну алюминия расходуется 2,5 – 3,5 кг карбоната лития [7].
Минералы и химические соединения лития широко используются в производстве различных видов стекол для катодно – лучевых трубок и телевизионных кинескопов, а также фарфора, фаянса, жаростойкой и термостойкой керамики, глазурей, эмалей. Добавки повышают качество. Введение Li2O сокращает время обжига, улучшает химическую устойчивость керамических изделий.
Литиевая смазка обладает уникальной способностью сохранять физические свойства в температурном режиме до 150°C, что имеет очень большое значение в высокотехнологичном оборудовании. В металлургии серебристый металл улучшает структуру и физические свойства меди, свинца, благородных и других сплавов.
Хлорид и бромид лития обладает способностью поглощать дымы, углекислоту, влагу, пары аммиака; успешно применяется для кондиционирования воздуха.
Применяется литий в производстве синтетического каучука, электролитических батарей, фармацевтике и особенно в алюминий – литиевых сплавах, при производстве химических источников тока, топливных элементов атомных реакторов и термоядерных синтезах. Добавка 1,5 – 3% лития в алюминиевые сплавы используется в авио – ракето – космической технике (снижает плотность на 8 – 12% и повышает устойчивость к коррозии на 15%).
Спрос на литий в последние 10 лет значительно возрос. Это обусловлено применением его в аккумуляторах ноутбуков, смартфонов, планшетов и других электронных устройств.
В настоящее время областью широкого применения Li – ионных аккумуляторов обещает стать автомобильная промышленность.
1.3. Мировой рынок лития
Литий используется в большом количестве отраслей промышленности из-за его уникального высокоэлектрохимического потенциала коэффициента теплового расширения и каталитических свойств. Так, мировое потребление лития увеличилось с 12800 тонн в 2000 году до 22800 в 2008 году, т.е. на 6% в год [8].
. 
Рис. 2 – Цены на литий, доллары.
Спрос на литий снизился ввиду мирового экономического кризиса в 2009.
Разработка месторождений сподуменовых пегматитов сможет приносить как стране, так и региону колоссальный доход.
1.4. Гипотезы образования пегматитов
Пегматиты относятся к позднемагматическим образованиям. Формируются они на самых завершающих ступенях отвердевания интрузивных массивов и расположены близ их кровли.
Отличие пегматитов от родственных интрузий характеризуется размерами, линзообразно – гнездообразной формой, зональным строением, неравномерностью зерен, крупными кристаллами слагающих их минералов, наличием продуктов метасоматической переработки первичных минеральных ассоциаций магматического происхождения [8].
Пегматиты соответствуют глубинным изверженным породам любого состава. Преобладают гранитные пегматиты, редко встречаются щелочные и ещё реже основные и ультраосновные.
Преобладающими формами пегматитов являются простые пастообразные тела, и реже тела сложного состава. Сподуменовые пегматиты встречаются в виде линз, гнезд, иногда тел каплеобразного очертания. Размеры пегматитовых залежей весьма разнообразны и иногда достигают значительной величины.
Самыми перспективными сподуменовыми типами являются альбит – сподуменовые. Они представляют высшую форму дифференциации. На образование редкометальных пегматитов влияют метасоматические замещения, в результате чего развиваются скопления редких минералов и элементов. Большую роль на образование пегматитов оказывает тектоника.
На образование пегматитов имеется несколько гипотез:
Первая гипотеза – магматическая, изложенная А.Е. Ферсманом. Сторонники этой гипотезы считали пегматиты продуктом затвердевания обособленного магматического очага остаточной магмы, по которой вначале по принципу фракционной кристаллизации выпали в определенной последовательности пиромагматические минералы, подверженные частичному преобразованию под воздействием летучих минерализаторов, накопившихся к концу процесса в пегматитообразующем процессе.
А.Е.Ферсман при формировании пегматитов выделяет 5 этапов: магматический, эпимагматический, пневматолитовый, гидротермальный, гипергенный. Этапы расчленены на 11 фаз, или стадий, пегматитообразования [9].
Вторая гипотеза – пропагандируется американскими геологами. По этой версии пегматиты образовались комбинированным путём по сложной схеме. На первом этапе в закрытой системе по принципу фракционной дифференциации образуется зональное строение пегматитов простого состава, а на втором этапе, в условиях раскрытой системы, происходит метасоматическая их переработка растворами, поступающими из глубины магматического очага. С этим и увязывается образование сложных по составу и строению пегматитовых зон [8].
Третья гипотеза – метасоматическая. Эта гипотеза предложена А. Н. Заварицким, В.Д.Никитиным, Н.А.Успенским и другими. Гипотеза полностью отрицает особую пегматитообразующую остаточную магму. Формирование пегматитов связывается с метасоматическими преобразованиями рядовых пород остаточными веществами, поступающими из глубины магматических источников. Источниками служат горячие газоводные растворы в условиях открытой для выноса системы. В результате осуществляются пегматитообразующие минеральные комплексы крупнозернистых агрегатов, имеющих зональное строение. Образуются пегматиты простого состава. На втором этапе происходит метасоматическая переработка и формирование пегматитов сложного состава.
Гипотеза четвёртая – метаморфическая. Эту гипотезу образования пегматитов поддерживают Ю.М.Соколов, В.Н. Глебовская и другие геологи [9].
Её основой является корреляция пегматитов с соответствующими этапами и фациями регионального метаморфизма. Простые керамические пегматиты связаны с породами альмандин – силлиманитовой субфации; мусковитовые пегматиты ассоциированы с породами дистен – силлиманитовой субфации; сложные редкометальные залегают среди пород андалузит – силлиманитовой субфации и амфиболитовой фации, а редкоземельные среди пород гранулитовой фации.
1.5. Геолого – промышленные типы месторождений лития
Основными геолого – промышленными типами литиевого сырья в России являются редкометальные пегматиты, альбит – сподуменовые и сподумен – микроклин – альбитовые. Почти все месторождения лития относятся к комплексным. Отработка ведётся с попутным извлечением других редкоземельных металлов (порядка 3 – 4 полезных компонента). Наряду с литием комплексно извлекаются: тантал, ниобий, бериллий, рубидий, цезий и олово.
В эксплуатируемых пегматитовых месторождениях содержание Li2O составляет 3%, иногда более.
По масштабам оруденения (тыс. т Li2O) месторождения подразделяются на [4]:
· Очень крупные – 600 -1200 тыс. т
· Крупные - 300 – 600 тыс. т
· Средние – 100 – 300 тыс. т
· Мелкие – 40 – 100 тыс. т
В настоящее время производство лития из собственного сырья в России прекращено. По этой причине красноярский и новосибирский химические заводы импортируют литиевое сырьё для дальнейшей переработки из – за рубежа.
Подавляющая часть запасов зарубежного лития (более 71%) заключено в литий - содержащей рапе солёных озер. Среднее содержание оксида лития в рапе колеблется от 0,01до 0,5%.
Пегматитовые месторождения России по запасам несколько мельче и беднее зарубежных. Главное препятствие в их освоении – расположение в неосвоенных и недоступных районах, но с освоенной в отечественной промышленности технологией. В связи с этим район Кемеровской области приобретает высокую значимость. Всего 40 км по гравийной дороге от железнодорожной линии Абакан – Новокузнецк, и вы уже в благоприятных горно – геологических условиях освоения месторождений железа и редкометального лития.
Ресурсы лития в России также имеются и связаны с рассолами, выявленными разведочными и добычными работами на углеводородное сырьё в Восточной Сибири. Известно более 35 скважин с самоизливающимися рассолами; но встаёт экологическая проблема сохранения окружающей среды. Извлечение лития из этих рассолов требует доработки технологий и организационных усилий по реализации получаемых продуктов.
1.6. Поисковые признаки месторождений сподуменовых пегматитов
В основу анализа положены поисковые признаки литиевого оруденения месторождений всего мира. Поисковыми признаками литиевых месторождений являются: структурно – формационные, тектонические, геохронологические, магматические, геохимические, геофизические, минеральные и другие [1].
Кратко охарактеризуем поисковые признаки:
1. Структурно – формационный. Месторождения лития приурочены к
сподуменовым пегматитам, расположенным как на платформах, так и на жёстких выступах. Содержание лития в местах таких структур 1,15 – 1,5%. В геосинклинальных областях месторождения содержат 0,8% лития.
2. Тектонический признак – пегматиты группируются в пределах узких
протяженных тектонических зон. Это типы разрывных нарушений, косо ориентированных к оси складок, трещинам скола и отрыва, сдвига, сброса пластовых отложений. Пегматиты приурочены к щелочным интрузиям, положение которых определяется наличием поперечных нарушений.
1. Метаморфический признак. Сподуменовые пегматиты локализуются
среди пород эпидот – амфиболитовой фации.
4. Магматический признак пегматитов связан с гранитами, которые располагаются от гранитных тел на 1 – 7 км. Зримая связь пегматитов с гранитами не прослеживается.
5. Минерально – петрографический признак является ведущим для
сподуменовых пегматитов. Перспективными являются альбит – сподуменовые и микроклин – альбит – сподуменовые пегматиты, которые
Рис. 3. Карта полезных ископаемых Кемеровской области
Рис. 4. Обзорная карта района Ташелгинского месторождения
Условное обозначение
-Ташелгинское рудное поле
разнообразны по минералогическому составу.
Альбит – сподуменовые пегматиты. Главные минералы - кварц, альбит,
сподумен; второстепенные - мусковит, турмалин, гранат, апатит, касситерит; редкометальные: сподумен, берилл, колумбит, тридимит, литиофиллит. Сподумен представлен мелкими пластинчатыми выделениями от 1 мм до 20 см; окрашен в пепельный, сероватый или зелёный цвета. Самые крупные месторождения лития связаны с альбит – сподуменовыми пегматитами.
6. Геохимический признак. Рудоносность пегматитов обусловлена
поведением щелочей и летучих компонентов в ходе развития пегматитового процесса. При этом происходит закономерная смена минеральных парагенезисов и его геохимических особенностей. А.И. Гинзбург выделяет при формировании пегматитов несколько этапов, последовательно характеризующих геохимическую специализацию пегматитов. Последовательность этапов: калиево – натриевый, калиевый, литиевый, натриевый, поздний калиевый. Литиевый этап характеризуется скоплением сподумена с большой концентрацией лития в минеральной массе пегматита. При низких концентрациях литий входит в состав других минералов [2].
7. Геофизический признак – размещение месторождений контролируют отрицательные гравитационные аномалии, магмоконтролирующие глубинные разломы и сопряжённые с ними дайки и оруденения. Хорошо работает при поиске пегматитов применение гравиметрии, а также гамма - и аэросъемки.
Рассмотрев гипотезы генезиса пегматитов и поисковые признаки литиевых месторождений, приходим к пониманию условий образования сподуменовых пегматитов Ташелгинского рудного района.
Глава 2. Сведения о районе работ
2.1. История открытия сподуменовых пегматитов в Ташелгинском рудном районе [13].
Первые сподуменовые пегматиты были обнаружены на стыке
Кузнецкого Алатау и Горной Шории в бассейне реки Ташелга (рис.6). Название река получила благодаря занятию местных жителей – шорцев, добывающих здесь железную руду. Прежде чем плавить, руду мелко толкли и просеивали через сито. «Сеять камень» по – шорски «таш элаг», иначе - Ташелга.
Геологическое изучение недр Томского выступа и территории
Ташелгинского района началось с 1925 года. В 1930 году геологом Л. Л. Пожарицким было обнаружено в бассейне реки Ташелги на участке Коп – Тау железорудное месторождение. Впервые о пегматитах бассейна реки Ташелги сообщил геолог Л.А. Додин в 1942 году.
С тех пор в пределах Ташелгинского района проведены многочисленные геологические, геофизические и разведочные работы. Проведена геологическая съемка масштаба 1:50000 (1956), в 1970 году геологическая съемка масштаба 1:10000 [15]. В конце 60-х годов проведены разведочные работы на железо [11]. Этими работами подсечены многочисленные жилы пегматитов до глубины 700 м, но они не опробовались на присутствие редких металлов. Геологическое строение и минеральный состав железорудного месторождения отражены в геологических отчётах и научных статьях. Все работы были подчинены оконтуриванию и подсчету запасов железных руд Ташелгинского месторождения. Запасы железной руды месторождения составляют 90 млн. тонн.
Несмотря на то, что в пределах района проводились разнообразные
геологические работы, редкометальные сподуменовые пегматиты на этой территории обнаружены не были. То, что не было чёрным магнетитом в керне скважин, не представляло интереса и не опробовалось.
С 1987 по 1991 гг. Алмазным отрядом Комплексной Тематической
экспедиции проведена прогнозная оценка на алмазоносность всей территории ЗСГУ, а с 1991 года отряд проводил поиски алмазов на Томском выступе, куда входит территория Ташелгинского района. Знакомясь со статьями по алмазным трубкам, было замечено, что зонально редкоземельное и редкометальное оруденения соответствуют алмазным трубкам. Эти обстоятельства привели к открытию редкометальных сподуменовых пегматитов в бассейне рекиТашелги.
В 1992 в полевом маршруте геологами Алмазного отряда Д. П.
Николаевым и В. Е. Бесконечным в правом берегу реки Ташелги была извлечена глыба беловато – серого, с зелёным оттенком, крупнокристаллического пегматита. Её размер в поперечнике составлял 80 см. Спектральным и химическим анализами было определено содержание оксида лития (Li2O) более 3%. Минералогическим анализом были определены минералы: сподумен, кварц, альбит, мусковит и другие редкометальные минералы. В дальнейшем были обнаружены и другие точки сподуменовых пегматитов. Участок редкометального оруденения был назван «Солнечный».
Ввиду того, что Ташелгинский район сильно закрыт, был проведен
детальный маршрут с применением валунного метода поисков от устьев Ташелги до её истоков. Валунный метод в закрытых районах очень эффективен, он хорошо зарекомендовал себя при поисках медно – никелевых месторождений в Норильском районе, где его освоил Николаев Д.П. и позднее применил при поиске редкометальных сподуменовых пегматитов в Ташелгинском рудном районе.
По руслу реки Ташелги в пределах участка «Солнечный», а также в долине реки и в её правом борту, напротив водораздела ручьев Половинный и Мраморный, были зафиксированы аллювиальные, делювиальные и элювиальные образования сподуменовых пегматитов с зонками мусковита до 15 см. В правом борту Ташелги, между притоками Половинный и Мраморный, на протяжении 1,2 км, более чем в 6 точках были выявлены сподуменовые пегматиты с содержанием оксида лития более 3%. На водоразделе ручьев была задана канава, которая вскрыла мощную зону сподуменовых пегматитов мощностью 1,4 м. В 10 метрах от канавы были выявлены элювиальные свалы сподуменовых пегматитов. Прогнозный запас оксида лития по всей литиеносной зоне составил 160 тыс. тонн (по Р3). В прогноз запасов входили и скважины с пегматитовыми жилами, которые пройдены на железо по карбонатному комплексу. Керн скважин не опробовался и не сохранился, но судя по описанию скважин, он подобен жилам сподуменовых пегматитов.
В 2004 году в этом районе под руководством Д. П. Николаева была
проведена геологическая практика с юными геологами, где школьники знакомились с предполагаемыми алмазными трубками. Были проведены также геологические маршруты на редкометальное оруденение. Выявлены новые точки, уточнены границы перспективного участка «Мраморный».
Поисково – оценочные работы в течение 2005 – 2007 годов проводила ФКУСП «Запсибгеолсъёмка» при участии научных сотрудников ФГУП «ИМГРЭ». Ими выявлены и опробованы жилы сподуменовых пегматитов и рекомендованы к утверждению прогнозные запасы на участке «Мраморный» в количестве 67 тыс. тонн (по Р2).
Спустя 10 лет мы вновь посетили эти места (фото 2 – 3). Сподуменовые пегматиты участка «Солнечный» были доизучены, и проведен прогнозный подсчет запасов, что отражено в отчёте,
2.2. Географо – экономическая характеристика Кемеровской области
Кемеровская область располагается в пределах северо – западной части
Алтае – Саянской складчатой области (АССО). Она по праву считается индустриальным центром Сибири. На территории области сконцентрированы крупные предприятия большой химии, черной и цветной металлургии, угледобывающей и горнорудной промышленности, мощные тепловые электростанции, могучая стройиндустрия, транспортные узлы. Здесь находятся крупные промышленные города: Юрга, Ленинск – Кузнецкий, Кемерово, Новокузнецк, Прокопьевск, Белово, Междуреченск, Таштагол и другие. По территории области протекает крупная река – Томь со своими многочисленными притоками. Проходит Транссибирская железнодорожная магистраль. Кузнецкий Алатау и Горная Шория рассечены железнодорожными линиями Новокузнецк – Абакан и Новокузнецк – Таштагол. Через Кузбасс проходит железная дорога Кемерово – Новокузнецк, а также города соединены добротными автомобильными трассами (рис.3).
В Кузнецкой котловине Кемеровской области в 1950 -1953 гг. впервые
в Сибири проводились геолого – геофизические работы на нефть и газ. Выделен ряд перспективных площадей на ценное углеводородное сырье. В административном положении район работ входит в Новокузнецкий и
Рис. 6. Схема тектонического районирования западной части Алтае – Саянской складчатой области (Кемеровская область)
Условные обозначения
| …… |
- границы геолого – тектонических структур
- Томский выступ
|
- Проявление литиеносных пегматитов
Междуреченский районы Кемеровской области, расположен в системе реки Мрас-Су, в бассейне реки Ташелги (рис.4).
Ташелгинский рудный район представляет для региона большую важность. Здесь открыты месторождения железа, поделочных мраморов, лития, рудопроявления корундов и алмазов, есть фонтанирующие скважины с вкусной минерализованной водой. В туристическом плане он перспективен: в районе возможны водные, пешие, конные маршруты; прекрасные пейзажи, пороги рек, пещеры, экзотические породы с интересными минералами могут заинтересовать и привлечь туристов (фото 1, 4 - 11). Регион имеет огромные потенциальные возможности для открытия и освоения месторождений новых полезных ископаемых с использованием промышленной базы региона, в котором развиты горнодобывающие, металлургические и другие предприятия (рис. 5).
2.3. Геологическая характеристика Томского выступа
Кузнецкий Алатау – это складчато – глыбовая область с распространением древних массивов, близких по особенностям развития к платформенным блокам.
На платформах определяющими структурами для поиска полезных
ископаемых считаются древние поднятия – жёсткие участки. Томский выступ рассматривается как древнее устойчивое поднятие. Глубинными разломами и оперяющими их тектоническими нарушениями Кузнецкий Алатау и Горная Шория разделены на разновозрастные блоки, в которых локализованы месторождения полезных ископаемых.Томский выступ сложен докембрийскими породами, метаморфизованными до глубоких степеней - от эпидот – амфиболитовой до гранулитовой. В пределах массива имеют место гранитогнейсовые купола докембрия. Магматизм проявлен от кислого до ультраосновного и щелочного. С гранитными интрузиями пространственно связаны и пегматитовые жилы.
2.4. Ташелгинский рудный район
Ташелгинский рудный район расположен на стыке структур:
Кузнецкого Алатау, Горной Шории и Кузнецкой котловины (рис. 6). Он занимает северо-западную краевую часть древнего Томского выступа. В строении района участвуют глубокометаморфизованные гнейсы конжинской свиты (Pt2kn) разного минералогического состава; мрамора, доломиты карбонатного комплекса терсинской свиты (Pt2tr);сланцы и вулканогенно-осадочные образования ташелгинской свиты (Pt3tsh). Глубинные разломы и оперяющие их дизъюнктивы в районе проявлены широко. Они играют важную роль в локализации сподуменовых пегматитов. Имеет место интрузивный магматизм гранитовых (Порожинский, Томский), основных, ультраосновных и щелочных пород. Породы метаморфизованы в глубокой степени: от эпидот – амфиболитовой до гранулитовой. В пределах Ташелгинского рудного района выделена Ташелгинская литиевая зона с титаном и ниобием. По простиранию зона прослеживается на 6 – 7 км, шириной 200 – 600 м. Расстояние между сподуменовыми участками 3,5 – 4 км. Размах оруденения составляет около 400 м.
В Ташелгинском рудном районе известно более 90 минералов, при
этом и драгоценных, таких как алмазы, сподумены, турмалины, дымчатый кварц, тантало – ниобаты, золото и другие.
В терсинском карбонатном комплексе сосредоточены сподуменовые пегматиты, являющиеся предметом нашего исследования.
|
|
(по Николаеву Д.П.)
Рис. 8. Геологическая карта Ташелгинского поля пегматитов
(участок «Солнечный»)
Масштаб 1:25000
Условные обозначения к геологической карте и разрезу (рис. 8 и 9):
Мундыбашская свита. Туфы, лавы дацитовых порфиров, песчаники, алевролиты
Ташелгинская свита. Сланцы хлоритовые серицитовые филлиты, диабазы, спилиты, порфироиды с линзами и прослоями мраморизованных известняков, тальк – серицитовых сланцев, кварцитов, метапесчаников
Терсинская свита. Мраморы, доломитовые мраморы с тремолитом, кварциты, гнейсы гранат – амфибол – биотитовые, гранат – биотитовые, амфиболовые сланцы с прослоями гранат – биотит – плагиоклаз – кварцевых, графит – биотит – мусковит – плагиоклаз – кварцевых кристаллических сланцев
Конжинская свита. Амфиболиты, гнейсы с мелкораспыленным графитом, гранат – биотитовые, гранат – биотит – силлиманитовые, гранат – амфибол – биотитовые с прослоями, линзами мраморов, карбонатно – силикатных пород, ортоамфиоболитов, пироксеновых амфиболитов, амфиболовых сланцев
Граниты микроклиновые равномернозернистые, порфиробластовые
Ташелгинский габбро – пироксен - дунитовый комплекс
Габбро роговообманковые, роговообманково – пироксеновые оливиновые, габбро – нориты, нориты, горнблендиты, анортозиты, пироксениты, вебстериты, лерциолиты, дуниты, серпентиниты
Тебинский габбро – диоритовый комплекс метаморфизованный
Диориты, кварцевые диориты, плагиограниты, ортоамфибилиты, габбро метаморфизованные
Туфы дацитовых пород
Сланцы хлоритовые, хлорит – эпидотовые, хлорит – серецитовые, тальк – серицитовые
Известняки мраморизованные, мраморы
Доломиты
Сланцы гранат – биотит – мусковит – плагиоклаз – кварцевые с гранитом
Гнейсы
биотитовые, гранат – биотитовые, силлиманит – гранат – биотитовые, гранат – амфибол – биотитовые
Амфиболиты
Граниты калиевые, равномернозернистые
Граниты мелкозернистые, высокоглиноземистые
Диориты
Габбро, габбро – нориты (а), горнблендиты, пироксениты, дуниты (б)
Магнетитовые руды
Жилы пегматитов плагиоклазового, плагиоклаз – калишпатового состава (вне масштаба)
Сподуменовые пегматиты плагиоклазового, плагиоклаз – калишпатового состава в коренных: а) – элювии, б) – делювии, в) – точки с минерализацией сподумена по данным шлифов, и шлихпроточек, г) – литийсодержащая зона сподуменовых пегматитов с танталом, ниобием
Гранитизация, фельдшпатизация – а), мигматизация – б)
Графитизация – а), хлоритизация – б), эпидотизация – в), биотизация – г)
Зоны проявлений: а) – будинажа; б) – брекчирования; в) – кора выветривания
Зоны систем трещин: скола, отрыва
Границы стратиграфических подразделений: а) – достоверные, б) – предполагаемые
Элементы залегания: а) – слоистости, б) – полосатости, в) – кристаллической сланцеватости
Участок поисковых работ «Солнечный»
Места отбора проб
| ||||||||||||||
| ||||||||||||||
 | ||||||||||||||
 | ||||||||||||||
 |  |  | ||||||||||||
 | ||||||||||||||
 | ||||||||||||||
 |  | |||||||||||||
|
|
Рис. 9. Геологический разрез по линии АВ
Масштаб 1:25000
2.5. Характеристика участка «Солнечный»
Проявление лития - участок «Солнечный» - расположено в Ташелгинском рудном районе, в 115 км от Новокузнецка и в 50 км от Междуреченска. В 42 км находится ближайший населённый пункт – посёлок Майзас, с которым связан лесовозной гравийной дорогой и понтонной переправой через реку Томь (рис.4).
Рудопроявление лития «Солнечный» является южной частью
Ташелгинской литиеносной зоны. В геологическом плане участок «Солнечный» сложен древнейшими породами протерозоя: гнейсами конжинской свиты, мраморами и доломитами терсинской свиты, сланцами ташелгинской свиты. Интрузивные образования - граниты и гранито - гнейсы Порожинского массива, различные диориты Тебинского метаморфического комплекса. В пределах древнего метаморфического комплекса отмечаются и основные породы Ташелгинского габбро – пироксен – дунитового комплекса. Геологическое строение участка хорошо иллюстрируется геологической картой и геологическим разрезом (рис. 8 и 9). Сподуменовые пегматиты отмечены в 8 пробах в правом и левом бортах Ташелги, отобранных из элювиальных отложений в старой выработке. Среднее содержание лития составляет от 0,03 до 6,4% (табл. 1).Отмечены сопутствующие элементы: рубидий, бериллий, цезий и другие. На участке в пойме реки в течение многих лет проводились работы по добыче россыпного золота. Добываемая золотая россыпь проходила через участок «Солнечный». Оставлено много обломочного материала, который затрудняет проведение поисков.
Как известно, глубинные разломы, с которыми связаны оруденения,
скрыты и проходят по бортам рек. В этом есть сложность их наблюдения. По участку установлены поисковые признаки, которые являются главными признаками для литиевых месторождений. Вот их перечень: прямой, структурно – тектонический, петрографический, геохимический, геофизический, магматический, аэрокосмический, признак аналогий литиевых месторождений.
Эти признаки положены в основу поиска литиевого оруденения участка «Солнечный». На основании признаков сделан прогнозный подсчет запасов лития. За основу взят прогноз по Ташелгинской литиевой зоне, участок «Мраморный». Здесь жилы сподуменовых пегматитов вскрыты горными выработками и прослежены буровыми скважинами на глубину 200 – 300 м. В расчет брались и скважины, пробуренные на железо в карбонатном комплексе. Выявленные поисковые признаки, иллюстрированные картами и схемами (рис.10 - 15) позволяют показать геологическое строение, и наметить перспективы литиевого оруденения.
Подобное познается подобным
(из курса геометрии)
Глава 3. Методика и объем работ
Глава 3.1. Виды и объем выполненных работ
Исходя из поставленных задач, нами были проведены следующие виды работ:
1. Проведён анализ литературных источников, как опубликованных, так и
находящихся на хранении в фондах геологической информации.
2. Проведено 5 геологических маршрутов с общей протяженностью 30 п.
км, по результатам которых уточнены границы распространения сподуменовых пегматитов.
3. Отобраны штуфы для проведения различных видов анализов (табл.1-2).
4. В пределах участка «Солнечный» произведено шлиховое опробование
водотоков и логов терсинского карбонатного комплекса с общим объемом 18 шлиховых проб (рис.15). В этом карбонатном комплексе локализуется литиевое оруденение. С целью определения индикаторных минералов в сподуменовых пегматитах и масштабов оруденения было проведено шлиховое опробование по выработкам. Кроме того, были взяты и данные опробования предшествующих работ на сподуменовые пегматиты [13]. В камеральный период проведен минералогический анализ проб. Результаты отображены на карте индикаторных минералов (рис. 15).
5. Произведена фотосъемка наиболее интересных мест на участке и в его
окрестностях (фотоприложение).
6. Произведено полевое дешифрование аэрофотоснимков (рис. 12).
7. Выполнено построение разреза с предполагаемой геологической
ситуацией на участке «Солнечный» (рис. 9).
8. Выявлен ряд геологических поисковых признаков, подтверждающих
наличие литиевого оруденения на площади участка «Солнечный».
9. С учётом предшествующих оценочных работ на участке
«Мраморный», проведён прогнозный подсчет запасов оксида лития в пределах участка «Солнечный» до глубины 300 м.
10. Проведен благоприятный прогноз дальнейших геологических работ на
исследуемом участке.
Глава 3.2. Поисковые признаки литиеносности участка «Солнечный»
Поисковые признаки играют важную роль в изучении литиевого оруденения. Они прямо указывают о наличии руды и её масштабности. С учетом поисковых признаков определяется, какое оруденение можно ожидать на изучаемой территориии.
Охарактеризуем выявленные поисковые признаки участка «Солнечный».
Глава 3.2.1. Прямой поисковый признак
Сподуменовые пегматиты с промышленным содержанием лития и других сопутствующих минералов впервые выявлены на участке «Солнечный». Благодаря этим находкам открыты новые участки оруденения в пределах литиевой зоны (фото.4).
Глава 3.2.2. Геохронологический признак
Большое количество редкометальных пегматитовых месторождений сформировалось в протерозойское время. Сподуменовые пегматиты участка «Солнечный» приурочены к Томскому выступу, массив которого сложен древними породами конжинской и терсинской свит. Пегматиты находятся в зоне глубинного разлома, разделяющего эти древние свиты. В непосредственной близости от литиевых пегматитов расположен Порожинский гранито – гнейсовый массив рифейского возраста. Исходя из этих данных, сподуменовые пегматиты датируются как рифейские (рис. 8).
Глава 3.2.3. Геофизический признак
В геофизическом плане сподуменовые пегматиты участка «Солнечный» приурочены к гравитационной ступени геофизического поля. С гравитационными ступенями связаны глубинные и оперяющие их разломы (рис. 12).
Такая геофизическая позиция характерна для месторождений пегматитов с литиевым оруденением.
Глава 3.2.4. Структурно – тектонический признак
Сподуменовые пегматиты участка «Солнечный», как и вся литиеносная Ташелгинская зона, приурочены к юго-западной краевой границе Томского выступа и контролируются сколовыми нарушениями, а также нарушениями, которые пересекают под разными углами глубинные разломы. Распределение сподуменовых пегматитов имеет тесную связь с тектоническими нарушениями, наложенными на складчатые структуры, и определяется структурно – тектоническим признаком, который имеет место на многих месторождениях страны.
Глава 3.2.5. Аэрокосмический признак
Для выявления структурно – тектонических признаков использованы фотокосмические снимки (рис.12), по которым выделены нарушения и связь литиевого оруденения с ними.
Глава 3.2.6.Петрографический признак
Сподуменовые пегматиты участка «Солнечный» и всей литиеносной зоны имеют сподумен – альбит – микроклиновый, сподумен – плагиоклаз – полевошпатовый минеральный состав. Многие породообразующие минералы представлены двумя, реже тремя, парагенетическими генерациями, которые отвечают определенному этапу минералообразования: магматическому, позднемагматическому, гидротермальному, динамометаморфическому.
Под процессом динамометаморфизма мы понимаем не только механические превращения пород, но и химические преобразования, которые происходили в породах при низкой температуре и высоком давлении.
|
|
|
|
|
Рис. 10
|
|
|
|
|
Рис. 11
Условные обозначения:
Проявления сподуменовых пегматитов
Глубинные разломы Оперяющие разломы
На участке «Солнечный» сподуменовые пегматиты подвергнуты динамическому метаморфизму. Он проявлен в высокой степени и, по нашему мнению, очень затушеваны другие явления пегматитового процесса.
Сподуменовые пегматиты на участке по петрографическому составу «подразделяются на плагиоклазовые и плагиоклаз – калишпатовые. Плагиоклазовые сподуменовые пегматиты имеют минеральный состав: кварц (15 – 30%), плагиоклаз (40 – 50, редко 5 – 10%), мусковит (0 – 10%), сподумен (15 – 65, чаще 20 – 25%), акцессорные минералы (1 – 5, редко 7 – 8%). Из акцессорных минералов установлены: апатит, гранат, сфен, циркон, ортит, а из рудных – ильменит. В плагиоклаз – калишпатовых сподуменовых разностях - гранат (1 – 2%).
Таблица №1
Описание шлифов участка «Солнечный»
| № шлифа | Название | Текстурно - структурные признаки | Минеральный состав |
| 306-1 | Интенс. катакл., част.перекрист. My-Cn плагиопегматит | Кв гранулир (гранобл. агр);Cn-псевдодвойниковое строение по Cn I - Cn III; поCn I-My | Пл-50; Кв-25;Cn-10; Cn- III-5;My-5-7 |
| 306-2 | Бластокатаклазит по My-Сп плагиопегматиту | Слюды до 5 мм, деформир; Пл и Кв перекрист. | Пл-40;Кв-25;Cn-20; Cn III-5; My-10. My: Ng1~1,598; Np1~1,563 |
| 602 | Сподуменовый пегматит | Призматическая, участками директивная | Пл-20;Кв-15;Cn-50; My-7 |
| 329 | Бластокатаклазит по к/з My-Cn-пегматиту | Структура призматич., участками гранобластовая | Кв-18; Пл-7; Кпш-30;Cn-40;My-5-7% |
| 276 | Бластокатаклазит по г/з My-Cn-пегматиту | Структура гранобл., бластопризматическая | Cn-40; Кпш-40;My-5; Кв-15% |
| 302 | Бластокатаклазит по My-Cn-пегматиту | Структура гранобл., бластопризматическая | Кв-30; Пл-35-37; Cn-25; My-8% |
Символы минералов:
Cn – сподумен
Пл – плагиоклаз
Кпш – калиевый полевой шпат
Кв – кварц My – мусковит
Глава 3.2.7. Геохимический поисковый признак
В сподуменовых пегматитах участка «Солнечный» по данным спектрального и химического анализов установлено более 30 элементов. По классификации В.В.Гордиенко они могут быть подразделены на 4 группы:
1. Петрогенные – O, Si, Al, Na, K, входящие в главные минералы
пегматитов, содержание которых превышает 1%.
2. Группа второстепенных элементов - Li, Mg, Ca, Fe, Mn, Rb.
Содержание этих элементов в сподуменовых пегматитах 0,1 – 1%.
3. Группа редких элементов: Ba, B, Ti, Cr, V, Nb, Sn, содержание которых
в сподуменовых пегматитах – 0,001 – 0,1%.
4. Группа очень редких элементов: Sc, V, Co, Ni, Cu, Zn, Rb, Bi, Zr, Mo.
Содержание этих элементов в сподуменовых пегматитах участка «Солнечный» 0,0001 -0,001%.
Распределение этих химических элементов показано на рисунках 10, 11 и 14. Из таблицы (на рис. 10) видно, что в сподуменовых пегматитах участка «Солнечный» отмечается повышенное содержание таких петрогенных элементов, как кремний и алюминий; концентрация натрия и калия – в пределах нормы.
Группа второстепенных и редких элементов создает специфику редкометальных элементов и определяет их практическую ценность. Литий в сподуменовых пегматитах, вероятно, создал собственные минералы концентраторы – сподумен, литиофорит и другие.
Бериллий в сподуменовых пегматитах концентрируется в берилле и содержание его показано на графике.
Рубидий и цезий. Эти элементы не образуют собственных минералов. Вероятно, они концентрируются в полевом шпате, мусковите. На участке содержание Rb2O – 0,076%, CsО2– 0,018%.
Марганец в сподуменовых пегматитах составляет 0,1%; концентрируется он в гранате, литиофорите, апатите, колумбит – танталите.
Бор. Единственный концентратор бора – турмалин. Он является главным из минералов – индикаторов литиевого оруденения.
Очень редкие элементы:
Стронций - этот элемент рассеянный. Вероятно, концентрируется в полевых шпатах.
Цирконий и гафний концентрируются в цирконе.
Сера, висмут, сурьма в сподуменовых пегматитах отмечаются в малых содержаниях.
Молибден в сподуменовых пегматитах ассоциируется со сподуменом; его содержание – 0,0001%.
Цинк, кадмий, свинец, медь концентрируются в сульфидах и связаны, вероятно, с поздним этапом пегматитового процесса.
Никель, кобальт, ванадий в сподуменовых пегматитах отмечаются в малых содержаниях, а хром несколько повышен. Вероятно, сказывается геологическая ситуация.
Мы показали присутствие химических элементов в сподуменовых пегматитах участка «Солнечный», что является геохимическим поисковым признаком литиевого оруденения.
Таблица № 2
Таблица данных химического анализа проб участка «Солнечный»
Глава 3.2.8. Минералогический признак
В литиевых рудах участка «Солнечный» установлены следующие минералы: в лёгкой фракции – сподумен, кварц, полевой шпат, биотит; в магнитной фракции – магнетит, мартит; в электромагнитной фракции – сподумен, колумбит – танталит, турмалин, эпидот – цоизит, литиофорит, биотит, гранат, псиломелан, ильменит, халькопирит, сидерит; в тяжелой фракции – сподумен, касситерит, берилл, колумбит-танталит, турмалин, рутил, апатит, циркон, анатаз, сфен, пирит (рис. 14).
Кварц, главный породообразующий минерал в сподуменовых пегматитах на участке «Солнечный», отмечен в лёгкой фракции. Он является ведущим минералом пегматита.
Полевой шпат отмечается в легкой фракци. Среднее содержание до 25 – 35%.
Сподумен в рудах участка «Солнечный» отмечается в легкой, электромагнитной и тяжелой фракциях. Кристаллы сподумена встречаются в нескольких генерациях. Удлиненно-призматические (дощатые), в образцах кристаллы достигают 10 см. (фото 4, 5, 9 ). Это крупнозернистый сподумен II генерации. Кристаллы короткопризматические или изометрического облика относятся к третьей генерации. Сподумены характеризуют гидротермальную стадию. На участке «Солнечный» отмечено, что сподуменовые пегматиты испытывают динамометаморфизм, широко проявленный на участке. Этот процесс проявляется в сподуменовых пегматитах и в других регионах [13].
Мусковит в сподуменовых пегматитах составляет 5 – 10%. Иногда он связан с зональностью пегматитовых жил.
Колумбит – танталит в сподуменовых пегматитах выделен в электромагнитной и тяжелой фракциях. Колумбит – танталит пластинчатого облика как крупнокристаллический, так и мелкозернистый. Вероятно, они подчеркивают различные генерации пегматитового процесса.
Берилл встречен нами на участке «Солнечный» в тяжелой фракции. Зерна берилла – длиннопризматические и короткопризматические.
Апатит–акцессорный минерал сподуменовых пегматитов. Апатит является надежным поисковым индикатором редкометального литиевого оруденения.
Турмалин. Отмечается в электромагнитной и тяжелой фракциях. Нами отмечен турмалин черный - шерл. Ассоциирует с биотитом и эпидотом; является надёжным поисковым признаком литиевого оруденения.
Касситерит встречается среди минералов тяжелой фракции протолочек сподуменовых пегматитов. Цвет варьирует от тёмно-бурого до черного, схож с колумбитом – танталитом.
Биотит обнаружен в электромагнитной фракции. Цвет минерала ярко чёрный, иногда листочки биотита красновато – бурого цвета.
Циркон образует мельчайшие кристаллы; встречен в сподуменовых пегматитах в тяжёлой фракции. Для сподуменовых пегматитов это редкий минерал.
Ильменит ассоциируется с магнетитом, с гранатом и рутилом, встречен среди минералов тяжелой фракции.
Минералогический поисковый признак несет важную информацию для открытия литиевого месторождения, что и подтверждают результаты минералогического анализа исследуемого участка.
| |
Рис. 14.
I. Распространение минералов – спутников сподумена в литиевых рудах (в искусственных шлихах литиеносной зоны, участок «Солнечный»).
II. Шлиф литиевой руды с участка «Солнечный»:
1. Черное – зерна кварца;
2. Белое и серое – зерна полевого шпата;
3. Зеленое – таблитчатые и призматические зерна сподумена.
Слюды не показаны.
Рис. 15. Карта индикаторных минералов сподуменовых пегматитов участка «Солнечный».
Масштаб 1:25000
Условные обозначения
к карте индикаторных минералов сподуменовых пегматитов участка «Солнечный»
Речная сеть
Границы бассейна реки Ташелга
Площади сноса индикаторных минералов
| |
Карбонатный комплекс
|
|
Тектонические нарушения: а) глубинные; б) оперяющие
|
|
Шлиховые потоки индикаторных минералов: 1 – граната, ильменита; 2 – шеелита, рутила, циркона, турмалина и других минералов 
Проявления литиевых сподуменовых пегматитов
Жилы сподуменовых пегматитов
Гранитизация
Интрузивный комплекс:
|
а) габбро; б) грано – диориты; в) граниты 
Места отбора шлихов
Глава 3.2.9. Магматический поисковый признак
Гранитные пегматиты имеют генетическую связь с гранитными массивами. В нашем случае Порожинский гранито – гнейсовый массив рассматривается как источник основной массы элементов, необходимых для формирования редкометальных пегматитов.
Мы придерживаемся взглядов А.Е. Ферсмана, согласно которым образование петматитов – результат кристаллизации магматического гранитного остатка, обогащённого летучими подвижными компонентами, а также рассеянными элементами.
Порожинский гранитный массив расположен в 1,5 – 2,5 км от участка «Солнечный» (рис.8). Массив характеризуется многообразием минерального состава. Его многофазность представлена турмалин – мусковитовыми, биотитовыми и другими минералогическими разностями.
Глава 3.2.10. Признак аналогии с промышленными месторождениями
По внутреннему строению и составу жил Ташелгинские сподуменовые пегматиты близки Тастыгкому месторождению в Тыве. Тастыгское месторождение локализовано в карбонатной толще, является очень крупным. Оно находится в высокогорных условия в юговосточной части Сангиленского массива, в Алтае – Саянской складчатой области.
По содержанию попутных компонентов сподуменовые пегматиты имеют близкие минералогические характеристики. Вмещающие карбонатные толщи сформированы также в верхнепротерозойское время.
Геолого – промышленный тип – альбит-сподуменовый [7].
Глава 4. Оценка прогнозных ресурсов оксида лития по участку «Солнечный»
Оценка прогнозных ресурсов проведена с учетом прямого поискового признака, с помощью коэффициента рудоносности. Коэффициент рудоносности (Кр) рассчитывается как процентное содержание тел сподуменовых пегматитов. Объём пегматитовых тел (Кп) по рудному полю оценивается в процентах через соотношение суммарной длины пегматитовых тел, пересеченных выработками и скважинами, к суммарной длине интервалов вмещающих пород, где были встречены пегматиты. Доля сподуменового пегматита принимается в количестве 13% (по аналогии с известными пегматитовыми месторождениями лития в России).
Кп (=6,4%) мы взяли из отчета предшественников по участку «Мраморный» Ташелгинской литиевой зоны, как отношение мощности в горных выработках, траншеях, шурфах, канавах и глубоких скважинах к общей длине интервалов пересеченных пегматитовых тел [14].
Тогда Кр=6,4 .0,13=0,83%.
Объем (V) оцениваемого рудного поля участка «Солнечный» составит V=300S, где S – площадь рудного поля, равная 3405,5 м2, 300 – глубина подсчета. Следовательно:
V=300 м . 3405,5 м 2= 1021650 м3.
Объем сподуменов Vсп= V . Кр. Вероятный объем сподуменовых пегматитов на участке «Солнечный» составит
1021650 м3 . 0,83 = 847969,5 м3,
а масса рудных тел (М) составит 847969,5 м3 . 3 1 т/м3 = 2628705,4 тонн.
По аналогии подсчета запасов по участку «Мраморный» Ташелгинской литиеносной зоны мы подсчитали прогнозные ресурсы участка «Солнечный». Площадь прогнозного участка 2 км2. Используя подсчет прогнозных ресурсов участка «Мраморный» по формуле:
Р3=(М*Кр*С)/100,
где Р3 – прогноз ресурса оксида лития, в тысячах тонн, М – масса рудных тел пегматитов в тоннах, Кп – коэффициент достоверности оксида лития, С – средневзвешенное содержание оксида лития=1,1% [14].
Получаем Р3=2628705,4 . 0,83 . 1,1/100= 24000 тонн оксида лития.
Прогнозные ресурсы оксида лития участка «Солнечный» - 24 тысячи тонн, при среднем содержании оксида лития 1,1% (по нашим пробам содержание варьирует от 1,5% до 6,4%). Мы взяли заниженное содержание 1,1%, принимая во внимание, что опробование на участке проведено из аллювиальных, делювиальных и элювиальных сподуменовых пегматитов. А на участке «Мраморный» среднее содержание оксида лития по скважинам и горным выработкам составило от 0,85% до 1,1%, аналогично нашим условиям.
Как уже упоминалось, прогнозные ресурсы по участку «Мраморный» подсчитаны в объеме 67 тыс. тонн. По другим участкам литиевой зоны прогнозы ресурса оксида лития не проводились, но в районе горы Монгол буровыми скважинами также подсечены жилы литиевых руд. По прогнозам в том районе запасы составят не менее 15 тыс. тонн. Итого прогнозных запасов Li2O в сумме по литиевой рудоносной зоне предполагаются в объеме 106 тысяч тонн.
По нашему мнению, предполагаемое месторождение следует отнести к разряду средних. Мы называем его по имени одного из первооткрывателей – «Николаевское».
Глава 5. Дальнейшие рекомендации по проведению геологических работ на участке «Солнечный»
Для проведения дальнейших исследований необходимо провести оценочные, геологические, прогнозно – поисковые работы по категории Р2 в пределах участка «Солнечный» Ташелгинского поля пегматитов. С этой целью необходимо провести горные работы (траншеи, канавы, шурфы) для вскрытия и оценки рудных тел, провести заверку жил сподуменовых пегматитов по участку скважинами до глубины 300 метров и подсчитать прогнозные запасы оксида лития по категории Р2.
Таким образом, этими работами будут подсчитаны как запасы редкометального оруденения, так и масштаб месторождения.
Заключение
• Сподуменовые пегматиты участка «Солнечный» локализовались в краевой юго – западной части Томского выступа.
• Сподуменовые пегматиты тяготеют к зонам гравитационных ступеней и локализуются в местах пересечения дизъюнктивами глубинных разломов.
• Большую роль в локализации литиевого оруденения играют тектонические нарушения, представленные трещинами скола, растяжения и отслаивания пород.
• Источником литиевого оруденения является Порожинский гранито – гнейсовый массив биотитового и мусковитового составов. Сподуменовые пегматиты локализованы в карбонатной толще, представленной кальцитовыми и доломитовыми мраморами белой или серой окраски с массивной и полосчатой текстурами. Возраст терсинской свиты протерозойский (Pt1tr).
• Ведущие поисковые признаки месторождений на участке «Солнечный»: прямой, петрографический, минералогический, геохимический и другие.
• Прямой признак - находка литиевых руд сподуменовых пегматитов в пределах участка «Солнечный».
• На участке «Солнечный» ведущим геолого – промышленным типом является альбит – сподуменовый.
Список использованной литературы:
1. Гордиенко В.В. Минералогия, геохимия и генезис сподуменовых пегматитов. Л, Недра, 1970.
2. Гинзбург А.И. Минералого – геохимическая характеристика литиевых пегматитов. Труды минералогического музея АН СССР, №7, 1955.
3. Заварицкий А.Н. О пегматитах, как образованиях между промежуточными пародами и рудными жилами. Записки Минералогического общества, ч.5, вып.1, 1947.
4. Кременецкий А.А. и др. Редкие металлы России. Минерально – сырьевая база, освоение, производство, потребление. Сборник литий России. Новосибирск, издательство СО РАН, 2011.
5. Кудрин В.В., Ставров О.Л., Шурыга Т.П. Новый сподуменовый тип танталоносных гранитов. Петрология, том №1, 1994.
6. Николаев Д.П., Савиных М.М. Литий и алмазы Горной Шории. ТЭК и ресурсы Кузбасса, №3, 2014.
7. Садикова Е.Н. Литий в России, Наука в Сибири, №22, 2012.
8. Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых, М, Недра, 1976.
9. Ферсман А.Е. Пегматиты, издательство АН СССР, том 1, 1940.
10. Шмакин Б.М. Пегматитовые месторождения зарубежных стран. М, Недра, 1987.
Литература отдела фондов геологической информации Кемеровского филиала ФБУ «ТФГИ по Сибирскому федеральному округу»:
11. Казимиров Н.П. Сводный отчет о геологоразведочных работах на Ташелгинском месторождении железных руд с подсчетом запасов на 1967.
12. Лавренов П.Ф. Геологическое строение и полезные ископаемые листа N – 45 – 93 – Г, 1963.
13. Николаев Д.П. Сподуменовые пегматиты Томского выступа и условия их образования, 2000.
14. Уваров А.Н. и др. Прогнозно – поисковые работы на редкие металлы в пределах Ташелгинского рудного района Кемеровской области, 2007.
15. Шепель А.Б. Геологическое строение Ташелгинского рудного поля. Отчет Ташелгинской ГСП за 1964 – 1971 гг.,1972.
Фото 1. Пейзаж участка «Солнечный»
Фото 2. В маршруте
Фото 3. Привал
Фото 4. Образцы сподуменовых пегматитов участка «Солнечный»
Фото 5. Образец пегматитов с кристаллами сподумена
.
Фото 6. Образец граната, найденный в русле реки Ташелга
Фото 7. Образец пликативной тектоники ташелгинских мраморов
Фото 8. Образец тремолита из вмещающих карбонатных пород
Фото 9. Образец сподуменового пегматита
Фото 10-11. Пещера в районе участка «Солнечный»
| | |
0 комментариев