Геологическое строение месторождения

1.2. Геологическое строение месторождения.

Туганское месторождение расположено на юго-восточной окраине Западно-Сибирской низменности, вдоль обрамления Колывань-Томской складчатой зоны, которая в этой части именуется Томским валом.

Продуктивные ильменит-цирконовые пески приурочены к линии погружения полеозойского фундамента в сторону Западно-Сибирской низменности.

Литология и стратиграфия

В геологическом строении месторождения принимают участие палеозойские породы с развитой на них корой выветривания, рыхлые меловые, палеогеновые, неогеновые и четвертичные отложения.

Палеозой

В районе месторождения палеозойские породы представлены глинистыми сланцами, алевролитами и песчаниками нижнего карбона.

Магматические ( дайковые породы ).

Дайка диорит диабазового состава вскрыта скважиной на северо-восточной окраине (село Александровское ). Она на интервале 50-70 метров интенсивно выветрена. Порода темного цвета и обладает тонкокристаллической структурой. Обусловлена сильной трещиноватостью и наличием плоскостей скольжения.

Кора выветривания. Породы нижнего карбона в верхней части повсюду изменены процессами выветривания. Мощность коры выветривания колеблется от 1,50-20 м.

В полном разрезе коры выветривания выделяются три зоны: сапролит, структурный элювий и зона элювиальных глин и супесей. В скважинах также установлено присутствие явно переотложенной коры выветривания.

Для продуктов коры выветривания очень характерно глубокое химическое изменение материнских пород, в результате которого остается только комплекс устойчивых минералов.

Таким образом продукты коры выветривания, содержащие повышенные количества полезных минералов, при размыве в благоприятной обстановке давали промышленные россыпи.

Возраст коры выветривания определяется в пределах верхний мел -палеоген.

Меловые и палеогеновые отложения.

К северо-западу от линии погружения палеозойского фундамента, отделяющего Колывань-Томскую складчатую зону от Западно-Сибирской низменности, пользуются широким площадным развитием рыхлые отложения верхнего мела и палеогена.

Симоновская свита.

В районе месторождения мел представлен сеноман-туронскими песчано-глинистыми отложениями и вскрывается только скважинами на поисковых и разведочных линиях. Мощность толщи на месторождении достигает 95 м при движении в сторону низменности и полностью выклинивается у выступа палеозойского фундамента.

Верхнемеловые осадки представлены песками, глинами. Местами свита представлена горизонтом с частым чередованием тонкозернистого каолинизированного кварц полевошпатового слюдистого песка с темно-серой глиной и включениями мелкого растительного детрита. Слоистость горизонтальная. Пески серые и беловато-серые кварцево-полевошпатовые каолинизированные, слюдистые, мелко- и среднезернистые с обугленными растительными остатками, образующими тонкие прослойки, и мелкими включениями янтаря.

Верхнемеловые глины. Темно-серые с коричневатым или зеленоватым оттенком с прослойками тонкозернистого полимиктового песка иногда с редкими растительными остатками. Они имеют в составе тяжелой фракции ильменит-лейкоксен-цирконовую ассоциацию минералов при низком содержании граната.

Кусковская свита.

Продуктивные кварцево-каолинитовые пески в унифицированной стратиграфической схеме, выработанной в 1961 году СНИИГГИМСом, переименован кусковской свитой, вместо туганской, хотя кусковская россыпь является одной из многих и далеко не из самых крупных россыпей Туганского месторождения.

Первый горизонт распространен только в северо-западной части Чернореченского участка, где подстилает продуктивные пески. Он представлен плотными, зеленовато-серыми листоватыми глинами, местами имеющими правильную или волнистую горизонтальную слоистость, выраженную чередованием прослойков светлых или темных тонов. В составе тяжелой фракции резко преобладает пирит, а иногда сидерит. Пирит дает небольшие шарообразные и треугольные стяжения, напоминающие псевдоморфозы по радиоляриям и диатомеям.

Из других минералов в тяжелой фракции встречены рудные, лейкоксен и циркон

Второй горизонт (продуктивные пески) представлен песками серовато-белыми мелко - и тонкозернистыми кварцевыми со значительным количеством глинистого каолинового материала и промышленными скоплениями титановых минералов и циркона. Продуктивные пески залегают на нижележащих зеленоватых глинах без видимого несогласия.

Пески сложены группой устойчивых к выветриванию минералов. Тяжелая фракция представлена ильменит-лейкоксен-цирконовой ассоциацией минералов. В составе тяжелой фракции в небольшом количестве встречаются дистен, андалузит, силлиманит, ставролит, турмалин, зеленая роговая обманка, эпидот, цоизит, тремолит, монацит и хромшпинель.

Зерна ильменита обычно крупнее зерен циркона и монацита. Зерна последних, как правило хорошо окатаны. Ильменит-лейкоксенизирован. Степень лейкоксенизации неодинакова и меняется как по скважинам в пределах одной и той же разведочной линии, так и в каждой скважине по мощности.

Ильменит лейкоксенизирован чаще всего в верхних частях разреза. В тяжелой фракции содержатся аутигенные, рутил, анатаз, брукит, и иногда единичные зерна пирита. Легкая фракция имеет кварцевый состав с редкими зернами полевых шпатов и примесью каолинового материала до 20%. Встречаются единичные листочки мусковита.

Третий горизонт. Сложен черными песками рыхлыми или слабо сцементированными мелко и среднезернистыми. Горизонт залегает на кварцево-каолиновых песках и чаще всего начинается крупнозернистыми песками с гравием или галькой.

Мощность слоя колеблется в пределах от 0 до 30 м. при средней 10 м.

Четвертый горизонт. Сложен сливными кремнистыми песчаниками. Площадь распространения кремнистых песчаников на Кусковско-Ширяевском и Северном участках приблизительно совпадаетс контуром развития нижележащих черных песков.

Мощность слоя колеблется в пределах от 0 до 7 м. при среднем 2,5 м.

Все четыре горизонта кусковской свиты встречены только в одной скважине 2012 Чернореченского участка.

Новомихайловская свита.

Песчано-глинистые отложения новомихайловской свиты на Кусковско-Ширяевском и Северном участках контролируются уступообразным погружением фундамента. На Южно-Александровском участке отложения новомихайловской свиты сохранились в виде отдельных небольших линзовидных пятен в отрицательных формах рельефа палеозойской поверхности, а на Малиновском участке и прилегающих к нему площадях Томского вала они смыты. На линии деревень Ольговка - Ущерб и Б. Кусково - Воронино контур распространения осадков новомихайловской свиты резко поворачивает в сторону Томского вала.

Новомихайловская свита представлена песками, алевритами, лигнитами и разнообразными глинами.

Пески мелко - и среднезернистые. Степень сортировки песков различная и представлена от хорошо сортированных до несортированных. Были встречены фракции сортированные на две резко обособленные размерности.

Мощность свиты колеблется от 0 до 90 метров.

Копыловская свита.

Отложения копыловской свиты развиты на Чернореченском участке, где встречены на линиях 62, 63, 65 и обнажаются в левом борту долины р. Б. Киргизки. Кровля свиты располагается в пределах отметок от 120 до 150 м, подошва не опускается ниже 100 м. Состав тяжелой фракции в процентах следующий: рудные 69-77, лейкоксена 10-12, циркона 8-10 и остальные минералы - гранат, эпидот, цоизит, роговая обманка, тремолит содержатся в количествах менее 1%. Мощность свиты колеблется от 0 до 30 м.

Четвертичные отложения.

Отложения четвертичного возраста развиты в районе месторождения повсеместно, как на водораздельных пространствах, так и по долинам рек Томи, Б. Киргизки, Мутной и их притоков и закрыты сплошным чехлом покровных суглинков. Четвертичные осадки, залегающие под покровными суглинками средне - верхнечетвертичного возраста, обнажаются лишь в бортах долин рек и некоторых притоков.

Четвертичные отложения представлены глинами, суглинками, супесями, песками с гравием и галькой. Пески преимущественно мелкозернистые редко среднезернистые. Отмечается хорошая сортировка по крупности зерен.

Состав легкой фракции кварцево-полевошпатовый. Глинистые минералы имеют гидрослюдистый состав.

Кочковская свита.

Отложения кочковской свиты пользуются широким распространением по левобережью р. Мутной и в юго-восточной части площади и приурочены в основном к водораздельным пространствам.

Они залегают на размытой поверхности отложений новомихайловской свиты и местами на коре выветривания палеозоя по окраинам Томского вала.

Мощность свиты 15-30 метров.

Краснодубровская свита.

Отложения краснодубровской свиты распространены на водораздельных пространствах и не опускается ниже 140 метров.

На Томь-Яйском водоразделе осадки свиты выделены К.В.Радугиным и Н.В.Григорьевым под названием «тайгинских глин» и отнесены к озерно-болотным образованиям. Они залегают на глинах кочковской свиты. Осадки свиты состоят из серых иловых глин, обогащенных известковистым материалом, суглинков, супесей. В основании свиты местами наблюдается прослои кварцево-полевошпатовых песков с галькой.

По данным Н.В. Григорьева, К.В. Радугина и Г.Ф. Букеевой образования свиты относятся к среднечетвертичному времени.

Мощность свиты 10-20 метров.

Отложения четвертой надпойменной террасы р. Томи.

Отложения террасы распространены на правобережье р. Черной и по левобережью р. Б. Киргизки. Они залегают на размытой поверхности отложений палеогена и в редких случаях на коре выветривания палеозойских пород. Терраса сложена полимиктовыми мелкозернистыми песками, глинами, суглинками с галечниками в основании.

Средний-верхний отдел (нерасчлененные). Эти отложения пользуются самым широким распространением и перекрывают сплошным чехлом нижележащие осадки. Они представлены покровными суглинками, которые относят к элювиально-делювиальным образованиям, а также линзам полимиктовых песков с маломощными прослойками глин и супесей. Суглинки от серого до темно-бурого цвета, плотные, иногда микропористые, карбонатные.

Мощность покровных отложений колеблется в пределах от 3 до 16 метров.

Верхний отдел. Представлен отложениями трех надпойменных террас, развитых по долинам рек Б. Киргизки, Мутной и их притоков.

1. Отложения первой надпойменной террасы распространены отдельными изолированными друг от друга участками по левобережью р. Б. Киргизки в районе д. Конинино, на западном фланге Кусковско-Ширяевского участка и по правобережью р. Мутной между д. Москали и Александровское. Отложения террасы представлены буроватыми, серыми полимиктовыми песками тонко и мелкозернистой размерности с прослойками бурых глин, суглинков, супесей и гравийно-галечниковым горизонтом в основании. Цоколь террасы не опускается ниже 90-120 м. Высота террасы 10-15 м, ширина 0,3-3 км. Поверхность плоская, ровная, бровка отчетливо выражена. Мощность террасовых отложений достигает 30 метров.

2. Отложения второй надпойменной террасы имеют сплошное распространение по правобережью р. Б. Киргизки от д. Штамовка до д. Б. Кусково, при средней ширине 3,5 км. Вверх по долине реки отложения террасы встречаются отдельными участками по обеим ее бортам. Терраса сложена мелкозернистыми полимиктовыми песками с редкими прослойками карбонатизированных глин, суглинков и горизонтами галечников в основании, залегающими на цоколе высотой 5-7 метров. Подошва террасы опускается ниже 80 метров. Мощность террасовых отложений 10-30 метров.

3. Отложения третьей надпойменной террасы прслеживаются по обеим бортам долины р. Б. Киргизки между д. Конинино- Камчатка. От устья реки Мутной по правобережью ее развиты широкой полосой ( 1,5 км. ) осадки третьей надпойменной террасы до середины Кусковско-Ширяевского участка. Далее вверх по обеим склонам долины р. Мутной отложения террасы прерывисто прослеживаются до д. Ущерб в виде узкой полосы шириной 150-200 метров. Терраса сложена мелкозернистыми полимиктовыми песками с редкой хорошо окатанной галькой и гравийно-галечниковым горизонтом в основании. Подошва террасы залегает на абсолютных отметках в пределах 75-100 метров. Мощность отложений 5-15 м. Поверхность террасы ровная плоская, заболоченная.

Современные отложения.

Они прослеживаются узкой полосой по рекам Б. Киргизка, Мутной и некоторым их притокам и представлены глинисто-илистыми образованиями с песчаным горизонтом в основании. Высота поймы колеблется в пределах от 0,5 до 3 метров.

Производились спектральный и химические анализы образцов, из пород различных стратиграфических подразделений мезокайнозоя.

Спектральные анализы. Сравнение результатов анализа пород различного возраста устанавливают

· частоты встречи различных элементов приблизительно одинаковы.

· во всех отложениях отсутствует олово, серебро и молибден.

· в «черных» песках отсутствует цинк, встреченный во всех остальных стратиграфических единицах.

· одинаковые по характеру кривые содержаний различных элементов в породах различного возраста, видимо, указывают на общие участки сноса.

· отсутствие цинка в «черных» песках показывает, что упомянутый элемент не переносится гумусовыми растворами.

Химические анализы. Кальций магний в отложениях мезозойкайнозоя содержится много ниже кларковых содержаний этих элементов в земной коре (кларки по Виноградову). Они видимо выносились из этих отложений.

Анализ карбонатов показывает ничтожно малое содержание карбонатов магния во всех стратиграфических горизонтах, причем, содержание карбоната магния закономерно падает в стратиграфической колонке сверху вниз. Содержание карбонатов кальция и железа во всех свитах невысокое. Содержание карбоната железа обычно возрастает от 1% до 4% в «черных» песках и в отложениях верхнего мела.