Текст книги "Порожинский марганценосный узел"

3.3. Кожевенское месторождение

Оно расположено в северной части рудного узла в пределах моноклинали, имеющей тектонические ограничения. Месторождение ограничено многоугольником, протягивающимся по меридиану на 4,8 км и по параллели на 4,2 км. Площадь его составляет около 16 км². От Мохового месторождения оно отделено безрудной полосой выходов подъемской свиты длиной 2,7 км.

На доломитах выявлены две депрессии покрытого карста: западная – 2,2Ч0,6 км и восточная – 3,4Ч0,6 км. Они вытянуты в северовосточном направлении согласно простирания подъемской свиты. Глубина депрессий доходит до 70 м. Мощность продуктивной пачки составляет более 90 м, содержания марганца в невыветрелых туфах и туффитах равна от 0,5 до 8,9 %.

В приповерхностной части развита «кора выветривания» монтмориллонитового состава. В отложениях покрытого карста в восточной депрессии выявлена одна линзовидная залежь железо-марганцевых руд средней мощностью 1,1 м с содержаниями, (%) : Mn до 17,3, Fe до 36,4, Р до 3,1 (рис. 10, а).

Ресурсы Р₁ этих руд составляют 2,6 млн т. Кроме того, в депрессии развиты бурые марганцовистые известняки, ресурсы которых не оценивались.

Результаты поисково-разведочных работ показали, что марганцовистость отложений продуктивной пачки Vpd₂¹ затухает к северу от данной площади.

Рис. 10. Геологические разрезы малых месторождений по разведочным скважинам: а – Кожевенское; б – Северное; в – Хребтовое; г – Центральное: 1–2 – четвертичные отложения: 1 – пески; 2 – суглинки; 3–10 – юрско – палеогеновые отложения: 3 – пески; 4 – красно-бурые бобовые глины и суглинки; 5 – глины и суглинки с обломками; 6 – доломитовая мука с глыбами доломита; 7 – паттумы туфосилицитовые грубые; 8 – то же с песком и суглинком; 9 – марганценосные железняки; 10 – оксидные остаточно-инфильтрационные руды марганца; 11–14 – рифейско-вендские отложения: 11 – туфосилициты; 12 – туффиты и туфы марганценосные; 13 – доломиты; 14 – песчанистые известняки; 15 – разведочные скважины

3.4. Северное месторождение

Это месторождение приурочено к Малопорожинской синклинали, развитой в борту Михеевской впадины Вороговского прогиба. Оно занимает вытянутую на северо-запад площадь 7Ч1,6–2 км². С западной стороны развиты песчанистые известняки сухореченской свиты, сменяемые доломитами нижней подсвиты подъемской свиты. На них развита толща отложений покрытого карста, которая оконтуривает доломитовую пачку по периметру. Ширина депрессии больше в северо-западной и юго-восточной частях (замыканиях синклинали), узкой полосой она протягивается вдоль юго-западного крыла. Мощность продуктивной пачки Vpd₂¹ здесь максимальная (до 250 м), а марганценосность незначительная (до 3 % Mn), рассредоточенная по разрезу. В нижней приконтактовой части пачки развита глинистая «кора выветривания», прослеженная на глубину до 100 м, чаще ее мощность составляет 10–12 м.

В отложениях покрытого карста, особенно развитых по контакту доломитов и туфогенно-осадочных пород, мощности рыхлых образований составляют десятки метров, местами до 100–200 м (рис. 10, б). Марганцевые и железо-марганцевые руды образуют цепи линзовидных залежей, числом 12, из которых основная Западная протяженностью 3 200 м с мощностями линз от 13,5 до 2,0 м (в среднем около 5 м). По падению руды прослеживаются до 100 м. Южная цепь имеет серповидные очертания, прослежена на 2500 м, мощности руд в линзах составляют от 9,4 до 2 м (в среднем 4,5 м). Руды преимущественно глинисто-землистые, оксидные, железистые. Средняя мощность их оценена в 2,33 м при содержаниях, %, Mn 23,37, Fe 8,89, Р 0,62. Количество ресурсов Р₁ месторождения составило 1,82 млн т.

3.5. Хребтовое месторождение

Оно расположено в полосе крутого падения (60–80°) доломитов и туфогенных слабо марганценосных пород, вытянутых субмеридионально на 11,5 км. В контактово-карстовой депрессии шириной в приповерхностной части от 100–200 м до 400–500 м и глубиной от 30–40 до 80–95 м разведаны 4 рудных тела, включающих 7 вытянутых маломощных (в среднем 2,32 м) вогнутых линз, залегающих в толще щебнисто-алеврито-глинистых отложений мезозоя-кайнозоя (рис. 10, в). Продуктивная пачка имеет мощность 160–180 м и обладает низкими содержаниями марганца (1–4,5 %). В ее основании залегают темно-серые слоистые известняки (10–40 м). Выше прослежен горизонт переслаивания известняков и мергелистых пород (30–70 м), перекрытый последовательностью кремнистых туффитов и туфоалевролитов (40–60 м). Вверх по разрезу до кровли пачки следуют кремнистые алевритовые туффиты (30–70 м). В депрессии выделены 4 рудных тела, включающих 7 вытянутых линз вогнутой формы (вследствие развития покрытого карста) со средней мощностью 2,32 м. Руды преимущественно оксидные, содержат, % Mn 38, Fe 7,15, Р 0,31. Ресурсы Р₁ площади оценены в 3,0 млн т.

3.6. Центральное месторождение

Оно расположено к югу от Порожинской синклинали. Здесь находится нечетко выраженная Горелинская антиклиналь, в ядре которой залегают субгоризонтально доломиты Vpd₁. В северном крыле складки развиты породы продуктивной пачки Vpd₂¹ со слабой первичной марганценосностью (в среднем 1,5 % Mn). Сумма метропроцентов марганца в продуктивной пачке мощностью 130 м, по данным И. А. Матвеева, составляет 100–200 м %.

В плане месторождение образует многоугольник сечением в меридиональном направлении 3,5 км и в широтном от 8,5 до 53 км, соответственно, по северной и южной границам. На этой площади расположены 2 депрессии покрытого карста глубиной до 100 м, чаще до 40–50 м. Центральная депрессия овальной формы вытянута на 6 км при ширине 2–3,5 км. Юго-западная – вытянута в северо-западном направлении на 2,3 км при ширине 0,5–0,6 км. Рудные тела имеют субгоризонтальное залегание (рис. 11, г), малые мощности (1,5–2,4 м) и преимущественно оксидный состав при невысоких содержаниях (в среднем 15,83 % Mn). Всего выделено 4 тела, объединяющих 17 линз. Запасы С₂ и ресурсы Р₁ месторождения составляют 4,62 млн т.

3.7. Михеевско-Мутнинское месторождение

Это месторождение расположено в левобережной части р. Вороговки и протягивается в юго-восточном направлении на 17,5 км полосой шириной на северо-западе до 4 км, а на юго-востоке – не более 1,5 км. Оно состоит из двух участков – Михеевского (рис. 11) и Мутнинского.

Рис. 11. Геологическая карта и разрез по профилю 340 Михеевского участка Михеевско-Мутнинского месторождения: 1–2 – неоген-четвертичные отложения: 1 – пески; 2 – суглинки с обломками; 3–7 – мезозойско-пелеогеновые отложения: 3 – площади распространения; 4 – глины и суглинки с обломками; 5 – суглинистые паттумы; 6 – оксидные руды Mn; 7 – бурые железняки; 8–12 – отложения подъемской свиты венда и сухореченской – позднего рифея: 8 – туфоалевролиты с пластами известняка; 9 – туфосилициты, 10 – туфиты марганцовистые; 11 – доломиты; 12 – песчанистые известняки; 13 – разрывные нарушения; 14 – поисковые скважины

В пределах последнего марганцевое оруденение рассеивается в юго-восточном направлении, причем продуктивная пачка Vpd₂¹ у южной границы несогласно перекрыта отложениями лебяжинской свиты кембрия. Михеевский участок протягивается от р. Вороговки до ее левого притока Михеевой, а Мутнинский – далее к юго-востоку до следующей реки Мутниной и в левобережье последней еще на 3,5 км.

Поле распространения отложений подъемской свиты поражено с юго-западной стороны сбросами северо-западной ориентировки, сегментирующими полосу распространения продуктивной пачки Vpd₂¹. Она характеризуется резко изменчивыми содержаниями марганца вплоть до залежей карбонатных руд. Мощность пачки составляет 50 -120 м.

Отложения покрытого карста юрско-мелового и в меньшей степени мел-палеогенового возраста образуют полосы, вытянутые по простиранию толщ доломитов Vpd₁ и песчанистых известняков RF₃sh при ширине полос от 200–300 м до1700 м. Глубина залегания этих отложений составляет от 40–60 м до 300 м (рис. 11). Они сложены глинами, суглинками с обломками и паттумами, среди которых вскрыты маломощные линзы оксидных руд марганца. По профилю 340 перебурены две линзы бурых железняков суммарной мощностью до 70 м.

Всего на площади месторождения выявлены четыре рудных тела оксидно-карбонатных (условно оксидных) и карбонатных марганцевых руд (в пределах Михеевского участка) с ресурсами Р₁ в количестве 4,65 млн т.

4. Типы, состав и качество руд

До 1975 г. наиболее перспективными на марганец считались отложения геосинклинального комплекса Енисейского кряжа, в котором было обнаружено Таежное месторождение карбонатных руд. Открытие Порожинского марганцеворудного района подтвердило высказывания о перспективности региона, но первичные марганценосные отложения оказались приуроченными к орогенному комплексу, имеющему большое своеобразие литолого-формационного состава. Подавляющая доля рудных залежей оказалась приуроченной к мезозойcко-кайнозойским отложениям. В результате изучения вещественного состава, структурно-текстурных особенностей руд и вмещающих пород нами на месторождениях узла выделено два разновозрастных и различных по генезису типа руд [32]:

1. Первичный вулканогенно-осадочный вендский;

2. Вторичный гипергенный (остаточный, остаточно-инфильтрационный, инфильтрационный) мезозойско-кайнозойский.

Минералогический интерес представляют гидротермальные образования (рис. 12).

Рис. 12. Формы выделения рудных минералов (месторождение Моховое): 1 – пиролюзит– псиломела-новый цемент отбеленных щебнистых обломков туфосилицитов, скв. 48, инт. 9,2 м; 2 – манганитовый цемент обломков туфосилицитов, скв. 9507, инт. 262,0 м.; 3 – субвертикальный прожилок родохрозита в листоватослоистых марганцовистых туффитах, скв. 11209, инт. 246,2 м

Как показано в гл. 3, вулканогенно-осадочные руды и марганценосные отложения приурочены к продуктивной нижней подсвите подъемской свиты Vpd₂¹. Они, а также подстилающие доломиты местами рассечены жилками гидротермальных минералов (родонита, гаусманита и др., рис. 12, 3). Гипергенные руды на значительной глубине представлены манганитом (рис. 12, 2), а ближе к поверхности – пиролюзит-псиломелановой ассоциацией (рис. 12, 1).

4.1. Первичные седиментационно-диагенетические руды

Наиболее высокие концентрации марганца в невыветрелых породах приурочены к алевро-псаммитовым марганцовистым туффитам и родохрозит-кальцит-доломитовым породам, расположенным в прикровельной части рудной пачки.

Первичные карбонатные руды надежно выделяются только по результатам химического опробования и сопровождаются ореолом убогих руд и оруденелых пород. Форма рудных тел линзовидно-пластовая. Не затронутые гипергенезом руды месторождения Моховое наиболее близко к поверхности залегают в скважине 9910 на глубине 105 м, максимальная глубина их подсечения составляет 440 м (скв. 9015). Количество рудных тел в вертикальном пересечении изменяется от 1 до 4. Мощность составляет от 0,9 м до 19,1 м. Суммарная мощность рудных тел по отдельным пересечениям достигает 25,8 м (скв. 9911). В направлении на север количество рудных тел уменьшается до одного (скв. 12105) при мощности 1,5 м. Севернее прослежен лишь ореол оруденелых пород (скв. 13103).

В направлении на юг также происходит уменьшение мощности и числа рудных тел. Так, в скважине 1612 выделено 3 рудных интервала мощностью 3,0 м, 1,1 м и 1,0 м. К югу увеличивается мощность прослоев оруденелых пород.

Карбонатные руды визуально выглядят как светло-серые средне-крупнозернистые песчаники. Руды образуют слойки и линзы мощностью от 1–3 мм до 2–3 см, реже 10–15 см, в горизонте переслаивания мощностью 6–8 м, реже до 12 м и составляют в нем 10–15 %. По структурно-текстурным особенностям мы выделяем две разновидности карбонатных руд: с беспорядочным расположением зерен (массивная текстура) средне-крупнозернистой структуры (рис. 13, а) и тонкослоистые с субпараллельным ориентированным расположением вытянутых удлиненных зерен относительно слоистости (рис. 13, б).

Под микроскопом структура преимущественно псаммитовая, алевро-псаммитовая, текстура массивная, слоистая (тонко-грубо-слоистая), обусловленная изменением зернистости либо расположением обломков, либо изменением состава слойков. Слои, обогащенные карбонатными стяжениями (до 80–90 %) и нерудными обломками, сменяются слоями с большим количеством обломков (до 30–50 %).

Общее количество обломочного материала и карбонатных стяжений составляет до 95 %. Размеры стяжений изменяются от 0,2 до 1,5 мм.

Рис. 13. Текстуры первичных карбонатных руд: а – массивная текстура. Беспорядочное расположение карбонатных облоков и стяжений. Николи //, 40^х; б – слоистая текстура. Субпараллельное расположение карбонатных обломков и стяжений. Николи //, 40^х (слойки наклонены справа налево)

По составу карбонатные руды представлены родохрозитом, мангандоломитом, доломитом, олигонитом, анкеритом, реже манганокальцитом, сидеритом, кутнагоритом, (табл. 6).

Таблица 6

Парагенетическая схема минералообразования месторождений узла

Нерудный обломочный материал состоит преимущественно из кварца (20–25 %), реже полевых шпатов, кристалло-литокластов кислых эффузивов, стекла, полностью или частично замещенного глинисто-карбонатным, слюдисто-карбонатным агрегатом, слюдой (гидрослюдой и мусковитом), акцессориями (апатит, сфен).

Большая часть обломков характеризуется округлыми, овальными, удлиненными, эллипсовидными, грушевидными, гантелевидными формами. Встречаются неправильные остроугольные, клиновидные, проволоковидные формы, свидетельствующие о пирокластическом происхождении обломков (рис. 14).

Обломки пирокластики иногда частично замещены карбонатным веществом и тогда в центре видны реликты кварца, полевых шпатов, стекла, фельзитов, встречается халцедон. Часто фиксировались обломки со сложным рисунком, напоминающим слоистую, флюидальную текстуру пемзы.

В процессе диагенеза происходило одновременное образование карбонатных стяжений, замещение карбонатным веществом пирокластики и появление крустификационных кайм вокруг обломков и стяжений.

Цемент в рудах контактовый, поровый, контактово-поровый, реже базальный. Состав цемента моно– и поликомпонентный с преобладанием кварца, карбонатов, глинистого материала, гидрослюды, органики. Кварц в цементе имеет чаще микроглобулярное, реже микрозернистое строение. Карбонат в цементе мелко– тонкозернистый, по составу преимущественно доломитовый, крустификационные каймы манганокальцитовые.

Бедные карбонатные руды, содержащие до 15 % марганца, приурочены к алевро-псаммитовым туффитам, которые визуально выглядят как черные, темно-бурые тонкослоистые породы. Слоистость обусловлена как чередованием прослоев с различной размерностью обломков, так и с изменением количества обломочного материала. Пирокластический материал слагает от 10 до 50 % объема породы и представлен остроугольными, клиновидными, неправильной формы обломками кварца, полевых шпатов, витрокластами. Цементирующая масса представлена кремнистым либо глинисто-кремнисто-карбонатным материалом с преобладанием того или иного компонента. Кремнистое вещество имеет как глобулярное, так и микрокристаллическое строение. Размер глобулей и зерен доходит до 0,005 мм.

В цементе карбонатных руд присутствует мелко распыленная органика, затрудняющая диагностику минералов. Она образует слойки, линзочки и интенсивно сорбируется зернами карбонатов. Здесь же встречается глобулярный до тонкозернистого идиоморфный и гипидиоморфный пирит, который тяготеет к более крупнозернистым породам. Его содержание в них составляет до 5–7 %, в отдельных прослоях до 20–25 %.

Рис. 14. Формы карбонатных стяжений и обломков в первичных рудах: а – черные включения в карбонатных обломках и стяжениях – пирит, светлые обломки – кварц, цемент карбонатный. Видны крустификационные каймы. Николи //, 30^х; б – черные включения в карбонатных стяжениях и обломках – пирит, серые – карбонатно-глинистый агрегат, светлые обломки – кварц. Николи //, 30^х

Изучение карбонатных стяжений на микроанализаторе «Camebax» I0-JAN-87 по программе «Carbon» из первой, третьей и шестой пачек подъемской свиты на магний, железо, кальций, марганец показало, что в стяжениях первой (рудной) пачки содержание марганца максимально и составляет 25,26 %, в третьей – 11,84 %, шестой – 16,91 % (табл. 7).

Таблица 7

Количественный микрорентгеноспектральный анализ карбонатных стяжений продуктивной пачки подъемской свиты (V pd₂¹ )

Примечание: х – среднее содержание оксидов; g – дисперсия; s – среднеквадратичное отклонение; k – коэффициент вариации.

Родохрозитовый модуль (Мn/(МgO + СаО + FeO) в стяжениях первой пачки составляет 1,14, в третьей – 0,27, шестой – 0,41.

Анализ изменения средних содержаний магния, марганца, кальция, железа в стяжениях по пачкам показал, что с увеличением содержания кальция и магния количество марганца уменьшается и наоборот. Содержание железа устойчиво понижается от первой к шестой пачкам.

Анализы свидетельствуют, что карбонатные стяжения состоят из сложных карбонатов марганца, магния, кальция и железа. Оксидная марганцевая минерализация в первичных карбонатных рудах отсутствует.

4.2. Остаточные и остаточно-инфильтрационные руды

Марганцевая оксидная минерализация является либо остаточной, либо наложенной на отложения карстовой депрессии, кору выветривания, местами на речной аллювий и приурочена к более глинистым частям разреза.

Многократно наблюдалось омарганцевание паттумов, туфосилицитов и доломитов, но оно в большинстве случаев является сравнительно убогим. В отдельных случаях фиксируются интервалы кондиционной брекчиевой руды, представляющей собой дресвяно-щебнистые обломки свежих или выветрелых силицитов, сцементированных манганитом и пиролюзит-псиломелановой ассоциацией (см. рис. 12).

Основная масса руд – это интенсивно пропитанные оксидами и гидроксидами марганца суглинки и паттумы. Оксидные руды имеют буровато-черную пятнистую окраску. На фоне почти черных выделений рудных минералов встречаются бурые, серовато-белые пятна глинистого материала.

По физико-механическим свойствам оксидные руды кусково-землистые. В них среди преобладающего землистого глинисто-кварцево-рудного материала встречаются кремнистые обломки и неправильные стяжения сплошной руды, оруденелых суглинков и силицитов. Стяжения и рудные обломки распределены в количестве от 10– 15 до 20–30 %, имеют размеры от нескольких миллиметров до 5–6 см.

Карбонатные остаточно-инфильтрационные руды представляют собой пестро-окрашенные (сероватые, буроватые, розоватые, зеленоватые) мергелистые слабопрочные породы с обломками и стяжениями на карбонатном цементе. Местами встречаются пятнистые буровато-розовато-серые, буро-коричневые глыбы прочного микрозернистого родохрозита. Карбонатные руды чаще всего также являются кусково-землистыми, но встречаются и рудные брекчии. Карбонатные руды в разной степени окислены, нередко залегают среди оксидных. Сравнительно редкую разновидность руд образуют метасоматические аподоломитовые разности, которые тяготеют к днищу карстовой депрессии, замещая доломиты (рис. 15). Они представляют собой глыбово-землистый материал коричнево-серого, буро-коричневого цвета. Глыбы имеют низкую прочность. Окраска породы пятнистая со сложным рисунком.

Рудные тела в отложениях карстовой депрессии имеют линзовидную и плащеобразную форму. Ввиду отсутствия слоистости, резких изменений мощности, наклонов и ориентировки граничных поверхностей, выделить отдельные залежи не всегда возможно.

Рис. 15. Штуф убогой аподоломитовой руды

Количество картируемых рудных тел зависит от способа увязки рудных интервалов по выработкам разведочной линии и между профилями, бортового содержания марганца в руде и значения минимальной промышленной мощности рудной залежи. При бортовом содержании 12 % марганца и минимальной промышленной мощности в 1 м многие тела имеют безрудные окна и сателлитные тела в кровле и подошве залежи.

В связи с тем, что все руды в подавляющем большинстве случаев являются продуктом пропитывания и замещения минералами марганца дресвяно-алеврито-глинистого материала, содержание в них марганца резко изменчиво. График дифференциального распределения этого элемента при интервале группирования 2 % (по данным рядовых химических анализов керновых проб) правоасимметричный (рис. 16). Количество проб с содержанием 10,0–12,0 % марганца в выборке составляет 16,1 %, а с ростом порядкового номера класса группирования частота встречаемости последовательно снижается. Содержание до 20 % марганца имеют 54 % всех проб. Среднее арифметическое содержание, рассчитанное по гистограмме, составляет 19,8 %.

Рис. 16. График дифференциального распределения марганца, железа и фосфора в остаточно-инфильтрационных рудах месторождения Моховое: в кружках в числителе отмечено количество проб, участвующих в подсчете; в знаменателе – среднее содержание; по шкале абсцисс даны классы группирования проб, %, по шкале ординат – накопленные частоты, %

Аналогичный график железа (интервал группирования 1 %) менее асимметричен. Максимальную частоту встречаемости (13 %) имеет класс 3,0–4,0 %. Содержание ниже 7 % имеют 58,9 % всех проб. Среднее арифметическое содержание составляет 7,17 % железа.

График дифференциального распределения фосфора (интервал разбиения 0,2 %) тоже правоасимметричен. Максимальную частоту встречаемости имеет класс группирования 0,2–0,4 %. Содержание менее 0,40 % фосфора имеют 75,5 % проб.

За счет влияния высоких классов среднее арифметическое в выборке равно 0,48 % фосфора.

Следует отметить, что содержание железа и фосфора играет важное значение при оценке качества руд. По соотношению содержания железа и марганца выделяются собственно марганцевые (Мn/Fе > 3,0), железо-марганцевые (Mn/Fe от 3,0 до 1,0) и бурожелезняковые марганцовистые руды (Mn/Fe < 1,0). Повышенные содержания фосфора (> 0,02 % Р на 1 % Мn) не позволяют непосредственно использовать концентраты для производства ферромарганца, при этом необходимо предварительное обесфосфоривание.

Проведенное изучение особенностей гранулометрического состава руд и оруденелых пород по керну, распределения рудных и нерудных минералов по фракциям крупности показало очень изменчивый гранулометрический состав проб руды (рис. 17).

Общей особенностью проб является высокое содержание илистых частиц. На сводной куммулятивной кривой видно, что илистого материала содержится до 40 %, песчано-алевритового – 24 %. Остальная часть приходится на дресвяно-щебнистый (включая кусковый и желваковый) материал.

Химический анализ фракций на марганец, железо и фосфор показал существенное различие в распределении этих элементов.

В одних пробах марганец концентрируется в крупных классах, в других – в песчано-алевритовых, в третьих им обогащен алеврито-глинистый материал.

Распределение железа по фракциям, как правило, заметно отличается от распределения марганца, что подтверждает связь подавляющей части этих элементов с разными минералами. То же относится и к пятиокиси фосфора.

Учитывая разнородность исследуемого сырья, мы провели усреднение, объединив пробы соответственно манганитовых, псиломелан-пиролюзитовых и полиминеральных (оксидно-карбонатных) руд (рис. 18). В целом для этих типов руд устанавливается закономерное снижение содержания марганца с уменьшением крупности материала. Наиболее высокие содержания марганца фиксируются в псефито-псаммитовом материале, где часто встречаются стяжения и оруденелые обломки. Илистая фракция резко обеднена марганцем.

Распределение железа по фракциям незакономерное и пилообразное. Щебнистые обломки и стяжения размером более 2 мм обеднены гидроoксидами железа, но обогащены ими дресвяные и крупно-песчанистые фракции. В алевритовых и илистых классах содержание железа может быть как высоким, так и низким.

Распределение пятиокиси фосфора отражает преимущественное обогащение илистой части рудной массы в связи с наличием дисперсных выделений франколита.

Изучение микропримесей в рудах показало повышенное содержание меди, цинка, никеля, кобальта, хрома, циркония и особенно бария [26].

Рис. 17. Куммулятивные кривые грансостава остаточных и остаточно-инфильтрационных руд: по оси абсцисс расположен класс крупности, мм, по оси ординат – содержание фракции в пробе, %; а, б, в – выборки проб

Наиболее распространенными, определяющими тип руды минералами являются: манганит, пиролюзит, криптомелан, псиломелан, вад, вернадит, родохрозит, доломит, кальцит, каолинит, тодорокит, гетит, гидрогетит и др. (см. табл. 6).

Рис. 18. Графики распределения Mn, Fe, P по фракциям грансостава остаточных, остаточно-инфильтрационных руд: а – пиролюзит-псиломелановые руды; б – манганитовые; в – полиминеральные (оксидно-карбонатные); по оси абсцисс указаны классы крупности, мм, по оси ординат – содержание компонентов, %

По особенностям минерального состава мы выделяем следующие типы руд:

1. Пиролюзит-псиломелановые;

2. Манганитовые;

3. Карбонатные (родохрозитовые);

4. Полиминеральные (оксидно-карбонатные).

Пиролюзит-псиломелановые и манганитовые руды сформировались как в результате окисления седиментационно-диагенетических родохрозитовых образований, так и путем пропитывания, замещения и локальной цементации глин, суглинков, выветрелых паттумов.

При замещении доломитов формировались как пиролюзит-псиломелановые, вернадитовые, бернессит-тодорокитовые, так и полиминеральные оксидно-карбонатные руды.

Вторичные родохрозитовые руды развиты изолированно от оксидных, иногда переслаиваются с ними. Местами они наиболее поздние, так как накладываются на пиролюзит-псиломелановые, манганитовые руды, а также на оруденелые доломиты.

4.2.1. Пиролюзит-псиломелановые руды

На месторождениях пользуются наиболее широким развитием. Этот тип представляет собой буровато-черные пятнистые рыхлые образования с обломками омарганцованных туфосилицитов и черными кусками и желваками руды, размеры которых варьируют от 0,5 до 20 см и более, а количество составляет 10–30 %. Эти руды более развиты по свалам туфосилицитов и в составе руд в большом количестве отмечаются обломки туфосилицитов разной степени сохранности (от свежих до глинизированных).

Главные минералы руд – пиролюзит (5–70 %) и псиломелан (5– 47 %). Иногда резко преобладает один из компонентов. Кроме главных минералов присутствуют манганит (1–7 %), вернадит, манганогель, гетит, гидрогетит. Нерудные минералы представлены кварцем, каолинитом, гидрослюдой, монтмориллонитом, апатитом и карбонатными минералами (рис. 19). Последние присутствуют в значительных количествах в аподоломитовых рудах и представлены доломитом, анкеритом, кальцитом. Количество глинистых минералов в этом случае резко снижается либо они совсем отсутствуют. Для пиролюзит-псиломеланового типа руд характерно наличие гидрооксидов железа.

Пиролюзит-псиломелановые руды отличаются разнообразием текстур и структур, что обусловлено их способом образования (окислением, пропитыванием и метасоматическим замещением). В обломках и желваках различаются реликтовая колломорфная и массивная (рис. 20, а), новообразованные дендритовидная, прожилковая и цементная текстуры (рис. 20, б). Их структуры – скрытокристаллическая, мелкозернистая, метаколлоидная, в выделениях пиролюзита – призматически-зернистая.

Рис. 19. Термограммы пиролюзит-псиломелановых руд: пиролюзит – pz; псиломелан – pl; гидроокислы железа – li; кальцит – ca; каолинит – k; гидрослюда – gs. (Анализы выполнены в Центральной лаборатории «Енисейнефтегазгеология». Аналитик М. В. Челышева)

В обломках рудные минералы иногда цементируют нерудные породы (песчаник либо туфосилицит). По составу обломки пиролюзитовые, псиломелан-пиролюзитовые и манганитовые, полузамещенные пиролюзитом и псиломеланом. Нерудные обломки обычно по составу туфосилицитовые.

Рис. 20. Структурно-текстурные особенности пиролюзит-псиломелановых руд: а – колломорфная ритмически-зональная текстура. Псиломелан (серое) замещает манганит (светлое). Свет отраженный. Николи //, 60^х; б – цементационная текстура. Криптомелан (белое) цементирует нерудные обломки. Черные прожилки – нерудный материал. Свет отраженный. Николи //, 60^х

Цементирующая масса алеврито-глинистая, рыхлая, среди нее также отмечаются тончайшие выделения рудных размером 0,02–0,05 мм неправильной формы и субмикроскопические включения вада и гидрооксидов железа.

Колломорфные ритмически-зональные текстуры очень характерны для выделений псиломелана в сочетании с вадом и гидрогетитом, почковидные – для манганита и пиролюзита.

При замещении доломита характерно проявление прожилковых, петельчатых текстур, связанных с распределением псиломелана в межзерновых промежутках доломита в виде каемок и порой полного замещения зерен, а также наложение многочисленных прожилков, представленных манганитом, тодорокитом, псиломеланом.

По данным химического анализа (табл. 8) в пиролюзит-псиломелановых рудах содержание марганца колеблется от 12,0 % (бортовое) до 46,1 % (в среднем 22,99 %), что обусловлено интенсивностью метасоматоза и цементации осадочных образований. В низкокачественных рудах обычно много нерудных обломков и алеврито-глинистых включений. Содержание общего железа меняется от 1,6 до 18,1 %, в среднем оно составляет 8,57 %, что соответствует присутствию в рудах 6–20 % гидрогетита. Содержание кремнекислоты в рудах зависит от исходной замещающей породы. Так, в кусково-глинистых рудах, залегающих среди суглинков, оно колеблется в пределах 15,5– 48,5 % (преимущественно 22–25 %), в рудах, образованных по доломитам, кремнезема содержится около 5–6 %. Руды месторождения являются фосфористыми, поэтому особое внимание было удалено изучению распределения фосфора. При изучении распределения фосфора по типам руд были отмечены значительные колебания этого элемента [14].

По данным В.И. Герасименко, колебания фосфора составляют 0,23–0,98 % (табл. 9).

Так, в пиролюзит-псиломелановых рудах содержание P₂O₅ изменяется от 0,34 до 0,74 % (среднее 0,52 %).

Для изучения минеральных форм фосфора в рудах были применены различные методы: микрохимические реакции в шлифах, аншлифах, штуфах, электронная микроскопия, рентгеноструктурный и микрозондовый анализы на микроанализаторе типа «Саmека» MS-46 [14, 22]. Сопоставление хода концентрационных кривых элементов в ряде образцов показывает, что повышенной концентрации фосфора соответствует и высокая концентрация кальция при резком снижении железа и марганца (рис. 21).

Таблица 8

Результаты химического анализа пиролюзит-псиломелановых руд

Примечание. Анализы выполнены в Центральных лабораториях ПГО «Красноярскгеология» и ПО «Центказгеология».