Дипломная работа: Минералогия и петрография кианитсодержащих пород Борисовских сопок

4. Жильный гранит; аплит.

5. Пегматитовые жилы (обычного вида).

6. а) Жилы с дымчатым горным хрусталем с турмалином и кианитом.

б) Жилы и линзы серого кварца («кварцит»)

7. Жилы молочного кварца.

Образование дистена в приведенной схеме относится по времени к образованию жил с дымчатым горным хрусталем и жил серого кварца.

Основная масса сланцев имеет бурый цвет; белый, зеленоватый сланец характерен для центральной полосы, представлявшей в прошлом арену деятельности разнообразных жильных процессов. Вероятно, что образование сланца белого и вообще светлого цвета следует отнести за счет обесцвечивающего действия восходящими гидротермальными растворами бурых железистых сланцев. Зеленая окраска сланца объясняется восстановлением окиси железа до закиси теми же растворами. Закисным соединениям железа обязана и синяя окраска кианита (Игумнов, 1935).

В 1930 году Уралмеханобр провел полупромышленное испытание получения полуконцентрата и выполнил обогатительные работы на Верх–Нейвинской обогатительной фабрике. Обработано 4600 тонн сырой руды и на рудопроявлении получено 800 тонн полуконцентрата с содержанием кианита 45–48% при его исходном количестве в горной массе 8–10%. При обработке в промышленных условиях получен концентрат, состоящий на 90–92% из кианита (Al₂ О₃ – 55%), его испытание проводилось в УралВИОК и на заводе им. М.В.Ломоносова.

Полуконцентрат содержал Al₂ O₃ =35,8%, первый концентрат А1₂ O₃ =52-57% (85–90% кианита), выход 24-25%; второй концентрат – А1₂ O₃ =48,9% (72% кианита), выход 20%. Из них были изготовлены муллитовые изделия, лабораторные тигли, покрышки и др.; из полуконцентрата – огнеупорные кирпичи, прошедшие испытания на металлургическом заводе.

В 1938-1941 г.г. на рудах Борисовского месторождения проведены лабораторные и полупромышленные испытания различных технологий обогащения на Верхне-Нейвинской фабрике. Из выделенного кианитового концентрата получены изделия тонкой и грубой керамики (пирометрические трубки, автосвечи, тигли для обжига фарфоровых изделий, нагревательные приборы массового использования, огнеупорные кирпичи, пробки, стаканы). Получены положительные заключения о качестве кианитового концентрата и его использовании от УралВИОК, Ленинградского фарфорового завода им. Ломоносова и Магнитогорского металлургического комбината.

В 1957 г. М.Н. Букиной составлена сводка по проявлениям высокоглинозёмистых руд Урала, в неё вошли и материалы по Пластовскому району.

В 1987 г. Южно-Уральская ГРП Челябинской ГРЭ по заявке Министерства чёрной металлургии начала поисковые работы на высокоглинозёмистое сырьё в пределах Борисовского проявления кианита (Савичев, 2009).

К концу столетия кианитом на Южном Урале вновь заинтересовались металлурги ММК и ученые-геологи. Только теперь геологоразведочные работы направлены на эффеля отработанных золотоносных россыпей. Кианита в них много – более 10 %, как в коренных сланцах. Прогнозные запасы кианита только по Еленинской россыпи составляют около 500 тыс. тонн. Естественно, что путь ивлечения минерала будет отличаться от прежних работ. В 1997 году под руководством профессора НГУ Г.Г. Лепезина работала экспериментальная обогатительная установка по извлечению кианита из песков. Экономической целесообразности устроители работ не добились (Колисниченко, 2010).

В 2004 году В.Н. Огородников в публикации «Минерагения шовных зон Урала» указал, что кианит проявлен в пределах Светлинского рудного поля в зонах сочленения гнейсового ядра со сланцевым обрамлением, по периферии отдельных гранито-гнейсовых купольных структур или вдоль линейных тектонических (шовных) зон, например Борисовской, и имеет метасоматическое происхождение. Кианит метасоматический развивается в тектонически ослабленных зонах с образованием отчетливой метасоматической зональности, которая не зависит от состава и уровня метаморфизма исходных пород. Во внешней зоне колонки обычно развиты метасоматиты мусковит-кварцевого состава, которые постепенно переходят в мусковит-кианитовые (силлиманитовые), а затем в кианитовые кварциты нередко с силлиманитом, что свидетельствует о давлении не ниже 6 кбар и температурах выше 650 ºС. Во внутренней (центральной) зоне нередко образуются мономинеральные кварциты, сложенные грануломорфным кварцем. Эти данные с учетом сведений, полученных при экспериментальных исследованиях (Жариков и др., 1972; Althaus, 1967 и др.), позволяют рассматривать развитие кианитовых кварцитов как процесс кислотного выщелачивания в шовных зонах. Повышение давления и кислотности в системе обусловливает разложение полевых шпатов и темноцветных минералов гнейсов с образованием парагенезиса мусковит+кварц, который в центральных зонах замещается парагенезисом кианит силлиманит)+кварц. Иногда центральная зона колонки сложена, как уже отмечено, монокварцевым метасоматитом (Огородников, 2004).

В настоящее время в районе Борисовского проявления кианита в соответствии с выданной лицензией ООО «Мингрупсил» приступило к проведению геологоразведочных работ на кианит, золото в пределах Андрее-Юльевского участка техногенных россыпей. Участок расположен в 18 км юго-западнее г. Пласт и в 6 км юго-восточнее п. Борисовка. Руководителем работ по проекту «Минералы группы силлиманита – новый вид сырья для производства высокоглинозёмистых огнеупоров, глинозёма, силумина и алюминия» является В.А. Коротеев.

Глава 2. Геологическое строение Кочкарского района

Кочкарская площадь расположена в пределах Восточно-Уральского поднятия и охватывает территорию одноименного антиклинория. Геологическое строение рассматриваемого региона является весьма сложным и до сих пор далеко не ясным. Этому способствовали: широкое развитие сильно метаморфизованных толщ, отсутствие в подавляющем большинстве из них фаунистических остатков, высокая степень дислоцированности, слабая обнаженность (Сначев, 1989).

В разное время в изучении стратиграфии, магматизма, метаморфизма, металлогении, тектоники Кочкарской площади принимали участие А.Н.Заварицкий, С.С. Смирнов, Е.В.Рожкова, А.Н.Игумнов, К.Е.Кожевников, И.В.Ленных, Д.С.Штейнберг, Б.К.Львов, Н.Ф.Мамаев, Г.А.Кейльман, В.Б.Болтыров, Г.Б.Ферштатер, В.И.Сначев, Е.П.Щулькин, В.П.Муркин А.И.Батанин, Р.И.Шагина, В.Н. Огородников и многие другие исследователи, в работах которых заложены основы современных представлений по геологии Кочкарского метаморфического комплекса (Коротеев, 2008).

2.1 Стратиграфия Кочкарской площади

Кочкарская площадь сложена породами вулканогенно-осадочного комплекса Арамильско-Сухтелинской структурно-формационной зоны, в состав которого входят: соколовская вулканогенно-осадочная ( S ₁ l ₃ ), уштаганская углисто-кремнистая ( S ₁ l ₃ - n ) и осадочно-вулканогенная ( C ₁ v _1-2 ) толщи; а также породами метаморфического комплекса Кочкарского антиклинория, включающего семь толщ (снизу вверх): благодатская (не стратифицирована), еремкинская ( PR ₃ er ), кучинская ( R ₂ kc ), светлинская ( R ₂ sv ), a лександровская ( Val ), кукушкинская ( O ?), карбонатная ( C ₁ v - n ) (рис. 2).

Благодатская толща представлена интенсивно катаклазированными породами, сложенными в различных соотношениях диопсидом, амфиболом, полевым шпатом и карбонатом. Развита толща локально и образует изолированные тектонические блоки. Это меланжированная толща шовных зон, где смешаны породы еремкинской толщи и блоки переработанных серпентинитов.

Еремкинская толща (PR₃ er)является самой древней в разрезе рассматриваемой территории и слагает крылья Санарской, Еремкинской, Борисовской брахиантиклинальных куполовидных структур, встречаясь в виде реликтов и «останцов» внутри последних. Мощность толщи более 1500 м.

Толща имеет двучленное строение. Нижняя ее часть сложена преимущественно метатерригенными кристаллическими сланцами, иногда мигматизированными (Болтыров, 1973).

Нижняя толща сложена биотитовыми, биотит-силлиманитовыми, биотит-гранатовыми гнейсами с прослоями графитистых кварцитов, биотит-куммингтонит-плагиоклазовых, биотит-плагиоклазовых, гранат-биотит-плагиоклазовых, ставролит-биотит-плагиоклазовых с кордиеритом и силлиманитом кристаллических сланцев и мраморов.

Верхняя толща сложена биотит-кварцевыми, ставролит-биотит-кварцевыми, ставролит-мусковит-кварцевыми, гранат-биотит-кварцевыми, кварц-биотит-плагиоклазовыми кристаллическими сланцами с прослоями мраморов и существенно плагиоклаз-амфиболовых пород. Кристаллические сланцы верхней толщи пользуются широким распространением в центральной части площади Светлинского месторождения горного хрусталя и в седловидном перегибе между Чесменским и Черноборским блоками.

Биотитовые гнейсы распространены в нижней части разреза толщи. От кристаллических сланцев они отличаются относительно массивной, тонкополосчатой, гнейсовой текстурой с лепидогранобластовой структурой, нередко мигматизированные.

Кучинская толща слагает мощные пачки мраморов в пределах Чуксинской, Светлинской и Андрее-Юльевской дипрессионных зон. Контакты толщи обычно тектонические, резкие, с зонами срывов. Чрезвычайно характерной особенностью карбонатных пород кучинской толщи является полное отсутствие фаунистических остатков и наличие в них рубиновой минерализации (Кисин, 1991). Мраморы слагают мощные однородные пачки белых, светло-серых, желтоватых, голубоватых разностей, преимущественно кальцитового состава. Мощность толщи около 700 м.

Светлинская толща залегает непосредственно на кучинских мраморах с некоторым угловым несогласием. Контакт тектонический. В разрезе толщи выделяются две пачки пород. Нижняя, терригенно-карбонатная пачка сложена метапесчаниками, которые кверху постепенно сменяются карбонат-биотитовыми, карбонат-амфиболовыми плагиосланцами бластоалевролитовой и бластопсаммитовой структур, чередующиеся с прослоями мраморов. Кроме того, в составе пачки присутствуют прослои серых и темно-серых графитистых кварцитов, двуслюдяных и мусковитовых плагиосланцев.

Верхняя, терригенная, пачка представлена преимущественно биотитовыми, карбонат-биотитовыми плагиосланцами и развивающимися по ним биотит-кварц-серицитовыми метасоматитами. Следует подчеркнуть присутствие на различных стратиграфических уровнях верхней пачки светлинской толщи серии пластовых и линзовидных тел метагаббро-диабазов и метадиабазов баштауского комплекса.