Ташелгинский рудный район

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.

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.

В

А

(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

В

А

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.

0.1

Рис. 10

1,1

0,01

0,001

0,0001

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: Ng^1~1,598; Np^1~1,563
	Сподуменовый пегматит	Призматическая, участками директивная	Пл-20;Кв-15;Cn-50; My-7
	Бластокатаклазит по к/з My-Cn-пегматиту	Структура призматич., участками гранобластовая	Кв-18; Пл-7; Кпш-30;Cn-40;My-5-7%
	Бластокатаклазит по г/з My-Cn-пегматиту	Структура гранобл., бластопризматическая	Cn-40; Кпш-40;My-5; Кв-15%
	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

Дата добавления: 2015-07-13