Магистерская работа Герасименко Ю.С.
Главная страница ДонНТУ    Страница магистров    Поисковая система ДонНТУ   
E-mail: GERASIMENKO@UKRTOP.COM

Магистерская работа

"Поисковые признаки и закономерности размещения тантал-ниобиевого оруденения восточного Приазовья ".
Научный руководитель: доц. к. г.-м. н. Волкова Т.П.

  • На главную
  • Библиотека
    		•
  • Ссылки
  • Поиск в Интернет

    • АВТОРЕФЕРАТ

    Мазуровское месторождение приурочено к Октябрьскому рудному полю, расположенному в Восточно-Приазовской металлогенической зоне Приазовской металлогенической провинции Приазовского кристаллического массива.

    Приазовский кристаллический массив (ПМК) представляет собой крупную блоковую структуру, расположенную в крайней юго-восточной части Украинского щита. Южной границей блока является Бердянская (Южно-Приазовская) зона ступенчатых разломов, отделяющих ПКМ от северного борта Причерноморской впадины. На севере и северо-востоке граница ПКМ с Днепрво-Донецкой впадиной и складчатыми сооружениями Донбасса проходит по очень сложно построенным зонам ступенчатых разломов (зона сочленения Донбасса с Приазовьем). С запада и востока ПКМ ограничен, соответственно, Орехово-Павлоградской и Грузско-Еланчикской зонами разломов. Восточно-Приазовский блок, к которому и приурочено Октябрьское рудное поле, почти нацело сложен гранитоидами и сиенитами анадольского, хлебодаровского и южнокальчикского комплексов, являющихся породами рамы для сиенит-нефелин-сиенитовых пород Октябрьского щелочного массива одноименного комплекса. В Восточном Приазовье широко развиты древнейшие супракрустальные образования, а в виде относительно узкой полосы - актинолитовые и актинолит - роговообманковые ортосланцы. Все они перекрыты чехлом осадочных и вулканогенно-осадочных отложений - палеозойскими в пределах Днепровко-Донецкой впадины, мезозойскими в пределах Конкско-Ялынской и Кубано-Причерноморской впадин, кайнозойскими - по всей площади. Мазуровское месторождение пространственно и генетически связано с породами Октябрьского щелочного массива.

    Массив принадлежит к наиболее древним платформенным проявлениям нефелинового магматизма на Украинском щите, датирующимся абсолютным возрастом 1,8-1,4 млрд. лет. Массив находится в северо-западной части Восточно-Приазовского микроблока, между р.р. Вали-Тарама (на западе) и Кальчик (на востоке). Площадь массива около 40 км2. Массив глубоко эродирован и перекрыт рыхлыми отложениями (суглинками) мощностью до 30-50м. Собственно щелочные (щелочные сиениты, пуласкиты, фойяиты, мариуполиты и т.п.) породы совместно с основными -ультраосновными породами образуют массив, имеющий в плане овальную, вытянутую в северо-восточном направлении форму. Этот массив располагается асимметрично по отношению к вмещающему телу гранитоидов. Массив имеет автономное внутреннее строение, независимое от вмещающего комплекса. Трахитоидность щелочных и нефелинсодержащих сиенитов имеет более пологое падение, направленное внутрь массива, и грубо подчеркивает концентрическое строение и структурную самостоятельность массива по отношению к вмещающим гранитоидам. Локализован массив в узле сопряжения разломов субширотного, северо-западного и северо-восточного простирания. Массив сложен (в порядке принимаемой в настоящее время последовательности формирования) основными и ультраосновными породами (габбро, пироксениты, перидотиты), щелочными и нефелиновыми сиенитами (пуласкиты, фойяиты, мариуполиты, щелочные пегматиты). Имеются жильные и дайковые аналоги щелочных пород. В строении Октябрьского щелочного массива четко проявлены элементы концентрической зональности. В плане распределение пород следующее: в ядре залегают пуласкиты, опоясанные почти замкнутым полем фойяитов, заключенных, в свою очередь, в сомкнутое кольцо щелочных сиенитов. Между сиенитами и фойяитами в восточном сегменте массива развита зона преобразованных пород - биотитовых, иногда с нефелином, сиенитов мощностью от 200 до 500 м. Среди щелочных сиенитов в виде реликтовых блоков различных размеров встречаются щелочно-полевошпатовые сиениты, аналогичные по составу таковым вмещающего комплекса. Границы их со щелочными сиенитами нечеткие, часто условные. Породы ультраосновного и основного состава слагают крупный блок на северо-востоке массива и более мелкие блоки по его восточной и юго-восточной периферии. Во внутренних частях массива отмечаются лишь единичные маломощные тела сильно биотизированных и амфиболизированных разновидностей этих пород. Каждая из выделенных зон содержит целую гамму образований продуктивных на редкометальное орудинение - мариуполитов, микроклин-нефелиновых пегматитов, полевошпатовых метасоматитов. В массиве известно два крупных поля развития продуктивных пород - в южной (Калинино-Шевченковское) и северной (Мазуровское) частях массива. Оба эти поля представляют самостоятельные редкометальные месторождения. Характерной особенностью всех сиенитов, включая и продуктивные породы, является большая изменчивость структур, текстур и состава, особенно содержаний нефелина, альбита и темноцветных минералов. Переходы между породами различных текстур: массивных такситовых, груботрахитоидных, трахитоидных и гнейсовидно-полосчатых с разной крупностью зерна - постепенные, но обычна тенденция перехода более мелкозернистых - в крупнозернистые, причем крупнозернистые разновидности имеют более однородный облик и, обычно, слагают жилоподобные тела.

    Продуктивные породы в пределах массива и обрамления развиты в виде серий жилоподобных тел с крайне изменчивой мощностью и падением к центру массива. Каждому этапу становления пород массива и обрамления (рамы) соответствовало преимущественное развитие определенных тектонических структур. Наиболее древними являются зоны северо-западного и, возможно, северо-восточного простирания, контролирующие развитие пород гранитоидных ассоциаций, жильные дериваты которых внедрялись в основные - ультраосновные породы. Зоны концентрации таких пород имеют крутое падение под углом более 500 . По этим трещинам, очевидно, происходили дифференцированные движения небольшой амплитуды, имевшие, по-видимому, сбросовый или сбросово-сдвиговый характер. Такие тектонические условия были неблагоприятными для образования выдержанных мощных жил, что подтверждается размерами тел сиенит - аплит - пегматитов в габбро и пироксенитах, и гранитов в граносиенитах и кварцевых сиенитах. Очевидно, в этот этап все же были проявлены слабые растягивающиеся составляющие, что и обеспечило определенный тектонический контроль жил гранитов в породах рамы и сиенит - аплит - пегматитов в основных - ультраосновных породах.
    Развитие пород фойяитового ряда контролируется структурами кольцевой формы (залеченные кольцевые разломы). В этот этап развития региона породы массива и обрамления были расчленены нарушениями (северо-западными, кольцевыми, северо-восточными) на серию тектонических блоков, в пределах которых получили развитие как крутопадающие (до вертикальных), так и пологие (до горизонтальных) системы трещин, причем образование пологих трещин происходило несколько позже образования сопряженных с ними крутопадающих. Наиболее молодыми образованиями в пределах массива являются дайковые породы (лампроиты и диабазы), внедрение которых не связано с эволюцией массива. В пределах массива дайки пересекают все породы, включая и продуктивные, причем сами всегда лишены редкометальной минерализации. Это доказывает на их пострудный возраст. Дайки имеют мощность до 2-3 м, в основном, северо-западного простирания, падение вертикальное или близкое к вертикальному. Контакты с вмещающими породами четкие, резкие, прямолинейные; приконтактовые изменения не наблюдаются. Внутри них часто наблюдаются ксенолиты вмещающих пород. Распределены дайки по площади массива в виде единичных разобщенных тел, не влияющих, по данным предварительной разведки, на сплошность рудных тел. Изученная ассоциация щелочных пород, включающая сиениты и породы продуктивного комплекса, типична для многих щелочных массивов, формирующихся в различной геологической ситуации. Наиболее детально изученным представителем данной ассоциации является Ильменогорско - Вишнегородский комплекс, сходные ассоциации пород описаны в Прибайкалье и Бурятии.
      Для всех этих проявлений свойственны общие черты, характерные и для пород Октябрьского массива:
    1. Наличие двух последовательно формирующихся групп пород - допродуктивной и продуктивной стадий.
    2. Сочетание в обеих группах безнефелиновых и нефелиновых представителей.
    3. Миаскитовый характер щелочности.
    4. Характерная металлогеническая специализация - повышенное содержание ниобия, тантала, циркония.
    5. Приуроченность промышленной редкометальной минерализации только к более поздним образованиям и их существенно альбитовый состав.
    6. Присутствие в породах ассоциации карбонатитов.

    Формационная принадлежность этих ассоциаций либо неопределенная (Урал), либо спорная (Бурятия). Во всех случаях надежно установлена мантийная природа агента - инициатора процесса и существенное влияние состава вмещающих пород на состав щелочных образований. Температура формирования пород оценивается по различным геотермометрам в 600-8000С для пород допродуктивной стадии и в 400-6000С - для продуктивной. Необычно высокая железистость биотита и амфибола в фойяитах, а также преобладание последнего среди темноцветных минералов, возможно, обусловлено большей глубиной формирования фойяитов Октябрьского массива по сравнению с нефелиновыми породами Урала и Бурятии. В массиве известны два крупных поля развития рудных пород: в южной эндоконтактовой (Калинино - Шевченковское) и в северной экзоконтактной частях массива (Мазуровское). Оба эти поля представляют самостоятельные редкометальные месторождения. Кроме того, в пределах Октябрьского рудного поля поисковыми и геолого-съемочными работами выявлен ряд рудопроявлений, приуроченных как к экзоконтактовой части массива, так и к его обрамлению - рудопроявление Центральное, Западное, Восточное, Северное, которые в дальнейшем, при проведении геологоразведочных работ, могут перейти в разряд месторождений. Качество руд выявленных проявлений идентичное рудам Мазуровского месторождения. Общие прогнозные ресурсы рудного поля (без Мазуровского месторождения) оцениваются в 500-600 т пентоксида ниобия, 30-40 т пентоксида тантала и 1700-2350 тыс. т диоксида циркония (ресурсы категории P1+P2). Как показали работы по глубинному геологическому картированию, в обрамлении Октябрьского щелочного массива могут быть выявлены месторождения редкоземельных руд, связанных с анкерит-доломитовыми карбонатитами и ортитовыми метасоматитами (Анадольское, Красновское, Голубицкое рудные поля). В непосредственной близости от месторождения выявлено уникальное цирконий - редкоземельное месторождение (Азовское) с повышенным содержанием в рудах редких земель итриевой группы. Экономические расчеты показали, что на базе Мазуровского и Азовского месторождений возможно создание редкометально-редкоземельной отрасли Украины.

    Краткие сведения об изученности района месторождения и стадийности геологоразведочных работ

    К настоящему времени в пределах Восточного Приазовья проведены геологическая съемка масштабов 1:200000 и 1:50000, глубинное геологическое картирование масштаба 1: 200000 и 1: 50000, обобщающие тематические работы по стратиграфии, магматизму, металлогении и большой объем поисковых и поисково-оценочных работ. Довольно обширна опубликованная литература по тем или иным вопросам геологического строения и полезным ископаемым. Высокая геофизическая изученность площади: по региону выполнены магниторазведка масштаба 1:50000-1:10000 и гравиразведка 1:25000, проведен большой комплекс работ, обобщающих все имеющиеся графические материалы. Еще детальней изучен Октябрьский щелочной массив и его обрамление - составлен комплект прогнозных геофизических карт на карбонатитовое оруденение. Параллельно с геофизическими работами выполнялись наземные геохимические работы того же масштаба. В результате работ составлен комплект геохимических и прогнозно-геохимических карт. В результате всех этих работ детально изучено геохимическое строение региона и его металлогения. Щелочные породы Октябрьского массива изучались М.А. Морозевичем, В.И. Лучицким, А.Ф. Айнберг, В.М. Куплетским, А.И. Лебедевым, И.Д. Царовским, С.А. Руденко, С.Н. Кашиным, Н.А. Елисеевым, Л.К. Пожарицкой и другими исследователями. С 1934г. трестом "Союзредметразведка" проводились работы с целью оценки редкометального оруденения, связанного с метасоматическими образованиями северо-восточной части Октябрьского массива. В результате работ подсчитаны и в 1939г утверждены в ВКЗ запасы циркония. В 1945-1948 гг. геологоразведочные работы проводились Мариупольской партией "Союзспецразведка", с целью разведки коры выветривания. В 1950г. Ленинградским горным институтом выполнена работа по изучению вещественного состава руд Мариупольского месторождения (рыхлая кора выветривания первой залежи Мазуровского месторождения). С 1951г. геологоразведочные работы проводились Волновахской партией треста №1. По результатам этих работ в 1955 году проведен подсчет запасов циркония по коре выветривания. Запасы утверждены в ГКЗ в 1958г. С середины 50-х годов началась эксплуатация рыхлых руд Мазуровского месторождения на циркон, строительство обогатительной фабрики, организация ДХМЗ Минцветмета СССР. Месторождение эксплуатировалось до 1964 года; эксплуатация завершилась до 1964 года; эксплуатация завершилась в связи с полным погашением утвержденных запасов. С 1956 года работы на массиве проводились Приазовской ГРЭ. В 1956-1958гг. комплексной экспедицией ЦНИГРИ в сотрудничестве с геологами Приазовской ГРЭ выполнено изучение щелочных пород массива. В результате исследований полно и детально освещены вопросы геологии, минералогии, геохимии и петрографии щелочных пород, рассмотрены вопросы их генезиса, проведены технологические исследования. В 1961 году Приазовской ГРЭ составлен сводный отчет, обобщающий весь имеющийся на то время фактический материал. В 1959-1962 гг. щелочные породы оценивались как глиноземное сырье. В результате был составлен отчет с подсчетом запасов алюминиевых руд и выявлено Калинино-Шевченковское месторождение. Запасы нефелиновых сиенитов (руд) в пределах массива практически неограниченны. В 1969 году сотрудниками ИМГРЭ детально изучались формы нахождения и особенности распределения ниобия, тантала и циркония в породах Октябрьского массива, выделены и охарактеризованы природные разновидности руд. Работами ВИМСа это направление в изучении пород было проведено на более высоком уровне с использованием последних разработок минералогического, химического, спектрального и др. анализов. Параллельно с ВИМСом опытно-методические работы по возможности использования геохимических методов поисков выполнялись сотрудниками ИМГРЭ. В результате этих работ дана детальная геологическая, минералогическая, петрографическая и геохимическая характеристика как пород обрамления, так и пород собственно Октябрьского массива. Технологические исследования руд выполнялись институтами: Уралмеханобр, Ленмеханобр, Иргередмет, НИГРИзолото, ГИРЕДМЕТ, ВАПШ, ЦНИГРИ, ИМРом. Целенаправленные поисковые работы на ниобий и тантал начаты Приазовской ГРЭ в 1980-1981гг. Целью поисковых работ явилось выявление и оконтуривание потенциальных рудных участков, сопоставимых по масштабам с месторождениями ниобия, тантала и циркония. Объектами исследований и оценки работ являлись Мазуровский и Калинино -Шевченковский участки локализации продуктивных пород. В результате работ проведена оценка вероятных масштабов потенциальных месторождений редких металлов, подсчитаны их прогнозные ресурсы. По двум лабораторным технологическим пробам ИМРом проведено изучение вещественного состава и технологических особенностей рудных пород, разработана предварительная технологическая схема обогащения руд. В результате работ рекомендовано на Мазуровском рудопроявлении проведение поисково-оценочных работ. В 1981-1983 годах поисково-оценочные работы, а в 1984г. ИМРом составлен ТЭС о целесообразности предварительной разведки. Объектами исследования и оценки данных работ явились продуктивные залежи и тела, выявленные в процессе работ. В итоге работ установлено, что на базе запасов месторождения возможно строительство рентабельного предприятия, обеспечивающего малоотходное производство и получение стандартных пирохлоровых, цирконовых и полевошпатовых концентратов. Поисково-оценочные работы были обеспечены буровыми, опробовательскими, геохимическими, геофизическими, технологическими и камеральными работами. В 1984-1991гг. выполнена предварительная разведка. Целью работ явилась оценка масштабов месторождения, качества и технологических свойств руд, горнотехнических условий эксплуатации месторождения для решения вопроса о целесообразности его промышленного освоения. Объектом исследования разведки являлось все Мазуровское месторождение в целом. Объекты оценки - отдельные участки (блоки) месторождения, а также продуктивные залежи и тела в их пределах. Работы обеспечены всеми требуемыми инструкцией видами геологоразведочных работ. Особое внимание при проведении предварительной разведки было уделено разработке схемы обогащения руд. Разработанная ГИМРом в трех вариантах технология обеспечила существенное повышение комплексности переработки сырья, а применение предварительных методов обогащения - повысило концентрацию металлов в рудах, поступающих на редкометальный передел. Впервые проведено разделение пентоксида ниобия и тантала в ниобиевый и танталовый продукт. В ТЭДе рассмотрено четыре варианта схемы и четыре варианта отработки месторождения. Товарной продукцией являются: фтортанталат калия, техническая пятиокись ниобия для феррониобия, цирконовый концентрат, нефелиновый и полевошпатовый концентраты различных марок, щебень и строительный песок. Рентабельность предприятия по оптимальному варианту-21,3%. Временные кондиции утверждены УКЗ МИНМЕТа СССР (Протокол № 622вк от 29.11.90г.). В результате предварительной разведки выделен участок под постановку детальной разведки.

    Объект, цели и задачи детальной разведки.

    Объектом детальной разведки является юго-восточная часть Мазуровского месторождения, ограниченная по площади р.л XIV-XXIII и по глубине VIII продуктивной залежью (280м от поверхности). Границы объекта на поверхности определены с учетом оставления 300- метровой предохранительной зоны от западной границы сооружений ДХМЗ и восточной магистрали Донецк-Мариуполь, а также параметрами южного блока основных - ультраосновных пород. В рудных телах объекта детальной разведки сосредоточено до 35% от общих запасов руды месторождения. Геометрические и площадные параметры объекта детальной разведки обоснованы экономическими расчетами с учетом возможного открытого, подземного или комбинированного способов отработки месторождения. Целью детальной разведки месторождения является уточнение сведений об условиях залегания, морфологических особенностях продуктивных залежей и тел, запасах, качестве полезного ископаемого, технологических свойствах минерального сырья и горно-геологических условий эксплуатации месторождения в контурах, определенных ТЭДом по его отдельным залежам, телам, блокам и участкам для проектирования горного предприятия. Объектами исследования детальной разведки являются I-IV (категория С1+С2) и V-VIII (категория С2) залежи, выделенные на стадии предварительной разведки. Объектами оценки и геометризации - рудные тела, которые представляют собой объекты самостоятельной горной подготовки. В качестве элементов оценки определены отдельные подсчетные блоки в контурах рудных тел.
      Задачами детальной разведки Мазуровского месторождения являются:
    1. Изучение геолого-структурных особенностей, закономерностей пространственного размещения и условий рудоконтроля продуктивных тел, их минерального и петрографического состава.
    2. Выявление обобщающих контуров условий залегания, морфологии и строения продуктивных тел, характеристик изменчивости геологоразведочных параметров и качества полезного ископаемого по мощности, простиранию, падению. Обобщающий контур рудных тел проводится по кровле и подошве рудных подсечений.
    3. Выборочная оценка строения и характеристик изменчивости геологоразведочных параметров полезного ископаемого в пределах тел I-IV залежей на наиболее перспективной площади по более густой сети наблюдений.
    4. Продолжить работы по дальнейшему совершенствованию технологии переработки руды и производства редкометальной продукции, направленных на повышение многооперационности в схемах обогащения, на поиски более рационального аппаратного оформления схемы, дешевых и менее вредных реактивов для химико-металлургической переработки концентратов, на поиски областей использования попутных продуктов переработки руд, с целью использования их в полном объеме. Попутно получаемый нефелиновый концентрат технологически испытать в смеси с алунитами Баганьского месторождения и определить экономичесмкую целесообразность его промышленного использования для получения глинозема.
    5. Детальное изучение горно-геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий эксплуатации объекта детальной разведки по рудным телам и их участкам (блокам).
    6. Попутная оценка вскрытых продуктивных пород в качестве глиноземного сырья.
    7. Оценка вмещающих габбро и пироксенитов на титан-ванадиевое оруденение с подсчетом запасов и прогнозных ресурсов; изучение вещественного состава и технологических свойств руд по типовым технологическим пробам (при выявлении руд, рентабельных для обработки).
    8. Изучение влияния разработки месторождения на природные условия района и составление ОВОСа. Подсчет запасов дренажных вод с определением их качества.
    9. Разработка кондиций для подсчета запасов по объекту детальной разведки категории С1 по отдельным телам, блокам и участку детализационных работ и запасов С2 на флангах рудных тел I-IV залежей и глубоких горизонтов (тела V-VIII залежей).
    Целью геологоразведочных работ, выполненных в 1996 году, являлось получение прироста запасов категории С1 в количестве:
    пентоксида ниобия - 5 тыс.т;
    диоксида циркония - 20 тыс.т,
    определенных геологическим заданием, утвержденным генеральным директором ГГП "Южукргеология".

    Проектом детальной разведки Мазуровского месторождения не предусмотрена стадийность в проведении работ. Однако, в условиях ограниченного финансирования работ встала задача получения требуемого прироста запасов при минимальных затратах. В связи с этим были проведены камеральные работы, в результате которых в контурах объекта детальной разведки удалось выделить участок, характеризующийся максимальной рудонасыщенностью, компактностью распределения оруденения и наиболее высокой степенью содержания в рудах редких металлов. При этом учитывалось благоприятное расположение участка в инфраструктуре только 30 скважин, позволяющих создать сеть разведочных наблюдений плотностью 50х50 м и, соответственно, отнести выявленные запасы к категории С1.
    Отсутствие финансирования работ во втором полугодии 1996г. привело к текучести кадров отряда, крайней неустойчивости в работе как геологической службы, так и вспомогательных цехов (лаборатории, опробовательского цеха и т.п.). Вследствие этого выполнялись только те виды работ, которые позволили выполнить геологическое задание.
    Отсутствие в Украине химических реактивов для выполнения качественных анализов на пентоксиды ниобия и тантала, а также диоксида циркония, привело к несвоевременному выполнению анализов и, вследствие этого, удлинению сроков выполнения геологического задания.

  • На главную
  • Библиотека
    		•
  • Ссылки
  • Поиск в Интернет