Карсто-пластообразный тип осадочных месторождений карбонатных толщ » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Карсто-пластообразный тип осадочных месторождений карбонатных толщ

15.04.2021

К карсто-пластообразному типу относятся месторождения, имеющие пласто- и линзообразную форму в верхней части, кар-мано- и гнездообразную в нижней части бокситовых залежей. Поверхность кровли этих месторождений обычно ровная или слабоволнистая, в то время как почва неровная, изрезанная, сильнозакарстованная, с выступами и углублениями до нескольких (иногда десятков) метров. Рельеф почвы обусловлен неровностями кровли рифовых известняков и дорудным карстовым рельефом, на котором происходило формирование месторождений этого типа. В некоторых случаях почва бокситовых залежей относительно ровная, например на месторождениях Южно-Уральского района и Притока — Машин Дол. Месторождения имеют очень крупные и средние размеры залежей, прослеживаются на сотни метров или несколько километров, мощность их достигает 5—7 м, иногда 10—12 м.

Карсто-пластообразные месторождения карбонатных толщ часто приурочены к окраинным частям геосинклинальных прогибов и располагаются в зоне их примыкания к выступам кристаллического фундамента платформы или внутригеосинклинальных массивов. Формирование месторождений происходило в пределах узких, линейно-вытянутых бокситоносных зон, которые иногда в одной и той же области повторяются и смещаются в последующее время от геосинклинали к прилегающей платформе. Месторождения этого типа распространены в позднем рифее (венде), среднем и позднем девоне, раннем и позднем мелу и палеогене.

Этот тип месторождений связан исключительно с карбонатными и карбонатно-сланцевыми формациями и приурочен к перерывам в осадконакоплении карбонатных толщ. Бокситы перекрываются в большинстве случаев темно-серыми известняками с повышенным содержанием органического вещества, а подстилаются рифогенными известняками. Бокситоносные толщи обычно смяты в складки и нарушены разрывами.

Бокситы карсто-пластообразных месторождений обычно отличаются высоким и выдержанным качеством и устойчивой мощностью рудных залежей. Преобладают моногидратные диаспор-бёмитовые, диаспоровые и бёмитовые разности бокситов; слабодислоцированные месторождения мелового возраста иногда содержат гиббсит.

Месторождения этого типа развиты в Северо-Уральском, Южно-Уральском, Салаирском, Боксонском и других бокситоносных районах бывш. СССР, а также в Венгрии, Франции, Югославии и других странах.

В связи с тем, что месторождения пластообразного типа являются погребенными, их добыча осуществляется подземным способом, но некоторые месторождения Югославии, Венгрии и Франции разрабатываются карьерным способом.

Ниже приведена характеристика карсто-пластообразных месторождений, формирование которых происходило в различных тектонических условиях: окраинных частях внутригеосинклинальных поднятий (Северо-Уральская группа месторождений), на границе Уральской геосинклинали и Русской платформы (Южно-Уральская группа месторождений), центральной части Средиземноморской геосинклинали (месторождение Притока — Машин Дол, Югославия), в пределах Паннонского срединного массива (месторождения Халимба, Искасентдьердь и др.).

Северо-Уральская группа месторождений. В состав Северо-Уральской группы входят следующие месторождения: Красная Шапочка, Калининское, Новокалинское,

Черемуховское, Сосьвинское и Всеволодо-Благодатское, а также ряд бокситопроявлений.

Месторождения приурочены к плоской меридионально вытянутой депрессии, ограниченной с запада Предуральской грядой, сложенной главным образом основными эффузивами (андезитобазальтовыми и диабазовыми порфиритами), прорванными интрузиями габбро и гранодиоритов. В восточной части района расположена полоса увалов, сложенных андезито-базальтовымн порфиритами.

В геологическом строении Северо-Уральской группы месторождений (рис. 42) принимают участие образования верхнего силура и девона. Венлокский ярус силура представлен андезито-базальтовымн порфиритами (покровская свита). Выше по разрезу располагаются образования лудловского яруса, которые в нижней части сложены массивными розовыми известняками (воскресенская свита) и слоистыми известняками темно-серого цвета (колонгинская свита), а в верхней — диабазовыми порфиритами, конгломератами, туфобрекчиями, туфосланцами с прослоями серых известняков (сосьвинская свита).

Непосредственно бокситы субровского горизонта подстилаются нерасчлененными отложениями лудловского и жединского ярусов.

В нижней части он и сложены конгломератами, песчаниками, сланцами и темно-серыми битуминозными известняками сарайной свиты, а в верхней — рифогенными известняками розового и светло-серого цвета петропавловской свиты.

На неровной закарстованной поверхности рифогенных известняков петропавловской свиты располагаются бокситовые залежи субровского горизонта.

Перекрываются бокситы известняками эйфельского яруса, в разрезе которых выделяются три обособленных горизонта (снизу вверх): темно-серые, битуминозные, амфипоровые, слоистые; светло-серые, массивные, рифогенные; темно-серые, плитчатые и тонкоплитчатые с прослоями глинистых и глинистокремнистых сланцев. Выше в разрезе залегают известняки живетского и франского ярусов.

Возраст бокситового горизонта является нижнеэйфельским, но в пределах Северо-Уральского района известны рудопроявления и верхнеэйфельского возраста, которые не имеют промышленного значения.

В тектоническом отношении Северо-Уральский бокситоносный район располагается в западной части Нижне-Тагильского синклинория. Бокситовое оруденение приурочено к моноклинальной зоне западного крыла крупной Шегультанской синклинали, сложенной известняками силура и девона. Весь комплекс пород имеет восточное падение под углом 18—40°.

В пределах бокситоносной полосы широко развиты дизъюнктивные нарушения (преимущественно крутопадающие сбросы и взбросы) с различными амплитудами смещения, наиболее крупные из них имеют субширотное или диагональное (косоширотное) простирание, вертикальную амплитуду смещения около 200—400 м и протяженность более 10 км (Северо-Черему-ховский, Центр ально-Черемуховский, Южно-Черемуховский и другие сбросы). Границами месторождений и участков являются, как правило, крупные дорудные тектонические нарушения. В настоящее время выделено 11 главных дорудных сбросов, разбивающих площадь бассейна на ряд опущенных и приподнятых блоков. Опущенные в дорудное время блоки явились наиболее благоприятными структурами для бокситонакопления. Помимо указанных сбросов геологоразведочными выработками зафиксировано более 240 пострудных тектонических нарушений, которые влияют на качество бокситового оруденения па участках, примыкающих к плоскостям смещения.

Промышленное оруденение связано с субровским горизонтом, залегающим среди известняков девона (эйфельский ярус). Подошвой рудного горизонта являются рифогенные массивные известняки петропавловской свиты (жединский ярус) с очень неровной поверхностью, в кровле находятся битуминозные известняки, глинистые, местами углистые сланцы эйфеля (рис. 43). Рудный горизонт подразделяется на два подгоризонта: нижний — красных марких, немарких и яшмовидных бокситов и верхний — пестроцветных пиритизированпых бокситов. Мощность красных бокситов колеблется от нескольких сантиметров до 22 м, изредка более (в карстовых воронках). Мощность подгоризонта пестроцветных бокситов достигает 3 м, в среднем 0,5—0,7 м. Красные маркие бокситы заполняют впадины в известняках почвы, красные немаркие и яшмовидные бокситы тяготеют к склонам депрессий, пестроцветные имеют повсеместное распространение. Основную промышленную ценность представляют красные бокситы, запасы которых составляют на отдельных месторождениях 85—97%.
Карсто-пластообразный тип осадочных месторождений карбонатных толщ

Месторождения бокситов Северо-Уральского района приурочены к обширной древней карстовой провинции. Основная масса промышленных руд залегает в крупных депрессиях дорудного карстового рельефа. Безрудные участки имеют неправильные очертания, приурочены в большинстве случаев к дорудным возвышенностям, на которых боксит не отлагался или сносился с них в близлежащие участки. Кровля бокситов ровная, представлена битуминозными известняками и глинистыми сланцами. При формировании бокситов снос материала происходил с запада. Источником основных бокситообразующих компонентов служили массивы верхнесилурийских эффузивно-обломочных пород.

Рудные залежи бокситовых месторождений Северо-Уральской группы имеют сложную пластообразную форму, которая обусловлена рельефом подстилающих рифогенных известняков, пострудной тектоникой и процессами карстообразования. Бокситы залегают на закарстованных известняках, изобилующих крупными котловинами и воронками неправильной формы глубиной от 1 до 25 м, в связи с этим изменяются и мощности рудных тел.

Бокситовые залежи отдельных месторождений, будучи приуроченными к отрицательным формам карстового рельефа силур-девонских известняков, изменчивы по мощности и имеют сложные очертания в плане. Длина их по простиранию колеблется от нескольких сотен метров до нескольких километров. Строение их довольно сложное вследствие перемежаемости литологических разновидностей бокситов: красных марких (см. рис, 43), немарких, яшмовидных, пестроцветных (рис. 44), а также порфировидных и пиритных (бокситов-колчеданов), встречающихся в виде отдельных линз и гнезд. В основании рудных залежей иногда залегает известняково-бокситовая брекчия (рудная) мощностью 0,2—0,5 м, которая отличается низким содержанием глинозема и промышленного значения не имеет.

По степени сложности и устойчивости мощности бокситового пласта рудные поля делятся на три типа: непрерывный, непрерывно-прерывистый и прерывистый. Первый тип характеризуется непрерывным оруденением, в котором безрудные окна встречаются спорадически, имеют небольшие размеры: от нескольких квадратных метров до нескольких сот квадратных метров и на их долю приходится не более 20% всей площади рудного поля. Второй тип — промежуточный, непрерывно-прерывистый, в котором безрудные окна занимают 20—30% площади рудного пласта. Третий тип отличается прерывистым оруденением, безрудные окна занимают 30% и более общей площади, группируются в вытянутые полосы или в участки иной конфигурации значительных размеров: до нескольких тысяч квадратных метров.

К первому типу рудных полей относятся 2-й и 3-й Северные участки месторождения Красная Шапочка, ко второму типу — Южный участок месторождения Красная Шапочка, Южный и Кедровский участки Черемуховского месторождения и к третьему типу — Восточная залежь Кальинского, Ново-Кальинского и Сосьвинского месторождений.

По минеральному составу красные бокситы относятся к диаспоровым; яшмовидные и пестроцветные — к диаспор-бёмитовым; бокситы-колчеданы — к пирит-диаспор-бёмитовым.

Красные бокситы имеют высокое качество и характеризуются следующим химическим составом (в %): глинозема 53—55; кремнезема 2—6; окислов железа 23—25; окиси кальция 1,6—2,5; серы 0,12—0,4 (до 1,1%); двуокиси углерода 1,9—3,6; окиси титана 2—2,5. Высокосернистые колчеданные и пестроцветные бокситы, содержащие от 1 до 15% серы (в среднем 5,4—7,3%), составляют 5% общих запасов.

В настоящее время месторождения отрабатываются методом слоевого обрушения под гибким настилом со сплошным креплением горных выработок. В последние годы стала применяться камерно-столбовая система отработки с креплением кровли камер штангами.

Южно-Уральская группа месторождений. В отличие от северо-уральских и других месторождений карстопластообразного типа месторождения Южно-Уральской группы представлены пластообразными залежами, которые имеют сравнительно ровную слабозакарстованную почву. Это, по-видимому, объясняется тем, что формирование их происходило в переходной зоне между Русской платформой и Уральской геосинклиналью. В пределах Южно-Уральской группы бокситовых месторождений выделяются три подгруппы: Новопристанская, Вязовская и Кукшинская, а также ряд отдельных месторождений и бокситопроявлений. Каждая подгруппа объединяет несколько месторождений. Наиболее крупными из них являются; Межевой Лог, Барсучий Лог, Сосиин Лог (Первомайское), Блиново-Каменское, Кургазакское, Алексеевское и Улуирское.

Месторождения Южно-Уральской группы приурочены к юго-восточному крылу Улуирской синклинали.

В геологическом строении Южно-Уральского бокситоносного района принимают участие два комплекса пород. Нижний представлен немыми верхнепротерозойскими образованиями, которые сильно дислоцированы и метаморфизованы. Породы этого комплекса образуют поднятия, расположенные в пределах бокситоносного района и на его периферии. Верхний комплекс представлен фаунистически охарактеризованными осадками девона, карбона и перми, которые приурочены исключительно к депрессионным структурам (рис. 45).

Верхнепротерозойские породы представлены кварцевыми песчаниками, различными сланцами, известняками и доломитами авзянской, зильмердакской, катовской, цизерской и миньярской свит общей мощностью до 4000 м. Нижний палеозой представлен образованиями ашинской свиты, которая сложена преимущественно кварцевыми песчаниками, алевролитами и сланцами общей мощностью 40—60 м.

Образования девонской системы сложены в нижней части однородными кварцевыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами, доломитами и известняками такатинских, ванаизвинских и вдовеских слоев нижнеэйфельского возраста, залегающими трансгрессивно на образованиях верхнего протерозоя и нижнего палеозоя. Выше располагаются известняки кальпедовых и бийских слоев верхнеэйфельского подъяруса мощностью до 100 м. Живетский ярус объединяет гусовские слои, состоящие в основном из песчаников, и исоявские слои, сложенные карбонатными породами общей мощностью до 40 м.

Бокситоносными являются отложения верхнедевонского возраста, трансгрессивно залегающие на образованиях среднего девона и представленные в нижней части кварцевыми гематитизированными известняками пашийской свиты и известняками кыновских слоев суммарной мощностью до 20 м. Среднефранские отложения представлены известняками сарпеевских, доманиковых и самсоновских слоев, причем последние сильно закарстованы. В нижней части верхнефранских отложений залегают орловские слои, которые представлены бокситами, аллитами, бокситовыми породами, песчаниками, конгломератами, алевролитами, аргиллитами и известняками мощностью до 40 м. Они перекрываются известняками и доломитами айских слоев мощностью до 220 м. На последних залегают известняки и доломиты фаменского яруса мощностью до 800 м.

Каменноугольные отложения представлены в основном известняками с редкими прослоями глин, их общая мощность около 2000 м. Нижний отдел пермской системы сложен известняками, сланцами, песчаниками и конгломератами мощностью до 600 м, на которых залегают четвертичные образования. Магматические породы в пределах района отсутствуют.

В структурном отношении Южно-Уральский бокситоносный район расположен в Предуральском прогибе (структура первого порядка), в пределах Карангауского поднятия (структура второго порядка). В пределах района имеются складки более мелких порядков (Сулеймановская антиклиналь, Сиская мульда, Улуиро-Айская синклиналь, Улуирская синклиналь и т. д.).

Анализ палеогеографии показывает, что на территории района на протяжении палеозойского времени преобладал мелководный морской режим, существование которого закончилось в нижней перми.

Месторождения образуют бокситоносную зону протяженностью 100 км, состоящую из отдельных различных по величине изолированных залежей, разделенных безрудными участками и разрывными нарушениями.

Форма рудных залежей пластообразная и линзообразная, обычно неправильная, иногда залежи вытянуты в различных направлениях в зависимости от дорудного рельефа. Нижняя граница рудного пласта неровная, обусловлена степенью закарстованности подстилающих известняков, верхняя граница ровная, четкая. Мощность рудного пласта зависит от глубины карстовых полостей и колеблется от нескольких сантиметров до 8 м. Рудный пласт осложнен разрывными и складчатыми нарушениями.

Рудные залежи образованы красными, серыми, пестроцветными обломочными и оолитовыми (диаспор-шамозитовыми) бокситами. Бокситовые руды сложены диаспором, из которого состоят бобовины и обломки; бёмитом, каолинитом, шамозитом, входящими в состав цементирующей массы; гематитом, минералами окиси титана, присутствует пирит в трещинах и прожилках, кальцит и доломит. Содержание пирита в серых бокситах достигает 40%.

Месторождения Халимба и Искасентдьердь приурочены к Паннонскому срединному массиву Задунайского среднегорья (Венгерская Народная Республика). В отличие от других месторождений Венгрии бокситовые залежи месторождений Xa-лимба и Искасентдьердь имеют пластообразную форму, при этом кровля пласта ровная, почва волнистая, а дорудная поверхность карбонатных пород слабо закарстована. Это обусловлено тем, что формирование дорудных бокситовмещающих депрессий, занимающих большие площади и имеющих пологие склоны, происходило в относительно спокойной тектонической обстановке, при которой карстообразовательные процессы на протяжении длительного времени протекали очень медленно. В таких мелких и обширных по площади впадинах происходило образование относительно маломощных простых по форме и строению пластообразных залежей бокситов.

Месторождение Халимба расположено в северо-восточной части Нирадского бокситоносного района. Дорудный фундамент месторождения сложен слабозакарстованными доломитами и известняками рэтского яруса верхнего триаса, поверхность которых погружается к северу в направлении Малой Венгерской низменности с постепенным увеличением мощности перекрывающих отложений мелового, палеогенового, неогенового и четвертичного возраста (рис, 46).

Бокситовая залежь имеет длину 4 км, ширину 2 км и площадь около 7 км2, располагается непосредственно на известняках на глубине от 50 до 400 м. Мощность бокситового пласта изменяется от 1 до 30 м и в среднем составляет 6—8 м. Колебание мощности в большинстве случаев обусловлено неровной карстовой поверхностью подошвы. Наиболее качественные бокситы приурочены к центральной части месторождения. Они имеют следующий состав (в %): глинозема 56,1; кремнезема 2,7; окиси железа 24,3; окиси титана 2,7; п. п. п. 12,6. По минеральному составу бокситы относятся к бёмитовому типу. Содержание бёмита в среднем 55%.

Бокситы образовались в досенонское время (до отложения сенонских осадков). Бокситовый горизонт в южной части месторождения перекрывается глинами, мергелями и известняками нижне- и среднеэоценового возраста. В северной части месторождения на бокситах залегают конгломераты, углистые глины, мергели и известняки верхнего мела; глины, мергели и известняки нижнего и среднего эоцена; мергели и известняки верхнего эоцена; пески, глины, мергели и известняки неогена и четвертичные образования (рис. 47).

Месторождение Искасентдьердь расположено в восточной части г. Баконь, в зоне грабена Мор. Месторождение состоит из четырех крупных залежей: Кинчеш, Йожеф, Ракхедь и Бито (рис. 48). Залежи бокситов имеют пластообразную форму с постепенным выклиниванием на краях. Бокситы более высокого качества приурочены к центральным частям залежей Кинчеш и Йожеф.

Бокситовые залежи погружаются на глубину 300—-350 м и залегают на доломитах верхнего триаса. Перекрываются они углистыми глинами, мергелями и известняками нижнеэоценового возраста, известняками среднего эоцена, галечниками миоцена, известняками и песками плиоцена и четвертичными глинами.

Среди бокситов выделяют следующие разновидности (сверху вниз): 1) серые пиритовые бокситы низкого качества, залегающие под угленосной кровлей, 2) фиолетовые бокситы, образовавшиеся в результате окисления серого боксита, 3) брекчиевидные или пизолитовые бокситы, пестроцветные; 4) пестро-окрашенные бокситы, иногда полосчатые, 5) красные бокситы в верхней части с желтыми пятнами, в нижней — однородные глинистые. Бокситы обычно имеют смешанный гиббсит-бёмитовый состав, но, как правило, в некоторых залежах один минерал является преобладающим. Залежи Кинчеш и Йожеф сложены в основном бёмитом, а гиббсит находится в подчиненном количестве; залежь Ракхедь представлена смешанным гиббсит-бёмитовым типом, а залежь Бито—бёмитовым типом. Минералы железа представлены гётитом, реже гематитом. В серых бокситах преобладают пирит и маркозит.

Бокситы лучшего качества располагаются в центральных частях залежей Кинчеш и Йожеф. Содержание в них (в %): глинозема 52—56; кремнезема 1—6; окислов железа 16—24; окиси титана 1,8—29; и. п. п. 15—23%.

Месторождение имеет крупные запасы, сильно обводнено, разрабатывается двумя подземными рудниками.

Месторождение Притока—Машин Дол. В Босанском бокситоносном районе бывш. Югославии кроме месторождения Притока—Машин Дол к карсто-пластообразному типу относятся месторождения Гускарица и Босански Петровац. Они приурочены к полосе развития верхнемеловых отложений, вытянутой в широтном направлении на 65 км, в северо-западной части республики Босния и Герцеговина.

Бокситовые залежи этих месторождений имеют пластообразную, реже линзообразную форму и прослеживаются на значительном протяжении. Они располагаются между двумя параллельными различными стратиграфическими горизонтами или пластами различного возраста. Кровля и почва залежей этих месторождений имеет ровную или слабоволнистую поверхность, мощность залежей 0,6—1,3 м, редко достигает 2—3 м. Формирование месторождений происходило в центральной части Средиземноморской геосинклинали, где карстообразовательные процессы имели незначительную интенсивность, в связи с этим почва пластов ровная или слабоволнистая. Бокситы этих месторождений являются наиболее высокосортными, среди них преобладают белые, светло-серые и желтые разновидности с оолит-пизолитовой структурой. Эти бокситы в большинстве случаев используются в абразивной промышленности. Наиболее изученным является месторождение Притока—Машин Дол, которое разрабатывается в настоящее время. Это месторождение приурочено к северному крылу одноименной синклинали и прослеживается на протяжении более 12 км. В пределах месторождения располагаются восемь бокситорудных участков (рис. 49).

Бокситовые залежи приурочены к зоне контакта туронских и сенонских известняков. Подстилающие бокситы известняки турона имеют светло-серую окраску, массивное и кристаллическое сложение, поверхность их слегка закарстована. В кровле бокситов залегают темно-серые плотные известняки и флишоидные отложения (конгломераты, песчаники, мергели) сенонского возраста. Бокситовые залежи обычно имеют крутое, близкое к вертикальному залегание, а также обратное (инверсное) падение. Они располагаются почти вертикально или наклонены под углом более 60° на северо-северо-запад.

Залежи бокситов имеют пластообразную и линзообразную форму. Генетическая почва залежей неровная, слегка волнистая, с неравномерным распределением небольших углублений и выпуклостей, что обусловлено слабой закарстованностью поверхности подстилающих известняков. Кровля бокситов обычно ровная. Средняя мощность бокситов 1—2 м.

Бокситы месторождения Притока—Машин Дол отличаются высоким качеством. Это наиболее высокосортные бокситы не только бывш. Югославии, но и всего Средиземноморского пояса, а возможно, и мира. Содержание в них (в %): глинозема 68—72; кремнезема 0,1—4; окиси титана 2,8—3; окислов железа 6—14; окиси кальция 0,1—0,3. По минеральному составу бокситы относятся к бёмитовому типу. Бокситы представляют собой трещиноватую, иногда плотную, но чаще слабосцементированную породу. В зависимости от содержания железа выделяются светлые (светло-желтые, желтые) и красные разновидности.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: