IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Железорудные ресурсы Российской Федерации представлены бурыми, красными (или гематитовыми рудами), магнитными железняками (или магнетитовыми рудами) и др. Качественная характеристика железных руд может быть различна. Имеются запасы как бедных железных руд, содержащих железо в пределах 25-40%, так и богатых с содержанием железа до 68%. В Центрально-Черноземном, Уральском, Западно-Сибирском и Восточно-Сибирском экономических районах сосредоточены наибольшие разведанные запасы. В Западной Сибири месторождения магнетитовых руд выявлены и на территории Алтайского края. В Алтайском крае особое внимание вызывают крупные железорудные месторождения, такие как Инское и Белорецкое. Данные месторождения схожи по геологическому строению, расположены недалеко друг от друга, по масштабам относятся к промышленным.

В данной работе было рассмотрено краткое геологическое строение Белорецкого железорудного месторождения, и изучена история его открытия.

1. Географическая характеристика и история открытия месторождения

Белорецкое месторождение – железорудное месторождение, расположенное в Змеиногорском районе Алтайского края на территории Тигирекского заповедника. Месторождение расположено в 250-300 м северо-восточнее поселка Белорецкого, между ключом Холодник и рекой Большая Поломаниха, в 80-90 км юго-восточнее от г. Змеиногорск. Ближайшей железнодорожной станцией от Белорецкого месторождения является железнодорожная станция Третьяково, находящаяся в 55 км к юго-западу от месторождения. Связь с месторождением осуществляется по грунтовой дороге.

На рисунке 1 представлена карта с указанием географического расположения Белорецкого месторождения (участок выделен красным цветом).

Рисунок 1. Географическое расположение Белорецкого железорудного месторождения

В качестве промышленного железорудного объекта месторождение считается с 1911 г. после осмотра его Н. Шильниковым и К. Толстопятовым. Это подтвердили в 1931 г. геологи С.М. Глебов и Н.И. Сафронов, геофизик Ю.П. Азо. После 1945 г., по заключению А.С. Калугина, Т.С. Калугиной, Л.В. Полонской и др., не только Белорецкое рудное поле, но и Алтай в целом выдвигаются в разряд перспективных на промышленное железооруденение.

Основные геологоразведочные работы на месторождении выполнены в 1950-1952 гг. (О. П. Незабытовская, А.И. Александров, Е.И. Евдокимов), 1956-1962 гг. (Е.Н. Кочанов, Е.И. Володина и др.), 1976-1982 гг. (А.И. Зябкий, В.М.Космачен и др.). В результате, месторождение представляется как крупный железорудный объект с детально разведанными до высоких категорий запасами, подготовленный к промышленному освоению открытым и подземным способами вскрытия.

Белорецкое месторождение было открыто в 1874 году. Однако Белорецкая железная руда была известна на Алтае еще в XVIII веке. Белорецкое месторождение получило свое название по речке Белой. Данное месторождение рассматривается в качестве резервной сырьевой базы Западно-Сибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк Кемеровской области).

Белорецкое месторождение относится к числу наиболее крупных и промышленно важных месторождений железных руд на Алтае. Однако геологически оно изучено недостаточно. В частности, до настоящего времени в должном масштабе не было проведено специальных работ по детальному изучению вещественного состава руд и условий их формирования. Более того, среди геологов отсутствует единое мнение о генетическом типе руд этого месторождения.

Балансовые запасы руд Белорецкого месторождения по категориям В+С1+С2 составляют 317,5 млн. т при среднем содержании валового железа 33,6%. Белорецкое месторождение детально разведано до глубины 1200 м и подготовлено к промышленному освоению открытым и подземным способами. Прирост запасов до 20-25% возможен за счет доразведки основной залежи, продолжающейся на глубину ниже 1200 м.

2. Краткое геологическое описание

Белорецкое железорудное месторождение находится в пределах юго-западных отрогов Тигерекского хребта в Горном Алтае. Участок месторождения сложен эффузивно-осадочной толщей пород, залегающей моноклинально и простирающейся в направлении с юго-востока на северо-запад с падением на северо-восток под углом 50-60.

Одни геологи определяют возраст толщи как силурийский, другие считают его девонским. При этом не исключена возможность, что в пределах района месторождения имеют место как девонские, так и силурийские толщи, распространенность и взаимоотношения между которыми не ясны и требуют дополнительного изучения.

Вмещающие рудные тела породы месторождения в основном представлены известняками, песчаниками, глинистыми сланцами и частично эффузивами. Эти разности пород большей частью преобразованы в мраморы, различного рода роговики и скарны.

Структура месторождения впервые представляется в виде опрокинутой синклинальной складки, с осевой плоскостью которой связана основная скарново-рудная зона. Рудовмещающими породами на месторождении являются скарнированные и преобразованные силурийские известняки. Девонские вулканогенно-осадочные породы в пределах рудного поля отсутствуют.

Скарново-магнетитовая зона месторождения образовалась контактово-метасоматическим путем. Метасоматоз при обменном процессе сопровождался замещением веществ объем на объем, когда вынесенный суммарный объем кремния, кальция, алюминия, магния компенсировался равным объемом магнетитового железа. При этом текстурный рисунок вмещающих пород в основном наследовался скарново-рудными новообразованиями с некоторым его усложнением, реже упрощением или формированием неизвестных форм.

Дискуссионным остается вопрос о возрасте, составе и месте материнской интрузии, образующей скарново-рудную зону. Окончательный ответ может быть получен в процессе детальной разведки или отработки рудной залежи до полной ее выклинки по падению. При этом возможно уточнение предлагаемой или обоснование новой модели образования Белорецкого месторождения железных руд.

Рисунок 2. Белорецкое месторождение. Литолого-стратиграфическая колонка района (составила Т.С. Калугина)

Условные обозначения

S: 1 – карбонатно-хлоритовые сланцы. D : 2 – метаморфические силикатные сланцы; 3 – карбонатно-силикатные сланцы; 4 –мраморизованные известняки с силикатными прослоями; 5 –мраморизованные известняки; 6 – амфиболиты; 7 – скарны, гидросиликатные породы с содержанием 10-15%; 8 – рудные скарны и мрамора с содержанием 15-18%; 9 – руды магнетитовые с содержанием > 18%; 10 – рудная пачка восточного фланга (без масштаба) с магнетитовыми рудами, подсеченными на глубине (а) и предполагаемыми (б); 11 – порфироиды-бластомилониты; 12 – порфироиды и альбитит-порфиры; 13 – актинолитовые и хлоритовые сланцы; 14 – песчаники, туфопесчаники ороговикованные; 15 – сланцы по туфоалевролитам; 16 – биотитовые роговики.

PZ: 17 – граниты.

Q: 18 – делювий (на разрезе).

Химический состав руд месторождения по полезным компонентам и вредным примесям весьма прост. Единственным полезным ископаемым является железо. Вредные примеси (сера и фтор) хотя и присутствуют в рудах, практического значения не имеют. Из анализа распределения линейных запасов железа в плоскости залежи видно, что наиболее высокие его концентрации находятся между разрезами 12 и 14, увеличиваясь с глубиной. При этом высокие концентрации на максимальной глубине разведки в 1200 м не оконтурены и могут продолжаться по падению до начала залежи еще на 500-600 м. Высокое содержание железа на поверхности в разрезе 10 обусловлено обогащением его в зоне окисления. По залежи в целом железо распределяется неравномерно. Так, в нижней ее части содержится 27,9% Fe, в средней и верхней частях практически поровну – 25,5 и 25,4% соответственно при среднем содержании по залежи 26,3%.

Анализ минерального состава основных типов руд и химического состава их минералов показывает, что количество не извлекаемого железа при магнитном обогащении составляет 6,1% (расчет А.В. Зябкина, 1982). Оно связано с пироксеном (2,2% от валового), амфиболом (2,6%), гранатом (0,8%), эпидотом (0,2%), биотитом, пиритом и халькопиритом (по 0,1%).Остальное железо (93,9%), связанное с магнетитом (93,6%) и пирротином (0,3%), является извлекаемым.

Генезис месторождения дискутируется с момента постановки на нем разведочных работ. Существуют две концепции его происхождения: осадочно-метаморфогенная (А.С. Калугин, 1949; Е.Н. Кочанов, А.С. Мухин, 1959; Т.С. Калугина, И.А. Калугин, 1979; А.В. Зябкин, 1982) и контактово-метасоматическая (А.И. Александров, О.П. Незабытовская, 1951; Е.И. Евдокимов, 1954; В.А. Вахрушев, 1960; Е.И. Володина, 1962).

Первая из них основывается на простой пластовой форме рудных тел (залежей); согласном залегании их с вмещающими породами; преимущественно полосчатой текстуре руд, напоминающей их слоистость; отсутствии дайковых пород и других магматических интрузий, контактирующих с рудами; широком проявлении мушкетовита таблитчатой формы, который якобы развился по осадочному гематиту; находке в одном случае «реликтового» гематита и т.п. Основные из этих доводов были проанализированы В.А. Вахрушевым, который показал их небесспорность при обосновании рассматриваемой концепции. Так, он развеял иллюзии об исключительно осадочном происхождении мушкетовита. Последний отсутствует в эффузивно-осадочных рудах Коргона (Горный Алтай), а также в бесспорно осадочных рудах КМА и Кривого Рога. Однако не это главное. Главное в возрасте вмещающих пород. Все сторонники этой концепции происхождения руд месторождения защищали ее только при условии девонского возраста вмещающих пород. Например, А.С. Мухин и Е.Н. Кочанов (1959) отмечали, что, «если признать девонский возраст толщи, вмещающей Белорецкое месторождение, и проводить аналогию с девонскими осадочными коргонскими гематитовыми рудами, тоже иногда замещающимися магнетитом, можно делать вывод об осадочном происхождении первичного белорецкого гематита». Т.С. Калугина, И.А. Калугин полагали, что «руды месторождения залегают в неоднородно метаморфизованной вулканогенноосадочной толще D2».

Вероятно, понимая бездоказательность девонского возраста вмещающих пород, автор осадочной концепции, обосновавший ее в 1949 г., когда еще было мало данных о геологическом строении рудного поля, позднее писал: «...при разведке месторождения следует учитывать, что оно может оказаться обычным контактово-метасоматическим». Другие же ее сторонники (А.В. Зябкин и др., 1982) считали явно силурийские рудовмещающие известняки среднедевонскими.

Среди сторонников гипотезы контактово-метасоматического происхождения месторождения нет единого мнения в отношении скарнорудообразующей интрузии. А.И. Александров, О.П. Незабытковская и Е.И. Евдокимов к такой интрузии относят гранитоиды Тигирекского массива, В.А. Вахрушев и Е.И. Володина – гипотетическую интрузию габбро-диоритов. Интрузия, приведшая к образованию месторождения, не вскрыта ни эрозией, ни скважинами. Можно только предполагать ее местоположение, состав и возраст.

Значительная верхняя по восстанию часть залежи (возможно, не менее 500 м) была денудирована. Из оставшейся в недрах части залежи длиной по падению предположительно 1800-1900 м скважинами разведано 1200 м. Остальные 500-600 м могут быть предметом поисково-разведочных работ в период эксплуатации месторождения. Приповерхностная часть залежи подвергалась в незначительной степени окислению процессам, о чем свидетельствует наличие малахита, лимонита, опала, хризоколлы, мартитового гематита в виде примазок, налетов на стенках трещин. Трещины с признаками этих минералов опускаются иногда до глубины 200 м.

Заключение

Белорецкое месторождение – железорудное месторождение, расположенное в Змеиногорском районе Алтайского края на территории Тигирекского заповедника. Данное месторождение относится к числу наиболее крупных и промышленно важных месторождений железных руд на Алтае. Месторождение рассматривается в качестве резервной сырьевой базы Западно-Сибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк Кемеровской области).

Белорецкое месторождение разведано до глубины 1200 м и подготовлено к промышленному освоению открытым и подземным способами. На данный момент месторождение не разрабатывается.

Данное месторождение геологически изучено недостаточно. Среди геологов отсутствует единое мнение о генетическом типе руд этого месторождения. Дискуссионным остается вопрос о возрасте, составе и месте материнской интрузии, образующей скарново-рудную зону. Окончательный ответ может быть получен в процессе детальной разведки или отработки рудной залежи до полной ее выклинки по падению.

Список используемой литературы

1. В. А. Вахрушев. Минералогия и генезис железных руд Белорецкого месторождения на Алтае. Институт геологии и геофизики СО АН СССР, Новосибирск, 1960 г.

2. Белорецкое месторождение скарново-магнетитовых руд, Горный Алтай. Часть 5. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.oborudka.ru/handbook/794.html

Код для цитирования: Скопировать