Хромитоносность габбро-гипербазитовых массивов Крака

Общая характеристика работы.

Актуальность исследований определяется острым дефицитом хромитового сырья в России, который обусловлен распадом Советского Союза и потерей хромитовых месторождений Южно-Кемпирсайской группы (Казахстан). Разработка их давала 96% союзной добычи хрома. Кроме того, уникальность запасов Южно-Кемпирсайских месторождений сыграла отрицательную роль в изучении других гипербазитовых массивов Урала: в конце 1930-х годов почти повсеместно в регионе поисковые работы на хромиты были свернуты.

В российской части Урала разрабатывается единственное месторождение глиноземистых хромитов Сарановского массива (Пермская область), на Полярном Урале разведано и готовится к эксплуатации месторождение Центральное (массив Рай-Из). Еще несколько перспективных объектов разведуется на Кольском полуострове и в Карелии. Но все это не снимает проблемы поисков новых месторождений. Создавшаяся в России с начала 1990-х годов ситуация с хромом привела к тому, что более 90% его потребности покрывается за счет импорта из стран СНГ, на что расходуются значительные валютные суммы.

На Южном Урале к числу перспективных относится территория Республики Башкортостан, где еще с начала XX века известны многочисленные рудопроявления хромитов. Подавляющее их большинство сосредоточено в гипербазитовых массивах Крака. В случае же открытия здесь даже небольших по запасам месторождений они будут являться очень благоприятными с экономической точки зрения (развитая сеть автодорог, близость источников энергии и т. д.).

В научном плане актуальность работы обусловлена отсутствием на сегодняшний день единой концепции формирования хромитовых месторождений в массивах альпинотипной формации, которая бы учитывала современные представления о строении и вещественном составе верхней мантии. Существующие представления о хромитах как о ранне- и позднемагматических образованиях находятся в противоречии с теоретическими и экспериментальными данными.

Цель работы. Целью данной работы является определение закономерностей размещения хромитовых месторождений габбро-гипербазитовых массивов Крака. В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Установление степени деплетирования массивов Крака на основе создания и обработки базы геохимических данных.

2. Изучение условий локализации и вещественного состава рудных тел проявлений и известных месторождений хромитов.

3. Выявление закономерностей размещения различных типов хромитового оруденения.

4. Опробация поисковых признаков и критериев на хромитовое оруденение в пределах массивов Крака.

5. Разработка механизма формирования хромитовых руд.

6. Оценка перспектив гипербазитовых массивов Крака на поиски хромитового оруденения.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Проведена классификация хромитопроявлений, в значительной мере обновлен и дополнен реестр хромитовых объектов массивов Крака.

2. Для перспективных на хромиты участков составлены карты дунитовой составляющей, составлены схемы геологического строения Саксей-Ключевской и Апшакской площадей.

3. В пределах массивов оконтурены и описаны новые хромитопроявления (около 20), изучен состав хромшпинелидов из руд и вмещающих гипербазитов.

4. Предложена двухстадийная модель образования хромитовых объектов и на ее основе проанализированы закономерности размещения хромитовых месторождений и проявлений.

5. Дана оценка перспектив массивов Крака на выявление и комплексное использование месторождений хромитов, предложена рациональная схема их обогащения.

Практическая значимость работы. Исследования автора явились основой хоздоговорного отчета по теме <Прогнозная оценка хромитоносности массивов Крака> и использовались горно-добывающей компанией <Хром>, горно-рудной компанией <Восток> и ООО <Уралметаллкомплект> для проведения поисковых работ на хромитовое оруденение. В результате проведения работ выявлены, изучены с поверхности и на глубину, а в дальнейшем и отработаны новые хромитовые объекты, среди которых наиболее крупными являются Лактыбаш, Придорожное, Ситновское. С целью повышения рентабельности разработки хромитовых месторождений предложена схема комплексного использования руд и вмещающих их дунитов. Анализ изученного материала позволил выделить в пределах массивов Крака ряд перспективных участков на поиски хромитового оруденения.

Защищаемые положения:

1. Хромитовое оруденение массивов Крака приурочено к магнезиальным дунитам, развитым на фоне общей слабой степени деплетирования гипербазитов. Хромиты, вмещающие дуниты и шпинелевые перидотиты характеризуются преимущественно согласной ориентировкой и крутыми углами падения первичной полосчатости.

2. Акцессорные хромшпинелиды из шпинелевых перидотитов массивов Крака образуют эволюционный тренд от пикотита до хромпикотита. Хромшпинелиды из дунитов и рудных тел обладают устойчивым высокохромистым составом.

3. В пределах массивов Крака преобладают два типа хромитопроявлений. Первый тип связан с небольшими по мощности полосовидными и жилообразными дунитовыми телами в дунит-гарцбургитовом комплексе. Рудные тела сложены средне- и крупнозернистыми, средне- и густовкрапленными полосчатыми хромитами. Второй тип представлен бедно- и средневкрапленными мелкозернистыми полосчатыми хромитами, залегающими в крупных дунитовых телах, расположенных вблизи контакта с породами габброидного комплекса. Для второго типа хромитопроявлений установлена четкая положительная корреляция масштабов оруденения с величиной дунитовой составляющей.

4. При образовании хромитовых руд массивов Крака основным фактором являлось деплетирование примитивных лерцолитов с образованием реститового дунит-гарцбургитового комплекса, сопровождавшееся выделением хромшпинелидов и концентрацией их в полосовидные рудные тела.

Фактическая основа работы. В основу работы положен фактический материал, собранный автором в ходе полевых работ 2000-2005 годов в составе лаборатории "Рудных месторождений" Института геологии УНЦ РАН при проведении поисковых и тематических работ.

Собственный аналитический материал, собранный автором включает в себя: более 200 силикатных и атомно-абсорбционных анализов пород, руд и монофракций хромшпинелидов, выполненных в химической лаборатории ИГ УНЦ РАН (аналитики Ягудина С.А. и Христофорова Н.Г.); 65 анализов гипербазитов на редкоземельные элементы (РЗЭ), выполненных нейтронно-активационным методом в ЦЛАВ ГЕОХИ (г. Москва, аналитики Сапожников Д.Ю., Лоренц А.Л.). Изготовлено и описано 250 шлифов основных и ультраосновных пород. Петролого-минералогические исследования в полированных шлифах производились с помощью рентгеноспектрального микроанализатора JCXA-733 JEOL в ИМин УрО РАН (г. Миасс; аналитик Е.И. Чурин).

Объем и структура работы. Текст диссертационной работы состоит из введения, 10 глав и заключения. Она изложена на 156 страницах и сопровождается 58 иллюстрациями, 4 таблицами и 13 приложениями. Список литературы включает 116 наименований.

Апробация работы. Защищаемые положения диссертационной работы докладывались на V и VI Республиканских научно-практических конференциях: <Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана (г. Уфа, 2003, 2006 гг.), на VII, VIII, X студенческих школах <Металлогения древних и современных океанов> (г. Миасс, 2001, 2002, 2004г.г.), на VIII молодежной конференции <Геология и геоэкология: исследования молодых> (Апатиты, 2002 г.), на XX молодежной конференции "Строение литосферы и геодинамика" (Иркутск, 2003 г.), а также на заседаниях Ученого совета ИГ УНЦ РАН и лаборатории <Рудных месторождений>. По теме диссертации опубликовано 14 работ из них 2 статьи в сборниках ИГ УНЦ РАН и 1 - в <Вестнике МГУ>.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории <Рудных месторождений> Института геологии УНЦ РАН под руководством доктора геол.-мин. наук В.И. Сначёва, которому автор выражает особую признательность. Автор благодарит Членов Ученого совета ИГ УНЦ РАН член.-корр. РАН В.Н. Пучкова, д.г.-м.н. И.Б. Серавкина, д.г.-м.н. Т.Т. Казанцеву, д.г.-м.н. С.Г. Ковалева и к.г.-м.н. А.М. Косарева за внимательное прочтение работы и ценные замечания. Автор также благодарен за повседневную помощь в работе и ценные советы к.г.-м.н. Д.Е. Савельеву, а также всем сотрудникам лаборатории <Рудных месторождений>: кандидатам геол.-мин. наук М.В. Рыкусу, Н.Г. Рыкус и А.В. Сначеву, инженерам Е.А. Бажину, Ф.Р. Ардисламову и А.А. Шияновой за помощь при проведении полевых работ и подготовке материала. Автор благодарен Т.Ф.Меньшиковой и руководству ЗАО <ГДК Хром> и ООО <Уралметаллкомплект>, проводивших поисковые работы на массивах Крака и предоставившие возможность получить ценный первичный материал для исследований.