Месторождения Кабанского и Красноуральско колчеданоносных районов

Кабанский рудный район находится в западном крыле Тагильского мегасинклинария в пределах Левихинско-Шемурской рудоносной зоны.

    Рудоносная свита расчленяется на три толщи. Нижняя сложена андезитами и андезито-дацитами с прослоями слоистых туфов и вулканических брекчий и в виде полосы шириной 600–1500 м тянется вдоль извилистого контакта с плагиогранитами Арбатского массива. Вторая толща сложена риолитами и дацитами, имеющими мощность 250–280 м, и быстро выклинивается в северном направлении. Третья толща сложена базальтоидами. Все породы района подвержены зеленокаменным изменениям, на участках месторождений интенсивно рассланцованы и гидротермально изменены с развитием в околорудных метасоматитах зон светлоокрашенных пород, сложенных высокоглиноземистыми минералами – корундом, андалузитом, диаспором, пирофиллитом.

    Пирофиллитсодержащие породы являются частью гидротермально измененных пород, среди которых выделяются корундо-андалузитовые, диаспор-андалузитовые, пирофиллит-диаспоровые, зуниит-диаспоровые, серицит-зуниитовые, зуниит-кварцевые, топаз-кварцевые, топаз-серицитовые и другие.

Пирофиллитсодержащие породы светло-серого, серого цвета, тонкорассланцованные, состоящие в основном из мелкочешуйчатых агрегатов пирофиллита в сочетании со сноповидными выделениями из чешуек длиной 0,1 мм. Содержат рассеянную вкрапленность рутила, зуниита, апатита. При возрастании количества зуниита и диаспора порода становится мелкозернистой. В пирофиллитовом мелкочешуйчатом базисе содержатся идиоморфные зерна зуниита размером до 0,01 мм, агрегат зерен диаспора – до 0,3 мм и более крупные по отношению к базису сноповидные пучки и сферолиты пирофиллита размером 0,2–0,5 мм. Второй разновидностью пирофиллитсодержащих пород являются диаспор-пирофиллитовые породы с содержанием пирофиллита 20–70%. Прожилки существенно пирофиллитового состава чередуются с диаспоровыми при толщине тех или других в десятые доли миллиметра. Иногда порода состоит из агрегатов удлиненных идиоморфных лейст диаспора размером 0,5–0,7 мм, а в интерстициях наблюдается пирофиллит в виде мелкочешуйчатого агрегата и микросферолитовой массы с поперечником сферолитов 0,2–0,3 мм. В небольшом количестве пирофиллит встречается в серно-колчеданной руде в ассоциации с серицитом и хлоритоидом.

На Кабанском месторождении четко проявлена, хотя и не всегда идеально, зональность в околорудно-измененных породах, выражающаяся в симметрично построенных ореолах метасоматитов с развитием во внутренних зонах высокотемпературных, высокоглиноземистых минералов – корунда и андалузита, сменяющихся к периферии диаспоровыми и пирофиллитовыми агрегатами, а далее зуниитовыми и серицитовыми, переходящими в частично измененные породы. Повсеместно присутствуют в метасоматитах такие галоидсодержащие минералы, как топаз, зуниит, апатит, флюорит.

 

Красноуральский рудный район расположен в восточной части Тагильского вулканического пояса. На западе он ограничен Туринским разломом, на востоке – Серовско-Маукским, к которым приурочены тела гипербазитов. Отложения рудоносной формации натриевых базальтов – риолитов в районе Красноуральских месторождений представлены лавами от основного до кислого состава; в подчиненном количестве развиты пирокластические и вулканомиктовые образования. Отмечается грубая зональность: в восточной части рудного поля преобладают породы основного состава; в западной части развиты кислые лавы и пирокластические образования, прорванные субвулканическими телами и дайками базальтов и риолитов. Зоны околорудных метасоматитов сложены серицито-кварцевыми, кварц-хлоритовыми и пирофиллитсодержащими породами, подверженными рассланцеванию. Мощность зон кварц-серицитовых сланцев вблизи крупных колчеданных линз составляет 30–50 м, а в участках раздувов достигает 100 м. Зоны чередуются с линзами рассланцованных кварцитов, серицитовых, кварц-хлорит-серицитовых и кварц-хлоритовых сланцев. Во внешних зонах эти породы переходят в зону пропиллизации с альбитом, эпидотом, хлоритом.

    Пирофиллит обнаружен в околорудно-измененных породах и рудах четырех месторождений: Красногвардейского, Старо-Левинского, Чернушинского, Заводского.

Кварц-серицитовые сланцы представляют собой сильно измененные породы с очковой, лепидобластовой, лепидогранобластовой структурами, обусловленными наличием крупных зерен кварца и чешуек серицита. Пирофиллит отмечается в виде агрегатов чешуек в основной ткани породы и в виде тонких прожилков и просечек в серицитовых сланцах. Вторичные кварциты, являясь внутренней зоной гидротермально измененных пород, распространены на Красноуральских месторождениях локально. Это существенно кварцевые породы с серицитом, пирофиллитом, зуниитом, топазом, рутилом. Серицит и пирофиллит заполняют микротрещины, образуют скопления неправильной формы в базисе мелкозернистого кварца.

В районе Старо-Левинского рудника в одном из шурфов вблизи контакта измененных вулканитов и штока гранитов была отмечена пирофиллит-диккитовая порода. На выклинивании главной линзы Красногвардейского месторождения, в западном ее контакте, находится зона пирофиллитсодержащих пород мощностью 10–12 м. В западной части зоны преобладают кварц-серицитовые сланцы с желваками серицит-топазовой породы. Внутренняя зона сложена диаспор-пирофиллитовыми породами с участками диаспоритов. Пирофиллит отмечается в виде чешуек размером до 2 мм и в маломощных (до 1,5 см) линзовидных прожилках шестоватого строения.

Оценка пирофиллитсодержащих пород колчеданных месторождений Среднего Урала как полезного ископаемого не проводилась. В связи с этим целесообразна ревизия кернового материала, полученного при поисках и разведке на пирофиллит. Актуальность этой задачи обусловлена тем, что после отработки сульфидных руд может оказаться рентабельной добыча пирофиллитового сырья.

 

 

Фарфоровые камни Урала

 

Фарфоровые камни – это продукт гидротельмальнометасоматического изменения кремнеземных палеовулканических пород, тонкозернистость которых, низкое содержание красящих оксидов и благоприятный минеральный состав позволяет использовать их без обогащения в качестве основного или корректирующего компонента в составах керамических (фарфоровых) масс.

Изучение фарфоровых камней – измененных кремнекислых вулканитов севера Урала, – показало, что они относятся к двум основным типам: капканвожскому (серицит-кварцевому) и свиягинскому (кварц-микроклиновому).

Наиболее перспективными на поиски месторождений фарфоровых камней являются участки развития измененных пород в бассейнах рек Изъяшор, Пайпудыны, Лемвы, Балбанью, Лимбекаю, Няртасюю, в верховьях реки Косью (г. Манарага, ручей Капкан-Вож) и другие.

 

Фарфоровые камни капканвожского типа – плотные и рассланцованные мелкозернистые светлые породы белого, желтоватого и голубоватого цвета, часто с сохранившейся кварц-порфировой структурой. Состав пород серицит-кварцевый или пирофиллит-серицит-кварцевый. Таким образом, фарфоровые камни относятся к пирофиллитовому и серицитовому минеральным типам. Местами среди пород пирофиллит-серицит-кварцевого состава наблюдаются мономинеральные кварцевые жилы, иногда ассоциирующиеся с мощными (до 10 м) линзовидными телами пирофиллита (северный склон г. Манараги, истоки реки Лимбекаю и другие). Наибольшее развитие фарфоровые камни получили в истоках рек Манараги, Лимбекаю, Балбанью, Няртасюю и в районе хребта Пайпудынского, где они слагают либо отдельные измененные зоны среди кремнекислых вулканитов, либо целиком штоко- и дайкообразные тела измененных вулканитов, имеющие длину от нескольких метров до 2–3 км.

    Фарфоровые аповулканиты капканвожского типа севера Урала содержат почти все необходимые компоненты фарфоровой и фаянсовой массы (глинозем, кремнезем, щелочи), отличаются однородностью состава. В их состав входит много кремнезема и щелочей при очень высоком калиевом модуле, количество глинозема наблюдается в большинстве случаев на уровне японских фарфоровых камней и ниже китайских и гусевских (12–13%). Обращают на себя внимание низкие потери при прокаливании. В зависимости от типа фарфора и состава используемого камня в керамическую массу, по-видимому, будет необходимо добавлять некоторое количество каолина и пластичной глины.

 

Фарфоровые камни сивягинского типа представляют собой тонкозернистые породы голубовато-зеленовато-серого и светло-кремового цвета, имеющие почти мономинеральный калишпатовый состав; в незначительных количествах присутствуют кварц и серицит. Ближе всего они к полевошпатовому минеральному типу, однако выгодно отличаются от известных представителей этого типа низким содержанием свободного кварца. Сивягинские фарфоровые камни встречаются в истоках рек Б.Усы, Пайпудыны, Грубею, Лемвы, Седью, Потемью, Сивяги, Няртасюю и др. Калишпатовые вулканиты образуют экструзивные тела или эндоконтактовые залежи в пределах этих тел, маркирующих зоны тектонических нарушений. Тела эти обычно выдержаны по мощности, простиранию и падению, размерами от первых метров до 200 х 100 х 30 м и более, с объемом до 1,5 млн.м³.

    Оценивая химический состав сивягинских фарфоровых камней, полезно иметь в виду не только валовое содержание оксидов в породе, которое в целом находится в пределах кондиций. Поскольку эти породы состоят в основном из полевых шпатов, с подчиненным содержанием свободного кварца, следует обратить внимание также на состав полевых шпатов, используемых в составе керамических масс.

    Большие запасы (по предварительной оценке, 80 млн. м³ в пределах капканвожского участка, до 1000 млн.м³ – в районе Пайпудынского липаритового массива и 3 млн.м³ в пределах экструзии в истоках р. Сивяги), поверхностное залегание (возможна разработка открытым способом) и близость к железной дороге повышают экономическую целесообразность эксплуатации данного вида минерального сырья.

    Результаты химического анализа фарфоровых аповулканитов севера Урала, а также результаты проведенных огневых проб с образцами минерального сырья позволили сделать заключение о пригодности нового сырья для получения керамических масс.

Химический состав проб фарфоровых камней севера Урала приведен в табл. 8.6 и 8.7.

Для выявления участков, перспективных на обнаружение фарфоровых аповулканитов в других районах Урала, задача сводилась к тому, чтобы найти формации, содержащие породы, состав которых в наибольшей степени приближался бы к составу кондиционных фарфоровых камней. Важнейшим критерием качества сырья является содержание щелочей. Наиболее дефицитными разновидностями фарфоровых камней являются щелочные калиевые (K₂O + Na₂O > 3, K₂O/Na₂O > 3).

Помимо уже описанных месторождений фарфорового камня, к ним можно отнести липариты г. Константинов Камень, хр. Хахарем-Пе и г. Борзовой на крайнем севере Полярного Урала, субвулканические интрузии верховий рек Погурей и Кок-Пела, более древние липариты в верхнем течении р. Хельмерью, в районе г. Мартай, на правобережье р. Торговой, на хр. Кваркуш, на хр. Басег (щегровийская свита), в Верхнесергинском районе (билимбаевский комплекс), Учалинской зоне развития улутайской формации, верховье р. Урал (область развития Березовской и Кизильской формаций), Еманжелинском районе (карьер на берегу р. Бергильды и обнажения к юго-западу от с. Ново-Троицкого), Кунашакском районе (близ оз.Урукуль), в районе р. Пышма (левый берег ниже Рудянского Лога) и другие.

    Имеются сведения о локальных проявлениях среди липаритов и туфов магнитогорского синклинария интенсивных поствулканических процессов; крайнее развитие этих процессов приводило иногда (г. Соколок и др. районы) к почти полному выносу щелочей и красящих оксидов из исходных вулканитов и к накоплению глинозема, к образованию пород, по валовому химическому составу приближающихся к каолину или кварц-пирофилитовых пород. О существовании на Урале месторождений таких пород нелишне здесь вспомнить еще и потому, что они также представляют собой керамическое сырье.

    Наибольший интерес представляет Покровский участок (окрестности с. Покровского, Сухоложский район). Развитые здесь ультракалиевые липариты характеризуются пониженным содержанием SiO₂ и повышенной щелочностью, что позволяет считать их аналогами свиягинского типа. Наличие в аповулканитах избыточного калишпатового компонента является не недостатком, а достоинством

Таблица 8.6. Химический состав аповулканитов севера Урала, мас. %

 

 

Таблица 8.7. Химический состав аповулканитов севера Урала исходный состав и после магнитной сепарации, мас. %

 

данного типа пород как исходного минерального сырья для фарфоровых камней, так как в технологических схемах для производства бытового и хозяйственного фарфора в сырьевую смесь вводится до 25 % полевого шпата, который в нашем случае в достаточном количестве уже имеется в исходной породе.

Таким образом, Покровский участок можно рекомендовать в качестве одного из первоочередных объектов на разведку фарфорового камня, с отбором проб для промышленных испытаний, тем более что этот участок расположен в непосредственной близости от главных центров Уральской фарфоро-керамической промышленности.

             

Из всего вышеизложенного следует, что Урал можно рассматривать в качестве новой геологической провинции фарфорового камня. Проведение специализированных поисково-разведочных работ приведет к расширению сырьевой базы керамического сырья.    

 

 9. МЕСТОРОЖДЕНИЯ БАРИТОВЫХ РУД

 

Барит (тяжелый шпат) представляет собой природный сульфат бария (BaSO₄), содержащий 65,7 % BaO. В качестве наиболее часто втречающихся примесей отмечаются: изоморфные – Sr, Ca, Pb, Ra; механические – оксиды железа, марганца, сульфиды цветных металлов и железа, глинистое и органическое вещество. Количество и состав примесей обусловливают разнообразие окраски барита, которая бывает белой, серой до черной, голубой, желтой, розовой, бурой, коричневой, красной; прозрачные бесцветные кристаллы крайне редки. Кристаллы – таблитчатые, реже – призматические, столбчатые со штриховкой на гранях. Блеск – стеклянный, на плоскостях спайности – перламутровый. Твердость 3–3,5 (по Моосу). Плотность химически чистого барита 4,48 г/см³ при 25^оС, у природных баритов – 4,3–4,7 г/см³.

Барит наблюдается в виде зернистых агрегатов или конкреций, изредка образует хорошо ограненные таблитчатые кристаллы ромбической сингонии; хрупок; химически инертен, практически не растворяется в воде, плохо растворяется (даже при нагревании) в соляной кислоте, незначительно (10–12 %) в концентрированной серной кислоте.

Барит относится к числу распространенных в природе и имеющих большое практическое значение минералов сернокислотных соединений.

Барит встречается в рудных жилах вместе с сернистыми минералами. Кроме того, барит находится и среди осадочных горных пород вместе с кальцитом.

Промышленные баритовые месторождения Урала обычно представлены жилами и гнездами барита и витерита, залегающими в различных породах; размеры жил различны – до нескольких километров в длину и десятки метров мощностью. В состав жил часто входят, кроме барита, сульфиды, кварц, карбонаты, флюорит. На Урале отмечается около 35 баритовых месторождений.

Промышленный интерес в настоящее время представляют: на юге – осадочное Кружинское (Республика Башкортостан) и остаточное – Медведевское (Челябинская область) месторождения, на севере – Хайлинская группа (Пальникское, Хойлинское, Акъюдовское) вулканогенно-осадочных месторождений на западном склоне Урала. Образования барита метасоматического типа с замещением известняком известны в Бакальском районе Челябинской области.

 

Медведевское месторождение расположено в Кусинском районе (Челябинская область) близ дер. Медведевка. В выветрелых кварц-карбонатных породах барит встречается в виде мелких кристаллов, гнезд, линз, желваков, крупных обломов и глыб массой до 100 кг.

Барит месторождения кристаллический, прозрачный, голубого и желтого цвета. На месторождении выделяются три участка: Главная залежь, Северо-Западная и Юго-Восточная россыпи.

На Главной залежи наблюдается пластообразная залежь барита. Барит образует мелкорассеянную вкрапленность, гнезда и прожилки. Среднее содержание барита 13–23 %.

Северо-Западная и Юго-Восточная россыпи занимают соответственно площадь 8,7 и коло 20 га, мощностью до 8 м.

 

Красносельскоеместорождение расположено в Увельском районе (Челябинская область) в 5 км на юго-запад от большого разъезда Кулляр Южноуральской железной дороги.

Месторождение представлено рядом баритовых и кварцево-баритовых жил, приуроченных к толще изверженных пород. Всего выявлено 8 жил, длиной от 15 до 130 м, мощностью от 0,5 до 4 м.

Химический состав баритовых руд (%): BaSO₄ – 65,45–86,5; SiO₂ – 7,0–29,76; Fe₂O₃ – 0,24–0,74; CuО – 0,0–0,16.

Барит – полезное ископаемое многоотраслевого назначения, сферы использования которого постоянно расширяются, а объемы потребления увеличиваются. Основные потребители барита, определяющие масштабы его производства – нефтегазодобывающая (80% мировой добычи) и химическая промышленность.

Барит используют в стекольной, керамической, резиновой, бумажной отраслях промышленности, в производстве высокосортных эмалей, строительных материалов, в красочной и полиграфической промышленности и др. Намечаются широкие перспективы применения барита в алюминиевой промышленности – для получения чистого оксида глинозема.

Открытия в последние десятилетия ряда крупных месторождений создают благоприятные предпосылки для возрождения на Урале баритодобывающей промышленности. Перспективы расширения сырьевой базы баритов Урала следует связывать с опоискованием кремнисто-сланцевой формации, которая с перерывами прослеживается по всему западному склону Урала.