Первый тип – отложения, имеющие плащеобразную форму развития, выполняют незначительные по амплитуде эрозионные формы рельефа преднеоплейстоценового возраста. Мощность отложений составляет от первых до 4-5м. Отложения этого типа вверх по разрезу постепенно сменяются буровато-серыми современными четвертичными суглинками.
Второй тип – отложения, выполняющие глубокие эрозионные врезы в преднеоплейстоценовом рельефе подстилающих песков сарматского возраста с амплитудами от 5-10 до 40м. При этом, в ряде случаев фиксируется асимметричная форма врезов: крутые восточные и более пологие западные борта.
Лёссовая формация сложена преимущественно глинистыми образованиями, представленными буровато-зеленоватыми, темно-зеленовато-серыми лёссами, лёссовидными суглинками, суглинками. При мощностях 3-5м и более характерна отчетливо выраженная столбчатая отдельность. В основании лёссов, залегающих в глубоких эрозионных врезах, присутствует делювиальная примесь разноразмерных обломков (до глыбовых) крепких песчаников, их более мелких зерен песчаной размерности, зернистого материала кварца, полевых шпатов. Мощность лёссов, «засоренных» делювиальной примесью составляет от 1 до 6м.
Современные четвертичные отложения четвертой ступени (QIV) голоценового возраста широко развиты в районе Бешпагирского месторождения. Они представлены: на поверхности структурно-денудационного плато элювиальными образованиями мощностью 0,1-1,2м (суглинками с примесью дресвы и щебня); на склонах плато делювиальными образованиями мощностью 1,0-15м (осыпи песков, дресвы, щебня); в долинах рек Бешпагирка,
Грачевка, Горькая и их боковых притоков аллювиальными образованиями мощностью до 2-6м (русловыми, низкой и высокой пойм, представленными галечником, гравием, песком, илами, глинами); озерными отложениями мощностью 0,5-6м (глины, илы и супеси с мелким гравием); биохемогенными образованиями, формирующимися в оз. Соленое (лечебные грязи и илы мощностью 0,15-1,0м).
Часть II. Морфологические типы и особенности химического состава цирконов из россыпей участка Камбулат Бешпагирского титан-циркониевого месторождения (Ставропольский край)
2.1.Геолгическое строение Бешпагирского титан-циркониевого месторождения
Геологическое строение Бешпагирского месторождения определяется его местоположением в пределах одноименного плато, сложенного продуктивной (на россыпи Ti-Zr минералов) субгоризонтально залегающей толщей песков средне-позднесарматского возраста мощностью до 40-50м с общей площадью развития в пределах плато порядка 140км2.
Согласно геологической карты Бешпагирского месторождения масштаба 1:50000, составленной по материалам ГДП-200 (», и др., 1999) с уточнениями по результатам работ, выполненных в 2002-05гг., на склонах Бешпагирского плато, в бортах ограничивающих его долин (с запада р. Бешпагирка, с севера р. Грачевка и с востока рр. Горькая - Калаус), обнажаются подстилающие средне-верхнесарматскую продуктивную толщу песчано-глинистые отложения караган-конкского яруса, карбонатно-глинистые образования нижне-среднесарматского и песчано-глинистые осадки среднесарматского подъяруса.
2.2. Методика отбора и обработки проб
Для изучения морфологии цирконов применялась методика обработки проб и выделения минералов. За время практики мною было отобрано 8 образцов.
Образец №1 – песок рудный (вес-29,16) - Левый борт р. Ягурка; п. Малые Ягуры;
Образец №2 – Песок рудный (вес – 28,51) - п. Горный; балка Поперечная (западная сторона);
Образец №3 – Песок рудный (вес 29,90) - п. Летняя Ставка; канава №73;
Образец №4 – Песок рудный (вес 31,09) - п. Горный; водохранлище; 150 м западнее от моста;
Образец №5 – Песок рудный (вес 32,52) - п. Горный; балка Поперечная (восточная окраина);
Образец№6 – Песок рудный (вес 30,12) - п. Горный; Канава 71.
Образец№7 – Песок рудный (вес 34,85) - Восточная окраина п. Горный; 200 м от ЛЭП;
Образец №8 - Песчаник - п. Горный; Канава 71.
(Приложение 1 - карта фактического материала).
В основном пробы были представлены песком светло-серым в верхней части и светло-желтым в нижней части разреза, тонко-, мелкозернистый, горизонтально-, косо-, мульдообразнослоистый, с включениями естественного шлиха в массе породы и более концентрированного в горизонтальных прослоях, подчеркивающих косо-, мульдообразную слоистость вмещающих пород.
Учитывая преобладающий тонко-, мелкозернистый состав продуктивных песков, а также значительное количество алевритового (<0.05мм) компонента, изучение рудных песков и выделение черного концентрата проводилось по методике, исключающей даже минимальные потери тяжелых минералов.
Методика выделения циркона включала следующие операции:
1. Взвешивание до и после квартовки;
2. Квартовка;
3. Мокрая расситовка по 7 классам;
4. Сушку;
5. Взвешивание по классам;
6. Деление в бромоформе по классам;
7. Промывка в спирте;
8. Сушка черного концентрата;
9. Взвешивание тяжелой фракции - черного концентрата;
10. Минералогический анализ.
Был проведен гранулометрический анализ, в результате которого выделено 7 гранулометрических классов:
1) +0,2;
2) -0,2+0,16;
3) -0,16+0,14;
4) -0,14+0,1;
5) -0,1+0,063;
6) -0,063+0,044;
7) -0,044.
После выявления гранулометрических классов выяснилось, что основная часть рудных компонентов черного концентрата находится в пятом (-0,1+0,063) и шестом (-0,063+0,044) гранулометрических классах.
Результаты взвешивания тяжелой фракции (черного шлиха), после деления в бромоформе (в гр.):
№1 -0,03
№2 - 0,99
№3 - 1,65
№4 - 4,6
№5 – 7,48
№6 – 1,21
№7 – 16,64
Минералогический анализ тяжелой фракции проб показал что оснавная доля приходится на минералы:
- ильменит (20-55%);
- рутил (5-18%);
- сфен (5-10%);
- лейкоксен (5-15%);
- циркон (5-21%).
Главные рудные минералы проявления Камбулат имеют следующие типоморфные признаки.
Ильменит представлен двумя типами зерен: 1) угловатые неправильной формы, слабо окатанные, часто уплощенные; 2) округлые, хорошо окатанные. В основном агрегаты черного цвета.
Зерна рутила имеют вытянутую форму, реже представлен не окатанными обломками неправильной формы, цвет варьируется от красноватого до оранжево-желтого, зерна полупрозрачные, имеют стеклянный блеск.
Циркон представлен в большей части окатанными прозрачными зернами розового цвета, реже встречаются обломки кристаллов гиацинтового типа.
Лейкоксен характеризуется угловатыми слабо окатанными зернами неправильной формы. Цвет лейкоксена меняется от коричневого до практически белого.
2.3. Исследование минералов циркона
Циркон кристаллизуется в тетрагональной сингонии, образуя дипирамидальные и призматические кристаллы. Твердость по шкале Мооса — 7—8; плотность 4,680—4,710 г/см³. Цвет варьирует в зависимости от содержания примесей: от коричневато-жёлтого до коричневого, сероватый, красный, розовый; иногда бесцветен. Блеск сильный алмазный. Спайность несовершенная по (100). Обычно радиоактивен, всегда содержит примеси редких (REE) и радиоактивных (U, Th) элементов.
Минералы-спутники: ильменит, кварц, магнетит, амфиболы, слюды, эгирин, ксенотим, рутил, ставролит, пирохлор, полевые шпаты, апатит, сфен, колумбит, флюорит, кальцит, пирит, нефелин, альбит.
Были проведены химический анализ и рентгеноспектральный микрозондовый анализ. (Анализ был проведен в ИГЕМ РАН, аналитиком )
Циркон в различной степени окатан, при этом в большинстве зерен сохраняется призматическая форма кристаллов. Правильные, хорошо сохранившиеся бипирамидальные призматические кристаллы встречаются редко. Циркон представлен двумя разновидностями.
Циркон I встречается в виде сильно блестящих белых и слегка розоватых бипирамидальных кристаллов короткопризматического габитуса. Концентрируется в немагнитной фракции. Преобладают зерна размером от 0,07 до 0,02 мм. Наличие тонкозернистого циркона является характерной осложняющей особенностью руды, создающей трудности при получении концентрата.
Циркон II встречается в виде бурых призматических кристаллов или их обломков. Концентрируется в слабомагнитной фракции. Размер зерен от 0,07 до 0,04 мм. Присутствует в руде в подчиненном количестве.
Химсостав циркона I (масс.%, среднее по 10 ан.): ZrO2 – 66,20; HfO2 – 1,29; SiO2 – 31,51; Y2O3 – 0,2; Ce2O3 – 0,06; UO2 – 0,095; ThO2 – 0,079; TiO2 – 0,128; WO3 – 0,052; CaO – 0,105; P2 O5 – 0,242. В буром цирконе II содержание ZrO2 уменьшается до 58,93%, ThO2 до 0%. Увеличивается содержание Y2O3 до 1,08%, UO2 до 0,36%.
Морфологические особенности и состав цирконов изучались методами количественного минералогического анализа, рентгеноспектрального микроанализа (микрозондового) на приборе MS-Cameca и методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в лабораториях ИГЕМ РАН и ВИМСа.
Содержание циркония и гафния в цирконах Бешпагирского месторождения по данным рентгеноспектрального (микрозондового) микроанализа
(аналитик , ИГЕМ РАН)
№№ п/п | №№ Образцов | Степень окатанности | Содержание, % | Zr/Hf отн. ед. | Степень коррозии | |
Hf | Zr | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
1 | 3 | неок. | 1,12 | 48,02 | 42,9 | нет |
2 | 6 | неок. | 1,09 | 48,3 | 44,3 | слабая |
3 | 8 | неок. | 0,62 | 50,35 | 81,2 | слабая |
4 | 9 | неок. | 1,14 | 48,36 | 42,4 | средняя |
5 | 8 | неок. | 0,97 | 48,42 | 49,9 | слабая |
6 | 9 | неок. | 1,09 | 48,32 | 44,3 | слабая |
7 | 10 | неок. | 1,14 | 47,03 | 41,3 | нет |
8 | 12 | неок. | 1,26 | 48,64 | 38,6 | нет |
9 | 13 | неок. | 1,3 | 49,65 | 38,2 | нет |
10 | 14 | неок. | 0,92 | 49,49 | 53,8 | нет |
11 | 16 | неок. | 1,23 | 50,33 | 40,9 | слабая |
12 | 18 | неок. | 1,04 | 51,7 | 49,7 | сильная |
13 | 24 | неок. | 1,2 | 48,78 | 40,7 | нет |
14 | 26 | неок. | 0,99 | 49,06 | 49,6 | нет |
15 | 27 | неок. | 1,26 | 48,14 | 38,2 | средняя |
16 | 28 | неок. | 0,99 | 49,87 | 50,4 | нет |
17 | 7 | слаб. | 1,03 | 49,12 | 47,7 | слабая |
18 | 21 | слаб. | 1,01 | 48,38 | 47,9 | нет |
19 | 30 | слаб. | 0,94 | 50,19 | 53,4 | средняя |
20 | 4 | средн. | 1,06 | 50,29 | 47,4 | сильная |
21 | 5 | средн. | 1,11 | 49,27 | 44,4 | средняя |
22 | 11 | средн. | 1,03 | 50,71 | 49,2 | средняя |
23 | 15 | средн. | 1,28 | 49,35 | 38,6 | нет |
24 | 17 | средн. | 1,09 | 46,17 | 42,4 | слабая |
25 | 25 | средн. | 1,05 | 48,93 | 46,6 | средняя |
26 | 29 | средн. | 1,41 | 47,73 | 33,9 | нет |
27 | 19 | сильн. | 1,12 | 47,38 | 42,3 | сильная |
28 | 20 | сильн. | 1,22 | 49,1 | 40,2 | средняя |
29 | 22 | полн. | 1 | 50,17 | 50,2 | средняя |
30 | 23 | полн. | 1,25 | 48,74 | 39,0 | слабая |
Общее | ||||||
Коэффициент корреляции | -0,34 | |||||
Среднее | 1,10 | 49,00 | 45,6 | |||
Стандартное отклонение | 0,15 | 1,18 | ||||
Коэффициент вариации | 0,14 | 0,02 | ||||
Неокатанные | ||||||
Коэффициент корреляции | -0,33 | |||||
Среднее | 1,09 | 49,00 | 46,6 | |||
Стандартное отклонение | 0,17 | 1,18 | ||||
Коэффициент вариации | 0,16 | 0,02 | ||||
Окатанные | ||||||
Коэффициент корреляции | -0,37 | |||||
Среднее | 1,11 | 48,97 | 44,9 | |||
Стандартное отклонение | 0,13 | 1,23 | ||||
Коэффициент вариации | 0,12 | 0,03 |
В результате проведенных анализов была выведена теоретическая формула циркона - (Zr,Hf,Th,U,TR,Ca,Na)[(Si,Al,P,S)•(O,OH)4].
Морфологические особенности цирконов изучены с позиций выделения и определения количественных соотношений по следующим параметрам:
- соотношение кристаллов и обломков;
- морфологические типы цирконов и их соотношение;
- окатанность цирконов;
- присутствие и доля метамиктных цирконов, и пр.
Указанные параметры были изучены в выборке более 2000 зерен. Анализ общего распределения изученных зерен цирконов по различным морфологическим классам и типам свидетельствует о том, что в россыпи преобладают обломки цирконов, не сохранившие каких-либо кристаллографических форм (более 75%), а среди сохранившихся кристаллов (20-24%) преобладают в различной степени колотые зерна (77-98%).
Кристаллы циркона и их обломки с наибольшими коэффициентами удлинения (5-8), в особенности игольчатого типа (К-удл. ~7-8 и более), нередко представляют собой наиболее идиоморфные индивиды, характеризующиеся наибольшей степенью сохранности кристаллографических форм – наименьшей степенью окатанности и дробления, т. е. механического износа. Вероятно, их поступление происходило из относительно близко расположенного источника сноса, представленного массивами гранитоидного состава.
Включения присутствуют в различных количествах и разных комбинациях составов практически во всех кристаллах циркона и их обломках (колотых зернах). Эти включения представлены прозрачными газово-жидкими изометричными пузырьками, игольчатыми кристаллами рутила буровато-красного, бурого, черно-бурого цвета (и, возможно, ильменита); субизометричными и изометричными уплощенными зернами темноокрашенных (в основном, черных) минералов Fe, Ti, Mn (магнетита, ильменита, гематита, титаномагнетита и их промежуточных фаз, мелких кристалликов циркона).
Зерна циркона регенерированного облика содержат в своей внутренней части обломки кристаллов первичного кластогенного циркона, которые располагаются асимметрично по отношению к кристаллографическим осям зерна-«хозяина» и выполняют роль «затравки» (или центра) для развития процессов регенерации.
Процессы регенерации проявлены в зернах цирконов достаточно широко. Ее следы присутствуют в той или иной степени на поверхности большинства проанализированных зерен, либо в виде локальных фрагментов, либо покрывая всю поверхность зерна. Оболочки визуально диагностируются при просмотре зерен под бинокуляром, но еще отчетливее выделяются под электронным микроскопом.
Для регенерационных оболочек характерны:
- весьма специфичная матовая поверхность, снижающая степень прозрачности зерна и контрастно отличающаяся по этому признаку от первично окатанной поверхности зерен циркона овально-округлых и чечевицеобразных форм с леденцово-блестящей поверхностью, более однородных по составу и имеющих, как правило, наиболее интенсивные сиреневые оттенки окраски, отражающие их наиболее древнее происхождение;
- слабовыраженный розовато-сиреневый оттенок, как правило, более интенсивный, чем оттенок обволакиваемого зерна.
Заключение
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 |
