ОГЛАВЛЕНИЕ Оглавление .....................................................................................................................................1 Цели и задачи работы ....................................................................................................................2 Геологическая характеристика месторождения .........................................................................3 Описание пород и руд ...................................................................................................................7 Генезис месторождения ..............................................................................................................12 Вывод по работе ..........................................................................................................................15 Список использованных источников.........................................................................................16 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ Главной целью данной работы является составление полноценного представления о Бакчарском месторождении с описанием основных породных групп, принимающих участие в его формировании. Для этого необходимо выполнить следующие задачи: представить геологическую карту или карту схему со ссылкой на первоисточник. Описать минеральный состав рудообразующих и текстурно-структурные процессов. Проанализировать особенности руд и генезис оценить и месторождения по совокупности геологических материалов, данных о составе, строении, конкретного условиях месторождения залегания полезных классификации. 2 руд; определить ископаемых в положение генетической ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ В 1952-1957 гг. на восточной окраине Западно-Сибирской низменности был открыт ряд месторождений оолитовых железных руд, приуроченных к верхнемеловым и палеогеновым отложениям. Все эти месторождения включаются в единый Западно-Сибирский железорудный бассейн, простирающийся с севера на юг прерывистой полосой более чем на полторы тысячи километров. На территории бассейна открыто более десятка отдельных участков (рис. 1 ), многие из которых оказались крупными месторождениями. Геологические запасы руд каждого из них оцениваются в десятки миллиардов тонн. Рис. 1. Западно-Сибирский железорудный бассейн. [1] 1 -горное обрамление; 2- разведанные участки бассейна. Бакчарское месторождение было открыто в 1957 г. при проведении структурно-поискового бурения коллективом теологов поисковой партии Новосибирского территориального геологического управления.Данное месторождение железа находится в юго-восточной части Западной Сибири в 200 км от г. Томск на северо-запад. Это наиболее изученный объект Западно3 Сибирского железорудного бассейна, который представляет собой широкую полосу (шириной около 150 км) осадочных образований верхнемелового и палеогенового возраста, протягивающуюся почти на 2000 км вдоль восточного и юго-восточного обрамления Западно-Сибирской плиты. Рудосодержащие горизонты приурочены к верхнемеловым и палеогеновым отложениям и перекрываются довольно мощной толщей, достигающей 160-200 м, третичных и четвертичных отложений. Они представляют собой трансгрессивный комплекс морских прибрежных и мелководных отложений мощностью около 80 м. Горизонты прослеживаются на всей площади месторождения, а также за ее пределами и разделяются безжелезистыми или слабожелезоносными породами и нередко с размывом перекрывают друг друга. Мощность железоносной части разреза в пределах Бакчарского месторождения сильно сокращена за счет многочисленных размывов отложений. Рис. 2 Схематическая геологическая карта с проекцией железоносных горизонтов на дневную поверхность [2] 4 Железоносные отложения входят в состав платформенного чехла, общая мощность которого в этих районах Западно-Сибирской плиты составляет (по геофизическим данным) около 2000 м. С юга на север она увеличивается. Начинаются платформенные отложения тюменской свитой (нижняя -средняя - верхняя юра); выше лежит марьяновская свита (верхняя юра- нижний мел) , куломзинская и киялинская свиты (нижний мел ) , затем покурская (нижний-верхний мел). На месторождении вскрыта лишь верхняя часть платформенного чехла, начиная от покурской свиты и выше. Оолитовые железные руды месторождения концентрируются в трех основных рудоносных горизонтах: нарымском, колпашевском и бакчарском. Нарымский горизонт приурочен к кровле ипатовской свиты (коньяк, верхний мел), которая перекрывает морские глины и мелкозернистые песчаники кузнецовской свиты (сеноман, верхний мел). Ипатовская свита представляет собой мелкозернистые песчаники, серовато-зеленые алевролиты с прослоями глин, которые переходят вверх по разрезу в оолитовые железняки. Колпашевский горизонт залегает среди славгородской (сантонкампан, верхний мел) и ганькинской (маастрихт, верхний мел) свит, которые сложены глауконитовыми песчаниками, алевролитами и алевритистыми глинами. Бакчарский горизонт локализован в подошве люлинворской свиты (ранний палеоген). Нижняя часть люлинворскойсвиты представлена среднезернистыми песками и песчаниками с толщей оолитовых железняков, которые перекрываются серыми параллельно слоистыми глинами в верхней части свиты. На месторождении по минеральному составу и структурным особенностям были выделены следующие типы руд: гидрогётитовая оолитовая рыхлая руда, гётит-гидрогётитовая оолитовая руда с сидеритовым цементом, лептохлорит-гидрогётитовая оолитовая руда с хлоритоглинистым цементом, гётит-гидрогётитовая оолитовая 5 руда с гидрослюдистым цементом; глауконит-гидрогётитовая оолитовая руда с сидерит-хлоритовым цементом. Все минералы, слагающие эти отложения на месторождении, можно разделить на три генетические группы: аутигенные, глинистые и обломочные. По результатам изучения довольно большого количества образцов, а также на основании данных других исследователей можно сказать, что основными минералами руд Бакчарекого месторождения являются гетит и гидрогетит. Лепидокракит встречается в незначительном количестве в виде сферолитов в хлорито-сидеритовом цементе руд. Гидроокислы железа слагают оолиты, ооиды, пропитывают обломки хлорита и глауконита, замещают зерна кварца, ·Обломочного полевого шпата и других минералов. 6 ОПИСАНИЕ ПОРОД И РУД Рис. 3 Фотография первого образца Образец бежевого цвета, удельный вес невысокий, образец хорошо сорбирует воду, образец покрыт трещинами и кавернами. По предварительной оценке, образец состоит из глауконита и глины. Состав был определен в первую очередь по сорбирующим свойствам. Текстура руды – однородная, трещиноватая. Структура образца – глинистая. 7 Рис. 4 Фотография второго образца Образец рыжего цвета с оолитовой текстурой. Не сорбирует жидкость. Удельный вес небольшой, как и у всех пород данного месторождения, представленных в вузовской коллекции. Образец представляет собой осадочную породу (песчаник), включающий в себя гидрогетит (лимонит). Текстура – оолитовая, структура – псаммитовая. 8 Рис. 5 Фотография третьего образца Образец серого с зеленым оттенком цвета, обладает чуть большим удельным весом, нежели первый образец. Не сорбирует жидкость.Это осадочная порода (песчаник), содержащая в себе лептохлорит(железистый хлорит), равномерно распределенный по всей породе, а также гетит. Текстура образца оолитовая, отмечаются поры. Текстура - псаммитовая 9 Рис. 6 Фотография четвертого образца Образец черного и рыжего цветов. Удельный весь наибольший среди всех образцов. Не сорбирует жидкость. Это песчаник, в состав которого входит железистый хлорит, но уже в виде крупных агрегатов (обломков), и гидрогетит (лимонит). Текстура – обломочная, оолитовая. Структура – псаммитовая. Также руды содержатся в песках (рисунки 7 и 8). На данный момент они не представляют промышленного интереса в виду сложности добычи их них руды. 10 Рис. 7 Фотография пятого образца (песков) Песок серого цвета, представлен железосодержащими хлоритовыми разностями. Рис. 8 Фотография шестого образца (песков) Данные пески по большей части похожи на пятый образец, но имеют в составе частицы гетита. 11 ГЕНЕЗИС МЕСТОРОЖДЕНИЯ В общих чертах генезис месторождения достаточно понятен. Все руды, а также вмещающие горизонты имеют осадочное происхождение. Определенно точно руды формировались на дне древнего морского бассейна. Как было сказано ранее, это объект Западно-Сибирского железорудного бассейна, который представляет собой широкую полосу осадочных образований верхнемелового и палеогенового возраста, протягивающуюся почти на 2000 км вдоль восточного и юго-восточного обрамления ЗападноСибирской плиты. Рудосодержащие горизонты приурочены к верхнемеловым и палеогеновым отложениям и перекрываются довольно мощной толщей, достигающей 160-200 м, третичных и четвертичных отложений представляющих собой комплекс морских прибрежных и мелководных отложений мощностью около 80 м. Главным вопросом с точки зрения генезиса данного месторождения является источник металла. Согласно распространенной теории, принято считать, что железо транспортировалось в море путем размыва древних горных областей речными системами. Но тщательное изучение геологических условий и образцов горных пород с месторождения позволяют не согласиться с этой теорией. Российские и индийские геологи выяснили, что Бакчарское железорудное месторождение, крупнейшее в Сибири, сформировалось в крайне необычных условиях, о которых раньше ученые не подозревали. Ученый из ТПУ, Максим Рудмин, утверждает, что до сих пор нет точного ответа, откуда здесь так много железа. Во-первых, в окрестностях Бакчарского месторождения нет никаких следов потенциальных пластов "донорских" пород. На сегодняшний день в районах, которые в период, когда формировалось месторождение, были размываемыми областями, не осталось следов гигантских источников железа. Во-вторых, не обнаружено крупных промежуточных месторождений в районах древних рек, которые должны были бы переносить железо. Хотя 12 примерно в это время подобные месторождения речных условий формировались в Северном Казахстане (ныне разрабатываемое Лисаковское), в районе Пилбара Западной Австралии. В-третьих, береговая линия древнего моря неоднократно смещалась, при этом само Бакчарское месторождение формировалось в конкретной локальной области, хотя его границы также должны были бы смещаться и растягиваться. При детальном и комплексном анализе железных руд в различных горизонтах этой смены не наблюдается. Так называемое фациальное замещение, свойственное породам и минералам, формирующимся на дне морских бассейнов, и заключающееся в смене минерального состава по мере изменения глубины бассейна, то есть горизонты должны быть разделены в пространстве по воображаемой линии (вектору) от берега к морю. На данном месторождении наблюдается другая ситуация.Каждый горизонт отличается от другого некоторой выдержанной спецификой минерального состава (ассоциацией минералов). Складывается впечатление, что железо поступало импульсно в конкретную область древнего моря, а формирование определенных минералов (содержащих железо) зависело от глубины моря и соответствующих показателей: кислотно-щелочность, окислительно- восстановительный потенциал, соленость, температура морской воды, количество и степень разложения органического вещества и т.д. Была выдвинута теория о том, что источник железа мог быть под самим месторождением на момент его формирования, а точнее под древним морем. Во-первых,были обнаружены некоторые следы участия геохимических барьеров в привносе определенных элементов. То есть элементы, в том числе сформировавшие железные руды, поступали в морской бассейн с гидротермальными растворами, которые циркулируют в пространстве земной коры и насыщаются металлами. Такими барьерами часто служит зона смешения морской воды и термальных растворов, так как физико-химические показатели морской воды отличаются от выходящих 13 растворов, создавая прекрасные градиенты для минералообразования, вплоть до накопления месторождений. В подтверждение этого также выступает тот факт, что в осадочных породах были найдены элементы, которым свойственно поступать вместе с гидротермальными растворами из земной коры в морской бассейн (редкие металлы - никель, кобальт, свинец, цинк, медь, молибден, мышьяк, ванадий). Помимо этого, в руде среди железистого карбоната (сидерита) были обнаружены включения пузырьков метана. Подобное «заточение» пузырьков возможно, если через осадок проходили вверх диффундирующие потоки метана, вырывавшиеся из недр. Не исключено, что вместе с метаном и водой могли поступать и другие элементы, в том числе железо. 14 ВЫВОД ПО РАБОТЕ В вузовской коллекции руд Бакчарского месторождения представлены оолитовые железные руды, содержащиеся в осадочных породах. Осадочные породы преимущественно представлены глинами и песчаниками. Также присутствуют несцементированные пески. Для анализа были отобраны наиболее типичные и характерные руды для данного месторождения. Главные рудные минералы – гетит и гидрогетит. Оба рудных минерала имеют преимущественно оолитовую текстуру. Анализ литературных источников, а также коллекции позволяет оценить генезис как определенно осадочный, но с доселе точно неизвестным источником рудного материала. 15 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ [1] Николаева И. В. Бакчарское месторождение железных руд / Николаева И.В. – Новосибирск: Наука, 1967. – 133 с. [2] Рудмин М. А. Оолитовые руды Бакчарского железорудного узла (Томская область)/ Рудмин М. А., Мазуров А. К.// доклады академии наук. Геология. - 2016, том 471, № 5, с. 575–578 [3] Издательский дом «Коммерсантъ», официальный сайт [Электронный ресурс]: «О генезисе Бакчарского месторождения железа. Ученые отвечают на вопрос о происхождении Режим доступа - https://www.kommersant.ru/doc/4310298 16 железных руд».
