Порожинский марганценосный узел

Введение

Российская Федерация не обладает достаточными для внутреннего потребления запасами марганцевых руд [25, 30].

Состояние марганцево-рудной базы обсуждалось на республиканских совещаниях в 1999 г. в г. Екатеринбурге и в 2001 г. в Красноярске. В общем балансе марганцевых руд страны первенство принадлежит регионам Сибири.

В Кемеровской области более полувека тому назад разведано уникальное Усинское месторождение карбонатных руд с запасами 98,5 млн т и локально развитой зоной окисления, содержащей 5,7 млн т более качественной и технологичной руды. Пока единственным отрабатываемым месторождением области является Дурновское, в котором заключено 0,4 млн т руды.

В Иркутской области разведано небольшое Николаевское месторождение Уватского рудного района, в котором разведано 1,9 млн т убогих руд и аналогичное Шунгулежское месторождение Изанско-Ереминского рудного района с прогнозными ресурсами 1,2 млн т руды.

В Красноярском крае с 1933 по 1953 гг. отрабатывались руды зоны окисления Мазульского месторождения, давшего для нужд Кузнецкого металлургического комбината 3,4 млн т железо-марганцевой руды. В недрах осталось 2,47 млн т менее технологичных карбонатных руд, отработка которых проблематична. В Курагинском районе в 2002 г. доразразведано Сейбинское месторождение оксидных руд среднего качества с запасами около 1 млн т, которое готовят к отработке. Разведанным в конце XX в. месторождением (рудным узлом) является Порожинское. Административно его площадь находится в Туруханском районе, в 600 км севернее Красноярска и в 40 км от пос. Бор с действующим аэропортом. Положение рудного узла представлено на рисунке. Кратчайшее расстояние от запроектированного карьера до правого берега Енисея, по которому будет осуществляться вывоз руды в Красноярск или город-спутник Сосновоборск, равно 11,5 км.

Суммарные запасы руды по 7 «участкам», крайние из которых отстоят на 11–15 км от основного Мохового, составляют 78,4 млн т оксидных и 75 млн т карбонатных руд [6–8]. Вместе взятые эти запасы позволили геологоразведчикам горно-рудной компании (ГРК) «Плутон» оценить месторождение как крупное. Однако ГКЗ обоснованно утвердила промышленные запасы только Мохового «участка» в количестве 29,5 млн т, что соответствует среднему месторождению. По нашему мнению, рассматривать данный объект в ранге единого месторождения нецелесообразно, во-первых, потому, что отдельные из составляющих его участков могут быть, по результатам лицензионных конкурсов, отданы разным компаниям-недропользователям, а во-вторых, ввиду того, что проектные решения по ним могут оказаться иными, нежели по намеченному к отработке Моховому месторождению. Ряд периферийных участков, вероятнее всего, не будет востребован в обозримой перспективе ввиду нерентабельности отработки, обогащения руды и технологии производства конечной продукции.

Рис. Положение Порожинского рудного узла (кружок) в региональных геологических структурах (а) и в административных подразделениях (б): цифры – районы края обозначают: 1 – Туруханский, 2 – Северо-Енисейский, 4 – Енисейский, 5 – Мотыгинский, 6 – Богучанский, 7 – группа Центральных районов и Эвенкийский национальный округ (3); аббревиатура – КТВ – Канско-Тасеевская впадина; ЮЕК – Южно-Енисейский кряж

По схемам металлогенического районирования для рассматриваемого объекта в фондовых материалах и публикациях применялись ранги месторождения и района, отмеченные в работах [3, 23, 36]. По указанным соображениям единым месторождением его считать нецелесообразно, равно как и рудным районом, который обычно имеет гораздо большие размеры, например, Северо- и Южно-Енисейские золоторудные, Ангаро-Питский и Среднеангарский железорудные районы. Назвать совокупность рудоносных площадей бассейном некорректно ввиду образования марганцевых руд на протяжении ряда генетически различных и разорванных во времени стадий. Кроме того, тектонические деформации привели к сегментации рудоносных площадей, обладающих особенностями геологического строения. Мы рассматривали варианты металлогенической систематики «узел» и «поле» и остановились на первом из них. Соответственно, 7 участков Порожинского месторождения в понимании геологоразведчиков Средне-Енисейской геологоразведочной экспедиции ПГО «Красноярскгеология» и ее приемника Горнорудной компании «Плутон» мы рассматриваем как разные месторождения, а в их пределах, при необходимости, участки Северный, Западный, Скалистый и др.

Кроме трех названных месторождений марганцевых и железо-марганцевых руд, в Красноярском крае известны и опоискованы более 40 рудопроявлений, из которых более половины находятся в Енисейском кряже. Они свидетельствуют о локальной марганценосности отложений рифея и венда. Повсеместно оксидное оруденение возникло за счет гипергенного обогащения убогих первичных концентраций марганца.

1. Геолого-геоморфологический очерк

Рассматриваемая территория находится в северо-западной части Енисейского кряжа, граница которого здесь проходит по правобережью Енисея. В геологическом строении ее принимают участие свиты и комплексы пород от нижнего протерозоя до позднего кайнозоя с выпадениями большей части палеозойских и мезозойских систем.

Нижний протерозой представлен тремя свитами. Нижняя порожинская свита сложена последовательностью метаморфитов мощностью 800–900 м с преобладанием двуслюдяных гранатовых плагиогнейсов, амфиболитов, кварцитов и мраморов. Взаимоотношение с другими свитами тектонические. Свита хребта Карпинского представлена гнейсами, кристаллосланцами, амфиболитами, кварцитами и имеет мощности до 2 500 м. Возраст пород свиты, судя по ассоциирующим телам гнейсо-гранитов, составляет более 1 800 Ма. Пенченгинская свита состоит из пластов графитизированных мраморов, кристаллосланцев и кварцитов. Взаимоотношения с подстилающей свитой согласные. Мощность ее составляет около 1 500 м.

Нижний рифей начинает последовательность свит сухопитской серии RF1-RF2, его представляет кординская свита, которая несогласно залегает на свитах нижнего протерозоя. В низах ее развиты метагравелиты, двуслюдяные сланцы и кварциты, а выше чередуются мраморы, магнетитовые кварциты и биотит-кальцитовые сланцы. Абсолютный возраст пород свиты, определенный калий-аргоновым методом, составляет 1 345 Ма. Мощности свиты варьируют от 1 500 м до 3 500 м.

Средний рифей заключает горбилокскую, удерейскую и погорюйскую свиты. На отдельных участках закартированы нерасчлененные последовательности (сухопитская серия).

Горбилокская свита в нижней части сложена метадиабазами и метатуфами, а в верхней – филлитами и кварц-серицит-хлоритовыми сланцами. Мощности свиты варьируют от 1 100 до 2 400 м. Удерейская свита в нижней части сложена метаалевропесчаниками и филлитами с пластами кварцитов и силами диабазов, в средней – филлитами и в верхней – карбонатными сланцами с линзами мраморов. Мощность свиты составляет 2 000–2 400 м. Погорюйская свита в низах состоит из кварцито-песчаников и метаалевролитов, в средней части прослежено чередование метаалевролитов и метааргиллитов, а в верхней – кварцитов и метаалевролитов. Возраст отложений равен 1 095 Ма. Мощность свиты равна 1 200 м.

Верхний рифей охватывает несогласно залегающую толщу отложений, испытавшую лишь метагенез. В составе группы три свиты – северореченская, мутнинская и сухореченская, объединенные в вороговскую серию [39]. В карбонатных отложениях этих свит определены онколиты каланчевского комплекса с возрастом порядка 850 Ма.

Северореченская свита в нижней подсвите сложена конгломератами, гравелитами, песчаниками, алевролитами и аргиллитами, а в верхней – также доломитами и известняками. Мощности свиты колеблются от 150 до 600 м. Мутнинская свита в нижней части представлена сероцветными песчаниками, алевролитами и известняками, а в верхней – терригенными и карбонатными породами с пластами силицитов. Мощность свиты составляет 900–1 200 м. Сухореченская свита имеет преимущественно терригенно-карбонатный состав, подразделяется на две подсвиты, из которых в верхней существенную роль играют песчаники, алевролиты, гравелиты, песчанистые известняки. Мощность свиты равна 1 200–2 000 м.

Венд представляет собой отложения системы, объединенные в чапскую серию, состоящую из двух свит – подъемской и немчанской. Нижняя из них заслуживает более детального рассмотрения, так как является продуктивной на марганец (рис. 1).

Рис. 1. Колонка подъемской свиты в Михеевской впадине по данным 50-тысячной съемки (Л. К. Качевский, А. А. Стороженко, В. В. Усталов): 1–10 – состав слоев: 1 – гравелиты; 2 – песчаники; 3 – алевролиты; 4 – доломиты; 5 – известняки; 6 – известняки песчанистые; 7 – пирокластика; 8 – туфосилициты; 9 – туфофтаниты; 10 – кремнистые аргиллиты; 11–15 – минерализация и включения: 11 – онколиты; 12 – марганценосность; 13 – брекчирование; 14 – пирит; 15 – фосфат; 16–19 – окраска слоев: 16 – красноцветность; 17 – серо-зеленая; 18 – темно-серая; 19 – светло-серая; 20 – подошва свиты в непрерывном залегании

Она согласно залегает на песчанистых известняках сухореченской свиты, имеет двучленное строение. Нижняя, доломитовая подсвита, мощностью 300–400 м состоит из четырех пачек: а) светло-серых и розоватых массивных доломитов с онколитами; б) конгломерато-брекчий доломитов красновато-коричневой окраски; в) светло-серых доломитов; г) темно-серых известняков и серых доломитов, слоев алевролитов.

Химический анализ доломитов верхней пачки (табл. 1) по керну разведочных скважин, отобранному в процессе поисковых работ, показал изменчивые содержания многих компонентов, что свидетельствует о наличии переменных количеств кварца, алюмосиликатов, гидрооксида железа и соединений марганца, по-видимому, привнесенного инфильтровавшимися растворами. Отношения оксидов магния и кальцита близки к теоретическому значению (0,71).

Таблица 1

Химический состав доломитов верхней пачки

Примечание. Анализы проведены в Центральной лаборатории ПГО «Красноярскгеология».

Верхняя подсвита мощностью 1 000–1 200 м в основании имеет марганценосную пачку темно-серых терригенно-вулканогенных отложений изменчивой мощности (25–100 м) – туфов риолитов и дацитов, кремнисто-карбонатных марганцовистых туффитов, родохрозитовых песчаников, туфопесчаников и туфоалевролитов с родохрози-товым и манганокальцитовым цементом. С четким переходом эту пачку сменяют туфогенно-кремнистые породы. Вблизи от выходов они имеют светло-серую окраску и были описаны геологами-съемщиками как туфосилициты. В отдельных обнажениях и скважинах были встречены темно-серые до почти черных разности, соответствующие туфофтанитам. В зоне гипергенеза последние осветляются вплоть до образования сильно трещиноватых серовато-белых разностей. Породы часто тонкополосчатые, состоят из глинисто-кремнистого вещества с примесью пирокластики алевритовой и мелкопесчаной размерности. Кремнезем в различной степени раскристаллизован.

Пирокластика представлена кварцем, полевым шпатом и стеклом. Мощность кремнистой пачки составляет 90–120 м.

Химанализы этих пород (табл. 2) свидетельствуют о высоком содержании кварца, незначительных количествах алюмосиликатов и карбонатов. Содержание минералов марганца и фосфора низкие.

Таблица 2

Химический состав туфосилицитов подъемской свиты

Примечание. Анализы Центральной лаборатории ПГО Красноярск-геология» (Аналитик Л.Т. Волдаева).

Третья пачка верхней подсвиты подъемской свиты имеет постепенные переходы с подстилающей кремнистой. В нижней ее части развиты кремнистые туфоалевролиты, которые сменяют алеврито-известняковые слабо марганцовистые пестроокрашенные слои. Выше залегают туффитовые алевро-песчаники. С пачкой связан второй малопродуктивный уровень марганценосности. Мощность этой пачки составляет 100–290 м.

Четвертая пачка характерна частым переслаиванием алевритов, туфоалевритов, песчаников и алевропесчаников. В основании пачки залегает пласт известняков, а среди туфогенных пород есть известняки и доломиты. Мощность пачки составляет 140–150 м.

Пятая пачка сложена алевролитами, туфоалевролитами и песчаниками с пластами известняков в средней части, песчанистых либо онколитовых. В алевритах встречены агрегаты пирита. Мощность пачки составляет 350 м.

Шестая пачка представлена песчаниками, гравелитами и алевролитами светло-серого цвета с преобладанием массивнослоистой текстуры. Ее мощность равна 230 м.

Немчанская свита согласно залегает на подъемской, представлена красноцветными терригенными отложениями суммарной мощностью 1 200–1 250 м. Она подразделена на три подсвиты, из которых нижняя отличается переслаиванием аргиллитов и алевролитов, а верхняя часть представлена песчаниками мелко- и среднезернистыми. Среднюю подсвиту слагают преимущественно среднезернистые песчаники с пластами алевролитов и аргиллитов. Верхняя подсвита представлена крупнозернистыми и гравелитовыми песчаниками с гематитовым цементом. В целом, строение свиты регрессивное.

Кембрий представлен отложениями нижнего отдела системы. Они имеют локальное распространение в наиболее прогнутой части Вороговского прогиба, представлены лебяжинской свитой, которая несогласно залегает на немчанской, состоит из трех подсвит. В составе нижней имеются красноцветные силицитовые конгломераты с гравийно-песчаным субстратом, сменяемые доломитовыми конгломератами с песчано-карбонатным и железистым цементом. Мощность подсвиты равна 350 м.

Среднюю подсвиту слагают светлые доломиты, участками строматолитовые, с желваками кремней и пропластками гетит-гематитовых руд (420 м). Верхняя подсвита представлена переслаиванием доломитов, алевропесчаников, песчаников и гравелитов (320 м).

Продукты гипергенеза мезозоя – кайнозоя развиты повсеместно. Важной особенностью литологии марганцеворудного узла является интенсивное проявление гипергенеза, выраженное формированием: а) коры выветривания (КВ) площадного и линейного типов на выходах песчанистых известняков сухореченской свиты и туфоалевролитов – подъемской, а также продуктов подземного контактового гипергенеза по породам марганценосной пачки песчаников, туфоалевролитов и туфов подъемской свиты; б) неоэлювия по континентальным отложениям мезозоя – кайнозоя; в) покрытого карста – по карбонатным породам верхов сухореченской – низам подъемской свит; г) образованием карбонатной доломитовой муки как начальных продуктов карстификации пород нижней подсвиты подъемской свиты.

Кора выветривания формировалась предположительно с нижней юры и, по крайней мере, до эоцена включительно. Нижний возрастной рубеж намечен исходя из принципа суперпозиции: наличия отложений средней, средней-верхней юры в формах покрытого карста, а верхний – по развитию аллитоподобных красно-коричневых глин с ооидами гидрооксидов железа в осадочном заполнении тех же форм. Глинистый структурный элювий, сапролиты и продукты дезинтеграции коренных пород наблюдались: а) по песчанистым известнякам и известковым песчаникам сухореченской свиты (западный фланг Мохового месторождения); б) по туфоалевролитам третьей, надсилицитовой пачки (мощности глинистого структурного элювия от 18 до 48,5 м). По породам продуктивной пачки (преимущественно по «козырьком» туфосилицитов и туфоалевролитов), нередко по флангу контактово-карстовой депрессии марганценосная пачка глинизирована от кровли до подошвы в результате гипергенного контактового метасоматоза. Что касается пачки туфосилицитов, то по ним развиты продукты дезинтеграции большой мощности (дресва и щебень). Оползая в карстовые депрессии, они послужили основой паттумов (несортированных щебнисто-дресвяных, песчаных и алевритоглинистых композиций).

Неолювий в отложениях покрытого карста широко распространен и выражен выветриванием обломков туфосилицитов вплоть до кремнисто-глинистового материала и глинизацией всей массы паттумов. Обломки в паттумах сначала осветляются вплоть до белизны и одновременно происходит глинизация песчано-алевритового материала с появлением пестрых – белесых, красно-бурых и коричнево-бурых цветов с белыми включениями за счет разложенных обломков туфосилицитов. В верхних частях осадочного заполнения карстовых форм развиты коричнево-красные аллитоподобные глины с мелкими ооидами гидрооксидов железа, но свободный глинозем в них содержится в количестве до 6 %. Похожие образования (ферриаллиты) типичны для мел-палеогенового бокситоносного карста Приангарской части Енисейского кряжа. Неоэлювий в отложениях покрытого карста формировался периодически под влиянием циклов тектонического и климатического развития площади.

Конец ознакомительного фрагмента.

Текст предоставлен ООО «ЛитРес».

Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию на ЛитРес.

Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.