Структурные условия формирования баритовых месторождений Кутаисской группы

Актуальность проблемы. Утвержденными на ХХУ1 съезде КПСС основными направлениями экономического и социального развития СССР за I98I-I985 гг и до 1990 г предусматривается интенсивное развитие геолого-разведочных работ на все виды полезных ископаемых. Наряду с увеличением экономического потенциала восточных районов, предусматривается расширение работ по геологическому изучению рудоносных территорий в районах с действующими горно-рудными предприятиями. Это ставилось на повестку дня и в более ранних распоряжениях Совета Министров СССР (№ 1306 р. от 21 мая 1968 г) в целях развития геолого-разведочных работ по всему союзу, а в приказе министра геологии СССР (№ 395 от 30 июня 1968 г) была подчеркнута необходимость усиления поисковых работ в Западной Грузии с целью выявления новых и расширения сырьевой базы известных месторождений высококачественного барита.

Во исполнении отмеченного приказа был поставлен вопрос о проведении поисково-оценочных работ (м 1:10 ООО) на баритовых месторождениях Кутаисской группы.

Базируясь на общепринятых понятиях «рудный узел» и «рудное поле» (Геологический словарь, 1973), автор вместо Кутаисской группы баритовых месторождений считает целесообразным применять термин Окрибский баритоносный узел (площадью 240 км^), включающий пять рудных полей: Гвердское, Лачепитское, Хвамли-Меквенское, Жонетское и Кировское. Изучение закономерностей размещения этих полей и выявления структурных особенностей каждого из них определяет актуальность проведенных исследований.

Цель работы выражалась в проведении детального изучения структурных условий формирования баритовых месторождений Онрибского узла и выявлении факторов, определяющих интенсивность баритового оруденения для прогнозирования новых перспективных площадей.

Основные задачи исследования:

1. Составление детальной, крупномасштабной (1:10 ООО) структурно-литологической карты Окрибского баритоносного узла, р площадью 210 кмс ;

2. Установление структурных особенностей рудного узла и конкретных рудных полей, изучение типов складчатых и разрывных нарушений, их пространственного положения и элементов залегания, а также определение числовых характеристик разломов и выяснение их роли в проявлении магматизма и оруденения ;

3. Изучение трещиноваюсти пород и структурно-морфологических особенностей развитых в них рудных тел, отношения последних к складчатым формам и разрывным нарушениям, а также определение структурных типов, условий возникновения, особенностей и пространственного размещения обогащенных участков ;

4. Выяснение истории формирования структуры Окрибского баритоносного узла ;

5. Проведение сравнительной характеристики баритоносных полей по положению рудных тел в стратиграфическом разрезе, отношению к главному рудоконтролирующему разлому, осям складок, минеральному составу и зональности оруденения, размерам рудных тел, глубине формирования их верхних частей и вертикальному размаху оруденения;

6. Выявление факторов, определяющих интенсивность баритово.

— б го оруденения и выделение перспективных площадей для постановки поисковых работ в целях выявления новых месторождений и рудных тел, в том числе скрытых на глубине.

Фактическим материалом диссертации послужили личные исследования автора, проведенные в процессе полевых работ (1972;1977 гг) в Окрибском баритонос-ном узле в составе экспедиции кафедры «Геологии и разведки месторождений полезных ископаемых» Грузинского политехнического института имени В.И. ЛЕНИНА и в период прохождения очной аспиi рантуры на той же кафедре в 1975;1982 гг.

В основу работы положены данные, собранные в процессе составления автором специализированной структурно-литологической карты (М 1:10 ООО) площадью в 24−0 км2, основанной на изучении свыше 12 ООО естественных обнажений, а также детальной документации существующих горных выработок и скважин. С целью повышения кондиционности геологической карты была проведена топо-марк-шейдерская привязка около 2 200 точек наблюдений и пройдены канавы протяженностью свыше 5 ООО п/м. При написании диссертации, наряду с данными личных наблюдений, учтены и использованы материалы предыдущих исследователей района: А. И. Джанелидзе, П. Д. Гамкрелидзе, Г. С. Дзоценидзе, И. Р. Кахадзе, Г. А. Твалчрелидзе, Г. М. Заридзе, В. Р. Надирадзе, Ш. А. Адамия, Ю. И. Назарова, М. М. Рубинштейна, М. Н. Джапаридзе, В. В. Надирадзе, Т. Д. Багратишвили, Т. В. Джанелидзе, Д. И. Купарадзе, Е. К. Вахания, Е. И. Девдариани, Н. Ф. Шония, Э. А. Дваладзе, Д. А. Анджапаридзе, М. Н. Ахвледиани, Ш. К. Китовани, М. М. Микеладзе, Ю. М. Казак, Д. Я. Чегелишвили и др. При структурно-геологических исследованиях автор пользовался работами С. С. Смирнова, В. И. Смирнова, А. В. Королева, Ф. И. Вольфсона, В. М. Крейтера, П. А. Шехтмана, А. В. Пэка, В. А. Королева, Л. И. Лукина, В. Ф. Чернышева, А. С. Великого и др.

В процессе камеральных работ изучены свыше 700 прозрачных и более 100 полированных шлифов, проведены статистическая обработка более I 850 замеров трещиноватости и графический анализ 67 разрывных нарушений, выполнено 45 химических анализов пород, около 550 количественных спектральных и ряд пробирных (на золото и серебро) и термических анализов.

Определительные работы произведены в лабораториях Грузинского политехнического института имени В.И. ЛЕНИНА, Управления геологии Грузинской ССР, КИМС и др.

Научная новизна работы:

1) детально расшифрованы структурно-литологические особенности Окрибского баритоносного узла и изучены структуры рудных полей;

2) установлены основные этапы формирования структуры рудного узла и высказано предположение об образовании баритовых и кальци-товых руд района в условиях тектонических деформаций, протекавших во второй половине андийской фазы развития структур ;

3) выявлено, что пространственное размещение баритовых тел и различных по типу обогащенных баритом участков, а также интенсивность оруденения контролируется структурно-литологическими факторами. Доказана наибольшая перспективность на проявление баритового оруденения сводовых частей и северных крыльев антиклиналей, преимущественно в участках развития туфобрекчий;

4) применен усовершенствованный метод геометризации структурных поверхностей в изолонгах. Дано графическое и аналитическое решение этой задачи;

5) установленный факт нахождения рудных тел на равном расстоянии положен в основу поисков баритовых жил Окрибского узла. Указывается возможность применения этого принципа и на аналогичных жильных месторождениях;

6) использованы принципы количественного прогнозирования и даны усовершенствованные аналитические формулы подсчета запасов скрытых рудных тел.

Основные защищаемые положения:

1. Баритоносные поля приурочены к области развития мощной до 5 км) базальт-андезитовой формации байоса, подразделяемой на 14 горизонтов. Сложность узла, в пределах которого выявлено 70 складок и 67 разломов, обуславливается многократно повторяющимися фазами складкообразования и раздробленностью кристаллического субстрата разноориентированными разломами.

2. Различные по форме и простые по минеральному составу баритовые и кальцитовые тела в основном выполняющие трещины скола СЗ направления, распространены во всех горизонтах байоса, кроме четырнадцатого. Жилы сформировались вдоль разрывов 10 систем.

— 7 сопряженных и 3 наложенных на складчатость. Среди выявленных пяти структурных типов рудных столбов, наиболее распространены столбы, приуроченные к изгибам рудоносных разрывов.

3. Ограниченные тектоническими элементами баритоносные поля имеют общие и отличительные геологические особенности. К последним относятся: неповсеместное развитие даек (приуроченность их только к отдельным полям) — интенсивность проявления баритового оруденения в пределах тех полей, которые прилегают к рудоконтро-лирующим разломамповсеместное развитие жил диагонального направления, тогда как параллельные и поперечные жилы (по отношению к осям складок) развиты лишь в пределах отдельных полейодинаковая глубина (650−700 м) формирования верхних частей баритовых тел при общем суммарном вертикальном размахе оруденения, колеб-лящемся от 500 до I 450 м.

4. Интенсивность баритового оруденения обусловлена рядом факторов, среди которых ведущую роль играют структурные. Подчеркивается преимущественная приуроченность баритовых жил к сводовым частям и северным крыльям антиклиналей преимущественно в участках развития туфобрекчий. Произведена количественная оценка перспективности на барит однородных участках путём оценки отдельных факторов рудоносности, подсчитаны минимальные суммарные значения факторов рудоносности в баллах. На этом основании выделены прогнозные площади. Усовершенствована методика геометризации структурных поверхностей в изолонгах.

Практическое значение работы. На базе составления детальной крупномасштабной (1:10 ООО) структурнолитологической карты и всестороннего изучения факторов рудоносности, определяющих интенсивность баритового оруденения, произведено количественное прогнозирование перспективных на барит площадей. Подсчёт прогнозных запасов барита (в количестве 800 ООО т) по первоочередным перспективным площадям, проведенный по уточненным формулам, значительно расширяет перспективы узла и определяет возможности увеличения срока действия Кутаисского литопонного завода.

В процессе полевых исследований выявлено несколько новых кондиционных баритовых жил (уч. уч. Санацихле, Самгеле и др.). По некоторым из них Управлением геологии ГССР подсчитаны запасы руды по категориям Ст+С? в количестве несколько тысяч тонн .

На основе ряда прогнозных предпосылок предполагается перспективность мощной (до 16 м) пиритизированной зоны уч. Джиджинеи-тис-Геле на свинцово-цинковое оруденение.

На участке Баджиори-Чашдети обнаружены мощные кальцитовые жилы (6 жил, мощность 5−16 м), по которым подсчитаны прогнозные запасы кальцита в количестве 10. млн. т. Аналогичные по мощности жилы кальцита обнаружены также на уч. Сашвавия.

Публикации и апробация работы. Основное содержание диссертации отражено в следующих семи опубликованных статьях :

1. Применение принципа равных расстояний при поисках баритовых месторождений Кутаисской группы. Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1978, It 4 (205), с. 18−21.

2. Некоторые структурные особенности локализации рудных тел и обогащенных участков Меквенского баритового месторождения (в соавторстве с М. Н. Джапаридзе, Р. Е. Кахадзе, М. Р. Гагнидзе, Р. Б, Лашхи). Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1978, № I (202), с. 41−48.

3. Новый метод геометризации структурных поверхностей в изо-лонгах (в соавторстве с М. Н. Джапаридзе и М.Р. Гагнидзе). Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1978, Ш I (202), с. 37−40.

4. Методика составления прогнозных нарт на примере Окрибско-го баритоносного узла (в соавторстве с М. Н. Джапаридзе, Р. Е. Кахадзе, Н. В. Габашвили, Н. М. Абакелия, М.Н. Табатадзе). Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1978, № 4 (205), с. 22−27.

5. Применение аэрофотоснимков при структурно-литологической съёмке в районе развития вулканогенно-осадочных образований (в соавторстве с М. Н. Джапаридзе и Р.Е. Кахадзе). Известия АН СССР, сер. геолог., 1982, с. 136−139. б• Некоторые вопросы трещинной тектоники Окрибского барито-носного узла в связи с его рудоносностью (в соавторстве с М. Н. Джапаридзе, Р.Е. Кахадзе). Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1982, № 3 (248), с. 15−23.

7. Стереогенезис Окрибского рудного узла. Труды ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА, 1982, № 3 (248), с. 30−35.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на проведенных в Тбилиси ХУШ, XIX, XXI и ХХШ республиканских научных конференциях профессорско-преподавательского состава и работников производства (1974, 1976, 1978, 1981 гг), на XIX научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава втуз-ов Закавказских республик, посвященной 60-летию Великой Октябрьской социалистической революции (1977), на Всесоюзном семинаре по крупномасштабному прогнозированию эндогенного орудене-ния (Ташкент, 1976). Доклады на отмеченных конференциях изложены в тезисах указанных конференций и семинара.

Объём работы. Работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 135 страницах машинописного текстасодержит 20 рисунков, 17 таблиц и список использованной литературы, включающий 143 наименований.

Работа выполнена на кафедре «Геологии и разведки месторождений полезных ископаемых» ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА.

Автор выражает искренную благодарность руководству и сотрудникам кафедры «ГРМПИ» ГПИ имени В.И. ЛЕНИНА за постоянную помощь, которую они оказывали в процессе работы над настоящим трудом. Глубокую признательность выражаем сотрудникам Меквенской ГРП за весомую помощь, оказанную нам при проведении полевых работ. В процессе работы автор пользовался консультациями, советами и практической помощью доктора геолого-минералогических наук, профессора Ф. И. Вольфсона, за что выражает глубокую благодарность, С особой теплотой вспоминаем своего научного руководителя, ныне покойного, доктора геолого-минералогических наук, профессора В. Р. Надирадзе за консультации и помощь на всех этапах исследования, а также доктора геолого-минералогических наук В. А. Королева за ценные указания по методическим ворросам.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Краткие обобщения и выводы. Материал, полученный в процессе проведения исследований, позволяет придти к следующим выводам :

1. Баритоносные поля Окрибсного узла локализованы среди вул-каногенно-осадочных пород мощной (до 5 км) базальт-андезитовой формации байоса, подразделяемой на 14 горизонтов.

2. Сложность узла, в пределах которых выявлено 70 складчатых и 67 разрывных нарушений различных ориентации и порядков, обусловливается многократно повторяющимися фазами складкообразования и раздробленностью кристаллического субстрата разноориенти-рованными разломами. На фоне близширотной складчатости выделены два аномальных блока с северо-восточными складками. Среди шести групп разрывов выделяются додайковые, дорудные, внутрирудные и пострудные нарушения. Большинство разломов имеют СЗ направления. Крупнейшие из них (Ms 23, 45 и 50) сыграли роль рудоконтролирующих разломов.

3. Дайки основного и среднего состава рассекают образования байоса и встречаются лишь в ущелье р. Цхенисцкали.

4. Баритовые и кальцитовые жилы (более 300) секут все горизонты байоса, за исключением четырнадцатого. Жилы характеризуются простым составом и сформированы в три стадии минералообразования. Их форма зависит от морфогенеза вмещающих трещин.

5. В пределах Окрибского узла выявлены десять основных систем трещин, среди которых семь сопряжены со складчатостью, а триналожены. Изучение взаимоотношений трещин с дайками и орудене-нием позволило отнести рудные поля к трещинному типу.

6. Выявлено Пйть групп ориентировки промышленных жил, среди которых господствующими являются тела приуроченные к СЗ сколовым трещинам. Все баритовые жилы по отношению к осям складок ориентированы диагонально (сдвиги), поперечно (отрывы) и параллельно (надвиги). Наибольшее количество промышленных жил падает на первые две группы (соответственно 58 и 30%) .

7. По условиям формирования установлены пять типов рудных столбов, среди которых наиболее развиты локализующиеся в местах изгибов рудовмещающих трещин.

8. Ассоциации минералов, их текстурно-структурные особенности, относительно неинтенсивные околорудные метасоматические изменения вмещающих пород, небольшой вертикальный размах жил указывают, что рудоотложение протекало на небольшой глубине и при низкой температуре.

9. Установлено, что формирование верхних частей баритового оруденения происходило на глубине 650−800 м от земной поверхности, существовавшей в процессе минерализации, а расстояние между верхними частями самых верхних и самых нижних скрытых баритовых жил варьирует от 300 до I 250 м при значительном вертикальном размахе оруденения, колеблющемся от 500 до I 450 м.

10. Среди структурных и лиюлогических факторов, определяющих интенсивность баритового оруденения, ведущую роль играют первые. Для Окрибского узла наиболее важными являются своды антиклиналей и их северные крылья в участках развития туфобрекчий. Исключение составляет Кировское поле, которое полностью находится в северном крыле синклинали.

11. В процессе проведения исследований уточнены, либо впервые применены некоторые методы: а) использован усовершенствованнйй метод геометризации структурных поверхностей в изолонгах путём ортогонального проектирования на плоскости, параллельные их среднему простиранию — б) установлено, что баритовые жилы развиты вдоль разрывов отстоящих на равном расстоянии друг от друга, что способствует выявлению и прогнозированию новых баритовых жил — в) на основе количественного прогнозирования выявлено минимальное значение в баллах (45) суммарной оценки заведомо баритонос-ных участков, что способствовало выделению перспективных на барит площадей I, П и III очереди. Прогнозные ресурсы.- баритовой руды по каждой выделенной площади определялись по уточненным автором формулам.

Практические рекомендации. Изложенные в настоящей работе данные позволяют с достаточной степенью обоснованности высказать ряд практических рекомендаций для дальнейшего проведения поисково-разведочных работ :

1. На одиннадцати первоочередных площадях, прогнозные ресурсы барита которых по категориям Pj и составляет 0,8 млн тонн, необходимо: а) провести комплекс геофизических, геохимических и поверхностных горных работ с обязательным проложением профилей вкрест простирания имеющихся или предпологаемых рудных тел или аномалий, установленных ранее — б) пробурить структурные и поисковые скважины по разрезам, ориентированным вкрест господствующего простирания жил.

2. Установленная закономерность распределения баритовых жил на равных расстояниях позволяет выделить нижеследующие участки возможного обнаружения слепых или скрытых рудных тел: полосу между жилами 7 и 8 уч. Хвамли, площадь между жилами 3, 4 и 5 уч. уч. Лоднари и Шави-Геле, «безрудную» территорию между жилами 3 и 4, а также 5 и б уч. Окуреши, площадь западнее разлома I уч. Лачепита и территорию между жилами I и 14, а также б и 7 уч. Ле-керети-Локнари.

3. Учитывая промышленные мощности и высокое содержание BaSOq отдельных рудных тел, считаем необходимым проследить по простиранию и падению жилы бн, 7Н и 8Н уч. Самгеле, fete I и 3 уч* Гормагали, №№ 4 и 18 уч. Лачепита, № 4 уч. Хвамли, жилы уч. Ква-цители.

4. Недостаточная изученность на стадии поисково-оценочных работ жилы I уч. Цители-Геле, подсчитанной по категории Cg в количестве 2 400 т, а также учёт склонения баритовой жилы I уч. Гомбруджа с запасами по категориям Cj + С^ примерно 2 ООО т, позволяют считать целесообразным продолжить изучение их глубоких частей подземными горными выработками.

5. Значительная протяженность (более 500 м) и мощность 16 м) установленной нами пиритизированной зоны уч. Джиджинеи-си, высокое содержание в ней серы (до 42 каркасные, коробчатые и ячеистые структуры лимонитов в зоне окисления и наличие в последней серебра в количестве 0,8 рр/т позволяют отнести эту зону к перспективной на сульфидное свинцово-цинковое оруденение. Выявление характера оруденения ниже зоны окисления может быть осуществлено проведением короткометражных горных выработок.

6. Считаем необходимым проследить по простиранию и падению мощные (от 3 до 30 м) кальцитовые жилы, выявленные нами восточнее уч. Баджиори (жилы 1а, 2, 4, 5 и б) и на уч. Сашвавия Хвамли-Меквенского рудного поля. Для дальнейшего изучения этих жил перспективные ресурсы которых по категории Pj и Pg составляют свыше 10,0 млн тонн, следует применить комплекс поверхностных и подземных выработок, а также осуществить бурение разведочных скважин,.

7. Заслуживают практического внимания промышленных организаций три кварцевые жилы, выявленные в северо-восточной части уч. Баджиори. Большая мощность одной из них (около 5м) и высокое содержание кремнезёма (около 90%) позволяет отнести эти жилы к промышленно-интересным объектам.

Некоторые изложенные выше практические рекомендации уже внедрены в практику и положены в основу проектов поисково-разведочных работ Меквенской ГРП. Нам представляется, что выполнение всего объёма намеченных поисково-разведочных работ несомненно будет способствовать обнаружению новых рудных тел и площадей и тем самым расширит сырьевую базу, столь необходимую Кутаисскому литопонному заводу и ряду других отраслей народного хозяйства.

— 216.