Типоморфные особенности минералов группы граната вольфрамового месторождения Северный Катпар (Центральный Казахстан)
|
Введение 3
1. Состояние проблемы и методы исследований типоморфизма 8
2. Геологическая характеристика района исследований 13
2.1 Геологическая изученность 13
2.2 Региональная позиция района 13
2.3 Геологическое строение района исследований 16
2.4 Геологическое строение Акмая-Катпарского рудного поля 19
2.5 Геологическое строение месторождения Северный Катпар 22
3. Минералого-петрографическая характеристика пород и руд месторождения 28
3.1 Геологическая характеристика рудовмещающих толщ 28
3.2 Петрографические особенности пород 32
3.3 Вещественный состав рудной минерализации 39
4. Петрохимические характеристики пород и руд 46
5. Типоморфные особенности минералов группы граната 50
5.1 Особенности строения гранатов на месторождении 50
5.2 Распределение рудных компонентов в гранатовых скарнах 55
Приложение 1 58
Средний химический состав минералов грейзеновой, ранне- и позднегидротермальной стадий 58
Приложение 2 59
Химический состав минералов висмута 59
Приложение 3 61
Химический состав минералов титана и урана 61
Приложение 4 64
Химический состав минералов вольфрама (шеелит, молибдошеелит, вольфрамит) 64
Приложение 5 69
Химический состав гранатов к рисунку 34 69
Приложение 6 72
Формульные коэффициенты гранатов из зоны скарнирования (380-500 метров), выраженные в весовых процентах 72
Литература 82
1. Состояние проблемы и методы исследований типоморфизма 8
2. Геологическая характеристика района исследований 13
2.1 Геологическая изученность 13
2.2 Региональная позиция района 13
2.3 Геологическое строение района исследований 16
2.4 Геологическое строение Акмая-Катпарского рудного поля 19
2.5 Геологическое строение месторождения Северный Катпар 22
3. Минералого-петрографическая характеристика пород и руд месторождения 28
3.1 Геологическая характеристика рудовмещающих толщ 28
3.2 Петрографические особенности пород 32
3.3 Вещественный состав рудной минерализации 39
4. Петрохимические характеристики пород и руд 46
5. Типоморфные особенности минералов группы граната 50
5.1 Особенности строения гранатов на месторождении 50
5.2 Распределение рудных компонентов в гранатовых скарнах 55
Приложение 1 58
Средний химический состав минералов грейзеновой, ранне- и позднегидротермальной стадий 58
Приложение 2 59
Химический состав минералов висмута 59
Приложение 3 61
Химический состав минералов титана и урана 61
Приложение 4 64
Химический состав минералов вольфрама (шеелит, молибдошеелит, вольфрамит) 64
Приложение 5 69
Химический состав гранатов к рисунку 34 69
Приложение 6 72
Формульные коэффициенты гранатов из зоны скарнирования (380-500 метров), выраженные в весовых процентах 72
Литература 82
Данная научно-исследовательская работа посвящена изучению типоморфных характеристик минералов группы граната скарново-шеелитовых руд на вольфрамовом месторождении Северный Катпар, расположенного в Центральном Казахстане Карагандинской области, для выявления эффективных минералогических поисково-оценочных критериев и признаков.
Актуальность работы заключена в исследовании новых возможностей использования минеральных индикаторов на месторождении Северный Катпар, для распознавания формационной принадлежности руд и пород, а также для поисков и оценки перспектив месторождений, на основе изучения состава, структуры, свойств и морфологии минералов группы граната, в связи с дефицитностью и дороговизной вольфрамового сырья.
Цели и задачи работы. Целью данной работы является определение закономерностей изменений типоморфных свойств гранатов скарново-шеелитовых руд, как одного из поисковых признаков.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение состояния проблемы и методов исследований типоморфизма;
2. Изучение геологического строения района исследований;
3. Изучение минерального состава пород, руд и установление стадий минерализации;
4. Установление закономерностей распределения полезных компонентов на основе изучения петрохимических данных;
5. Изучение типоморфных характеристик минералов группы граната по литературным данным и месторождению Северный Катпар;
Объект исследования. Месторождение Северный Катпар, административно, расположено в Шетском районе на границе с Агадырским районом Джезказганской области Республики Казахстан (Рис.1).
Рис. 1. Основные месторождения вольфрама Карагандинской области и их характеристики. Источник: комитет геологии министерство экологии, геологии и природных ресурсов РК и его территориальный департамент, АО «НГК «Тау Кен Самрук»
Рудное поле месторождения (Акмая-Катпарская рудная зона) имеет площадь 22,5 км2. В пределах этого поля располагаются такие месторождения, как: Северный Катпар, Акмая, рудопроявления Западный Катпар, Северо-Восточный Катпар, Домеке, Западное Домеке и Бибигуль.
Говоря про экономическую освоенность района месторождения, стоит отметить, что в Джезказганской области присутствует два экономических профиля: промышленно-аграрный и аграрный. К первому профилю относится Агадырский район, в пределах которого сосредоточены горнодобывающие предприятия (рудники Акчатау, Акжал, им. Джамбула). Ко второму профилю относится Шетский район. Несмотря на то, что территориально Северный Катпар находится в Шетском районе, экономически месторождение больше тяготеет к Агадырскому району и рассматривается совместно с месторождениями Верхние-Кайракты и Коктенколь как один горнорудный район. (О детальной ...,1994).
Основным промышленным компонентом руд месторождения Северный Катпар является вольфрам, единственная минеральная форма которого в гипогенных рудах - шеелит. Шеелитовые руды считаются труднообогатимыми и сложными по составу, по сравнению с вольфрамитовыми легкообогатимыми рудами, которые являются более востребованными. В природе, однако, вольфрамитовые руды встречаются не так часто, по сравнению с шеелитовыми, которые распространены намного шире.
Руды месторождения Северный Катпар считаются комплексными. В качестве попутных компонентов встречаются: молибден, висмут, медь, сера пиритная, тантал, ниобий, которые бывают, представлены как самостоятельные минералы, так и в виде изоморфных примесей.
Главной сферой использования вольфрама является производство твердых сплавов (55% спроса на вольфрамовое сырье). Остальное употребляется в производстве легированных сталей и суперсплавов, вольфрамового проката, химических катализаторов, высокотемпературной смазки и др. (Рис. 2).
Отрасли, которые используют вольфрамовую продукцию показаны на рисунке 3. К ним относятся: автомобилестроение, горнодобывающая, инструментальная, аэрокосмическая, строительство, химическая, энергетическая отрасли.
Фактический материал. В основу магистерской работы положены образцы, отобранные с различным интервалом от 1 до 7 метров из керна геологоразведочной скважины №15 с глубин от 90 до 500 м и скважины №20 с глубин от 39 до 510 м. Из отобранных образцов изготовлены аншлифы в количестве 98 штук, шлифы в количестве 122 штуки, прозрачно-полированные шлифы (НИШ) в количестве 43 штуки.
Для достижения поставленных задач применялись следующие методы:
■ Рентгенофлуоресцентный анализ при помощи портативного XRF Olympus Vanta (ЛИМС);
■ Инфракрасная спектроскопия при помощи портативного инфракрасного анализатора ASD TerraSpec (ВИМС);
Порошковая рентгеновская дифракция (СПбГУ);
Сканирующая электронная микроскопия (СПбГУ);
Люминесценция в длинноволновом и коротковолновом ультрафиолетовом
излучении (СПбГУ);
Все материалы с изучаемой площади предоставлены ТОО «Северный Катпар». Аншлифы и шлифы изготовлены в мастерских СПбГУ и ЛИМС. Аншлифы были проанализирована с помощью:
1. Настольного сканирующего электронного микроскопа-микроанализатора TM 3000 (HITACHI, Япония, 2010) и Системы со сфокусированными электронным и ионнымзондами QUANTA 200 3D (FEI , Нидерланды, 2006) для изучения урановой минерализации. Исследования были предварительными и проводились на базе Научного парка Санкт- Петербургского государственного университета в РЦ «Центр микроскопии и микроанализа».
2. Сканирующего электронного микроскопа «Hitachi S-3400N» с энергодисперсионным спектрометром «Oxford Instruments X-Max 20» с Si полупроводниковым детектором. Исследования проводились на базе Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета в РЦ «Геомодель».
По итогу было просмотрено и описано 99 аншлифов, 122 шлифов и 43 11111ТТ при помощи поляризационного микроскопа LEICA DM4500 P LED. Исследования проводились на базе Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета в РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования».
В работе были использованы программы CorelDRAW, STATISTICA, Microsoft Excel 2013.
Научная новизна. Исследования выполнены на материале скважин, пробуренных в 2018-19 гг. с целью заверки геологоразведочных данных 1980-90-х годов. Материал для исследований вещественного состава руд и типоморфных характеристик минералов получен впервые за последние 30 лет. Скважины №15 и №20 пробурены специально для подсечения рудоносного гранитного массива. Материал для исследований гранитов получен впервые. Методы, использованные для изучения вещественного состава руд, являются современными и до сих пор не применялись для руд данного состава.
Структура и объем работы. Выпускная магистерская диссертация объемом в 82 страницы состоит из: введения, пяти глав и заключения, содержит 36 рисунков, 2 таблицы и 2 диаграммы в тексте и 6 приложений. Список использованной литературы включает 13 наименований и 1 наименование из фондовой литературы.
Благодарности.
Автор работы выражает искреннюю благодарность генеральному директору ТОО «Северный Катпар» Морозову Ф.П., главному технологу Г.К. Кулмухамедову, главному технологу Б. Оспанову, геологам М. Казбекову, А. Лигаю. А также А.А. Пестрикову (ООО ИМР), научному руководителю Петрову Сергею Викторовичу и соруководителю Родионовой Анастасии Владимировне за консультации и помощь при написании работы, Березину Алексею Васильевичу за консультации и полезные советы, Волковой Елене Викторовне за помощь при подсчете химического состава минералов, Янсон Светлане Юрьевне за помощь при проведении зондового анализа.
Актуальность работы заключена в исследовании новых возможностей использования минеральных индикаторов на месторождении Северный Катпар, для распознавания формационной принадлежности руд и пород, а также для поисков и оценки перспектив месторождений, на основе изучения состава, структуры, свойств и морфологии минералов группы граната, в связи с дефицитностью и дороговизной вольфрамового сырья.
Цели и задачи работы. Целью данной работы является определение закономерностей изменений типоморфных свойств гранатов скарново-шеелитовых руд, как одного из поисковых признаков.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучение состояния проблемы и методов исследований типоморфизма;
2. Изучение геологического строения района исследований;
3. Изучение минерального состава пород, руд и установление стадий минерализации;
4. Установление закономерностей распределения полезных компонентов на основе изучения петрохимических данных;
5. Изучение типоморфных характеристик минералов группы граната по литературным данным и месторождению Северный Катпар;
Объект исследования. Месторождение Северный Катпар, административно, расположено в Шетском районе на границе с Агадырским районом Джезказганской области Республики Казахстан (Рис.1).
Рис. 1. Основные месторождения вольфрама Карагандинской области и их характеристики. Источник: комитет геологии министерство экологии, геологии и природных ресурсов РК и его территориальный департамент, АО «НГК «Тау Кен Самрук»
Рудное поле месторождения (Акмая-Катпарская рудная зона) имеет площадь 22,5 км2. В пределах этого поля располагаются такие месторождения, как: Северный Катпар, Акмая, рудопроявления Западный Катпар, Северо-Восточный Катпар, Домеке, Западное Домеке и Бибигуль.
Говоря про экономическую освоенность района месторождения, стоит отметить, что в Джезказганской области присутствует два экономических профиля: промышленно-аграрный и аграрный. К первому профилю относится Агадырский район, в пределах которого сосредоточены горнодобывающие предприятия (рудники Акчатау, Акжал, им. Джамбула). Ко второму профилю относится Шетский район. Несмотря на то, что территориально Северный Катпар находится в Шетском районе, экономически месторождение больше тяготеет к Агадырскому району и рассматривается совместно с месторождениями Верхние-Кайракты и Коктенколь как один горнорудный район. (О детальной ...,1994).
Основным промышленным компонентом руд месторождения Северный Катпар является вольфрам, единственная минеральная форма которого в гипогенных рудах - шеелит. Шеелитовые руды считаются труднообогатимыми и сложными по составу, по сравнению с вольфрамитовыми легкообогатимыми рудами, которые являются более востребованными. В природе, однако, вольфрамитовые руды встречаются не так часто, по сравнению с шеелитовыми, которые распространены намного шире.
Руды месторождения Северный Катпар считаются комплексными. В качестве попутных компонентов встречаются: молибден, висмут, медь, сера пиритная, тантал, ниобий, которые бывают, представлены как самостоятельные минералы, так и в виде изоморфных примесей.
Главной сферой использования вольфрама является производство твердых сплавов (55% спроса на вольфрамовое сырье). Остальное употребляется в производстве легированных сталей и суперсплавов, вольфрамового проката, химических катализаторов, высокотемпературной смазки и др. (Рис. 2).
Отрасли, которые используют вольфрамовую продукцию показаны на рисунке 3. К ним относятся: автомобилестроение, горнодобывающая, инструментальная, аэрокосмическая, строительство, химическая, энергетическая отрасли.
Фактический материал. В основу магистерской работы положены образцы, отобранные с различным интервалом от 1 до 7 метров из керна геологоразведочной скважины №15 с глубин от 90 до 500 м и скважины №20 с глубин от 39 до 510 м. Из отобранных образцов изготовлены аншлифы в количестве 98 штук, шлифы в количестве 122 штуки, прозрачно-полированные шлифы (НИШ) в количестве 43 штуки.
Для достижения поставленных задач применялись следующие методы:
■ Рентгенофлуоресцентный анализ при помощи портативного XRF Olympus Vanta (ЛИМС);
■ Инфракрасная спектроскопия при помощи портативного инфракрасного анализатора ASD TerraSpec (ВИМС);
Порошковая рентгеновская дифракция (СПбГУ);
Сканирующая электронная микроскопия (СПбГУ);
Люминесценция в длинноволновом и коротковолновом ультрафиолетовом
излучении (СПбГУ);
Все материалы с изучаемой площади предоставлены ТОО «Северный Катпар». Аншлифы и шлифы изготовлены в мастерских СПбГУ и ЛИМС. Аншлифы были проанализирована с помощью:
1. Настольного сканирующего электронного микроскопа-микроанализатора TM 3000 (HITACHI, Япония, 2010) и Системы со сфокусированными электронным и ионнымзондами QUANTA 200 3D (FEI , Нидерланды, 2006) для изучения урановой минерализации. Исследования были предварительными и проводились на базе Научного парка Санкт- Петербургского государственного университета в РЦ «Центр микроскопии и микроанализа».
2. Сканирующего электронного микроскопа «Hitachi S-3400N» с энергодисперсионным спектрометром «Oxford Instruments X-Max 20» с Si полупроводниковым детектором. Исследования проводились на базе Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета в РЦ «Геомодель».
По итогу было просмотрено и описано 99 аншлифов, 122 шлифов и 43 11111ТТ при помощи поляризационного микроскопа LEICA DM4500 P LED. Исследования проводились на базе Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета в РЦ «Рентгенодифракционные методы исследования».
В работе были использованы программы CorelDRAW, STATISTICA, Microsoft Excel 2013.
Научная новизна. Исследования выполнены на материале скважин, пробуренных в 2018-19 гг. с целью заверки геологоразведочных данных 1980-90-х годов. Материал для исследований вещественного состава руд и типоморфных характеристик минералов получен впервые за последние 30 лет. Скважины №15 и №20 пробурены специально для подсечения рудоносного гранитного массива. Материал для исследований гранитов получен впервые. Методы, использованные для изучения вещественного состава руд, являются современными и до сих пор не применялись для руд данного состава.
Структура и объем работы. Выпускная магистерская диссертация объемом в 82 страницы состоит из: введения, пяти глав и заключения, содержит 36 рисунков, 2 таблицы и 2 диаграммы в тексте и 6 приложений. Список использованной литературы включает 13 наименований и 1 наименование из фондовой литературы.
Благодарности.
Автор работы выражает искреннюю благодарность генеральному директору ТОО «Северный Катпар» Морозову Ф.П., главному технологу Г.К. Кулмухамедову, главному технологу Б. Оспанову, геологам М. Казбекову, А. Лигаю. А также А.А. Пестрикову (ООО ИМР), научному руководителю Петрову Сергею Викторовичу и соруководителю Родионовой Анастасии Владимировне за консультации и помощь при написании работы, Березину Алексею Васильевичу за консультации и полезные советы, Волковой Елене Викторовне за помощь при подсчете химического состава минералов, Янсон Светлане Юрьевне за помощь при проведении зондового анализа.
Подобные работы
- Типоморфные особенности минералов группы граната вольфрамового месторождения Северный Катпар (Центральный Казахстан)
Дипломные работы, ВКР, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 4265 р. Год сдачи: 2022