Помощь студентам в учебе
УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ МОРСКИХ ЖЕЛЕЗНЯКОВ ЮРСКОГО ВОЗРАСТА ЛАБИНО-МАЛКИНСКОЙ ЗОНЫ (БОЛЬШОЙ КАВКАЗ)
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 10
1.1 Основные геолого-съемочные работы на территории Лабино-Малкинской зоны 10
1.2. Исследования в области биостратиграфии и расчленение осадочных толщ чехла Большого
Кавказа 11
1.3. Исследование ооидовых железняков бассейна Большого Кавказа 13
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 16
2.1. Лабораторно-аналитические исследования 16
2.2. Расчет геохимических индексов 18
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
3.1. Стратиграфия 20
3.2 Тектоника 24
ГЛАВА 4. ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗУЧАЕМЫХ ПОРОД 26
4.1. Ооидовые железняки 28
4.2. Известняки 30
4.3. Фосфориты 32
4.4. Аргиллиты 32
4.5 Алевроилты 33
4.6. Песчаники и алевропесчаники 33
ГЛАВА 5. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 36
5.1 Аутигенные минералы 36
5.2. Терригенные минералы 43
5.3 Классификация ооидов 44
5.3.1. Железистые ооиды и пелоиды 46
5.3.2. Карбонатные ооиды и пизоиды 48
5.3.3. Ооиды смешанного состава 49
5.3.4. Измененные ооиды 50
ГЛАВА 6. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ ПОРОД 52
6.1. Основные оксиды 52
6.2. Микроэлементы 54
6.3. Редкоземельные элементы 58
6.4 Стабильные изотопы 61
6.5 Геохимические модули 62
ГЛАВА 7. ФАКТОРЫ, КОНТРОЛИРУЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЩЕСТВЕННОГО
СОСТАВА ЗАЛЕЖЕЙ ЖЕЛЕЗНЯКОВ В ИЗУЧЕННЫХ РАЙОНАХ 67
7.1. Фациальные условия формирования залежей железняков 67
7.2. Особенности образования ооидов в изучаемых районах 74
7.3. Минеральные формы железа и их условия формирования 78
7.4. Полезные компоненты 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 83
ПРИЛОЖЕНИЯ 97
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 10
1.1 Основные геолого-съемочные работы на территории Лабино-Малкинской зоны 10
1.2. Исследования в области биостратиграфии и расчленение осадочных толщ чехла Большого
Кавказа 11
1.3. Исследование ооидовых железняков бассейна Большого Кавказа 13
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 16
2.1. Лабораторно-аналитические исследования 16
2.2. Расчет геохимических индексов 18
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕРРИТОРИИ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
3.1. Стратиграфия 20
3.2 Тектоника 24
ГЛАВА 4. ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗУЧАЕМЫХ ПОРОД 26
4.1. Ооидовые железняки 28
4.2. Известняки 30
4.3. Фосфориты 32
4.4. Аргиллиты 32
4.5 Алевроилты 33
4.6. Песчаники и алевропесчаники 33
ГЛАВА 5. МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ ОТЛОЖЕНИЙ 36
5.1 Аутигенные минералы 36
5.2. Терригенные минералы 43
5.3 Классификация ооидов 44
5.3.1. Железистые ооиды и пелоиды 46
5.3.2. Карбонатные ооиды и пизоиды 48
5.3.3. Ооиды смешанного состава 49
5.3.4. Измененные ооиды 50
ГЛАВА 6. ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ИЗУЧАЕМЫХ ПОРОД 52
6.1. Основные оксиды 52
6.2. Микроэлементы 54
6.3. Редкоземельные элементы 58
6.4 Стабильные изотопы 61
6.5 Геохимические модули 62
ГЛАВА 7. ФАКТОРЫ, КОНТРОЛИРУЮЩИЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕЩЕСТВЕННОГО
СОСТАВА ЗАЛЕЖЕЙ ЖЕЛЕЗНЯКОВ В ИЗУЧЕННЫХ РАЙОНАХ 67
7.1. Фациальные условия формирования залежей железняков 67
7.2. Особенности образования ооидов в изучаемых районах 74
7.3. Минеральные формы железа и их условия формирования 78
7.4. Полезные компоненты 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 83
ПРИЛОЖЕНИЯ 97
Актуальность исследования. Ооидовые железняки, являющиеся предметом данного исследования, представляют собой уникальные осадочные породы, содержащие более 5% ооидов и 15% валового железа (Young, 1989; Van Houten, 1990). Ооиды - минеральные сферические образования размером до 2 мм в диаметре, характеризующиеся концентрически- зональным строением (Young, 1989).
В настоящее время происхождение ооидовых железняков остаётся дискуссионным. Открытыми вопросами являются источники материала, механизмы роста ооидов и осаждения железа, что подчёркивает необходимость дальнейших исследований (Холодов и др., 2014; Di Bella et al., 2019; Ferretti et al., 2019; Heikoop et al., 1996; Pufahl et al., 2020; Rudmin et al., 2019; Sturesson et al., 2000; Todd et al., 2019).
Несмотря на существующую неопределённость, изучение этих пород позволяет реконструировать физико-химические условия осадконакопления, палеоклиматические изменения и эволюцию морских бассейнов (Van Houten, 1982, 1985, 1989; Van Houten, Arthur, 1989; Pufahl et al., 2020; Matheson et al., 2022; Rudmin et al., 2020, 2022).
Особую актуальность данное исследование приобретает для центральной части Лабино-Малкинской зоны (Большой Кавказ), где ооидовые железняки остаются слабоизученными. Большинство предыдущих работ было сосредоточено на восточной части зоны (район плато Бечасын, Тимофеева, 1966), а также на биостратиграфических аспектах (Безносов, 1967; Казакова, 1984; Лупов, 1952) и терригенных комплексах (Гаврилов, 2005). Поэтому данная работа не только углубляет понимание процессов осадконакопления в пределах Лабино-Малкинской зоны, но и позволяет выявить факторы, контролирующие формирование железорудных осадочных толщ.
Помимо этого, ооидовые железняки играют важную роль в решении прикладных задач. Накопление сведений об их минералогических, геохимических, текстурных и структурных характеристиках позволяет приблизиться к разработке эффективных схем обогащения руд. А изучение фациальных обстановок и закономерностей распределения ооидовых железняков в разрезе поможет выявить перспективные рудоносные площади и спрогнозировать месторождения в аналогичных геологических условиях.
Цель исследования - на основе изучения текстурно-структурных и вещественных особенностей ооидовых железняков Лабино-Малкинской зоны Большого Кавказа оценить условия формирования и определить рудоконтролирующие факторы.
Задачи исследования:
1. Определение фациальных обстановок формирования ооидовых железняков и вмещающих пород.
2. Комплексный анализ их текстурно-структурных особенностей, минерального состава, геохимических характеристик.
3. Классификация ооидов на основе морфологических и минералогических признаков.
4. Оценка физико-химических факторов, обусловивших формирование различных типов ооидов.
5. Анализ минеральных форм и концентраций железа, а также определение возможных попутных полезных компонентов, для оценки возможности их практического использования.
Фактический материал и методы исследования. Материалами для исследования послужили штуфные пробы, отобранные из двух осадочных разрезов Лабино-Малкинской зоны, расположенных вблизи поселков Нижняя Ермоловка и Хусы-Кардоник (Большой Кавказ). Всего было отобрано и изучено более 200 проб. Для микроскопических и аналитических исследований было подготовлено более 400 препаратов. Изучение минералогогеохимических и текстурно-структурных характеристик проводилось с использованием петрографического анализа, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, рентгенофлуоресцентного анализа, изотопной масс-спектрометрии, рамановской спектроскопии.
Научная новизна. Расширены представления о вещественном составе ооидовых железняков Лабино-Малкинской зоны, фациальных обстановках их формирования, уточнено литологическое строение осадочных разрезов.
Впервые выявлены разновидности ооидов, установлена стадийность их формирования в породах Лабино-Малкинской зоны, оценены ключевые физико-химические факторы, влияющие на морфологию и минеральный состав ооидов.
Получены новые данные о концентрации железа в ооидовых железняках. Уточнен минеральный состав железосодержащих фаз. В качестве основных концентраторов железа идентифицированы глинистые минералы (шамозит и нонтронит), а также детализирован их химический состав.
Практическая значимость: выделенные фациальные условия осаждения ооидовых железняков могут быть использованы в качестве критериев для прогнозирования рудоносных горизонтов на соседних участках. Представленные данные о минералогическом и геохимическом составе пород, а также предложенная классификация ооидов и их типов, служат основой для разработки технологических схем обогащения и переработки железных руд. Установленные типы ооидовых железняков и их связь с фациальными обстановками позволяют идентифицировать рудоносные зоны на геологических картах с учётом палеофациального анализа и фаунистических остатков.
Личный вклад автора. Автором осуществлен полевой отбор образцов, выполнена подготовка аналитических проб и монофракций, подобрана методика исследования и проведена интерпретация полученных данных. Самостоятельно выполнены оптикомикроскопические, электронно-микроскопические и рентгенофлуоресцентные исследования.
Основные защищаемые положения.
1. Установлено, что ооидовые железняки Лабино-Малкинской зоны формировались в условиях мелководного шельфа: железняки с высокой долей терригенной фракции и карбонатным цементом осаждались выше базиса ветрового волнения, железняки с глинистым и карбонатно-глинистым цементом и высокой долей ооидов - между базисами ветрового и штормового волнения, а железняки с высокой долей литокластов и карбонатным цементом образовались в результате размыва и переотложения ранее сформированных отложений.
2. Выявлена зависимость минерального состава ооидов Лабино-Малкинской зоны от условий осадочной среды. Кислородные условия способствовали формированию гематитовых и гетит-шамозитовых ооидов, субкислородные с высокими концентрациями гидрокарбонат-ионов - кальцитовых ооидов и пизоидов, а с низкими концентрациями - шамозитовых и шамозит-нонтронитовых ооидов. Колебания доли гидрокарбонат-иона в придонной воде способствовало росту карбонатно-глинистых ооидов. Постседиментационные изменения привели к трансформации ооидов и образованию их новых видов - апатит- шамозитовых и баритовых.
3. Содержание железа в ооидовых железняках тоар-ааленского возраста варьирует
от 18,7 % до 37,6 вес. % и зависит от вещественных характеристик (состава цемента, типа ооидов и их доли в породе), которые связаны в большей степени с фациальными обстановками. Перспективными попутными компонентами изучаемых пород, являются редкоземельные элементы, концентрирующиеся на уровне 0,11-0,28 вес. % в прослоях фосфоритов, что повышает комплексный сырьевой потенциал юрских железняков Лабино- Малкинской зоны.
Публикации и апробация результатов исследования. Материалы по теме диссертационной работы были освещены в 20 публикациях, в том числе 6 в журналах перечня ВАК, 4 в высококвартильных журналах, индексируемых в базах Scopus и WoS. Результаты исследований ежегодно освещались на ведущих научных конференциях, включая Всероссийскую конференцию «Новое в познании процессов рудообразования» (Москва, 2020), Международную конференцию «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 20212024), Всероссийскую конференцию «Актуальные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии» (Петрозаводск, 2021), Всероссийскую Уральскую минералогическую школу (Екатеринбург, 2022), Всероссийскую школу студентов, аспирантов, молодых специалистов и учёных по литологии (Екатеринбург, 2024), Всероссийскую конференцию «День редкоземельных элементов» (Нижний Новгород, 2024) и Всероссийскую Рудную школу ЦНИГРИ (Москва, 2024), что обеспечило апробацию полученных данных и подтверждение их научной значимости в профессиональном сообществе.
Структура работы. Диссертация состоит из 7 разделов, введения и заключения, объемом 107 страниц, с 29 иллюстрациями, 6 таблицами, 4 приложениями и 136 источниками литературы.
Введение раскрывает актуальность исследования, цели и задачи работы, используемые материалы и методы, а также научную новизну и практическую значимость.Первая глава представляет обзор предшествующих исследований, выполненных на территории бассейна Большого Кавказа. В ней подробно рассматриваются данные геологических экспедиций и биостратиграфических исследований. Особое внимание уделено исследованиям ооидовых железняков. Во второй главе описана методология проведенных исследований. Третья глава посвящена геологическому строению района исследований. В ней раскрываются особенности геолого-структурного положения разрезов, а также рассматриваются стратиграфические и тектонические особенности исследуемой территории. Четвертая глава подробно характеризует литологическое разнообразие пород. Описываются основные литотипы, их текстурно-структурные характеристики, компонентный состав, а также пространственное положение пород в разрезах. Пятая глава посвящена минералогическому составу пород. В ней представлены описания основных, второстепенных и редких минералов, раскрываются особенности их морфологии, химического состава и распределения в различных литологических типах. Также предложена классификация ооидов, основанная на их минеральных и морфологических признаках. Шестая глава рассматривает геохимические характеристики пород. Анализируются данные по содержанию основных оксидов, микроэлементов и редкоземельных элементов. Оцениваются параметры, отражающие окислительно-восстановительные условия осадочной среды, с опорой на геохимические индикаторы. Седьмая глава представляет обобщение полученных литологических, минералогических и геохимических данных. На их основе выделены фациальные обстановки, оценены условия образования ооидов, определены основные полезные компоненты и их минеральные формы.
Благодарности. Выражаю благодарность моему научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук Рудмину М.А. за научное руководство и ценные наставления. Особая благодарность ученым Северо-Кавказского федерального университета Шерстюкову М.П., к.ф.-м.н. Мкртчяну Л.С. и д.т.н. Керимову А.-Г. Г. за содействие в организации экспедиции, ценные советы, совместные обсуждения и научные дискуссии, которые помогли глубже осмыслить полученные результаты.
Выражаю признательность коллегам из Томского политехнического университета к.г. м.н. Якич Т.Ю., к.г.-м.н. Рубану А.С., д.г.-м.н. Мазурову А.К., д.г.-м.н. Ворошилову В.Г., к.г.- м.н. Краснощековой Л.А., к.г.-м.н. Гаврилову Р.Ю. за полезные рекомендации, помощь в анализе данных и конструктивную критику, благодаря которой удалось улучшить качество исследования. Отдельная благодарность к.г.-м.н. Новоселову К.Л. за наставничество и вдохновение в начале моего профессионального пути. От всей души благодарю моих коллег и друзей - к.г.-м.н. Крутенко М.Ф. и к.г.-м.н. Крутенко Д.С. - за их неизменную поддержку, душевную теплоту и мотивацию.
Особая благодарность моему супругу, Максимову П.Н., за его безграничное терпение, помощь и веру в меня. Спасибо за то, что всегда был рядом, вдохновлял и помогал мне двигаться вперед.
Финансовая поддержка. Часть диссертационных исследований выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSWW-2023-0010).
В настоящее время происхождение ооидовых железняков остаётся дискуссионным. Открытыми вопросами являются источники материала, механизмы роста ооидов и осаждения железа, что подчёркивает необходимость дальнейших исследований (Холодов и др., 2014; Di Bella et al., 2019; Ferretti et al., 2019; Heikoop et al., 1996; Pufahl et al., 2020; Rudmin et al., 2019; Sturesson et al., 2000; Todd et al., 2019).
Несмотря на существующую неопределённость, изучение этих пород позволяет реконструировать физико-химические условия осадконакопления, палеоклиматические изменения и эволюцию морских бассейнов (Van Houten, 1982, 1985, 1989; Van Houten, Arthur, 1989; Pufahl et al., 2020; Matheson et al., 2022; Rudmin et al., 2020, 2022).
Особую актуальность данное исследование приобретает для центральной части Лабино-Малкинской зоны (Большой Кавказ), где ооидовые железняки остаются слабоизученными. Большинство предыдущих работ было сосредоточено на восточной части зоны (район плато Бечасын, Тимофеева, 1966), а также на биостратиграфических аспектах (Безносов, 1967; Казакова, 1984; Лупов, 1952) и терригенных комплексах (Гаврилов, 2005). Поэтому данная работа не только углубляет понимание процессов осадконакопления в пределах Лабино-Малкинской зоны, но и позволяет выявить факторы, контролирующие формирование железорудных осадочных толщ.
Помимо этого, ооидовые железняки играют важную роль в решении прикладных задач. Накопление сведений об их минералогических, геохимических, текстурных и структурных характеристиках позволяет приблизиться к разработке эффективных схем обогащения руд. А изучение фациальных обстановок и закономерностей распределения ооидовых железняков в разрезе поможет выявить перспективные рудоносные площади и спрогнозировать месторождения в аналогичных геологических условиях.
Цель исследования - на основе изучения текстурно-структурных и вещественных особенностей ооидовых железняков Лабино-Малкинской зоны Большого Кавказа оценить условия формирования и определить рудоконтролирующие факторы.
Задачи исследования:
1. Определение фациальных обстановок формирования ооидовых железняков и вмещающих пород.
2. Комплексный анализ их текстурно-структурных особенностей, минерального состава, геохимических характеристик.
3. Классификация ооидов на основе морфологических и минералогических признаков.
4. Оценка физико-химических факторов, обусловивших формирование различных типов ооидов.
5. Анализ минеральных форм и концентраций железа, а также определение возможных попутных полезных компонентов, для оценки возможности их практического использования.
Фактический материал и методы исследования. Материалами для исследования послужили штуфные пробы, отобранные из двух осадочных разрезов Лабино-Малкинской зоны, расположенных вблизи поселков Нижняя Ермоловка и Хусы-Кардоник (Большой Кавказ). Всего было отобрано и изучено более 200 проб. Для микроскопических и аналитических исследований было подготовлено более 400 препаратов. Изучение минералогогеохимических и текстурно-структурных характеристик проводилось с использованием петрографического анализа, сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, рентгенофлуоресцентного анализа, изотопной масс-спектрометрии, рамановской спектроскопии.
Научная новизна. Расширены представления о вещественном составе ооидовых железняков Лабино-Малкинской зоны, фациальных обстановках их формирования, уточнено литологическое строение осадочных разрезов.
Впервые выявлены разновидности ооидов, установлена стадийность их формирования в породах Лабино-Малкинской зоны, оценены ключевые физико-химические факторы, влияющие на морфологию и минеральный состав ооидов.
Получены новые данные о концентрации железа в ооидовых железняках. Уточнен минеральный состав железосодержащих фаз. В качестве основных концентраторов железа идентифицированы глинистые минералы (шамозит и нонтронит), а также детализирован их химический состав.
Практическая значимость: выделенные фациальные условия осаждения ооидовых железняков могут быть использованы в качестве критериев для прогнозирования рудоносных горизонтов на соседних участках. Представленные данные о минералогическом и геохимическом составе пород, а также предложенная классификация ооидов и их типов, служат основой для разработки технологических схем обогащения и переработки железных руд. Установленные типы ооидовых железняков и их связь с фациальными обстановками позволяют идентифицировать рудоносные зоны на геологических картах с учётом палеофациального анализа и фаунистических остатков.
Личный вклад автора. Автором осуществлен полевой отбор образцов, выполнена подготовка аналитических проб и монофракций, подобрана методика исследования и проведена интерпретация полученных данных. Самостоятельно выполнены оптикомикроскопические, электронно-микроскопические и рентгенофлуоресцентные исследования.
Основные защищаемые положения.
1. Установлено, что ооидовые железняки Лабино-Малкинской зоны формировались в условиях мелководного шельфа: железняки с высокой долей терригенной фракции и карбонатным цементом осаждались выше базиса ветрового волнения, железняки с глинистым и карбонатно-глинистым цементом и высокой долей ооидов - между базисами ветрового и штормового волнения, а железняки с высокой долей литокластов и карбонатным цементом образовались в результате размыва и переотложения ранее сформированных отложений.
2. Выявлена зависимость минерального состава ооидов Лабино-Малкинской зоны от условий осадочной среды. Кислородные условия способствовали формированию гематитовых и гетит-шамозитовых ооидов, субкислородные с высокими концентрациями гидрокарбонат-ионов - кальцитовых ооидов и пизоидов, а с низкими концентрациями - шамозитовых и шамозит-нонтронитовых ооидов. Колебания доли гидрокарбонат-иона в придонной воде способствовало росту карбонатно-глинистых ооидов. Постседиментационные изменения привели к трансформации ооидов и образованию их новых видов - апатит- шамозитовых и баритовых.
3. Содержание железа в ооидовых железняках тоар-ааленского возраста варьирует
от 18,7 % до 37,6 вес. % и зависит от вещественных характеристик (состава цемента, типа ооидов и их доли в породе), которые связаны в большей степени с фациальными обстановками. Перспективными попутными компонентами изучаемых пород, являются редкоземельные элементы, концентрирующиеся на уровне 0,11-0,28 вес. % в прослоях фосфоритов, что повышает комплексный сырьевой потенциал юрских железняков Лабино- Малкинской зоны.
Публикации и апробация результатов исследования. Материалы по теме диссертационной работы были освещены в 20 публикациях, в том числе 6 в журналах перечня ВАК, 4 в высококвартильных журналах, индексируемых в базах Scopus и WoS. Результаты исследований ежегодно освещались на ведущих научных конференциях, включая Всероссийскую конференцию «Новое в познании процессов рудообразования» (Москва, 2020), Международную конференцию «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 20212024), Всероссийскую конференцию «Актуальные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии» (Петрозаводск, 2021), Всероссийскую Уральскую минералогическую школу (Екатеринбург, 2022), Всероссийскую школу студентов, аспирантов, молодых специалистов и учёных по литологии (Екатеринбург, 2024), Всероссийскую конференцию «День редкоземельных элементов» (Нижний Новгород, 2024) и Всероссийскую Рудную школу ЦНИГРИ (Москва, 2024), что обеспечило апробацию полученных данных и подтверждение их научной значимости в профессиональном сообществе.
Структура работы. Диссертация состоит из 7 разделов, введения и заключения, объемом 107 страниц, с 29 иллюстрациями, 6 таблицами, 4 приложениями и 136 источниками литературы.
Введение раскрывает актуальность исследования, цели и задачи работы, используемые материалы и методы, а также научную новизну и практическую значимость.Первая глава представляет обзор предшествующих исследований, выполненных на территории бассейна Большого Кавказа. В ней подробно рассматриваются данные геологических экспедиций и биостратиграфических исследований. Особое внимание уделено исследованиям ооидовых железняков. Во второй главе описана методология проведенных исследований. Третья глава посвящена геологическому строению района исследований. В ней раскрываются особенности геолого-структурного положения разрезов, а также рассматриваются стратиграфические и тектонические особенности исследуемой территории. Четвертая глава подробно характеризует литологическое разнообразие пород. Описываются основные литотипы, их текстурно-структурные характеристики, компонентный состав, а также пространственное положение пород в разрезах. Пятая глава посвящена минералогическому составу пород. В ней представлены описания основных, второстепенных и редких минералов, раскрываются особенности их морфологии, химического состава и распределения в различных литологических типах. Также предложена классификация ооидов, основанная на их минеральных и морфологических признаках. Шестая глава рассматривает геохимические характеристики пород. Анализируются данные по содержанию основных оксидов, микроэлементов и редкоземельных элементов. Оцениваются параметры, отражающие окислительно-восстановительные условия осадочной среды, с опорой на геохимические индикаторы. Седьмая глава представляет обобщение полученных литологических, минералогических и геохимических данных. На их основе выделены фациальные обстановки, оценены условия образования ооидов, определены основные полезные компоненты и их минеральные формы.
Благодарности. Выражаю благодарность моему научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук Рудмину М.А. за научное руководство и ценные наставления. Особая благодарность ученым Северо-Кавказского федерального университета Шерстюкову М.П., к.ф.-м.н. Мкртчяну Л.С. и д.т.н. Керимову А.-Г. Г. за содействие в организации экспедиции, ценные советы, совместные обсуждения и научные дискуссии, которые помогли глубже осмыслить полученные результаты.
Выражаю признательность коллегам из Томского политехнического университета к.г. м.н. Якич Т.Ю., к.г.-м.н. Рубану А.С., д.г.-м.н. Мазурову А.К., д.г.-м.н. Ворошилову В.Г., к.г.- м.н. Краснощековой Л.А., к.г.-м.н. Гаврилову Р.Ю. за полезные рекомендации, помощь в анализе данных и конструктивную критику, благодаря которой удалось улучшить качество исследования. Отдельная благодарность к.г.-м.н. Новоселову К.Л. за наставничество и вдохновение в начале моего профессионального пути. От всей души благодарю моих коллег и друзей - к.г.-м.н. Крутенко М.Ф. и к.г.-м.н. Крутенко Д.С. - за их неизменную поддержку, душевную теплоту и мотивацию.
Особая благодарность моему супругу, Максимову П.Н., за его безграничное терпение, помощь и веру в меня. Спасибо за то, что всегда был рядом, вдохновлял и помогал мне двигаться вперед.
Финансовая поддержка. Часть диссертационных исследований выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSWW-2023-0010).
Ооидовые железные руды в Хусы-Кардоникском и Ермоловском разрезах демонстрируют значительные различия в составе цемента, доле и типах ооидов, а также содержании терригенного материала. Это разнообразие обусловлено влиянием множества факторов, включая изменения глубины, гидродинамики и химических условий среды. Ключевую роль в смене условий осадконакопления играли трансгрессивно-регрессивные колебания уровня моря. Наиболее благоприятные условия для формирования ооидовых железняков были области мелководного шельфа выше базиса штормовых волн. В предфронтальной зоне пляжа формировались железные руды с карбонатным цементом и повышенным содержанием терригенного материала, тогда как в переходной зоне преобладали руды с глинистым цементом и высокой долей ооидов.
Ооиды, обнаруженные в изучаемых породах, отличаются значительным видовым разнообразием, что связано с изменением энергетического режима среды, биопродуктивности, содержания органического вещества, тектонических подвижек и химических параметров среды (ионный состав воды, окислительно-восстановительные условия, pH).
Содержание железа в рудах варьирует от 18,7 до 37,6 %, при этом максимальная концентрация железа отмечается в зоне мелководного шельфа между базисами ветровых и штормового волнения. Здесь создавались оптимальные условия для осаждения железа в составе глинистых минералов и роста ооидов. Основными минералами-концентраторами железа в разрезе являются шамозит и нонтронит, что связано со слабовосстановительными условиями придонного слоя. Подобные условия формировались под влиянием высокой доли органического вещества, умеренной гидродинамики и локальных восстановительных процессов, вызванных стратификацией водной толщи и разложением органики.
Изученные рудопроявления представляют особый промышленный интерес благодаря желваковым фосфоритам, обогащённым редкоземельными элементами. Средние концентрации РЗЭ, достигающие 1900 г/т, делают их перспективной рудой для дальнейшего изучения и освоения.
Ооиды, обнаруженные в изучаемых породах, отличаются значительным видовым разнообразием, что связано с изменением энергетического режима среды, биопродуктивности, содержания органического вещества, тектонических подвижек и химических параметров среды (ионный состав воды, окислительно-восстановительные условия, pH).
Содержание железа в рудах варьирует от 18,7 до 37,6 %, при этом максимальная концентрация железа отмечается в зоне мелководного шельфа между базисами ветровых и штормового волнения. Здесь создавались оптимальные условия для осаждения железа в составе глинистых минералов и роста ооидов. Основными минералами-концентраторами железа в разрезе являются шамозит и нонтронит, что связано со слабовосстановительными условиями придонного слоя. Подобные условия формировались под влиянием высокой доли органического вещества, умеренной гидродинамики и локальных восстановительных процессов, вызванных стратификацией водной толщи и разложением органики.
Изученные рудопроявления представляют особый промышленный интерес благодаря желваковым фосфоритам, обогащённым редкоземельными элементами. Средние концентрации РЗЭ, достигающие 1900 г/т, делают их перспективной рудой для дальнейшего изучения и освоения.
