Апатитоносность габбро-монцонитовой формации Кураминской подзоны (Западный Тянь-Шань)

Диссертация является итогом исследований, проведенных автором в течение 1976;1982 гг. по изучению апатитоносности габбро-тонцонитовой формации Кураминской подзоны. Тема диссертации связана с планом научно-исследовательских работ ВНИРШЕОЛНЕРУД по ме-годике прогнозирования и поисков месторождений апатита.

Актуальность теш. Директивы ХХУТ съезда КПСС по основным направлениям развития народного хозяйства СССР на 1981;1985 годы il на период до 1990 года предусматривают дальнейшее увеличение выпуска фосфорных минеральных удобрений, что необходимо для. ус-юшной реализации Продовольственной программы СССР. Наиболее цен-шм сырьем для производства фосфорных минеральных удобрений служат апатитовые руды, однако их ресурсы в настоящее время ограничил, что ставит на повестку дня необходимость выявления: новых лесторовдении апатитовых, а также комплексных апатитсодержащих зуд, особенно в районах интенсивного земледелия. К таким районам этносятся Среднеазиатские республики, на территории которых отсутствует своя фосфатная минерально-сырьевая база. Поэтому несом—юнный интерес представляют концентрации апатита, связанные с паббро-монцонитовой формацией Кураминской подзоны, расположенной зблизи сельскохозяйственных районов Узбекистана и Таджикистана.

Магматические образования Кураминской подзоны неоднократно ручались многими геологами, однако вопросу их апатитоносности до ю еле дне го времени внимания не уделялось. Некоторые данные о по-зышенных количествах апатита в магматических породах подзоны содержатся в работах Ю. С. Шихина и др. (1956Ф), !.Г.!униной и др. 1963ф), Ю. Г. Корчевской (1967ф), И. М. Голованова и др. (1970, [978), Г. А. Абдурахманова и др. (1971) и других исследователей. 1ервые сведения по апатитоносности магматических образований Ку->аминской подзоны и, в частности, габ бр о-монцонит ов ой формации триводятся в работе Р. Г. Юсупова и др. (1974ф), где отмечаются шнкретные тссивы и выделяются площади, представляющие определенный интерес на апатиты. Однако данных, приведенных в этих работах, недостаточно душ окончательных выводов о перспективности за апатиты рассматриваемой территории.

Целенаправленное изучение апатитоносности магматических пород Кураминской подзоны связано с исследованиями, проведенными этрядогл геологии апатитов Среднеазиатской ОМП, согласно плана ра-5от ВШШЕ01ШЕРУД по составлению прогнозной карты СССР на апатиты масштаба 1:2 500 000 и проведению ревизионно-оценочных работ на апатиты в перспективных районах Средней Азии. Участвуя в исследованиях по составлению прогнозной карты на апатиты Средней Азии и [{азахстана масштаба 1:2 500 000 (I976-IS78 гг.), диссертантом совместно с Н. Ю. Ивановым и Р. Г. Юсуповым была выделена прогнозируемая Кураминская апатитоносная минерагеническая зона с развитыми на ее территории типовыми апатитоносныме магматическими формациями, к которым была отнесена габбро-монцонитовая формация. При последующей ревизионной оценке апатитоносности верхнепалеозойских магматических формаций Кураминской подзоны С1978;1981 гг.) отрядом геологии апатитов Среднеазиатской ОМП ВНИЕГЕ0ЛНЕРУД в породах габбро-монцонитовой формации были выявлены концентращш апатита. Результаты, полученные в процессе прогнозных и ревизионно-оценочных работ, были использованы экспедицией «Химгеолнеруд» ПГ0 «Таш-кентгеология» Министерства геологии УзССР при проектировании и проведении общих поисков на апатиты в пределах Кураминской подзоны в I978-I98I гг. В результате общих поисков была подтверждена потенциальная перспективность некоторых-массивов габбро-монцонитовой формации в отношении апатитоносности.

Дальнейшие исследования диссертанта показали, что эффективность прогнозных и поисковых работ на апатиты, связанных с габбро-монцонитовой формацией, в значительной мере зависит от знания основных факторов, контролирующих пространственное размещение в ней апатитовой минерализации. Поэтому автором было проведено детальное изучение апатитоносности указанной формации, а также определение закономерностей размещения и прогнозных критериев апатитовой минерализации, что представляется актуальным для эффективного проведения геологоразведочных работ на апатиты. Итоги проведенных исследований получили отражение в предлагаемой диссертационной работе, где основное внимание обращено на использование полученных результатов в практике прогнозных и поисковых работ на апатиты, связанных с габбро-монцонитовой формацией.

Цель и задачи исследований. Цель диссертационной работывыяснение вопросов апатитоносности габбро-монцонитовой формации и прогнозная оценка на апатиты территории Кураминекой подзоны.

Задачами исследований являлись: I. Определение геологоструктурного положения габбро-монцонитовой формации и изучение ее петрографического состава, особенностей химизма и апатитоносности- 2. Выделение и детальная характеристика апатитоносных массивов- 3. Изучение минерального состава, петрохимических и геохимических особенностей апатитсодержащих пород и выяснение условий образования в них концентраций апатита- 4. Установление закономерностей размещения и прогнозных критериев апатитовой минерализации, разработка практических рекомендаций для поисков апатитоносных объектов в пределах Кураминской подзоны.

Методика исследований и Фактический материал. Для решения поставленных задач проводились полевые и камеральные исследования. В процессе полевых работ было обследовано на апатитоносность II массивов, принадлежащих к рассматриваемой формации (рис. I), по которым отобрано свыше 500 проб и образцов для производства.

Рис. I. Обзорная карта обследованных массивов габбро-мовдонитовой формации Кураминекой подзоны Г — Хандайлыкский массив, 2 — Алатанъгасейские интрузии, 3 — Ай-гырбайтальские интрузии, 4 — Акте пинский массив, 5 — Джаркутан-ские интрузии, 6 — Булакбашинские интрузии, 7 — Алычалыкскш массив, 8 — Бабайобский массив, 9 — Джулбарсоткансайский массив, 10 — Айнабулаксккй массив, П — Чоруадайронский массив различных видов анализов. По наиболее интересным в отношении апатитоносности участкам составлено 12 фосфоромэтрических разрезов. Полевые исследования сопровождались опробованием пород на фосфор качественной химической реакцией раствором молибденовокислого аммония в азотной кислоте. В период камеральной обработки собранных полевых материалов применялись петрографические, минералогические, петрохимические и геохимические методы исследований. Для выяснения типоморфных особенностей апатитов, наряду с традиционными глет одами по определению их физико-химических свойств, использовались такие методы, как рентгеноструктурный анализ ж инфракрасная спектроскопия. В процессе исследований было выполнено 56 полных и 310 сокращенных химических, 6 минералогических, 240 спектральных, 2 декрепитационных, 4 рентгеноструктурных анализов, изучено 180 прозрачных шлифов и два ЙК-спектра поглощения фосфата кальция, выделено и исследовано б мономинеральных фракций апатита, произведено 87 количественных минералогических подсчетов и 80 замеров оптических констант минералов на столике Е. В. Федорова.

Аналитические работы проводились в лабораториях Министерства геологии Уз ССР, САИГИМС, ВНИИГЕОЯНЕРУД, ИГЙГ СО АН СССР и треста «Оргтехстройматериалы» Министерства стройматериалов УзССР.

В работе, вроме собственных материалов, автором учтены и использованы многочисленные опубликованные и фондовые данные по геологическому строению рассматриваемой территории, а также сведения по известным месторождениям и проявлениям апатитовых и комплексных апатитсодеряащих руд, связанных с магматическими породами повышенной основности и щелочности.

Научная новизна работы. Диссертация представляет собой первое детальное исследование апатитоносности магматических образований срединной части Западного Тянь-Шаня на примере габбро-монцонитовой формации Кураминской подзоны. В результате проведенных исследований установлена геохимическая специализация на фосфор изучаемой формации и выделены в ее составе апатит содержащие породы. На основе детального изучения апатитеодержащих пород определены их вещественный, состав, генетические и минеральные типы апатитовой минерализации и факторы, влияющие на локализацию концент раций апатита. В итоге установлены закономерности размещения 1 и прогнозные критерии апатитовой минерализации в породах габбро-монцонитовой формации Кураминской подзоны.

Основные защищаемые положения. I. Породы габбро-монцонитовой формации Кураминской подзоны обладают геохимической специализацией на фосфор, в мине pare ническ ом отношении выразившейся в’наличии концентраций апатита, связанных с меланократовыми и метасомати- -чески измененными разностями габброидов или с монцонитоидными образованиями, развитыми в тектонически ослабленных зонах- 2. Апа-титсодержащие породы габбро-монцонитовой формации характеризуются позднеи постмагматической апатитовой или апатит-титаномагнети-товой минерализацией, на распределение которой большое влияние оказывали процессы автометаморфизма, щелочного метасоматоза и гидротермальной деятельности- 3. Размещение апатитовой минерализации в породах габбро-монцонитовой формации наиболее четко контролируется структурно-тектоническими, магматoreиными, петрохими-ческими и минералого-геохимическими факторами- 4. Разработанные региональные и локальные прогнозные критерии апатитовой минерализации служат основой при проведении поисковых работ на перспективной Актепинской и потенциально-перспективной Алычалыкской площадях.

Практическая ценность работы. I. Составлена специализированная для габбро-монцонитовой формации прогнозная карта на апатиты Кураминской подзоны масштаба 1:200 000, на которой выделены площади различной степени перспективности, а также указаны виды и очередность рекомендуемых геологоразведочных работ. Даны практические рекомендации по проведению поисковых работ на апатиты, связанных с габбро-монцонитовой формацией- 2. Результаты изучения минерального состава и особенностей химизма апатитсодержащих пород могут быть использованы при дальнейшей оценке их технологических свойств- 3. Прогнозные критерии, разработанные для габбро-монцонитовой формации Кураминской подзоны, могут применяться при прогнозных исследованиях и поисковых работах на апатиты в других районах Средней Азии, где. развиты магматические породы повышенной основности и щелочности.

Реализация результатов исследований и публикации. Основные положения и фактический материал диссертационной работы изложены в отчете по теме У1^^^48−2/242 «Прогнозная карта СССР на апатиты масштаба 1:2 500 000й, этап II, раздел Б (1980фномер государственной регистрации I—77−20/16) и информационном отчете по.

Т> Т А. теме yig22(ll 283 «Ревнзионно-оценочные работы на апатиты в перспективных районах Средней Азии», раздел Б, часть I (1981ф). Рекомендации по направлению общих поисков на апатиты и результаты, полученные в процессе, исследований апатитоносности магматических образований Кураминской подзоны, приняты к использованию экспедицией «Химгеолнеруд» ПРО «Ташкент геология» Министерства геологии УзССР (акт о принятии к внедрению от II января 1979 г.- письмо о передаче материалов от 31 июля 1981 г.).

Основные, результаты проведенных исследований получили отражение в 9 статьях и тезисах докладов IX Всесоюзного металл ore ни-ческого совещания.

Апробация работы. Макет прогнозной карты на апатиты Кураминской подзоны масштаба 1:200 000 рассматривался на заседании отдела горно-химического сырья ВНИЖЕОЛНЕРУД (г.Казань, 1979 г.). Основные результаты исследований докладывались на 1У конференции молодых ученых САИГИМС (г.Ташкент, 1980 г.)" на заседаниях сектора нерудных полезных ископаемых САИГИМС (г.Ташкент1, 1982 г.)" секции Ученого Совета САИГИМС по геолого-минералогическим наукам (г.Ташкент, Г982 г.)" научно-технического совета Среднеазиатской ОМП ВНИИГЕОЛНЕРУД С г. Ташкент, 1982 г.), научно-методического совета отдела геологии алюминиевого сырья и нерудных полезных ископаемых КазИМС (г.Алма-Ата, 1984 г.), геологической секции Ученого Совета КазИМС (г.Алма-Ата, 1984 г.)" кафедры петрографии и полезных ископаемых Ташкентского государственного университета им. В. И. Ленина (г.Ташкент, 1984 г.).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 127 страницах машинописного текста. Она сопровождается 59 рисунками и 28 таблицами. Список использованной литературы включает 121 наименование.

Таким образ ом, завершая настоящую главу, можно сделать следующие основные выводы:

1. На территории Кураминской подзоны выделен ряд прогнозных злощадей на апатиты, характеризующихся различной степенью перс-юктивности. Из них Актепинская и Алычалыкская площади отнесены соответственно к перспективной и потенциально-перспективной. На Актепинской площади рекомендуется провести поисковые работы, а на 1лычалыкской площади — геологическое доизучение с общими поисками ia апатиты. На площадях с недостаточно выясненными перспективами юкомендуется проведение специальных тематических работ на апа;

2. Проанализированный фактический материал позволил опреде-[ить ряд практических рекомендаций по проведению поисковых работ [а апатиты в пределах рассматриваемой территории. Эти рекомендации также могут быть использованы цри проведении поисковых работ: а апатиты и в других регионах Средней Азии, где развиты породы •аббро-монцонит-сиенитового формационного типа.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Анализ фактического материала по геологическому строению и апатитоносности габбро-монцонитовой формации Курами некой подзоны, а также результатов изучения вещественного состава апатитсодержащих пород позволяет сделать ряд основных теоретических и практических выводов, которые сводятся к следующему:

1. Геолого-структурное положение габбро-монцонитовой формации определяется ее преимущественным размещением в вулкано-деп-рессионных структурах и приуроченностью к зонам региональных разломов северо-западного и северо-восточного простираний. Формация в основном сложена монцонитоидными породами (монцонитами, сиени-то-диоритами, монцодиоритами), а габброиды получили широкое развитие только в пределах отдельных массивов. Характерной особенностью указанных пород является повышенные содержания в них, превышающие кларковые значения в 1,5−4, иногда в 9−10 раз, что свидетельствует о геохимической специализации на фосфор изучаемых образований. Установленные содержания пятиокиси фосфора в породах формации связаны в минеральной форме апатита.

2. Выявлены апатитсодержащие разности пород в Акте пинском и Алычалыкском массивах, которые рассматриваются в качестве эталонных апатитоносных объектов габбро-монцонитовой формации Курамин-ской подзоны. Кроме этого, выделен ряд других массивов и мелких интрузивных тел формации, характеризующихся повышенной фосфороносностью отдельных пород.

Наиболее интересным апатитоносным объектом является Актепинский массив, в котором апатит находится в тесной ассоциации с титаномагне титом и распределяется в зависимости от меланократовости пород и характера наложенных на них вторичных изменений, выраженных преимущественно в амфиболизации, биотитизации и калишпатиза-лдп. Особенно высокие содержания апатита фиксируются в шлир овых.

обособлениях пироксенитового состава. Намечается увеличение содержания пятиокиси фосфора с понижением гипсометрического уровня интрузива. Прогнозные ресурсы Р205 в породах массива по категории Pz составляют 7,2 шш. т.

В Алычалыкском массиве апатитовая минерализация связана с дайками сиенито-диоритов и приконтактовыми с ниш участками мон-цонитов. Апатит в указанных породах выполняет серию мелких трещинок и гнезд, что свидетельствует о его наложенном характере.

3. Определены главные минералы апатитсодержащих пород, представленные основными и средними плагиоклаза!.®-, моноклинными ппро-ксенами, оливином (в оливиновых разностях), амфиболами (вторичными уралитом, актинолитом и первичным керсутитом), первичными и вторичными биотитом и калиевым полевым шпатом, а также титаномагнетитом и апатитом. Последний образует ранне-, позднеи постмагматическую генерации и относится к фторапатиту, иногда к гидро-ксил-фторапатиту, а по содержанию редких земель — к цериевой разновидности. Повышенную апатитоносность габброидов и монцонитоидов Актепинского массива определяют концентрации позднеи постмагматического апатита, а сиенито-диоритов Алычалыкского массива ;

только постмагматического.

4. Общие петрохимические особенности апатитсодержащих пород обусловлены пониженным содержанием в них 5i02 и повышенным Р20^, Д/2£73 и Fe^O-^. Кроме этого, в породах Актепинского массива отмечается повышенное количество ТЮ2 и FeO. Во всех апатитсодержащих породах, наряду с фосфором, в повышенных количествах присутствуют Li, УЪ, Д%, 5пжРЬ. Для пород Актепинского массива также характерно повышенное содержание Tl, V, Сп, Md, иногда W, /к, Сd, Sb, Ei, а для сиенито-диоритов Алычалыкского массива Sc. Некоторые из этих элементов, в случае аномально высокого содержания, обусловливают металлогеническуго специфику изучаемых пород.

5. Образование концентраций апатита в Акте пинском массиве обусловлено магматическими и пост магматическими процессами. Среди последних выделяются автометаморфизм, сопутствующий ему автометасоматоз и щелочной метасоматоз. Формирование скоплений апатита в Алычалыкском массиве связано с гидротермальной деятельностью, широко проявленной вдоль тектонически ослабленных зон.

6. Определены закономерности размещения апатитовой минерализации, собственно апатитоносных объектов и массивов с повышенной фосфороносностью отдельных пород. При этом, наиболее важными факторами, контролирующими размещение апатитовой минерализации и апатитоносных объектов, являются структурно-тектонические, магма-тогенные, петрохимиче ские и мпнералого-геохимические. Установленные закономерности имеют сходство с закономерностями размещения известных апатитоносных объектов Алтае-Саянской складчатой области, принадлежащих к габбро-монцонит-сиенитовощу формационному типу. Выявленные закономерности размещения послужили основой для разработки региональных и локальных прогнозных критериев апатитовой минерализации в породах габбро-монцонитовой формации.

7. На основе разработанных прогнозных критериев на рассматриваемой территории осуществлен минерагенический анализ и выделены площади с различной степенью перспективности на апатиты. Из них к числу перспективных площадей отнесена Актепинская, а к числу потенциально-перспективных — Алычалыкская.

8. В результате изучения апатитоносности габбро-монцонитовой формации предложены общие методические рекомендации для поисков апатитов в пределах Кураминской подзоны. Эти рекомендации также могут быть использованы при прогнозных исследованиях и поисковых работах на апатиты в других районах Средней Азии, где получили развитие магматические породы повышенной основности и щелочности.