Geochemistry, mineralogy and genesis of rare-metal coal deposit in the Seam XI, Southern part of the Kuznetsk Basin.pdf Введение Уголь, как и его прекурсор торф, является контрастным геохимическим барьером, обусловливающим накопления различных химических элементов, и, как следствие, благоприятен для формирования в угольных пластах геохимических аномалий, проявлений и месторождений многих металлов. Уже более 100 лет с переменным успехом решается вопрос извлечения из угля и отходов его использования попутных элементов-примесей. В настоящее время известна большая группа разнообразных типов месторождений редких, благородных и цветных металлов в углях и углистых породах [Середин, 2004; Seredin, Finkelman, 2008; Seredin, Dai, 2012; Seredin et al., 2013; Арбузов и др., 2014; Dai et al., 2016а, 2016b; Dai et al., 2018]. В промышленных масштабах из угля добывается только германий, а с недавнего времени - литий и галлий [Seredin, 2012; Lin et al., 2013; Qin et al., 2015]. Общие тенденции возрастания спроса на редкие металлы, появление новых технологий переработки сырья позволяют с оптимизмом смотреть на перспективы освоения традиционных и новых типов редкометалльно-угольных месторождений. Попытки выявления новых месторождений не прекращаются. Помимо группы германий-угольных месторождений в Китае в последние годы выявлено несколько месторождений комплексных REE-Zr(Hf)-Nb(Ta)-Ga руд [Dai et al., 2010, 2012]. Аналогичные по составу редкометалльно-угольные месторождения с прошлого века известны в России Кузбассе и в Минусинском бассейне [Середин, 1994; Арбузов и др., 2000, 2003; Арбузов, Ершов, 2007]. Особый интерес представляет оруденение в пласте XI в Кузнецком бассейне в связи с его высокой контрастностью и значительными масштабами. Природа такого типа комплексного оруденения трактуется по-разному: от сингенетичного гидрогенного [Середин, 1994] до вулканогенного [Арбузов и др., 2003; Арбузов, Ершов, 2007; Seredin, Finkelman, 2008; Dai et al., 2010; 2012] и вулканогенно-гидротермального [Середин, 1994; Dai et al., 2016a; 2016b; Zhao, 2017a, 2017b, 2017c]. Понимание механизмов образования таких руд, создание моделей формирования месторождений подобного типа позволят эффективно прогнозировать и выявлять аналогичное оруденение на ранее не опоискованных территориях. В данной работе исследованы основные минералого-геохимические особенности комплексного Nb-Ta-Zr-Hf-Y-REE-Ga-оруденения в пласте XI на юге Кузбасса, выбранного в качестве эталонного объекта, и рассмотрена возможная природа его формирования. Оруденение было выявлено в 1989 г. В.В. Ершовым и кратко описано В.В. Серединым [1994, 2004]. Предварительно были оценены ресурсы этих руд [Арбузов и др., 2000, Арбузов, Ершов 2007], однако детального комплексного исследования их не проводилось в связи с ограниченными техническими возможностями того периода. Характеристика объекта исследований Исследуемый пласт находится в южной части Кузецкого бассейна в непосредственной близости к области питания древнего бассейна угленакопления. Кузнецкий бассейн представляет собой межгорную впадину, сформировавшуюся в C-P время на палеозойском фундаменте. В южном и юго-восточном © Арбузов С. И., Вергунов А.В., Ильенок С.С ., Иванов В. А., Иванов В . П., Соктоев Б .Р ., 2019 DOI: 10.17223/25421379/11/3 36 С.И. Арбузов, А.В. Вергунов, С.С. Ильенок, В.А. Иванов, В.П. Иванов, Б.Р. Соктоев обрамлении в непосредственной области сноса бассейна угленакопления наряду с терригенно-карбонатными отложениями распространены вулканогенные толщи преимущественно базитового, щелочно-базитового состава, разнообразные интрузивные массивы кислого, щелочного и основного состава, многочисленные эндогенные месторождения и проявления цветных и редких металлов (рис. 1). Рис. 1. Фрагмент геологической карты юга Кузбасса и положение на ней участков опробования пласта XI 1 - четт.ертичные образования; 2 - юрские образования; 3, 4 - позднепалеозойско-раннемезозойские интрузивн^іе образования: 3 - порожинская серия гранигоидных комплексов, 4 - абинский трапповый трахибазальтовый комплекс; 5-8 - пермь: 5 - еру-наковская подсерия (ленинская, грамотеинская, тайлуганская свиты), 6 - ильинская подсерия (казанково-маркинская, ускат-ская свиты), 7 - кузнецкая подсерия, 8 - верхнебалахонская подсерия (промежуточная, ишановская, кемеровская свиты); 9 -каменноугольные образования; 10 - верхний девон - нижний карбон: мозжухинская группа свит; 11 - восточно-кузбасская серия; 12, 13 - ранне-среднедевонские интрузивные образования: 12 - кистальский граносиенит-гранит-лейкогранитовый комплекс, 13 - патынская группа сиенит-габбровых комплексов; 14 - палатинско-копьевская группа свит; 15, 16 - раннедевонские интрузивные образования: 15 - тельбесский ряд габбро-гранитоидовых комплексов (нерасчлененные образования), 16 - боль-шереченский диорит-габброноритовый комплекс; 17 - лохковский ярус. Кувасская толща; 18 - ташелгинский мраморо-гнейсовый-амфиболитовый полиметаморфический комплекс; 19 - вулканиты кислого состава умереннощелочного и нормального рядов, преимущественно лавы и туфы; 20 - трахибазальты с трахитами и умереннощелочными риолитоидами, преимущественно лавы и туфы; 21 - лейкобазальты, андезибазальты, андезиты умереннощелочной и известково-щелочной серии: лавы и туфы; 22 - точки отбора проб; 23, 24 - разрывные нарушения: 23 - главные, 24 - прочие Fig. 1. Fragment of the geological map of the southern part of Kuzbass and the position of sampling sites from the seam XI 1 - Quaternary sediments; 2 - Jurassic sediments; 3, 4 - Late Paleozoic-Early Mesozoic intrusive formations: 3 - Porozhinskaya series of granitoids, 4 - Abinsky trap-trachybasalt complex; 5-8 - Permian sediments: 5 - Yerunakovskaya sub-series (Leninskaya, Gramo-teinskaya and Tayluganskaya suites), 6 - Ilinskaya sub-series (Kazankovo-Markinskaya and Uskatskaya suites), 7 - Kuznetskaya subseries, 8 - Verkhnebalakhonskaya sub-series (Promezhutochnaya, Ishanovskaya and Kemerovskaya suites); 9 - Carboniferous sediments; 10 - Upper Devonian - Lower Carboniferous sediments: Mozzhukhinskaya group of suites; 11 - Vostochno-Kuzbasskaya series; 12, 13 - Lower-Middle Devonian intrusive formations: 12 - Kistalsky granosyenite-granite-leucogranite complex, 13 - Patynskya group of syenite-gabbro complexes; 14 - Palatinsko-Kopevskaya group of suites; 15, 16 - Lower Devonian intrusive formations: 15 -Telbessky series of gabbro-granitoide complexes (poorly defined formations), 16 - Bolsherechensky diorite-gabbronorite complex; 17 -Lokhkovsky stage, Kuvasskaya stratum; 18 - Tashelginsky marble-gneissic-amphibolite polymetamorphic complex; 19 - acidic volcanic rocks of the moderately alkaline and normal series, mainly lava and tuff; 20 - trachybasalts with trachytes and moderately alkaline rhyolitoids, mainly lava and tuff; 21 - leucobasalts, andesibasalts, andesites of the moderately alkaline and calc-alkaline series: lava and tuff; 22 - sampling points; 23, 24 - faults: 23 - major, 24 - other ГЕОХИМИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС РЕДКОМЕТАЛЛЬНО-УГОЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ 37 Угленосная толща на юге Кузбасса, в пределах которой выделен пласт XI, представляет собой крупную моноклиналь с погружением пластов на запад, тогда как сама моноклиналь погружается в юго-западном направлении. В северо-восточной части моноклинали углы падения пластов угленосной толщи более пологие, а мощность верхнебалахон-ских отложений больше, чем в юго-западной части. В северо-западном направлении они перекрываются верхнепермскими угленосными отложениями, выделяемыми в кольчугинскую серию (см. рис. 1). Пласт XI вскрыт преимущественно на юге Кузнецкого бассейна и прослежен на расстояние более 50 км с востока на запад (рис. 1). По падению пласт прослежен более чем на 5 800 м. Наиболее детально он изучен в восточной части бассейна. На западе также вскрыт в шахте Абашевская. В центральной и северной частях бассейна пласт XI не выделяется в связи с тем, что здесь принята иная схема корреляции угольных пластов с другими названиями. Для выявления этого пласта в составе кемеровской свиты в центре и на севере бассейна необходимо проведение специализированных работ по корреляции угленосного разреза. Имеющаяся корреляция не позволяет однозначно идентифицировать пласт XI на всей территории Кузбасса. Стратиграфически пласт XI находится в составе отложений кемеровской свиты верхнебалахонской подсерии раннепермского возраста [Угольная база... 2003]. Пласт имеет достаточно невыдержанную мощность, но протягивается на значительные расстояния при колебаниях мощности от 0,3 до 5,0 м. Средняя мощность уменьшается с востока на запад. На западе бассейна пласт XI выклинивается и промышленного значения не имеет. Строение пласта достаточно выдержанное. Обычно он представлен двумя угольными пачками, разделенными неугольным прослоем мощностью от 6 до 15 см, редко более (рис. 2). На отдельных участках в нижней пачке появляются 1-2 маломощных (1-4 см) прослоя аргиллитов. Угли в разрезе пласта характеризуются переменной зольностью от малозольных до высокозольных, в целом они малофосфористые (P2O5

Скачать электронную версию публикации