ON GEOCHEMISTRY OF OOLITIC AND SWAMP IRON ORES OF TOMSK REGION.pdf Осадочные железные руды известны во многихцементом. Среднее содержание железа в указанных ти-странах мира, где они связаны с породами фанерозой-пах руд меняется от 30 до 46% [7, 8].ского и кайнозойского возраста [1-4]. Наиболее из-Руды, отобранные из скважины Полынянского уча-вестными осадочными месторождениями железных рудстка Бакчарского месторождения, представлены буры-на территории бывшего СССР являются месторожде-ми сцементированными оолитовыми гётит-гидрогёти-ния Керченского бассейна и ряд месторождений Цен-товыми железняками, зеленовато-серыми глинисто-тральной России. Наряду с ними крупные скопленияхлоритовыми микролитовыми и темно-бурыми, пере-осадочных железных руд были обнаружены на Урале входными между оолитовыми гётит-гидрогётитовыми иСеверном Приаралье, Тургайском районе, а в 50-е гг.глинисто-хлоритовыми типами. По последним данным,XX в. - в Западной Сибири [5]. Западно-Сибирскийустановленные два типа руд (зеленовато-серые глини-железорудный бассейн имеет северо-восточное про-сто-микроолитовые и темно-бурые, бурые сцементиро-стирание, что согласуется с основными чертами строе-ванные оолитовые гётит-гидрогётитовые железняки)ния доюрского фундамента Западно-Сибирской плиты.являются исходными генетическими типами железныхЮго-восточная её часть сложена байкальско-каледон-руд месторождения, а между ними располагаются про-скими складчато-глыбовыми сооружениями, которые смежуточные (переходные) разновидности или подтипызапада окаймляются герцинскими образованиями Ко-в разной степени (от интенсивной до частичной), за-лывань-Томской складчатой области [6].тронутые наложенными преобразованиями (выветри-Объектами исследования являлись мезо-кайнозой-ванием, окислением, разрушением волновой эрозией иские железные руды Бакчарского месторождения идр.), которые послужили источниками оолитового ма-рудопроявлений Томского Приобья.териала для формирования сыпучих (перемытых) же-Самые крупные запасы железных руд Томской об-лезных руд месторождения [9].ласти связаны с Западно-Сибирским железоруднымБурые сцементированные гётито-гидрогётитовые ру-бассейном, простирающимся с севера на юг более чемды с разным соотношением оолитов и цемента слагаютсяна 1,5 тыс. км. В пределах томской части бассейна вы-оолитами и бобовинами гидрогётита, обломочным мате-деляются пять рудных узлов - Бакчарский, Колпашев-риалом и цементом. Это плохо отсортированный концен-ский, Парабельский, Чузикский и Парбигский. Бакчар-трат, сформированный как бы отполированными оолита-ский узел с одноименным месторождением приуроченми и бобовинами гётита и гидрогётита. Сами оолитык верхнемеловым и палеогеновым отложениям, пере-очень разнообразны по форме и цвету. По форме отмеча-крытым довольно мощной толщей (160-200 м) неоген-ются в основном округлые, сплюснутые и угловатые; почетвертичного возраста. Железные руды данного объ-цвету - черные блестящие, коричневые (бурые) блестя-екта связаны с несколькими горизонтами: нарымским,щие и матовые. Руды довольно мягкие и легко растира-колпашевским, тымским и бакчарским. Мощность про-ются руками. Текстура руд массивная, вкрапленная. Яв-дуктивных пластов колеблется от 2 до 40 м. Железо-ной слоистости не наблюдается. Есть участки с наиболь-рудные горизонты прослеживаются на всей площадишим количеством оолитов, что выражается в неравно-месторождения, а также за ее пределами, разделяясьмерной окраске наподобие слоистости. Оолиты и рудныебезжелезистыми или слабожелезистыми породами ибобовины составляют 60-70%, терригенный материал -нередко с размывом перекрывая друг друга. По своим15-25% от всей рудной массы, остальное цемент.структурным особенностям, химическому и минерало-Глинисто-микроолитовые руды отличаются зелено-гическому составу руды месторождения подразделяют-вато-серым цветом и нередко хорошо выраженнойся на шесть типов: 1) плотные гётито-гидрогётитовыеслоистостью. Руда состоит из черных и темно-руды с сидеритовым цементом; 2) рыхлые гётито-коричневых гётитовых и гидрогётитовых оолитов, лег-гидрогётитовые руды; 3) лептохлоритовые руды с хло-ко рассыпается. Зеленовато-серый хлорито-глинистыйрито-сидеритовым цементом; 4) конгломератовидныецемент покрывает оолиты и ооиды корками.лептохлоритовые руды с крупными оолитами; 5) сиде-Переходные (промежуточные) разновидности руд222ритовые руды; 6) глауконитовые руды с сидеритовыммежду оолитовыми гётит-гидрогётитовыми и глини-стыми глауконит-хлоритовыми типами отличаются буроватым цветом, различными соотношениями ооли-тов, гётит-гидрогётитовой и глинисто-хлоритовой со-ставляющих.По гранулометрическому составу в рудах Бакчар-ского месторождения преобладает фракция 0,5-0,25 мм, представленная рудными оолитами, сгустками оолитов с цементом и незначительной примесью зерен кварца (около 10%). По данным рентгенофлуоресцент-ного анализа оолитовых железных руд, среднее содер-жание Fe2O3общ 42,52%. Наиболее высокие концен-трации характерны для фракции 0,5-0,25 мм и дости-гают 56%.Вторым источником железных руд в Томской об-ласти являются континентальные проявления болотных руд на правом берегу р. Оби. Наиболее известные про-явления среди них - Поздняковское, Казанское, Кире-евское и др. Эти объекты Томского Приобья слабо изу-чены, поскольку не имеют сегодня промышленного значения, но еще в XVII в. делалась попытка освоения именно пойменно-болотных железных руд. Они при-урочены к палеоген-неогеновым толщам, перекрытым четвертичными отложениями. Руды залегают в отло-жениях надпойменной террасы в виде линз и жил двух минеральных разновидностей - лимонитовой и сидери-товой [10].На Поздняковском месторождении выявлено 12 рудных жил небольших размеров, в среднем 13×100 м при мощности от 0,2 до 0,6 м. Выделено три основные разновидности: плитчатые, бобовые и земли-стые лимонитовые руды, для которых подсчитанные запасы составляют около 10 тыс. т, при содержании Fe2O3 - 51,3%, потери при прокаливании - 30,1%, SiO2 - до 23%, Mn - до 10% [11].Сидеритовые руды Казанского проявления залегают в палеогеновых отложениях виде пластовых тел мощ-ностью до 4,2 м. Среднее содержание FeO 35% и Fe2O3 5,5%, потери при прокаливании 23,5%, SiO2 - до 30% и TiO2 - 0,62% [12].На Киреевском проявлении в песках, залегающих среди коричневых глин, прослеживается пласт «разбор-ной» сидеритовой руды мощностью от 0,2 до 0,5 м, со-держание Fe2O3 достигает 58,6%. Первое упоминание о Киреевском проявлении в специальной литературе при-надлежит В.А. Хахлову, который отметил «горизонты сидеритов в палеогеновых отложениях у с. Киреевско-го» [13]. Более поздними работами был установлен чет-вертичный возраст этих отложений, а сами они отнесе-ны к кочковской свите [14]. В районе проявления эти отложения соответствуют верхнекочковской подсвите и выходят на поверхность в обрывах р. Оби в цокольной части первой надпойменной террасы и представлены глинами синевато-серого и серого цвета. Глины песча-нистые, иногда слюдистые с желваками глинистого си-дерита, линзами коричневатой глины, обломками лигни-тизированной древесины и многочисленными отпечат-ками листьев. Видимая мощность их составляет 3,5 м, а по данным бурения достигает 20 м [10].Обломки железных руд, взятые как с коренных вы-ходов, так и в аллювии на правом берегу р. Оби, пред-ставляют собой мелкие конкреции сидерита и их фраг-менты. Конкреции имеют уплощенную эллипсовиднуюформу. Размер их достигает нескольких сантиметров по длинной оси. С поверхности они, как правило, по-крыты желто-коричневой коркой оксидов и гидроокси-дов железа переменной мощности, являющейся про-дуктом окисления сидерита. Неизмененный сидерит внутренних участков конкреций представлен скрыто-кристаллическим агрегатом светло-серого, зеленовато-серого и буровато-серого цвета с редкими включения-ми относительно крупных (до 1 мм) угловатых зерен аллотигенного кварца. В самостоятельных обломках, кроме конкреций сидерита, среди собранных образцов встречаются только различные по форме и размерам куски бурого железняка - лимонита. Их слагает пре-имущественно гидрогётит, довольно переменного со-става (из-за разной степени гидратации) с незначитель-ной примесью собственно гетита, а также кварца и глинистых минералов. Окрашены бурые железняки в желтые, желто-коричневые, бурые и темно-бурые цве-та. Агрегаты их плотные скрытокристаллические, а во внутренних частях под наружной коркой часто порош-коватые, землистые.Содержание главного компонента в железных рудах Томского Приобья (Fe2O3общ) по данным рентгеноф-луоресцентного анализа варьирует от 43,62 до 50,85%. Максимальные количества железа характерны главным образом для лимонитовых (гётит-гидрогётитовых) руд или сильноокисленных сидеритовых руд.Исследование вещественного состава оолитовых железных руд с помощью рентгенофазового и термиче-ского анализов показало, что главными минералами всех руд являются гётит, гидрогётит, причем в рудах Томского Приобья обычно присутствует сидерит, а в оолитовых рудах - лептохлориты (таблица).По данным количественного спектрального анализа руд Бакчарского месторождения и проявлений Томско-го Приобья элементный состав примесей весьма разно-образен. Установлено, что геохимической спецификой железных руд является обогащенность Zn, Sr, La, а также элементами группы железа Cr, Ti, Ni, Mn и V. Указанные элементы по имеющимся сегодня данным не образуют собственных минеральных фаз и присут-ствуют, скорее всего, в адсорбированном состоянии и частично в виде изоморфной примеси (Sr, La) в фосфа-тах, карбонатах и других экзогенных минералах.Для континентальных сидеритовых и лимонитовых руд Томского Приобья характерны повышенные кон-центрации Mn, Cu, Co, Zr, La по сравнению с рудами Бакчарского месторождения (рис. 1).Выделим основные элементы, содержание которых в обоих типах руд имеет отличительные особенности.Марганец в осадочных рудах обычно связывают с железом. Считается, что основная часть его осаждается вместе с ним, но характер распределения Mn по фрак-циям говорит о том, что кроме изоморфной примеси марганца в железосодержащих минералах, он может присутствовать в рудах и в собственной минеральной форме, и данные рентгенофазового анализа выявили характерные рефлексы псиломелана и вернадита. Среднее содержание Mn в Бакчарских рудах составляет 419 г/т, в болотных рудах - 11051 г/т.Содержание ванадия в оолитовых рудах достигает 120 г/т, что значительно превышает содержание его в223болотных рудах до 60 г/т. Этот элемент присутствует в Ванадий легко переносится в растворах и адсорбирует-рудах в основном в виде изоморфной примеси, но не ся гидроксидами железа, алюминия и органическим отрицается наличие собственных минеральных форм. веществом.Среднее содержание минералов в железных рудах Томской области по данным синхронного термического анализаМесторождениеТип рудТемпературный интервал 30-360°С320-500°С Гётит, гидрогётит, %СидеритБакчарскоеГётит-гидрогётитовые48,90- Глинисто-хлоритовые35,63- Переходные39,23-Томского ПриобьяСидеритовые27,4170,71% Окисленные сидеритовые75,4124,50%10000 1000 100 10Морские руды Континентальные руды Pb Cu Mn Ga V Co Cr Ni Zr Ti Zn Y La Sc BaРис. 1. Диаграмма средних содержаний микроэлементов в железных рудах, г/тТитан относится к «семейству железа» и в то жеCr вместе с Fe, Ti, Ni, Co, V и Mn составляют одновремя характеризуется отчетливыми литофильнымигеохимическое семейство, поэтому его содержание всвойствами, а в условиях выветривания и осаждениярудах двух типов закономерно повторяет картину рас-обнаруживает геохимическое сродство с Аl и концен-пределения этих элементов.трируется в бокситах кор выветривания, а также в мор-Основным источником Ba для морских железныхских глинистых осадках, что вполне согласуется с по-руд служит выветривание пород континентов, но невышенными концентрациями Ti в рудах Бакчарскогоисключается и роль подводного вулканизма. Тот Ba,месторождения (2500 г/т).который поступал в морскую воду, геологически быст-Распределение Ni в оолитовых рудах весьма одно-ро извлекался из нее в результате адсорбции глини-родно и в среднем составляет 59,4 г/т. В болотных жестыми илами. Важнейшим геохимическими барьерамирудах распределение этого элемента весьма неравно-для Ba выступает биогеохимический (поглощение жи-мерно. Отмечаются резко повышенные содержаниявым веществом) и адсорбционный, локальное значение(до 290 г/т), а в целом они колеблется от 10 до 30 г/т.приобретает сульфатный барьер (в морях, подземныхАналогичным является и распределение содержанийводах) [15]. В рудах Бакчарского месторождения коли-Co. Максимальное количество его в болотных рудахчество Ba превышает 220 г/т, а в континентальных ру-доходит до 163 г/т, а в среднем около 20 г/т, что ха-дах оно лишь чуть более 100 г/т.рактерно для обоих типов руд. Подобная ситуацияFe и Mn, а также V, Ti, Ga, Y, Yb поступали с кон-неудивительна, т.к. эти два элемента геохимическитинента за счет разрушения коренных пород суши [16],родственны, но Co по сравнению с Ni геохимическиа также размыва кор выветривания. Элементы группыближе к Fe. В осадочных породах концентрация Coтитана (Ti, Zr), алюминия (Al, Ga),Yb, Y, Sc, Nb, Sn инизкая и только в глинистых отложениях приближа-другие ионы с высокой валентностью почти полностьюется к кларку (30 г/т), а вот в осадках, содержащихотсутствуют в природных водах и мигрируют в формегидроксиды железа и марганца, в ряде случаев онавзвеси. Эти элементы переходят в осадок почти в техдостигает 0,1-2,0%, что и наблюдается в болотныхже концентрациях, в которых они были в выветривае-рудах, где концентрация Mn заметно больше, чем вмых исходных породах, в то же время Ni и V достаточ-224оолитовых рудах.но подвижны [17].Рассматривая происхождение оолитовых железныхжелезоорганических соединений, что в настоящее вре-руд, подавляющие большинство исследователей счита-мя наблюдается в террасах не только Оби, но и другихли, что они возникли в обстановке чрезвычайно мелко-сибирских рек - Томи, Яи, Чулыма. Вместе с железомводных и прибрежных частей моря, в области заливов,мигрировали глинозем, кремнезем и фосфор. Источни-бухт, лиманов, куда поступало значительное количест-ком железа в болотных водах, с одной стороны, явля-во обломочного материала и где огромную роль игралаются подстилающие породы, а с другой - тот терри-гидродинамика водоёма (волнения, течения, размыв игенный материал, который поступает в область забола-переотложение), причем все ее участки были тесней-чивания со стороны в виде взвеси.шим образом связаны с близлежащей сушей. В качест-В пределах болотных систем прослеживается мине-ве главного фактора оолитообразования предполагалиралого-геохимическая зональность. Внутри торфяныхсмешение пресных речных вод с солеными водами мо-болот образуются линзовидные залежи сидеритов, анке-рей, окисление двухвалентного железа и его выпадениеритов, вивианитов и разнообразных гидрооксидов желе-в осадок в обстановке интенсивного перемешиванияза, реже - марганца. По их периферии (на континенте)вод [7, 8, 16].накапливаются гидрооксидные железорудные проявле-По данным Н.М. Страхова [16], В.И. Холодова,ния - охристые и конкреционные руды, сложенные гё-Г.Ю. Бутузова [18], континентальные сидеритовые ититом, гидрогётитом и рентгеноаморфными гидроокси-лимонитовые руды образовывались в пределах болот-дами железа, содержащие примесь P2O5. Наконец, наных систем. Кислые болотные воды, сформированныедалеких флангах заболоченных областей, там где реали-в нижней части торфяников, выносили с почвеннымзуются обстановки речных долин и морского мелково-стоком в ручьях и небольших протоках огромное коли-дья, концентрируются морские оолитовые гидрооксид-чество двухвалентного железа в ионной форме и в видено-хлорит-сидеритовые руды [18].

Скачать электронную версию публикации