Распределение основных нерудных компонентов в отложениях железоносных горизонтов Бакчарского месторождения

Том 196

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА ИМЕНИ С. М. КИРОВА

1969

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ НЕРУДНЫХ КОМПОНЕНТОВ В ОТЛОЖЕНИЯХ ЖЕЛЕЗОНОСНЫХ ГОРИЗОНТОВ БАКЧАРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

А. Н. КОНДАКОВ

Месторождение расположено в юго-восточной части Западно-Сибирского железорудного бассейна и имеет верхнемеловой — нижнепалеогеновый возраст. Железорудная толща характеризуется ритмичным строением. Верхние железоносные части ритмов объединены в железорудные горизонты (снизу — вверх): нарымский, колпашевский, чигарин-ский, тымско-бакчарский. Горизонты слагаются оолитовыми рыхлыми рудами и рудами с сидеритовым и лептохлоритовым цементом, а также хлоритолитами и оолитовыми песчаниками. В статье рассмотрены особенности распределения Р, А], Mg, сум;ма щелочей, Са, Б.

Кремний. Основная масса кремнезема сосредоточена в составе аутигенных образований и в глинистых минералах. Достаточно высокое содержание БЮг установлено в гидрогетитовых оолитах (10—14%) в виде примеси терригенного кварца, окисленного хлорита и аморфных коагулятов кремнезема типа стильпносидерита. Между общим содержанием железа и кремнеземом существует очень тесная отрицательная корреляционная связь, незначительно понижающаяся в рудах с сидеритовым цементом (табл. 1). Уравнения связи являются достаточно надежными и могут быть успешно использованы в практике подсчетов. Средние содержания кремнезема в отложениях горизонтов приведены в табл. 2. Пределы средних содержаний в пересечениях горизонтов составляют 20,24—49,68% в нарымском, 19,48—51,97% в колпашевском, 23,99—49,93 % в чигаринском, 17,53—38,18 % в тымско-бакчарском горизонтах. Среднее содержание в рудах равно 18,84—28,9,5 % (табл. 2).

Фосфор. Элемент находится главным образом в рассеянном состоянии, в незначительном количестве, накапливаясь в виде «видимых» фосфатов кальция и железа. Наиболее высоким содержанием фосфора характеризуются гидрогетитовые оолиты и сидеритовый цемент. В других минеральных компонентах содержание фосфора в 5—20 раз ниже. Вероятной формой накопления фосфора является сорбция в образованиях типа стильпносидерита, а в сидеритах — тонкодисперсное рассеяние микростяжений коллофана. В отложениях горизонтов между общим содержанием железа и содержанием фосфора имеется прямая корреляционная связь, теснота которой понижается от

Р

верхних горизонтов к нижним (табл. 1). Величина отношения — наи-

Ре

большего значения достигает в отложениях нарымского горизонта

(9,5X10 ~3). В нарымском горизонте средневзвешенные содержания в пересечениях изменяются от 0,03 до 0,65%, в колпашевском, от 0,17 до 0,78%, в чигаринском от 0,07 до 0,62% и в тымско-бакчарском от 0,26 до 0,63%. Среднее содержание в рудах равно 0,27—0,61%, тогда как в керченских рудах — 0,86—1,15% [1], в хоперских верхнемеловых рудах 0,38—1,47% до 5,52% [3], т. е. руды Бакчарского месторождения сравнительно малофосфористы.

Алюминий. Алюминий концентрируется в составе лептохлори-

тов и глинистых минералах. Более низким содержанием алюминия

/

Таблица 1

Результаты корреляционного анализа связи некоторых компонентов по'данным химического анализа групповых про£>

Коррелируемые X v Sr у п Надежность и урав-

компоненты У нения связи

\ Отложения тымско-бакчар:кого горизонта

х—Р205, у—Fe мет. | 1,02 130,87 | 0,269 | 7,46 | +0,87 | 34 | у=0,030,04

Отложения чигаринского горизонта 0,79 | 25,72 | 0,354 | 7,16|+0,93| 30 | у=0,046х-0,41 Отложения колпашевского горизонта 1,02 | 29,85 | 0,340 | 8,71 |+0,77 | 32 | у=0,03х+0,12

Отложения нарымского горизонта 0,95 | 25,18 | 0,343 | 5,4 |+0,44| 31 | Связь существенная Рыхлые оолитовые гидрогетитовые руды

х—Р205, у—Fe мет. jc—P205, у—Fe мет. х~Р205, у—Fe мет.

х—Fe203, у—FeO 47,26 1,98 12,8 1,51 -0,24 14 Связь ненадежна

дг—Fe2Of общ.,

у—Si02 57,4 29,6 7,6 8,6 -0,98 12 у=—1,11х+86,6

А12Оз, у—Fe203 5,71 47,66 1,15 11,78 —0,53 16 Связь ненадежна

x-MgO, у—Fe203 0,9 47,66 0,3 11,78 —0,31 16 в

Оолитовые руды с сидерит-хлоритовым цементом

х-Fe203, у—FeO 40,49 6,92 9,82 4,64 —0,84 44 Связь надежна

х—FesO| Ьбщ.,

y-Si02 48,9 30 7,06 7,6 -0,98 44 у= —1,06^+81,6

А1203, у—Fe203 В, 68 40,18 1,30 9,97 -0,05, 44 Связь отсутствует

х—MgO, у—Fe303 1,22 39,Н 0,36 11,55 +0,86 43 Связь надежна

Оолитовые руды с сидеритовым цементом

х—Fe203, у—FeO

x—Fe20% общ., у—SiOo

33,75 18,67 12,78 7,27 —0,87 16

57 20 6,4 . 5,78 -0,88 13

у— —0,79х+65

Примечание, х, у — среднеарифметическое содержание, — среднеквадратичное отклонение, г — коэффициент корреляции, п — число парных величин содержаний, * —суммарное содержание железа.

2.

19

характеризуются гидрогетитовые оолиты. В оолитовых рудах с сидерит-хлоритовым; цементом корреляционная связь А1203 и Ре203 отсутствует, но в рыхлых оолитовых гидрогетитовых рудах имеет место отрицательная корреляционная связь. Последнее обстоятельство не случайно и вызвано вытеснением алюминия при гидрогетитизации исходного гидрогетит-хлоритового оолитового материала в регрессивную стадию диагенеза с накоплением алюминия в более глубоководных осадках. Пределы средневзвешенных содержаний А1203 в отдельных пересечениях горизонтов составляют в нарымском 3,15—6,79%, в кол-пашевском 4,01—7,09%, в чигаринском 4,98—9,69% и в тымско-бакчар-ском горизонте 4,55—7,16%. Среднее содержание А1*203 в рудах равно 4,71—6,бН (табл.2).

Таблица 2

Средние содержания элементов и окислов в отложениях рудных горизонтов и рудах Бакчарского месторождения по результатам химических анализов

Горизонты и типы руд Содержание в %

БЮ2 А1203 сумма щелоч. СаО Р Б

1 26,46 5,58 0,98 1,13 0,79 0,44 0,057

2 43,08 8,08 1,61 2,03 0,93 0,37 0,25

3 34,88 5,71 1,49 1,17 1,14 0,46 0,14

4 37,23 4,99 1,09 1,24 1,01 0,40 0,14

5 18,87 4,71 0,87 0,81 0,87 0,55 0,068

6 25,08 6,06 1,09 0,84 0,53 0,55 0,039

7 28,95 6,52 1,36 1,36 0,97 0,61 0,038

8 27,60 8,80 2,1 3,6 0,08 0,05

Примечание. Отложения рудоносных горизонтов: 1—тымско-бакчарскогр, 2 — чигаринского, 3 — колпашевского, 4 — нарымского. Руды: 5 — оолитовые руды с сидеритовым цементом, 6 — оолитовые рыхлые руды, 7 — оолитовые руды с сидерит-хлоритовым цементом; 8 — весовые- кларки элементов в литосфере.

Магний. Ведущими минералами, содержащими магний, являются глауконит и гидрослюда, пониженным содержанием обладают лепто-хлориты и наиболее низкое содержание магния установлено в гидрогетитовых оолитах и сидерите. В отложениях имеется корреляционная связь магния и алюминия. Подобно алюминию магний связан отрицательной слабой корреляционной зависимостью с Ре203 в рыхлых рудах, но в то же время установлена надежная связь РегОз и NígOi в рудах с сидерит-хлоритовым цементом, вызванная накоплением железа и магния в хлоритовых минералах (табл. 1). В нарымском горизонте средневзвешенные содержания M.gO в пересечениях варьируют от 0,76 до 1,68%, в колпашевском от 1,17 до 1,78%, в чигаринском от 1,33 до 1,88% и в тымско-бакчарском от 0,49 до 1,59%. В рудах содержание А^О лежит в пределах 0,87—1,36%.

Калий и натрий. Содержание калия и натрия определялось суммарно. Наиболее высоким содержанием щелочей характеризуются глауконит и гидрослюды. Содержание калия по имеющимся определениям в целом значительно выше содержания натрия. В отложениях имеется корреляционная связь суммы щелочей с алюминием и магнием. Средневзвешенное содержание в пересечениях горизонтов составляет в нарымском 0,70—1,96%, в колпашевском 0,62—2,34%, в чигаринском 0,81—2,66% и в тымско-бакчарском горизонте 0,44—2,18%. Среднее содержание в рудах равно 0,81 — 1,36% (табл. 2).

Кальций. В отложениях кальций рассеян в силикатных минералах, в сидерите и в небольшом количестве в фосфатных стяжениях. Пределы средневзвешенных содержаний в пересечениях р-авны в нарымском горизонте 1,01—1,75%#в колпашевском 0,37—2,5%, в чи-гаринском 0,55—1,43% и в тымско-бакчарском 0,47—1,47%. Наиболее высоким содержанием кальция характеризуются руды с сидерит-хлоритовым цементом (табл. 1). Руды обеднены СаО в сравнении с кер- , ченскими рудами (1,48—1,89% [1]).

Сера. Основная масса серы находится в рассеянном состоянии. Ничтожное количество серы сосредоточено в обособленных минеральных выделениях — пирите и мельниковите. Имеющаяся на других месторождениях отрицательная корреляционная связь серы трехвалентного железа [2] не обнаруживается, несмотря на то, что Ре203 и РеО связаны тесной отрицательной связью в сцементированных рудах (табл. 1). В разрезах горизонтов средневзвешенные содержания серы лежат в пределах 0,01—0,41% в нарымском, 0,01—0,3% в колпашевском, 0,01—0,74% в чйгаринском и 0,01—0,16% в тымско-бакчарском горизонтах. Содержание серы в рудах составляет 0,019—0,068%, что значительно ниже содержания ее в керченских рудах (0,13—0,17% [1]). Вероятно, пониженное содержание серы в рудах не могло сказаться на общего восстановительном балансе в осадках.

В целом руды Бакчарского месторождения характеризуются сравнительно низким содержанием фосфора, кальция и серы. Наиболее низкое содержание кремния, алюминия, магния и щелочей установлено в рудах с сидеритовым цементом и максимальное <— в рудах с си-дерит-хлоритовым цементом. Фосфор распределен в рудах довольно равномерно и тесно коррелируется с общим содержанием железа. Уравнения корреляционной связи кремния и фосфора с железом надежны и могут быть применены в расчетах без привлечения данных химических анализов. »

ЛИТЕРАТУРА

1. А. У. Литвиненко. К геохимии Керченского железорудного бассейна. Литология и полезные ископаемые, № 4, 1964.

2. В. Ф. Малаховский. Органический углерод и сера в керчинских железных рудах. ДАН СССР, т. 128, № 6, 1959.

3. Н. X. Платонов. Геологическое строение Хоперского района. М., 1958.