Введение к работе
Актуальность работы определяется необходимостью создания в Российской Федерации крупной минерально-сырьевой базы пигментных руд - как основы для конкурентного отечественного тоннажного производства железоокисных пигментов.
В настоящее время дефицит отечественного производства оценивается в 40 тыс. т пигментов в год при средней цене за тонну около 1000 долларов США. Зи-газино-Комаровский рудный район (ЗКРР) Южного Урала рассматривается нами в качестве одного из основных источников высококачественных природных пигментных руд желто-коричневого спектра в России. Однако представленные здесь железоокисные пигментные руды, вследствие их ультрадисперсности, слабо изучены. Выявление вещественного состава, строения и условий образования пигментных залежей необходимо для решения научных и прикладных задач, в том числе генетического моделирования, локального и регионального прогнозирования, разработки методов обогащения и оценки технологических свойств сырья.
Цель работы - создание прогнозно-генетической модели пигментного ору-денения Зигазино-Комаровского железорудного района.
Задачи исследований:
определение геологической позиции и закономерностей локализации пигментных залежей на железорудных месторождениях ЗКРР;
установление технологических параметров пигментных руд;
промышленная типизация железоокисных пигментов ЗКРР;
выявление минералогических основ пигментных свойств руд;
изучение морфологии рудных тел, структурно-текстурных особенностей руд, последовательности и стадийности минералообразования;
построение генетической модели и определение прогнозных факторов пигментного оруденения Зигазино-Комаровского типа.
Фактический материал и методика исследований. В основу диссертации положены материалы, собранные автором в 1995-2009 г.г. при проведении полевых и аналитических исследований. Автор принимал непосредственное участие в тематических и поисковых работах на пигментное сырье в пределах Республики Башкортостан. Им проведено геологическое картирование и документация горных выработок (325 пог. м), керна скважин (397 пог. м), стенок карьеров (19,2 км); петрографическое и минераграфическое описание 154 шлифов и 26 аншли-фов. Выполнены рентгеноструктурный и термический анализы (24 образца), просвечивающая и сканирующая электронная микроскопия (11 образцов), инфракрасная и мёссбауэровская спектроскопия (9 образцов), химический и спектральный анализы (292 определения). Проведены специализированные технологические исследования пигментных руд: колориметрический анализ, определение ук-рывистости, маслоемкости, содержания водорастворимых солей, цветовых координат (13 лабораторно-технологических проб).
Аналитические исследования выполнялись в лабораториях: Южного федерального университета, Института Геологии Коми НЦ УО РАН (г. Сыктывкар), МГУ, НПО «Институт пигментных материалов» (г. Челябинск), Ярославского го-
сударственного технического университета, ГУП «БашНИИстрой», ОАО «Баш-киргеология», Института Геологии УНЦРАН (г. Уфа).
Научная новизна работы. Впервые проведены комплексные исследования технологических свойств пигментов, выделены промышленные типы пигментных руд ЗКРР и доказана возможность использования в качестве пигментного сырья турьитового типа руд.
Впервые для природных железоокисных пигментов комплексом минералогических исследований выявлена зависимость пигментных свойств тонкодиспес-ных руд от агрегатно-фазового состава гидроксидов железа.
Впервые для объектов в корах выветривания Башкирского антиклинория применены методы онтогенического анализа рудных агрегатов и вмещающих образований эталонных пигментных объектов ЗКРР, установлена стадийность и последовательность рудообразования.
Разработана прогнозно-генетическая модель пигментного оруденения Зига-зино-Комаровского района и предложены факторы прогнозирования пигментных руд на западном склоне Южного Урала.
Практическая значимость. Основные выводы и положения диссертации внедрены в производство и использованы при составлении отчетов «Оценка состояния и перспектив развития минерально-сырьевой базы природных пигментов и наполнителей Республики Башкортостан» (2003 г.), «Поиски природных пигментов для художественных красок» (2005 г.) и «Программы развития минерально-сырьевой базы Республики Башкортостан». Приведенные в диссертации прогнозные факторы использованы при выявлении новых промышленных объектов. Осуществлена опытно-промышленная добыча пигментных руд и изготовление опытной партии пигментов для художественных и фасадных красок.
Основные защищаемые положения.
1. В Зигазино-Комаровском рудном районе выявлено три типа руд,
пригодных для получения высокосортных железоокисных пигментов: чер
ные лессировочные турьиты, коричневые укрывистые охры и желтые ук-
рывистые охры, которые сопряжены с месторождениями бурых железняков
в корах выветривания по карбонатно-терригенным отложениям авзянской
свиты среднего рифея.
2. Доказано, что пигментные руды ЗКРР сложены глобулярными агре
гатами полуаморфного и микрокристаллического гетит-гидрогетита с при
месями кварца, иллит-гидрослюды, каолинита, гематита, оксидов марганца,
галлуазита и др. Пигментные свойства руд обусловлены морфологией, раз
мерностью кристаллитов ос-гидроксидов железа (желтый и черный цвет,
лессировочность) и структурной примесью марганца (коричневый цвет).
3. Разработана прогнозно-генетическая модель пигментного орудене
ния, включающая 4 этапа: I - катагенный (формирование сидеритов и ан
керитов при избирательном замещении горизонтов доломитов). II - ин-
фильтрационный (образование пластообразных, жилообразных тел турьи
тов и коричневых охр при окислении сидеритов и анкеритов донеогеновыми
инфильтрационными пластовыми водами), III - гипергенно-коровый (гнездо-
во-пластовые выделения желтых охр за счет преобразования турьитов и
коричневых охр в миоценовых корах выветривания низинного типа),
IV - гипергенно-посткоровый (развитие плотных бурых железняков по всем типам руд, за счет деятельности поверхностных вод).
4. Определены главные прогнозные факторы пигментного оруденения Зигазино-Комаровского типа: устойчивая связь всех типов пигментных руд с периферическими зонами залежей плотных бурых железняков, сидеритов и анкеритов; прямая корреляция масштабов оруденения с уровнем геохимического фона железа вмещающих терригенно-карбонатных комплексов; приуроченность пигментных руд к корам выветривания низинного типа, зонам интенсивной тектонической проработки, сопряженность с телами обломочных и биостромных карбонатов.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на V Республиканской геологической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана» (Уфа, 2003), Всероссийской конференции «Осадочные породы, полезные ископаемые и почвы, процессы гипергенеза» (Ростов-на-Дону, 2007), VII Межрегиональной научно-практической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий» (Уфа, 2008), Научных чтениях памяти П.Н. Чирвинского (Пермь, 2008), конференции Всероссийского минералогического общества «Минералы и минералообразование в природных и техногенных процессах» (Уфа, 2009), обсуждались на НТС Управления по недропользованию по Республике Башкортостан.
По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ, из них 7 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, в том числе 4 - по номенклатуре специальности.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из 7 глав, введения, заключения, списка литературы (142 наименования). Объем работы - текста 147 страниц, 49 рисунков, 9 таблиц.
