Минеральные формации и петрология Тырныаузкого вольфрамо-молибденового месторождения

                НАУЧНАЯ МЫСЛЬ




СЕРИЯ ОСНОВАНА В 2008 ГОДУ




Е.Н. ГРАМЕНИЦКИЙ О.В. КОНОНОВ
МИНЕРАЛЬНЫЕ ФОРМАЦИИ И ПЕТРОЛОГИЯ ТЫРНЫАУЗСКОГО ВОЛЬФРАМО-МОЛИБДЕНОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
МОНОГРАФИЯ





znanium.com

Москва ИНФРА-М 2022

УДК 549.08(075.4)
ББК 26.31
      Г76
      Рецензенты:
         В.Ю. Чевычелов, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Института экспериментальной минералогии Российской академии наук (г. Черноголовка Московской обл.);
         А.Р. Котельников, доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник Института экспериментальной минералогии Российской академии наук (г. Черноголовка Московской обл.)


      Граменицкий Е.Н.
Г76 Минеральные формации и петрология Тырныаузского вольфра-мо-молибденового месторождения : монография / Е.Н. Граменицкий, О.В. Кононов. — Москва : ИНФРА-М, 2022. — 466 с. — (Научная мысль). — DOI 10.12737/1844342.
         ISBN 978-5-16-017339-9 (print)
         ISBN 978-5-16-109893-6 (online)
         В монографии обобщены результаты многолетних личных исследований авторов и исследований, выполненных под их руководством, а также данные разведки и данные, заимствованные из литературы. Приведены новые данные по кристаллохимии и типоморфным особенностям минералов групп шеелита, биотита, плагиоклаза, граната, амфибола и др. Существенно пополнен список минералов, насчитывающий более 300 минеральных видов. Подробно охарактеризованы три высокотемпературные минеральные формации: метаморфическая (роговиков и мраморов), скарновая и продуктивная. Горные породы формаций образовались на месторождении в соответствующие стадии, отделенные друг от друга существенными переломами минералообразования. Различия парагенезисов в каждой формации связаны с литологической фациальностью. Помимо метасоматической зональности, впервые установлены типы зональности рудных тел, связанные с градиентами физико-химических параметров: парагенезисов скарнов и продуктивных метасоматитов всего рудного поля (T и mO₂), состава плагиоклаза в ассоциации с двумя минералами продуктивных метасо-матитов в вертикальном разрезе рудных тел (mNa и кислотность), то же состава граната (mO₂), состава молибдошеелита в определенных парагенезисах (mS₂).
         Книга актуальна также в связи с возобновлением эксплуатации месторождения. Выделены и закартированы на важнейшем рудном теле (Слепой Залежи) семь типов руд, что может быть использовано для рациональной отработки. В качестве наиболее важной для дальнейшего изучения выдвинута проблема механизма концентрации и мобилизации рудного вещества.
         Представит интерес для геологов, ведущих поиски и разведку, изучающих месторождения полезных ископаемых, сотрудников, аспирантов и студентов научных и учебных заведений.
УДК 549.08(075.4)
ББК 26.31


Данная книга доступна в цветном исполнении в электронно-библиотечной системе Znanium


ISBN 978-5-16-017339-9 (print)
ISBN 978-5-16-109893-6 (online)


© Граменицкий Е.Н., Кононов О.В., 2022

            Принятые сокращения



   Символы минералов — в соответствии с рекомендациями ММО — Whitney, Evans, 2010.
   И.у. — индекс упорядоченности (для полевых шпатов);
   ф.к. — коэффициенты в кристаллохимических формулах минералов;
   Ab — альбит;
   Act — актинолит;
   Adr — андрадит;
   Afs — щелочной полевой шпат;
   Aln — алланит (ортит);
   Amp — амфибол (группа);
   An — анортит;
   an = Ca / (Ca + Na) — анортитовое число (петрохимический показатель);
   And — андалузит;
   Ann — аннит;
   Ap — апатит (группа);
   Bdy — бадделеит;
   Brn — брейнерит;
   Bt — биотит (группа);
   Cal — кальцит;
   Chl — хлорит (группа);
   Chn — хондродит;
   Chr — хромит;
   Chu — клиногумит;
   Cpx — клинопироксен (группа);
   Crd — кордиерит;
   Crn — корунд;
   Csp — куспидин;
   Ctl — хризотил;
   Cum — куммингтонит;
   Dat — датолит;
   Di — диопсид;
   Dol — доломит;
   Eas — истонит;
   Ed — эденит;
   En — энстатит;
   Ep — эпидот (группа);

3

   F = (Fe² + Fe³) / (Fe² + Fe³ + Mg) — общая железистость (петрохимический показатель);
   f = Fe² / (Fe² + Mg) — железистость (для большой группы минералов: пироксенов, амфиболов, оливинов, слюд...);
   f = Fe³ / (Fe³ + Al) — железистость (для гроссуляр-андради-товых гранатов, эпидотов),
   fO = Fe³ / (Fe³ + Fe²) — степень окисления железа,
   FBs — ферробустамит;
   Fl — флюорит;
   Gl — стекло;
   Grs — гроссуляр;
   Grt — гранат (группа);
   Hbl — роговая обманка;
   Hd — геденбергит;
   Hst — гастингсит;
   Ilm — ильменит;
   Kfs — калиевый полевой шпат;
   Kln — каолинит;
   Kut — кутнагорит;
   Liq — расплав;
   Mag — магнетит;
   Mgs — магнезит;
   Mc — микроклин;
   Mol — молибденит;
   Ms — мусковит;
   n — число анализов в выборке;
   Ol — оливин (группа);
   Opq — непрозрачный минерал;
   Opx — ортопироксен;
   Or — ортоклаз;
   Ph — фенгит;
   Phl — флогопит;
   Pl — плагиоклаз (группа);
   Po — пирротин;
   Pov — повеллит;
   Prg — паргасит;
   Prh — пренит;
   Py — пирит;
   Qz — кварц;
   R — коэффициент корреляции;
   Rt — рутил;
   S — стандартное отклонение;

4

   Sch — шеелит; молибдошеелит;
   Sid — сидерофиллит;
   Spl — шпинель (группа);
   Spn — сфен (титанит);
   Srp — серпентин;
   Stp — стильпномелан;
   Tlc — тальк;
   Tr — тремолит;
   Tpz — топаз;
   Tun — тунгстенит;
   Ves — везувиан;
   Wo — волластонит;
   X — среднее значение;
   Zeo — цеолит (группа);
   Zrn — циркон.

            Предисловие



   Тырныаузское вольфрамо-молибденовое месторождение — объект, на примере которого можно и нужно ставить интересные в научном и прикладном отношении вопросы природе. В течение 8 десятилетий, прошедших с открытия и начала разработки, этим занимались немало коллективов из ведущих научных учреждений и вузов страны. Более чем половину века посвятили его изучению и авторы настоящей книги, работавшие в тесном сотрудничестве с геологической службой горно-металлургического комбината, а иногда и с обогатителями. В большом объеме опубликованных и рукописных работ, выполненных за это время, рассеян огромный объем фактических данных, наблюдений, новых мыслей, попыток обобщения. На материалах Тырныауза воспитывались молодые сотрудники, студенты, аспиранты, и они прошли очень хорошую школу. Сам объект и прозрачность наблюдаемых отношений минералов, горных пород и руд пробуждали интерес и желание творчества. Занимаясь в дальнейшем другими проблемами и объектами, многие из молодых людей стали известными специалистами, пускай и совсем в иной области знаний. За все это Тырныауз заслуживает монографии, а может быть, и не одной.
   Главной мотивацией написания книги было обобщение опыта, материалов и результатов исследований авторов, как личных, так и выполненных под их руководством. Результаты рассеяны подчас по малодоступным изданиям, отчетам, диссертациям, дипломным и курсовым работам, а то и вовсе не опубликованы.
   Месторождение предоставляет все новые и новые нетривиальные факты, заставляющие нас задуматься и ставить вопросы об изменении и развитии сложившихся представлений о породо-и рудообразовании, их взимоотношениях.
   Другой причиной, ускорившей написание книги, было долгожданное для всех, кто работал на Тырныаузе, приближение возобновления эксплуатации этого важного для страны месторождения. В свое время авторы помогали геологам комбината и обогатителям, работали с ними совместно над стоящими задачами поиска, разведки новых рудных тел, повышения извлечения полезных компонентов. Объединенные усилия давали свои результаты. Не было года, чтобы отработка месторождения превышала прирост запасов. Бортовые содержания неуклонно снижались. В план отработки включались все новые компоненты. Сейчас решение производ

6

ственных задач экономической целесообразности и коммерческой выгоды в союзе научным подходом могут обеспечить безотход-ность, экологичность и комплексность отработки месторождения. Опыт предыдущего поколения геологов, горняков и обогатителей, авторы надеются, будет учтен и использован.
   К работе над книгой авторы приступили примерно 3 года назад. На самом деле она началась еще в далеком 1955 году, когда главный геолог Тырныауза Николай Александрович Хрущов пришел на геологический факультет МГУ и пригласил к сотрудничеству аспиранта кафедры минералогии О.В. Кононова. За совместными работами с комбинатом пристально следил и всячески способствовал их развитию академик В.И. Смирнов.
   Сейчас уже трудно вспомнить всех, кто внес свой вклад в познание месторождения. Как минимум, пришлось бы использовать 2/3 содержания списков (см. главу «История изучения») геологов и других специалистов, имевших отношение к работе на месторождении.
   Из сотрудников комбината наиболее тесное сотрудничество связывало с Г.А. Семочкиным, А.Ф. Свириденко, Г.Л. Дзагоевым, Б. Блаевым, А.Я. Сандомирским, Ю.И. Блиновым, А.А. Медведковой.
   В многолетних договорных работах дольше других участвовали С.М. Ключарева, Л.Д. Евглевская, В.Н. Аполлонов, привлекались сотрудники с кафедр геохимического цикла, полезных ископаемых, среди них Н.Е. Сергеева, Р.А. Виноградова, Г.Н. Назьмова.
   Заметный вклад внесли студенты и аспиранты, среди которых особенно запомнились Л.Я. Аранович, И.В. Нестеров, Е.А. Дзагоева, Н.Г. Зиновьева, В. Яковлев.
   Большое значение имели консультации, совместные маршруты и просто дружеское общение с сотрудниками других организаций, особенно с В.В. Ляховичем, А.А. Курдюковым, А.В. Пэком, В.С. Исаевым, И.Д. Устиновым.
   На последнем этапе подготовки большую помощь оказали В.Ю. Чевычелов, А.Р. Котельников, Я.О. Алферьева, Н.Е. Гра-меницкий.
   Всем перечисленным авторы выражают глубокую благодарность, как, впрочем, и не перечисленным (с извинениями за забывчивость).
   Авторы благодарны за поддержку издания книги Институту минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (ФГБУ ИМГРЭ), Фонду имени академика В.И. Смирнова, кафедрам минералогии и петрологии и вулканологии геологического факуль

7

тета МГУ имени М.В. Ломоносова, Институту экспериментальной минералогии имени академика Д.С. Коржинского, Научно-образовательному центру НПК «Механобр-техника» и лично руководителям этих учреждений.

            Глава 1. ВВОДНАЯ




1.1. ВВЕДЕНИЕ

1.1.1. Актуальность изучения Тырныаузского месторождения
   На момент окончания написания данной работы Тырныауз-ское месторождение близко к началу возобновления эксплуатации. Это уникальное по запасам W-Mo-месторождение было открыто в 1934 г., а уже в 1940 г. созданный на его базе комбинат начал выдавать концентрат редких металлов, необходимых промышленности страны. В рекордные сроки предприятие оправилось также от последствий войны и фашистской оккупации. До 80-х годов оно было одним из крупнейших и успешных в стране. После признания в 90-е годы эксплуатации месторождения неэффективной, а предприятия — банкротом, прекращения горных работ и разрушения всей сложной инфраструктуры возрождение проходит гораздо труднее и медленнее.
   В недрах остались примерно две трети запасов месторождения. Возобновление эксплуатации происходит в новых условиях. Одним из приоритетов является, безусловно, экономическая эффективность, которая не означает, однако, обязательности непосредственного коммерческого эффекта. Неприемлем хищнический путь извлечения только относительно богатых руд и завышения бортовых содержаний. Отработка бедных руд должна компенсироваться минимизацией затрат, а также и комплексным подходом, включающим добычу попутного минерального сырья. Уже в ходе эксплуатации месторождения были выявлены возможности попутного извлечения Au, Cu, Bi, Ag наряду с основными рудными компонентами W и Mo. Что касается золота, в пределах рудного поля ведутся разведочные работы, позволяющие надеяться на открытие промышленного месторождения.
   В последние годы эксплуатации руководством комбината, его геологической и обогатительной службами совместно с кафедрой минералогии геологического факультета МГУ и институтом «Меха-нобр» были предприняты масштабные методические исследования, способствующие модернизации основных этапов обогащения руд: дробления и флотации. Работы были продолжены и в последующие

9

десятилетия. Среди их результатов было установлено влияние на выход и качество концентратов минерального состава руд, выделение их технологических типов, картирование, селективная отработка и обогащение.
   Глубокое изучение особенностей состава и кристаллической структуры не только рудных, но и породообразующих и акцессорных минералов, а также структурно-текстурных особенностей (формы и размера) зерен и их срастаний приобретает прикладное значение. Данные, разбросанные по статьям, диссертациям, отчетам, а также курсовым и дипломным работам наших студентов требуют систематизации и обобщения.
   После прекращения эксплуатации (частично даже до него) в пределах рудного поля разведаны запасы месторождений волластонита, керамического сырья, как уже указывалось выше, золота и сделаны предварительные оценки перспектив отработки других видов нерудного сырья: абразивного, камнесамоцветного, облицовочного, а также исходного для производства каменного волокна. Месторождения нерудных ископаемых разведаны также в долине р. Баксан, недалеко от города Тырныауза. Вовлечение в процесс освоения месторождения иных, подчас столь же ценных видов полезных ископаемых должно способствовать не только рентабельности работ, но и решению не менее важной задачи создания эффективного безотходного экологически чистого производства с глубокой переработкой сырьевых ресурсов.
   Тырныаузское месторождение привлекает и прозрачностью геологических, петрологических и минералогических соотношений. Оно вскрыто практически по всему объему, в том числе и по вертикали на 1000 м. Отчетливо наблюдаемые макроскопические признаки — цвет, его оттенки, структурные и текстурные особенности — позволяют уверенно диагностировать минералы и горные породы и их генетические взаимоотношения. Ведь природные процессы, приведшие к образованию месторождения, нужно, прежде всего, увидеть, и месторождение предоставляет нам такую возможность.
   За годы изучения Тырныауза накоплена огромная база данных. На месторождении описано более 300 различных минеральных видов. Общее количество анализов минералов и горных пород измеряется тысячами. Они характеризуют разные рудные тела, их центральные части и фланги, не только по площади, но и по вертикали. Сама по себе хорошая изученность месторождения не означает

10