Минералогия техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Минералогия техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка

/b>

Рис.9. Индивиды кварца.

Во всех пробах фракций >10, 10 - 5 мм встречаются плотные образования, состоящие из гематита, гетита, лимонита, глинистого материала и кварца, крупный агрегат талька, глыбовое скопление тремолита, встречаются крупные кристаллы пирита с псевдоморфозой по ним лимонита и его мелкие зерна, индивиды кальцита, разрушенный кристалл берилла, несколько корундов и турмалинов. Большое содержание кианита в пробах с крупностью зерна 2,5 - 1 мм. Во фракции 5 - 2,5 и до <1 мм обнаружен рутил, магнетит, ставролит и галенит. Фракции <1 мм состоят преимущественно из кварца, кианита и гидроокислов железа. Также в этой фракции присутствуют единичные знаки золота и пирит. Гранатовые индивиды найдены во фракции 2,5 - 1 мм.

Кварц SiO2 (рис.9)

Кварц в россыпях встречается в виде обломков различной формы и размеров, гальки, песка, кристаллами. Кристаллы - гексагональной призмы, увенчанные шестигранной ромбоэдрической головкой с одной стороны, реже с двух. Чаще встречаются

удлиненные "обелисковидные" кристаллы, помимо них есть уплощенные кварцевые кристаллы. На гранях призмы характерная поперечная штриховка. Кристаллы имеют стеклянный блеск, преимущественно прозрачные.

Различной окраски - бесцветные, дымчатые, практически черные и молочно белые.

Рис.10. Радиально-расходящиеся сростки кианита

Разновидности кварца на участке:

1) горный хрусталь - бесцветного прозрачного цвета, встречается часто, средний размер кристаллов 1,5 см.2) раухтопаз - дымчатый кварц, светло-серого цвета. В россыпи представлен обломками размерами от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Хорошо виден раковистый излом.3) кремень - тонкозернистый скрытокристаллический агрегат. Был обнаружен на поверхности коры выветривания в виде гальки. Размеры 7*5 см. Внешне окрашен в коричневые цвета, внутри темнее - темно-серый.

Кианит Al2 [SiO4] O

Длинные столбчатые кристаллы, часто уплощенные дощечковидные (похожи по структуре на древесину). Уплощенные кристаллы кианита похожи на лезвия. Цвет кианита голубой, синий, различной интенсивности, сине-зеленый. Прозрачные, чаще полупрозрачные. Такой кианит встречается во фракциях

размерностью 5 - 2,5 мм и менее. Блеск стеклянный иногда перламутровый. Спайность совершенная. Чаще в россыпи кианит представлен волокнистыми, лучистыми пучками, в радиально расходящихся сростках, серо-белого цвета (рис.10). В таких массах кианит не прозрачен.

Хорошо диагностируется по твердости. Твердость в разных направлениях разная: параллельно удлинению кристалла она равна 4,5 и он легко царапается иголкой, в поперечном направлении твердость увеличивается до 7.

Ставролит Fe2+Al4 [SiO4] 2O2 (OH) 2

Единичные одиночные кристаллы темно-бурого цвета с тусклым стеклянным блеском. Размеры индивидов до 5 мм. Не царапается иглой, но остаются царапины от топаза, твердость ставролита 7.

Рутил TiO2

Во всех шлиховых пробах он присутствует в значительных количествах. Кристаллы размером до 2-3 см, чаще более мелкие (<0,5 см). Образует четырехгранные столбчатые кристаллы. Часто окатанные. Вытянутой игольчатой формы находится внутри других минералов. В литературе указан горный хрусталь, мной таковой обнаружен был лишь один. Как включение рутил встречается в кристаллах кианита. Цвет рутила черный, бурый, красный. Прозрачность незначительная (редко попадаются прозрачные кристаллы). На одном из окатанных обломков мелкие чешуйки размером до 0,2 мм мусковита.

Турмалин (Na,Ca) (Li,Mg,Al) 3 (Al,Fe,Mn) 6 (OH) 4 [BO3] 3 [Si6O18]

Встречается в виде корродированных, разрушенных кристаллов гипидиоморфного облика. Розового (рубеллит) (рис.11) и черного (шерл) цвета. Со стеклянным блеском, местами прозрачен. Излом неровный. С характерным поперечным сечением в форме треугольника. Твердость 7 - 7,5 не царапается иглой, но остаются царапины от корунда.

Тремолит Сa2Mg5Si8O22 (OH) 2 (рис.12)

Диагностирован в скоплении кристаллов тремолита в виде радиально-лучистых агрегатов. Минерал белый, желтоватый. Твердость 5-6.

Рис.11. Рубеллит.

Рис.12. Сросток кристаллов тремолита.

Рис.13. Кристаллы граната (фото Попов В.А.)

Гранат (рис.13)

По литературным источникам известно, что на участке исследователями были обнаружены гранаты зеленые, безцветные, темно-красные до бурых. Мной найденные гранаты имеют насыщенно буровато-красный цвет, индивиды размерами несколько миллиметров. Обладают идиоморфным обликом, по которому легко диагностируются. Кристаллы - ромбододекаэдры и тетрагонтриоктаэдры.

Судя по химическому составу, гранат относится к пироп-альмандиновому ряду с суммарным количеством гроссуляровой и спессартиновой молекул меньше 14 % (ng = 1,791-1,802; F = 67-82 %; a0 = 11,574 - 11,608 Е). (Коротеев, 2008)

Корунд Al2O3

Минерал в виде обломков и окатанной формы. Цвет от розового до практически фиолетового. Твердость по Моосу 9. Агрегаты не прозрачные.

Самый крупный обломок найденный мной размером до 1,5 см. На поверхности корунда присутствует карбонатный материал бело-серого цвета (вскипает под действием концентрированной соляной кислоты), в котором располагаются удлиненные кристаллики рутила размером до 2 мм черного цвета, непрозрачные с металлическим блеском.

Следовательно, можно сделать вывод, что образовался данный кристалл корунда в карбонатитах.

Обломок кристалла поменьше (0,7 см) - разрушенный кристалл бочонковидного призматического образа. В сечении четко видно больше половины шестиугольника. Индивид покрыт трещинами, но, не смотря на это, видна штриховка на гранях.

Кальцит CaCO3 (рис.14)

В шлиховых пробах найдены зерна кальцита. Кристалл кальцита размером 2*0,7 см, по форме удлиненный по призме ромбоэдр. Просвечивающий. Индивид бело-серого цвета с многочисленными трещинками. Твердость 3 царапается иглой. Вскипает под действием соляной кислоты. Спайность по ромбоэдру.

Рис.14 Кристалл кальцита

Гидроокислы железа:

Гематит Fe2O3

Часто встречается на поверхности в виде окатанных агрегатов также в виде натечных масс и корочек от черного до красно-бурого цвета, с металловидным блеском. Цвет черты по фарфору вишнево-красный.

Гетит FeO (OH)

Минерал найден на поверхности. Образует почковидные образования, часто жеоды размерами в десятки сантиметров, но мной взяты маленькие образцы. Одна из отобранных жеод 7 см.

Гидрогетит (лимонит) FeOOH * nH2O

Минерал на участке встречается в виде жеод, конкреций оолитов и землистых масс, а также в виде псевдоморфоз. Цвет на гладкой поверхности почти черный, в землистых массах желтый, коричнево-желтый. Черта желтовато-бурая.

Магнетит Fe2O3 * FeO

Встречен в виде окатанных агрегатов черного цвета в фракциях до 5 мм. Определен по сильной магнитности.

Ильменит FeTiO3

В виде черных включений с синеватым оттенком в кианите.

Галенит PbS

В пробах чаще встречаются окатанные, матовые зерна галенита серого цвета, размерами до 1-2 см. Местами виден характерный свинцово-серый цвет с металлическим блеском и спайность по кубу. Но есть и не окатанные индивиды, встречающиеся в районе Еленинской россыпи.

Пирит FeS2 (рис.15)

Встречен в пяти кристаллах в форме кубов: четыре по 1 мм, второй 7*5 мм. Минерал имеет металлический блеск, покрыт окисной пленкой бурого цвета. На гранях крупного индивида видны псевдоморфозы лимонита.

Рис.15. Кристаллы пирита

Берилл Be3Al2Si6O18

В Андрее-Юльевской техногенной россыпе мной найден лишь один кристалл берилла (рис.16). Кристалл призматического облика слабо окатан, частью разрушен, покрыт трещинами. Его размеры 2,3*0,8 см. Минерал прозрачный, с сильным стеклянным блеском светло-голубо-зеленого цвета. Твердость минерала по Моосу равна 8.

Рис.16. Кристалл берилла

Тальк Mg3 (OH) 2 [Si4O10] (рис.17)

Найден один тальковый агрегат мыльный на ощупь, бело-серого цвета 4 см. Твердость 1 по шкале Мооса. С жирным блеском.

Рис.17. Тальк

Каолинит Al4 [Si4O10] (OH) 8

Представлен плотными землистыми массами. Минерал определен с помощью рентгено-структурного анализа.

Мусковит KAl2 (AlSi3O10) (OH) 2

Прозрачные светлые листочки размерностью до 1 см. Часто встречается в глинистых окатышах размерами в пару миллиметров. Минерал определен при помощи рентгено-структурного анализа.

Фуксит K (Al,Cr) 2 (Si3AlO10) (OH) 2

Тонкочешуйчатые агрегаты и их сростки зеленоватого цвета.

Рис.18. Золото в кварце

Золото Au

Единичные знаки золота наблюдались в единичных пробах, отобранных на юге участка. Золото встречается как в сростках с другими минералами (рис.18), так и отдельными зернами размерами до 1 мм.

При проведении минералогического анализа проб со скважин, было определено количественное содержание минералов (об. %), результаты которого указаны в приложении 1.

По содержанию из таблицы видно, что существует преобладание кварца, гидроокислов железа, кианита и рутила, все остальные минералы находятся в незначительных количествах.

Минеральная ассоциация Андрее-Юльевского техногенного месторождения отличается от ассоциации естественной россыпи тем, что:

1) преобладает кварц;

2) минеральных видов меньше.

5.3 Геологическое строение техногенной россыпи по разрезу
По данным интерпретации ВЭЗ для участка характерны относительно небольшие мощности рыхлых образований (до 20 - 40 м) над мраморами и известняками и резким их увеличением (до 150 - 250 м) на тектонических контактах с гранитами.

В составе рыхлых отложений контрастно выделяются с поверхности сухие техногенные отложения мощностью до первых метров.

С увеличением мощности возрастает обводненность и увлажненность техногенных образований (Кузьмичев, 2009).

Песок в пробах различного цвета - желтый, коричневый, серый, черный.

С поверхности на глубину фрагментарно присутствуют глинистые породы, глинистые песчаные смеси, сухие техногенные отложения, чернозем, обводненные техногенные отложения, щебнистые коры выветривания, трещиноватые мраморы, сланцы и граниты.

Рис. 19. Разрез по линии № 26 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 100

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

1. глинистые породы;

2. сухие техногенные отложения, пески;

3. обводненные техногенные отложения, пески;

4. обводненные техногенные отложения с кварцевыми глыбами;

5. обводненные граниты;

6. чернозем;

7. скважины;

8. сухие техногенные отложения с кварцем.

Рис. 20. Геоэлектрический разрез по профилю ВЭЗ № 26 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 500

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8. 9.

1. - глинистые породы;

2. - глинистые песчаные смеси;

3. - сухие техногенные отложения, пески;

4. - обводненные техногенные отложения, пески;

5. - щебнистые коры выветривания, трещиноватые мрамора;

6. - мраморы;

7. - граниты;

8. - тектонические нарушения;

9. - глубина скважины.

На рисунках 19 и 20 с мощностью до 4 м от поверхности расположены сухие техногенные отложения. Также на поверхности присутствуют глинистые породы и глинистые песчаные смеси. В западной части разреза на глубине от 3,5 м находятся граниты. В районе скважины № 4 со значительной мощностью (5 - 7 м) от поверхности прослеживаются обводненные техногенные отложения. В восточной части профиля на площади развития мраморов отмечаются щебнистые коры выветривания. Пробы изучены со скважин № 6, 7, 8, 9.

Рис.21. Геоэлектрический разрез по профилю ВЭЗ № 15 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 500

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5.

1. глинистые песчаные смеси;

2. обводненные техногенные отложения, пески;

3. мраморы;

4. тектонические нарушения.

5. геофизический пикет.

Практически по всей поверхности разреза по профилю № 15 (рис.21) с малой мощностью располагаются глинистые песчаные смеси. Обводненные техногенные отложения залегают в восточной части профиля под глинистыми отложениями и в западной части - на поверхности рядом с тектонической зоной разлома.

И те, и другие глинистые отложения находятся в непосредственном контакте с мраморами. С данной линии проанализированы пробы, отобранные со скважин № 28, 31, 32, 33.

Рис.22. Разрез по линии № 4 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 50

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

9. 10. 11.

1. - глинистая порода;

2. - глинистые песчаные смеси;

3. - обводненные техногенные отложения;

4. - щебень;

5. - песчано-глинисто-щебнистые отложения;

6. - кора выветривания по мраморам;

7. - кора выветривания по гранитам;

8. - щебнистые коры выветривания, трещиноватые мрамора;

9. - чернозем;

10. - скважины;

11. - номер скважины.

Рис.23. Геоэлектрический разрез по профилю ВЭЗ № 4 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 500

1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9. 10.

Условные обозначения:

1. глинистая порода;

2. сухие техногенные отложения, пески;

3. тектонические нарушения;

4. обводненные техногенные отложения, пески, глинисто-щебнистые коры выветривания;

5. сланцы;

6. мраморы;

7. глинистые песчаные смеси;

8. геофизический пикет;

9. номер скважины;

10. глубина скважины;

По разрезам профиля № 4 (рис.22, 23) видно, что сухие техногенные отложения располагаются от поверхности до 3 м в глубину от точки № 12 до точки № 20. В этом же интервале, но ниже находятся обводненные техногенные отложения мощностью до 16м. Под точкой № 22 глубиной до 14 м находятся обводненные техногенные отложения, контактирующие с кианит-содержащими сланцами. В западной части профиля между сланцами и мраморами развиваются глинистые песчаные отложения глубиной более 40 м. Пробы изучены со скважин № 18, 25, 47, 49, 50, 51.

Рис.24. Геоэлектрический разрез по профилю ВЭЗ № 24. (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 500

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5.

6. 7. 8. 9.

1. - глинистые породы;

2. - глинистые песчаные смеси;

3. - сухие техногенные отложения, пески;

4. - обводненные техногенные отложения, пески;

5. - щебнистые коры выветривания, трещиноватые мрамора;

6. - мраморы;

7. - граниты;

8. - тектонические нарушения;

9. - геофизический пикет.

По профилю № 24 составлен геоэлектрический разрез (рис.24), на поверхности которого располагаются сухие техногенные отложения мощностью 1-2 м. На западе линии большой мощности 20-60 м фиксируются глинистые песчаные смеси и глинистые отложения. Глубже располагаются граниты. Под глинистыми отложениями и на контакте с глинисто-песчаными смесями находятся мраморы. Под техногенными отложениями от точки № 35 в зоне тектонического разлома присутствуют щебнистые коры выветривания мощностью до 60 м. На контакте с ними находятся мраморы той же мощности, которые начинаются на уровне точки № 39. Со скважины № 44 была проанализирована проба.

Рис.25. Геоэлектрический разрез по профилю ВЭЗ № 11 (Составители Аптикеев, Гладков)

Масштаб: Горизонтальный 1: 5000

Вертикальный 1: 500

Условные обозначения:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

1. - глинистые породы;

2. - глинистые песчаные смеси;

3. - сухие техногенные отложения, пески;

4. - обводненные техногенные отложения, пески;

5. - щебнистые коры выветривания, трещиноватые мраморы;

6. - мраморы;

7. - тектонические нарушения;

8. - геофизический пикет.

На геоэлектрическом разрезе по профилю ВЭЗ № 11 (рис.25) видно, что сухие техногенные отложения картируются в точках № 35 - 37, 51 и 53 с мощностью до 2 м. С поверхности на большей части профиля картируются глинистые, глинистые песчаные отложения. В точках № 45, 47 приуроченные к тектонической зоне располагаются щебнистые коры выветривания.

Таким образом, в районе профиля № 4 картируются довольно большие по мощности техногенные образования.

Техногенные отложения залегают на известняках, мраморах, сланцах, гранитах. Поэтому эти образования имеют минеральный состав характерный для данных пород.

На не больших глубинах пробы характеризуются наличием большого количества стяжений гидроксилов железа, окатышей глин.

В пробах большую массу составляет кварц (59-95 %), 1-8 % - кианит, на глинистую составляющую приходится около 2-3 %, акцессорные минералы (берилл, кальцит, турмалины, корунды и др.), пришедшие из коренных пород - до 2 %.

Из просмотренных проб, отобранных с данных линий, видно, что техногенные образования не обладают сортировкой по крупности.

Из разрезов видно, что проследить точную последовательность образования минералов в них нельзя, т.к. образование отвалов происходило в разное время. И нельзя говорить о прогнозе минерального состава на определенном интервале. Можно лишь сказать, что с понижением глубины количество глинистого и щебнистого материала увеличивается.

6. Обсуждение результатов
Андрее-Юльевская техногенная россыпь образована производственной деятельностью человека. Также антропогенная деятельность является причиной изменения скорости геоморфологических процессов и появлению новых процессов: эрозия почв, провалы над штольнями, что влияет на геологическое строение россыпи. Она непосредственно залегает на естественной россыпи, затем на коренных породах.

Техногенная россыпь залегает на породах различного состава. На глубине более 60 метров расположены граниты, на глубине 20-60 м залегают мраморы (очень редко выходят на поверхность), сланцы и щебнистые коры выветривания.

Сама техногенная россыпь представлена а) глинисто-песчаным слоем, б) сухими и обводненными отложениями, песками и в) черноземом.

По разрезам можно сказать, что с понижением глубины количество глинистого и щебнистого материала увеличивается.

Результаты минералогического анализа проб с Андрее-Юльевского участка показали, что техногенные образования не обладают сортировкой по крупности и удельному весу.

По разрезам для россыпи Андрее-Юльевского участка нельзя сделать точный прогноз минерального состава на определенном интервале, т.к. образование отвалов происходило в разное время.

Отсутствие современного карста у техногенной россыпи облегчает добычу полезных ископаемых из ее отложений.

В минеральной ассоциации Андрее-Юльевского месторождения наблюдается резкое преобладание кварца и меньшее количество других минеральных видов.

Заключение
В результате исследования строения естественной россыпи и техногенной россыпи Андрее-Юльевского участка можно сделать следующие выводы:

1. Техногенная россыпь образовалась в результате производственной деятельности человека, в то время как естественная - за счет разрушения коренных пород;

2. Одно из отличий техногенной россыпи - это отсутствие современного карста, что облегчает добычу полезных ископаемых;

3. Естественная россыпь имеет сортированность отложений по сравнению с техногенной;

4. Слои техногенной россыпи представлены следующими минералами (от преобладающих к малораспространенным): кварц, кианит, рутил, гидро-окислы железа (гематит, гетит, лимонит), глины (каолинит), магнетит, ильменит, слюды (мусковит, фуксит), гранат, турмалин, пирит, галенит, корунд, тремолит, кальцит, тальк, берилл, хлорит, золото;

5. Естественная россыпь имеет минеральный состав, характерный для коренных пород;

6. По истории золотоносных россыпей известно, что снятию золота мешало большое количество шеелита, ильменита, рутила, монацита. - Это нужно ожидать при добыче кианита из техногенной россыпи.

Использованная литература

1. Булах А.Г. Общая минералогия. С. -П., 2002, 353 с.

2. Высоцкий Н.К. Месторождение золота Кочкарской системы в Южном Урале. Тр. Геол. Ком., т. XIII, № 3, 1900.

3. Колисниченко С.В., Попов В.А. Энциклопедия уральского камня "Русская Бразилия" на Южном Урале. "Санарка", 2008, 527 с.

4. Львов Б.К. Петрология, минералогия и геохимия гранитоидов Кочкарского района (Южный Урал). Ленинград. Изд. ЛГУ, 1965, 164 с.

5. Методическое руководство по изучению и эколого-экономической оценке техногенных месторождений. Утвердил Толкачев М.В. 1994, 245 с.

6. Попова В.И., Попов В.А., Чурин Е.И., Новгородцева Т.Ю., Вербская А.В., Колисниченко С.В. Дополнения к минералогии шлихов из рыхлых отложений Чуксинско-Кучинского и Санарского участков (Челябинская область, Южный Урал). / Уральский минералогический сборник № 17. Миасс-Екатеринбург: УрО РАН, 2010.67 - 76 с.

7. Огородников В.Н., Сазонов В.Н., Поленов Ю.А. Минерагения шовных зон Урала. Часть 1. Кочкарский рудный район (Южный Урал). Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2004, 216 с.

8. Смольянинов Н.А. Практическое руководство по минералогии.М. "Недра", 1972, 345 с.

9. Сначев В.И., Щулькин Е.П., Муркин В.Н., Кузнецов Н.С. Магматизм Восточно-Уральского пояса Южного Урала. Уфа. БашФАН АН СССР, 1990, 179 с.

10. Старостин В.И. Геология месторождений полезных ископаемых.М. Академический проект, 2004, 511с.

Фондовые материалы

1. Коротеев Д.В. Дипломная работа. Кианит, как вид сырья для производства высокоглиноземистых огнеупоров (на примере техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка Челябинской области). Екатеринбург, 2008.

2. Коротеев В.А. Отчет по проекту "Минералы группы силлиманита - новый вид сырья для производства высокоглинозёмистых огнеупоров, глинозёма, силумина и алюминия". Екатеринбург, 2009.

3. Кузьмичев В.В. Отчет о результатах работ методом ВЭЗ на Андрее-Юльевском участке техногенных россыпей. Челябинск, 2009.

4. Мецнер Э.И., Городец В.М. Отчет о поисково-разведочных работах, произведенных на Андрее-Юльевском месторождении россыпного золота в Челябинской области (1966 г). Т.1. Текст. Челябинск, 1966.

5. Пихтова Л.В. Отчет о результатах поисковых работ на ограночный корунд в пределах Санарской корундоносной площади за 1991-1994 гг. в 2-х книгах. Книга 1. Текст отчета. п. Светлый, 1995, 128 с.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6