Строение и минералогия марганценосных проявлений Пай-Хоя

Марганцевые руды как сырье для тяжелой промышленности играют весьма важную роль в экономике. Ha протяжении нескольких десятилетий ХХ века потребности металлургической промышленности России в марганцевых продуктах обеспечивали Украина, Грузия и Казахстан. В результате политических преобразований и развала Советского Союза отделились регионы, обладающие большими запасами мaр-ганцевых руд. Россия оказалась без мaр-ганценосных территорий.

Марганец является чрезвычайно важным компонентом для различных технологических процессов (необходим для развития тяжелой и химической промышленности), поэтому возникает необходимость изучения новых источников марганценосных руд, в том числе нетрадиционных (проявлений). В связи с этим актуальность представленной темы не вызывает сомнений.

Целью наших исследований являлось изучение марганцевой минeрали-зации, связанной с фаменской вулканогенно-осадочной марганценосной формацией, и процессов формирования эпигенетических окисных железомарганцевых руд, а также оценка пeрс-пективности марганценосных проявлений Пай-Хоя. Исходя из этого, были поставлены следующие задачи: изучение геологического строения региона, исследования минерального состава пород, изучение химического составов пород, корреляция химического и минерального составов рудоносных проявлений и вмещающих пород.

Объектом исследований являлись Мадагинское, Едунейшорское и Боль- 10

шесерьюское железо-марганцевые проявления Пай-Хоя. Фактический материал был собран в период производственной практики. Методы исследований включали микроскопическое изучение образцов (описание шлифов), полуколичественный рентгенофлюоресцентный анализ, дифрактометрические исследования.

Пайхойское поднятие занимает целиком fiгорский полуостров, имеет форму изогнутой дуги, обращенной выпуклостью на юго-запад. Основную часть поднятия занимает Пайхойский аллохтон, сложенный отложениями пайхойского сланцевого комплекса. В плане граница распространения сланцевого комплекса представляет собой дугу, глубоко вдающуюся в область распространения карбонатного комплекса. Важнейшая структура Пайхойс-кого поднятия — Амдерминская антиклиналь. На крыльях антиклинали развиты дисгармоничные складки с опрокидыванием осевых плоскостей на юго-запад и широким развитием пологих надвигов с погружением плоскостей сместителей нa северо-северо-восток. На отдельных участках северо-восточного крыла поднятия отмечается югозападное падение плоскостей сместителя надвигов и северо-западное опрокидывание осевых плоскостей складок.

Структуры параавтахтона удается наблюдать лишь на отдельных участках. B северо-западной его части отмечается серия антиклинальных складок, сложенных породами шельфового комплекса. Эти структуры являются юговосточной периклиналью Вайгач-fiж-ноновоземельского поднятия, которые далее к юго-востоку уходят под извилистую границу Главного пайхойского надвига.В строении Пайхойского поднятия участвуют образования рифейс-ко-вендского комплекса, слагающего его фундамент, и породы платформенного осадочного комплекса, накопленного в течение фанерозойского этапа развития.

В рифейско-вендском комплексе выделяются амдерминская (R3am), мo-розовская (R3-4mr) , сокольнинская свиты (Vsk).

Ордовикские отложения делятся на три свиты: юноягинскую, хабаровскую и сарминскую.

Силурийская система представлена обоими отделами: вeрхним и нижним.

Девонская система включает все три отдела. Среднедевонские отложения подразделяются на эйфельский и живет-ский ярусы. B вeрхнем девоне выделяются франский и фаменский ярусы.

Каменноугольная система представлена ʙ oснoʙʜoм нижним отделом. Среднекаменноугольные отложения развиты ʜe ʙ пoлʜoм объеме и в единичных разрезах. Отложения верхнего отдела отсутствуют.

Пермские отложения широко развиты нa всем юго-западном склоне Пай-Xoя.B палеозойских отложениях сланцевой зоны Пай-Xoя выделены следующие формации: пaлиʜoрoʙaя ордовикская; нижняя толеровая силурийско-нижнедевонская; кремнисто-терригенная среднедевонская; фтанитовая франско-турнейская; вeрхняя толеро-вая верхнедевонско-среднекаменноугольная и флишевая верхнекаменно-угольно-нижнепермская.

Интрузивные образования на Пай-Xое подразделяются на три комплекса: Тоинтинский (тоинтоский) габбро-ди-абазовый комплекс, приуроченный к вендско-кембрийскому возрасту, Оюк-со-Bайгачский габбро-диабазовый комплекс и Xенгурский габбро-диабазо-вый комплекс позднедевонско-ранне-каменноугольного возраста.

Едунейшорское проявление находится на левом берегу р. Силова, на расстоянии 0.6—0.7 км выше устья ручья Едунейшор, и локализовано в толще рассланцованных кремнистых пород верхнего девона (рис.1). Здесь же расположен геологический разрез ру-допроявления с точками опробования. Bысота обнажения 6 м, длина 20 м. B нижней части обнажения наблюдаются рассланцованные яшмоиды бледнокремового цвета с прожилками оксидов марганца, переслаивающиеся с яш-

Pиc. 1. Едунейшорское рудопроявление

моидами кремово-серого цвета, в которых оксиды марганца представлены как дендритовыми образованиями, так и прожилками, секущими породы как вдоль, так и поперек слоистости. Руды марганца присутствуют также в виде прослоев толщиной от нескольких миллиметров до 5 см и встречаются в конкрециях, дендритовых образованиях и в почковидных агрегатах (рис. 2).

Большесерьюское проявление находится на левом берегу р. Кара, в 200 м

Pиc. 2. Почковидный марганецсодержащий агрегат

выше устья р. Большая Серью. Bысота обнажения 10 м, ширина 30 м.

Обнажение представлено желто-бурыми до черного цвета яшмоидами. Породы рассланцованные, тонкослоистые, плитчатые, сильно трещиноватые. B большом количестве присутствуют оксиды марганца, они в основном встречаются в виде тонких прожилок, которые идут вдоль и поперек слоев. Марганец также представлен дендритовыми образованиями. B обнажении от начала и до конца наблюдаются частые прожилки кварца, которые тоже идут как вдоль, так и поперек слоистости. Мощность кварцевых прожилок 1—5 см, но встречаются толстые жилы и гнезда мощностью до 0.5 м с крупными включениями оксидов марганца.

Нами проводились исследования минерального состава вмещающих пород и марганецсодержащих прослоев. По результатам рент-генфлюоресцентного анализа выявлено, что концентрации оксидов марганца колеблются в довольно широких пределах. Максимальное содержание MnO в пределах Едунейшорского проявле- ния достигает 74.2 % (результаты анализа приведены к 100 % без учета воды). На Большесерьюском проявлении эти концентрации несколько меньше и достигают значений 71.73 %. Bо вмещающих породах содержание оксидов марганца колеблется в пределах 0.03—5 %. По результатам химических исследований основным элементом пород является SiO2, его содержание варьируется от 21.3 до 98.3 %. B некоторых образцах достаточно большое содержание

Fe2O3, до 42 %. Прослеживается закономерность — в породах с повышенным содержанием оксидов марганца содержится незначительное количество оксидов железа, и наоборот. Отмечается низкое содержание P2O5, что является хорошим показателем для качества марганцевых руд, поскольку качество марганцевых руд определяется содержанием фосфора. Фосфор является загрязняющим элементом при переработке руды на марганец. Из этого можно сделать вывод что исследуемые нами руды не нуждаются в данной обработке. Также можно отметить, что такие элементы, как Cu, Zn, As, Ni, Sr, Ba, в породах Едунейшорского проявления встречаются часто, хотя и в небольших количествах, а в породах Ма-дагинского и Большесерьюского — в единичных случаях.

Минеральный состав определялся методом рентгендифрактометрическо-го анализа. Рентгеновские данные показали наличие довольно широкого спектра марганцевых минералов, таких, как псиломелан, криптомелан, голландит, манганит, вернадит, тодорокит, бер-нессит. По результатам рентгеновского анализа фазы железа представлены марказитом. Из минералов-примесей обнаружены кварц (во всех образцах), глинистые и слюдистые минералы.

Анализ минерального состава Еду-нейшорского проявления показал, что преобладающей марганецсодержащей фазой является криптомелан. B подчиненном количестве встречаются псиломелан и манганит.

Большесерьюское проявление отличается более сложным строением и богатым минеральным составом. B большинстве исследованных образцов основной марганцевой фазой является манганит. B меньших количествах присутствуют вернадит, псиломелан и голландит.

При микроскопическом исследовании был обнаружен обломок мелкозернистого силицита, покрытый пластинками слюды — стильпномелана, окрашенного, возможно, оксидами марганца (рис. 3).

Иногда наблюдаются разнонаправленные трещины, выполненные оксидами марганца, в которых присутствуют отдельные чешуйки серицита (менее 1 %).

Оксиды марганца заполняют многочисленные трещины и микротрещины, образующие густую паутину, и окрашивают рядом находящиеся обломки силицита в черный цвет. Наблюдает-

здесь уже развиваются в основном не по трещинам, а как отдельные включения, иногда они обрамляют обломки гематита, а порой находятся внутри них (рис. 5).

Pиc. 3. Обломок силицита, покрытый чешуйками стильпномелана

ся большое количество кристаллов гематита хорошей кристаллографической огранки (рис. 4).

B некоторых шлифах обломки сили-цита окаймлены корочками гематита, в этих случаях гематит является цементным материалом для относительно мелких обломков. Оксиды марганца

Pиc. 4. Ограненные кристаллы гематита

Pиc. 5. Bключение оксидов марганца в выделение гематита

B результате исследований пород марганецсодержащих проявлений Пай-Xоя были получены следующие результаты:

• 1.    Установлено, что в пределах Еду-нейшорского проявления максимальное содержание МnO в пересчете на безводную массу достигает 74.2 %. B Большесерьюском проявлении концентрация МnO несколько меньше — 71.3 %. Сравнение полученных данных с данными по аналогичным проявлениям Пай-Xоя показало, что исследованные нами объекты характеризуют-

• ся повышенными концентрациями марганца.

• 2.    По результатам рентгеноструктурного анализа определен широкий спектр основных марганцевых минералов, слагающих марганценосные образования: псиломелан, криптомелан, голландит, манганит, вернадит, тодоро-кит, бернессит.

• 3.    Установлены различия в минеральном составе изученных проявлений. Преобладающей марганецсодержащей фазой в Едунейшорском проявлении выступает криптомелан. Здесь в подчиненном количестве встречаются псиломелан и манганит. Большесерьюское проявление отличается более сложными строением и минеральным составом. Основной марганцевой фазой в нем является манганит. B меньших количествах присутствуют вернадит, псиломелан и голландит.

• 4.    По результатам микроскопических исследований вмещающие породы представлены силицитами, иногда ра-диоляриевыми. B ряде случаев в этих породах наблюдаются признаки брек-чированния.

6. На основании полученных результатов Большесерьюское проявление можно оценить как объект, наиболее перспективный для изучения проблем марганценосности европейской части северо-востока России.