ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА КОБАЛЬТ-РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЖЕЛЕЗИСТЫХ КВАРЦИТОВ СТОЙЛЕНСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КМА
Колот Е.А.
Воронежский государственный университет, г. Воронеж, katrinkolot@mail.ru
В пределах Курского мегаблока Воронежского кристаллического массива (ВКМ) широко развиты породы железисто-кремнистой формации. Они слагают сложные по морфологии и внутреннему строению зоны полосовидных аномалий северо-западного простирания, пространственно сопряженные с Белгородско-Михайловским и Орловско-Тимским коматиитсодержащими зеленокаменными поясами позднеархейского заложения. В центральной части восточной зоны располагается Старооскольский рудный район с отрабатываемым Стойленским железорудным месторождением [Голивкин и др., 2001].
Стойленское месторождение является одним из крупнейших в России источником железной руды. Оно находится в центральной части Старооскольского рудного узла и приурочено южному замыканию Тим-Ястребовской синклинорной структуры. Месторождение отрабатывается карьерным способом, на его базе действует Стойленский горнообогатительный комбинат.
В геологическом строении Стойленского месторождения принимает участие докембрийский комплекс сложнодислоцированных пород и перекрывающие его отложения фанерозоя. Архейские образования присутствуют в бортах месторождения. Они представлены александровской (амфиболиты, амфиболовые сланцы) и лебединской (кварц-слюдяные сланцы, метаморфизованные кварцевые порфиры, и туфосланцы) свитами михайловской серии.
Курская серия нижнего протерозоя включает нижнюю (стойленскую - песчаниково-сланцевую) и верхнюю (коробковскую - железорудную) свиты.
Коробковская свита представлена двумя подсвитами железистых кварцитов и дву¬мя сланцевыми подсвитами. Железорудные подсвиты сложены различными типами железистых кварцитов: силикатно-магнетитовыми и магнетитовыми кварцитами с куммингтонитом, актинолитом, иногда тремолитом или тальком, щелочно-амфибол-магнетитовыми, железнослюдково-магнетитовыми и малорудными кварцитами. Общая мощность железорудных подсвит в среднем составляет 330 м [Голивкин и др., 2001].
Предметом исследования являются железистые кварциты нижней железорудной. Они занимают строго определенное место в фациальном профиле формации, где они повсеместно находятся на контакте с межрудными сланцами. В зонах контактов наблюдается наибольшая сульфидизация и повышенные концентрации благородных металлов.
При проведении геохимической характеристики железистых кварцитов Стойленского месторождения было изучено 20 химических анализов выполненных методами: ICP MS (масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой): Be, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu; ICP AES (атомно-эмиссионная спектроскопия с индуктивно-связанной плазмой): Ag, Co, Cu, Ni, Pb, Sc, Zn, Li. Анализы выполнены коллективом научной группы кафедры минералогии, петрографии и геохимии в лаборатории ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) в 2009 г. Химические элементы были разделены на 4 группы: 1) элементы ультраосновных пород Ni, Co; 2) элементы основных пород Ag, Zn, Cu, Sc; 3) элементы кислых пород – Pb, Be, Li. (свинец, бериллий, литий); 4) редкоземельные элементы.
Проведенное определение законов распределения химических элементов методом оценки асимметрии и эксцесса показало, что Pb, Be, Ag, REE (редкоземельные элементы) характеризуются нормальным распределением, а для Co, Ni, Cu, Zn, Li характерен логнормальный закон распределения.
В трех пробах железистых кварцитов Стойленского месторождения были установлены аномально высокие содержания Сo, Sm, Ho (Co – до 1546,33 г/т, Sm до 873,33 г/т, Ho до 0,84 г/т).
Дальнейшая характеристика геохимических особенностей кобальт-редкоземельных железистых кварцитов проводилось с помощью расчетов кларков концентрации и их сравнения с кларками концентрации, рассчитанных для железистых кварцитов, не обогащенных Co, Sm, Ho (табл.).
Таблица
Сравнительная характеристика кобальт-редкоземельных железистых кварцитов и железистых кварцитов, не обогащенных Co, Sm, Ho
Элемент Кларки концентрации Элемент Кларки концентрации
кобальт-редкоземельные
кварциты железистые кварциты, не обогащенные Co, Sm, Ho кобальт-редкоземельные
кварциты железистые кварциты, не обогащенные Co, Sm, Ho
Элементы ультраосновных пород Редкоземельные элементы
Co 85,91 0,5 LREE 11,18 17,87
Ni 0,5 0,1 MREE 702,01 40,63
Элементы основных пород HREE 3,26 1,95
Ag 27,29 10,55 REE 716,45 60,44
Zn 1,58 0,96 Ho 0,840 0,268
Sc 0,33 0,13 Sm 873,33 1,200
Cu 0,58 0,49 Dy 0,977 1,160
Элементы кислых пород Er 0,683 0,808
Li 0,28 0,20 Tm 0,133 0,120
Be 0,37 0,21 Yb 0,550 0,793
Pb 1,2 1,01 Lu 0,093 0,127
Y 6,240 9,337
Примечание: LREE - (La - Pr); MREE - (Nd - Dy); HREE - (Ho - Lu)
Таким образом, в железистых кварцитах Стойленского месторождения установлены кобальт-редкоземельные железистые кварциты с повышенными содержаниями элементов протокристаллизации ( Zn, Ag, Cu, Sc, Ni ), элементов кислых магм ( Li, Be ), Pb и тяжелых редкоземельных элементов.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ № 12-05-31194 мол_а, № 11-05-00316-a.
Литература:
1. Голивкин, Н.И. Железные руды КМА / Н.И. Голивкин, Н.Д. Кононов, В.П. Орлов и др.; под ред. В.П. Орлова, И.А. Шевырева, Н.А. Соколова. – М. : Геоинформмарк, 2001. – 616 с.