Водно-физические свойства и минералогия рыхлых отложений района месторождения весеннее

Геохимические особенности сопряженной цепи природных сред: пород палеозоя, подземных вод, почвенного покрова, растительности этого месторождения рассмотрены нами раннее (1, 2, 3, 4, 5).

В настоящее время месторождение вводится в эксплуатацию, в связи с чем предоставляется возможность более углубленно изучить выше указанные природные среды.

Наибольший интерес представляют исследования водно-физических свойств и минералогического состава рыхлых отложений, перекрывающих рассматриваемое месторождение.

Район Весеннего месторождения представляет собой слобо расчлененную пенепленизированную поверхность, на которой широким развитием пользуется кора выветривания мезокайнозойского возраста, перекрытая маломощным чехлом (0-5м) элювио-делювиальных четвертичных отложений, а также пролювием и аллювием по долинам р. Аралча и ее притока – овр. Кошенсай.

Кора выветривания прослеживается по всем видам пород палеозоя: гранитам, гранодиоритам, диабазам, диабазовым порфиритам, габбро-диабазам, амфиболизированным диабазам и кварцево-серицито-хлоритовым породам. По сходству строения профиля выветривания, вещественному составу и физико-механическим свойствам кора подразделяется на две группы: кора выветривания по интрузивным породам кислого состава (гранитам и гранодиоритам) и по эффузивам основного состава (диабазам и диабазовым порфиритам). Эти группы являются наиболее характерными для данного района.

Распределение коры по мощности и степени сохранности на исследуемой площади неравномерное. Максимальные мощности её с наиболее полными профилями выветривания наблюдаются вдоль контакта основных эффузивов и гранитного массива. Площадь, характеризующаяся повышенными мощностями коры выветривания, это – долинообразная депрессия в рельефе палеозойского фундамента, вытянутая в меридиональном направлении вдоль тектонической зоны. Ширина депрессии составляет 100-300 м, средняя мощность коры 20-25 м, максимальная 40 м. В пределах рудного поля отмечается аномальное увеличение мощности глинистых зон.

Формирование депрессии обусловлено наличием тектонической зоны с повышенной трещиноватостью и интенсивной метаморфизацией пород, сульфидной минерализацией. Естественно, что это способствовало развитию линейно-трещинного типа коры выветривания. На остальной площади мощности коры значительно уменьшаются (до 10 м и менее) и здесь сохранилась, как правило, лишь нижняя зона профиля коры выветривания. Подобную картину распределения коры можно объяснить тем, что залегая в пределах депрессии гипсометрически ниже и имея большую мощность, она лучше сохранилась от размыва, чем на остальной части территории.

Кора выветривания гранитоидов занимает западную часть исследуемой площади. В профиле выветривания гранитоидов выделены следующие зоны (снизу вверх): дезинтеграции, выщелачивания, каолинит-гидрослюдистая с примесью монтмориллонита и каолинитовая с примесью гидрослюд. Каждая из этих зон характеризуется определенным минералогическим и химическим составом.

Зоны коры выветривания выделены по общим признакам (структуре, цвету и др.), характерным для профиля выветривания пород того или иного состава. В данном случае для зон дезинтеграции и выщелачивания соответствует щебнисто-дресвяная, каолинит-гидрослюдисто-пестроцветная глинистая и каолинитовой – обеленная глинистая зоны коры выветривания.

Невыветрелые разности гранитов представляют серую с зеленоватом оттенком породу средне-крупнозернистую. Основные породообразующие минералы: ортоклаз, кварц, альбит, биотит. Акцессорные и рудные минералы представлены магнетитом, пиритом, халькопиритом, апатитом и цирконом. Химический состав свежих гранитов представлен ниже (таблица 1). Объемный вес равен 2,6 г/см³, пористость – 2,15 %.

Кора выветривания основного состава развита по диабазам и диабазовым порфиритам, являющимися рудовмещающими породами. Неизмененные гипергенными процессами эффузивы представлены темно-серыми или зеленовато-серыми очень плотными породами порфировой мелкозернистой структуры, миндалекаменной брекчиевидной текстуры.

Породообразующими минералами являются альбитизированные плагиоклазы, монолитные пироксены ряда авгита, роговая обманка. В диабазах интенсивно представлены процессы эпидотизации и хлоритизации. Пористость составляет 2,73 %, объемный вес – 2,73%. Химический состав невыветрелых диабазов представлен в таблице 2.

В профиле выветривания эффузивов основного состава выделяются следующие зоны (снизу вверх): выщелачивания (дресвяно-щебенистая), каолинит-монтмориллонитовая (пестроцветная глинистая), охристо-каолинитовая (обеленная глинистая).

Четвертичные отложения участка месторождения представлены суглинками, супесями и песками, маломощным чехлом перекрывающими более древние породы. Преобладающими являются образования элювио-делювиального генезиса, а по долинам рек Аралча и Кошенсай развиты аллювий и проллювий. В северной части участка на дневной поверхности отмечаются обломки бурых железняков.

Пески, вероятно, эолового происхождения имеют широкое распространение на исследуемой площади, залегая под суглинками и супесями. Пески желтовато-серые, мелко-среднезернистые, преимущественно кварцевые, иногда глинистые. В составе электромагнитных фракций преобладают лимонит (до 43 %), минералы группы амфибола (до 30 %), эпидот (до 34 %), в тяжелой немагнитной - силлиманит (до 30 %), рутил (до 25 %), лейкоксен (до 15 %). Легкая фракция представлена кварцем (до 95 %) и полевыми шпатами (5 %).

Суглинки и супеси имеют коричневато-серую окраску. В них встречаются полуокатанная галька, обломки коренных пород, известковистые стяжения и растительные остатки. В песчано-алевритистой части преобладает кварц (до 35 %). В составе электромагнитных фракций преобладают лимонит, хромит, эпидот, минералы группы амфибола.

В тонкодисперсной фракции распыленный кварц имеет явно подчиненное значение. На рентгенограммах и дифрактограммах в отличии от ранее рассмотренных проб для кварца характерны малые, межпластовые расстояния (2,12А⁰, 1,4А⁰ и др.). каолинит – основной компонент хорошо окристаллизован (эндо – 580⁰, экзо – 980⁰, 7,2А⁰, 3,6А⁰ и др.). Аналогично количество монтмориллонита (эндо – 110⁰, 15,0А⁰). Наличие органически (С орг. 0,55%) и кальцита (0,20 %) искажает термограмму.

Суглинки характеризуются преобладанием фракции <0,01 мм (таблица 4). Данные по химическому составу, водно-физическим свойствам представлены в таблице 3. Мощность четвертичных отложений по долинам рек достигает до 15 м, а на остальной площади средняя мощность составляет 1-2 м.

Формирование рассмотренных образований началось в триасе. В это время в условиях субтропического климата происходили интенсивные процессы химического выветривания, приведшие к формированию мощной коры выветривания. К концу триаса возникла единая пенепленизированная поверхность. В среднеюрский-нижнемеловой этап исследуемая площадь представляла область сноса с пенепленизированным рельефом и корой выветривания. В условиях умеренно-влажного и теплого климата, вероятно, происходили процессы слабого корообразования.

Верхнемеловой-среднеолигоценовый этап характеризуется морскими трансгрессиями в соседних областях. В пределах рассматриваемой площади континентальные условия сохраняются. В связи с опусканием территории процессы корообразования были приостановлены.

В палеоцене и нижнем эоцене в условиях умеренного климата образование коры не происходило. С верхнего эоцена начинается аридизация климата.

В верхнеолигоценово-нижнемиоценовое время на Урале начинаются новейшие движения. На исследуемой территории они были проявлены слабо и не нашли четкого отражения в рельефе.

Среднемиоценовый-среднеплиоценовый этап характеризуется сухим теплым климатом. В этот период появляются небольшие озера. В верхнеплиоценово-нижнечетвертичное время активизируются тектонические движения, которые приводят к деформации пенеплена и исчезновению озерных бассейнов.

1. 
   Матвеев, А.А. Интерпретации геохимических аномалий /А.А.Матвеев// М.:ИМГРЭ, 2012.
   
2. 
   Черняхов, В.Б.Экологически опасные элементы в почвенном покрове Весеннего месторождения/ В.Б. Черняхов, И.В. Куделина//Оренбургский госуд. педагог.университет: История и современность. - Оренбург: Изд-во ОГПУ, 2009.-[ С.173-178.].
   
3. 
   Черняхов, В.Б. Геохимические особенности пород палеозоя месторождения «Весеннее» [Электронный ресурс] / В.Б. Черняхов, И.В. Куделина, М.В. Фатюнина //Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации: материалы Международной науч. конф., 14-15октября 2010 г./ Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010.-[ С.1486-1488.]. – 1 электрон.опт. диск (CD-ROM). – ISBN 978-5-7410-1063-4.
   
4. 
   Черняхов, В.Б. Геохимические особенности в подземных водах Весеннего месторождения [Электронный ресурс] / В.Б. Черняхов, И.В. Куделина, Фатюнина М.В., Т.В. Леонтьева // Интеграция науки и практики в профессиональном развитии педагога: материалы Всерос. науч.-практ. конф., 3-5 февраля 2010 г./ Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2010.-[ С.1486-1488.]. – 1 электрон.опт. диск (CD-ROM). – ISBN 978-5-7410-1047-1. - № гос. регистрации 0321001040.
   
5. 
   Черняхов, В.Б. Параметры геохимических ореолов в растительной среде Весеннего месторождения [Электронный ресурс] / В.Б. Черняхов, И.В. Куделина, Фатюнина М.В., Т.В. Леонтьева // Университетский комплекс как региональный центр развития образования, науки и культуры: материалы Всерос. науч.-методич. конф.,29-31 января 2014 г./ Оренбург: ИПК ОГУ, 2014.-[ С.1085-1089.]. – 1 электрон.опт. диск (CD-ROM). – № гос. регистрации 0321400698.
   

Таблица 2 – Химический состав коры выветривания эффузивов основного состава района Весеннего месторождения, %

Таблица 3 – Химический состав отложений мезокайнозоя Весеннего месторождения, %

Таблица 4 – Водно-физические свойства отложений мезокайнозоя Весеннего месторождения, %