Месторождения железистых кварцитов

Железистые кварциты ‑ метаморфическая порода в виде тонкослоистого чередования отложений кварца и железистых минералов (слои до 20 мм). Мощность породы выражается в километрах, залегание в виде полосы шириной до 200 км и более. Курская магнитная аномалия (КМА), Криворожская и другие входят в полосу, продолжающуюся на юг, проходящую через Африку, через Атлантический океан по восточной окраине Америки до Гренландии и здесь снова через океан до Скандинавии с замыканием на КМА. Кроме этой кольцевой полосы залегания кварцитов имеются еще две: Колыма – Австралия и Пиренеи – Южный Урал – ДВК. О происхождении железистых кварцитов существуют различные гипотезы, в частности, по одной из них утверждается, что отложения имеют космическое происхождение, вещество захвачено при прохождении солнечной системы через туманность из железной пыли.

Курская магнитная аномалия ‑ объект уникальный, длина ее 860 км, ширина 200 км, на ряде участков интенсивность аномального поля в несколько раз больше, чем нормального. При таких условиях магнитная стрелка буссоли северным концом поворачивается на юг.

Изучение КМА было начато еще в прошлом столетии. При этом дискуссировался вопрос о природе аномалии. Неясно было, чем она обусловлена: магнитными породами или электрическим током. Определенность ее исследования была достигнута уже в советское время. По инициативе В.И. Ленина были развернуты исследования аномалии и пробурена скважина. В работах принимали участие ученые-геофизики, которые в последующее время стали в нашей стране ведущими учеными.

Железистые кварциты содержат железа от 35 до 55%. Из-за сложного гидрогеологического строения разреза промышленная разработка месторождений КМА начата лишь в послевоенное время. Порода очень твердая, и для выделения железа требуется ее дробление, затем сепарация.

В Криворожье, а также и в других областях часто встречаются пласты железистых кварцитов в виде складок, которым соответствуют аномальные поля большой интенсивности, сопровождающиеся вытянутыми отрицательными полями. Поисково-разведочный интерес представляют осложнения геологического разреза дизъюнктивной тектоникой.

Мощность толщи железистых кварцитов оценить путем решения обратной задачи трудно. Глубина нижней границы больше глубины верхней может быть в 5 раз и более, тогда как аномальное поле на периферии является также сложным. Оценка глубины залегания кварцитов возможна на основании геологического моделирования.

Железные руды представлены кристаллическими (магнетит, гематит) и осадочными (мартит, лимонит) породами. При выделении магнетита и гематита из руды при помощи дробления и сепарации можно установить места возможного существования рудных тел, они могут залегать на участках дизъюнктивных нарушений. По магнитным свойствам эти тела не отличаются от вмещающих пород, что затрудняет трудность их обнаружение.

Большого внимания заслуживают месторождения мартита. Эта руда образовалась в результате окисления магнетита. Порода рыхлая слабомагнитная, считается богатой рудой, так как содержит железа более 46%. Мартит залегает в верхней части разрезав виде вертикального пласта; процесс окисления, или мартитизация может распространяться на большую глубину. Для обнаружения его месторождений целесообразны комплексные исследования магниторазведкой и гравиразведкой.

а

в

Рис. 14. 1. Железорудное месторождение с пластообразной формой рудных тел: а – карта магнитного поля с контурами рудных тел; в – график магнитной аномалии по профилю.

1– мезозойские отложения; 2 – диориты; 3 – скарны и роговики; 4 – известняки; 5 – рудные тела; 6 – разрывные нарушения; 7 – изолинии магнитного поля; 8 – наблюденная кривая; 9 – теоретическая кривая; 10 – тело по результатам интерпретации

Плотность мартита такая же, как железистого кварцита, поэтому по данным гравиразведки определяется глубина нижней части пласта, сохранившего магнитные свойства. Разность глубин, определенных по данным двух методов, свидетельствует о наличии месторождения мартита. Для гравиметрических наблюдений высокой точности в прежнее время использовались вариометры или градиентометры.

Месторождения мартита формировались также на пониженных участках рельефа, куда продукты разрушения железистых кварцитов сносились водными потоками. Поиски таких месторождений геофизическими методами представляются малоэффективными.

Аналогичны рудным телам КМА железорудные месторождения Тургая. Характер магнитного поля над железорудным месторождением Кустанайской области отражает рис. 14.1. Проекции рудных тел на дневную поверхность и расположение изодинам DZ свидетельствуют, что рудные залежи имеют в плане вытянутую форму. При сопоставлении данных о геологическом разрезе и аномалий наблюденного и рассчитанного магнитного поля можно предположить, что рудное тело геометризовано правильным пластом.

При исследовании таких территорий необходимо выполнять магниторазведочные работы, характеризующиеся высокой точностью и детальностью. Практикуются измерения Т на разных высотах с обработкой результатов на ЭВМ, что позволяет классифицировать аномальные поля по их перспективности.