И. В. Жилин¹, Н. А. Плохих¹, Н. Н. Слугачев²

¹ – Челябинский государственный университет, г. Челябинск

² – ЗАО “Зауралье”, г. Челябинск

 

 

Статья написана по результатам поисковых работ на хромиты, проведенных на площади Муслюмовского массива в 1997–2002 гг. сотрудниками ЗАО “Зауралье” и ООО НТП “Прогноз”, с учетом обобщения, выполненного авторами ранее, и анализа материалов по массиву в рамках тематической работы по хромитам Челябинского государственного геолого-геофизического предприятия (1990–1993 гг.). Литературные сведения о геологическом строении и хромитоносности массива очень скудные, что связано с плохой его обнаженностью и изученностью.

Муслюмовский массив расположен в 50 км к северо-востоку от Челябинска в западном борту Копейского грабен-синклинория Восточно-Уральского прогиба, фиксирует Муслюмовско-Красногорский глубинный разлом. Массив имеет площадь 250 кв. км. Ширина его меняется от 2 до 6 км, протяженность с севера на юг 50 км. Контакты массива извилистые, он содержит довольно крупные блоки вмещающих пород.

В восточной части массив граничит с вулканическими породами среднего девона, вмещающими Султановское медноколчеданное месторождение, которое находится в кровле серпентинитового массива. В западном контакте тектонического происхождения прослеживается узкая полоса терригенно-карбонатных пород нижнего карбона, выполняющих Муртазинский грабен.

Примерно на 90 % массив сложен гарцбургитами и дунитами, в значительной мере подвергнутыми серпентинизации. Апогарцбургитовые серпентиниты состоят из хризотила, реже – антигорита и лизардита с крупными порфировидными зернами бастита по ромбическому пироксену, составляющими 5–70 % объема породы. Из акцессорных минералов отмечаются хромшпинелиды и магнетит (до 5–8 %). Химический состав апогарцбургитовых серпентинитов следующий (мас. %): SiO₂ 37.60; TiO₂ 0.09; Al₂O₃ 2.18; Fe₂O₃ 9.10; FeO 1.74; MnO 0.06; MgO 37.11; CaO 1.02; K₂О сл.; Na₂О 0.05; Cr₂O₃ 0.30 NiO 0.20; п.п.п. 10.55.

Железистость апогарцбургитовых серпентинитов (12.3 ат. %) несколько выше стандартной для альпинотипных перидотитов (9.0–10.0 ат. %), но ниже, чем для расслоенных массивов западного склона Урала.

Незначительно серпентинизированные дуниты развиты в западной части массива, где залегают в виде полос шириной порядка 100–150 м среди апогарцбургитовых серпентинитов. В дунитах наблюдаются вкрапленность и гнездово-жильные скопления хромшпинелидов.

В краевой южной и юго-восточной частях массива имеются довольно крупные тела габброидов, в том числе габбро-норитов и габбро-амфиболитов с низкими содержаниями щелочей (в сумме 0.38–1.55 мас. %) и титана (0.33–0.51 %), что характерно для офиолитовых ассоциаций складчатых областей. Кроме того, на территории массива развиты дайки пироксенитов, диоритов, плагиогранитов, которые являются индикаторами тектонически ослабленных зон, благоприятных для локализации хромитового оруденения.

Массив охарактеризован сейсмическим профилем МОВ, глубинными сейсмическими зондированиями по Тараташскому профилю и специальными сейсмическими наблюдениями МПВ, МОВ по серии пересекающихся профилей с использованием стационарных пунктов взрыва, расположенных на площади около 2.5 км². Специальные площадные наблюдения осуществлялись по методике дифференциальных зондирований и с многократными перекрытиями. Система регистрации и возбуждения волн независима от использованной при проведении ГСЗ на Тараташском профиле. Поле силы тяжести и магнитное поле изучены в масштабе 1 : 25 000. Магнитное поле местами детализировано до масштаба 1 : 10 000 и даже до 1 : 2 000.

Комплексный анализ геофизических материалов позволил наметить следующие особенности строения массива. В тех границах, как он выделяется на геологических картах, массив представляет собой западную и частично центральную часть сложной тектоно-магматической структуры. Центральная часть структуры располагается над осевой частью лакколитообразного комплекса (в плане размером 64´ 28 км, на глубинах 7–35 км), имеет с ним тесную связь и представляет в разрезе совокупность блоков пород со средними плотностями: 2.70 (7–12 км), 2.90–2.92 (12–30 км), 2.95–3.00 г/см³ (30–40 км) (расчеты Г. П. Плохих). Осевая часть системы сходящихся границ на глубинах 35–53 км фиксирует магмовыводящий канал, прорывающий нижнюю часть земной коры и верхи мантии, который проецируется на восточную часть Муслюмовского массива. Восточнее скважинами на глубине 500 м под вулканитами среднего девона была вскрыта погружающаяся на восток часть массива.

Внутреннее строение комплекса определяет серия куполообразных границ разной протяженности с осевой частью над магмоподводящим каналом. Куполообразные границы характеризуют расслоенность (тектоническую и вещественную), которая возникла при внедрении мантийного диапира. Секущие разрывы образуют зоны сколов западного и восточного падений. Часть сколов западного падения и сколы восточного падения в верхней части разреза образуют симметричную систему сколов относительно центральной оси лакколитообразного комплекса.

Приведенные выше данные по профильной геофизике (ГСЗ, МОВ, МПВ) свидетельствуют о довольно крупных размерах лаккоморфного тела гипербазитов в районе Муслюмовского гравиметрического максимума, интенсивность которого достигает 25 мГл.

Для оценки перспектив хромитоносности существуют критерии и признаки, установленные при физико-геологическом моделировании ультраосновных массивов [1].

Наличие и масштабы хромитового оруденения определяются формационной принадлежностью ультрабазитов, размерами, формой и внутренним строением массивов, литолого-структурными и другими факторами и признаками.

Муслюмовский массив является самым крупным в Челябинской области, его глубинное строение несколько сходно с глубинным строением Кемпирсайского массива. В составе массива преобладают апогарцбургитовые и аподунитовые серпентиниты дунит-гарцбургитовой формации с подчиненным развитием габброидов, по петрохимическим характеристикам соответствующим офиолитовой ассоциации.

Рудовмещающими являются аподунитовые серпентиниты, которые были обнаружены на западной окраине пос. Муслюмово. Ареалы развития аподунитовых серпентинитов из-за плохой обнаженности в настоящее время не оконтурены.

Одним из ведущих факторов, определяющих процессы рудогенеза и локализацию оруденения, является распределение палеонапряжений в пределах ультраосновных массивов.

Тектонофизический анализ площадной гравиразведки на территории Муслюмовского массива свидетельствует о резком субширотном развороте структур в центральной части массива, что может указывать на изменчивость тензора палеонапряжений, способствующую образованию рудных полей.

К числу поисковых признаков на обнаружение хромитовых руд относится наличие рудопроявлений, а также геофизических и геохимических аномалий.

На территории Муслюмовского массива известно пять рудопроявлений массивных и вкрапленных руд. Наибольший интерес представляет рудопроявление, обнаруженное нами летом 1997 г. в старом каменном карьере, расположенном на западной окраине пос. Муслюмово, в районе железнодорожного моста несколько южнее р. Теча.

Мощность крутопадающей жилы хромита достигает здесь 1 м, простирание жилы на северо-восток по азимуту 20°. Руды высокохромистые, низкоглиноземистые с умеренной железистостью (табл.). Коэффициент качества равен 3.14 (табл.). В южной части массива, в районе пос. Сураково, на закрытой рыхлыми отложениями поверхности встречены обломки массивных хромитов (состав приведен в таблице), коэффициент качества которых равен 4.2.

Приведенная качественная характеристика руд свидетельствует о пригодности хромитов Муслюмовского массива как для металлургической, так и для огнеупорной промышленности.

По данным площадной металлометрической съемки, в районе пос. Муслюмово и к югу от него выявлена серия довольно значительных по площади аномалий никеля, фиксирующих, видимо, положение рудных объектов разного масштаба.

Заслуживают проверки бурением аномалии хрома в растениях и почвах на территории к югу и западу от пос. Муслюмово.

Из геофизических признаков наиболее интересны многочисленные локальные аномалии силы тяжести в обрамлении общего гравитационного максимума. Часть из известных 50 аномалий может иметь рудную природу.

Авторские прогнозные ресурсы категории Р3 с учетом коэффициента продуктивности 10 тыс. т на квадратный километр и коэффициента сохранности 0.5 в целом по массиву составляют 12.5 млн т [1].

Из-за плохой обнаженности Муслюмовский массив изучен менее других массивов Челябинской области, но вероятность открытия здесь крупных месторождений хромитов с запасами по 0.5–1 млн т значительна.

Таблица

Химический состав хромитовых руд Муслюмовского массива (мас. %)

Примечание: анализы выполнены в комплексной лаборатории ФГУГП “Челябинскгеосъемка”, п. Ново-Синеглазово, в 1997 и 2001 гг.

 

Открытие крупных месторождений хромитов вблизи г. Челябинска позволит создать надежную сырьевую базу для ОАО “ЧЭМК”, а значит в какой-то степени улучшить социально-экономическое состояние Челябинской области.

 

 

1. Жилин И. В., Плохих Н. А. Физико-геологическое изучение и моделирование ультраосновных массивов в Челябинской области для оценки их хромитоносности с подсчетом прогнозных ресурсов. Отчет Челябинского ГГП. Челябинск, 1993 (Территориальный геологический фонд).