CC BY
69
УДК 553.07(470.5)
ОВТОГЕНИЧЕСКИЕ ТИНЫ ГРАНУЛИРОВАННОГО КВАРЦА
Ю. А. Поленов. В. II. Огородников, В. Н. Сазонов
Приведет отогеничеекпи классификация лщо генных кварнсво-жшшшх образований Урп.чм. Выделены лве формации и 12 еубформацнй кварцевых тел. Подробно охарактеризован гранулированный кварц. слагающий кварцево-жидьные образования слгадяногорского. уфалейского. кыштымского. егуетинского типов. Показано, что гранулированный кпири является вгоэичцым но отношению к первичному сварил-, слагавшему кварцевые rena на первоначальном этипс их обраювани* Гранулированным ккарп является продуктом рехристаллнташт круино-i uiairroiepiutcTOio кварца и перскриста-г'итцин юнко- и мелкозернистого кварцевого ai-perara. О fia mi процесса приводят к очистке къарца or алюминия - основного »лемсигл-прнмссн
Кпочеяыи мова uinoi еническао классификация. кварисво-жильные образования, кварц, tun,
|-р1Я1ГуЛИрПНЯ1Н1иГ| ь-пярп
In (be article endogenic quart/-vein formations of the UraJs are classified on the onthogcueùc base: as a result two formations and 12 sub-formations of quart? bodies arc distinguished. Granulated quart/ comprint: quartz-vein formations of SludyanogOT.sky, L'falcisky, Kyshtymsky, Egustinsky types is characterized in detail h is shown that granulated quart/ is a secondary one ir. relation to primary quartz, composing quariz-vem bodies at a preliminary stage of their formation Granulated quartz is a product of rccrystallwalion of coarse- and giant-gromcd quartz and transformation of thin- and fine-gruincd quart/ aggregate Both these processes result in cleaning of quartz from alumina - the main admixture-element
Key MxirUs. onthogentc classification, quartz-vein formations. quartz, type, granulated quarrz-
В Ураликом репюне в условиях рифтс»-ГСНВСЧРО растяжения < Я ,-<Г) формируются пр1»-гнженные тела мегнморфогенио-метасоматн-мсских кваршггов. а месторождения кварцево-жнлыюю тина сформировались в условиях ранне- (О,-С,) и иоздиеколлизиониой (С^-Р) геодинамических обстиновок |1-3|, Они снятии со слслуюшнми вещественными комплексами 1ранитоидамн юиалиг-гранм-шюршовоП и 1ийцлм^мни гной формации (38(Ь
320 млн лет), субшелочнымн гранитамп монцонит-диорнт-гранитной формации (320-5411 млн лег) и гранитами гранитной формашии (320-240 млн лет), и также с метаморфическими преобразованиями ранних кварцево-жильных тел пол воздействием процессов ранней и поздней коллизий.
Изучение онтогении кварпево-жильпых образований Кочкарского. Тер с н са Л ско го. Берсзовского, Уфалейского и других кварцев<»-жильных и рудных полей позволило выделить среди кварцевых жнл несколько групп, которые можно рассматривать как самостоятельные формации и еубформацнн кварцево-жильных образований, каждая из которых имеет свой
механизм образования и занимает вполне определенную геологическую позицию. По онюгеннческим признакам они подразделяются на две формации кварпсво-жильные образования, сложенные нерв и чнозерн истым кварнеы. и кварнсво-жильиые образования, представленные вторично зернистым кварцем 14-7].
Классификация кварисво-жильиых образований, иснинимицм на дснип.ним изучении генезиса, закономерностей пространственною распределения и онтогении кварнепо-жильиых гел. приведена в таблице. Формация понимается нами в значении, как эти было принято в работах Г. Н. Всртушкова и его учеников |8, И), а субформання р&сматрнвается как оиш-генический тип кварнекиющьного образования
Формации первично зернистого кварца включает в себя метаморфогенные кварцевые нрожилкн и мелкие хилы метаморфической лифференннанни, тела метасоматических кварцитов. образовавшихся в результате замещения I орных пород кварцем на стадии кислотною выщелачивания, и кварцевые жилы выполнения, сложенные стекловидным, мо---- 21
Формации, субформпшш н минерально-1схн 0.101 хчссккс типы кварцево-жильиых обраюианнй Урала
Геодинами-ческнй режим Формация Субформация (онтогеннческиЙ тип) Генетический тип Структура квариа Мннералого-технологнческиЙ тип (эталон)
1 2 3 4 5 6
Ранняя коллизия Кварцево-жильные образования первично-зсрннсгого кварца Жилы перекристаллизации (метаморфической дифференциации) Мегаморфо генный Грануломорфная, мелко-, среднезернистая, с ровными фаницами зерен
Тела замещения (мствсоматическне кварциты) Гидротермально-м ста соматический Мелкозернистая с зубчатыми границами зерен Серебровский
Жилы выполнения Пшротермальный Шестоватая, крупно-гигшгтозернистая (молочно-белого кварца) Караяновский, Березовский
Поздняя КОЛЛИЗИЯ Кварцево-жильные образования первнчно-зсрннстого кварце Пегматитовые ядра Магматогемно-гидротермальный Шестоватая. крупно-гигантооериистая Светлннский
Жилы выполнения Гидротермальный Шестоватая, крупно* гнгантозеринстая (стекловидного кварца) Пугачевский. г.Хрусталыная
Минерализованные полости Гндротермально-мегтасоматнческнй Кристаллы в полости Асгафьеяскнй. До*)
Тела замещения (метасоматическнй кварц) Гидротермальио-метвсоматичесхий Мелкозернистая с зубчатыми границами зерен Грейзеновыс месторождения
Кварцево-жнльные образования вторично-зернистого кварца Жилы перекристаллизации (по жилам метаморфической диффсрсицив цн н) Метаморфо генный Гетеробластовая. крупнозернистая с ровными границами зерен СлюдянигорскнЙ
Жилы, сложенные неоднородно граиулнрованиым кварцем (по телам замещения) Метаморфогенно-метасоматическнй Гетеробластовая. мелко-среднезерн истая УфалеЙсккЛ
I I»■■(пни)» »'Пшики
1 2 3 1 4 5 6
Поздняя коллизия Кмрцево-жнльные образе вняи и вторично-зернистого кварца Тела, сложенные однородно гранулированным кварцем (по жилам выполнения) Мстаморфогснно-метдсоматический Гранобластовая, средне-крупнозернистая с ровными границами зерен Кыштымскнй
Тела, сложенные тонкозернистым (метасоматическнм, льднетоподобиым кварцем) Гндротермально-метасоматический Гранобластовая, тонкозернистая с зубчатыми границами зерен Егусгинскнй
Посткол- ЛИЗИОННЫЙ Кварцево-жильные образован}» первично-зернистого кварца Тела выполнения, слохениые друзовидным квгрцем и полосчатым переливтом Гидротсрмально-метасомггачесхнй Друзовые агрегаты, мелкозернистый кварцевый агрегат (переливт) Шайгганский
СО
Рис. I. РТ-услопня формирования природных кварц-жи.чьных образований различного генезиса. Диаграмма составлена с использованием материалов (Мельников, 1988) с добавлением материалов автора:
Формация иерьичиогкрписгпого кьарци ' - жи.ш метаморфической дифференциации. Ветвь 1 ккарц-жильные образования ранней кохпшш 2 - истасоматические тела ¡амещения *серебранского» типа, - жилы выполнения пугачелского типа. Формация пторичноч'риистого кварца. ■г пала гранулированного кмрца уфалейского тина. 5 - тела гранулиронаино*0 кварца кыштымского типа. Ветнь II - кварц-жильные образования поздней коллизии. 6 - кварцевые жилы выполнения щербаковского типа (м-6 - иолично-белые, ст. - стекловидные), 7 - четамОрфогеннн-М'УпасаАштичИскис кварциты. Ирнмыни линиями пока От и-0 переход и ноля устойчиво,.,ти А1 Ки - кианит. Анд—андалупит. Сия силлиманит
ру и плодотворная по результатам работа по исследованию гранулированного кварца [8, !0-14].
Впервые гранулированный кварц как полезное ископаемое исследован на Кышшмс-ком месторождении. Уфалейский кварценос-ный район, иклзочаюшнй в себя несколько месторождений, в том числе и Кьнптымскос гранулированного кварца, локализованный в пределах Уфалсйското гнейсово-мнгматиговогс комплекса и прилегающей к нему с востока части Карабашскош блока, уникален но своему геологическому строению, качеству сырья, масштабам развития кварцево-жилыюй минерализации.
В пределах Уфалейского рудного поля в зависимости от размеров зерен выделяют следующие разновидности гранулированного кварца: микрозбраистий СО,05-0,2 .мм), тонкозернистый (0.2-1 мм), мелкозернистый (I-
2 мм), средне-зернистый (2-5 мм), крупнозернистый (5-10 мм) I I. 15].
Маши исследования (3-7] подтвердили наличие разнозсрннстых разновидностей I ранул нрова иного кварца н позволили найти этому генетические объяснения. Это связано с многоэтапиостью геологического развития Урала, обусловившей образование »1 трансформацию кварцевых тел, что объясняет преобразование кварца жил перекристаллизации, замещения, выполнения в гранулированный кварц
Нами выделяются киарцево-жильные образования гранулированного кварца следующих типов: олку1яно!орскоп>, уфалейского. Кыштымского, егустппски о.
Слюдяиогарский тип (субформация жил перекристаллизации по прожилкам и мелким жилам метаморфической дифференциации). Кймрцсло-жнльные тела чтой субформапнн образовались по первичным
■здрцевым прожилкам и маломощным жилам •сюыорфической дифференциации. кварц «три* НО время ранней и поздней коллизий претерпел псрскрнсгаолнзаииюс укрупнением хт па а условиях омфнболитовой фацин с учас-гвем метлморфигениых норовых растворов
■ Г'ИС. 2).
Рис. 2. Кварцам жила перекристалятгзаннн.
Реликты первичного тонктернистот, тануломорфного кварца (светло-серые рстоты I в Средие-Круннозерн истом, новообразованном, гранулированном агрегите Жшл 170 (аиааяноторскнй пга),
Кыштымскос месторождение гранулированио|о кварца (ратмер глыбы 80 см)
ж? <
.Ж ■
шМ
, . . ♦ V
Рие. Кварц гранобластовой структуры,
с отчетливым бластером отдельных кварцевых зерен. Сохраняются реликты вмещающих порол Полированная пластина 170
Кварцевые жилы перекристаллизации характеризуются гетеробластовым. средне-крупнозернистым строением кварцевого агрегата .(рис. При высоких температуре и давлении метаморфизма о шовных тонах образуется высокопрозрачный кварц, содер-жиние структурной примеси алюминия в которых не превышает 20 ррпт, что делает его пригодным для промышленного освоения. Мы выделяем этотошогеническийтни кварцевых жил в самостоятельный аюдяногорский тип. а в качестве генотипа жилу 170, ранее относимую к уфалейскому типу.
Уфаишский тип (суйформация кнарцево-жи.и>ны.ч сбрааенаний, сложенных тонко-среднсзернистым. неоднородно гранулированным кварцем). Эшттнл гранулированного кварпа является результягом процессов перекристаллизации с укрупнением зерна и последующей рекристаллизации первичных тонко-мелкозернистых метасоматических кварцитов. Типовыми представителями кварнсво-жильных тел уфалейского пша являются кварцевая жила № 175 и кварцевые образования, локализованные срСли мусковиговых пегматитов.
Кварцсво-жильныс тела уфалеЯского типа сложены гонко-среднезершстым (0,5-2 мм) агрегатом зерен кварца гетеробластоной структуры. Наиболее характерной структурной особенностью данной разновидности кварца является неоднородное строение агрегата (рис. 4). сформированное под влиянием двух коллизий, выраженное в наличии нескольких групп гранул: тонко-мелкозернистых гранул аморфных участков исходных индивидов метасоматических кварцитов. новообразованных средне-, крупнозернистых тронул. я1ыя-юшнхея результатом процессов перекристаллизации ранней коллизии и тоико-мелкозер-ннсгых гранул, являющихся продуктом иало-женного процесса кислотного выщелачивания ггапа поздней коллизии (рис. 5).
Кварц этих жил обладает рядом свойств, положительно выделяющих его среди других субформаций гранулированного кварца. К гаким свойствам относят: высокий коэффициент светопронускания, низкие значения потерь при прокаливании и отношения «влага-газ», что связано с незначительным содержанием в нем газово-жидкнх включений.
> Vv
v • 7 « •>
* « I > » -
г л
I v * i Y •►«-.»'»к
* • • « 1»
4v> v •
К-
4 • - •
Рис. 4. Неоднородно гранулированный тонко» и срсдисзернисгый киари (уфааейскогхп.ша).
Кыштымское месторождение, жила 175. Полированная пластина, натуральная величина
Кыштымский тип (субфдрмация торцевых жил, сложенных средне -круп н,^зернистым однородно гранулированным аварцем). Основным процессом, приводящим к образованию кварца кыштымского типа, является рекристаллизаиня крупно-гипнгго-зернисгого кварца жил выполнения ранней коллизии под воздействием процессов поздней коллизии. В результате дислокационного метаморфизма, сопровождаемого высокими
термическими воздействиями, происходит ___
разукрупнение первичного зерна. По нашим наблюдениям, если температура рекристаллизации достигала уровня а-Р-превращений, кварц приобретал все черты, характерные для гранулированного кварца кыштымского типа.
Гранулированный кварц кыштымского типа представляет собой равномернозернис-тын агрегат прозрачных или слабозамутнен-ных. четко индивидуализированных зерен (рис. 6).
Рис. 6. Однородно гранулированный крупнозернистый кварц кыштымского тина. Кыш I ымекое месторождение, жила 101. обр. С-2-4. Полированная поюткня, 1шурэл1,ная величина
Рис. 7. Гранулированный кварц кыштымского типа с полигональными контурами зерен. Шлиф У-101 /5, НИКОГО X, увел. 24 X
Рис. 5. Неоднородно гранулированный кварц с неровными, зубчатыми границами зерен Шлиф У-49/3, швами X. увел. 24 X
Широко распространенной разновидностью гранобластовой структуры является мозаичная структура, когда кварцевый агреттл обладает полигональными, часто шестнугадь-пымн слабоудпиненными Крнтурими траншт (рис. 7).
Егустинский тип (субфп/пшцин кг ар' цееых .жил, сложенных тонкозернистым иетасоматическим льдисюоподдбныы кварцем). Нами установлено, что кварц лого пена формируется метасомагнческим путем в стадию поздней коллизии при процессах кислотного выщелачивания по кварцу уфа-лейского и кыпггымскоги типов с обраюва-ннсм квариа тонко-мелкозернистой структуры с извилистыми, зазубренными границами зерен (рис. 8, 9). Такое преобразование при-
Рис. S. Развитие высокопрозрачного, тонкозернистого, тьлистонолобното кварт eiycnincKoro тшш (2) по неоднородно гранулированному кнарну уфалейского типа < I). Карьер по отработке жилы 175. Кыштымскос месторождение трануанровзнного кварты
Рнс. 9. Тонкозернистый транулировааимй кварц егустинското типа Жила 2136. Шлиф У-1 К/6, ни коли увел, 24 X
водит к дополнитс.тьному очищению <вар-цевого агрегата с содержанием структурного алюминия менее 10 ррга
Нсслсдованне квариа различных оитогс-нпческих тзшов показало, что любой пит кварца (будь это кварц рудных или «безрудных» жил i с учетом содержания в нем элементов-примесей имеет свою нишу применения н той или иной отрасли хозяйствования Требованиям особо чистою кварца в большей степени отвечаю t онтогеинческие тины гранулированного кварца: слюляногорскнн. уфалейскнй. <ыш-тымский. егустинскнй. Уральские месторождения гранулированного кварца по своим запасам в настоящее время могут полностью обеспечить потребности России в особо чистом кварне.
БМЕ11ИО! ТЛФИЧВСКИЙ (11ШЖ
]. Овчинников J1. //. Полетите ископаемые и металлогения Урала М.: ЗАО «Гсоииформмлрк». 1998.412а
2 Месторождения чаюта Урала I В. Н. Сазонов. В. Н. Огородников, В. Л. Коротсев, Ю. А Псите-нов. Екатеринбург. Иад-во У1ТГЛ. 2001.622 <
Ъ.Иамнж Ю. А Эндогенные кварнсио-жичыол-образопання Урала EicncpiniDypi Иет-во VI I ГА
4 Поленов Ю. А. Эволюция кшрисво-жнаьиых образования Уральскою аккрсщишио-склалчапчз) орогена (онтотеничеекие типы кварцево-жильны* образований)// Иза УГТТА. Вытт 18 Екатеринбург I(..von УГТТА. 7ППг Г 0Ä-1 fM
5. Закономерности раг.чещения и условия образования особо чистог« Квври* (Уфаленскнн кварценпеный район. Южный Урал» /10. Л Пояс-нов (и др \ И Д АН.2005 X ■405. Л* 2I 211-214
6. Поленов Ю. л.. ОгороОнихол в. //. Стонов В Н К вариспо-4'илъная минерализация Уфалейскою копаншонною блока (Южный Урал» ЛахОсфера. 2006. К* 2. С. 123-134
7. ОгороОыимм Ii. П.. Сатоиоя Н Н Поленов Ю. Д. Мннсрагапя шовных юн Урала Ч. 3. Уфл-лейскнй ГнсйсОво-амфнбОлнтовыА комплекс ^Южный Урал». Екатеринбург" Игт-во Итд-во МП Ур<)
РАЙ-У1ТУ2007 С 187
8. Киши Э. <*'.. Синксяич /' А., Я киши В. И Жнлмтый кварц Урала в науке и Технике Екатеринбург: Срсдпе-Урлл. ol изз-йо. 19КХ. 272 с
9 АдаМс С Ф. Микроскопическое изучение «лвыаЯО кварца Н Критерии возрастных ссктюше-ннй сб /ОНТННКТПОССР.М., 1934. С 7-33
10. Вертушкой Г. H. Жильный кварц in жял восточного склона Урала // ДАН СССР. 1946. Т. 51, № I.C. 53-56
11. Жильный кварц восточного склона Урала / Выпушки» Г. Н. [и др.] //Труды СГИ. 1970. Вып. 66. 4.2.103 с.
12. Щекмдш А. Л.. Синкевич ПА, Петров Н. А. Гранулированный жильный кварц - повое сырье дан получения прозрачною кварцевого стекля //Стекло и керамика. 1963. № II. С. 6-8.
13. Щекояаин А. А. Метаморфизм жильного кварца и генезис его разновидностей И Тр. ВНИИСИМС 1969.Т 10. С. 101-110.
14. Геологим, .чгнезис и прачыиаенные типы месторождений кварца /составитель Е. П. Мельников М.: Недра. 1988 216с.
15. Мельников Е П, Мельникова Н. И. Закономерности ратмешення гранулированною кварца » южной части Уфллсйскою аяппелипорня // Жильный квара восточного склона Урала. Саердмоиск. 1970. С 41-50
УДК 556.3+624.131+502.36
АКТУАЛЬНЫЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ, ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ УРАЛА
О. Н. Грязной
Рассмотрены проблемы питьевых вод. дренажных вод, опасных природных и тсхноприродны? геологических процессов, изучения и опенки геоэкологических условий промышлснно-городскн» агломераций.
Ключевые слова: питьевые, дренажные воды, карст, суффозия, гашение юрнорудиых предприятий гравитациошше, криогенные процессы, геоэкологические условия.
Problems of drinking, drainage waters, dangerous natural and technogenic geological processes investigation and assessment of geo-ecological conditions of industrial-urban agglomerations are considered.
Key wurdi: drinking, drainage water, kaist. suffosia, cancellaiion of mining enterprises, gravitational cryogenic processes, geo-ecological conditions.
Уральский складчатый пояс протянулся более чем на 2500 км по меридиану, разделяя Восточно-Европейскую платформу и "Западно-Сибирскую плиту. Недра Урала активно осваиваются на протяжении более 300 лет. 11а их основе сформировался многоотраслевой промышленный комплекс, активно преобразующий природную среду. Это обусловило широкое развитие природных и техногенных процессов нередко с необратимыми последствиями.
Обозначим основные современные гидрогеологические, инжснерно-гсологнческнс н геоэкологические проблемы Урала
Проблема чистой воды как псточиика питьевого водоснабжения
Обеспечение населения питьевой водой а условиях высокой антропогенной нагрузки на территории Уральского региона является на сегодня одной из важнейших .нсол о го-гидрогеологических и эколого-гидроло! ическнх проблем. Основным источником водоснабжения многих промышленных городов, в т. ч. таких крупных центров, как Екатеринбург, Челябинск. Н. Тагил и др., остаются поверхностные воды. Насущные вопросы государственной полнтихи в водном хозяйстве России нашли отражение в 10-томной коллективной монографии РосНИИВХ «Вода России»,
