Генетические типы месторождений известняков и их промышленное значение

Основная масса известняков образовалась в морских бассейнах в результате химического осаждения, жизнедеятельности организмов и за счет накопления известнякового обломочного материала. В континентальных условиях известняки образовывались путем осаждения в бассейнах озерного типа, выпадения из вод источников (известковые туфы, травертины), а также в результате процессов инфильтрации и инфильтрационного метасоматоза.

В соответствии с условиями образования С.С. Виноградов среди морских осадочных месторождений выделяет месторождения платформенных, складчатых областей (геосинклинальные), краевых и межгорных прогибов и впадин.

Среди континентальных месторождений им выделяются озерные осадочные месторождения и месторождения, образовавшиеся в результате деятельности подземных вод. Кроме того, С.С. Виноградов выделяет в самостоятельную группу так называемые вторичные месторождения, образовавшиеся либо экзогенным путем (элювий, делювий, осыпи, оползни, аллювий, пролювий, морены), либо эндогенными процессами (тектонические и магматические отторженцы).

Для металлургической промышленности наибольшее практическое значение имеют известняки морского происхождения. Месторождения известняков морского происхождения (за исключением рифогенных, которые вследствие пористости металлургической промышленностью не используются) характеризуются пластовым залеганием, причем на платформенных месторождениях залегание их горизонтальное или пологое, а в складчатых областях и в краевых прогибах платформ и впадин — крутое, реже пологое. В областях древней складчатости месторождения нередко сильно дислоцированны и часто представляют собой отдельные отторженцы от основного массива, перемещенные и заключенные среди изверженных и метаморфических пород. Металлургической промышленностью такие месторождения не разрабатываются.

Большинство платформенных месторождений с горизонтальным или пологим залеганием (до 20°) связано с отложениями палеозоя и кайнозоя, однако встречаются и среди отложений других систем. Географическая их приуроченность к крупным центрам металлургической промышленности, легкость разработки горизонтально залегающих или пологопадающих слоев, высокое качество известняков обусловливают большое значение месторождений платформенного типа для металлургической промышленности. Однако эксплуатация этих месторождений в ряде случаев осложняется пестротой литологического состава карбонатной толщи, что вызывает необходимость селективной разработки отдельных слоев и сортировки сырья. При разработке месторождений, в которых известняки переслаиваются с некарбонатными породами (глинами, песками, сланцами, песчаниками), возникает необходимость организации специальных уступов для удаления разделяющих пачки известняков пород, иногда значительной мощности. При небольшой мощности для удаления этих пород приходится прибегать к сортировке или обогащению.

Для некоторых месторождений этого типа характерно интенсивное развитие карста, что также затрудняет эксплуатацию месторождения. В литологическом и структурно-текстурном отношении известняки месторождений этого типа чрезвычайно разнообразны. Чаще всего среди них встречаются плотные кристаллические разновидности, реже пористые, низкопрочные, которые для металлургии не пригодны. Типичными представителями месторождений этого типа являются Еленовское, Каракубское, Ново-Троицкое и другие месторождения каменноугольных известняков Донбасса.

На Еленовском месторождении (рис. 2) продуктивной является карбонатная толща турнейского яруса. В литологическом отношении она неоднородна. Верхние горизонты (С1tc и C1tв2) представлены в основном известняками, лишь в подошве горизонта C1tв2 встречаются тонкие прослои доломитизированных известняков. Вниз по разрезу известняки сменяются доломитами с подчиненными им линзами и пропластками сильнодоломитизированных известняков горизонта С1tв1. Нижним продуктивным горизонтом является горизонт C1ta2, сложенный доломитизированными известняками с подчиненными прослоями чистых известняков и доломитов. Системой субширотных и субмеридиональных сбросов месторождение расчленено на ряд блоков. В пределах этих блоков породы характеризуются моноклинальным залеганием с падением 4—19°, общее простое тектоническое строение осложнено здесь наличием пологих, не всегда отчетливо выраженных складок высотой до 10 м и шириной 80—100 м, а также мелкими сбросами с амплитудой от нескольких десятков сантиметров до 2—3 м.

Геосинклинальные месторождения и месторождения краевых прогибов платформ и впадин, характеризующиеся крутым падением или наклонным залеганием, также имеют большое значение для ряда крупных металлургических предприятий страны. Характерна приуроченность этих месторождений к областям интенсивного проявления горообразовательных процессов. Они широко распространены на Урале, в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке, в Казахстане, Средней Азии и на Кавказе. Возраст известняковых толщ, слагающих месторождения, преимущественно палеозойский, реже более древний, но в областях поздней складчатости (Крым, Кавказ, Средняя Азия) известны месторождения этого типа и среди мезозойских и даже палеогеновых образований. Известняки этих месторождений, особенно палеозойского возраста, часто перекристаллизованы, мраморизованы, окремнены, скарнированы и подвергнуты другим процессам метаморфизма. Нередко месторождения сильно закарстованы. При крутых углах падения крупное промышленное значение имеют только месторождения, сложенные мощными толщами известняков. Месторождения с более пологими (10—20°) углами падения могут разрабатываться и при мощности порядка нескольких десятков метров. Примерами месторождений этого типа могут служить Гальяновское, Агапов-ское, Тургоякское и Сухоложское — на Урале; Толсточихинское — в Кузбассе и др.

Гальяновское месторождение известняков в Свердловской области представлено толщей известняков мощностью до 750 м, имеющей крутое восточное падение. Перекрывается она осадочновулканогенными образованиями (рис. 3). На северо-западе известняки граничат с сиенитами и на контакте с ними превращены в мраморизованные разности. Месторождение располагается в пределах Тагильского мегасинклинория. Карбонатные породы связаны с глубоководными и прибрежно-морскими осадками силурийского и девонского возраста. Формирование их происходило в подвижной тектонической зоне, характеризующейся интенсивным подводным вулканизмом.