Генетические типы месторождений кварцитов и кварцевых песчаников и их промышленное значение

09.06.2018
По условиям образования все месторождения песчаников относятся к осадочным. Они образуются в результате цементации рыхлого обломочного материала (песка). Цементация может происходить как при диагенезе осадков, так и при воздействии на уже консолидированный кластический материал растворов.

Цементация, происходящая во время диагенеза осадков, проявляется в их уплотнении и преобразовании тонкодисперсного вещества — старении коллоидов, перекристаллизации, возникновении устойчивых соединений за счет нестойких и т. д. Такие песчаники обычно залегают в виде пластов или линзообразных тел, по форме соответствующих залеганию осадков, за счет которых они образовались. Среди них наиболее распространены пластовые месторождения морского происхождения, характеризующиеся относительно выдержанными мощностями и качеством.

При цементации консолидированного материала нисходящими или восходящими растворами цемент образуется за счет отложения вещества уже после сформирования осадка, часто с метасоматическим замещением диагенетического цемента, а иногда и обломков зерен кремнеземом, кальцитом или окислами железа. Для месторождений этого типа характерны сложные линзовидные формы залежей, частые переходы хорошо сцементированных песчаников в рыхлые.

Все месторождения кварцитов относятся к метаморфогенным. Наиболее распространены месторождения, образовавшиеся на начальной стадии регионального метаморфизма песчаников. Такие месторождения залегают среди разнообразных метаморфических пород — глинистых, хлоритовых, кремнистых и других сланцев, преимущественно докембрийского и нижнепалеозойского возраста, однако встречаются и среди более молодых метаморфических толщ. Для них свойственна большая мощность пластов и значительная их протяженность. Месторождения этого типа имеют большое практическое значение. Характерными представителями являются Гора Караульная, Бобровское, Рудничное на Урале и др.

Месторождение Гора Караульная расположено в Свердловской области России. Кварциты здесь образуют линзообразную залежь, согласную с вмещающими ее метаморфическими сланцами шайтанской свиты ордовика, вытянутую в северо-восточном направлении (рис. 32). Она имеет длину 1700 м и ширину в центральной части 200—220 м. Кварциты характеризуются высоким качеством: содержание в них SiO2 98%. Они относятся к трудно перерождающемуся кварцевому сырью и пригодны для изготовления динаса первого класса (мартеновского, коксового, электродинаса).

Образование кварцитов происходит также при воздействии на известняки кремнекислых растворов, вызывающих метасоматическое замещение кальцита кремнеземом. Месторождения такого происхождения имеют иногда большое площадное распространение и значительную мощность, но встречаются довольно редко. Чаще месторождения кварцитов, образовавшиеся за счет метасоматического преобразования известняков, характеризуются сравнительно небольшими размерами и невыдержанным составом. Наиболее характерными их представителями являются Коптеловское и Смолинское на Урале.

Коптеловское месторождение представлено кварцитами, переслаивающимися с известняками нижнего карбона. Содержание SiO2 в них 95—98%. Кварциты пригодны для производства динаса. На Смолинском месторождении в Челябинской области качество кварцитов весьма изменчиво: содержание SiO2 изменяется от 71 до 99%, Al2O3 от 0,3 до 8% и более. Кварциты легко перерождаются в тридимит, вследствие чего для производства динаса самостоятельно не пригодны. Они могут использоваться только как добавка в количестве 40—50% к кристаллическим кварцитам.

Кварциты могут образовываться также в результате гидротермально-метасоматических преобразований кислых и средних эффузивных пород и их туфов. Встречаются также кварциты, образованные за счет гидротермально-метасоматического преобразования кислых интрузивных пород. Кварциты этого типа называют вторичными. Для месторождений вторичных кварцитов характерно залегание в виде крупных массивов, размеры которых достигают нескольких километров в поперечнике, однако качество кварцитов весьма изменчиво, вследствие чего промышленный интерес представляют лишь отдельные обособленные участки массивов, сложенные кондиционными кварцитами. Вторичные кварциты имеют широкое распространение в Центральном Казахстане и на Алтае (Ак-Джальский, Сокур-Койский, Больше-Борский и др.). С некоторыми из них связаны месторождения медных руд, корунда, андалузита и других полезных ископаемых.