Марганец в Российской Федерации в настоящее время является остродефицитным сырьем, имеющим стратегическое значение. Проблема обеспечения марганцем народного хозяйства и, в первую очередь, металлургической промышленности, приобрела для России особую актуальность. Балансовые запасы марганцевых руд в Российской Федерации составляют около 150 млн. т, тогда как прогнозные ресурсы их достигают 841 млн. т. Основную роль в прогнозных ресурсах марганцевых руд Российской Федерации играет гипергенный тип месторождений (51 %). В Алтае-Саянском регионе марганец образует различные геолого-промышленные типы оруденения: гидротермально-осадочный, гипергенный в корах выветривания.
Целью настоящего сообщения является типизация марганцевого оруденения Салаира и Горного Алтая и выявление его перспектив.
Результаты исследований. Оруденение марганца распространено в Салаире и Горном Алтае. В Салаире (Сунгайское рудное поле, Аламбайско-Сунгайский марганценосный район) распространено оруденение марганца гидротермально-осадочного типа, а также в коре выветривания (Сунгайское, Сунгайское-2, Коробейниковское и другие). В Горном Алтае марганцевое оруденение распространено в Коргонском марганец-железо-золоторудном районе и представлено вулканогенно-осадочными и гидротермально-метасоматическими рудами.
Проявление Сунгайское расположено на водоpазделе pек Федоpовка – Большая, в 650 м от отметки 482,7 м по азимуту 20°. Марганцевое оруденение на участке Сунгайском изучали многие исследователи (Заикин, Портянников, Быч, Батырев и др.). В 1997-2002 годах на участке проведены поисково-оценочные работы Горно-Алтайской ПСЭ. Сунгайское проявление приурочено к одноименной синклинали, выполненной породами аламбайской свиты (V-Є1), подразделяемой В.А. Рожченко в районе проявления на 3 пачки: нижнюю – вулканогенно-осадочную, среднюю – черносланцевую и верхнюю кварцито-сланцевую. Интрузивный магматизм представлен 2 телами серпентинитов верхнеаламбайского комплекса и телами метадиоритов и метагаббро-долеритов печеркинского комплекса.
Марганцевое оруденение локализуется в породах аламбайской свиты и подразделяется на карбонатное и оксидное. Последнее имеет основное значение. Оксидные марганцевые руды залегают в виде пластов и линз согласно с напластованием вмещающих микрокварцитов нижней и верхней пачек аламбайской свиты. Наиболее изучены отложения верхней пачки, вмещающие продуктивный горизонт мощностью от 40 до 60м и слагающие Центральную синклиналь. В продуктивном горизонте выделено 5 рудных тел.
Рудное тело № 1 представляет собой пластообразную залежь протяженностью 300-400 м, мощностью от 3,1 до 13,5 м (средняя мощность 7,2 м). Падение его северо-западное 295-300° под углами 75-90°, погружение (склонение) северное под углами 5-40°. Внутреннее строение рудного тела неоднородное. Оно состоит из серии сближенных чередующихся рудных и безрудных (кварцитовидных) слоев и линз. Рудные образования мощностью от 10 см до 1-1,5 м состоят из оксидов марганца и кварца и характеризуются брекчиевой, гнездово-прожилковой и редко – слоистой текстурами. Отмечается заметное увеличение мощности рудных слоев в замках мелких складок. Содержание марганца на поверхности варьирует от 7,79 до 12,3 %, а с глубиной увеличивается до 17,71 %, среднее содержание – 11,79 %. Содержание железа варьирует от 0,79 до 3,99 % (среднее 2,11 %), кремнезема – от 59,59 до 77,16 % (среднее 71,76 %), фосфора – от 0,08 до 0,18 % (среднее 0,01 %). Кроме того в рудном теле отмечаются повышенные концентрации ( %): меди – 0,26, кобальта – 0,04, никеля – 0,18, лития – 0,0245 и золота – 0,27 г/т.
Рудное тело № 2 залегает в западном крыле Центральной синклинали. Длина по простиранию 170м. Это линзообразное тело субширотного простирания. Падение его восточное под углами 50-90°, склонение южное под углами 5-10°. Мощность рудного тела колеблется от 0,2 до 9,7 м (средняя 6,7 м). Внутреннее строение рудного тела аналогично первому рудному телу. Содержание марганца увеличивается от подошвы к кровле (от 6,56 до 20,41 %). Содержание марганца в пересечениях варьирует от 10,18 до 11,35 % (среднее 10,51 %), железа – от 1,4 до 5,81 % (среднее 1,75 %), кремнезема – от 76,26 до 73,2 % (среднее 72,34 %), фосфора – от 0,01 до 0,05 % (среднее 0,04 %), кобальта – 0,08 %. Отмечаются повышенные концентрации ( %): меди – 0,3, никеля – 0,2. В одной пробе обнаружено 0,46 г/т палладия.
Рудное тело № 3 залегает в восточном крыле синклинали. Морфология рудного тела аналогична рудному телу № 1. Мощность рудного тела меняется от 1,1 до 6,5 м (средняя мощность 3,8 м). Содержания ( %): марганца от 6,56 до 7,82 (среднее 6,74), железа – от 1,6 до 8,48 (среднее 2,6), кремнезема – от 72,47 до 83,93 (среднее 82,26), фосфора – от 0,04 до 0,12 (среднее 0,074). В рудном теле отсутствует медь, но отмечен вольфрам в содержаниях до 0,11 %. Отмечается повышенное содержание кобальта – 0,02 % и никеля – 0,26 %.
Рудное тело № 4 находится на одном стратиграфическом уровне с рудным телом № 3 и не исключено, что это единая рудная залежь. Мощность рудного тела 0,5 м. Содержания компонентов ( %): марганца – 7,75, железа – 15,93, кремнезема – 50,87, фосфора – 0,34.
Рудное тело № 5 имеет мощность от 1 до 4,8 м и увеличивается с глубиной, (средняя мощность 2,8 м). Внутреннее строение аналогично рудному телу №2. Содержания ( %): марганца – от 5 до 20,12 (среднее 13,52), железа – от 1,79 до 3,13 (среднее 2,65), кремнезема – от 52,57 до 81,0 (среднее 64,53), фосфора – от 0,02 до 0,07 (среднее 0,03). Отмечаются повышенные концентрации ( в %): меди – 0,24, кобальта – 0,22, никеля – 0,12.
Минеральный состав руд. Главные рудные минералы: криптомелан и голландит (15-20 %). Второстепенные: литиофорит (3-5 %), пиролюзит (1-3 %), манганит (1-2 %), гетит и гидрогетит (2-3 %). Редкие: псиломелан, тодорокит, вернадит, пирит, пирротин, магнетит, самородное золото. Из нерудных преобладает кварц (65-70 %). Отмечаются также серицит, хлорит, каолин, монтмориллонит, гидрослюды, доломит, сидерит, плагиоклаз.
По минеральному составу среди руд выделяются: голландит-криптомелановые, литиофоритовые, пиролюзитовые и криптомелан-голландит-литиофоритовые.
Среднее содержание оксида марганца составляет 13,3 %, соотношение Мn: Fe = 3,95; содержание фосфора на 1 % Мn составляет 0,0022.
Криптомелан-голландит-литиофоритовые, литиофоритовые руды весьма интересны на предмет литиевой минерализации, связанной с окисленными рудами марганца, которая выявлена Литологической партией при проведении поисковых работ в юго-западной части Салаира (Сунгайское месторождение) и на севере Кузнецкого Алатау (Акельское проявление). Как в первом, так и во втором случае, литиофоритовые брекчии связаны с полями развития кварцитов, приуроченных к корам выветривания.
Литературные данные свидетельствуют, что этот минерал формируется в коре выветривания и образует обычно незначительные скопления в окислах марганца, среди которых литиофорит находится в составе тончайших корочек, стяжений кристаллов и натечных агрегатов размерами в первые миллиметры.
В продуктах кор выветривания литиофорит был обнаружен на месторождении Шнеберг (США), а так же описан на юго-западном Присалаирье (по р. Чумыш), на Белининском массиве.
Литийсодержащие марганцевые руды связаны с кварцитами, которые пространственно тяготеют к полям развития вулканогенно-осадочных толщ позднего докембрия (рифея – венда) и раннего кембрия. Кварциты образуют неправильные, удлиненной формы тела с пережимами и раздувами. Они достаточно хорошо картируются по коренным выходам, элювиально-делювиальным развалам, надежно дешифрируются на аэрофотоматериалах, а так же фиксируются геофизическими методами (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, СЭП). Литий-содержащие марганцевые тела локализуются в сильно подробленных трещиноватых участках кварцитов и имеют в основном прожилково-брекчиевую структуру. Реже встречаются сплошные землисто-сажистые и колломорфные образования.
Марганцевые руды представлены окисленными марганцевыми минералами, имеют прожилково-гнездово-вкрапленную текстуру, часто брекчиевидные, гипидиоморфнозернистую и коломорфно-зональную структуры. Минералы марганца, содержащие литий, цементируют в виде сплошных масс обломки кварцитов, составляя при этом 25-80 % общей массы породы. Здесь же присутствуют гидроокислы железа и гидрослюды.
Минералогический анализ 50 аншлифов, отобранных на Сунгайском месторождении (скважины, канавы и штуфы), показывает: в 28 из них марганец представлен голландит-криптомеланом, в 9 – пиролюзитом, в 11 аншлифах установлен литиофорит, в 11 – гетит и гидрогетит. Гематит наблюдался в 2 аншлифах. Минералогические заключения подтверждены термическим и рентгено-структурными анализами.
Особого внимания заслуживают кварцитовые брекчии, в центре которых установлен литиофорит. Литиофорит, криптомелан-голландит-литиофорит в брекчиях цементируют остроугольные обломки кварцитов. При этом цемент составляет 20-30 %, а иногда – 80 % объема породы. Литиофорит с общей формулой (Al, Li)(ОН)2MnO2 содержит Li2O в пределах 0,3-1,5 %. Химический состав по 3 штуфным пробам, показал следующие содержания основных компонентов в %: Li-0-0,107; SiO2-73,18; Al2О3-6,03; MnO-8,93. Статистическими подсчетами установлено, что на Сунгайской марганценосной площади 20 % рудной массы представлено литиофоритовыми разностями, следовательно, Сунгайское месторождение можно рассматривать как перспективный источник лития с ресурсами порядка n х 10 тыс. тонн металла.
Карбонатное оруденение распространено в средней части (черносланцевой) пачки аламбайской свиты. Промышленных скоплений его не установлено. Максимальное содержание марганца составляет 2,11 %. Карбонатные минералы представлены манганокальцитом, кутнагоритом, анкеритом, кальцитом. Оруденение отнесено к гидротермально-осадочному типу и требует доизучения.
Запасы марганцевых руд составляют: категории С2 – 385,9 тыс.т. руды и 45,2 тыс.т. марганца. По Сунгайскому рудному полю В.А. Рожченко оценены прогнозные ресурсы категории Р2 –42,9 млн.т руды и 5,1 млн.т марганца. В связи с тем, что на Сунгайском проявлении обнаружены промышленные руды лития с запасами в несколько десятков тысяч тонн, его следует рассматривать комплексным объектом – марганец-литиевым.
Проявление Сунгайское-2 расположено на водоpазделе pек Ветловой Сунгай и Большая. Скважинами 117, 4, канавой 5 вскpыты маpганцевые pуды пpожилковой и бpекчиевидной текстуp. Мощность марганцеворудных кварцитов колеблется от 1-2 м до 25-30 м, сpедняя мощность pудного тела 18 м. Глубина распространения оруденения 40-60 м. Маpганцевое оpуденение пpиуpочено к кваpцевым силицитам сунгайской свиты. По падению оно пpослежено на 500 м. Форма рудных тел: разветвленная система сближенных крутопадающих линзообразных залежей протяженностью от первых десятков метров до 250 метров и более. Сpедние содеpжания основных компонентов в pудах (в %): маpганца – 12,6; железа – 3,7; фосфоpа – 0,05; кpемнезема – 69,5. По данным спектpальных анализов в маpганцевоpудных кваpцитах наблюдается повышенное содеpжание (в %): никеля (0,01-0,03), кобальта (0,02-0,03), меди (0,01-0,03). Здесь же, в т.н. 535, встpечены элювиальные глыбы лимонито-кваpцевых бpекчий, в котоpых спектpальным анализом выявлены (в %): мышьяк – 0,3, фосфоp – 1, цинк – 0,1. По полученным результатам предполагается первичный осадочный генезис оруденения с широко развитой зоной окисления марганцевых руд в коре выветривания.
Оценка прогнозных ресурсов марганца по Салаиру выполнена Н.П. Бедаревым по состоянию на 01.01. 2003 г. Предложено к учету прогнозных ресурсов марганцевых руд: категории Р2 – 16,5 млн. тонн; Р3 – 77,2 млн. т.
Другим перспективным на выявление промышленного марганцевого оруденения следует считать Коргонский марганец-железо-золоторудный район, в пределах которого выделяются Инской и Коргоно-Кедровский марганец-железорудные узлы, характеризующиеся наличием рудоносной терригенно-карбонатно-вулканогенной рудной формации. Признаки оруденения выражены в наличии проявлений родонит-браунитовых и пиролюзит-псиломелановых руд, многочисленных пунктов марганцевой минерализации и элювиально-делювиальных свалов руд с содержаниями полезного компонента от 10 до 55 %, приуроченных к осадочно-вулканогенным образованиям среднекоргонской подсвиты нижнего-среднего девона (месторождение Прозрачное и проявления Коксинское 1, Коксинское 2, Ночное Коксу), где выделяется 3 марганценосных горизонта, два из них стратиграфически ниже железорудного горизонта, третий – пространственно с ним совмещён. Мощность рудных тел на известных рудопроявлениях – от 1-2 до 8,5 м, а суммарная мощность горизонтов достигает 20-25 м, некоторые из них прослежены по простиранию до 2 км. Рудные тела крутопадающие. Кроме вулканогенно-осадочного оруденения в районе отмечены проявления гидротермально-метасоматических руд, наиболее изученным из которых является Татарское проявление.
Татарское проявление марганца расположено на водоразделе р. Татарочка – руч. Сухой Ключ. В поле развития кварц-полевошпатовых и прожилковых метасоматитов по карбонатно-терригенным породам коргонской свиты вскрыта линза родонитовых и окисленных силикатных марганцевых руд СЗ простирания. Мощность линзы 8,5 м, среднее содержание марганца 17,2 %. В составе руд присутствует родонит, спессартин, псиломелан, манганокальцит. На участке проявления установлены повышенные содержания цинка до 0,5 %; бария до 2 %; свинца до 0,07 %; золота 0,01-0,3 г/т. Золото приурочено к турмалин-содержащим метасоматитам. К СЗ от проявления на площади 1,7х 0,8 км распространены делювиальные глыбово-щебнистые гидрооксидные, реже силикатные руды с содержанием марганца до 27,59 %; серебра до 10 г/т; цинка до 1 %.
Проявление Коксинское 1 находится на хребте Коксинские Белки против устья р. Сидячихи. В составе рудоносной пачки верхнекоргонской подсвиты горизонт туфов и осадочных пород, обогащенных гематитом, с линзами гематитовых руд. В местах выклинивания железорудных тел появляются марганцовистые карбонатно-кремнистые прослои мощностью от первых сантиметров до 1,5 м, прослеживающиеся до 1,75 км, приуроченные к подошве и кровле железорудного горизонта. Содержание окиси марганца в них на севере участка до 8,07 %, на юге – 6,57 %, в остальных пробах – 1,14-1,34 %. Руда состоит из темно-вишневых обломков туфоалевролитов, сцементированных светлым кремовым карбонатом, возможно, манганокальцитом. С поверхности карбонатно-кремнистая марганцовистая порода покрыта плотной и местами рыхлой коркой марганцевых гидроокислов до 5-6 см толщиной. Последняя часто наблюдается и во вмещающих породах.
Обсуждение результатов и выводы
Фактические данные свидетельствуют о наличии четырёх основных типов марганцевого оруденения: гидротермально-осадочного в вулканогенно-осадочных толщах докембрия и девона, осадочного в терригенно-карбонатных разрезах, гидротермально-метасоматического и гипергенного в корах выветривания. В северо-восточной части Горного Алтая на территории Республики Алтай и на юге Горной Шории также развито оруденение марганца в мел-палеогеновых корах выветривания: Чеболдагское месторождение, Бостокское, Бурчаниновское и другие проявления [1, 2]. В этой части региона выделен Селезень-Антропксий марганценосный район гипергенного типа в трёх рудных узлах: Селезень-Антропкском, Больше-Ишинском и Сугульско-Бирюлинском. В этих районах проявлены также карбонатные руды осадочного типа с родохрозитом, манганосидеритом и манганокальцитом. Местами в рудах этих районов отмечаются повышенные концентрации лития и литиофорит.
Таким образом, наиболее перспективными районами промышленных концентраций марганцевого оруденения являются:
1 – коренные марганец-железорудные накопления среди вулканогенно-осадочных толщ девона (коргонская свита);
2 – юго-западный Салаир (Шалапско-Сунгайская площадь), где развиты поля докембрийских образований рифея-венда и нижнего палеозоя и связанных с ними марганценосных кварцитов коры выветривания, где происходит существенная концентрация марганца;
3 – гидротермально-метасоматический тип в девонских образованиях с повышенными концентрациями марганца (Татарское месторождение);
4 – Селезень-Антропский марганценосный район, где получили развитие карбонатное марганцевое оруденение в рифей-вендских и кембрийских породах осадочного происхождения и оксидное гипергенное в мел-палеогеновых корах выветривния. Марганцевое оруденение пространственно ассоциирует с проявлениями типа SEDEX в черносланцевых разрезах древних толщ венд-кембрийского уровня и приурочено к палеовпадинам с сероводородным заражением [1, 3]. Установлено, что в этих проявлениях родохрозит обладает повышенными концентрациями лития. Возможно, повышенная литиеносность оксидных руд в корах выветривания связана с повышенными концентрациями этого металла в осадках древних палеобассейнов.
Во втором типе выявлено комплексное марганец-литиевое оруденение в корах выветривания с повышенными концентрациями платиноидов (палладия) и золота. Распоряжением правительства Российской Федерации (1996 год) литий отнесен к списку стратегических редких металлов. Это увеличивает важность и перспективность сунгайского комплексного марганец-литиевого оруденения.
Следовательно, марганцевое оруденение в регионе относится к перспективным геолого-промышленным типам и по запасам и прогнозным ресурсам может стать предметом отработки.