Ниже дана краткая характеристика вещественных комплексов нижнего протерозоя, которые являются вмещающими железорудную толщу коробковской свиты, слагающую одно из крупнейших железорудных месторождений Курской Магнитной Аномалии - Михайловское.

Нижний протерозой. Нижний карелий (PR11)

Нижнепротерозойский разрез представлен образованиями курской и оскольской серий. Курская серия с размывом и стратиграфическим несогласием перекрывает образования позднего архея. Оскольская серия с размывом и угловым несогласием залегает на породах курской серии.

Курская серия (PR11ks).

В составе курской серии на территории Михайловского месторождения известны образования двух свит: стойленской и коробковской. В основании курской серии широко развита кора выветривания пород михайловской серии. Курская серия в составе выделенных в ее разрезе свит представляет собой единый цикл геологического развития.

Стойленская свита (PR11st). Разрез стойленской свиты состоит из двух подсвит: нижней, преимущественно, песчаниковой и верхней, сланцевой.

Нижняя подсвита сложена метапесчаниками с прослоями олигомиктовых метагравелитов и метаконгломератов, сланцев, кварцитов и карбонатных пород. Мощность ее варьирует от 50 до 500 м.

Верхняя подсвита согласно залегает на породах нижней подсвиты. Она представлена чередованием углисто-кварц-серицитовых, серицит-кварцевых сланцев, на участках развития более высоких фаций метаморфизма - кварц-биотитовыми, кварц-амфибол-биотитовыми, кварц-гранат-биотитовыми, биотит-кварц-мусковитыми с андалузитом и ставролитом разновидностями сланцев. Среди сланцев распространены прослои метапесчаников, метаалевролитов, карбонатных пород. Мощность верхней подсвиты - от 60 до 600 м.

Таблица 1.1

Схема стратиграфии и магматизма раннего докембрия Михайловского рудного узла

Стойленская свита в пределах площади Михайловского месторождения представлена исключительно образованиями верхней, сланцевой, подсвиты.

Отложения ее установлены как на западном, так и на восточном бортах грабен-синклинали. Наиболее полно ее разрез изучен на западном фланге Михайловского месторождения.

Отложения стойленской свиты претерпели региональный метаморфизм от зеленосланцевой до эпидот-амфиболитовой фаций.

Коробковская свита (PR11kr). В пределах площади Михайловского месторождения перекрывает верхнестойленскую подсвиту. Она слагает продуктивную толщу. Коробковская свита характеризуется наиболее высокой степенью изученности по сравнению с другими геологическими образованиями, так как на протяжении нескольких десятилетий являлась основным объектом геологических исследований и отработки Михайловского горно-обогатительного комбината. Отложения коробковской свиты широко развиты в пределах Михайловского рудного поля, где друг от друга существенно отличаются мощностью, составом и степенью метаморфо-метасоматических изменений. С запада на восток происходит уменьшение мощности и повышение степени метаморфизма слагающих ее пород.

Продуктивная толща железистых кварцитов коробковской свиты являлась основным объектом исследований на нетрадиционные виды сырья (золото, платиноиды и др.), как компонентов попутной добычи при переработке железных руд в будущем.

Образования коробковской свиты залегают согласно на подстилающих породах верхнестойленской сланцевой подсвиты. Зона перехода представлена обычно различной мощности интервалами сланцев, чередующихся с малорудными и безрудными железистыми кварцитами. Перекрывается свита, преимущественно, вулканогенно-осадочными и вулканогенными образованиями курбакинской свиты оскольской серии.

В составе коробковской свиты выделяют четыре подсвиты, первая и третья из которых представлены различными по составу железистыми кварцитами, а вторая и четвертая - сланцами. Первая железорудная подсвита пользуется весьма широким пространственным распространением на месторождении, образования второй и четвертой сланцевых и третьей железорудной подсвит в эрозионном срезе поверхности докембрия встречаются только на южном фланге месторождения.

1. Первая (нижняя железорудная) подсвита (PR11kr1) составляет основную часть разреза коробковской свиты. Мощность ее в пределах месторождения варьирует от 600 до 800 м. В нижней подсвите коробковской свиты выделено снизу вверх по разрезу четыре пачки.

1.1. Первая пачка (PR11kr11) находится в основании подсвиты и сложена карбонатно-магнетитовыми, магнетитовыми и гематито-магнетитовыми с карбонатами кварцитами. В нижних частях отмечается горизонт малорудных магнетитовых кварцитов мощностью 10-50 м с прослоями безрудных кварцитов и серицит-кварцево-карбонатных сланцев.

Карбонатно-магнетитовые кварциты в разрезе пачки преобладают. Макроскопически это серые с желтоватым оттенком средне- и тонкополосчатые породы с гранобластовой, тонкозернистой структурой. Основными минеральными компонентами являются кварц (40-50%), карбонаты (20-35%), магнетит (25-35%), второстепенными - полевые шпаты, апатит, эгирин, зеленая слюда, щелочные амфиболы (от долей до 10%). Полосчатость породы обусловлена чередованием кварцево-карбонатных, карбонатно-магнетитовых, кварцево-магнетитовых слойков. Отмечается сульфидная минерализация, представленная вкрапленностью и тонкопрожилковыми обособлениями пирита, редко - пирротина и халькопирита.

Малорудные кварциты представляют собой породы серого цвета, массивные, грубополосчатые. Микроструктура их гранобластовая, тонкозернистая. Полосчатость обусловлена чередованием прослоев кварца (0,5-1,5 см) и магнетита (0,3-0,5 см).

Магнетитовые кварциты в отличие от карбонатно-магнетитовых характеризуются темно-серой окраской, средне- и тонкополосчатой текстурой, меньшим содержанием карбонатов (10-15%) и более высоким содержанием магнетита (40-50%).

Гематито-магнетитовые с карбонатами кварциты приурочены к верхам пачки. Содержание гематита в них постепенно увеличивается от низов к верхам горизонта. Микроструктура их гранобластовая, тонкозернистая. В составе кварцитов преобладают кварц (50-55%), магнетит (25-30%), гематит (8-10%), карбонат (10-15%). В участках развития структурно-тектонических деформаций возрастает количество минералов гидротермально-метасоматического генезиса. Микроскладчатость подчеркнута чередованием прослоев различного минерального состава: кварцевых, кварц-карбонатных, магнетит-карбонат-зеленослюдковых, кварц-гематит-магнетитовых.

1.2. Вторая пачка (PR11kr12) представлена, в основном, магнетито-гематитовыми кварцитами с редкими прослойками гематито-магнетитовых. В пределах Михайловского месторождения устанавливается повсеместно, образуя непрерывный пласт мощностью 170-300 м, выдержанный как по падению, так и по простиранию. Макроскопически это тонкополосчатые зеленовато-серые породы с тонкозернистой гранобластовой структурой. Главными минералами являются кварц, гематит, магнетит. В меньшем количестве, но постоянно, присутствуют зеленая слюда, эгирин, редко - карбонаты, щелочные амфиболы, полевой шпат, апатит, сульфиды. Слоистость пород обусловлена чередованием прослоев магнетитового, гематито-магнетитового с кварцем, кварц-гематитового, кварцевого состава. Зеленая слюда обычно образует мономинеральные прослои внутри магнетитовых слойков, карбонаты, другие силикаты и сульфиды имеют более сложный характер распределения, чаще всего вкрапленно-прожилковый.

1.3. Третья пачка (PR11kr13) сложена, преимущественно, гематито-магнетитовыми кварцитами, среди которых выделяются три-четыре пласта магнетито-гематитовых кварцитов мощностью 30-70 м. Мощность пачки 150-400 м. Гематито-магнетитовые кварциты тонко-, среднеполосчатые зеленовато-серого цвета. Сложены прослоями кварца, магнетита, гематита с магнетитом и кварцем. Основными минералами являются кварц (45-60%), магнетит (20-30%), гематит (15-25%) и зеленая слюда (10-25%), реже встречаются эгирин, щелочные амфиболы (0-5%), биотит (0-5%), изредка полевой шпат (до 1%), апатит (до 1%), сульфиды (до 1,5%). Зеленая слюда часто имеет послойное распределение, образуя мономинеральные прослойки, приуроченные к магнетитовым слойкам. Вместе с зеленой слюдой встречается биотит. Эгирин характеризуется гнездо- и линзовидным распределением, иногда образует прожилки. Щелочные амфиболы отмечаются в виде примазок по трещинам. Полевой шпат, апатит, карбонаты слагают узкие линейные зоны, участками обогащенные тонковкрапленными (часто распределенными послойно) сульфидами, преимущественно, пиритом.

Магнетито-гематитовые кварциты отличаются от гематито-магнетитовых лишь соотношением железосодержащих минералов.

1.4. Четвертая пачка (PR11kr14) представляет собой переслаивание пластов магнетитовых и гематито-магнетитовых кварцитов, в редких случаях в ней встречаются маломощные и слабопротяженные линзовидные тела магнетито-гематитовых кварцитов. В составе этой пачки выделяется пласт гематитовых краснополосчатых кварцитов. Общая мощность пачки 210-280 м. Основу пачки составляют три-четыре пласта магнетитовых и гематито-магнетитовых кварцитов по 30-70 м, суммарно 150-180 м.

Магнетитовые кварциты - это черные и темно-серые среднеполосчатые или плойчатые породы с гранобластовой микроструктурой. В составе их преобладает кварц (50-55%) и магнетит (30-35%). В небольших количествах присутствуют гематит (5%), биотит (5-8%), карбонаты (5-8%), зеленая слюда (5-8%), эгирин (2-5%), щелочной амфибол (до 1%), апатит (до 1%), пирит (до 1,5%). Слоистость обусловлена чередованием магнетитовых, кварцево-магнетитоых, кварцевых, карбонатно-магнетитовых прослоев, насыщенных силикатными минералами. Зеленая слюда и биотит распределены послойно, иногда образуют моно- и биминеральные прослойки. Эгирин образует линзы, гнезда, сгофрированные складчатостью микропрожилки. Щелочной амфибол залечивает секущие микротрещины, образуя налеты, примазки вдоль стенок трещин. Иногда щелочной амфибол развивается послойно, замещая зеленую слюду, биотит. Карбонаты развиваются как в массе породы, так и слагают секущие прожилки. Полевые шпаты, апатит сконцентрированы, в основном, в узких локальных зонах, обычно секущего характера. Пирит отмечается в прожилково-вкрапленном виде, образуя рассеянную вкрапленность или отдельные (часто послойные) прожилки, гнезда.

В прослоях магнетитовых кварцитов встречаются тонкие прослойки биотит-магнетитовых кварцитов, в которых количество биотита достигает 12-15%, содержание полевых шпатов, апатита, карбонатов возрастает до 2-3%, пирит распределен в виде послойных, линзовидных обособлений (до 3-4%) мощностью 2-3 мм.

Гематит-магнетитовые и магнетит-гематитовые кварциты четвертой пачки по своим свойствам аналогичны таковым третьей пачки.

Гематитовые краснополосчатые кварциты слагают внутри четвертой пачки хорошо картируемый, осложненный тектоническими дислокациями пласт мощностью от 0-15 м до 110 м. Это полосчатая порода серого и темно-серого цвета с вишнево-красным оттенком. Краснополосчатость их обусловлена присутствием тонкодисперсного гематита в кварцевых прослойках. Структура породы гетерогранобластовая. Главными минералами являются кварц (45-60%) и гематит (35-45%). В небольших количествах отмечаются магнетит и мартит (до 2-8%), пирит, карбонаты, хлорит, апатит, полевой шпат, образованные при метасоматических замещениях. Полосчатость обусловлена чередованием гематитовых с примесью кварца, кварцево-гематитовых и кварцевых с дисперсной вкрапленностью гематита прослойков.

2. Вторая (нижняя сланцевая) подсвита коробковской свиты (PR11kr2) является межрудной. Подстилается и перекрывается железистыми кварцитами. Представлена углеродистыми кварц-серицитовыми, реже серицитовыми и серицит-кварцевыми, нередко филлитовидными, сланцами. На участках милонитизации пород сланцы превращены в хлорит-кварцевые и кварц-хлоритовые сланцы. Мощность подсвиты составляет от 20 до 100 м. Средний минеральный состав сланцев: серицит (30-70%), углистое вещество(5-10%), кварц (до 50%), хлорит (до5-10%), карбонаты (до 10-15%). Вблизи контактов подсвиты с железистыми кварцитами количество карбонатов в сланцах возрастает до 35-45%.

3. Третья (верхняя железорудная) подсвита (PR11kr3) сложена железистыми кварцитами, согласно залегающими на сланцах второй подсвиты. Переход от сланцев к железистым кварцитам постепенный, через маломощный пласт малорудных железистых кварцитов.

4. Четвертая (верхняя сланцевая) подсвита (PR11kr4) коробковской свиты согласно перекрывает третью подсвиту. Представлена углеродисто-серицит-кварцевыми и серицит-кварцевыми сланцами, аналогичными породам второй подсвиты. Мощность ее не превышает 60 метров. Переход к породам вышележащей оскольской серии характеризуется угловым несогласием и размывом нижележащих сланцев коробковской свиты.

Оскольская серия (PR11os).

Оскольская серия пользуется относительно широким развитием в пределах района работ. Наличие углового несогласия между курской и оскольской сериями подтверждается также изучением систем трещиноватости в железистых кварцитах и перекрывающих их сланцах. Угловое несогласие достигает 30є. В составе оскольской серии (табл.1) выделено две свиты - роговская и курбакинская.

Образования роговской свиты (PR11rg) непосредственно на площади опорного участка «Карьер Михайловского ГОКа» отсутствуют. В целом, ее образования в районе работ пользуются значительно меньшими масштабами развития по сравнению с курбакинскими. Они незначительно развиты на южном фланге Михайловского месторождения и в виде узких полос окаймляют поля распространения пород оскольской серии в северо-восточной части площади. Роговская свита представлена в районе метапесчаниками, мезомиктовыми метаконгломератами с обломками железистых кварцитов; сланцами углеродистыми кварц-биотитовыми, кварц-гранат-биотитовыми, кварц-серицит-биотитовыми, иногда со ставролитом и силлиманитом, известняками и доломитами.

Образования роговской свиты можно относить к неравномерно ритмичной терригенно-карбонатной формации, сформировавшейся в обстановке повышенной тектонической активности в сравнении с режимом накопления курских отложений.

Курбакинская свита(PR11kb). Образования курбакинской свиты в пределах площади опорного участка «Карьер Михайловского ГОКа» развиты вдоль восточного фланга Михайловского месторождения. Преимущественным развитием пользуются отложения нижнекурбакинской подсвиты.

Согласно стратиграфической схеме (табл. 1.1), курбакинская свита расчленяется на две подсвиты: нижнюю (вулканогенно-терригенную) и верхнюю (туфогенно-осадочную). В составе нижней подсвиты, в свою очередь, выделено три пачки. Первая (нижняя) пачка представлена седиментационными метабрекчиями, метатуфобрекчиями с обломками железистых кварцитов, метагравелитами и метапесчаниками полимиктовыми с детритом мартитизированного магнетита, гематита и железной слюдки. Мощность пачки до 60 м. Вторая (средняя) пачка сложена метариолитами и их метакластическими туфами, нередко рассланцованными. Мощность пачки - 15 м. Третья (верхняя) пачка представлена кварц-хлорит-серицитовыми сланцами, метабазальтами и метаандезитами, ортосланцами основного и среднего состава. Мощность пачки- 25м.

Верхнюю подсвиту курбакинской свиты слагают полимиктовые карбонатные метапесчаники с прослоями метаалевролитов и кварц-хлорит-серицитовых сланцев. Мощность подсвиты составляет более 150 м.

Фанерозой

В геологическом строении осадочного чехла принимают участие отложения девонской, юрской, меловой, неогеновой и четвертичной систем.

В пределах Михайловского месторождения образования неогеновой системы, представленные песчано-глинистыми аллювиальными отложениями плиоцена (15-25 м), практически отсутствуют.

Отложения фанерозоя, перекрывающие докембрийские толщи Михайловского месторождения, представлены образованиями девонской, юрской, меловой и четвертичной систем. Стратиграфическая колонка образований Михайловского месторождения показана на рисунке 1.2[12].

1.4 Вещественный состав полезного ископаемого