Краткий обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ
Соколовское месторождение было открыто в 1949 г. при аэромагнитной съемке масштаба 1:100000, проводившейся Уральской геофизической экспедицией (В.П. Носиков), и наземной магнитометрической съемке масштаба 1:25000 выполненной Тургайской геофизической экспедицией. Начиная с 1950 г. в пределах Соколовской аномалии Северо-Казахстанским геологическим управлением (с 1979 г. Северо-Казахстанским производственным геологическим объединением) были развернуты интенсивные геологоразведочные работы.
Основные работы на месторождении выполнены в два периода: 1949-55 гг. и 1958-65 гг. По результатам этих работ подсчитаны и утверждены ГКЗ СССР запасы магнетитовых руд в количестве 1008.6 тыс.т. В эти же периоды была проведена большая работа по изучению структуры месторождения, а также руд и метасоматитов, проведена геологическая съемка масштаба 1:10000.
Третий период разведки, длившийся с 1967 по 1971 гг., был связан с рекомендациями ГКЗ СССР по доизучению гидрогеологических и инженерно-геологических условий Северного участка месторождения, в связи со строительством подземного рудника и завершился переводом запасов категории С1 в категорию В в количестве 74500 тыс.т.
Четвертый период разведки месторождения начался в 1973 г. Он связан с оценкой перспектив месторождения за счет разведки глубоких горизонтов. Результаты поисковых работ и первые данные предварительной разведки Северного участка между разведочными линиями 12-53 свидетельствуют о значительных запасах руд на этих горизонтах.
Прожилковые и вкраплено-прожилковые руды вместе с брекчиевыми по результатам детальной разведки (1965 г.) составляют около 10% запасов и встречаются повсеместно, но наибольшее их количество установлено в южной части месторождения и особенно на участке разведочных линий 11-19. Здесь они приурочены к висячему боку рудной зоны и оконтуриваются в виде разобщенных тел неправильной формы. Изучены по редкой сети разведочными скважинами и скважинами эксплуатационной разведки.
В 1988-91 гг. Железорудной ГРЭ ПГО «Севказгеология» были проведены поисково-оценочные работы в восточном борту Соколовского карьера между профилями 11-19. Бурение производилось с уступов действующего карьера, в связи с чем работами не охвачена часть участка с разветвленной сетью производственных коммуникаций и железнодорожных линий. Всего пробурено 28 скважин общим объемом 7590.2 м. Глубина скважин определялась проектной глубиной карьера и составляла от 180 до 400м.
По результатам проведенных работ установлено, что прожилково-вкрапленные руды между профилями 11-19 образуют штокверкообразную зону, прослеженную по простиранию на 600 м, на глубину до 900 м со средней мощностью 250 м.
Запасы прожилково-вкрапленных руд в восточном борту карьера между линиями 12-19 подсчитаны в количестве 28.5 млн.т. по категориям С1+С2 из которых 24.7 млн.т. утверждены ЦКЗ Минметаллургии СССР по категориям С1+С2 со средним содержанием железа общего 31.63% (протокол № 388 от 19 июня 1991 г.)
Гидрогеологические и инженерно-геологические условия Соколовского месторождения для рыхлой толщи мезо-кайнозоя изучены хорошо. Достаточно полно изучены фильтрационные свойства и прочностные характеристики скальных пород палеозойского фундамента до глубины 500м.
Геологическое строение района
Стратиграфия
В геологическом строении месторождени я принимают участие сложно дислоцированные осадочно-вулканогенные породы нижнего карбона (андезиты, андезито-базальты и их туфы, туффиты и известняки), прорванные интрузиями диоритов, диоритов и диабазов, а также целым комплексом даек гранит-порфиров. Образования нижнего карбона перекрыты горизонтально залегающей толщей мезокайназойских песчано-глинистых отложений мощностью от 30м на юге до 120м на севере месторождения.
В составе пород палеозойской возраста выделяют три свиты: сарбайская, соколовская и куржункульская. Выделяются они условно, так как между свитами нет резких границ и смена одних пород другими происходит постепенно.
Сарбайская свита средневизейского яруса нижнего карбона С1v2 sr. Расположена в лежачем боку месторождения и представлена туфами и туфобрекчиями андезитового и андезито-базальтового состава. Характерным является исключительно вулканогенный состав пород свиты и то, что в ней отсутствуют осадочные породы. В верхней части свиты породы подвержены также эпидотизацией, хлоритизацией, редко наблюдается скарнирование гранатом и пироксеном.
Промышленное магнетитовое оруденение в свите отсутствует.
Вскрытая разведочными скважинами мощность сарбайской свиты составляет 400 м, полная мощность около 1500 м.
Соколовская свита средне-верхневизейского яруса нижнего карбона С1v2-3 sk.Представлена двумя пачками.
Нижняя пачка имеет довольно простое геологическое строение, залегает западнее меридиональной тектонической зоны и сложена, в основном, кристаллическими известняками. По падению, восстанию и простиранию известняки нередко фациально замещаются туффитами и переслаивающимися с ними туфами вплоть до полного вытеснения известняков.
Мощность рудных прослоев колеблется от первых метров до 20-30м. Запасы магнетитовых руд этой пачки не превышает 1% от общего количества.
Мощность нижней пачки в пределах участка колеблется от 200 до 500м.
Верхняя пачка залегает согласно на нижней, имеет сложное внутреннее строение и пестрый литологический состав. Преимущественное развитие имеют туффиты, известковистые туффиты с прослоями туфов и андезито-базальтов, реже известняков.
Верхняя пачка является наиболее рудонасыщенной, на ее долю приходится около 99% запасов руд, сосредоточенных в этой свите.
Мощность пачки в пределах месторождения 250-540м.
Кружункульская свита серпуховского яруса нижнего карбона С1s krзалегает в верхней пачке соколовской свиты без видимого углового несогласия и расчленяется на три горизонта.
Нижний горизонт представлен исключительно андезитами и андезито-базальтами. Мощность его не превышает 400м. Метасоматические изменения охватывают весь горизонт, однако магнетитовое оруденение, в виде прожилковых руд, развито только в нижней части, примыкающей к меридиональной тектонической зоне.
Средний горизонтзалегает согласно на нижнем и представлен преимущественно туфами андезитов и андезито-базальтов, содержащими прослои основных метавулканитов пироксенового и пироксен-плагиоклазового состава. Метасоматические изменения пород этого горизонта проявились сравнительно слабо и представлены альбитизацией, пренитизацией, актинолитизацией и цеолитизацией. Магнетит встречается в виде редких вкрапленников и прожилков.
Верхний горизонт залегает на среднем с некоторым угловым несогласием и представлен многократно чередующимися между собой туффитами, туфопесчаниками, туфами и туфобрекчиями. Все они в различной степени гематитизированы и имеют красновато-бурый цвет.
Мощность образований куржункульской свиты достигает 2000 м.
Интрузивные породы
На площади месторождения интрузивные образования пользуются широким распространением. Они представлены довольно крупным массивом гипабиссальных пород преимущественно диоритового состава, комплексом даек и субвулканических тел андезито-базальтов и диабазов, а также гранит-порфиров.
Широко развиты пластовые интрузии (субвулканиты) крупнолейстовых диабазов, которые имеют меридиональное простирание, крутое (до 80-90°) восточное падение и суммарную мощность до 500м. По внешнему виду андезито-базальты являются более свежими. В субвулканитах развито вкраплено-прожилковое оруденение.
Диабазы δС2 s s– это темные зеленовато-серые породы с характерными крупными вкрапленниками соссюритизированного, хлоритизированного, частично замещенного пелитизированным альбитом плагиоклаза, размером от 5 до 20-25мм. Количество вкрапленников достигает иногда 40-50 % всей массы породы. Мощность диабазов достигает до 50 м.
Гранодиориты gd C1s s - Это породы в Соколовском массиве имеют подчиненное значение. Неравномерное распределение в диоритовой интрузии калиевого полевого шпата, привело и к локальному появлению гранодиоритов.
Кварцевые диориты d0 C1s s. Они являются наиболее распространенными интрузивными породами Соколовского массива и отличаются от гранодиоритов только повышенным содержанием цветных минералов (до 30-35%), меньшим содержанием кварца (около 10-15%) и отсутствием или очень небольшим количеством калиевого полевого шпата.
Диориты без кварца d C1s s. В них почти полностью альбитизированный и серицитированный плагиоклаз составляет 75-80% всей горной породы. Форма его зерен коротко призматическая или изометрическая.
Дайковый комплекс gπPp на участке представлен альбитизированными гранодиорит-порфирами, которые залегают в виде широтных даек мощностью от 0.5 до 5м с падением на север под углами до 70°. Магентитовое оруденение дайки обычно не содержат, внедрение их, по-видимому, произошло в конце скарноворудного процесса.
Тектоника
Соколовское месторождение приурочено к восточному крылу вытянутой в меридиональном направлении Соколовско-Сарбайской антиклинальной складки, на западном крыле которой расположены Сарбайское и Южно-Сарбайское месторождение. Крылья складки падают под углом 30-40° до 60-70°. максимальный размах крыльев антиклинами 6-7км. По простиранию она прослеживается более чем на 30 км. В ядерной части на поверхность палеозойского фундамента выходят породы Сарбайской свиты (С1v2 sr) , прорванные Сарбайской и Соколовской интрузиями диоритов. Восточное крыло антиклинами сложено породами Соколовской (С1v2-3sk) и Куржункульской (С1v3-skr) свит, подающими на восток под углом обычно от 30 до 60° . На крыле складки в поперечных вертикальных разрезах отмечается флексурный перегиб, в области которого угол падения слоев пород увеличивается до 70-80° (местами до 90°), а на Южном участке падение меняется на обратное под углом 80-85°. Имеются и более мелкие изгибы слоев как по падению, так и по простиранию. Большим количеством разрывных тектонических нарушений участок месторождения разбит на серию крупных и мелких блоков.
Среди разрывных нарушений главную роль играют субмеридиональные и субширотные разломы, разбивающие структуру на крупные и мелкие блоки.
На месторождении широко развиты дизьюнктивные нарушения 1,2 и 3 порядков меридионального, северо-восточного и близширотного направления, что обусловило блоковую структуру месторождения. Между нарушениями 2 порядка выделены участки: Южный и Центральный (разрезы 0-27) , Северный (разрезы 27-53), седьмой эпицентр (разрезы 61-73).
Наиболее крупной на месторождении является так называемая Главная меридиональная тектоническая зона, которая прослеживается на всей его протяжении. Горизонтальная мощность зоны на юге месторождения (линии 0-24) составляет около 50-75 м, и к северу (линии 36-49) она увеличивается до 300-500м.
Валерьяновский синклинорий, являющийся рудонесущей структурой, заключающий все магнетитовые месторождения, располагается в осевой части фундамента Тургайского прогиба. Он является крайней восточной структурой Уральской каледоноварийсской складчатой системы. Синклинорий протягивается в Северо-Северо-Восточном направлении более чем на 800 км при ширине 50-90км.
Внутреннее строение Валерьяновского синклинория осложнено складчатыми и разрывными нарушениями. Складчатые структуры внутри синклинария имеют северо –восточное простирание с углом наклона крыльев 40-600. Протяженность складок от нескольких десятков до 100 км при размахе крыльев 7-10 до 15км.
На месторождении широко развиты дизьюнктивные нарушения 1,2 и 3 порядков меридионального, северо-восточного и близширотного направления, что обусловило блоковую структуру месторождения. Между нарушениями 2 порядка выделены участки: Южный и Центральный (разрезы 0-27) , Северный (разрезы 27-53), седьмой эпицентр (разрезы 61-73).
Наиболее крупной на месторождении является так называемая Главная меридиональная тектоническая зона, которая прослеживается на всей его протяжении. Горизонтальная мощность зоны на юге месторождения (линии 0-24) составляет около 50-75 м, и к северу (линии 36-49) она увеличивается до 300-500м.