Изучение хромитовых проявлений палеозой-мезозойских россыпей Волго-Уральского бассейна – генезис, источники и промышленный потенциал

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 24-27-00109

НазваниеИзучение хромитовых проявлений палеозой-мезозойских россыпей Волго-Уральского бассейна – генезис, источники и промышленный потенциал

Руководитель Лаломов Александр Валерианович, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук , г Москва

Конкурс №89 - Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-113 - Геология и генезис рудных месторождений

Ключевые слова хромит, россыпи, Волго-Уральский регион, генезис, месторождения стратегических металлов

Код ГРНТИ38.49.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Распоряжение Правительства РФ от 30 августа 2022 г. № 2473-р "Об утверждении перечня основных видов стратегического минерального сырья" хром относится к стратегическим металлам. Также, для России хром является высокодефицитным критическим сырьем, поскольку на 2/3 потребностей обеспечивается импортом (преимущественно из Казахстана и Турции). В пределах верхнепалеозой-среднемезозойских отложений осадочного чехла приуральской части Восточно-Европейской платформы (ВЕП) в нескольких точках (Нижегородская обл., Башкирия) выявлены кластогенные концентрации хромитов (хромшпинелидов), достигающие промышленных значений. Существенные концентрации россыпных хромитов образуются, как правило, в непосредственной близости от коренных источников. В россыпях дальнего сноса хромиты присутствуют в виде акцессорных минералов (до 1-2% тяжелой фракции), при этом зерна хромитов имеют среднюю и хорошую окатанность. Наличие в осадочном чехле на значительном удалении от возможных коренных источников Урала плохоокатанных зерен хромитов с содержаниями до 10-20% на сегодняшний день не имеет внятного научного объяснения. Источником сноса для россыпей могли быть хромитоносные (а также магнетитоносные и ильменитоносные) массивы или тектонические блоки Южного Предуралья, залегавшие под толщей осадочного чехла ВЕП и в настоящее время полностью уничтоженные эрозией, либо до сих пор не выявленные при геологической и геофизической съёмке. Также источником сноса могли быть покровные офиолитовые структуры (шарьяжи), некогда достигавшие настолько больших размеров, что они распространялись к западу от складчатого Урала. Оба этих гипотетических источника подразумевают ближний перенос и могут объяснить слабую окатанность зёрен хромитов, но для доказательства их присутствия требуется установить неизвестные ныне структурные и вещественные индикаторы. В качестве третьего источника предполагаются офиолитовые массивы (например, Крака или Хабарнинский), удалённые более чем на 200 км от палеозойских россыпных проявлений Башкирии, что требует особого, необычного механизма переноса хромитов, не описанного ранее в геологической литературе. Выяснение генезиса и источника хромитов в осадочном чехле приуральской части ВЕП позволит получить новые данные по структуре и истории развития ультраосновных хромитоносных комплексов Урала, палеогеографических и седиментационных обстановках верхнепалеозойских - среднемезозойских осадочных бассейнов Предуралья, а также построить модель образования хромитовых россыпей. С практической точки зрения, хром относится к стратегическим металлам, но потребности России только на две трети удовлетворяются за счет импорта, поэтому новые месторождения хромитов, в том числе и нетрадиционные россыпные, представляют промышленный интерес. Для решения вопросов генезиса россыпных проявлений хромитов, установления первичных источников, распространения и промышленной значимости необходимо проведение специальных исследований.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В рамках проводимых по данному проекту работ: 1. Собраны и изучены публикации по геолого-минералогическим характеристикам различных вещественно-генетических типов хромовой минерализации восточной части Восточно-европейской платформы (ВЕП), Уральского региона и других областей России и мира (44 наименования). Изучены производственные отчеты по хромитоносным россыпям (5 наименований) и результаты геологического картирования росссыпевмещающих площадей (5 отчетов). 2. В период 01-18.07. 2024 были проведены экспедиционные полевые исследования россыпей Лукояновского россыпного района (ЛРР) Нижегородской области (Итмановская россыпь) и Сабантуйского россыпепроявления (СР) (юго-запад Башкирии, Федоровский район). Текстурно-структурное изучение разрезов и продуктивных отложений позволило реконструировать фациальные условия формирования россыпных концентраций хромшпинелидов. С продуктивного пласта Итмановской россыпи отобрана малая технологическая проба, на СР отобрано 23 пробы из продуктивного пласта, подстилающих и перекрывающих отложений. Пробы коренной хромовой минерализации были предоставлены сотрудником ИГ УФИЦ РАН (г.Уфа), Д.Е. Савельевым (массив Крака и Кемпирсайское месторождение), сотрудником ПГНИИ (г.Пермь) О.Б.Наумовой (Сарановское месторождение) и сотрудником ГИН РАН С.Ю. Колодяжным (Пучеж-Катункская кольцевая структура). 3. Все отобранные и полученные пробы были направлены на аналитические исследования – гранулометрический, минералогический (оптический с заверкой на электронном микроскопе) и химический (РФА и микрозонд). 4. Собранные из опубликованных источников и полученные в результате аналитических работ данные легли в основу создаваемой базы данных минералогии хромшпинелидов восточной части ВЕП. 5. Палеофациальные реконструкции, основанные на опубликованных материалах и дополненные авторским материалами, позволили установить, что для ЛРР оптимальные россыпеобразующие условия сформировались на пике регрессии среднеюрского (батского) бассейна, когда в центральной части купола преобладали условия динамически активного морского мелководья с банками и отмелями. Палеофациальная схема СР находится сейчас в разработке. На данный момент установлено, что в пределах россыпепроявления и на примыкающих территориях выявлены транзитные аллювиальные фации с умеренными содержаниями хромшпинелидов (до 3%), и пляжевые и мелководно-морские (озерные?) фации водоема осадконакопления, где содержание хромшпинелидов достигает 15%. 6. Подстилающие продуктивную батскую толщу ЛРР отложения уржумского яруса средней перми не являются металлоносными. Несмотря на общераспространенное мнение об определяющей роли Уральского орогена в формировании осадочного чехла восточной части ВЕП, хромшпинелиды не могли переноситься на расстояние около 1000 км и образовывать промышленные прибрежно-морские россыпи. По данным геологического картирования установлено, что в пределах Пучеж-Катункской кольцевой структуры (импактного или вулканического кратера), расположенной к северу от ЛРР, присутствует хромовая минерализация, а в перекрывающих ее среднеюрских отложениях наблюдаются повышенные содержания эпидота, циркона, гидроокислов железа, магнетита, хромшпинелидов и ильменита – тех минералов, которые определяют состав продуктивных отложений ЛРР. Таким образом, предполагается, что ЛРР является уникальной россыпеобразующей структурой, образованной за счет размыва эксплозивных/импактных брекчий Пучеж-Катункской кольцевой структуры. 7. Анализ составов россыпных хромшпинелидов с использованием классификационной диаграммы Cr–Al–Fe3+ показал, что хромшпинелиды как Итмановской россыпи, так и СР в большинстве своем соответствуют хромшпинелидам офиолитовых ассоциаций, хотя оба объекта находятся на значительном удалении от офиолитовых массивов Урала. Для СР возможное решение проблемы связано с шарьяжной моделью строения офиолитовых поясов. 8. По проведенным исследованиям были подготовлены 2 статьи и сделаны 4 доклада на конференциях. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Иванова Ю.Н. Особенности хромитосодержащих россыпей Лукояновского россыпного района (Нижегородская область) и условия их формирования // Литология и полезные ископаемые, 2024, № 6, с. 710–720. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Иванова Ю.Н., Иванова Л.А., Горностаев И.Д., Иванова Е.С. Минеральный состав продуктивного пласта и особенности хромитов Лукояновского россыпного района (Нижегородская область) // Литология и полезные ископаемые (принята к опубликованию 11.12.2024) Лаломов А. В. Хромитовые проявления осадочного чехла в пределах Волго-Уральского бассейна: вопросы генезиса и источников. Металлогения древних и современных океанов-2024. Рудогенез. Научное издание. Миасс: ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, 2024. С. 116-118. ISSN 2782-2052 Лаломов А.В. Современные проблемы освоения россыпных месторождений стратегических металлов // Сборник тезисов докладов XXII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Симпозиум «Освоение минерально-сырьевой базы для технологического суверенитета России». М.: ООО «Адмирал Принт», 2024. Т.7. С. 240. ISBN 978-5-00202-664-7 Лаломов А.В. Бочнева А.А., Чефранов Р.М., Чефранова А.В., Григорьева А.В. Россыпная школа ИГЕМ РАН – значение, достижения, перспективы. Осадочные породы. Собрание (научные чтения), посвященные 80-летию основания секции «Осадочные породы МОИП». Сборник научных материалов: Москва, 14 ноября 2024 г. Под ред. Ю.В. Ростовцевой; секция осадочных пород МОИП, Геофизический центр РАН. Москва: МАКС Пресс, 2024. С. 18–21. ISBN 978-5-317-07292-6. Лаломов А.В. Хромитолиты осадочного чехла восточной части ВЕП – генезис, источники, сырьевые перспективы. Вторая научно-практическая конференция Актуальные проблемы поисковой геологии. Москва, ВИМС, 19-21.11.2024. В качестве единственно источника финансирования всех публикаций исследований указан грант Российского научного фонда на выполнение данного проекта № 24-27-00109.

Публикации

1. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Иванова Ю.Н. Источники хромшпинелидов Лукояновского россыпного района Москва, ФГБУ «ЦНИГРИ», Сборник тезисов докладов XIV Международной научно-практической конференции «Геология, прогноз, поиски и оценка месторождений алмазов, благородных и цветных металлов» (15–18 апреля 2025 г., Москва, ФГБУ «ЦНИГРИ»). – М.: ЦНИГРИ, 2025. С.240-242 (год публикации - 2025)

2. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Иванова Ю.Н. Особенности хромитосодержащих россыпей Лукояновского россыпного района (Нижегородская область) и условия их формирования ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ 0024-497X / Lithology and Mineral Resources 0024-4902, ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2024, № 6, с. 710–720 Lithology and Mineral Resources, 2024, Vol. 59, No. 6, pp. 672–682. (год публикации - 2024)
10.1134/S002449022470072X

3. А.В.Лаломов. Хромитовые проявления осадочного чехла в пределах Волго-Уральского бассейна: вопросы генезиса и источников Хромитовые проявления осадочного чехла в пределах Волго-Уральского бассейна: вопросы генезиса и источников Металлогения древних и современных океанов-2024. Рудогенез. Научное издание. – Миасс: ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, , Металлогения древних и современных океанов-2024. Рудогенез. Научное издание. – Миасс: ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, 2024. (год публикации - 2024)

4. Лаломов А.В., Бочнева А.А., Чефранов Р.М., Чефранова А.В., Григорьева А.В. Россыпная школа ИГЕМ РАН – значение, достижения, перспективы. Собрание (научные чтения), посвященные 80-летию основания секции «Осадочные породы МОИП». Сборник научных материалов: Москва, 14 ноября 2024 г. Под ред. Ю.В. Ростовцевой; секция осадочных пород МОИП, Геофизический центр РАН. Москва: МАКС Пресс, 2024. С. 18–21. , Собрание (научные чтения), посвященные 80-летию основания секции «Осадочные породы МОИП». Сборник научных материалов: Москва, 14 ноября 2024 г. Под ред. Ю.В. Ростовцевой; секция осадочных пород МОИП, Геофизический центр РАН. Москва: МАКС Пресс, 2024. С. 18–21. ISBN 978-5-317-07292-6. (год публикации - 2024)

5. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Иванова Ю.Н., Иванова Л.А., Горностаев И.Д., Иванова Е.С. Минеральный состав продуктивного пласта и особенности хромитов Лукояновского россыпного района (Нижегородская область) ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ 0024-497X / Lithology and Mineral Resources 0024-4902, Литология и полезные ископаемые. 2025. № 4. С. 407-419. (год публикации - 2025)
10.7868/S3034537525040031

6. Лаломов А.В. Современные проблемы освоения россыпных месторождений стратегических металлов Сборник тезисов докладов XXII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Симпозиум «Освоение минерально-сырьевой базы для технологического суверенитета России». М.: ООО «Адмирал Принт», 2024., Сборник тезисов докладов XXII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии. Симпозиум «Освоение минерально-сырьевой базы для технологического суверенитета России». М.: ООО «Адмирал Принт», 2024. Т.7. С. 240. ISBN 978-5-00202-664-7 (год публикации - 2024)

7. Лаломов А.В. Россыпные месторождения в системе литотогенеза и их роль в обеспечении стратегических видов минерального сырья России на современном этапе М.: ГЕОС, 2025, Материалы Всероссийской научной конференции (с иностранным участием). Фундаментальные проблемы изучения вулканогенно- осадочных, терригенных и карбонатных комплексов (Литол 2025). М.: ГЕОС, 2025. С. 137-141. (год публикации - 2025)
10.34756/GEOS.2025.17.39204

8. Лаломов А. В., Григорьева А. В., Иванова Ю. Н., Бочнева А. А. ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФЕДОРОВСКОГО РОССЫПНОГО ХРОМИТОВОГО УЗЛА ЮГО-ЗАПАДНОГО ПРИУРАЛЬЯ (БАШКИРИЯ) ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ 0024-497X / Lithology and Mineral Resources 0024-4902 (год публикации - 2026)

9. Лаломов А.В., Савельев Д.Е., Ситдикова Л.М., Григорьева А.В., Борисовский С.Е., Чефранов Р.М., Иванова Ю.М., Иванова Л.А. Хромшпинелиды Федоровского россыпного узла Южного Предуралья (Башкирия, Россия) и их происхождение Геология рудных месторождений 0016-7770 / Geology of Ore Deposits 1075-7015 (год публикации - 2026)

Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В ходе проведения проекта в 2025 г. были выполнены все запланированные мероприятия и получены следующие результаты: 1. Проведены полевые работы на пермских отложениях правобережья р. Кама. Было описано и опробовано три разреза красноцветных терригенных континентальных пермских отложений верхнеказанского яруса пермской системы в районе Красного Бора (Нижнекамского водохранилища, 50 км к востоку от г. Набережные Челны), в районе г. Елабуга и в устье р. Вятка. Полученные пробы проанализированы минералогическим и химическими анализами (РФА) с целью установления их возможной связи с хромитовыми россыпными проявлениями восточной части чехла ВЕП. 2. Методами рентгеноспектрального микроанализа и на сканирующем электронном микроскопе исследованы пробы Сабантуйского россыпепроявления хромитов ФРУ, приуроченного к верхнеказанскому ярусу пермской системы, отобранные в полевой сезон 2024 г. Получены данные по их химическому составу и внутренней структуре, выделены основные структурно-морфологические типы зерен. Проведен рентгеноспектральный микроанализ проб хромшпинелидов офиолитовых поясов Южного Урала. Полученные данные нанесены на диаграмму Павлова (Cr-Al-Fe3+) (Павлов и др., 1979). Это показало, что практически все хромшпинелиды ФРУ совпадают по составу с исследованными и изученными хромшпинелидами Ю.Урала, что указывает на их генетическую связь. Некоторые отличия могут быть связаны с гипергенными преобразованиями россыпных хромшпинелидов (образование хроммагнетитовых кайм). 3. Проанализирован литолого-фациальный характер отложений хромитовых россыпепроявлений ФРУ, приуроченных к раннеказанским отложениям пермского периода. По структурно-текстурным данным в разрезе выделены отложения пляжево-мелководных (морских или озерных) и аллювиальных палеофаций. При этом они не являются одновозрастными: из строения осадочных толщ ФРУ, в которое входит Сабантуйское россыпепроявление, следует, что литоральные пляжевые и мелководно-морские (озерные) отложения имеют раннеказанский возраст, а аллювиальные (более молодые) россыпепроявления –позднеказанский (уржумский ?) Методами оптической минералогии исследованы 7 образцов ФРУ, обогащенных тяжелыми минералами, установлен минеральный состав зернистой части и цементирующей песчаники массы. Минеральный состав выделенных комплексов близок, но не одинаков: в составе тяжелой фракции преобладает магнетит и титаномагнетит (52–72 % тяжелой фракции, тф), хромшпинелиды (12 – 31% тф), ильменит (3 – 10%). В сумме они составляют 88 % для аллювиальных отложений и 97 % для пляжево-мелководных, при этом выход тяжелой фракции в пляжево-мелководных отложениях 34-56% (среднее 46,8%), существенно выше, чем в аллювиальных – 9,9-20.0% (среднее 13,9%). Это объясняется более благоприятными условиями шлихования минералов тяжелой фракции в волноприбойном потоке по сравнению с однонаправленным аллювиальным. Аллювиальные отложения содержат значительно больше циркона и рутила, хотя, как правило, именно в пляжевых и мелководных отложениях наблюдается наибольшая их концентрация. Это является дополнительным подтверждением того, что выделенные комплексы не связаны в одну транзитно-аккумулятивную систему и существовали раздельно: в противном случае, пляжевые и мелководные отложения были бы обогащены цирконом и ильменитов по сравнению с аллювиальными. Транзитные аллювиально-дельтовые фации ранненеказанского бассейна на данном этапе исследований не установлены. По общей литолого-фациальной схеме территории они располагаются восточнее Федоровского россыпного узла. В свою очередь, для транзитного аллювиального комплекса не выявлена зона бассейнового осадконакопления, в которой можно ожидать появление россыпных проявлений, которые могли бы иметь промышленный интерес по содержаниям хромшпинелидов и объемам рудных отложений. Предполагается, что они расположены к западу от Федоровского россыпного узла в пределах нижнеуржумской (верхнеказанской?) толщи. На основании полученных результатов сформулировать модель образования хромитоносных россыпей. Первоначальное предположение о генетической связи хромитоносных Лукояновских (Нижегородская обл.) и Федоровских (юго-западная Башкирия) россыпей не получило подтверждения в ходе проведения работ по проекту. Было установлено, что для Лукояновского россыпного района источником хромшпинелидов могли являться породы Пучеж-Катункской кольцевой структуры. Хромитовые россыпи верхнеказанского яруса пермской системы юго-западной Башкирии существенно отличаются по своему составу и генезису от россыпей Лукояновского района. Они тесно связаны с офиолитовыми массивами Южного Урала. Характерные для них особенности россыпей ближнего сноса объясняются аллохтонным характером массивов. Можно предположить возможность продвижения офиолитового аллохтона далеко на запад от зоны офиолитовых швов в сторону Восточно-Европейской платформы (во время пермского орогенеза), ближе к тем морфоструктурным и литодинамическим обстановкам, которые были благоприятны для накопления россыпных концентраций хромшпинелидов. Шарьяжная модель строения офиолитовых массивов Южного Урала позволяет предположить наличие аналогичных россыпных хромитовых проявлений в зоне сочленения субаэральных и морских терригенных отложений среднепермского биармийского отдела примыкающей к Уралу восточной части Восточно-Европейской россыпной мегапровинции. По результатам проведенных исследований в 2025 г. подготовлены и приняты в печать 2 статьи (Геология рудных месторождений и Литология и полезные ископаемые), а также сделаны доклады с опубликованием тезисов на конференциях в ЦНИГРИ и ГИН РАН. В публикациях указан единственный источник финансирования – проект РНФ № 24-27-00109, https://rscf.ru/project/24-27-00109.

Публикации