VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Маукское месторождение железных руд
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Геологией я увлекся еще в первом классе. Я представлял профессию геолога очень интересной- с путешествиями, приключениями. Я начал собирать минералы в свою небольшую коллекцию. Интересные образцы попадаются и в городе, и за городом, и в путешествиях. Свою коллекцию мне подарила прабабушка-геолог. Я посетил Краеведческий музей нашего города, а также Государственный геологический музей им. В.И.Вернадского в Москве.
Я узнал, что мой родной край - Челябинская область- богат различными полезными ископаемыми. Здесь имеются руды черных и цветных металлов, уголь, химическое сырье, разнообразные строительные материалы и самоцветы. Разведано более 300 промышленных месторождений. Я стал заниматься в Клубе юных геологов. И вот, наконец, я совершил свою первую настоящую геологическую экспедицию. В июле 2018 года наш коллектив клуба «Юный геолог» ДПШ им. Н.К.Крупской (20 учащихся) выполнял геологические работы с целью поиска железных и титановых руд на Маукском участке, расположенном в 4 км западнее посёлка Маук, Каслинского района Челябинской области.
Цель моей работы – изучить свойства добытых самостоятельно минералов.
Для этого мне нужно будет решить следующие задачи:
изучить историю Маукского месторождения;
выявить особенности внешнего вида, а также свойства добытых образцов известными мне методами;
Объектом исследования – являются горные породы и минералы.
Предметом – свойства минералов.
В моей работе применялись следующие методы исследования: геологическая экспедиция, изучение литературы и интернет-информации, наблюдение.
Основная часть
Краткая характеристика Маукского месторождения железных руд
Маукское месторождение железных руд расположено на восточном склоне Среднего Урала, в 4.2 км западнее ж.д. станции Маук, Каслинского района Челябинской области (Рис.1). В физико-географическом отношении район месторождения представляет собой слаборасчлененную местность восточного склона Среднего Урала. Абсолютные отметки рельефа на месторождении колеблются от 410 до 515м. Непосредственно проявление расположено левом берегу реки Кизил.
Климат района резко континентальный. Среднегодовая температура составляет +0,30С и в течение года колеблется от -480С (январь) до +360С (июль).
Район проявления полностью покрыт лесами. Леса здесь смешанные сосново-лиственные.
Месторождение располагается в экономически хорошо освоенном районе с развитой сетью автомобильных и железных дорог. В 8 км к западу от месторождения проходит железная дорога Екатеринбург-Челябинск. Ближайшей станцией на этой дороге является пос. Маук соединенный с городом Верхний Уфалей автомобильной дорогой с твердым покрытием.
Поселок Маук находится в Каслинском районе Челябинской области, в 19 км к западу от г. Касли. Каслинский район расположен в северной части Челябинской области. С севера он граничит со Свердловской областью, с юга и юго-запада – с Кунашакским районом Челябинской области, с юга – с Озерским и Кыштымским городскими округами, с запада – с Верхнеуфалейским и Снежинским городскими округами.
Поселок основан в конце 19 века- в 1894 году, раньше он был важным пунктом в транспортной сети края. Теперь знаменит Маукским рудником. Переводится Маук с тюркского языка — «золотое дно», недалеко от него было несколько золотомоев, где добывали золото.
В поселке проживает меньше тысячи человек. Они занимаются сельским хозяйством, работают на пилораме, а также в Мауке расположена одноименная станция Южно-Уральской железной дороги, через которую проходит путь Екатеринбург — Верхний Уфалей — Челябинск.
Рисунок 1 - Обзорная карта Маукского месторождения железных руд, масштаб 1:200 000
Краткие сведения об изученности района Маукского месторождения железных руд
История освоения железных руд Касли начинается в 1747 году с закладки чугунолитейного завода на речке Кургулак, берущей начало в Большом Каслинском озере. Указом от 1736 года частным промышленникам было разрешено покупать земли у местного башкирского населения. Канцелярия Главного правления уральских горных заводов в 1745 году по просьбе оренбургского губернатора И. И. Неплюева опубликовала обращение к частным лицам с призывом осваивать рудные богатства Башкирии. В ответ на это обращение посадский человек из Тулы купец Яков Родионович Коробков – (внучатый племянник первой жены Акинфия Никитича Демидова – младшего, и самого деятельного сына Основателя династии Демидовых – Никиты Антуфьевича Демидова) 15 мая 1746 года заключил с Оренбургской канцелярией контракт на строительство железоделательного завода.
История изучения Маукского месторождения начинается с начала XX века, когда в 10 верстах к северо-западу от д. Маук были найдены железистые кварциты. Добытые руды складировались в штабеля недалеко от карьера. Эти штабеля так и не вывезли, скорее всего, добывались они ещё в царское время, а после революции о них просто забыли. Два больших штабеля сохранились до наших дней (Приложение 1), один (ближе к грунтовой дороге) практически полностью вывезен, скорее всего, для отсыпки дороги и при строительстве дамбы. По всей дороге можно увидеть кварциты с блёстками гематита. Когда мы добирались пешком до нашего лагеря, а он был разбит в 4 км от поселка Маук, я заметил, что все дорожки блестят на солнце.
Геологическое строение Маукского месторождения железных руд
Кизильская площадь расположена в пределах Уфалейского антиклинория сложенного гнейсо- мигматитовым комплексом, где находятся основные промышленные месторождения гранулированного кварца (Кыштымское, Кузнечихинское, Маукское, Агордяшское).
Оруденение расположено на восточном крыле Кизильской аниклинали. Оруденение приурочено к пластовой интрузии апопироксеновых гранатовых амфиболитов, представляющей собой серию сближенных параллельных тел, разделённых пластами сланцев и апосланцевых мигматитов. Амфиболы подвергались интенсивному окварцеванию и эпидотизации до образования эпидот-биотитовых-кварцевых сланцев, кварцевых эпидозитов и кварцевых гранатитов. Рудная залежь имеет общую мощность около 5,5 метров. Основными рудными минералами являются магнетит и гематит; нерудными – кварц, гранат, эпидот, биотит, ортит, апатит, эгирин, плагиоклаз, флогопит. Руды подвергались эндогенному окислению, что подтверждалось уменьшением содержанию магнетита и возрастанием количества гематита. Текстура руд массивная, линзовидно-полосчатая, вкрапленная; структура гиганто-, крупно-, и среднезернистая. Руды проявления добывались до революции двумя небольшими (30х40м и 20х60м) карьерами глубиной до 4 м.
Рисунок 2 - Обзорная геологическая карта Маукского месторождения, масштаб 1:200 000
Результаты моего исследования
Мое исследование проходило в два этапа: полевой этап- в ходе самой экспедиции и камеральный – дома и на занятиях в клубе «Юный геолог». Во время экспедиции я нашел кварциты с включениями гематита и магнетита, а также рутил в обнаруженных во время экспедиции старых канавах.
После полевого этапа я изучал найденные образцы, описывал их свойства. Кроме того, в интернете и с помощью преподавателя я нашел информацию об истории Маукского месторождения.
Фото складированных штабелей железных руд в Приложении 1. Там мною найдено несколько образцов железных руд. Их можно разделить на два типа: сильномагнитные и слабомагнитные.
Сильномагнитные- кварциты, представленные, в основном, магнетитом, включения гематита в них минимальные. Образец представляет собой кварцит с включениями магнетита. Фото образца в Приложении 2. Магнетит черного цвета, в форме неправильных обломков, размером до трех мм.
Магнетит (магнитный железняк) – черный непрозрачный минерал; состоит из закиси и окиси железа. Это важнейшая железная руда. Блеск металлический, металловидный или магнетит матовый. Твердость 5,5-6. Удельный вес 4,9-5,2 г/см3. Черта черная. Магнитный. Кусок магнитного железняка, добытого на горе Высокой, уже более века силой магнитного притяжения держит 50-килограммовую гирю. Спайность отсутствует. Сплошные зернистые, плотные или рыхлые (магнетитовый песок) массы, отдельные кристаллы (октаэдры, ромбические додекаэдры), двойники; вкрапления; россыпи. Сингония кубическая. Кристаллы бывают вросшие или наросшие. Магнетит легко узнать по его основным свойствам - по железно-черному цвету, по черной черте и по магнитности.
Слабомагнитные - кварциты с большим включением гематита, магнетита довольно мало. Фото образца – Приложение 3. Гематит серовато-черного цвета с сильным металлическим блеском представлен в виде чешуек.
Гематит ( красный железняк) – окись железа, минерал железно-черного цвета с вишнево-красной чертой. Одна из важнейших руд железа. Блеск металлический, металловидный или гематит матовый. Твердость 5,5-6,5, некоторые разности имеют среднюю твердость или являются мягкими. Удельный вес 4,9-5,3 г/см3. Цвет вишнево-красный, темный стально-серый, железно-черный. Черта вишнево-красная. Спайность отсутствует. Натёчный, зернистый, плотный, землистый, листоватый, чешуйчатый, оолитовый; кроме того, отдельные кристаллы и вкрапления. Сингония тригональная. Если минерал размельчить в порошок и размешать в воде, она становится темно-красной, алой как кровь.
При исследовании района Маукского месторождения железных руд во время экспедиции нами были обнаружены старые канавы (Приложение 4). При изучении пород, вскрытых канавами, нами была найдена рутиловая минерализация (Приложение 5).
Образец - гранулированный кварц рыжевато-серого цвета с многочисленными удлинённо-призматическими кристаллами рутила. Кристаллы рутила серого цвета с красноватым отливом.
Рутил - природный минерал, обладающий алмазным блеском и интересными оттенками, относится к классу оксидов и является рудой титана. Кристаллы обладают игольчатой, столбчатой или волосовидной формой. Встречаются призматические, сетчатые, коленчатые двойники и тройники, а также россыпи различных конкреций. Основным элементом в химическом составе (TiO2) является титан. Из примесей присутствуют железо, олово, ниобий и тантал. На цвета, варьирующиеся от практически бесцветного до желтого, красно-бурого и черного, существенное влияние оказывает процент того или иного элемента в примесях. Полупрозрачный или мутный камень имеет среднюю твердость, плотность и спайность, устойчив к кислотам. В породе соседствует с ильменитом, гранатом, кварцем и гематитом. Рутил часто используют как коллекционный минерал. Его формы разнообразны и причудливы.
Заключение
Благодаря экспедиции и своей работе, я собственными глазами увидел где и каким образом располагается одно из многочисленных месторождений железных руд Урала. Я увидел как складировалась до революции железная руда. Мною найдены образцы кварцитов с включениями гематита и магнетита. Они отличаются внешне, а также физическими свойствами.
Я сравнил свойства, описанные в книгах по геологии, с настоящими образцами. Магнетит обладает свойством притягивать металлические предметы.
Минералы гематит и магнетит являются основным сырьем для получения железа. Без этой экспедиции я вряд ли мог представить как выглядит месторождения железа.
Кроме полезных свойств и применения в промышленности найденные минералы очень красивы. Их часто используют коллекционеры. Ценятся как кристаллы магнетита и рутила, так и изделия из них.
Таким образом, поставленные задачи решены, цель работы достигнута.
Список литературы
Ферсман, А.Е. Занимательная минералогия – Детская литература, 1975.
Мар, Е.П. О простом железе М., Детгиз, 1957.
Интернет-ресурсы:
Минералы и месторождения России [Электронный ресурс] — Режим доступа: URL: http://webmineral.ru/deposits/item.php?id=4555
ПоЧел [Электронный ресурс] — Режим доступа: URL: http://pochel.ru/c/421-poselok-mauk/
Горная энциклопедия [Электронный ресурс] — Режим доступа: URL: http://www.mining-enc.ru/k/kolchedannye-mestorozhdeniya/
Справочник по геологии [Электронный ресурс] — Режим доступа: URL: http //www.geolib.net/mineralogy/
Приложения
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
ПРИЛОЖЕНИЕ 5