В 2010-2012 гг. на месторождении Аюсай, согласно проекту «Поисково-оценочные работы на полиметаллы на участке Аюсай», ТОО АГП «Поисково-съемочная экспедиция» проводило комплекс геологоразведочных работ, включающий: опережающие геофизические исследования и поисковое бурение колонковых скважин. С целью уточнения конфигурации и местоположения известных положительных магнитных аномалий и выявления новых аномалий проводилась наземная магнитная съемка по сети 100 х 10 метров (11 аномалий, 3 из них новые). Для определения мощности разреза мезозой-кайнозойских отложений выполнено вертикальное электрическое зондирование (ВЭЗ) площади по сети 200 х 200 метров. С целью обнаружения поляризуемых объектов проводились электроразведочные работы методом СГ (срединный градиент) – ВП по сети 200 х 50 метров. Основной целью поискового бурения являлось обнаружение промышленно значимого полиметаллического оруденения с попутным уточнением площадей распространения залежей бокситов, углей и выявлением новых тел высокоглиноземистых отложений и углей. Было пробурено 23 скважины общим объемом 2684 погонных метра, из продуктивной толщи отобраны керновые пробы, длина которых в большинстве случаев составляла 1 метр. Спектральным анализом на 12 элементов было проанализировано 418 проб, в 248 пробах произведен рентгеноспектральный анализ с определением содержаний Al2O3, SiO2 и Fe2O3 и в 316 пробах выполнен химический анализ с целью определения содержаний свинца и цинка.
Зоны свинцово-цинковой минерализации и высокоглиноземистые образования участка Аюсай локализованы в отложениях мезозой-кайнозойского разреза, которые со структурным несогласием и с субгоризонтальным залеганием перекрывают раннекаменноугольные карбонатно-терригенные литофации центральной части Аюсайской синклинали (палеозойский фундамент), представленные породами аюсайской серии и Аюсайского рифового комплекса. В границах участка осадки мезозой-кайнозоя представлены, снизу вверх: нерасчлененными отложениями триас-раннеюрского возраста, нерасчлененными образованиями юрского возраста, обломочными литофациями машатской свиты плиоцена и аллювиально-пролювиальными отложениями верхнего звена четвертичной системы и голоцена.
В морфологическом плане, палеозойский фундамент (в пределах месторождения) представляет собой незамкнутую с юга палеодепрессию, размером 1.6 х 2.5 километра. Домезозойская поверхность депрессии имеет расчлененный ступенчатый рельеф, обусловленный многочисленными малоамплитудными разломами сбросо-взбросового типа северо-восточного и северо-западного простирания. По результатам буровых и электроразведочных работ в контуре депрессии выделяется ряд впадин субмеридионального простирания, протяженностью до 1.5-1.6 км и шириной до 350-360 метров, разделенные выступами в фундаменте. В свою очередь, выступы ограничены разломами субвертикального заложения. Высота уступов изменяется от первых метров до 80-90 метров. На отдельных участках морфология впадин осложнена разломами субширотного простирания, что находит отражение в появлении дополнительных уступов и перемычек в их продольных сечениях. Ступенчатый рельеф палеозойского фундамента перекрыт литифицированными и слабо литифицированными породами мезозой-кайнозойского возраста. Установлены места налегания на фундамент как нерасчлененных отложений триас-раннеюрского возраста, так и осадков юрского возраста. Другими словами, отмечается выпадение из разреза нерасчлененных триас-раннеюрских отложений. Этот факт имеет место, как в отрицательных, так и на положительных формах рельефа палеозойского фундамента, который на данных участках перекрыт образованиями юрского возраста. Такое выполнение рельефа объясняется продолжавшимися в триас-юрское время инверсионными подвижками блоков фундамента по субвертикальным разломам и как следствие постоянно изменяющимся рельефом. Для отложений, образующих кровлю палеозойского фундамента, характерны многочисленные проявления процессов домезозойского карстообразования, представленные микропустотами, пустотами, кавернами, полостями растворения и трещинами с извилистыми, неровными стенками. Размеры полостей изменяются от миллиметров до нескольких метров. В большинстве случаев, карстовые формы заполнены коричневыми, бурыми, красновато-коричневыми глинами, гидроокислами и окислами железа, обломками вмещающих известняков и кальцитом белого цвета. Наиболее ярко карстообразование проявлено в известняках Аюсайского рифового комплекса и в относительно меньшей степени в терригенно-карбонатных породах аюсайской серии. Мощность разреза, затронутого процессами карстообразования, изменяется от первых метров до 100-150 метров, что было обусловлено, существовавшим на тот момент времени, рельефом фундамента. Описание разрезов аюсайской серии и Аюсайского рифового комплекса было приведено выше, в главе «Стратиграфия».
Стратиграфическое подразделение, выделяемое на проявлении Аюсай, как нерасчлененные триас-раннеюрские отложения, сложено «пестроокрашенными», бурыми, сургучно-красными, коричневыми, коричневато-светло-серыми, голубовато-серыми глинами и аргиллитами, алевролитами и песчаниками полимиктового состава с глинистым цементом. Участками, присутствуют отдельные прослои мелко-среднеобломочных конгломерато-брекчий, количество которых увеличивается в юго-западной части участка (скв. 15). В отдельных скважинах, в основании разреза наблюдаются «плавающие» неокатанные обломки и блоки (размером до 0.5 метров) серых, светло-серых известняков, являющихся продуктом разрушения выступов палеозойского фундамента. Особое место в разрезе подразделения занимают линзы и горизонты глиноземистых и высокоглиноземистых пород, представленных бокситами, аллитами, сиаллитами, бокситоподобными и каолинитовыми глинами, которые выделяются только по данным химического анализа. Помимо высокоглиноземистых пород, описываемое подразделение характеризуется повышенными содержаниями свинца и цинка в своих отложениях, что резко выделяет его из всего мезозой-кайнозойского разреза в районе работ. Обнаружение свинцово-цинкового оруденения в триас-раннеюрских отложениях являлось основной целью, проведенных поисково-оценочных работ на участке Аюсай. Ниже приводится описание разреза триас-раннеюрских отложений, вскрытых скважиной 08. Сверху вниз залегают:
Инт. 43.3 – 46.7 м. Чередование светло-серых песчанистых аргиллитов и глинистых песчаников. Присутствуют многочисленные пизолиты и бобовины. Отмечается обилие пирита в виде вкрапленности и крупных (до 0.5-1 см) стяжений.
Инт. 46.7 – 48.4 м. Светло-коричневато-серые глинистые песчаники с вкрапленностью пирита и редкой вкрапленностью галенита. Отмечаются небольшие пустотки, заполненные глинистым материалом.
Инт. 48.4 – 59.0 м. Красновато-бурые железистые глинистые песчаники, алевролиты и аргиллиты с пизолитами и бобовинами.
Инт. 59.0 – 65.1 м. Красновато-коричневые железистые глинистые песчаники с многочисленными пизолитами и бобовинами. Наряду с целыми формами пизолитов, присутствуют и их фрагменты.
Инт. 65.1 – 68.0 м. Розовато-светло-серые глинистые песчаники с многочисленными пизолитами и бобовинами.
Инт. 68.0 – 71.3 м. Светло-серые глинистые песчаники с многочисленными бобовинами.
Инт. 71.3 – 78.9 м. Буровато-красные, светло-розовые, темно-бурые железистые глинистые песчаники и алевролиты с многочисленными пизолитами и бобовинами.
Инт.78.9 – 85.3 м. Светло-серые, светло-розовые глинистые песчаники с большим количеством бобовин.
Инт. 85.3 – 88.7 м. Темно-бурые, красновато-коричневые железистые глинистые песчаники с многочисленными бобовинами и пизолитами.
Инт. 88.7 – 97.7 м. Темно-бурые железистые глинистые песчаники и алевролиты с многочисленными пизолитами и бобовинами.
Инт. 97.7 – 100.2 м. Розовато-светло-серые песчанистые аргиллиты с многочисленными пизолитами и бобовинами.
Инт. 100.2 – 118.5 м. Темно-вишневые, темно-бурые железистые аргиллиты с большим количеством пизолитов и бобовин.
Инт. 118.5 – 120.4 м. Красновато-бурые железистые глинистые песчаники, аргиллиты с пизолитами.
Инт. 120.4 – 123.1 м. Красновато-бурые, бурые железистые песчаники с пизолитами.
Инт. 123.1 – 126.9 м. Светло-серые, красные глины с прослоями песчаников. Отмечаются обломки светло-серых известняков.
Ниже залегают серые биокласто-литокластовые известняки аюсайской серии нижнего карбона. Мощность стратиграфического подразделения в скважине 08 составляет 83.6 метра (максимальное значение из всех пробуренных скважин). Для триас-раннеюрских отложений характерны значительные колебания мощности (от 1.8 м в скв. 012 до 83.6 м в скв. 08) и изменения ее значений на довольно коротких расстояниях, что объясняется осадконакоплением на расчлененный рельеф палеозойского фундамента.
Выше по разрезу, триас-раннеюрские отложения согласно перекрываются осадками юрского возраста, которые на участке Аюсай объединены в стратиграфическое подразделение под названием нерасчлененные юрские отложения. Помимо согласных взаимоотношений с триас-раннеюрскми образованиями, юрские осадки на отдельных участках месторождения Аюсай, со структурным несогласием залегают на известняках нижнего карбона. Визитной карточкой юрских осадков являются угли и слоистые углисто-глинистые отложения, представленные глинами, аргиллитами и алевролитами. Помимо глинистых разностей, в строении разреза участвуют песчаники, известняки, гравелиты, полимиктовые конгломераты и конгломерато-брекчии. В северной и центральной части проявления Аюсай, доминирующее положение в разрезе нерасчлененных юрских отложений занимают углистые и углисто-глинистые породы. С другой стороны, в южном и юго-западном направлении (скв. №№ 011, 015, 026, 028) происходит постепенное увеличение в разрезе (до преобладания) роли песчаников, гравелитов, конгломератов и конгломерато-брекчий. В основании разреза нерасчлененных юрских отложений, залегающих на палеозойском фундаменте (скв. 0.2, 0.3), среди углистых аргиллитов и алевролитов встречаются крупные блоки (до первых десятков метров в поперечном сечении) известняков Аюсайского рифового комплекса и аюсайской серии (переотложенные блоки с палеозойских выступов). Для углистых аргиллитов, алевролитов и углей характерны вкрапленность пирита и многочисленные конкреции и стяжения, сложенные пиритом и марказитом. Разрез подразделения в северо-восточной части проявления приводится по скважине 07, где сверху вниз залегают:
Инт. 7.8 – 10.2 м. Светло-серые известковистые глины.
Инт. 10.2 – 11.7 м. Серые, светло-серые с коричневыми пятнами глины, алевритистые глины.
Инт. 11.7 – 13.0 м. Серые, светло-коричневые, коричневые глины, реже аргиллиты.
Инт. 13.0 – 16.1 м. Серые глины и аргиллиты с остатками флоры.
Инт.16.1 – 19.8 м. Серые тонкослоистые аргиллиты с тонкими прослойками алевролитов.
Инт. 19.8 – 23.0 м. Серые алевролиты с фауной пелеципод и обломками обугленной древесины.
Инт. 23.0 – 26.3 м. Ритмичное чередование: серых тонкослоистых известняков, мергелей с обилием фауны и серых, темно-серых алевролитов и аргиллитов.
Инт. 26.3 – 30.6 м. Черные угли с мелкой вкрапленностью пирита и с тонкими прослоями песчаников.
Инт. 30.6 – 33.1 м. Темно-серые, черные углисто-глинистые песчанистые породы с многочисленными обломками обугленной древесины. Отмечается вкрапленность пирита.
Инт. 33.1 – 35.2 м. Серые, светло-серые глины и аргиллиты с редкими обломками обугленной древесины.
Инт. 35.2 – 36.8 м. Черные угли с редкими слойками углистых песчаников и алевролитов.
Инт. 36.8 – 41.3 м. Темно-серые, черные алевролиты и аргиллиты с прослоями черных углей.
Инт. 41.3 – 46.9 м. Серые аркозовые песчаники с прослоями алевролитов, в которых присутствуют обломки обугленной древесины.
Инт. 46.9 – 53.2 м. Серые, темно-серые аргиллиты, алевролиты, прослои светло-серых аркозовых песчаников и черных углей. Присутствуют многочисленные фрагменты обугленной древесины и крупные стяжения пирита, приуроченные к углистым разностям отложений.
Инт. 53.2 – 56.0 м. Светло-серые, серые аркозовые песчаники с мелкими обугленными обломками флоры.
Инт. 56.0 – 61.8 м. Серые, темно-серые углистые алевролиты с прослоями аргиллитов и мелкозернистых песчаников.
Инт. 61.8 – 68.0 м. Темно-серые разнозернистые песчаники с тонкими слойками и обломками углей, с фауной пелеципод и вкрапленностью пирита. Отмечается прослой (0.4 м) конгломерато-брекчий с обломками обугленной древесины, бурых аргиллитов, фрагментами крупных пелеципод и с единичными бобовинами.
Инт. 68.0 – 68.7 м. Черные углисто-глинистые отложения с многочисленными обломками обугленной древесины. Отмечается вкрапленность и стяжения пирита. В инт. 68.0 – 68.1 м присутствуют многочисленные пизолиты.
Ниже залегают глинистые песчаники триас-раннеюрского возраста. Мощность юрских отложений в скважине 07 составляет 60.9 метра.
В южной части участка, определяющую роль в строении разреза юрских отложений играют относительно крупнозернистые и обломочные литофации. Ниже приводится разрез по скважине 026, где сверху вниз залегают:
Инт. 12.0 – 15.0 м. Светло-серые с красными пятнами глины.
Инт. 15.0 – 19.9 м. Светло-серые, красные алевролиты с прослоями аргиллитов и песчаников.
Инт. 19.9 – 23.8 м. Красноцветные среднезернистые песчаники.
Инт. 23.8 – 35.5 м. Лилово-светло-серые мелкогалечные конгломераты с прослоями светло-серых песчаников.
Инт. 35.5 – 39.5 м. Чередование серых конгломерато-брекчий и разнозернистых песчаников.
Инт. 39.5 – 42.2 м. Светло-серые конгломераты с прослоями серых разнозернистых известковистых песчаников.
Инт. 42.2 – 46.6 м. Серые конгломерато-брекчии с прослоями алевролитов и светло-серых известковистых песчаников.
Инт. 46.6 – 50.0 м. Чередование серых конгломератов и серых разнозернистых песчаников.
Инт. 50.0 – 56.6 м. Чередование брекчий, грубозернистых полимиктовых песчаников и известковистых песчаников.
Инт. 56.6 – 59.4 м. Чередование темно-серых конгломератов, разнозернистых песчаников, алевролитов и аргиллитов.
Инт. 59.4 – 60.9 м. Темно-серые конгломерато-брекчии, светло-серые песчаники и алевролиты.
Инт. 60.9 – 64.0 м. Чередование серых брекчий, темно-серых грубозернистых песчаников и светло-серых алевропесчаников.
Инт. 64.0 – 66.5 м. Чередование темно-серых конгломератов, песчаников и светло-серых известняков.
Инт. 66.5 – 68.0 м. Светло-серые известняки.
Инт. 68.0 – 72.9 м. Чередование темно-серых конгломерато-брекчий и светло-серых полимиктовых песчаников.
Инт. 72.9 – 76.6 м. Темно-серые конгломерато-брекчии с прослоями градационнослоистых песчаников.
Инт. 76.6 – 79.0 м. Темно-серые конгломерато-брекчии с отдельными прослоями светло-серых песчаников и серых алевролитов.
Инт. 79.0 – 80.1 м. Светло-серые полимиктовые конгломераты.
Инт. 80.1 – 83.6 м. Светло-серые конгломераты с прослоями разнозернистых градационнослоистых песчаников.
Инт. 83.6 – 85.0 м. Светло-серые конгломераты с прослоями мелкозернистых полимиктовых песчаников.
Ниже по разрезу залегают красноцветные алевролиты с пизолитами триас-раннеюрских отложений. Мощность юрских осадков в скважине 026 составляет 73 метра. Мощность нерасчлененных юрских отложений в пределах участка Аюсай изменяется в широких пределах. Минимальные ее значения от 3.0;6.2 и 14.8 метров фиксируются в скважинах 019, 020 и 17, расположенных в западной части участка. Максимальные значения мощности 197.3; 203 и 150 метров установлены в скважинах 011, 02 и 03, пробуренных в юго-восточной части, где юрские осадки выполняют впадины в палеозойском фундаменте. На большей части площади своего развития, мощность юрских отложений колеблется от 50 до 120 метров, что также связано с существовавшим рельефом домезозойского фундамента. В скважине 03, в нижней части разреза стратиграфического подразделения, представленной углисто-глинистыми отложениями с «плавающими», переотложенными обломками и блоками серых («палеозойских») известняков, выделяются два невыдержанных по простиранию интервала с повышенными содержаниями цинка и свинца. Так по результатам химического анализа в интервале 113.7 – 119.7 метров содержания цинка изменяются от 0.18% до 0.99%, свинца от 0.05% до 0.32 процентов. А в интервале 123.3 – 128.0 метров содержания цинка составляют от 0.14% до 0.26%, свинца от 0.03% до 1.18 процентов.
Выше по разрезу, нерасчлененные юрские отложения с несогласными взаимоотношениями перекрываются светло-серыми брекчиями, конгломерато-брекчиями и валунно-галечными литофациями машатской свиты плиоцена. Обломочный материал в породах представлен галькой и неокатанными фрагментами известняков, значительно реже доломитов и песчаников. Мощность свиты в пределах участка обычно составляет 2-7 метров, местами достигает 13 метров. На всей площади участка, на отложениях плиоцена залегают аллювиально-пролювиальные осадки верхнего звена четвертичной системы и голоцена мощностью 0.5-2.0 метра, представленные супесями, суглинками и песками с галькой и щебнем карбонатных пород.
Угли. Практический интерес в нерасчлененных юрских отложениях на участке Аюсай, могут представлять установленные тела бурых углей, отдельные пласты которых при острой необходимости возможно разрабатывать и использовать в интересах местного населения. Пласты и линзы углей продуктивной мощности при субгоризонтальном или слабонаклонном в южном направлении залегании, встречены в северо-восточной и северной части, описываемой площади (скважины №№ 1, 3, 6, 06, 07, 08, 016, 018). Так в скважине 1 угли с прослоями углисто-глинистых отложений вскрыты в интервале 58.0 – 79.0 метров, в скважине 3 угли фиксируются в интервале 57.9 – 59.4 метра, а в скважине 6 в интервале 27.6 – 31.0 метр. В интервале 41.3 – 47.2 метра угли установлены в скважине 06, в скважине 07 угли встречены в двух интервалах 26.3 – 30.6 метров и 35.2 – 36.8 метров. В скважине 016 они вскрыты в интервале 25.8 – 27.4 метра, а в скважине 010 в интервале 55.5 – 58.5 метра. В южном и западном направлениях происходит постепенное уменьшение мощности пластов углей (до первых десятков сантиметров), что имеет место в скважинах 02, 03, 04 и 20. И отмечается их полное исчезновение в разрезе юрских отложений юго-западной части, описываемой территории (скважины №№ 015, 026, 028). По заключению Испытательной лаборатории топлива АО «КазНИИ энергетики имени академика Ш.Ч. Чокина» угли проявления Аюсай отнесены к бурым углям марки Б-3 по ГОСТ 28663-90.
Алюминий. Как уже отмечалось выше, глиноземистые породы участка Аюсай, представленные бокситами, аллитами, сиаллитами и каолинитовыми глинами, приурочены к нерасчлененным отложениям триас-раннеюрского возраста и занимают доминирующее положение в разрезе стратиграфического подразделения, формируя основной объем стратона. Визуально это глины, аргиллиты, алевролиты и разнозернистые песчаники с глинистым цементом, выделение среди которых бокситов, аллитов и сиаллитов возможно только при наличии результатов химического анализа. Цвет пород обычно бурый, коричневый, красновато-коричневый, светло-коричневый, розовато-серый и светло-серый. В большинстве случаев, представлены разностями с пизолитовой или бобовой структурой. Размеры пизолитов и бобовин варьируют от первых миллиметров до 1-1.5 сантиметра. Пространство между ними выполнено глинистым, алевритистым или глинисто-песчаным материалом. Пизолиты и бобовины могут занимать от 5-10% до 50-60 % объема породы. Пизолиты имеют характерное концентрическое строение. Как правило, выделяется несколько оболочек, сложенных глинистым материалом. Часто, в центральной части пизолитов присутствуют обломки пород, сложенные песчаниками и алевролитами, реже аргиллитами. Бобовины образованы аргиллитизированным материалом, в редких случаях сохраняются лишь реликты оболочек и плохо сохранившиеся фрагменты концентрического строения. В целом, для отложений характерны вкрапленность и мелкие разнообразные «выделения» сидерита, окислов и гидроокислов железа, представленные магнетитом, гематитом, гидрогематитом, гетитом и гидрогетитом, участками отмечается вкрапленность пирита. Магнитная восприимчивость в глиноземистых разностях пород с содержанием Fe2O3 более 10% (замеры каппаметром МП-01 керна скважин) варьирует от 1 060 до 28 000 х 10-6 СГСМ и в отдельных пластах бокситов и аллитов, где наблюдаются многочисленные вкрапленники магнетита, достигает 71 000 х 10-6 СГСМ.
Изучение вещественного состава высокоглиноземистых отложений месторождения Аюсай проводилось на стадии ГГК-50 (Турсункулов Э.Т., 1987 г.) в 1986-87 гг. (петрографическое исследование прозрачных шлифов, термический и рентгеноструктурный анализы) и в процессе, проведенных поисково-оценочных работ (петрографические и минераграфические исследования, минералогический анализ и рентгенодифрактометрические исследования на автоматизированном дифрактометре ДРОН-4).
По содержанию железа, бокситы и аллиты представлены относительно маложелезистыми (содержание Fe2O3 10-20%) и железистыми (Fe2O3 более 20%) разностями. Маложелезистые бокситы и аллиты – серые, розовато-серые, коричневато-светло-серые, светло-коричневые породы массивной текстуры с пелитоморфной, оолито-пизолитовой или пизолитовой структурой. В центре пизолитов часто присутствуют обломки алевролитов и аргиллитов, оболочки вокруг которых сложены глинистым агрегатом. По данным термического, рентгеноструктурного и рентгенодифрактометрического анализов выделяются каолинит-гиббсит-сидеритовые и диккит-гиббсит-сидерит-каолинитовые разновидности маложелезистых высокоглиноземистых отложений. По данным термического анализа содержания каолинита достигают 22%, гиббсита 22%, диккита 6% и сидерита 52 процента. Рентгеноструктурный анализ показал наличие в отложениях каолинита, гиббсита (гидраргиллита), сидерита, кальцита, кварца, полевых шпатов – следы и хлорита – следы. Рентгенодифрактометрический анализ трех проб (08-28, 08-38, 08-57) определил следующие содержания породообразующих минералов в глиноземистых маложелезистых породах: каолинит 22.0-73.0%, гиббсит 9.7-57.2%, тремолит 0-16.4%, магнетит 0-6.2%, кварц 0-5.7%, кальцит 0-2.5% и альбит 0-2.5 процента.
Железистые бокситы и аллиты представляют собой породы коричневого, красновато-коричневого, темно-коричневого цвета массивной текстуры, с оолитовой, бобово-пизолитовой, обломочно-бобовой, алевритовой или пелитовой структурой. Состав пород – гематит-магнетит-диккит-сидерит-гиббсит-каолинитовый или гематит-гетит-каолинит-гиббситовый. Термический анализ установил следующие содержания основных породообразующих минералов: каолинита до 38%, гиббсита до 38%, сидерита до 20% и диккита до 9 процентов. Многочисленные пизолиты и бобовины в большинстве случаев, темно-серого, черного, красновато-коричневого или серого цвета. Ядра пизолитов, как правило, выполнены окислами и гидроокислами железа. Оболочки сложены кальцитом, сидеритом и каолинитом, в различной степени замещенного гиббситом. Гиббсит также развивается и по каолинитизированным обломкам пород. Цементирующий пизолиты и бобовины матрикс представлен хлорит-гидрослюдисто-каолинитовым материалом чешуйчатого, участками колломорфно-зонального строения. В шлифах, железистые бокситы с пелитовой структурой выглядят, как каолинитовый агрегат, интенсивно пропитанный гидроокислами железа.
Из 23 скважин, пробуренных на участке Аюсай в 2010-2012 гг., 14 скважин (№№ 06, 07, 08, 09, 010, 011, 012, 014, 015, 016, 018, 020, 026, 028) пересекли глиноземистые образования нерасчлененных отложений триас-раннеюрского возраста. Из них, в 8 скважинах средние содержания глинозема на всю мощность разреза стратиграфического подразделения изменяются от 21.57% (скв. 011) до 36.97% (скв. 010), а в 6 скважинах – от 11.68% (скв. 012) до 17.89% (скв. 07).
Области максимальных содержаний Al2O3, превышающих 30%, расположены на северо-восточном и северо-западном флангах площади развития продуктивной толщи. В целом, отмечается постепенное понижение содержаний глинозема с северо-востока проявления (34.99% Al2O3 в скважине 018) на юго-запад в направлении скважины 015, где содержания глинозема ниже 20 процентов. Изолированный участок продуктивной толщи, с содержаниями Al2O3 от 10% до 20%, также выделяется в центральной части площади участка (скважины №№ 012, 014, 020).
В скважинах 08 и 018, пройденных в северо-восточной части месторождения, по результатам химического анализа установлены бокситы. Так в скважине 08, бокситы выделены в интервале 65.3-81.3 метра, где они при субгоризонтальном залегании образуют пластовое тело мощностью 16 метров, со средним содержанием (на 1 метр мощности) Al2O3 37.53%, средним значением кремниевого модуля 2.71 и средним содержанием Fe2O3 20.60 процентов. Приведенные параметры соответствуют сорту II бокситов марки Б-6 согласно «Инструкции по применению Классификации запасов к месторождениям цветных металлов», утвержденной МЭиМР РК в 2005 году. Содержания Al2O3 в бокситовом теле варьируют от 35.35% до 39.95%, значения SiO2 изменяются от 9.48% до 20.19%, а значения Fe2O3 от 13.05% до 29.58 процентов. По содержаниям Fe2O3 бокситы относятся к железистым разновидностям. В скважине 018, горизонт бокситов мощностью 16 метров установлен в интервале 62.5-78.5 метров. Среднее содержание Al2O3 на 1 метр мощности разреза составляет 40.96% (содержания глинозема изменяются от 33.48% до 44.86%), среднее значение кремниевого модуля равно 3.34 (при колебаниях от 1.6 до 5.23), среднее содержание SiO2 – 13.56% (от 8.30% до 26.10%), среднее содержание Fe2O3 составляет 17.45% (при изменениях от 11.11% до 30.32%). Выделенные в скважине 018 бокситы, относятся к сорту III марки Б-4. Среднее содержание глинозема на всю мощность разреза нерасчлененных триас-раннеюрских отложений в скважине 08 (мощность 83.6 м) составляет 27.35% при среднем значении кремниевого модуля 1.19, а в скважине 018 (мощность 28.9 м) – 34.99% и среднем значении кремниевого модуля 2.19. Из вышеприведенных данных следует, что разрез стратиграфического подразделения «нерасчлененные отложения триас-раннеюрского возраста», вскрытый скважинами 08 и 018, полностью от подошвы до кровли включительно (за исключением 4 метров в основании разреза скважины 08) сложен высокоглиноземистыми осадками, которые по своим характеристикам можно сопоставить с аллитами. Отложения со средними содержаниями Al2O3 от 26.93% до 34.99%, развитые в северо-восточной части участка (скв. 5, 6, 06, 08, 016, 018), являются материалом заполнения, вытянутой в северо-западном направлении, впадины в палеозойском фундаменте с относительно пологим юго-западным бортом и ограниченной с северо-востока крутопадающим разрывным нарушением. Другими словами, распространение отложений с относительно высоким содержанием глинозема, контролируется границами отрицательной формы рельефа в палеозойском фундаменте, выполняющей функции рудоконтролирующей структуры. Аналогичная картина имеет место и на северо-западном фланге месторождения Аюсай, где выделяется более широкая депрессия с относительно меньшими глубинами. Осадки заполнения депрессии представлены глиноземистыми нерасчлененными отложениями триас-раннеюрского возраста, вскрытые скважинами №№ 09, 010, а также скважинами №№ 17, 18, 19 и 20, пробуренными в 2007-2008 гг. (Бувтышкин В.М. 2008 г.). Здесь, высокоглиноземистые отложения, отвечающие по своим параметрам аллитам, вскрыты на всю мощность стратиграфического подразделения скважинами 09, 010, 17 и 20. В скважине 09 тело аллитов мощностью 10.2 метра встречены в интервале 59.0-69.2 метров, среднее содержание Al2O3 на 1 метр мощности - 32.95% (при изменениях от 30.78% до 39.58%), среднее значение кремниевого модуля – 1,64, среднее содержание Fe2O3 - 17.50 процентов. В скважине 010 аллиты мощностью 3.3 метра установлены в интервале 58.5-61.8 метров, среднее содержание Al2O3 составляет 36.97% (изменения от 28.42% до 41.35%) при среднем значении кремниевого модуля 1.07 и среднем содержании Fe2O3 - 3.47 процента. Аллиты скважины 17 мощностью 12.3 метра вскрыты в интервале 25.0-37.3 метра, среднее значение Al2O3 достигает 29.11% (от 24.32% до 37.84%) при кремниевом модуле 0.98 и среднем содержании Fe2O3 - 12.28 процента. В скважине 20, в интервале 26.9-41.7 метров аллиты образуют пластовое тело мощностью 14.8 метров, где среднее содержание Al2O3 составляет 33.43% (изменения от 28.62% до 39.14%), среднее значение кремниевого модуля – 1.32, среднее содержание Fe2O3 – 11.53 процента. За исключением аллитов скважины 010, глиноземистые осадки скважин 09, 17 и 20 представлены железистыми разностями.
В настоящее время, в мире существует устойчивый интерес к таким редким элементам, как галлий и скандий, которым находят применение в высокотехнологичных отраслях машиностроения и связанных с ними металлургических производств, а также в изготовлении лазеров и люминесцентных веществ. Основным источником получения этих металлов являются продукты и полупродукты глиноземного производства, когда с получением основного компонента – алюминия, попутно извлекается галлий и скандий. По данным спектрального анализа, содержание галлия в глиноземистых отложениях проявления Аюсай составляет 0.001-0.002%, а скандия 0.03-0.05%, что достаточно для их попутного извлечения при глиноземном производстве. Помимо галлия и скандия, в глиноземистых осадках участка Аюсай, по результатам спектрального полуколичественного анализа присутствуют следующие редкоземельные элементы: лантан до 50 г/т, церий до 50 г/т, иттрий 50-100 г/т, иттербий 30-50 г/т и лютеций 30-50 г/т.
Относительно высокие содержания кремнезема в бокситах и аллитах участка Аюсай, понижают промышленную ценность глиноземистых отложений в качестве основного сырья для производства алюминия. Остается возможность их использования в виде добавок (шихтовать) в бокситы высоких марок. Аллиты и низкосортные марки бокситов, также являются сырьем для производства огнеупоров.
Свинец и цинк. Помимо высоких концентраций Al2O3, нерасчлененные отложения триас-раннеюрского возраста характеризуются повышенными содержаниями свинца и цинка, составляющими десятые и сотые доли процента на всю мощность разреза, что резко выделяет стратиграфическое подразделение из всех отложений палеозойского и мезозой-кайнозойского разреза, развитых в районе работ. Обычно, содержания свинца и цинка в отложениях палеозоя, мезозоя и кайнозоя в Каратау, за исключением доломитовых пачек фамена Центрального Каратау (расположенных на расстоянии 20-25 км от участка работ), не превышают тысячных долей процента. На этом фоне, содержания свинца и цинка в отложениях триас-раннеюрского возраста от 0.01 до 0.5%, а в отдельных пересечениях и выше (в единичных пробах содержания свинца и цинка превышают 1%) выглядят аномально высокими. Максимальные содержания свинца и цинка составляли: Pb - 1.11% и 1.84%, Zn -1.50% и 2.63% в двух пробах 1987 года; Pb – 1.17% (одна проба), Zn – 1.5% (одна проба) в пробах 2007 года и 0.93% свинца (одна проба), 0.52-0.54% цинка (три пробы) в пробах 2010-12 годов.
Ниже приводятся данные по средневзвешенным содержаниям свинца, цинка и их суммы на всю мощность стратиграфического подразделения, полученные по результатам опробования керна скважин, пробуренных в 2007 и 2010-12 годах.
Таблица 5.1
Средние содержания Pb и Zn в нерасчлененных отложениях триас-раннеюрского возраста
по скважинам, пробуренным в 2007 и 2010-12 гг.
Анализ результатов опробования показывает, что распределение концентраций свинца и цинка весьма равномерно в разрезе и по простиранию триас-раннеюрских отложений. Отсутствуют резкие отклонения содержаний свинца и цинка, как в сторону повышения, так и понижения. Все изменения имеют постепенный характер. В вертикальных сечениях обычно имеет место постепенное увеличение содержаний Pb и Zn от кровли стратиграфического подразделения к средней части разреза и далее к основанию разреза. Содержания элементов остаются относительно стабильными, за исключением отложений, непосредственно слагающих основание разреза. Обычно данная часть разреза (мощностью 1-2 м) представлена серыми, коричневато-серыми, голубовато-серыми глинами, в которых содержания свинца и цинка часто превышают 0.2-0.3 процента. В плане, отмечается постепенное понижение содержаний свинца и цинка в отложениях триас-раннеюрского возраста с северо-востока (скважина 016, среднее содержание Pb-0.21%, Zn-0.34%) на юго-запад (скважина 015, среднее содержание Pb-0.02%, Zn-0.01%). По средним содержаниям свинца и цинка, площадь участка условно можно разделить на две части – северную и южную. В северной части (скважины №№ 06, 07, 08, 09, 010, 011, 012, 016, 018) средние концентрации свинца и цинка и их сумма на всю мощность разреза триас-раннеюрских отложений вплотную приближаются или превышают 0.1% (средние содержания свинца изменяются от 0.08 до 0.25%, цинка от 0.07% до 0.34%). С другой стороны, в южной части площади участка (скважины №№ 014, 015, 020, 026, 028) средние содержания свинца и цинка изменяются от 0.01% до 0.1% с постепенным понижением в юго-западном направлении к скважине 015 (Pb-0.02%, Zn-0.01%). В целом, области распространения триас-раннеюрских осадков со средними содержаниями Pb и Zn, превышающими 0.1-0.2%, пространственно совпадают с выделенными пластовыми телами высокоглиноземистых отложений – бокситами и аллитами.
Несмотря на относительно высокие концентрации свинца и цинка, глинистые отложения не несут видимых признаков свинцово-цинковой минерализации, что исключает возможность визуальной диагностики оруденения. Отдельные проявления сульфидной минерализации, представленные скоплениями пирит-марказитовых агрегатов с вкрапленностью галенита и сфалерита присутствуют среди бурых глинисто-гетит-гидрогетитовых образований, выполняющих трещины и небольшие полости растворения в кровле, подстилающих известняков нижнего турне. Обычно, сульфидно-глинистое заполнение полостей карстового происхождения локализовано в приконтактовой зоне мощностью 0.5-2 метра и имеет фрагментарное распространение на поверхности палеозойского фундамента. В скважинах, вскрывших (метры, первые десятки метров) кровлю домезозойского фундамента, установлено, что ниже уровня зоны сульфидно-глинистого заполнения, карстовые формы выполнены обломками вмещающих известняков, сцементированных кальцитом, окислами и гидроокислами железа. В полированных шлифах установлено, что сульфидные агрегаты имеют зональное строение и представлены полосовидными колломорфными образованиями марказита, вокруг которых развиваются каемки сфалерита. В промежутках марказит-сфалеритовых образований отмечается неравномерная вкрапленность сфалерита с мелкими включениями галенита и мелкими вкраплениями пирита.