ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.05.2021
Просмотров: 1954
Скачиваний: 7
Промышленные типы месторождений
Э н д о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Промышленные месторождения магнезита пространственно и генетически тесно связаны с магнезиальными карбонатными и ультраосновными породами.
Гидротермальные (плутоногенные) среднетемпературные – это месторождения кристаллического магнезита, образуются на умеренных глубинах. Месторождения приурочены к мощным толщам карбонатных пород, содержащих пачки и пласты доломитов, известняков и глинистых сланцев (рис. 15.).
Рис. 15. Схема геологического строения рудного поля Саткинской группы месторождений магнезита (по материалам Бакальской ГРП):
1 — доломиты, доломитизированные известняки, глинистые сланцы верхнекусинской подсвиты; 2 — глинистые сланцы половинкинской подсвиты; 3 — доломиты глинистые, доломитовые мергели нижнесаткинской подсвиты; 4 — доломиты, известняки верхнесаткинской подсвиты; 5 — терригенные отложения зильмердакской свиты; 6 — известняки, мергели катавской свиты; 7 — граниты рапакиви; 8 — дайки диабазов; 9 — разрывные нарушения; 10 — месторождения магнезита.
Породы слабо метаморфизованы. Месторождения вытягиваются цепочками на десятки километров, контролируются зонами тектонических нарушений. Многочисленные промышленные (преимущественно пластовые) залежи варьируют по своим размерам: длина по простиранию от 45 до 170 метров, средняя мощность от 13 до 30 метров. Рудные тела имеют линзовидную, гнездовую и пластообразную форму. Они залегают согласно с вмещающими доломитами, иногда содержат останцы доломитов. Рудные тела сложены (на 94 – 98 %) кристаллическим магнезитом белого, серого или голубовато-серого цвета. Текстуры руд разнообразны – грубо- и тонкополосчатые, радиально-лучистые, звездчатые. Кроме магнезита в рудах присутствуют доломит, кальцит, арагонит, кварц, опал.
Руды высокого качества: содержание оксида магния до 46,6 % при небольшом количестве вредных примесей. Генезис этих месторождений спорный. Существует представление об осадочном генезисе. Большинство исследователей рассматривает образование магнезитовых залежей в результате метасоматического замещения доломитов магнезией при воздействии гидротермальных растворов, проникавших в толщу доломитов по разрывным нарушениям и привносивших магний из глубинного источника, а источниками растворов являлись гранитоидные интрузии.
Месторождения рассматриваемого типа имеют большое промышленное значение. Наиболее известны месторождения на Южном Урале (Саткинская группа), Енисейском кряже (Удерейская группа), Ляонин в Китае и др.
Гидротермально-метаморфические месторождения. Известны месторождения, также приуроченные к толщам карбонатных магнезиальных пород, но более метаморфизованных, представленных доломитовыми мраморами, залегающими среди гнейсов, кристаллических сланцев и амфиболитов. Они характеризуются более сложной тектонической структурой, тесной связью с гранитоидными интрузиями, обилием даек. Строение рудных тел сложное, часто зональное. Центральная часть рудных тел сложена высококачественным магнезитом, в составе рудных тел тальк, хлорит, серпентин, хризотил-асбест. Количество этих минералов увеличивается при содержании пропластков силикатных пород.
Большинство геологов месторождения тальк-магнезитового типа относят к гидротермально-метаморфическим. Примеры месторождений: Савинское на Восточном Саяне, месторождения Кореи, Индии.
Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Месторождения коры выветривания (инфильтрационные) связаны с корами выветривания на массивах ультрамафитов (серпентинитов). При химическом выветривании серпентинитов под действием углекислых вод при разложении силикатов образуется бикарбонат магния, который перемещается в нижние горизонты коры, где отлагается в трещинах, полостях в форме аморфного магнезита в парагенезисе с опалом, халцедоном и кварцем.
Подобные месторождения известны на восточном склоне Урала (Халилово).
Помимо площадных кор есть линейные жильные, приуроченные к крутопадающим тектоническим трещинам в ультрамафитах. С глубиной жилы выклиниваются в неизмененных ультрамафитах. В России подобных месторождений нет. Они эксплуатируются в Греции и Югославии. На долю этих месторождений приходится 15 % мировых запасов.
Осадочные месторождения имеют небольшие масштабы, встречаются редко, относятся к континентально-озерным образованиям. Однако в последнее десятилетие за рубежом в терригенных породах были выявлены крупные скопления аморфного магнезита на Кубе и в Австралии; в перспективе роль месторождений этого типа будет возрастать.
ФЛЮОРИТ CaF
Флюорит или плавиковый шпат – минерал кубической сингонии, нередко содержит примеси редких земель, битумов, иногда урана, а также свободного фтора. В природе встречается в виде хорошо сформированных кристаллов, шестоватых агрегатов, мелкокристаллических или землистых масс, иногда в виде плотных каолинит-флюоритовых агрегатов («фарфоровидный флюорит»). Флюорит может быть бесцветным или окрашенным в различные цвета – от желтоватого или голубоватого до зеленого или густо-фиолетового.
Области применения
Основная масса флюоритового сырья используется химической промышленностью, металлургией, атомной энергетикой, сварочным, стекольным, эмалевым и другими производствами. В соответствии с главными областями использования минерала выделяется пять основных промышленных сортов: химический (кислотный), керамический (эмалевый), цементный, металлургический (флюсовый) и оптический.
Химический флюорит используется для получения плавиковой кислоты. Плавиковая кислота является исходным сырьем в химической промышленности для получения различных органических и неорганических фторсодержащих химических соединений (фторуглеродов, фторполимеров и др.), элементарного фтора, синтетического криолита, которые, в свою очередь, широко используются для изготовления высокооктанового топлива, всевозможных растворителей, аэрозольных препаратов, хладореагентов, полимерных материалов, в ядерной технике. Синтетический криолит является расплавным электролитом, используемым для растворения глинозема с последующим извлечением металлического алюминия.
Керамический флюорит используется при варке белых или окрашенных стекол, в производстве стеклянного волокна, для получения эмалей, армирования сварочных стержней и других целей.
Цементный флюорит добавляется в цементную шихту для производства чугуна и стали, его присутствие снижает температуру плавления и разжижает шлаки.
Из оптического флюорита изготовляют различные линзы, призмы, окна в микроскопах, спектрографах и других оптико-спектральных приборах; он используется в акустических устройствах для переработки радиосигналов.
Требования к качеству сырья
Разные отрасли применения предъявляют и различные требования к исходному сырью. Минимальные промышленные содержания CaF2 в разрабатываемых месторождениях не менее 30 %, средними по качеству считаются руды с содержанием 35 – 50 %, богатыми – более 50 %. В металлургических рудах лимитируется содержание S и P, в керамических – SiO2, кальцита, оксидов Fe. Оптический флюорит должен быть представлен бесцветными и бездефектными кристаллами размером не менее 6х6х5 мм. Большая часть добываемых руд подвергается обогащению.
Обзор ресурсов
Широкое использование флюорита в сталелитейной, алюминиевой, химической и других областях промышленности ставит его в число важнейших видов минерального сырья. Ежегодно в мире получают около 4,5 млн. т. плавикового шпата. Ведущая страна по его производству Китай (2,5 млн.т.). Следом идут Мексика и Монголия, а также Италия, Испания, Россия, ЮАР, Франция, Бразилия. Их суммарная добыча составляет более 92 % от мирового производства.
В нашей стране добыча флюорита началась в первой половине XVIII века в Забайкалье. Позднее были освоены новые флюоритоносные районы Западного Забайкалья, Дальнего Востока.
Запасы флюорита в мире оцениваются примерно в 360 млн. т.
Промышленные типы месторождений
Условия образования месторождений флюорита разнообразны. Флюорит встречается в магматических породах, некоторых разновидностях пегматитов и карбонатитов, широко распространен в качестве жильного минерала в различных гидротермальных месторождениях, известен в осадочных образованиях. Это является причиной сложности классификации месторождений и генетической и формационной. Подавляющее большинство промышленных месторождений относится к гидротермальным.
Э н д о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я
Пегматитовые месторождения имеют исключительное значение в добыче только оптического флюорита, являются редким типом и характеризуются небольшими запасами. Они формируются на относительно небольших глубинах 2 – 3 км, связаны с двуслюдяными или мусковитовыми гранитами. Вмещающие породы – граниты или метаморфизованные осадочные породы. По форме – это неправильные, изометричные и трубообразные тела. Характерно наличие миароловых пустот, которые содержат кристаллы флюорита, мориона, раухтопаза, возможно их попутное получение. Месторождения известны в Казахстане.
Карбонатитовые (флюорит-редкоземельные) месторождения только начинают осваиваться, хотя перспективы их весьма велики. Размещаются они, как и все карбонатитовые месторождения, на щитах, древних платформах и в областях завершенной складчатости. Рудные тела представлены трубообразными и линзообразными залежами. Флюорит не является типоморфным минералом в карбонатитах, но иногда образует крупные скопления. Основная масса флюорита образуется на поздних стадиях метасоматических процессов и поэтому приурочена к доломит-анкеритовым карбонатитам, несущим редкоземельную минерализацию. Руды комплексные, в которых основными компонентами являются редкие земли, флюорит же является побочным продуктом и часто содержит примеси радиоактивных элементов.
Грейзеновые и скарново-грейзеновые редкометально-флюоритовые месторождения тесно и генетически и пространственно связаны с многофазными интрузиями гранитоидов, иногда повышенной щелочности. Образование месторождений происходит в обстановке высоких температур и умеренных глубин в непосредственной близости от куполовидных выступов гранитных интрузий. Руды комплексные: олова, вольфрама, бериллия. Практически интересные скопления флюорита возникают при наличии в окружающих породах карбонатных толщ. Содержание флюорита достигает 80 %. Примером является Вознесенское месторождение в Приморье (рис. 16.).
Последними исследованиями доказывается, что формирование редкометально-флюоритовых месторождений Вознесенского рудного поля было многоэтапным и многостадийным с преобладанием метасоматических процессов. Отложение флюорита происходило на всех этапах (альбититовом, грейзеновом и гидротермальном).
Гидротермальные месторождения в настоящее время имеют основное промышленное значение, они чрезвычайно разнообразны. Среди плутоногенно-гидротермальных выделяется несколько типов.
Флюоритовые месторождения связаны с редкометальными гранитоидами, размещаются в осадочных породах: в карбонатных породах могут возникать метасоматические залежи, в инертных породах – жильные тела. Запасы руд значительные, но встречаются редко. Состав руд простой: флюоритовые, карбонатно-флюоритовые. Месторождения известны в Забайкалье.
Флюорит-полиметаллические месторождения связаны с малыми интрузиями или вулканогенно-интрузивными комплексами, образуются при средних температурах и умеренных глубинах. Рудные тела чаще всего жильные или жилообразные. Околорудные изменения – березитизация, серицитизация, окремнение. Основные минералы – флюорит, барит, сульфиды в переменных количествах. Месторождения известны в Средней Азии, Казахстане, Германии, США.
Флюорит-бертрандитовые и флюорит-редкоземельные месторождения связаны с интрузиями сиенитов и монцонитов. Комплексные руды этих месторождений образуют сложные метасоматические залежи в карбонатных породах. Флюорит является второстепенным компонентом, хотя содержание его высокое (до 60 %). Кроме флюорита и бертрандита в рудах присутствуют в небольших количествах кальцит, кварц, сульфиды. В редкоземельных месторождениях наблюдается ассоциация флюорита и фторкарбонатов редких земель. Месторождения известны в России и США, но значение их невелико.
Вулканогенно-гидротермальные низкотемпературные месторождения образуются на малых глубинах в районах развития наземного вулканизма. Они типичны для областей проявления тектоно-магматической активизации в областях завершенной складчатости, а также на платформах, щитах. Месторождения представлены сериями жил или минерализованных зон дробления. Формирование флюоритовых месторождений продолжается после затухания активной вулканической деятельности, оно связано с длительно существующими глубинными магматическими очагами.
Рис. 16. Вверху: Вознесенское рудное поле в плане (схематическое строение) (по М.Д. Рязанцевой):
1— сланцы; а — филлитовидные, б — графитистые; 2 — алевролиты; 3 — известняки; 4 — грейзенизированные граниты; 5 — грейзены; 6 — скарны; 7 — диориты; 8 — кварцевые порфиры; 9 — порфириты; 10 — тектонические нарушения; 11— флюоритовые руды; 12 — флюоритизированные известняки; 13 — цинковые руды. Цифры в кружках — месторождения: 1 — Вознесенское, 2 — Пограничное, 3 — Лагерное.
Внизу: поперечный разрез Главного рудного тела Вознесенского месторождения (по Э.И. Шкурко):
1 — сланцы; 2 — известняки; 3 — граниты; 4 — порфириты; 5 — зоны дробления и милонитизации; 6 — флюоритовые руды; 7 — флюоритизированные известняки.
Вертикальный размах оруденения не превышает первых сотен метров. Для флюоритовых руд характерны полосчатые, крустификационные, зональные текстуры. Месторождения этого типа парагенетически связаны с проявлениями базальтового или липарит-базальтового вулканизма. В этих породах устанавливаются повышенные содержания фтора.
Состав руд простой: флюорит резко преобладает, слагая почти мономинеральные руды; в ряде случаев он сопровождается кварцем и кальцитом, иногда присутствуют барит, марказит, пирит. Вмещающие породы
Рис. 17. Геологическая карта месторождения флюорита Дзун-Цаган-Дель (по Д.И. Фрих-Хар и др.):
1—3 верхнеюрско-нижнемеловые вулканиты: 1 — базальты, 2 — риолиты, 3 — зона лавобрекчий кислого состава; 4 — линии контактов; 5 — разломы: установленные (а) и предполагаемые (б); 6 — рудные (кварц-флюоритовые) тела; 7 — зоны окварцевания.
подвергаются аргиллизации. Рудные тела имеют протяженность от сотен метров до первых километров и мощность до нескольких метров.
В России месторождения этого типа распространены в Западном и Восточном Забайкалье (Калангуйское и др.), за рубежом в Мексике, США.
Крупнейшие месторождения этого типа известны в Монголии (Восточно-Монгольский флюоритовый пояс, месторождение Дзун-Цаган-Дель –рис. 17. и др.). Месторождения находятся среди пород дифференцированной базальт-андезит-липаритовой формации. Чрезвычайно характерно широкое развитие локальных вулкано-тектонических структур: вулканических аппаратов центрального типа, кальдер, кольцевых и радиальных трещин и др. Рудные тела представлены жилами, реже метасоматическими залежами в карбонатных породах. По составу – это кварц-флюоритовые образования, в которых кроме кварца и флюорита присутствуют адуляр, карбонаты, барит, пирит. Текстуры чаще всего массивные, полосчатые и брекчиевые, иногда кокардовые, друзовые и др. В массивных рудах содержание флюорита превышает 65 %. Отчетливо проявлены околорудные изменения – окварцевание, аргиллизация, каолинизация. Как установлено монгольскими и российскими геологами, флюоритовая минерализация в Восточной Монголии связана с породами дифференцированной вулкано-плутонической ассоциации щелочно-базальтовой магмы, обогащенной фтором. Отложение кварц-флюоритовых руд происходило на глубине 600 – 800 м от поверхности из гидротермальных растворов, температура которых не превышала 1800 С.