Билет 11

1-Хром

Открыт в 1797 г. французским химиком Л. Вокленом в минерале крокоите с Урала. К уникальным относятся месторождения хромитов с запасами в сотни млн т, к крупным и средним — десятки миллионов тонн, к мелким — единицы миллионов тонн.

Магматические месторождения хромитов

Раннемагматические. Это стратиформные месторождения, представленые пластообразными телами хромитовых руд, в расслоенных ультраосновных массивах платформенных областей. Примерами уникальных по запасам месторождений этого типа являются Бушвельдский массив в ЮАР, Великая Дайка в Зимбабве, Стиллуотер в США.

Бушвельдский массив (провинция Трансвааль, ЮАР) представляет собой грандиозный лополит. Он внедрился в мощную толщу кварцитов и эффузивов протерозоя в протерозойское же время. Главная особенность внутреннего строения массива — его расслоенность. Месторождения хромитов, сосредоточеные в пироксенитах и анортозитах, приурочены к двум рудоносным горизонтам. Залежи вкрапленных и массивных руд имеют форму параллельных прослойков. Запасы хромита оцениваются в 1 млрд т со средним содержанием оксида хрома 45%.

Позднемагматические месторождении (месторождения в у/о массивах складчатых поясов) широко распространены на Урале, Кавказе, в Сибири, на Чукотке, Камчатке, Сахалине, а также за рубежом — в Албании, Греции, Югославии, Турции.

Кемпирсайский массив ультраосновных пород расположен в пределах Уралтауского мегаантиклинория в Актюбинской области Казахстана. Массив в южной части имеет форму лакколита. Северная часть массива представляет собой моноклинально падающее на запад тело. Сформировался интрузив 400 - 380 млн лет назад (Девон). Массив сложен перидотитами (гарцбургитами) и дунитами. Вмещающими крупные хромитовые залежи породами являются серпентинизированные дуниты. В непосредственной близости от рудных тел в дунитах наблюдаются вкрапленики хромитовых руд и тонкие жилки массивных хромитов. Формы рудных тел — линейно-вытянутые жилоподобные линзы. Руды массивной, вкрапленной и нодулярной текстуры сложены магнохромитом. Среднее содержание в рудах (в % мас.): хромшпинелидов — от 80 до 90. В массивных хромитовых рудах Сr₂О₃ - 60%, в густо вкрапленных — 50%.

Сарановское месторождение приурочено к Сарановскому хромитоносному габбро-перидотитовому массиву

(Горнозаводской район Пермской области). Массив располагается в западном крыле Центрально-Уральского поднятия и находится во внешнем поясе ультрабазитов Урала. Массив залегает среди кварц-слюдяных сланцев верхнепротерозойского возраста. По форме он представляет собой моноклинальное согласное тело, круто падающее на восток. Рудоносная зона (40-45м) состоит из трех пар-ых жилообразных рудных залежей – Западной, Центральной и Восточной, расположенных в осевой части массива. Залежи сложены массивными и густо вкрапленными хромитовыми рудами с небольшим содержанием серпентинизированного оливина, пироксенов и магнетита. Руды содержат 40% Сг₂О₃.

Наиболее крупные хромитовые месторождения, связанные с дунит-перидотитовой формацией, образовались в палеозойских гипербазитовых массивах, а уникальные месторождения в расслоенных интрузивах сформировались в докембрии.

2-Алюминий

Алюминий входит в состав 250 минералов. Промышленные – бемит и диаспор, гиббсит, нефелин, лейцит и алунит.

Типы алюминиевых руд. Бокситовая руда. Это осадочная порода, состоящая преимущественно из минералов гидроксибов алюминия (бемит, диаспор, гиббсит) с примесью гематита, гетита, каолинита. По текстуре подразделяются каменистые, рыхлые, оолитовые ,обломочные, плотные яшмовидные. По минеральному составу – на гиббситовые, диаспор-бемитовые и диаспоровые. Требования к бокситовым рудам: Al₂0₃> 40%. В россии из бокситовых руд производят около 80% глинозема.

Формации: Латеритная бокситовая – экваториальный и тропический пояс земли (молодые), Россия КМА (древние). Мощные, большая площадь, линзообразные залежи в коре выветривания. Примеры: месторождения Гвинеи, Индии, Бразилии.

Красноцветная бокситовая осадочная континентально-терригенная. Малая мощность залежей, гиббситовый состав. Морфологически выделяют месторождения пластового типа и карстовых депрессиях. Примеры: Тиман, Тургайская провинция.

Бокситовая карбонатно-карстовая осадочная геосинклинальная. Месторождения приурочены к перерывам в осадконакоплении морских карбонатных осадков. Промышленные – красные бокситы бемит-диаспорового состава. Пример: Северо-Уральская бокситовая провинция.

Нефелиновые руды. Это полнокристаллические щелочные недосыщенные кремнекислотой породы магматического происхождения: уртиты, ийолиты, нефелиновые сиениты. По вещественному составу, особенностям технологии переработки выделяют три сорта руд: 1 – существенно нефелиновые (уртиты) 60-90% нефелина, Al₂0₃>25%. Не требуют обогащения, перерабатываются по способу спекания; 2 – меланократовые бесполевошпатовые и плагиоклаз-нефелиновые (ийолит-уртитовые) 40-60% нефелина, Al₂0₃ – 22-25%. Требуют обогащения; 3 – существенно палевошпатовые (нефелиновые сиениты, сыныриты)-не представляют промышленного интереса.

Формации: Нефелиновых бесполевошпатовых руд. Массивы нефелин-сиенитовой формации, где собственно нефелиновые руды – уртиты, ийолит-уртиты- являются самостоятельными дифференциатами. Примеры: Хибинский массив.

Алунитовые руды. Алунит содержит 37% Al₂0₃. Промышленные интерес представляют руды с содержанием алунита более 50%.

Формации: Алунитовая. Среди туфогенно-осадочных толщ при вулканической и гидротермальной деятельности. Распространены среди Средиземноморского и Тихоокеанского геосинклинальных поясов.

Высокоглиноземистых сланцев. Месторождения кианит-силлиманитовых сланцев встречены на Кольском п-ве.

Типы промышленных месторождений. Все промышленные типы бокситовых месторождений относятся к экзогенным образованиям. Они подразделяются на месторождения выветривания и осадочные. Месторождения выветривания, в свою очередь, делятся на остаточные латеритные и остаточные переотложенные.

Остаточные латеритные месторождения. Латериты представляют собой продукты глубокого химического выветривания алюмосиликатных пород щелочного, основного, среднего и кислого состава, образовавшиеся в тропических и субтропических условиях в результате интенсивной длительной промывки теплой дождевой водой, выноса из них щелочей и кремнезема и накопления свободных оксидов алюминия, железа и титана.

Боке является крупнейшим в мире месторождением латеритных бокситов. Расположено в северо-западной части Гвинеи. Бокситовые латериты образовались в результате интенсивного выветривания силурийских граптолитовых сланцев в палеоген-неогеновое. Мощность латеритной коры выветривания 10 — 15 м. На месторождении выявлено более 100 бокситовых залежей. Основными рудообразующими минералами бокситов являются гиббсит и гематит. Они характеризуются высоким содержанием глинозема (51 — 62%), низким содержанием кремнезема (1 — 2), оксидов железа (2 — 6) и титана (2 — 3). Запасы около 3 млрд тонн. Остаточные переотложенные месторождения. К этому подтипу относятся месторождения Австралии и Гвианской береговой равнины (Гайана, Суринам и Гвиана). В России подобные месторождения не встречены. Месторождения Гвианской береговой равнины образуют бокситоносную провинцию, вытянутую вдоль побережья Атлантического океана на 600 км при ширине 100 — 150 км. Месторождения приурочены к северному склону Гвианского щита, сложенного гранитами, диоритами и метаморфизованными осадочными и вулканогенными докембрийскими породами. На породах древнего фундамента расположены песчано-глинистые отложения мезозойско-кайнозойского возраста.. Латеритные бокситы залегают на плоских вершинах и склонах пологих холмов древнего фундамента. В песчано-глинистых породах расположены переотложенные аллювиальные бокситы неоген-палеогенового возраста. Среди бокситоносных отложений наблюдаются горизонтальная слоистость, линзы и прослои углистых глин и лигнитов. Бокситы содержат от 58 до 66 % А1₂О₃ при минимальном содержании кремнезема и оксидов железа (0,1 — 2,5%). Общие запасы бокситов провинции — 850 млн т. Месторождения Австралии. Крупнейшие в мире месторождения бокситов находятся в Северной и Юго-Западной Австралии. Они представлены пластообразными залежами площадью в сотни квадратных километров, приуроченными к площадям развития латеритного покрова по докембрийским метаморфическим и изверженным породам (месторождения Уэйпа, Гов), базальтам и пирокластическим породам (Митчелл-Плато), долеритам и глинистым сланцам (Дарлинг-Рейндж).

Качество бокситов очень высокое, в среднем они содержат (в % мас.): Al₂О₃ — 50 — 62; SiO₂ — 3 — 5; Fe₂О₃ — 12 — 20. Они обычно гиббситового состава при подчиненном количестве бемита. В бокситах отмечено присутствие гематита, магнетита, каолинита, диаспора, анатаза, корунда, кварца. Бокситовые залежи образовались в результате переотложения на небольшие расстояния и, возможно, последующей бокситизации продуктов латеритной коры выветривания в позднемеловое и раннепалеогеновое время; бокситообразование прекратилось в поздненеогеновое время в результате поднятия региона.

Общие запасы бокситов месторождений Австралии — 6,7 млрд т

11.3

Редкоземельно-ниобиевый тип в латеритных корах выверивания карбонатитов ультраосновных щелочных комплексов.

Месторождения в латеритных КВ карбонатитов образуются в условиях жаркого климата и более высокой кислотности поверхностных вод.

Коры выветривания полностью перекрывают карбонатитовый шток.

Типовой разрез КВ: 1) верхняя часть – остаточные охры (конечный продукт выветривания коренных пород), 2) нижняя – лимонит-франколитовые и лимонит-кварцевые породы.

Руды этого тпа содержат компоненты: Nb2O5, ТR2О3,Y2O3, Fe, Mn. Представитель – Араша в Бразилии.

Скандий-рекоземельно-ниобиевый тип в переотложенных и эпигенетически измененных корах выветривания карбонатитов.

Вследствие выщелачивания при процессах корообразования большого количества карбонатов в пределах массивов ущк могут образоваться депрессии, выполненные озерными и озерно-болотными отложениями. Здесь формируются переотложенные, эпигенетически измененные коры выветривания, характеризуются уникально богатыми содержаниями ниобия и др. полезных компонентов. (Томторское месторождение)

Тантал.

Танталовый (литий-танталовый) тип в пегматитах.

Редкометалльные пегматиты располагаются в различных геологических обстановках: фанерозойских складчатых полосах, в фундаменте древних платформ и срединных массивов. При этом пегматиты размещаются не в виде отдельных тел, а группами, образуя пегматитовые поля. Из всей массы пегматитовых тел, слагающих поля, обычно только весьма небольшая часть содержит редкометалльную рудную минерализацию.

Основные породообразующие минкралы танталоносных пегматитов – альбит и микроклин. Также сподумен, трифилин, монтебразит, не превышают 5-10%.

Танталовыми месторождениями являются отдельные пегматитовые тела или несколько сближенных тел. (Вишняковское)

Цирконий-ниобий-танталовый тип в метасоматитах по гранитоидам щелочного ряда

Субщелочные и щелочные гранитоиды с редкометалльной минерализацией образуются в областях автономной активизации консолидированных складчатых структур

Представлены трещинными интрузивами небольшого размера (0,2 – 20 км2), локализующимися в местах сопряжения региональных тектонических зон.

Оруденение представлено мельчайшей вкрапленностью пирохлора и колумбита.

Высокая концентрация фтора, циркона, редких земель, титана, тория, урана, лития, олова, свинца, цинка, молибдена.

Ta:Nb 1:10 (Зашихинское)

Цирконий-редкоземельно-ниобий-танталовый тип в щелочных метасоматитах по метаморфическим породам

Локализуются в зонах региональных разломов длительного развития в пределах фундамента платформ, реже в областях завершенной складчатости.

Характерна поперечная зональность, заключается в том, что наиболее полно и интенсивно метасоматические процессы проявляются в центральной, осевой части зоны разлома, а в периферических частях зоны сохраняются реликты субстрата, и широко развиты только ранние стадии процесса.

Значительная роль фтора. Так же повышенное содержание лития, тора, урана, цинка, свинца, молибдена и иногда олова. Ta:Nb 1:10-1:12 Главный рудный – пирохлор (Катугинское)