Геолого-промышленные типы месторождений марганца - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки

Промышленные типы месторождений марганцевых руд представлены: морскими осадочными и вулканогенно (гидротермально)-осадочными, метаморфизованными и гипергенными, а также месторождениями железомарганцевых образований (конкреции, корки) дна морей и океанов (табл. 2). Осадочные морские месторождения имеют наибольшее промышленное значение, в них сосредоточено более 80 % мировых запасов марганцевых руд. Типичными представителями этого типа месторождений являются Никопольское, Большетокмакское (Украина), Чиатурское (Грузия), Варненское (Болгария), локализованные в песчано-глинистых отложениях нижнего олигоцена и образующие крупнейшую Причерноморскую провинцию. В России к данному типу относится Северо-Уральская группа месторождений (Марсятское, Тыньинское, Березовское и др.).

Месторождения представляют собой полого залегающие пластовые залежи, состоящие из одного или нескольких (до 25) пластово-линзовидных тел, переслаивающихся со слоями безрудных пород. Мощность рудных прослоев колеблется от 0,1 до 4 м, а рудных залежей - до 11 м (Чиатурское). Общая латеральная протяженность рудных районов достигает 200-250 км (Южная Украина, Зауралье). В составе руд широкое развитие имеют оксидные, оксидно-карбонатные и карбонатные разновидности, последовательно сменяющие друг друга в направлении выклинивания.

Вулканогенно (гидротермально) - осадочные месторождения локализуются в составе вулканогенно-осадочных формаций, которые отвечают различным стадиям геосинклинального развития складчатых зон и отличаются друг от друга вещественным составом рудовмещающих пород, соотношением вулканической и осадочной составляющих парагенезисов. На территории СНГ наиболее важное промышленное значение имеет вулканическая формация. Рудные залежи имеют форму линз, пластовых тел различной мощности и протяженности, которые залегают согласно с вмещающими породами. Руды месторождений в разной степени изменены под влиянием регионального метаморфизма, в связи с чем нередко имеют сложный минеральный состав. Главными минералами руд являются оксиды марганца (гаусманит и браунит). В ряде месторождений присутствуют силикаты марганца (родонит, бустамит, спессартин). Марганцевые руды нередко ассоциируют с рудами других металлов: железными - Магнитогорская группа месторождений (Россия), железными и полиметаллическими - Атасуйская группа месторождений (Казахстан).

Метаморфогенные месторождения связаны с марганецсодержащими силикатными породами - гондитами и итабиритами, заключающими в себе прослои и линзы марганцевых руд, характеризующихся большим разнообразием марганецсодержащих минералов, среди которых преобладают оксиды (браунит, гаусманит), карбонаты (родохрозит, манганокальцит) и силикаты (родонит, бустамит). Рудные толщи имеют значительную суммарную мощность и протяженность (десятки километров). Наиболее крупные марганцеворудные объекты такого типа известны в ЮАР, Индии и Бразилии. В России с гондитовой формацией связано Утхумское проявление в Саянах. марганцевая месторождение поисковое прогнозирование

Месторождения выветривания (гипергенные) образуются в зоне гипергенеза первичных марганцевых руд и марганценосных пород, содержащих минералы марганца низших валентностей - карбонаты, силикаты, оксиды (браунит, гаусманит). Значительные по запасам месторождения этого типа известны в Западной Африке, Южной Америке, Индии. Месторождения представляют собой серии пластов и линз пиролюзит-псиломелановых высококачественных руд. На территории России собственно гипергенных месторождений нет, а руды зоны гипергенеза проявлены на всех месторождениях марганца и связаны преимущественно с мезозойско-кайнозойскими корами выветривания (Усинское, Парнокское, Дурновское, Николаевское, Мазульское и др.) и, порой, определяют промышленную ценность месторождения (Порожинское).

Таблица 2. Промышленные типы месторождений марганца и основные типы руд

Промышленный тип месторождений

Рудно-формационный тип месторождений

Природный (минеральный) тип руд

Среднее содержание Mn, % (попутные полезные компоненты)

Промышленный (технологический) тип руд

Примеры месторождений (проявлений)

Осадочные морские

Пластовый в осадочных (терригенных) породах

Родохрозитовый

16-48

Металлургический марганцевый карбонатный (сортировочный, гравитационно-магнитный)

Новоберезовское

Пиролюзит-псиломелановый

26-50

Химический марганцевый пероксидный (сортировочный, гравитационно-магнитный)

Чиатурское (Грузия)

Вулканоген-но (гидротермально)-осадочные

Пласто - и линзообразный в вулканогенно-осадочных породах

Родохрозитовый с манганокальцитом

16-32

Металлургический марганцевый карбонатный (сортировочный, гравитационномагнитный)

Усинское, Порожинское

Гематит-гаусманит-браунитовый

16-35

Металлургический марганцевый оксидный (сортировочный, гравитационно-магнитный)

Дурновское

Браунит-гаусманит-магнетитовый с родохрозтом

20-35

То же

Южно-Хинганское

Метаморфогенные

Пласто - и линзообразный в метаморфических породах

Гаусманит-пиролюзит-родохрозитовый

12-28

Металлургический марганцевый оксидно-карбонатный (гравитационно-магнитный)

Парнокское

Выветривания (гиперген-ные)

Плаще - и линзообразный в корах выветривания месторождений и марганцевосодержащих пород

Пиролюзит-псиломелан-криптомелановый с гетитом и гидрогетитом

15-45

Металлургический марганцевый оксидный (сортировочный, гравитационно-(магнитный)

Николаевское

Гетит-вернадит-псиломелановый

16-28

То же

Шунгулешское (проявление)

Пиролюзит-псиломелановый

26-37

"

Кипчакское (проявление)

Псиломелан-вернадитовый

25-30

"

Усинское

Вернадит-псиломелан-пиролюзитовый

15-28

Металлургический марганцевый оксидный (промывочный, сортировочный, гравитационно-магнитный)

Порожинское

Пиролюзит-псиломелановый

10-19

Металлургический марганцевый оксидный (сортировочный, гравитационно-магнитный)

Громовское

Диагенетически-седиментационные в современных осадках

Плащеобразный

Кобальт-железо-марганцевые конкреции и корки

    20-30 (Fe, Co, Ni, Cu)

Металлургический, химический кобальт-марганцевый оксидный (гидрометаллургический)

Абиссальные равнины дна океанов (ЖМК) и подводные горы и поднятия (КМК)

Железомарганцевые конкреции и корки

    5-30 (Fe)

Металлургический, железомарганцевый оксидный (гидрометаллургический)

Шельф Финского залива

Скопления железомарганцевых образований на дне морей и океанов относятся к перспективным комплексным месторождениям, образующимся в процессе седиментации и диагенеза современных осадков. По условиям образования среди них выделяются глубоководные и мелководные. Железомарганцевые конкреции (ЖМК) и кобальтомарганцевые корки (КМК) встречаются во всех океанах.

ЖМК сосредоточены на абиссальных долинах океанов преимущественно на глубинах 4800-5500 м. Подавляющее число рудных полей расположено в Тихом океане, особенно в зоне Кларион - Клиппертон. (1500г2000 км). Плотность залегания конкреций (их масса, приходящаяся на 1 м 2 дна) варьируется в широких пределах, редко превышая 30 кг/м 2.

Залежи конкреций являются комплексными месторождениями Mn, Ni, Co и Cu. Диаметр конкреций составляет 0,1-n - 10 см., преимущественно - 3-7 см. Конкреции содержат (%): Mn 25-30; Fe 6-12; Ni 1-2; Co 0,2-1,5; Cu 1-1,5; Р 0,5-1; в качестве примесей в них обнаружены Mo, РЗЭ, V, платиноиды, Au и другие компоненты.

Потенциальный интерес представляют кобальтомарганцевые, конкреционно-корковые образования Мирового океана, известные на подводных горах и океанических поднятиях на глубинах от 300 до 4000 м, где они нередко образуют покрытия мощностью от нескольких миллиметров до 10 см на коренных породах или уплотненных осадках. Корки сложены гидроксидами Fe и содержат Mn, Co, Ni, Cu и Р.

Железомарганцевые конкреции* (ЖМК) на дне Финского залива Балтийского моря являются новым видом минерального сырья, использование которого обусловлено острым дефицитом в России марганецсодержащих руд. Целенаправленно руды начали изучаться только с 1999 г.

ЖМК залегают непосредственно на поверхности морского дна и образуют залежи относительно небольших (3-15 км) размеров на глубине 10-90 м. В составе конкреций гидроксиды и оксиды марганца составляют 65-70 % общей массы рудного вещества, гидроксиды железа 30-35 %. Содержания Mn в ЖМК колеблется от 5 до 30 %, Fe 5-30 %, Р 1-5 %, органического вещества 7,5-24 % при среднем 11,5 %.

Залежи шельфовых ЖМК Финского залива значительно отличаются от известных залежей глубоководных океанических ЖМК по морфологии пластов, условиям формирования и залегания, минеральному и химическому составу конкреций, технологии их добычи и переработки. Шельфовые ЖМК в отличие от глубоководных могут рассматриваться исключительно как марганцевая руда. По минеральному составу марганцевые руды разделяются на оксидные, карбонатные и смешанные. Наибольшее промышленное значение имеют оксидные руды, в которых главными рудными минералами являются оксиды и гидроксиды марганца (пиролюзит, псиломелан, якобсит, манганит, браунит, гаусманит и др). Оксидные руды включают окисные (первичные пиролюзит, псиломелан, манганит, браунит, якобсит и др.) и окисленные - развивающиеся в коре выветривания главным образом карбонатных руд (пиролюзит, псиломелан, вернадит, тодорокит, криптомелан). За рубежом наибольшее промышленное значение имеют окисные (пероксидные - пиролюзитовые, нсутитовые) руды (Mn 50±8 %) низкофосфористые (P 0,04-0,08 %), как правило используемые без обогащения. Окисные руды интенсивно используются промышленностью, так как отличаются высоким содержанием марганца, легко обогащаются путем простого грохочения и служат высококачественным сырьем, пригодным для химической промышленности и производства стандартных марок ферромарганца. В России крупные и среднего масштаба месторождения окисных руд отсутствуют. Руды мелких месторождений бедные и среднего качества (15-37 % Mn), хрупкие, при дроблении склонные к переизмельчению и, как следствие, - к потерям наиболее ценных минералов со шламами.

Среди руд этого типа выделяют пероксидные, отличающиеся преимущественно пиролюзитовым минеральным составом. В качестве критерия для отнесения марганцевых руд к пероксидным используют коэффициент пероксидности - отношение содержания диоксида марганца к содержанию общего марганца (К = МnО 2/Мn): руды относятся к пероксидным, если коэффициент пероксидности ? 1,3 при содержании МnО 2 ? 41,8 %. Пероксидные руды Грузии (Чиатурское месторождение) бедные (26 % Mn) - единственные в СНГ, из которых обогащением получают высококачественные пиролюзитовые концентраты.

Несколько особняком стоят оксидные руды ЖМК и КМК дна морей и океанов. Руды являются природно-легированными и могут широко использоваться в черной металлургии: при содержании Mn 10-35 % - для получения зеркального чугуна, при 5-10 % - для производства марганцовистого чугуна. Это процесс прямого легирования, который медленно, но внедряется на заводах России. Считается, что при содержании Mn в железной руде больше 15 % расходы энергоносителей превышают необходимый экономический эффект (руды трудно плавятся), но процесс прямого легирования приводит к значительной экономии дорогих марганцевых сплавов.

Карбонатные руды сложены преимущественно карбонатами марганца: родохрозитом, манганокальцитом, марганцовистым кальцитом. Руды при относительно низких содержаниях марганца (не превышает 20-25 %) и относительно высоком содержании фосфора характеризуются трудной обогатимостью и высокой себестоимостью концентратов, однако в связи с сокращением запасов оксидных руд и поиском прогрессивных технологий переработки доля их в производстве марганца будет неуклонно возрастать.

Смешанные руды являются переходным типом между оксидными и карбонатными. Их химический состав зависит от количественного соотношения оксидов (манганита, пиролюзита, псиломелана) и карбонатов марганца (манганокальцита, родохрозита), в соответствии с которым выделяются железомарганцевые, карбонатно-силикатные, оксидно-силикатные, оксидно-силикатно-карбонатные и др. Наиболее ярко они проявлены на Большетокмакском месторождении Украины, где обогащением выделяют селективные продукты - оксидных и карбонатных минеральных типов, которые в дальнейшем подвергаются глубокому обогащению с получением товарных продуктов.

Карбонатно-силикатные, оксидно-силикатные, оксидно-силикатно-карбонатные смешанные руды могут представлять промышленный интерес при условии небольшого количества силикатов марганца и пониженного содержания фосфора. Промышленная технология обогащения карбонатно-силикатных руд с получением товарных ликвидных продуктов разработана только в Австралии: для реализации Са-Si-Mn промпродукт (32-37 % Мn) облагораживается подшихтовкой родохрозитовыми или пиролюзит-псиломелановыми богатыми концентратами. Кроме марганца в рудах может присутствовать железо, количество которого иногда значительно. По соотношению этих элементов выделяются: а) железомарганцевые руды, в которых оба металла находятся в существенных количествах, часто при преобладании железа (Mn/Fe ? 1);

Б) марганцовистые железные руды (с содержанием марганца 5-10 %). Из-за тесного срастания этих минералов руды относятся к труднообогатимым.

Браунит-гаусманитовые руды образуются при слабом метаморфизме осадочных месторождений. Они представляют значительный промышленный интерес, но не образуют крупных месторождений и добываются в небольшом количестве. В качестве примеси в рудах присутствуют оксиды железа, карбонаты марганца. Руды характеризуются вкрапленными, массивными, слоистыми текстурами, при обогащении переизмельчаются, концентраты требуют брикетирования.

В марганцевых рудах нередко присутствуют вольфрам, никель, кобальт, золото, серебро, цинк, свинец, таллий, барий, бор, фосфор. Последний является вредной примесью, к содержанию его в концентрате предъявляются жесткие требования. Золото мелкое и тонкое, находится в свободном состоянии и может быть выделено механическими способами. Анализ геологических материалов показал, что в окисленных рудах марганца всех месторождений России и СНГ содержится значимое количество золота (до 300 мг/т); при содержании более 80 мг/т извлекаемого золота процесс становится экономически рентабельным.

Фосфор связан с минералами марганца, железа и апатитом: в последнем случае при обогащении выделяется промпродукт с содержанием до 30 % Р 2О 5, из минералов марганца и железа фосфор извлекается выщелачиванием.

Вольфрам представлен собственными минералами (вольфрамит, гюбнерит, шеелит) и выделяется в собственный промпродукт. Никель, кобальт и другие цветные металлы могут быть выделены выщелачиванием. В США (цинковое месторождение Франклин, штат Нью-Джерси) марганец и железо выделяют из франклинитовых руд (франклинит - (Fe, Mn, Zn)О (Fe, Mn)2О 3). Из руды цинк выделяется дисцилляцией, осадок содержит до 15 % Мn и около 40 % Fe, используемого для производства зеркального чугуна.

Похожие статьи




Геолого-промышленные типы месторождений марганца - Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки

Предыдущая | Следующая