Лек 3. 2018. 14.02.18
Геолого-промышленные типы месторождений руд черных металлов (iron metals)
К черным металлам относится железо и в больших количествах применяемые для легирования – хром и марганец.
Геолого-промышленные типы месторождений хромовых руд
1. Применение хромово-рудного сырья
Руды используются для производства
- феррохрома,
- огнеупорных материалов,
- химических соединения хрома, в том числе хромовых квасцов, используемых для дубления кож (хромовая кожа).
2. Геохимические особенности хрома. Кларк 99 г/т = 0,0099 %
Рис. 2.2. Распределение средних содержаний хрома по магматическим горным породам, мас.%
Вывод. Месторождения связаны только с ультраосновными горными породами (дунитами, перидотитами).
3. Промышленные минералы
Промышленные типы и сорта хромовых руд
Хромовые руды представлены одним минералогическим типом – хромшпинелевым
(Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)2O4,
который в зависимости от соотношения металлов в хромшпинели подразделяется на подтипы:
- магнохромитовый – (Mg,Fe)Cr2O4 (высокохромистый),
- алюмохромитовый – Fe(Cr,Al)2O4,
- хромпикотитовый – (Mg,Fe)(Cr,Al)2O4.
По содержанию хромшпинели (%) руды делятся на 5 сортов:
- сплошные (более 90%),
- густовкрапленные (70 – 90%),
- средневкрапленные (50 – 70%),
- редковкрапленные (30 – 50%),
- убоговкрапленные.
По содержанию Cr2O3 (%) на месторождениях Кемпирсайской группы выделяются следующие сорта руд:
- богатые (более 45),
- бедные (45 – 30),
- убогие (30 – 10) (Инструкция …, 1984).
Богатые руды отправляются потребителям без обогащения, бедные руды обогащаются, убогие руды складируются, представляя перспективное сырье на будущее.
4. Требования к рудам и концентратам
Таблица 5.8
Требования к хромовым рудам, используемым для производства огнеупоров (Инструкция …, 1984)
| Магнохромитовая руда Донского ГОКа | Хромпикотитовая руда Сарановской шахты "Рудная" | ||
| Показатели | Норма (в зависимости от марки, %) | Показатели | Норма, % |
| Полезные компоненты | |||
| Cr2O3 не менее | 45,0 – 50,0 | Cr2O3 | 36,0 + 2,0 |
| Вредные компоненты | |||
| SiO2 не более | 8,0 | SiO2 не более | 8,5 |
| FeO не более | 14,0 | ||
| CaO не более | 1,3 – 1,0 | СаО не более | 2,0 |
5. Геолого-промышленные типы месторождений
Концентрации хрома в месторождениях определяются
1) связью с гипербазитами (магматические м-я),
2) устойчивостью хромшпинелей к выветриванию (россыпи).
Серия А. Эндогенная.
Группа I. Магматическая.
Класс 1. Реститовый
Тип линзовидных залежей хромовых руд в альпинотипных гипербазитах («подиформный», pod – линза)
Месторождения залегают в массивах ультраосновных пород офиолитовых поясов аккреционно-складчатых областей (альпинотипные гипербазиты).
Тела имеют форму вытянутых линз, длиной от n10 до n100 м.
Руды в дунитах высокохромистые, в гарцбургитах – низкохромистые.
Урал: Кемпирсайский массив в Казахстане.
 |
Сланцы верхнего протерозоя (PR2)
Габбро-амфиболиты
Апоперидотитовые серпентиниты
Аподунитовые серпентиниты
Месторождения хромовых руд
Рис... Схема геологического строения района Кемпирсайских месторождений (Рудные …, 1978, с. 177)
Массив Рай-Из в России: месторождение Центральное (Ямало-Ненецкий автономный округ)
Средиземноморский пояс (месторождения Армении, Турции, Греции).
В Инструкции … (1984, с. 4) данный тип назван «позднемагматические, гистеромагматические месторождения».
Класс 2. Кристаллизационный.
Тип пластообразных залежей хромовых руд в расслоенных интрузиях платформенных областей.
Месторождения представлены совокупностью субпараллельных пластообразных залежей в массивах расслоенных ультраосновных пород.
Массивы: Бушвельдский (ЮАР), Грейт Дейк (Зимбабве),
Сарановский (Россия) – м-я Главное Сарановское и Южно-Сарановское
Месторождения Карелии (Аганозерское), Мурманской области (Сопчеозерское)
В Инструкции … (1984, с. 4) тип назван «раннемагматические, сегрегационные месторождения».
Геологический разрез Бушвельдского массива
| Зона | Мощность, км | Состав | |
| Upper Zone (Верхняя) | 1,540 | Ферродиорит | |
| Габбро, 21 маломощный магнетитовый пласт | |||
| Главный магнетитовый пласт (мощность 2,4 м, прослежен по протиранию на 320 км) | |||
| Main Zone Главная | 3,600 | Норит | |
| Габбро-норит и анортозит, 4 магнетитовых пласта | |||
| Риф Меренского (платина) | |||
| Critical Series Критическая | 1,050 | Пласты хромовых руд | |
| Норит, переслаивающийся с пироксенитом и анортозитом | |||
| Главный хромитовый пласт в пироксенитах | |||
| Basal Series Базальная | 1,230 | Чередование слоев пироксенита, перидотита и норита | |
| Marginal Zone Зона закалки | 0,125 | Норит |
Сарановская группа месторождений
Расслоенный комплекс
 |
Гарцбургит
Бронзитовый
(железистый
энстатит) дунит
Габбро и анортозит
Дунит
Рис. Петрографическая модель строения Главного Сарановского массива (по Иванову, 1990)
По О.К. Иванову [17] центральная часть Северного Сарановского массива сложена аподунитовыми серпентинитами, которые образуют субмеридиональное линзовидное тело размером 850 х 175 м, круто падающее на восток. Северо-восточнее его, ближе к висячему боку массива, располагается тело серпентинизированных стратифицированных гипербазитов длиной 1100 и шириной 120 м. Оно в плане имеет подковообразную форму: субмеридиональное простирание его северного окончания сменяется в центре тела на северо-западное и далее в южном окончании – на субширотное. Падение северной и центральной частей тела субвертикальное, а южной части – северо-восточное под углом 60о.
Тело стратифицированных гипербазитов сложено полосчатыми нацело серпентинизированными ультрамафитами, содержащими пласты хромшпинелидов, в том числе промышленные. В его разрезе снизу вверх (благодаря крутому падению с запада на восток) на основании петрографических реконструкций выделяются 6 горизонтов:
1) нижний горизонт бронзитовых и бронзитсодержащих дунитов, включающий семь пластов пироксеновых и пироксенсодержащих хромититов;
2) горизонт хромшпинелидовых дунитов мощностью до 80 м, сложенный тонкополосчатыми гипербазитами: дунитами, бронзитсодержащими и хромшпинелидсодержащими дунитами, в котором имеются шесть пластов оливин-пироксеновых хромититов мощностью 1 – 6 м;
3) горизонт бронзитсодержащих и бронзитовых дунитов мощностью до 30 м, содержащий маломощный (0,1 м) пласт пироксеновых хромититов;
4) продуктивный горизонт мощностью 15 – 25 м, прослеженный по простиранию на 1600 м, в нижней части которого располагается Западное рудное тело (ЗРТ), а в верхней Центральное рудное тело (ЦРТ), между ними находится слой хромшпинелид-бронзитсодержащих, бронзит-флогопитсодержащих и флогопитсодержащих дунитов;
5) дунит-гарцбугитовый горизонт мощностью до 60 м в нижней части сложен бронзитовыми дунитами, сменяющимися выше гарцбургитами, содержит 9 пластов хромититов, наиболее мощный из которых именуется Восточным рудным телом (ВРТ);
6) верхний дунитовый горизонт мощностью 7 м сложен мелкозернистыми дунитами;
7) верхний гарцбургитовый горизонт имеет мощность 4 – 5 м. В западной части стратифицированных гарцбургитов имеются небольшие тела ультраосновных пегматитов с реликтовыми зернами оливина размером до 1 – 2 см.
Восточнее стратифицированных гипербазитов в непосредственном контакте с ними располагается тело габбро-анортозитов размером на поверхности 920 х 230 м. В габбро-анортозитах установлена грубая расслоенность, фиксирующаяся слоями анортозитов и пироксенитов в преобладающем габбро.
В состав Северного Сарановского массива входят также поперечные дайки метапикритов мощностью до нескольких десятков метров, которые секут гипербазиты и рудные тела, но не выходят за пределы массива. Породы даек сильно изменены и превращены в тремолито-хлоритовый или хлоритовый агрегаты.
Ни один из других массивов сарановского комплекса не имеет столь полного разреза как Северный Сарановский массив. В них представлены лишь отдельные фрагменты описанных выше петрографических типов пород.
Серия Б. Экзогенная.
Группа I. Выветривания.
Класс остаточный
Ряд апогипербазитовый