Потенциальный источник марганцевых руд.

Это современные железомарганцевые конкреции дна океанов. Запасы марганца неисчерпаемы.

Конкреции приурочены к глубинам 4 – 6 км. Значительные площади известны в Тихом и Индийском океанах.

Размеры конкреций – 1-10 см, их корочка сложена оксидами и гидрооксидами Fe и Mn.

Состав конкреций:

Fe – 11,8%; Ni – 0,59%;

Mn – 17,8%; Mo – 0,037%;

Cu – 0,38%; Pb – 0,11%;

Co – 0,33%.

В США, Японии, Франции созданы компании по добыче и переработке железомарганцевых конкреций.

 

Запасы, добыча и потребление марганцевых руд

Запасы марганцевых руд в капиталистических странах 2336 млн. т. []. Основная доля приходится на ЮАР (1500) и Австралийский Союз (490). Годовая добыча составляла 12 – 13 млн. т. в год.

СССР по запасам марганцевых руд занимал первое место.

Основные потребители: США, Япония и страны Западной Европы.

 

Месторождения хрома

Свойства и применение хрома

Хром – серебристо-белый металл, устойчив от коррозии при комнатной температуре.

Т_{плавления}=1890°С, Т_{кипения}=2327°С.

Плотность – 7,19 г/см³.

Применение:

1) металлургическая промышленность (нержавеющая сталь и др.);

2) огнеупоры (до 2000°С);

3) химическая промышленность (получение хромпиков в качестве дубителя и красителя).

Геохимические особенности хрома

В таблице Д. И. Менделеева 24-е место, атомная масса 51,996.

Всего 4 изотопа, преобладает ⁵²Сr.

Степень окисления изменяется: +2, +3, +5 и +6, наиболее устойчивая +3.

Это литофильный элемент, который в 3К образует кислородные соединения (99,9%).

Среднее содержание в 3К по А. П. Виноградову [ ] 0,008%, в т. ч. в:

ультраосновных породах 0,20%;

основных 0,02%;

кислых тысячные доли %.

При кристаллизации ультраосновной магмы выделяются акцессорные хромшпинелиды. Иногда образуются крупные концентрации хромитовых руд (Бушвельский массив).

Но чаще хром накапливается в остаточных расплавах. В магматическом процессе Сr ассоциирует с Fe и Mg, а также платиноидами.

Для гидротермальных процессов не характерен.

В зоне гипергенеза устойчив, образует россыпи.

 

Промышленные минералы и типы руд

Всего 30 хромсодержащих минералов. Промышленное значение имеют несколько минералов с общей формулой: (Mg, Fe,)(Cr, Al, Fe)₂O₄.

Хромит – FeCr₂O₄ очень редок.

Промышленные руды массивные и густо вкраплённые.

По кондициям содержание Cr₂O₃ не менее 32 – 33%, а отношение Сr₂O₃:FeO не менее 2,5.

 

Металлогения

Месторождения хромитов сязаны с ультрабазитами различного происхождения и возраста (рифмогенные разломы, офиолитоподобные пояса, при активизации платформ).

 

Промышленные типы месторождений

1) магматические месторождения в габброидных и ультрабазитовых (пластового типа). Примеры: Бушвельдский район (ЮАР), район Великой Дайки (Зимбабве);

2) магматические месторождения в ультраосновных массивах (разной морфологии). Примеры: Кемпирсайский рудный район (Казахстан), месторождения Турции, Филлипин и др.

В первом типе сосредоточены главные запасы хромитов зарубежных стран (80%). В СССР этот тип был не развит.

Второй тип - главный для бывшего СССР (95% добычи). В капиталистических странах добыча 41%.

Категории месторождений по запасам:

1) крупные (более 10 млн. т.);

2) средние (3 – 10 млн. т.);

3) мелкие (< 3 млн. т.).

Примеры месторождений.

Кемпирсайский район (Казахстан). Находится на Южном Урале. Месторождения связаны с крупным массивом ультрабазитов плитообразной формы. Пространственно связаны с породами дунит-перидотитового ряда. Известны месторождения: Молодёжное, 40 лет КазССР и др.

Форма рудных тел – линзовая или в виде шлироподобных тел. Длина сотни метров, мощность до 80 м. Сближенные рудные тела образуют залежи. Контролируются разломами.

Текстуры руд: массивные, вкраплённые и модулярные.

Главные рудные минералы: хромшпинелиды, оливин и серпентин.

Нерудные минералы:

антигорит;

актинолит;

карбонат;

хлорит и др.

Содержание Cr₂O₃ в густовкраплённых рудах: 50 – 60%, FeO 12 –14%, SiO₂ 4 – 10%.

 

Запасы, добыча и потребление

Запасы за рубежом: 1680 млн. т., сосредоточены в ЮАР 1050 млн. т. (63%) и Зимбабве 550 млн. т. (30%).

Годовая добыча - 5,4 млн. т. (ЮАР, Зимбабве, Турция и др.). Главные страны потребители и импортёры – США, Япония и Западная Европа.

 

ЛЕГИРУЮЩИЕ МЕТАЛЛЫ

Месторождения титана

Свойства и применение

Белого цвета с серебристым цветом.

Т_{плавления}=1660°С, Т_{кипения}>3000°C.

Небольшая прочность.

Сплавы (Al, Mg, Cr, Cu, Ni, Co, Fe, Mo, W и др.) применяются при производстве танков, орудий, самолётов, ракетных двигателей.

TiO₂ – для производства белил, наполнитель в бумажной, резиновой промышленности, для производства линолеума, эмалей, пластмасс и др.

 

Геохимические особенности

В таблице Д. И. Менделеева – 22-е место (атомная масса 47,9).

Образует 5 изотопов, ⁴⁸Ti – главный изотоп.

Присутствует во многих породах и минералах как литофильный элемент.

Изоморфно замещает ® Al, Mg, Zn, Fe.

Сам замещается Fe, Ta, Nb.

Содержание Ti: в 3К 0,44%;

в ультрабазитах 0,31%;

в основных 0,9%;

в кислых 0,23%;

в щелочных габброидах до 4%.

Концентрация титана связана с породами основного и щелочного состава. Накапливается в остаточных расплавах (с Ta, Nb, Zr, Tr), образует позднемагматические месторождения.

В гранитах только акцессории (ильменит, сфен, рутил).

В зоне гипергенеза образуются россыпи (рутил, ильменит).

При метаморфизме горных пород, богатых Ti, возникают новообразования рутила и ильменита.

 

Промышленные минералы и типы руд

Титан содержится в 80 минералах, из них промышленными являются:

Рутил -TiO₂;

Ильменит - FeTiO₃;

Лопарит -(Na₂,Ce,Ca)(Nb,Ti)O₃.

Из лопарита Ti получают совместно с Nb и Ce.

Лейкоксен - вторичный минерал.

Основные виды сырья:

1) россыпные месторождения (ильменит, рутил, циркон, иногда золото и платина);

2) коренные титаномагнетитовые руды.

Из песков получают рутиловый и ильменитовый концентраты. Из коренных титаномагнетитовых руд вначале получают шлаки, из которых извлекается титан.

 

Металлогения

Месторождения титана формировались в ранние стадии эвгеосинклиналей и связаны с габбро-пироксенит-дунитовой формацией.

На активизированных платформах крупные месторождения связаны с гарбургит-ортопироксенит-норитовых массивах.

Месторождения меньших масштабов залегают в ультраосновных щелочных массивах и щелочных массивах центрального типа.

По возрасту местородждения формировались в докембрийский, каледонский, герцинский и альтийский циклы.

Россыпи – прибрежно-морские, аллювиальные и др. известны в Австралии, Индии, Бразилии, на Украине, Казахстане.

 

Промышленные типы месторождений

1) россыпные рутил-ильменитовые месторождения:

а) прибрежно-морские современные (Австралия, Индия, США) и древние погребённые (СССР);

б) континентальные аллювиальные (США).

2)титаномагнетитовые месторождения.

Главный промышленный тип – россыпи (60% добычи). Второй тип (40% добычи).

Категории месторождений:

1. Коренные титаномагнетитовые месторождения:

Крупные (TiO₂ > 10 млн. т.);

Средние (TiO₂ – 1-10 млн. т.);

Мелкие (TiO₂ до 1 млн. т.).

2. Россыпи рутила:

Крупные (TiO₂ > 1000 тыс. т.);

Средние (TiO₂ – 1000-300 тыс. т.);

Мелкие (TiO₂ до 300 тыс. т.).

2. Россыпи ильменита:

Крупные (TiO₂ > 5000 тыс. т.);

Средние (TiO₂ – 2000-5000 тыс. т.);

Мелкие (TiO₂ < 2000 тыс. т.).

Примеры месторождений:

Тип первый. Россыпные рутил-ильменитовые месторождения.

Россыпи комплексные (магнетит, циркон и др.).

Содержание TiO₂ в них 0,2 – 10%.

(Австралия, Индия, США, Украина).

Прибрежно-морские россыпи Австралии.

Это самые крупные в мире месторождения по запасам рутила. Расположены на восточном побережье Австралии в виде полосы шириной до 800 м и длиной 75 км. Пляжевые пески состоят из кварца, циркона, ильменита, лейкоксена (монацит, гранат, магнетит, хромит, касситерит, золото и платина). Мощность песков 1,8 м, содержание тяжёлых минералов 5 – 6%.

Тяжёлый шлих: рутил (30%), циркон (39%), ильменит (26,5%), монацит (0,5%), прочие – 4%. В россыпи добывается 1/3 всех титановых концентратов зарубежья.

Россыпи Среднего Приднепровья (Украина).

Это погребённые прибрежно-морские россыпи, на северо-восточной окраине Украинского кристаллического щита.

Состав россыпи: циркон-рутил-ильменитовит. Находятся в прибрежно-морских фациях олигоцена – миоцена. Источник россыпей – мощная кора выветривания метаморфитов Украинского щита. Содержание рудных минералов неравномерное (0,5 до 300 кг/м³). Россыпь перекрыта четвертичными глинами мощностью 30 – 40 м.