Курс лекций минск бгу 2004 +553. 4 Ббк рецензент ы: доктор геолого-минералогических наук А. К. Карабанов

В Замбии и Заире кобальт извлекают из руд стратиформных медно-кобальтовых месторождений. Работы в этих странах ведут государственные компании «Zambian Consolidated Copper Mines» (ZCCM) и «Gecamines». На Кубе латеритные никелевые месторождения разрабатываются множеством государственных предприятий, а также канадской компанией «Sherrit Gordon Ltd.». Другая крупная канадская компания «KWG Resources of Canada» в 1997 г. заключила соглашение с правительством о завершении геологоразведочных работ и последующей разработке латеритного никелевого месторождения Купей, принадлежащего государственной компании «Commercial Caribbean Nickel S. A.». Предусматривается строительство ГОКа. Запасы руд этого месторождения составляют 107 млн т при среднем содержании Ni 1,32 % и Co 0,115 %. В России основные объемы никеля извлекают из сульфидных медно-никелевых руд месторождений Норильск-1, Талнахское и Октябрьское, расположенных в Норильском рудном районе, а также из аналогичных руд Ждановского и Заполярного месторождений Кольского полуострова. Эксплуатацию перечисленных месторождений осуществляет РАО «Норильский никель».

В истории развития земной коры отмечалось несколько эпох формирования кобальтовых месторождений, наиболее продуктивными из которых являлись докембрийская, мезозойская и кайнозойская. В докембрийскую эпоху сформировались крупные промышленные месторождения в Канаде (Кобальт, Садбери и др.), Замбии, Заире и Марокко. В Марокко разрабатываются месторождения Бу-Аззер и Эль-Граара. Рудные жилы этих месторождений приурочены к контакту докембрийских серпентинитов и диоритов. Кобальтовые минералы представлены кобальтином, скуттерудитом и смальтином.

В мезозойскую эпоху образовались месторождения в Южной Африке (Инсизва и др.) и России (Норильский рудный район, отдельные месторождения кор выветривания на Урале).

Кайнозойская эпоха ознаменовалась формированием никелевых месторождений, связанных с латеритными корами выветривания. Такие месторождения сосредоточены преимущественно на Кубе, в Новой Каледонии и Индонезии.

ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ. Известны следующие основные типы промышленных месторождений кобальта и кобальтсодержащих руд: 1) магматические, 2) скарновые, 3) плутоногенные гидротермальные, 4) стратиформные, 5) коры выветривания.

Магматические месторождения представлены сульфидными медно-никелевыми рудами ликвационного генезиса, концентрирующими кобальт. Эти руды являются комплексными и содержат относительно невысокие количества кобальта (около 0,1 % и менее). Из руд этого генетического типа извлекаются основные объемы кобальта в России, Канаде и ЮАР. Месторождения данного типа располагаются на щитах (Кобальт, Томпсон, Линн-Лейк и другие на Канадском щите, Мончегорское, Печенгское на Балтийском щите) или на платформах (Норильск-1, Октябрьское, Талнахское на Сибирской платформе; Бушвельд, Инсизва на Африканской платформе).

Рудные тела залегают обычно в зоне контактов интрузивных массивов и карбонатных пород и имеют пластообразную форму, реже штоко- и столбообразную. Размеры рудных тел изменяются от первых сотен метров до 2 км по простиранию и от десятков метров до 1 км по падению при мощности от 1–5 до 200 м. Кобальт присутствует либо в виде изоморфной примеси к железу в сульфидных минералах (пирите, пирротине, арсенопирите, сфалерите, халькопирите) и магнетите, либо в виде минералов кобальта (кобальтине, линнеите, глаукодоте и др.). Кобальтоносность руд этих месторождений определяется главным образом присутствием в них кобальтистого пирита, содержащего до 1,5 % Со.

Месторождения кобальта этого типа распространены в Марокко (Бу-Аззер), Чехии (Яхимов), Армении (Дашкесан-Кобальт), США (Блэкбирд), Канаде (Эльдорадо), России (Ховуаксы), Австралии (Маунт-Кобальт). Среди них известны следующие рудные формации: 1) смальтин-хлоантит-никелин-аргентитовая (Ховуаксы, Кобальт), 2) арсенопирит-глаукодот-кобальтиновая (Дашкесан-Кобальт), 3) пятиэлементная формация Co–Ni–Bi–Ag–U (Эльдорадо).

Типичным представителем этого генетического типа является месторождение Ховуаксы, расположенное в Туве. Район месторождения сложен осадочными породами кембрия и силура, представленными алевролитами и песчаниками с прослоями известняков. Породы смяты в складки и прорваны дайками различного состава. Отдельные горизонты осадочной толщи подверглись скарнированию. Оруденение связано с субмеридиональным крупноамплитудным разломом и оперяющими его трещинами скола. Рудные тела представлены жилами, часто пересекающими скарны. Главные рудные минералы: никелин, смальтин, хлоантит, скуттерудит, раммельсбергит и саффлорит, жильные – кальцит и доломит. Текстуры руд полосчатые, брекчиевидные, прожилковые и вкрапленные, структуры – кристаллические, радиально-лучистые и колломорфные.

Стратиформные месторождения кобальтсодержащих медистых песчаников известны в Замбии (Чамбиши, Нчанга) и Заире и имеют большой удельный вес в мировой добыче кобальта. Они приурочены к Катанга-Родезийскому меденосному поясу, который простирается в юго-восточном направлении от района Колвези в Катанге (Заир) до рудника Бвана-Мкубва в Замбии. Месторождения отличаются исключительно высоким качеством руд, в которых наряду с медью в значительных количествах содержится кобальт и другие полезные компоненты. Оруденение приурочено к рудной серии системы катанга (верхней протерозой).

В Замбии рудоносные горизонты представлены главным образом слабо метаморфизованными и дислоцированными сланцами, аргиллитами, полевошпатовыми песчаниками и кварцитами (рис. 6).

В Заире рудоносны доломиты или доломитовые сланцы, претерпевшие более интенсивную складчатость и разбитые серией продольных и поперечных сбросов, вплоть до образования надвигов. Здесь месторождения часто располагаются в гребнях антиклинальных структур. Рудные залежи имеют, как правило, пластообразную форму и залегают согласно с вмещающими породами. В связи с проявлением интенсивной складчатости они нередко выходят на земную поверхность и поэтому доступны для открытой разработки. Эксплуатируются преимущественно окисленные руды, в которых среднее содержание меди составляет 4–7 %. Кобальт концентрируется главным образом в зоне окисления, где на отдельных наиболее обогащенных участках руды содержат в среднем 1–2 % кобальта. Кроме меди и кобальта в них присутствуют в промышленных концентрациях цинк, платина, кадмий, германий, серебро, уран и другие полезные компоненты.

Месторождения кор выветривания кобальтсодержащих никелевых руд приурочены к коре выветривания серпентинитов. Кобальтсодержащие гидрооксиды марганца встречаются во всех зонах профиля выветривания площадного типа, но наиболее обогащены Co верхние горизонты обохренных и нонтронизированных серпентинитов. В месторождениях линейного типа обогащение оксидами марганца, содержащими Co и Ni, происходит в зонах охр и брекчий, совпадающих с контуром промышленных никелевых руд. Отношение Co/Ni в асболанах площадной коры выветривания приближается к единице, однако в среднем для руд кор выветривания составляет 1:20–1:10.

В начале XIX в. добыча меди во всем мире составляла около 18000 т. Россия при Петре I несколько десятилетий занимала первое место по выплавке меди.

Медь – это металл красного цвета, обладающий хорошей ковкостью, тягучестью, электропроводностью, сплавляемостью с другими металлами, легкоплавкий (температура плавления 1083º С).

ГЕОХИМИЯ. Кларк меди 0,01 %. Повышенные ее содержания наблюдаются в основных породах (1,4·10^-2 %), пониженные в гранитах (3·10^-3 %). Коэффициент концентрации меди 200. Она представлена двумя изотопами: ⁶⁵Cu и ⁶⁹Cu.

Медь – типичный халькофильный элемент и чаще всего встречается в виде сульфидов. В природных условиях она одно- и двухвалентна. Двухвалентная медь характеризуется высокой миграционной способностью в восстановительных условиях и реагирует с ионами CO^-2₃, SiO₃^2-, PO₄^3- и VO₄³, образуя фосфатные, карбонатные и силикатные соединения.

В настоящее время основная масса меди идет на изготовление сплавов, важнейшие из которых – бронзы и латуни. Бронзы состоят не только из меди и олова в различных соотношениях; в некоторые сорта добавляют свинец, цинк, фосфор, кремний и другие компоненты. Латуни состоят из сплава меди (60–80 %) с цинком (20–30 %).

Промышленные требования к рудам со временем изменяются в сторону их понижения. Так, еще в начале ХХ в. разрабатывались только богатые руды с содержанием Cu 5–15 % и более, в настоящее время при подземной разработке крупных месторождений содержание меди должно быть не менее 1 %, мелких – около 3 %, при отработке карьерами – 0,2–0,7 %, а из комплексных полиметаллических руд медь извлекается при содержании 0,1 % и более.

РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ. В настоящее время ресурсы меди выявлены более чем в 90 странах. По данным Геологической службы США они оцениваются 1,6 млрд т. Основу минерально-сырьевой базы медедобывающей промышленности мира составляют месторождения трех геолого-промышленных типов: меднопорфировые; стратиформные в медистых песчаниках и сланцах; медноколчеданные и колчеданно-полиметаллические. Общие запасы меди в мире – 932,6 млн т, подтвержденные – 668,3 млн т. Основные объемы их сосредоточены в недрах Чили, США, Перу, Китая и Казахстана (табл. 5). Данные о запасах меди в России отсутствуют.

По оценке «Metals Economics Group» (MEG) затраты на геологоразведочные работы, проведенные горнорудными компаниями на цветные и благородные металлы в мире в 1995–2000 гг., ежегодно составляли 4–5 млрд долларов США. Из них около 18–19 % приходилось на медь. В Чили основными направлениями геологоразведочных работ являлись доизучение и подготовка к освоению ранее не разрабатывавшихся месторождений, а также работы, направленные на прирост запасов действующих рудников.

К уникальным относятся месторождения с запасами меди более

5 млн т, к крупным – 5–1 млн т, средним – 1–0,2 млн т и мелким – менее 0,2 млн т.

Часть света, страна	Запасы общие	Запасы подтвержденные	Их % от мира	Среднее содержание Cu в рудах, %
ЕВРОПА	80002	47028	7	…
Польша	36000	22200	3,3	1,69
АЗИЯ	226699	169931	25,4	…
Армения	6539	6273	0,9	0,29
Афганистан	8470	6050	0,9	2,09
Индонезия	23880	21915	3,3	1,28
Иран	15100	10150	1,5	1,10
Казахстан	41497	36979	5,5	0,46
Китай	56200	38000	5,7	0,87
Монголия	9340	9250	1,4	0,80
Узбекистан	16958	16238	2,4	0,39
Филиппины	13965	11138	1,7	0,44
АФРИКА	83348	57248	8,6	…
Заир	25783	23650	3,5	3,97
Замбия	30703	18000	2,7	2,75
ЮАР	13000	7500	1,1	–
АМЕРИКА	509028	364593	54,6	–
Аргентина	20139	16236	2,4	0,70
Бразилия	18120	16670	2,5	0,90
Канада	33732	21836	3,3	0,74
Мексика	22875	17247	2,6	0,51
Панама	31295	13500	2,0	0,77
Перу	45977	37438	5,6	0,85
США	117559	77516	11,6	0,65
Чили	208866	158440	23,7	1,01
ОКЕАНИЯ И АВСТРАЛИЯ	33509	29490	4,4	–
Австралия	19262	15866	2,4	2,44
П-Нов. Гвинея	10247	9624	1,4	0,54

ждения в Челябинской (Новоучалинское) и Оренбургской (Гайское) областях. Обеспечение потребностей России в меди на перспективу возможно за счет сооружения крупного горнодобывающего предприятия на базе Удоканского месторождения медистых песчаников.