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



жүктеу 2.5 Mb.
бет6/15
Дата15.06.2016
өлшемі2.5 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15

ДОБЫЧА И ПРОИЗВОДСТВО. Рудничное производство кобальта в 1995–2000 гг. составляло 28–30 тыс. т ежегодно. Добыча его в большинстве случаев осуществляется попутно с никелем и медью. Основными добывающими странами являются Замбия (7,9 тыс. т), Заир (2,0 тыс. т), Канада (5,8 тыс. т), Куба (1,9 тыс. т), Австралия (2,3 тыс. т) и Россия (3,5 тыс. т).

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».



МЕТАЛЛОГЕНИЯ И ЭПОХИ РУДООБРАЗОВАНИЯ. На ранней стадии геосинклинального этапа никель в небольших количествах концентрировался в кобальтсодержащих пиритах колчеданных месторождений и в кобальтсодержащих магнетитах скарновых месторождений. На средней и поздней стадиях развития геосинклиналей возникали гидротермальные месторождения кобальтовых месторождений. На стадии активизации платформ кобальт накапливался в сульфидных медно-никелевых рудах. На платформенном этапе образовывались стратиформные месторождения медистых песчаников с кобальтом, а также месторождения кор выветривания гипербазитовых массивов.

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).



Скарновые месторождения – представлены, как правило, кобальтсодержащими магнетитами известковистых скарнов. Они известны в Казахстане (Соколовское и Сарбайское месторождения), в России (Высокогорское и Магнитогорское на Урале; Таежное в Восточной Сибири) и в некоторых других странах.

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.



Плутоногенные гидротермальные месторождения обычно связаны с гранитоидными интрузивами, а вмещающие толщи представлены осадочными и метаморфизованными образованиями, реже скарнами и серпентинитами. В большинстве случаев рудные тела имеют форму жил и штокверков.

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 CoNiBiAgU (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.



Лекция 8. МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИ
КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Медь была известна человеку уже в начале седьмого тысячелетия до н. э. (на Ближнем Востоке и на территории Турции). Первыми медными рудами, очевидно, были самородки, встречающиеся довольно часто. Наиболее крупный в мире самородок меди был найден в районе оз. Верхнего в США и достигал 500 т. Во втором тысячелетии до н. э. начал применяться сплав меди с оловом (бронза), на Кавказе – сплавы меди с мышьяком, а в Средней Азии – сплавы меди со свинцом. Населению Европы с давних пор были известны залежи меди на Кипре. Полагают, что от слова Кипр и возникло латинское название меди «купрум».

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, SiO32-, PO43- и VO43, образуя фосфатные, карбонатные и силикатные соединения.



При базальтовом магматизме медь концентрируется в гипербазитах, образуя ликвационные и скарновые месторождения, а на поствулканическом этапе она ассоциирует с колчеданными образованиями.

МИНЕРАЛОГИЯ. В природе известно более 240 минералов меди, из которых около 200 встречаются в коре выветривания. Однако промышленное значение имеют не более 17 минералов. Главными среди них являются: самородная медь, халькопирит, борнит, кубанит, халькозин, ковеллин, энаргит, тетраэдрит, теннантит, куприт, тенорит, малахит, азурит и др.

Самородная медь (содержание Cu до 100 %) кристаллизуется в кубической сингонии, габитус кристаллов кубический и додекаэдрический, образует дендриты, нитевидные, проволочные, моховидные агрегаты, порошковые выделения, конкреции, сплошные массы, цвет розоватый и медно-красный с бурой и пестрой побежалостью, твердость 2,5–3, удельная масса 8,4–8,9 г/см3.

Халькопирит CuFeS2 (Cu 34,6 %). Известны две его модификации: тетраэдрическая и кубическая – высокотемпературная. Цвет минерала золотисто-желтый, часто с бурой побежалостью, блеск металлический, встречается в скарнах, ликвационных медно-никелевых, свинцово-цинковых, вольфрам-молибден-оловянных и колчеданных месторождениях, а также в медистых песчаниках и в месторождениях фосфоритов.

Борнит (по фамилии Борн) Сu5FeS4 (Сu 63,3 %). Образует несколько полиморфных модификаций: тетрагональную – низкотемпературную, тригональную – метастабильную при низкой температуре, кубическую – стабильную выше 228º С. Габитус кристаллов кубический, додекаэдрический, реже октаэдрический, цвет темно-бронзовый с пестрой побежалостью, блеск металлический, твердость 3, удельная масса 5,3 г/см3.

Кубанит (по о. Куба) CuFe2S3 (Cu 22–24 %) кристаллизуется в кубической сингонии, габитус кристаллов удлиненный, толстотаблитчатый, бронзово-желтого цвета, блеск металлический, удельная масса 4,16 г/см3. Встречается в сульфидных медно-никелевых месторождениях с пирротином и халькопиритом в колчеданных рудах, изредка в жильных и полиметаллических месторождениях.

Халькозин Cu2S (Cu 79,9 %). Известны две полиморфные модификации: ромбическая – низкотемпературная и менее распространенная гексагональная – высокотемпературная. Габитус кристаллов короткопризматический, таблитчатый, дипирамидальный, цвет свинцово-серый, твердость 2,5–3, удельная масса 5,8 г/см3. Встречается в медных месторождениях с борнитом, халькопиритом и другими сульфидами.

Ковеллин (по фамилии Ковелли) CuS (Cu 66,5 %), кристаллизуется в гексагональной сингонии, габитус пластинчатый, агрегаты землистые, порошковые, сажистые, цвет индигово-синий до черного с радужной побежалостью, твердость 1,5–2, удельная масса 4,6 г/см3.

Энаргит Cu3AsS4 (Cu 48,3 %) кристаллизуется в ромбической сингонии, кристаллы призматические или таблитчатые, агрегаты зернистые, цвет сероватый до железо-черного, черта серовато-черная, твердость 3,5, удельная масса 4,3–4,5 г/см3. Встречается в гидротермальных, обычно среднетемпературных медноколчеданных, меднопорфировых, пирит-энаргитовых, свинцово-цинковых, серебряно-медных и других месторождениях.

Тетраэдрит (по форме кристаллов) Cu12Sb4S13 (Cu 52,3 %). Известны следующие его разновидности: серебросодержащая – фрейбергит; ртутьсодержащая – швацит, аптонит, ртутная блеклая руда; цинксодержащая – зандбергерит, цинковая блеклая руда; железосодержащая – ферротетраэдрит, коппит; никелисодержащая – фригидит, никелевая блеклая руда; теллурсодержащая – голдфилдит; свинецсодержащая – малиновскит и др.

Домейкит (назван по фамилии нашего земляка Игнасио Домейко) Cu3As (Cu 71,1 %). Известны две полиморфные модификации – кубическая и гексагональная с температурой перехода 225º С. Агрегаты плотные, почковидные и гроздьевидные, цвет серебристо-белый, серый с желтовато-бурой побежалостью, твердость 3–3,5, удельная масса 7,5 г/см3. Встречается в гидротермальных месторождениях в ассоциации с самородными медью и серебром, сульфидами меди и арсенидами никеля и кобальта.

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Широкое использование меди основано на ее высокой электропроводности, химической устойчивости, ковкости и других свойствах. Она находит применение в машиностроении, химической промышленности (перегонные котлы, змеевики, трубы), электротехнике, судостроении, гравировании, выделке монет и во многих других отраслях промышленности. Так, например, в США и Великобритании на производство одного легкового автомобиля используется до 20 кг меди.

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.



ДОБЫЧА И ПРОИЗВОДСТВО. Заводы выпускают черновую (99,0 %), рафинированную (99,6 %) и электролитическую медь (99,95 %). Производство меди в мире в 1995–2000 гг. составляло ежегодно около 10–11 млн т, причем около 45 % выпуска ее приходилось на долю двух стран – Чили и США.
Таблица 5

Запасы меди (тыс. т) в некоторых странах [6]

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

В России основу минерально-сырьевой базы медедобывающей промышленности составляют медно-никелевые руды месторождений Норильского района и Кольского полуострова (месторождение Ждановское). Разрабатываются также относительно небольшие месторо-

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.


1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   15


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет