Геолого-промышленные типы месторождений свинца и цинка
Геолого-промышленные типы
месторождений свинца и цинка
Введение
свинец цинк месторождение геологический
Целью данной работы является изучение геолого-промышленных типов
месторождения свинца и цинка в Российской Федерации.
Задачи работы:
· изучить общие сведения о данном полезном ископаемом;
· привести классификации месторождений, описать каждый тип;
· рассмотреть географию размещения месторождений;
· рассмотреть группировку месторождений по сложности
геологического строения;
· рассмотреть способы переработки свинцовых и цинковых руд;
· рассмотреть требования промышленности к качеству минерального
сырья;
· изучить конъюнктуру рынка.
1.
Общие сведения
Свинец - тяжелый металл голубовато-серого цвета,
имеющий плотность 11,34 г/см3, температуру плавления 327,4 °С; очень
пластичный, мягкий - легко режется и прокатывается, обладает хорошими
антифрикционными и антикоррозионными свойствами, устойчив к действию
атмосферных осадков и многих химических реагентов, сильно поглощает гамма - и
рентгеновские лучи.
Цинк - металл синевато-белого цвета, имеющий плотность
7,1 г/см3 и температуру плавления 419,5 °С; хорошо поддается
прокатке и прессованию, устойчив к действию атмосферных осадков.
Свинец и цинк принадлежат к группе халькофильных
элементов, среднее содержание в земной коре (кларк) свинца составляет 0,0016 %,
цинка - 0,0083 %. В природе известно более 300 минералов, содержащих свинец, и
более 140 - цинк. Главнейшими минералами свинца и цинка являются сульфиды,
сульфосоли и карбонаты (табл. 1.1).
На долю главных минералов свинца (галенита) и цинка
(сфалерита) приходится свыше 90 и 95 % запасов и добычи соответственно.
Таблица 1.1 Главнейшие минералы свинца и цинка
|
Минерал
|
Химический состав (формула)
|
Содержание элемента, %
|
Плотность,г/см3
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Свинец
|
|
Галенит
|
PbS
|
86,6
|
7,57
|
|
Буланжерит
|
Pb5Sb4S11
|
55,4
|
6,21
|
|
Бурнонит
|
PbCuSbS3
|
42,5
|
5,93
|
|
Церуссит
|
РbСОз
|
77,5
|
6,55
|
|
Англезит
|
PbSO4
|
68,3
|
6,56
|
|
Пироморфит
|
Pb5(PO4 )3CI
|
76,1
|
7,04
|
|
Ванадинит
|
Pb5(VO4 )3CI
|
73,1
|
6,88
|
|
Вульфенит
|
PbMoO4
|
51,5
|
6,57
|
|
Плюмбоярозит
|
PbFe6(SO4 )4(OH)12
|
19,22
|
3,67
|
|
Цинк
|
|
Сфалерит
|
ZnS
|
67,0
|
4,08
|
|
Вюртцит
|
ZnS
|
67,0
|
3,98-4,09
|
ZnCO3
|
51,9
|
4,43
|
|
Каламин
|
Zn4(Si2O7)(OH)2 ·H2O
|
52,6
|
3,3-3,35
|
|
Цинкит
|
ZnO
|
80,2
|
5,68
|
|
Гидроцинкит
|
Zn5(OH)6(CO3)2
|
59,3
|
4
|
|
Виллемит
|
Zn2SiO4
|
58,4
|
4,20
|
Галенит - минерал класса сульфидов, PbS. Содержит
86,6% Pb, часты примеси: Se, Ag, Bi, Sb, Sn, Zn, Fe, Cd и др. Один из наиболее
распространённых минералов гидротермальных (преимущественно средне- и
низкотемпературных) месторождений. В парагенезисе с ним обычно наблюдаются
сфалерит, халькопирит, блёклые руды, бурнонит, пирит и др. В
контактово-метасоматических месторождениях ассоциирует со сфалеритом, пиритом,
пирротином и др. Отмечается как осадочно-диагенетическое образование, выделяясь
в виде рассеянной вкрапленности в песчаниках, известняках, а также в ядрах
конкреций. Установлено современное образование галенита из подземных рассолов и
шахтных вод. Галенит - главная руда свинца (рис.1.1).
Сфалерит - минерал класса сульфидов, ZnS. Как правило,
содержит примеси Fe (до 26%), Mn (до 8,4). Сфалерит обычно встречается в
ассоциации с галенитом в полиметаллических месторождениях (жильных, скарновых,
стратиформных, гидротермально-метасоматических, метасоматических, колчеданных),
а также в медно-колчеданных залежах (с пиритом, халькопиритом) и медистых
песчаниках (с халькопиритом, борнитом, халькозином); может возникать в
результате биогенно-диагенетических процессов. В поверхностных условиях
сфалерит легко окисляется с образованием смитсонита, гемиморфита; при
метаморфизме переходит в цинкит, франклинит, виллемит и другие минералы.
Сфалерит - наиболее важный компонент цинковых руд (рис.1.2).
Рис.1.1. Галенит
Рис.1.2. Сфалерит
Основное количество свинца (свыше 65 %) используется
для производства аккумуляторных батарей. Значительная часть идет на
изготовление оболочек электрических кабелей. Свинец входит в состав различных
сплавов (баббитов, типографских и др.). Соединения свинца идут на изготовление
красителей (белил, сурика и др.). Ввиду относительно большой химической
стойкости применяется в химической промышленности для изготовления различной
аппаратуры, в электролизных ваннах на металлургических заводах. Благодаря
способности поглощать радиоактивное излучение свинец используется в ядерной
технике. Применяется также в военном деле для изготовления боеприпасов.
Цинк используется главным образом (до 50 %) в качестве
антикоррозионных покрытий, для оцинкования поверхностей. Значительное
количество цинка потребляется в сплавах с добавкой алюминия, меди и магния,
обладающих хорошими литейными качествами. Большое количество цинка расходуется
на производство латуни. Цинк входит в состав мельхиора, антифрикционного и
типографского сплавов, применяется при изготовлении аккумуляторных батарей.
Оксид цинка используется для изготовления цинковых белил, в качестве
наполнителя при производстве резины, в медицине и химической промышленности.
Металлический цинк в виде порошка применяется для
осаждения (цементации) золота и серебра из цианистых растворов, а также в
гидрометаллургии для очистки цинковых растворов от меди и кадмия. [5]
2.
Геолого-промышленные типы месторождений и география их размещения
Прогнозные ресурсы цинка России на начало 2010 г. оцениваются в 64,6 млн.
т, что составляет лишь около 3% мировых, причем на долю наиболее изученных
ресурсов категории Р1 приходится только 14% их количества (рис.
2.1).
Рис. 2.1. Металлогенические зоны, перспективные на цинк, их ресурсный
потенциал (тыс. т), доля в запасах РФ (%) и основные месторождения
Степень концентрации прогнозных ресурсов и запасов цинка также невелика -
они локализованы во многих регионах страны. Основное их количество
сосредоточено в южных районах Сибири, где распространены объекты
колчеданно-полиметаллического геолого-промышленного типа. На их долю приходится
более 62% запасов цинка страны, в том числе запасы самых крупных месторождений.
Все они комплексные: их руды, кроме цинка, содержат свинец, серебро, золото и
медь.
Государственным балансом РФ учтено 147 месторождений, содержащих запасы
цинка; в 20 из них запасы только забалансовые. В распределенном фонде недр
находится 82 месторождения. В нераспределенном фонде остаются в основном мелкие
месторождения, в том числе иногда с богатыми цинковыми рудами.
В целом, наибольшее количество запасов цинка РФ сосредоточено в
Республике Бурятия и на Среднем и Южном Урале (рис.2.2).
Рис. 2.2. Основные месторождения цинка и распределение его балансовых
запасов по субъектам РФ, млн. т
Государственным балансом РФ учтено 147 месторождений, содержащих запасы
цинка; в 20 из них запасы только забалансовые. В распределенном фонде недр
находится 82 месторождения. В нераспределенном фонде остаются в основном мелкие
месторождения, в том числе иногда богатыми цинковыми рудами.
Балансовые запасы свинца РФ составляют 19,7 млн. т, что соответствует примерно
6% мировых запасов; по этому параметру Россия уступает лишь трем странам:
Австралии, США и КНР. Прогнозные ресурсы свинца России оцениваются в 16,7 млн.
т, это менее 1% мировых. Они характеризуются слабой изученностью, наиболее
достоверные ресурсы категории Р1 составляют лишь 14% их количества
(рис.2.3).
Рис. 2.3. Металлогенические провинции, перспективные на свинец, их
ресурсный потенциал (тыс. т), доля в запасах РФ (%) и основные месторождения
Большая часть запасов и прогнозных ресурсов свинца сосредоточена на юге
Сибири. Наиболее богата ими Токминско-Горевская металлогеническая зона,
расположенная на территории Красноярского края. Здесь находится более четверти
ресурсов высокой категории Р1 и 39% запасов металла России, причем
подавляющая часть их заключена в недрах крупнейшего в стране Горевского
колчеданно-полиметаллического месторождения, залегающего в докембрийских
терригенных породах.
В России насчитывается 99 месторождений с запасами свинца, в девяти из
них учтены только забалансовые запасы. Все крупные месторождения находятся в
распределенном фонде недр, насчитывающем 48 объектов. В нераспределенном фонде
остались в основном мелкие месторождения, хотя некоторые из них - с богатыми
рудами (рис. 2.4). [1]
Рис. 2.4. Основные месторождения свинца и
распределение его балансовых запасов по субъектам РФ, млн. т
Месторождения свинца и цинка многочисленны и
генетически разнообразны. В настоящее время все известные свинцово-цинковые
месторождения относятся к пяти промышленным типам (табл. 2.1) - это
докембрийские колчеданно-полиметаллические, фанерозойские
колчеданно-полиметаллические, свинцово-цинковые (стратиформные), скарновые и
метасоматические залежи в известняках, жильные. [2]
Таблица 2.1 Промышленные типы месторождений
свинцово-цинковых руд
|
Промышленный тип месторождений
|
Структурно-морфологический тип рудных тел
|
Ведущие текстуры руд
|
Главные рудные минералы
|
Наиболее характ попутные компоненты
|
Кач-во
руд
|
Примеры месторожд
|
|
Докембрийские колчеданно-полиметаллич.
|
|
|
|
|
|
|
|
в метаморфич. комплексах
|
Плитообразные и лентовидные залежи
|
Полосчатые и плойчатые, массивные
|
Сфалерит галенит, пирит, пирротин
|
Серебро, кадмий
|
Богатые рядовые
|
Холоднинское (Россия), Сулливан (Канада), Мак-Артур-Ривер,
Маунт-Айза, Брокен-Хилл (Австралия)
|
|
в вулканогенно-терригенно-карбонатных толщах
|
Пласто- и лентообразные залежи, часто изогнутые согласно с
вмещающими пластами
|
То же
|
Галенит, сфалерит, пирит, пирротин
|
То же
|
Богатые
|
Горевское (Россия), Балмат (США)
|
|
Фанерозойские колчеданно-полиметаллич
|
|
|
|
|
|
|
|
в вулканогенно-осадочных толщах
|
Массивные, полосчатые, брекчивые и колломорф
|
Галенит, сфалерит, пирит, халькопир барит
|
Золото, серебро, селен, теллур, кадмий
|
Богатые, рядовые, бедные
|
Рубцовское, Озерное (Россия), Зыряновское,
Риддер-Сокольское, Тишинское, Белоусовское (Казахстан)
|
|
Промышленный тип месторожд.
|
Структурно-морфологический тип рудных тел
|
Ведущие текстуры руд
|
Главные рудные минералы
|
Наиболее характерные попутные компоненты
|
Качество руд
|
Примеры месторожд.
|
|
в терригенных толщах
|
Линзовидные, столбообразные и комбинирован залежи
|
Массивные, полосчатые, вкрапленные
|
Пирит, галенит, сфалерит, халькопирит
|
Серебро, селен, теллур, кадмий
|
То же
|
Филизчайское, Катехское, Кацдагское (Азербайджан)
|
|
Свинцово-цинковые, так называемые стратиформные
|
Согласные пластобразные залежи, секущие линзо- и
жилообразные тела
|
Прожилково-вкрапленные, вкрапленные, реже массивные
|
Галенит, сфалерит, барит
|
Таллий, германий, кадмий, серебро
|
Рядовые
|
Миргалимсай, Ачисай, Шалкия (Казахстан), Миссисипи (США),
Седмочисленцы (Болгария), Олькуш, Бытам (Польша)
|
|
Скарновые и метасоматические залежи в известняках
|
Трубо-, пластообразные и субпластовые залежи,
трещинножильные тела, жилы и жильные зоны
|
Массивные пятнистые, полосчатые, вкрапленные
|
Галенит, сфалерит, халькопирит, пирротин, арсенопирит
|
Висмут, кадмий, серебро, золото
|
|
Тетюхинское рудное поле (Россия), Алтын-Топкан
(Узбекистан), Чипровцы (Болгария), Руда-Баня (Венгрия)
|
|
Жильные
|
Жилы выполнения, жильные зоны
|
Массивные, пятнистые, брекчиевые, вкрапленные и
прожилково-вкрапленные
|
Галенит, сфалерит, халькопирит, пирротин, арсенопирит,
магнетит
|
Золото, серебро, медь, кадмий, теллур, селен, сурьма,
молибден
|
Рядовыебедные богатые
|
Садонская группа, Ново-Широкинское (Россия), Говедарник,
Маджарово (Болгария), Фрайберг (Германия), Керр-д’Ален (США)
|
2.1
Докембрийские колчеданно-полиметаллические месторождения
Располагаются на древних щитах и кристаллических
массивах в пределах позднепротерозойских вулканических поясов, где первично
вулканогенные и осадочные породы превращены в кристаллические сланцы и
амфиболиты. Месторождения локализованы в складчатых структурах, осложненных
разломами. Оруднение контролируется зонами рассланцевания и брекчирования,
образуя согласные со слоистостью или секущие рудные тела.
Руды несут отчетливые признаки метаморфизма.
Околорудные изменения вмещающих пород выражены серицитизацией, турмалинизацией,
альбитизацией и хлоритизацией, которые значительно затушеваны более поздними
процессами регионального метаморфизма.
В зависимости от состава вмещающих пород месторождения
подразделяются на колчеданно-полиметаллические в метаморфических комплексах и
колчеданно-полиметаллические в вулканогенно-терригенно-карбонатных толщах.
На месторождения этого типа в настоящее время приходится
около 35 % мировой добычи свинца и около 30 % - цинка. [2]
В России примером месторождений этого типа является
Холоднинское месторождение (рис. 2.5).
Месторождение расположено в пределах Холоднинской
синклинальной структуры, северо-восточного простирания, осложненной двумя
синклиналями второго порядка и разделяющей их антиклиналью. Эти складки имеют
симметричное строение, опрокинуты на юго-восток и осложнены линейными
изоклинальными складками более высоких порядков. Рудная синклиналь, к крыльям которой
приурочены рудные тела, сложена породами сланцевой свиты.
Рудные тела Холоднинского месторождения группируются в
пространственно разобщенные зоны. Первая, наиболее значительная по масштабам
зона приурочена к юго-восточному крылу Рудной синклинали. Она состоит из трех
рудных тел. Рудные тела, в общем, имеют форму пластообразных залежей, согласных
с залеганием вмещающих пород и повторяют сложный рисунок их складчатости.
Контакты висячего бока большей частью резкие, границы лежачего бока нередко
расплывчатые, что обусловлено постепенной сменой руд слабо минерализованными
породами. Преобладают массивные и полосчатые текстуры руд.
Руды Холоднинского месторождения слагаются пиритом,
пирротином, сфалеритом, галенитом и халькопиритом; в незначительном количестве
присутствуют арсенопирит, блеклые руды, рутил, магнетит и ильменит; редко, в
виде очень мелких включений, встречаются самородное золото и калаверит.
Нерудные минералы представлены кварцем, кальцитом, мусковитом, реже встречаются
дистен, анортит и битовнит, турмалин, альмандин, цинковая шпинель и биотит. [3]
Рис. 2.5. Тектоническая схема Холоднинского
месторождения. По Г. Ручкину, Б. Вушуеву и др.
- породы верхней пачки кварцитовой подсвиты; 2 -
породы средней и нижней пачек кварцитовой подсвиты; 3 - породы верхней пачки
черносланцевой подсвиты; 4 - породы средней пачки черносланцевой подсвиты; 5 -
породы нижней пачки черносланцевой подсвиты; 6 - породы авкитской свиты; 7 -
зона развития порфиробластических сланцев и интрузивных тел основного состава;
8 - габбро-диабазы; 9 - гипербазиты; 10 - ось синклинали; 11 - ось антиклинали;
12 - разрывные нарушения; 13- рудные тела; I - Рудная синклиналь; II - Северная синклиналь, III - Тыйский
разлом, IV - Аквитский разлом.
2.2
Фанерозойские колчеданно-полиметаллические месторождения
В вулканогенно-осадочных толщах данные месторождения
связаны с контрастной базальт-липаритовой формацией, а также с ее интрузивными
аналогами. Рудные тела, как согласные со слоистостью, так и секущие,
контролируются зонами рассланцевания и брекчирования. Имеют место
комбинированные формы, обязанные сочетанию согласных и секущих структур; такие
месторождения представляют наибольшую промышленную ценность. Околорудные
изменения интенсивны и представлены продуктами железо-магнезиально-кальциевого
метасоматоза и кислотного выщелачивания.
Для описываемых месторождений характерна
горизонтальная зональность в размещении месторождений разного состава в
пределах рудных полей и районов. На отдельных месторождениях проявляется четкая
вертикальная зональность, обусловленная уменьшением с глубиной содержаний
свинца и увеличением - цинка и меди.
Фанерозойские колчеданно-полиметаллические
месторождения в терригенных толщах приурочены к периферическим частям
миогеосинклинальных систем. Они размещаются в узлах сопряжения крупных
складчатых и дизъюнктивных структур (зонах смятия). По типам и качеству руд,
набору элементов-примесей, морфологии рудных тел эти месторождения близки к месторождениям
в вулканогенно-осадочных толщах. Характер околорудных изменений зависит от
состава вмещающих пород: в силикатных - хлоритизация, в карбонатных -
анкеритизация, сидеритизация. [2]
К месторождениям данного типа относится Тишинское
месторождение (рис.2.6).
Тишинское месторождение находится на Рудном Алтае;
открыто месторождение в 1958 г., эксплуатируется с 1965 г. Месторождение
приурочено к центральной части Кедровско-Бутачихинской зоны разломов, которая
является западной ветвью Северо-Восточной зоны смятия Рудного Алтая. Оно
залегает на контакте ильинской и сокольной свит эйфельского возраста. Верхняя
часть ильинской свиты сложена туфами и лавами андезито-базальтового состава с
маломощными прослоями кислых эффузивов, алевролитов и тонкозернистых песчаников.
Низы сокольной свиты в пределах месторождения представлены известковыми и
известково-углистыми алевролитами, углистыми и известково-углистыми сланцами,
песчаниками, туфопесчаниками, туффитами, реже туфами и лавами
липарито-дацитового и дацитового состава. [3]
Рис. 2.6. Геолого-структурная схема
Тишинского рудного поля. По В. Старостину, Г. Яковлеву
1 - лениногорская свита (переслаивание туфов и лав
липаритовых порфиров с алевролитами); 2 - крюковская свита (песчаники); 3-8 -
ильинская свита: 3 - туфогенные алевролиты, 4 - бомбовые туфы, 5 - лавы
липаритовых порфиров, 6 - туфы и 7 - лавы бальзатовых и андезитовых порфиритов,
8 - туффиты среднего состава; 9 - успенская свита, нижняя (сокольная) подсвита
- переслаивание алевролитов с углисто-глинистыми сланцами; 10-12 - верхняя
подсвита: 10 - известковистые алевролиты с прослоями туффитов кислого состава,
11 - грубообломочные туфы, 12 - лавовые брекчии липаритовых и
липарито-дацитовых порфиров; 13 - шипуновсная свита - глинистые сланцы,
алевролиты и песчаники; 14 - ранние субвулканические тела липаритовых и
липарито-дацитовых порфиров; 15-16 - поздние субвулканические тела: 15 -
липаритовых порфиров, 16 - андезито-базальтовых порфиритов; 17 - экструзии
липаритовых порфиров; 18 - гранодиориты змеиногорского комплекса; 19 -
кварц-эпидот-хлоритовые метасоматические образования по вулканогенно-осадочным
породам девонского возраста; 20 - 23 - рудная минерализация: 20 - вкрапленная и
прожилково-внрапленная жильного типа, 21 - оруденение внутри палеовулканических
сооружений, 22 - сульфидная, вулканогеняо-осадочного генезиса, на контакте
вулканических сооружений с перекрывающими толщами, 23 - руды в пачке
переслаивания в надкупольных частях палеовулкана; 24 - контуры тектоновулканических
сооружений; 25 - синвулканические разломы; 26 - надвиги; 27 - разломы; 28 -
элементы залегания. I-IV - тектоновулканические сооружения: I - Познопаловское,
II - Сигнальное, III - Козлушинское, IV - Острушинское
2.3Свинцово-цинковые,
так называемые стратиформные месторождения
Тесно связаны с карбонатной формацией. Рудные тела
представлены, с одной стороны, пластообразными залежами осадочного генезиса, а
с другой - секущими линзо- и жилообразными телами, сформировавшимися в
дизъюнктивных нарушениях в процессе переработки гидротермальными растворами
первично-осадочных руд. Как правило, те и другие рудные тела присутствуют на
всех стратиформных месторождениях, но относительное количество их различно.
Для месторождений с пластообразными залежами характерны
согласные пласты оруденелых доломитов и известковистых доломитов мощностью от
первых десятков сантиметров до первых десятков метров; по простиранию рудные
тела прослеживаются на многие километры; границы их, как правило, нечеткие и
устанавливаются по данным опробования. Секущие линзо- и жилообразные рудные
тела имеют весьма прихотливую форму, но четкие границы; мощность их находится в
пределах от нескольких сантиметров до первых десятков метров.
Околорудные изменения относительно слабые, выражены доломитизацией,
баритизацией и окварцеванием. [2]
Примером стратиформного типа может служить
месторождение Ачисай (Турлан) (рис.2.7).
Рудные тела Ачисайского месторождения сосредоточены в
северо-восточной части брахисинклинали, в зоне широтного простирания длиной
около 2 км. Всего на месторождении зафиксировано 64 рудных тела, из них лишь
четыре обнажились на дневной поверхности. Средняя мощность рудных тел 0,5-3 м,
максимальная, равная 30 м, отмечена в местах пересечения тектонических трещин;
контакты с вмещающими породами резкие, положение их по отношению к вмещающим
породам секущее. Рудная зона имеет весьма сложное строение и состоит из серии
неправильных рудных тел, часто взаимно связанных между собой апофизами. Среди
рудных тел преобладают короткие жилы - ленты с невыдержанной мощностью,
представленные, с одной стороны, согласно залегающими линзами, а с другой -
секущими жилами в карбонатных породах.
Первичные рудные тела на 50-90% состоят из пирита,
пересеченного различной густоты прожилками сфалерита и галенита;
остальные-сульфиды редки и присутствуют в ничтожных количествах. Многие рудные
тела, как и вмещающие их породы, обладают отчетливыми признаками сильного
пострудного динамометаморфизма.
В первичных рудах месторождения кроме пирита,
сфалерита и галенита встречаются также в очень небольших количествах марказит,
халькопирит, гематит и магнетит, а из нерудных минералов доломит, кальцит,
барит и флюорит. [3]
- делювий; 2 - рудничных и турланский горизонты; 3 -
искристый горизонт; 4 - ба-зальный горизонт; 5 - мергелистые отложения верхнего
девона; в - брекчия; 7 - надрудная брекчия; 8 - рудное тело; 9 - тектонические
нарушения
2.4
Скарновые свинцово-цинковые месторождения
Локализованы преимущественно в карбонатных породах и
приурочены к зонам глубинных разломов, обнаруживая пространственную и временную
связь с малыми интрузиями основного и кислого ряда. Для морфологии рудных тел
типичны значительное разнообразие и сложность: рудные тела трубообразной и иной
сложной формы, приуроченные к участкам пересечения дизъюнктивных нарушений в
карбонатных породах, имеют мощность от нескольких до первых десятков метров,
протяженность - от десятков до нескольких сотен метров; пластообразные и
субпластовые залежи - на контакте карбонатных пород с глинисто-кремнистыми или
алюмосиликатными - имеют размеры до первых сотен метров по простиранию при
мощности в несколько метров; трещинно-жильные тела обычны среди интрузивных и
эффузивных пород. Часто встречаются рудные тела комбинированной формы,
сочетающие в себе элементы всех морфологических типов.
Руды тесно ассоциируют с пироксеновыми и другими
скарнами, участками их окварцевания и хлоритизации, иногда кварц-анкеритовыми
метасоматитами. [2]
Примером месторождений этого типа является
месторождение Алтын-Топкан (рис.2.8).
Месторождение Алтын-Топкан находится в Узбекистане, на
северном склоне гряды Карамазар. Оно приурочено к тектоническому блоку, со всех
сторон ограниченному крупными разломами. Блок сложен карбонатными отложениями
среднего палеозоя, перекрытыми эффузивами верхнего палеозоях отмечается
горизонтальная рудная зональность.
В состав карбонатных пород основания входят слоистые
известняки, доломиты и мергели среднего и верхнего девона, а также массивные
известняки нижнего карбона общей мощностью около 1500 м. Несогласно
перекрывающие их вулканогенные породы верхнего палеозоя состоят из туфов и
туфолав андезитовых порфиритов и липаритовых порфиров мощностью около 800 м.
Породы карбонатной и вулканогенной толщи падают к северо-западу: на юге, близ
контакта с гранодиоритами, под углами 55-60°, а в удалении от него к северу,
под углами 10-15°. [3]
Рис. 2.8. Схематическая геологическая карта
месторождения Алтын-Топкан. По И, Кошла
- четвертичные отложения; 2 - лавы андезитовых
порфиритов; 3 - туфы и туфолавы липаритовых порфиров; 4 - туфы, туфобрекчии и
туфопесчаники андезитовых порфиров; 5 - массивные и грубослоистые известняки; б
- известняки и доломиты; 7 - метаморфизованные терригенные отложения нижнего
палеозоя; 8 - диабазовые порфирита; 9 - кварцевые порфирита; 10 -
гранит-порфиры; 11 - пироксенсодержащие гранодиорит-порфиры; 12 -
крупнопорфировые грано-диорит-порфиры; 13 - сиенитовидные гранодиорит-порфиры;
14 - андезитовидные гранодиорит-порфиры; 15 - гранодиориты; 16 - скарноворудные
тела; 17 - тектонические нарушения; 18 - крупные разломы смятыми в складки,
разбитыми разломами и пронизанными интрузивами верхнего палеозоя.
2.5
Жильные месторождения
Широко распространенный в мире тип свинцово-цинковых
месторождений, имеющих лишь средние и мелкие размеры. Эти месторождения
локализуются, как правило, в неблагоприятных для метасоматоза породах
(гранитоиды, песчаники, липариты). Рудные тела образованы кварцевыми,
кварцево-карбонатными, кварцево-флюоритовыми и кварцево-баритовыми жилами и
прожилками, обычно крутопадающими. На месторождениях нередко проявлена
вертикальная минералогическая зональность, выражающаяся в повышенном содержании
золота, барита и флюорита в верхних частях рудных тел, максимальном содержании
свинца и цинка в их средних частях, а меди - на глубине.[2]
Месторождение Садон относится к данному промыщленному
типу (рис.2.9). Это месторождение представляет собой сложную жилу, выполняющую
крупный разлом, который пересекает палеозойские граниты, перекрывающие их
юрские эффузивы, и затухает в осадочной толще юры на крыльях Садоно-Згидской
антиклинали. Главными рудообразующими минералами Садона являются галенит,
сфалерит и кварц. Рудообразование протекало в четыре стадии, разделенные
перерывами с дроблением ранее отложенной минеральной массы. В первую слабую
стадию выделялись кварц и пирит. Во вторую, также не очень интенсивную стадию,
отложились кварц, кальцит и пирротин с сопутствующими им пиритом,
арсенопиритом, халькопиритом, сфалеритом и галенитом. Третья, основная стадия
обусловила накопление главной массы сфалерита, галенита, кварца и кальцита и
сопровождающих их пирита, пирротина, арсенопирита, халькопирита, тетраэдрита,
самородного висмута и мангансидерита. В четвертую, слабую постумнуго стадию
образовался кальцит, содержащий арсенопирит и сфалерит. удная масса в зоне
рудоносного разлома распределена неравномерно, в существенной степени в
зависимости от изменения элементов залегания его тектонических ограничителей.
«Наиболее интенсивное оруденение наблюдается на участке Восточного сброса с
простиранием 38-40°, с северо-западным либо вертикальным падением. Здесь
сосредоточено до 50% запасов. Около 30% запасов заключено в участках, где
Восточный сброс приобретает простирание 46° (Ходская, Новая рудные зоны). Менее
благоприятными для локализации оруденения являются участки, где Восточный сброс
имеет простирание 26- 30°.[3]
Рис. 2.9. Схема геологического
строения месторождения Садон. По 5. Черницину, Б. Агееву.
1 - песчано-сланцевые отложения домера и тоара -
кварцевые песчаники, алевролиты, алевропелиты; 2 - вулканогенная толща нижнего
лейаса - кварцевые альбитофиры, порфириты, туфы, туфобрекчии агломераты и др.;
3 - базальный горизонт нижнего лейаса (преимущественно конгломераты); 4 -
гранитоиды палеозоя - граниты, гранодиориты и др.; 5 - дайки андезито-дацитовых
норфиритов; 6 - интенсивно катаклазированные и гидротермально измененные
породы; 7 - Садонский разлом: а - Восточный взбросо-сдвиг, б - Западные сбросо-
и взбросо-сдвиги (I-V); 8-9 - промышленные жилы и зоны: 8 - полиметаллические
(кварц-галенит-сфалеритовые), 9 - пирротин-полиметаллические
(ккварц-галенит-сфалерит-пирротиновые); 10 - проекции рудных жил на
поверхность.
3.
Группировка месторождений по сложности геологического строения для целей
разведки
По размерам и форме рудных тел, изменчивости их
мощности, внутреннего строения и особенностям распределения свинца и цинка
месторождения свинцовых и цинковых руд соответствуют 1-, 2- и 3-й группам
«Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных
ископаемых», утвержденной приказом Министра природных ресурсов Российской
Федерации от 7 марта 1997г. № 40.
К 1-й группе относятся месторождения (участки)
простого строения с рудными телами, представленными крупными пластообразными
залежами простой формы, подчиняющимися стратиграфическому и литологическому
контролю, с выдержанной мощностью и относительно равномерным распределением
свинца и цинка. Размеры рудных тел по простиранию составляют несколько
километров, по падению (ширине) сотни метров - первые километры. Мощности
рудных тел до первых десятков метров. Примером месторождения 1-й группы
является Миргалимсайское (Казахстан).
Ко 2-й группе относятся месторождения (участки)
сложного геологического строения с рудными телами, представленными крупными и
средними линзообразными и протяженными пластообразными залежами неоднородного
строения, нередко имеющими большую, но невыдержанную мощность или неравномерное
распределение свинца и цинка (Озерное, Горевское, Холоднинское и другие
месторождения), а также лентовидными залежами, жилообразными телами
относительно небольшой невыдержанной мощности с неравномерным распределением
свинца и цинка (Белоусовское, Иртышское, Березовское месторождения -
Казахстан). Размеры рудных тел по простиранию и падению составляют от сотен
метров до 1,0-2,5 км, мощность - от первых метров до нескольких десятков и даже
первых сотен метров.
К 3-й группе относятся месторождения (участки)
очень сложного геологического строения с рудными телами, представленными
средними и небольшими по размерам линзообразными и пластообразными залежами,
протяженными жильными зонами и жилами с изменчивой мощностью и невыдержанным
содержанием свинца и цинка (Садонское, Рубцовское и другие месторождения) и
небольшими очень сложного строения трубообразными, линзовидными залежами с
резко изменчивой мощностью и исключительно неравномерным распределением свинца
и цинка (Архонское, Кварцевая Сопка). По простиранию и падению рудные тела
имеют длину десятки-сотни метров с мощностью от 1,0 до 20 м.
Месторождения свинцово-цинковых руд 4-й группы
Классификации, представленные мелкими жилами, залежами или телами с чрезвычайно
сложным прерывистым гнездообразным распределением рудных скоплений,
промышленного значения, как правило, не имеют.
Принадлежность месторождения (участка) к той или иной
группе устанавливается по степени сложности геологического строения основных
рудных тел, заключающих не менее 70 % общих запасов месторождения.
При отнесении месторождений к той или иной группе
могут использоваться количественные характеристики изменчивости основных
свойств оруднения.[2]
4. Экономика
минерального сырья
.1
Способы переработки (обогащения) полезно го ископаемого
Технология переработки руд свинцово-цинковых
месторождений зависит от их минерального состава, степени окисления,
комплексности, текстуры и структуры, крупности зерен, степени взаимного
прорастания одних минералов другими, сопротивляемости руд дроблению и степени
шламообразования при их дроблении и измельчении.
Вследствие комплексного состава и относительно
невысоких содержаний ценных компонентов руды полиметаллических месторождений
подвергаются обогащению, преимущественно флотации.
В целях повышения содержаний свинца и цинка в рудах,
направляемых на флотацию, нередко применяется предварительное гравитационное
обогащение в тяжелых суспензиях, в результате чего отделяется 30-40 % пустой
породы с небольшими потерями свинца, цинка и меди в легкой фракции. Применение
гравитации позволяет вовлекать в промышленное освоение руды с относительно
низкими содержаниями металлов. Кроме того, для предобогащения руд возможно
применение радиометрической сортировки и радиометрической сепарации.[2]
4.2
Требования промышленности к качеству минерального сырья
Качество свинцовых, цинковых и серноколчеданных концентратов в каждом
конкретном случае регламентируется договором между поставщиком и
перерабатывающими металлургическими и химическими заводами или существующими
ГОСТами и техническим условиями.[2]
Свинцовый концентрат выпускался восьми марок КС и пяти
марок КС-А, а также в виде свинцового промпродукта (ППС) и свинцово-медного
продукта (ПСМ), химический состав которых в пересчете на сухую массу должен был
удовлетворять требованиям, указанным в табл. 4.2.1.
Таблица 4.2.1 Требования к качеству свинцовых
концентратов (ОСТ 48-92-75)
|
Марка концентрата
|
Содержание, %
|
Марка концентрата
|
Содержание, %
|
|
свинца, не менее
|
примесей, не более
|
|
свинца, не менее
|
примесей, не более
|
|
|
цинка
|
меди
|
|
|
цинка
|
меди
|
|
КСО-А
|
74
|
2,5
|
1,5
|
КС4-А
|
56
|
7,0
|
3,3
|
|
КСО
|
73
|
2,5
|
1,5
|
КС4
|
55
|
8,0
|
3,5
|
|
КС1-А
|
71
|
3,0
|
1,7
|
КС5
|
50
|
10
|
4,0
|
|
КС1
|
70
|
3,0
|
КС6
|
45
|
11
|
5,0
|
|
КС2-А
|
66
|
4,0
|
2,0
|
КС7
|
40
|
13
|
6,0
|
|
КС2
|
65
|
4,0
|
2,0
|
ППС
|
30
|
Не нормируется
|
Не нормируется
|
|
КСЗ-А
|
61
|
5,5
|
2,5
|
ПСМ
|
20
|
Не нормируется
|
20,0
|
|
КСЗ
|
60
|
6,0
|
2,3
|
|
|
|
|
Цинковый концентрат выпускался семи марок КЦ, а также
в виде цинково-индиевого концентрата - КЦИ, химический состав которых в
пересчете на сухую массу должен удовлетворять требованиям, указанным в табл.
4.2.2.
Таблица 4.2.2. Требования к качеству цинковых
концентратов (ОСТ 48-31-81)
|
Марка концентрата
|
Массовая доля, %
|
|
цинка, не менее
|
индия, не менее
|
примесей, не более
|
|
|
|
железа
|
кремнезема
|
меди
|
мышьяка
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
КЦ-0
|
59
|
Не нормируется
|
4,0
|
2,0
|
0,9
|
0,05
|
|
КЦ-1
|
56
|
То же
|
5,0
|
2
|
1,0
|
0,05
|
|
КЦ-2
|
53
|
«
|
7
|
3
|
1,5
|
|
КЦ-3
|
50
|
«
|
9
|
4
|
2,0
|
0,3
|
|
КЦ-4
|
45
|
«
|
12
|
5
|
3,0
|
0,5
|
|
КЦ-5
|
40
|
«
|
13
|
6
|
3,0
|
0,5
|
|
KЦ-6
|
40
|
«
|
16
|
10
|
4,0
|
0,6
|
|
КЦИ
|
40
|
0,04
|
18
|
6
|
3,5
|
0,5
|
|
П р и м е ч а н и е. Во всех марках цинкового концентрата
по требованию потребителя определяется массовая доля фтора. Концентраты с
массовой долей фтора более 0,02 % поставляются по соглашению сторон.
|
.3
Конъюнктура рынка
.3.1 Цинк
Цинковая промышленность России в настоящее время пока не играет ключевой
роли на мировом рынке, однако имеет весомое значение для отечественной
экономики, использующей оцинкованные материалы в строительстве и
машиностроении.
На территории России расположены два крупных месторождения цинка мирового
значения - Озерное и Холоднинское в Республике Бурятия. Лидерами по балансовым
запасам цинка в РФ являются: Республика Бурятия (около 48% всех запасов),
Республика Башкирия (11%) и Алтайский край (8%), кроме того, значимые месторождения
цинка имеются в Оренбургской и Челябинской областях.
Рис. 4.3.1. Добыча цинка в субъектах РФ в 2009 г., тыс. т
Российские рафинировочные цинковые предприятия в настоящее время не
относятся к числу ведущих в мире. Главными российскими продуцентами чистого
цинка являются ОАО "Челябинский цинковый завод" ("ЧЦЗ") и
ОАО "Электроцинк" (г. Владикавказ).
Традиционным зарубежным покупателем российского рафинированного цинка
является Турция (в 2009 г. - 50,3% всего экспорта, 2004 г. - 75%, 2002 г. -
почти 56,5%). При этом значительные объемы цинка по-прежнему поступают
западноевропейским потребителям - в Нидерланды, Германию, Великобританию,
Италию. Постепенно увеличивается доля стран СНГ в российском экспорте, если в 2000
г. она составила 0,25%, в 2004 г. - 0,60%, то в 2009 г. - 2,96%.
Все еще достаточно высоким остается ввоз рафинированного цинка в РФ из
стран СНГ. Так, в 2009 г. из Казахстана было импортировано 13,9 тыс. т металла
(в 2008 г. - 11,23 тыс.), а из Узбекистана - 7,98 тыс. т (в 2008 г. - почти 11
тыс.). В целом ввоз цинка в РФ в 2009 г. составил 21,98 тыс. т, из них на
Казахстан и Узбекистан пришлось 99,5% суммарного импорта.
Рис. 4.3.2. Динамика производства, экспорта и импорта рафинированного
цинка в 2000-2009 гг., тыс. т
4.3.2 Свинец
Основным потребителем свинца и его сплавов в России является
промышленность по выпуску аккумуляторов.
Почти 90% запасов металла РФ сконцентрировано в Сибири, еще 7% - на
Дальнем Востоке. Около 70% российских запасов свинца сосредоточено в двух
регионах на трех крупнейших месторождениях: Горевском в Красноярском крае
(почти 44% разведанных запасов), Озерном и Холоднинском в Республике
Бурятия.[5]
Рис. 4.3.3. Распределение добычи свинца по субъектам РФ в 2009 г., тыс. т
Доля страны в мировой добыче свинца в 1995 г. составляла 0,9%, в 2000 г.
- 0,4%, а в 2008 г. - достигла почти 1,4%. Доля России в мировом производстве
рафинированного свинца в 1995 г. равнялась 0,55%, в 2000 г. - 0,7%, а в 2008 г.
- поднялась до 1,15%. Таким образом, за счет наращивания выпуска вторичного
металла роль страны в мировом выпуске рафинированного свинца растет, при этом
добываемая свинцовая руда не является востребованной плавильными предприятиями
Кавказа, Урала, Восточной Сибири и Приморского края.[4]
В экспортных отгрузках рафинированных свинца и цинка для России главным
являются турецкий рынок, на который в 2009 г. приходилось 25% суммарного вывоза
металла, и рынок Германии (20,6%). В крупных масштабах осуществлялись также
поставки в страны СНГ (в 2009 г. - около 11%, в 2008 - 23%): в основном на
Украину (8 тыс. т), Узбекистан (0,77 тыс.) и Казахстан (0,1 тыс.). В 2004 -
2008 гг. постепенно росла доля КНР - с 2,2 до 6,2%, однако в 2009 г. она
уменьшилась до 5,6%.
Рис. 4.3.4. Динамика производства, экспорта и импорта рафинированного
свинца в 2000-2009 гг., тыс. т
Рафинированный свинец из РФ уже в течение многих лет поступает на внешние
рынки по ценам ниже среднемировых, но отмечается тенденция к постепенному
приближению к ним.[5]
Заключение
Свинец и цинк - металлы, на долю главных минералов
которых приходится свыше 90 и 95 % запасов и добычи соответственно. В природе
известно более 300 минералов, содержащих свинец, и более 140 - цинк.
Главнейшими минералами свинца и цинка являются сульфиды, сульфосоли и
карбонаты.
Выделяют несколько генетических типов
свинцово-цинковых месторождений: докембрийские колчеданно-полиметаллические,
фанерозойские колчеданно-полиметаллические, свинцово-цинковые (стратиформные),
скарновые и метасоматические залежи в известняках, жильные.
Промышленное использование свинцово-цинковых руд возможно только после
обогащения, преимущественно флотации.
Требования к свинцовым и цинковым концентратам в
каждом конкретном случае регламентируется договором между поставщиком и
перерабатывающими металлургическими и химическими заводами или существующими
ГОСТами и техническим условиями.
Свинцово-цинковая промышленность имеет весомое значение для отечественной
экономики, что непосредственно ведет к увеличению спроса на это сырье.
Список
литературы
1. Государственный доклад «О состоянии и использовании
минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2009 году». Под редакцией
С.Е. Донского. Составление и оформление: Центр «Минерал» ФГУ НПП
«Аэрогеология», 2010 г.
2. Методические рекомедации по применению классификации
запасов к месторождениям свинцовых и цинковых руд. «Государственная комиссия по
запасам полезных ископаемых» (ФГУ «ГКЗ») Москва, 2005 г.
. Рудные месторождения СССР В 3-х т. Под редакцией
академика В. И. Смирнова. Изд. 2-е, перераб. и доп. Т. 2. М., «Недра», 1978.
3928 с.
. «Лондонская биржа металлов» http://www.lme.com
. Ресурсы Интернет