Геолого-промышленные типы месторождений свинца и цинка
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… Читать ещё >
Геолого-промышленные типы месторождений свинца и цинка (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
- Геолого-промышленные типы месторождений свинца и цинка
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 | |
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 | |
Смитсонит | 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 | ||
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 среднеи 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 | Пластои 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 | Пластовые и линзообразные залежи, лентовидные и жилоподобные тела | 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 линзои 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.
1 — 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 линзои 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 линзои 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]
Рис 2.7. Геологический разрез Основного рудного тела месторождения Ачисай. По В. Матвееву.
1 — 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
1 — 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 сбросои 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 1997 г. № 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
4.1 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 | 2,5 | 1,5 | КС4-А | 7,0 | 3,3 | |||
КСО | 2,5 | 1,5 | КС4 | 8,0 | 3,5 | |||
КС1-А | 3,0 | 1,7 | КС5 | 4,0 | ||||
КС1 | 3,0 | 1,7 | КС6 | 5,0 | ||||
КС2-А | 4,0 | 2,0 | КС7 | 6,0 | ||||
КС2 | 4,0 | 2,0 | ППС | Не нормируется | Не нормируется | |||
КСЗ-А | 5,5 | 2,5 | ПСМ | Не нормируется | 20,0 | |||
КСЗ | 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 | ||||
КЦ-0 | Не нормируется | 4,0 | 2,0 | 0,9 | 0,05 | ||
КЦ-1 | То же | 5,0 | 1,0 | 0,05 | |||
КЦ-2 | « | 1,5 | 0,1 | ||||
КЦ-3 | « | 2,0 | 0,3 | ||||
КЦ-4 | « | 3,0 | 0,5 | ||||
КЦ-5 | « | 3,0 | 0,5 | ||||
KЦ-6 | « | 4,0 | 0,6 | ||||
КЦИ | 0,04 | 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. | |||||||
4.3 Конъюнктура рынка
4.3.1 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.
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.
3. 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.
4. «Лондонская биржа металлов» http://www.lme.com
5. Ресурсы Интернет