CC BY
67
УДК 321.5 + 553.461 (470.5)
И.А. Малаков, ПЛ. Бур.мако, A.B. Алексеев
ВКРАПЛЕННЫЕ ХРОМИТОВЫЕ РУДЫ - НАДЕЖНЫЙ ИСТОЧНИК СЫРЬЯ ДЛЯ УРАЛЬСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В БУДУЩЕМ
Хромитовые руды принадлежат к одному из самых важных источников минерального сырья, используемого в различных областях промышленности. Их роль особенно велика для Урала, поскольку здесь располагаются три ферросплавных завода - два крупных в Серове и Челябинске, соответственно потребляющие 500 и 600 тыс. т товарной руды, а также один небольшой Ключевской (20-30 тыс. т), расположенный в районе пос. Двуреченск. Большое количество высококачественных хромитов для нужд химической промышленности используется Псрвоуральским хромпиковым заводом на Среднем Урале, потребляющим 120-140 тыс. т руды ежегодно, и Ново-Троицким заводом химреактивов на Южном Урале. Значительное количество хромитового сырья потребляют также Саткинский огнеупорный завод (140-160 тыс. т руды), выпускающий хромомагнезиговые кирпичи, которые являются наиболее надежным и долговечным материалом, используемым в качестве огнеупоров, Нижне-Тагильский металлургический комбинат, потребляющий 40-60 тыс. т хромитов гакже для производства огнеупоров и, наконец, Уралмаш, которому необходимо для этих же целей 10-15 тыс. т хромитовой руды. Эти заведы и предприятия все вместе ежегодно потребляют до 1,5 млн тонн высококачественного хромитового сырья, в том числе около 900 тыс. тонн предприятия Свердловской области [2].
Раньше, когда существовал СССР, все нужды потребителей - отмеченных заводов и предприятий покрывались за счет практически единственного Кемпирсайского месторождения высокохромистых руд, находящегося в юго-восточной части крупного одноименного массива на Южном Урале. Географически это месторождение в настоящий момент расположено на территории Казахстана, и лишь в небольшой степени нужды промышленности удовлетворялись за счет использования глиноземистых руд Сарановского месторождения на Среднем Урале (для производства огнеупоров). В лучшие годы в Кемпирсайском рудном узле открытым и подземным способами добывалось около 3,5 млн тонн хромитов [2, 12]. В дальнейшем, послс распада СССР, Россия, и в первую очередь Уральский регион, остались практически без надежных промышленных запасов разведанного высококачественного хромитового сырья. Единственным разведанным месторождением хромитов на Урале оказалось Сарановское месторождение умеренно хромистых и более глиноземистых руд, связанное со стратифицированным перидотит-габбро-норитовым комплексом пород.
В отличие от платформенных зональных расслоенных габбро-ультрамафитовых массивов типа Бушвсльда в ЮАР и Великой Дайки в Зимбабве, с которыми пространственно и генетически связаны основные мировые запасы хромитовых руд, в складчатых областях, в том числе и на Урале, распространены ультрамафитовые дунит-гарцбургитовые комплексы (6), принадлежащие к числу альпинотипных ассоциаций, с которыми и связана промышленная хром иго нос ность. Из находящихся на Урале более 300 ультраосновных массивов лишь некоторые (более 30) содержат высококачественные хромитовые руды в промышленных количествах, причем пространственно и генетически эти руды чаще всего связаны с дунитами. Небольшие хромитовые шлировидные обособления, непосредственно встречающиеся в реститогенных гарцбургита*, практически всегда обладают более глиноземистым составом и наиболее высокотемпературным постмагматическим генезисом. Как правило, такие руды, обладающие массивной текстурой и обычно не требующие обогащения, для промышленности представляют меньший интерес из-за умеренного содержания в них хрома. Однако в настоящее время, из-за нехватки руд, они используются в том числе и для производства феррохрома на Серовском заводе.
Наиболее крупные скопления таких руд отмечаются в Первомайском м&ссиве, включая широко известную Карасьегорскую группу месторождений, в Алапаевском массиве (группа Поденных месторождений, Горемычное, Поляков Камень и др), в Уфалсйском массизе (Уфалейское, Чсрнореченское и Пссчанская группа месторождений), месторождения 2,7-10, 10-А, 19,26,30 и др. в Верблюжьегорском массиве [1J и др. Обращает на себя внимание хорошо всем известная генетическая и пространственная приуроченность высокохромистых руд и слагающих их хромшпинелидов к дунитовым фациям в составе альпинотипных ультраосновных массивов. Однако
подобная зависимость характерна лишь для руд, не претерпевших в дальнейшем высоко- и низкотемпературный метаморфизм.
Характерно, что высокохромистые хромитовые руды различных текстурных типов - от сплошных и густовкрапленных до редкэвкраплеиных практически всегда связаны с дунитами. Распространение таких пород обычно существенно меньше, чем реститогенных гарцбургитов, слагающих подавляющее большинство альпинотипных массивов. Однако целый ряд таких ультраосновных массивов на Среднем и Южном Урале слагается преимущественно дунитовыми фациями ультрамафитов и практически не содержит гарцбургитов и тем более двупироксеновых перидотитов - лерцолитов. располагающихся чаще всего в приапикальных частях массивов (Нуралинский и Караша-Кольский массивы на Южном Урале). С существенно ду нитовыми и обычно небольшими но размерам массивами пространственно и генетически связано ограниченное количество хромнговых месторождений - как вкрапленных (Первое Студеновское, Острогорское и др. в Верхне-Тагильском массиве), Гологорское месторождение в одноименном массиве и ряд других более мелких рудопроявлений.
Многолетние поиски сплошных и густовкрапленных хромитов - аналогов Кемпирсайского месторождения в Уральском регионе пока не дали ощутимых результатов: оно во многом является уникальным. При этом его специфика связана не только с высококачественным составом руд, содержащим в среднем около 55-58 % Сг203, и аномально высоким (около 4) отношением CrsOj/FeO , но и явным преобладанием среди них сплошных и густовкрапленных тексту рных типов, обычно не требующих существенного обогащения.
Полученная в последние годы информация [5, 6), обобщающая данные проведенных на Урале геологоразведочных и тематических работ, позволяет относить к наиболее перспективному семпирсайскому типу лишь руды в дунит-гарцбургитовом массиве Рай-Из, который располагается на Приполярном Урале. Высокохромистые руды в этом массиве располагаются среди обширного ноля лунитов и приуроченного к нему крупного рудного узла, включающего в первую очередь Центральное месторождение. где несколько лет назад началась промышленная их добыча, :оставившая с начала эксплуатации месторождения 50 тыс. тонн. Согласно ТЭО, выполненного Уралгипрорудой, разведанные запасы категорий Q и С2 составляют 30 млн т со средним содержанием Cr2Oj в рудах около 31 %. При этом величина прогнозных ресурсов определяется в 40-45 млн т [2].
Следует также отметить, что добываемые в последние годы в этом месторождении сплошные жромиты (из 9-й рудной залежи) обладают не столь крупными запасами, которые бы позволяли их усматривать как надежный источник подобного сырья на долгий срок. К тому же добыча руд в шетоящее время производится нерациональным способом - путем добычи сплошной руды из виболес богатых участков залежи. Главная же масса хромитовых руд Центрального, а также ■ладного и Юго-Западного месторождений в основном представлена средне- и редковкрапленным рвяурными типами, содержащими соответственно 50-70 и 30-50 % Сг203, что свидетельствует о необходим ости проведения систематического их обогащения. Доля густовкрапленных разновидностей руд составляет не более 20 % от суммарного их количества. Такие руды обычно г^оссируются в центральной части жильных тел, вместе с рудами нодулярной текстуры, которые, по лвшым разведки, тяготеют к лежачему боку выявленных рудных тел (3).
Основные текстурные тииы хромитов н содержание в них хрома
Среди хромитовых руд выделяют богатые и бедные, границей между которыми служит ■иержанис в них оксида хрома: в первых она превышает 45-50 % Сг203, а во вторых - меньше этой ■личины. В геологической литературе существует также четкое разделение хромитовых руд рвдичной генетической принадлежности на пять главных текстурных типов: массивные или ■вюшные, содержащие свыше 90 % Сг203, густовкраплснные (70-90 % Сг203), среднезкрапленные
% Сг203) , редковкрапленные (30-50 % Сг203) и убоговкрапленные (30 % и менее). ■Ьшимальная граница забалансовых руд, существовавшая ранее, соответствовала 5-10 % Сг203 [13] ^Ькм образом, сплошные и густовкрагленные руды можно использовать в сыром виде (без ■вкушения), а из средне- и редковкранленных руд обычно получают хромитовые концентраты. На Ьктике же обогащению подвергаются все текстурные типы руд. Напомним, что даже на «■сольном по степени рудоносности Ксмпирсайском промышленном объекте, характеризующемся Ьппльно высоким количеством богатых сплошных и густовкрапленных хромитов, в Хром-Тау
располагается обогатительная фабрика, гле из относительно бедных хромитовых руд получают хромитовые концентраты, содержащие более 55 %Сг;0.».
Н\жно подчеркнуть, что в металлургии 1'Ф обычно используются хромитовые руды или их концентраты, содержащие не менее 45 % Сг>0? , при отношении Ст^Оу/ Ке()с>114 не менее 2.5. при содержании кремнезема не более 10 % и фосфора менее 0.013 %. В огнеупорной промышленности требования к сырью еще более жесткие: в случае использования высокохромистых рул Ст?0; в них должно быть не менее 45 %. ЭЮ» - не более 8 %. КеО - не более 14 %. СаО - не более 1.32 %. а в случае использования ннзкохромистых рул - содержание Сг;0? - не менее 33 %. БЮг - не более 8.5 %. а СаО - не более 2 %.
В связи с проблемой возможности использования для производства феррохрома и для нужд химической и огнеупорной промышленности бо.тсе бедных по содержанию хрома вкрапленных хромитовых руд можно сослаться также на действующие в настоящее время на Урале технические условия, разработанные наиболее крупным потребителем хромитовых руд - Челябинским эле кгро ч еталлу р г и чес к им комбинатом, которые позволяют для производства феррохрома использовать относительно бедные руды, содержащие »«е менее '6 % Сг20}, суммарного железа, в пересчете на РсО. не более 20 % и БЮ; - не более 18 % (['ОСТ 15848.1-90.3-90.12-90). Согласно тем же техническим условиям, используемые для производства феррохрома исходные хромитовые руды должны содержать 47-50 % Сг:Ог при соотношении СпОуТсО не менее 3.0-3.5. а получаемые из бедных руд хромитовые концентраты должны обладать содержанием Сг:0< более 48-50 % и соотношением С^ОуТсО выше 3,5-3.6.
Требования зарубежной промышленности к богатым хромитовым рудам и концентратам -весьма близки: они учитывают суммарную массовую долю в рудах Сг;0> и А1>0<: для металлургии -61 %. для производства огнеупоров - 60 %. в химической промышленности - не менее 55 %. Мри этом высокая магнезиальность хромитов расценивается положительно. Отметим, что соотношение Сг;0.;/Ре0к>чи при этом не учитывается (В наиболее широко используемых хромитовых рудах Бушвельского месторождения оно в среднем составляет 2,1).
Результаты изучения хромитовых руд уральских месторождений
Недавно нами были обобщены результаты изучения большой группы уральских месторождений хромитов, обладающих четким геолого-структурным контролем, различным составом и происхождением и располагающихся на различных горизонтах ультраоспооного разреза (6). Обращает на себя внимание, что редко- и срелневкрапленные руды встречаются во всех пяти выделяемых форчапионных типах: ку рмановском. кемпирсайском, кракинском, верблюжьегорском и хабарнинском.
Мри этом сплошные и густовкрапленные высокохромистые руды, ассоциирующие с дуннгами в составе дунит-гарцбургитовых комплексов, связаны лишь со вторым и третьим типами. Как уже отмечалось. кемпирсайский тип встречается очень редко, а для более распространенного кракинского характерны более мелкие по мощности, простиранию и падению рудные тела с незначительными масштабами распространения в них сплошных и густовкраплснных руд. Хорошие по качеству хромитовые руды встречаются также в пятом формационном типе, где они приурочены к дунитам в составе вторичных дунит-верлнт-клннопнроксенитовых комплексов, формирующихся обычно на контакте дунит-гарнбургитового комплекса с более молодыми габброидами. При этом содержащиеся в них хромитовые руды обладают несколько более железистым, но явно высокохромистым (около 50 % 0:0;) составом слагающих их хромшпинелидов.
Среди группы несомненно перспективных среднеуральских месторождений вкрапленных руд следует рассматривать, в первую очередь. Алапаевскую группу месторождении хромитовых руд. Согласно данным В.Е. Беликова и др. (2). суммарные ресурсы хромитовых руд в центральной и северной части массива достигают 85.1 млн т. Однако встречающиеся здесь руды в основном бедновкрапленные и содержат лишь 10-14 % Сг>0;. Опытные работы, ранее проведенные группой уральских геологов |4). свидетельствуют о просготе и надежности получения из них рудных концентраюв с помощью гравитационно-флотационного метода обогащения и весьма высокохромистом составе этих концентратов (53-55 % Сг:0>).
До недавнего времени среди серии мелких месторождений Алапаевского массива за весьма длительный срок их эксплуатации было добыто более 220 тыс. т массивных и густовкраплснных хромитов и еще остается запасов сплошных хромитовых руд около 300 тыс. тонн. Правда, в
большинстве случаев они представляют остатки ранее добывавшихся руд на целом ряде относительно небольших месторождений, и добыча их малорентабельна.
В настоящее время производится добыча хромитов на Поденной группе месторождений, на месторождениях "Вершина р. Ллапанхи", "Полуденном" и ряде других. Количество добываемых хромитов, однако, относительно невелико и определяется первыми десятками тыс. тонн сплошных и густовкрапленных руд в год. Основным потребителем хромитов является Нижне-Тагильский щлургический завод, использующий их для производства огнеупоров.
Рядом коммерческих фирм недавно были разработаны технико-экономические соображения югичсского изучения и добычи хромитов в Центральной и Северной частях Алапаевского :ива при минимально промышленном содержании оксида хрома порядка 10-15 %. Выполненные 1ко-экономические расчеты показывают, что разведка и освоение наиболее крупного курмановского месторождения, как одного из основных горнодобывающих объектов в Центральной Алапаевского массива открытым, а во втором периоде его освоения подземным способами. >чая строительство обогатительной фабрики вблизи нос. Лсбестовского. технологически :нованно и экономически эффективно. При годовой производительности рудника 400 тыс. тонн 1итовой руды и общем сроке существования рудника 28 лет достигается производство товарного «оворудного концентрата из вкрапленных руд в 86.0 и 80,6 тыс. т в год (2].
Согласно данным поисковых работ, сопровождавшихся ограниченными масштабами гния, Курмановскос месторождение вкрапленных руд представлено двумя пластовыми и двумя )видными телами, характеристика которых приводится в табл. 1.
Таблица 1
Характеристика запасов хромитов в рудных телах Курмановского месторождения (2]
Номер ^■ового тела Длина по простиранию. м Длина по палению, м Средняя мощность тела, м Плотность РУД. т/м3 Запасы млн. т Срслн. оолср. СгА. %
1 800 285.0 7.5 3 5.130 13.7
2 550 185.0 7.5 3 2.289 15.4
3 73 5.5 26.0 3 0.032 19.8
4 90 11.5 15.0 3 0.046 14.2
Итого - - - - 7.497 14.2
По результатам поисковых работ на Курмановском участке в 1987-1992 гг. прогнозные :>рсы были переоценены и по состоянию на начато 1996 г. составили по категории Р1 до глубины м - 5,2 млн т. и по категории Р> в интервале глубин 100-300 м - 10,4 млн т. Таким образом, арные прогнозные ресурсы вкрапленных руд Курмановского месторождения составляют 15,6 »т.
Если же учесть перспективы на иаличие подобных же месторождений вкрапленных руд по 1М. находящимся в 1,5-2.0 км от Курмановского месторождения, куда входит и месторождение пленное", то общие прогнозные ресурсы вкрапленных руд в Центральной части Алапаевского :ива могут достигать 30 млн т. Хотя подсчитанные запасы и прогнозные ресурсы Курмановского )ждепия в результате недавно проведенных оценочных работ существенно сократились, оно шжает оставаться одним из наиболее перспективных промышленных хромитовых >ждений на Среднем Урале.
Состав рудных хромшпинелндов из вкрапленных руд двух наиболее крупных месторождений
тьной части Атапаевского массива приводится в табл. 2 Помимо центральной части в пределах Алапаевского хромитоносного массива Екратыснные распола1аются и в северо-восточной его части (Северный участок), к ЮЗ от границы его с более 1м по возрасту массивом т-абброидов. В зоне его контактового воздействия как раз и >лагается один из наиболее перспективных рудоносных участков, представленный дунитами, тми в состав вторичного дунит-верлит-пироксенитового комплекса, образующетч>ся по 1ым реститогенным гарцбургитам. Встречающиеся в нем бедно- и убогое крапленные >вые руды принадлежат к Хабарнинскому V формационному типу и, по данным силикатных >в. обладают высокохромистым, но более железистым составом. Здесь же располагается сплошных хромитовых тел разрабатываемого в настоящее время месторождения "111 «тый рудник", принадлежащего к Верблюжьегорскому формационному типу.
Таблица 2
Состав хромшпииелидов из вкрапленных руд Вкраатенного и Курмановского месторождений в
Алапаевском массиве (микрозондовый анализ)
Тип оруденения ! Курмановский [4]
Месторождение Вкрапленное Курмановссое
Место анализа центр край центр край центр центр центр центр
TÍO, 0.12 0.18 0.18 0.12 0.4 0.36 — —
А130, 11.34 10.85 10.70 10.03 10.11 10.59 17,75 17.58
Сг,0, 62.54 62.85 61.98 62.00 58.06 58.61 45.46 47.42
Fe,0, 0.00 0.00 0.63 0.00 8.89 4.02 4.5* 1.67
FeO 14.16 15.34 13.76 14.63 8.70 11.51 16.33 18.83
MnO 0.16 0.22 0.15 0.24 0.26 0.14 — —
МкО 13.08 12.14 13.2 11.94 13.38 14.64 17.00 14.50
Сумма 101.40 101.58 100.60 98.96 100.00 100.00 100.00 100.00
Глаямиг мииграл>.ниг тгтяипвющиг. %
Ульвошпинель 0.29 0.43 0.43 0.30 1.47 1.28 —
Шпинель 20.43 18.51 20.22 17.51 19.24 19.86 317 31.6
Магнохромит 41.47 39.16 42.88 40.82 45.16 49.63 42.S 45.0
Хромит 37.02 40.03 35.70 39.51 28.95 24.14 12.S 9.3
Магнетит 0.00 0.00 0.76 0,00 5.19 5 08 13.® 14.1
Основные расчетные параметры, %
Железистость / сум 37.8 41.5 44.2 40.7 41.2 36.7 40.5 44.0
Железистость,/ 37.8 41.5 36.9 40.7 26.7 30.6 35.0 42.2
Хромистость Y 78.7 79.5 79.5 80.6 79.3 78.8 63.2 64.4
Доля Fe'" в RJ*Z 0.0 0.0 0.8 0.0 10.4 4.9 5.7 2.1
Cr.Oy/FeO' 4.42 4.10 4.33 4.24 3.48 3.87 2.22 2.33
Наиболее крупные их концентрации были ранее выявлены в районе месторождений Малокаменского и "Баканов Ключ". Оба они представлены исключительно бедно- и средневкрапленными полосчатыми рудами, разведанными редкой сетью буровых скважин. Прогнозные ресурсы этих месторождений оцениваются по категории Р> соответственно в 12 и 15 млн т и по категории Р3 - 4 и 10 млн т. Состав хромшпииелидов, отобранный из ряда проб из фракций обычных и немагнитных концентратов, свидетельствует о весьма высокохромистом их составе (табл.
3).
Таблица 3
Состав концентратов хромшпииелидов из бедновкрапленных руд месторождений Малокаменское и "Баканов Ключ" по данным силикатного анализа (7, 9]
Формапионный тип Хабарникский[41
Месторождение Малокаменское "Баканов Ключ"
Концентрат обычный немагнитный обычный немагнитный Сред, состав
ТЮ; 0.92 0.28 1.01 0.25 0.60
АЬО, 10.44 6.65 10.26 9.95 9,98
Сг,0, 57.75 48.53 59.11 55.79 52,92
Fe;0, 3.37 16.61 0.14 5.85 6,74
FcO 15.01 21.38 20.52 17.86 . 15,94
MnO 0.12 0.45 0.08 — —
MgU 12.73 7.76 8.78 10.43 11,34
Сумма 100.34 101.66 99.90 100.13 97.52
Глаааые минеральные составляющие.%
Ульвошпинель 2.2 0.7 3.71 0.6 1.5
Шпинель 19.9 13.3 19,76 19.4 19,8
Магнохромит 41.5 25.7 24.87 32.0 37,0
Хромит 32.3 39.2 51.49 40.7 33.2
Магнетит 4.1 21.1 0.17 7.3 8.5
Основные расчетные парамстры,%
Железистость / сум 44.3 72.4 56.9 55.4 48.4
Железистость / 39.8 60.7 56.7 49.0 44.1
Хромистость Y 78.8 83.0 79.4 79.0 78.1
Доля Fe'' в RJ*Z 4.2 21.3 0.2 7.3 8.6
CrjOj/Feo' 3.20 1.34 2.86 2.41 2,40
Хабарнинский14]_
Козловское-2 [ "Рудный участок 52'
оиний тип
Козловскос-1 1 "Карсччш Ямь?
Нсриомайскос-2
Месторождения
Гусговкрапленный
Срсдисвкраплснний
орулснсния
Пересчет на основные минеральные ¡руипиркииси. %
Шпинель
Магиохромнт Хромит
Магнетит
Основные расчетные параметры
В дальнейшем на основе использования вкрапленных руд в этих месторождениях »полагается добывать и обогащать ежегодно не менее 100 тыс. товарной руды в год. содержащей •14 % СггОз [2].
Другим весьма перспективным объектом на хромитовое сырье является Ключевской рулоноснмй массив площадью около 100 кв. км. располагающийся в 35 км к ЮВ от Екатеринбурга, гя хромитовыс тела встречаются как в дунитах, так и в гарцбургитах, промышленный интерес едставляют лишь месторождения вкрапленных руд. находящиеся в южной дунитовоР части, где мяется крупная синклинальная структура.
В южном се крыле располагаются >1ссторождения: Ревдинское, Первомайское и "Барсучьи *, а в северном крыле - Козловские, Самохваловскис и "Рудный участок 52". Согласно медованиям Л.Д. Булыкина [13], вкрапленные руды всех месторождений южной части массива грочены к дунитам дунит-верлитового вещественного комплекса и имеют вторичное ¡¡хождение. По нашим данным, суммарные запасы вкрапленных хромитовых руд отмеченных »рождений в южной части Ключевскогс массива до глубины 250 м составляют более 38 млн т со едним содержанием Сг:Оз около 9 %. Однако на этих глубинах полного выклинивания рудных зон зафиксировано, в связи с чем запасы могут быть значительно увеличены. Средний состав пппинелидов из концс1ггратов вкрапленных руд ряда месторождений отмеченного массива Лдится в табл. 4.
Таблица 4
Состав концентратов из вкрапленных руд Ключевского массива на Среднем Урале [9]
Влияние процессов метаморфизма на состав вкрапленных хромитовых руд
В последние годы нами и другими уральскими исследователями рудообразующих шинелидов из хромитовых руд большой группы месторождений Среднего и Южного Урала однозначно установлено существенное влияние на их исходный состав. При этом вкрапленные изменяются даже гораздо интенсивнее, чем сплошные и густовкраплен.чые, хотя дойность процесса вторичного изменения во всех случаях одинаковая: при ;мпературном метаморфизме из кристаллической решетки рудных хромпшинелидов ■ся значительное количество алюминия (с образованием микровростков и кайм хлорита), же чего состав хромпшинелидов становится более хромистым (1, 5, 7, 8). Подобный же :с изменения состава хромшпинслидов за последние два года неоднократно описыв&тся Б.В.
зч и ковы м в Рай-Изском и Войкаро-Сыньинском массивах [11]. При низкотемпературном же >м метаморфизме наряду с частичным выносом алюминия происходит также частичный вынос и хрома и привнос двух- и трехвалентного железа, иногда вплоть до образования залежей за счет хромита, что, в частности, отмечается в северо-западной части Варшавского *ва на Южном Урале.
Более детально вопросы влияния процессов высокотемпературного метаморфизма на состав различных типов руд, часто сопровождавшихся своеобразным облагораживанием их состава, нами ; привлечением большого количества выполненных микрозондовых анализов хромшпинелидов специально рассматривались на примере сплошных и густовкрапленных руд из целого ряда уральских массивов [1, 5, 6]. Что касается средне- и редковкрапленных руд. то слагающие их хромшпинелиды при процессах высокотемпературного метаморфизма подвергаются процессам своеобразного "облагораживания" даже более интенсивно, чем сплошные - вследствие более интенсивного просачивания в таких рудах метасоматических гидротермальных растворов, способствующих их вторичному преобразованию. Ранее группой исследователей состава вкрапленных хромитовых руд в ряде среднеуральских алыжнотипных массивов был сделан вывод, что получаемые при их обогащении хромитовые концентраты обладают даже более хромистым составом, чем ассоциирующие с ними сплошные руды [4], что вполне объяснимо с точки зрения влияния наложенных процессов высокотемпературного их изменения и преобразования.
Ниже приводятся систематические данные по составу вкрапленных руд для выделяемых нами основных формационных типов, свидетельствующие, что их состав практически идентичен сплошным и густовкрапленным в тех же массивах (табл. 5-8). При этом если сопоставить состав проанализированных авторами [3] хромшпинелидов из всех основных разновидностей вкрапленных руд в массиве Рай-Из, то он практически одинаков (см. табл. 5). Ог хромистых шпинелей из руд уникального Кемпирсайского массива, судя по данным Н.В. Павлова и др. [10]. их отличает лишь более высокая доля в них трехвалентного железа, свидетельствующая об их кристаллизации в условиях более высокой активности кислорода - на меньшей глубине, в пределах земной коры.
Несомненно, представляет большой шггерес проведение подобного сопоставления в различных текстурных типах вкрапленных руд Алапаевского массива. Такого рода сопоставления состава руд приводятся в табл. 6.
Таблица 5
Состав хромшпинелидов из вкрапленных руд массива Рай-Из на Приполярном Урале по данным микрозондового анализа [10]
Вкрапленность Густая Средняя Убогая
П02 0.1 0.12 0.12 0.1 0.1 0.2 0.18
АЬО, 5.9 7.1 8.39 13.69 9.49 10.96 11,39
СгА 57.38 58.12 65.53 52.18 58.79 55.19 54.86
Кс:0, 8.09 «.11 3.03 7.26 5.83 7.03 4.63
КеО 17.17 16.38 11.11 12.68 11.11 13.10 14.25
МпО 0.35 0.27 0.22 0.00 0.00 0.15 0.15
МкО 9.86 10.54 15.22 14.07 14.68 13.51 12.32
Сумма 98.85 98.64 103.62 99.98 100.00 100.14 97.78
Пересчет на основные минерхтьные группировки. %
Ульвошпинель 0.26 0.31 0.28 0.24 0.24 0.48 0.45
Шпинель 11.88 14.16 15.41 25.61 17.98 20.79 22.17
Мапюхромнг 38.33 39.01 55,31 40.97 52.38 44.03 38.48
Хромит 39.15 38.74 25.44 24.51 22.35 26.19 33.14
Магнетит 10.39 7.78 3.55 8.67 7.05 8.51 5.76
Основные расчетные параметры. %
Желез истостъ / 49.4 46.6 29.1 33.6 29.8 35.2 39.4
Хромистость У 86.7 84,6 84.0 71.9 80.6 77.2 76.4
Доля Не1*в К1*/ 10.4 7.8 3.6 8.7 7,1 8.5 5.8
Сг;0}Л-со' 2.35 3.66 5.74 3.71 4.57 2.84 2.82
Как можно судить из сопоставления химико-аналитичсских данных, приведенных в табл. 6 и 7, повышение степени высоко 1 ем пера! у рнж и метаморфизма не юлько ультраосновных пород, но и генетически связанных с ними хромитовых руд приводит к последовательному повышению хромнстости слагающих руды хромшпинелидов. Это особенно четко видно, когда мы сопоставляем данные состава из центральной и краевых частей проанализированных рудных зерен и результаты систематического изучения состава хромшпинелидов из разнообразных текстурных типов руд в различных частях рудных тел.
В Верблюжьегорском хромитоносном массиве на Южном Урале, насчитывающем 46 месторождений и рудопроявлений, ранее считали, что здесь количественно преобладают высокоглиноземистые и умеренно хромистые сплошные руды, пространственно и генетически
связанные с гарцбургитамн, добыча которых стала проводиться начиная с 30-х годов прошлого столетия. Более высокохромистые руды встречаются лишь на небольшом участке в ЮВ части массива. Однако при летальном петрографическом изучении хромитов массива нами было установлено решающее влияние широко распространенных вторичных процессов антигоритизацин. которые изменяют исходный состав не только самих ультрамафитов, но и находящихся в них сплошных и вкрапленных хромитовых тел.
Таблица 6
Сопоставление состава рудных хромшпинелидов из различных разновидностей руд Алапасвского массива по данным силикатного анализа (Татаринов и Красновский, 1940)
Тип руд I Всрблюжъегорский [61
Тип вкранл. ГЧстовкрап ленный Средневкралленный Редко-
вкраплен-ний
Месторождение "1 Норскос" "Колко- 'I Поденный - "I Норе- "Подко-
рит овское- кое" рытовс-кос"
БЮ: 10.13 10.41 9.78 15.06 17.82 12.63 14.10 21.50
ТЮ; — — — 0.27 0.27 0.26 0.22 —
А1,0, 15.38 15.36 20.95 15.79 12.87 18.48 9.26 11.02
Сг30, 36.07 35.30 27,13 26.22 22.69 29.38 39.20 19.41
13.98 13.98 14.82 11,38 11.66 12,37 11.71 13.07
МпО — 0.12 — — — 0.17
N¡0 -- — - 0.38 0.40 — 0.20 -
СаО 0.86 1.12 2.80 0.40 — 0,64 0.16 0,58
М^Ч) 19.84 20.01 20.71 24,89 27,72 22.49 21.70 26.40
П.п.п. 0.91 2.20 4.55 0.68 0.80 0,60 3.46 8.02
Сумма 97.17 98,50 100.74 95.16 94.23 96.85 100.18 100.00
Вычисленный состав посте исключения примесей
ТЮ: — « — 0.51 0.61 0.35 0.38 —
А1;0, 16.03 16.06 3#.16 17.15 10.95 25.03 5.09 16.66
Сг20, 51.13 50.68 ЗГ06 45.58 45.05 39.78 64.11 43.60
Кс:0, 5.53 5.96 0.82 10.80 20.39 10.01 3.13 9.79
КсО 14.99 14.87 П.24 10.51 5.89 5.70 16.25 23.51
МпО ~ 0.18 — — — — 0.29
N¡0 — — — 0.72 0.90 - 0.35 -
М?0 12.88 12.85 12.81 15.82 18.24 20.13 10.72 7.43
Сумма 100.56 100.60 100,09 101.09 102.03 101.00 100.32 100.99
Основные расчетные параметры. %
р^жзистоетт./сум 46.5 46.9 44,0 41.8 42.7 29.1 49.9 70.9
' Жслсзисгость/ 39.5 39,4 43.0 27.2 15.3 13.7 46.0 64.0
г Хгомистость У 68.2 67.9 46.5 64.1 73.4 51.6 89.4 63.7
ГЗз-иЬс'вК'*/ 6.6 7.1 0.9 12.6 24.0 11.2 4.0 12.0
СггОДео" 2.56 2.51 2.17 2.25 1.86 2.70 3.99 135
Судя но приведенным в табл. 7 составам хромшпинелидов, в центральной и краевых частях из хромитовых тел Всрблюжьсгорского массива, высокотемпературный метаморфизм, ый с процессами антигоритизацин, не только не снижает качества хромитов, судя по «ию в них триоксида хрома и отношению в них СггОз/КеО', но даже приводит к иному повышению их хромистости. Лишь в лежачем боку залежи их состав ухудшается не последующих тектонических деформаций и низкотемпературного метаморфизма. Наконец, рассмотрим самый малоглубинный пятый тип хромитового оруденения, «ленный помимо Хабарнинского массива (жилы 5-1 и 5-2) на Южном Урале, частично ым и рассмотренным Малокаменским месторождением в Алапаевском массиве и Верхне-ровским и рядом других месторождений в Всрхнейвинском массиве на Среднем Урале. Во этих объектах руды претерпели высокотемпературный контактовый метаморфизм при нии молодых габброидов девонского возраста. Состав хромшпинелидов из разных частей из крупных рудных тел Верхнейвинского массива приводится в табл. 8.
Таблица 7
Состав хромшшшелидов из различных частей хромитового тела месторождения № 19 в Верблюжье горе ком массиве одноименного формационного типа
Местоположение Висячий бок Центральная часть Лежачий бок
Текстурный тип срслнсвкрашснный массивный густовкрапленный
Место анализа центр край центр край центр край
ПО, 0.08 0.2 0,07 0.05 0.15 0.25
льо, 13.13 5.05 23,07 23.34 13.68 7.6
Сг:03 56.60 62.92 48.22 48.86 53.73 54,27
Кс20, 4.06 4.48 2.21 3.49 6.05 10.61
КсО 10.75 13.44 6,84 4.24 15.41 15.92
МпО 0.24 0.36 0.16 0.14 0.25 0.33
м«о 15,14 12.27 18,61 20.66 12,55 11.21
Сумма 100.00 98.72 99.18 100.78 101.82 100.19
Г,винив минеральны; группировки, %
Ульпошпинсль 0.19 0.51 0.16 0,11 0.36 0.62
Шпинель 24.41 10.03 40.53 39.96 25.44 14.87
Магнохромкг 46.78 51.59 42.17 49,51 33.59 40.62
Хромит 23.8 32.2 14.66 6.6 33.43 30.62
Магнетит 4.82 5.68 2.48 3.82 7.18 13.26
Основные расчетные параметры. %
Жслсзистость /сум 34.8 44.4 21 16.7 48.2 56
Жслсзистость / 28.5 38.1 17.1 10.3 40.8 44.3
Хромистость У 74.3 89.3 58.4 58.4 72.5 82.7
Доля Не'* в Я'* 2 4.8 5.7 2.5 3.8 7.2 13.3
Сг:0^ео' | 3.93 3.60 5.47 | 6.62 2.58 2.13
Таблица 8
Состав хромшпинелидов из хромитового тела Верхне-Алсксандровского месторождения (Верх-Нейвинский массив)
Местоположение Висячий бок Центральная часть Лежачий бок
Текстурный тин масснвяый массивный средне вкрапленный
Мсеш анализа ЦСНф край ценф край ЦСНф край
ТЮ» 0.20 0.17 0.20 0.25 0.08 0.17
А150, 9.66 9.12 7.88 9.07 10,30 9.98
Сг,0, 65.51 65.21 65.13 64.34 60.55 61,59
ТСгО, 0.00 0.00 0.00 0.00 2.05 2.00
¥сО 13.39 18,14 13.48 13.35 14.00 14.55
МпО 0.27 0.44 0.22 0.19 0.22 0.30
МйО 11.57 9.12 12.37 11.59 12.75 12.62
Сумма 100.66 102.31 99.3 98,86 99.95 101.21
Основные мине ильные группировки
Ульвошпинсль 0.47 0.41 0.49 0,61 0.20 0,41
Шпинель 7.05 8.73 12.00 8,49 19.68 18,91
Магнохромит 47.26 34,73 48.38 47.29 41.95 41,57
Хромит 34,33 47.68 35.93 34.84 .35.67 36,70
Магнетит 0.00 0.00 0.00 0.00 2.50 2.42
Ллюмошнинсль 10.86 8.45 3.21 8,77 0.00 0,00
Основные расчетные параметры
Жслсзистость /сум 39.4 52.7 37.9 39.3 41.1 42.1
Жслсзистость / 39.4 52.7 37.9 39.3 38,1 39.3
Хромистость }' 82,0 82.7 84.7 82.6 79,8 80.5
Доля Ре" в я" г 0.0 0.0 0.0 0.0 2.5 2.4
(ОД/Рсо* 4,89 3.59 4.83 4,82 3.82 3.77
Полученные нами микрозондовые анализы из густовкрапленных и среднсвкрапленных руд этого месторождения, приведенные в табл. 9, также свидетельствуют о большом сходстве составов хромшпинелидов из различных текстурных типов руд, претерпевших з последующее время сравнительно слабый низкотемпературный метаморфизм.
Таблица 9
Состав хромшнинелидов из густо- и средневкрапленных руд Верх-Нейвинского массива
Тип рул I Летовкрапленн ый Срсдневкрапленный
ТЮг 0.23 0.22 0.20 0.08 0.17 0.17 0.17
А150, 8.82 8.28 7.88 10.30 9.98 10.17 10.13
СГ,0, 66.46 63.14 65.13 60.55 61.59 60.33 60,43
Ре20} 0.00 0.00 0.00 2.05 2.00 3.99 2.21
РсО 13.86 15.57 13.48 14.00 14.55 12.31 14.09
МпО 0.24 0.32 0.22 0.22 0.30 0.23 0.24
МкО 13.32 11.19 12.37 12.75 12.62 14.16 12,72
Сумма 102.93 98.72 99.28 99.95 101.21 101.36 99.99
Пересчет на оснсвнью минеральные группировки. %
Ульвошпинель 0.55 0.55 0.49 0.20 0.41 0.41 0.41
Шпинель 15.26 14.70 12.00 19.68 18.91 19.04 19.37
Магнохромиг 47.49 40.89 48.38 41.95 41.57 48.03 42.15
Хромит 35.54 42.29 35.93 35.67 36.70 27.76 35,36
Машет ит • 2.50 2.42 4.77 2.70
Алюмошпинсль 1.17 1.56 3.21 • - - •
Основные расчетные параметры %
Железистое! 36.9 43.8 37.9 38.1 39.3 32.8 38.3
Хромистостъ У 83.5 83.6 84.7 79.8 80.5 79.9 80.0
Доля Гс'-пК'"/ • - 2.5 2.4 4.8 2.7
СггО^ео' 4.80 4.06 4.83 3.82 3.77 3.79 3.76
Заключение
Проведенный анализ пространственного положения различных разновидностей сплошных и вкрапленных руд в целом ряде альпинотипных массивов Урала однозначно свидетельствует, что сплошные руды свойственны, в первую очередь, глиноземистым рудам, ассоциирующим и генетически связанным с гарцбургитовыми но составу массивами. Такие руды имеют, по-видимому, зднемагматнческое происхождение и слагают большое количество мелких шлиров и жилообразных тел. Что касается слабо распространенных среди них вкрапленных руд, имеющих ятно гидротермальное происхождение, то их обычно немного и при добыче их не используют и ~ируют в отвалах.
Что касается состава и текстурных разновидностей хромитовых руд, располагающихся в х и генетически с ними связанных, то они почти во всех уральских массивах представлены енным типом, имеющим вторичное пневматолит-гидротермальное происхождение, что но нами подробно было рассмотрено в одной из публикаций [5]. Сплошные руды здесь широко нены лишь в Кемпирсайском и частично в Рай-Изском ультраосновных массивах. Приведенные в работе данные однозначно свидетельствуют, что лишь на Среднем Урале в веком и Ключевском массивах прогнозные ресурсы вкрапленных хромитовых руд превышают млн т. Значительные запасы небогатых вкрапленных руд не менее 30-40 млн т находятся также в иве Рай-Из на Приполярном Урате (месторождения Центральное, Западное и Юго-З&падное). Но их использования необходимо сооружать стационарные или передвижные обогатительные ики, которые позволят получать в промышленных количествах высококачественные хромитовыс нтрагы. Выполненные ранее расчеты для вкрапленных руд месторождений, располагающихся в пах Алапаевского массива [2], свидетельствуют о рентабельности их сооружения и луагацим. При этом необходимо ежегодно получать не менее 500 тыс т подобных кенцогтрагов, гшяя их другими источниками получения хромитовых руд. Главное, что мы при этом решаем вопросы социальной сферы, пользуемся уже существующими линиями выссковольтных ч и 01 раничиваемся небольшими расстояниями для их перевозки по располагающимся здесь железным дорогам до потребляющих такие рудные концентраты заводов и предприятий.
На Аланаевском и подобных ему массивах разведочных работ, по существу, не проводилось, му в настоящее время главный вопрос - в проведении буровых и разведочных работ и в рждении запасов сплошных и, в первую очередь, вкрапленных руд на уральских жлениях хромитов, генетически связанных с альпинотипными комплексами. Исследования выполнены за счет грантов Минобразования РЕ)-1,5-44 и А03-2,13-5.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алексеев A.B., Малахов H.A., Бурмако ПЛ. Метаморфизм хромитовых руд Верблюжьс-горского массива (Южный Урал) // Эволюция внутриконтинснтальных подвижных поясов: Материалы научной конференции (IX чтения А.Н. Заварицкого). Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО* РАН, 2003. С. 185-189.
2. Боликов В.Е., Бсркович В.Х., Балок А.Е. Хромитовыс месторождения Уральского региона // Изв. вузов. Горный журнал. Уральское горное обозрение. 1997. № 3-4. С. 36-48.
3. Макеев А.Б., Брянчанинова H.H. Типоминералогия ультрабазитов Полярного Урала. СПб.: Наука, 1999. 252 с.
4. Малахов H.A. Положение рахтичных типов хромитового оруденения в разрезе ультрамафигов Урала, их состав и особенности метаморфизма // Эволюция внутриконтинсигальных подвижных поясов: Материалы научной конференции (IX чтения А.Н. Заварицкого). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2003. С. 185-189.
5. Малахов И.А., Алексеев A.B., Бурмако П.Л. Многостадийность формирования хромитов в гарцбургитах уральских массивов и влияние на их состав процессов метаморфизма // Известия УГГГА. Вып. 18. Серия: Геология и геофизика. Екатеринбург: Изд-во УГТГА, 2С03. С. 78-85.
6. Малахов H.A., Бурмако П.Л., Алексеев A.B. Условия формирования разных формационных типов хромитового оруденения в альпинотипных массивах Урала // Современные проблемы формационного анализа, петрология и рудоносность магматических образований: Тезисы докладов. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал "ГЕО" С. 209-210.
7. Малахов А.Е., Пуркина Т.А., Телегин Б.А. О хромитоносности ультрабазитовых массивов Среднего Урала // Магматические формации, метаморфизм, металлогения Урала, ч.Н. Свердловск: УФАН СССР, 1969. С. 121-127.
8. Малахов И.А., Савохин И.В., Бурмако ПЛ. и др. Влияние процессов метаморфизма и метасоматизма на состав хромшпинелидов в ультрамафитах и хромитах Урала // Известия УГГГА. Вып. 13. Серия: Геология и геофизика, 2001. С. 66-73
9. Малахов И.А., Шилова Т.А., Телегин Б.А. Хромиты // Геология СССР. Том ХП. Полезные ископаемые. М., 1973. С. 387-410.
Ю.Павлов Н.В., Кравченко Г.Г., Чупрынина И.И. Хромиты Кемпирсайского плутоиа. М.: Наука, 1968.197 с.
11.Перевозчиков Б.В., Снтчихнн О.В. Срсднетсмпературный метаморфизм хромитовых руд высокохромистого магнезиального типа (на примере массива Рай-Из на Полярном Урале) // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Мат-лы регион, научно-практической конференции. Пермь: Изд. Перм. университета, 2003. С. 65-70.
12.Г1олезные ископаемые: Учеб. для техникумов / Под. ред. И.Ф. Романовича. 2-е изд. М.: Недра, 1992. 543 е.: ил.
13. Реестр хромигопроявлений в альпинотипных ультрабазитах Урала ' Перевозчиков Б.В., Булыкин Л.Д., Попов И.И. и др. Пермь: КамНИИКИГС, 2000. 474 с.
УДК 38.35.21+38.41.27 (470.5)
И.А. Малахов
СОСТАВ И ПРОИСХОЖДЕНИЕ АРМОЛКОЛИТА, ЕГО ГЕНЕТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И ВОЗМОЖНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ НА УРАЛЕ
Армолколит, обладающий составом Кео.*М&.$Т120$, принадлежит к сложным оксидам титана и был открыт в 1970 г А.Т.Андерсоном и др. (8). Согласно их исследованиям, он относится к группе орторомбических-дипирамидальных минералов. У него был выявлен серый цвет зерен, плотность - 4, твердость - 6, параметры элементарной ячейки: а - 9,7762, в = 10,0341, с = 3,7504. Интенсивность рентгеновской дифракции (1 / 1о): 3,468(1), 1,958 (0.8), 2,763 (0,25). По расчетным молекулярным данным, в армолколите содержится 14,54 % MgO, 8,64 % РеО и 76.82 % ТЮ2 В дальнейшем он был установлен и изучен С. Хсперти в лунном реголите, после экспедиций Аполло-11 и Аполло-12 на
