CC BY
134
УДК 553.078:557.497.2
Павленко Юрий Васильевич Yury Pavlenko
Поляков Олег Анатольевич OlegPolyakov
ВОСТОЧНО-ЗАБАЙКАЛЬСКАЯ СУРЬМЯНАЯ ПРОВИНЦИЯ
ANTIMONIAL PROVINCE OF EAST ZABAIKALIE
Рассмотрены особенности локализации, выделены формационные типы, показаны перспективы освоения сурьмяного оруденения Восточного Забайкалья
Ключевые слова: сурьма, ртуть, провинция, Восточное Забайкалье, формационные типы, прогнозные ресурсы, запасы
In the focus of the article are specific localization, formation types and prospects of antimonial mineralization in East Zabaikalie
Key words: antimony, mercury, province, East Zabaikalie, reserves, predicted resources, formation types
Сурьма — твердый серебристо-белый с синеватым оттенком металл, легко окисляющийся на воздухе. При нагревании сгорает с образованием белого дыма, плотность 6,68 г/см 3, температура плавления 630 0С. Известны стабильные изотопы 121ЯЬ (57,25 %) и 123ЯЬ (42,75 %). Кларк сурьмы 510 5 %. Из 75 минералов, содержащих сурьму, главным является один — антимонит (стибнит) 8Ь283, содержащий 71,4 % ЯЬ (не менее 85 % производства металла). Небольшое самостоятельное значение имеют бертьерит Ре8Ь284 (57 % ЯЬ), гудмундит РеЯЬЯ (57,8 % ЯЬ) и самородная сурьма. В рудах, из которых сурьма извлекается попутно, присутствуют тетраэдрит Си128Ь4813, буланжериг РЬ58Ь48П, бурно-нит СиРЬ8Ь83, джемсонит РЬ4Ре8Ь6814, ли-вингстонит Н§8Ь488, пираргирит А§38Ь83. В зоне окисления по антимониту образуются трудно обогащающиеся валентинит 8Ь203, серванит 8Ь204, кермезит 8Ь2820, стибико-нит 8Ь306(0Н) и другие минералы. Сурьму получают из сурьмяных, ртутно-сурьмяных, золото-сурьмяных руд, попутно — из
полиметаллических, оловянных и вольфрамовых руд.
Металлическая сурьма вследствие высокой хрупкости применяется редко. В баббитовых сплавах она используется совместно со свинцом, медью, цинком в количестве 30...200 кг/т, придавая сплавам прочность, твердость и коррозионную устойчивость. Наиболее емкими потребителями сплавов являются автомобильная, полиграфическая, химическая, стекольно-керамическая промышленность, производство антипиренов, пластмасс. Сурьма применяется для воронения стали, в пиротехнике, медицине, для изготовления полупроводников. Она входит в состав полупроводниковых материалов как легирующая добавка к германию и кремнию, а также в состав анти-монидов (например, 1п8Ь). Радиоактивный изотоп 1218Ь применяется в источниках гамма-излучения и нейтронов.
По данным Министерства природных ресурсов и экологии РФ, ресурсы сурьмы оценены в 33 странах и составляют 7,4 млн т. Основная часть их сосредоточена в Китае
(43 %), России (12 %), а также в Таджикистане, Таиланде, Боливии, ЮАР, Мексике и Киргизии (27 % суммарно). Мировые запасы сурьмы составляют 6,3 млн т, а разведанные — 4,6 млн т. Доминирующая роль запасов сосредоточена в Китае (50 %), в России запасы составляют 7 % мировых, в т.ч. разведанные — 4 %, в мировом производстве сурьмы на РФ приходится всего 0,2 %.
В 2005-2010 гг. добыча и производство сурьмы осуществлялась в 17 странах. Мировое производство сурьмы в концентратах составляет 140...160 тыс. т. Основная часть мирового производства сурьмы в концентратах сосредоточена в Китае (74 %), которому значительно уступают Россия (5,7 %), Боливия (5,4 %) и ЮАР (3,9 %). В России производство сурьмы в концентрат осуществляется только в Республике Саха (Якутия). Добытая руда частично обогащается гравитационно-флотационным методом на Сарылахской фабрике. Ежегодно на этой фабрике перерабатывается около
19 тыс. т руды. На территории Забайкальского края с 2006 г. организована добыча сульфидно-сурьмяного штуфного концентрата месторождения Жипкоши.
В России Государственным балансом запасов учтено девять месторождений, из которых пять относятся к золото-сурьмян-ному типу, одно — к собственно сурьмяному, три — к месторождениям с попутной сурьмой (из них два — золоторудных, одно
— полиметаллическое) [3]. В настоящее время страна испытывает возрастающий дефицит сурьмы и четко выраженную тенденцию к сокращению её сырьевой базы. В Республике Саха (Якутия) запасы сурьмы для открытой добычи на Сентачанском месторождении (среднее содержание сурьмы 24 %, золота — до 20 г/т) полностью исчерпаны, а переход на подземный способ отработки предполагает крупные инвестиции. На Сарылахском месторождении (среднее содержание сурьмы 18 %, золота — до
20 г/т) запасы сурьмы остались только на нижних горизонтах, их отработка возможна после углубления действующего ствола, а также проходки нового. Эти и ряд других
причин привели к тому, что производство сурьмы стало убыточным.
На остальные месторождения страны приходится 32 % запасов. В Красноярском крае на Олимпиадинском месторождении кварц — золото — сульфидного сурьмусо-держащего типа имеются крупные запасы попутной сурьмы, но качество руд низкое, сурьма по технологическим причинам практически не извлекается. Получение сурьмяных концентратов на Олимпиадинском, а также на Удерейском аналогичного типа месторождениях возможно только в небольших количествах; обеспеченность запасами проектируемого Удерейского ГОКа составляет 20 лет.
Существенное улучшение состояния минерально-сырьевой базы сурьмы в России возможно путем использования крупного ресурсного потенциала Восточно-Забайкальской сурьмяной провинции (см. таблицу). В последние годы на трех объектах Забайкальского края проведены геологоразведочные работы, получены следующие результаты:
— на Солонеченском месторождении разведаны балансовые и забалансовые запасы сурьмы по категориям С1 +С2 в количестве 67,8 тыс. т, прогнозные ресурсы категории Р1 оценены в 8,5 тыс. т, что в 2,6 раза превышает предполагаемый ранее сырьевой потенциал объекта;
— на Жипкошинском месторождении по результатам разведочных и опытных эксплуатационных работ разведаны балансовые и забалансовые запасы сурьмы по категориям С: +С2 в количестве 30,3 тыс. т, прогнозные ресурсы категории Р2 оценены в 8 тыс. т, что также почти в 2 раза превышает предполагаемый ранее сырьевой потенциал объекта; извлечено из недр около 6 тыс. т сурьмы;
— на Солонцовской площади на Южном и Булыктинском проявлениях прогнозные ресурсы сурьмы категорий Р1 +Р2 также возросли в1,4 раза.
В итоге при почти сохранившемся количестве ресурсов дополнительно разведано 98,1 тыс. т сурьмы. Эти результаты свидетельствуют о слишком осторожных
оценках минерально-сырьевого потенциала сурьмы Восточно-Забайкальской провинции при выполнении прогнозной оценки, т.е. фактически он явно выше оцененной величины.
Суммарные прогнозные ресурсы категорий Р1 Р2 и Р3 по Читинской области оценивались в 788,4 тыс. т. Они связаны с Газимуро-Приаргунской, Тыргетуй-Жип-
кошинской и Итака-Дарасунской предполагаемыми минерагеническими зонами, в которых известны многочисленные (около 250) мелкие и средние не изученные объекты часто с богатыми сурьмяными рудами. Все объекты локализуются в различных по составу горных породах обычно в разрыв-ныхнарушениях (рис. 1).
Прогнозные ресурсы сурьмы России на 01.01. 2006 г. [3], в скобках -состояние ресурсов на 01.01. 2010 г. по объектам Забайкальского края
Субъекты РФ, объекты Прогнозные ресурсы, тыс. т БЬ
всего Р, Р2
Красноярский край
Удерейское рудное поле 25 25
Читинская область 272,4 (267,1) 64,4 (100,7) 208 (166,4)
в том числе месторождения
Майское 13,5 13,5 -
Итакинское 31,5 1,5 30
Нарин-Кундуйское 64,3 24,3 40
Жипкошинское 19.6 (8) 11,6 (-) 8(8)
Тыргетуйское 16 3,5 12,5
Солонеченское 29,5 (8,5) 10(8,5) 19,5 (-)
Дырбылкейское рудное поле 24 - 24
Солонцовая плошадь 74(101,3) - (49,4) 74(51,9)
Приморский край
Участок Первый Ртутный 9,5 2,6 6,9
Республика Саха (Якутия)
Сарылахский рудный узел 25,3 9,9 15,4
Всего по России 332 76,9 255,3
Учитывая благоприятное географическое положение, транспортную и горнодобывающую структуру Восточно-Забайкальской провинции, в настоящее время запасы и ресурсы сурьмы все яснее проявляют перспективы, необходимые для создания горно-металлургического комбината с завершенным циклом переработки руд и получением конечной сурьмяной продукции в виде металла, химических соединений, востребованных на внутреннем и внешнем рынке.
Последними исследованиями ЮгоВосточного Забайкалья [5], на площади которой располагается сурьмяная провинция, создана другая объемная региональная модель строения земной коры, которая коренным образом отличается от существующих моделей, в том числе и размеще-
ния оруденения. Она раскрывает причины и механизм линейно-узлового размещения известных рудных районов и узлов. В ней определена геологическая природа Восточно-Забайкальского ареал-плутона как рудоконтролирующей раннедокембрийской импактной структуры (астроблемы), сопоставимой с известными на Земле крупнейшими импактными структурами типа Вредефорд (Южная Африка) и Садбери (Канада). Модель раскрывает причины таких специфических минерагенических особенностей региона, как поликомпанентный состав руд, мультиметалльное оруденение рудных узлов, формирование месторождений — гигантов, а также в целом повышает минерагенический потенциал региона до соответствующей высокой мировой величины.
Рис. 1. Основные минерагенические зоны сурьмяного оруденения Восточного Забайкалья(по В.Г. Васильеву[1]):
1 — основные зоны сурьмяного оруденения и их номера: I — Газимурская зона антимонитового джаспероидного золотосодержащего оруденения, II — Итака-Дарасунская зоназолото-антимони-тового оруденения; III — Тыргетуй — Жипкошинская зона кварц-антимонитового золотосодержащего оруденения субвулканического типа и комплексного ртутно-сурьмяно-вольфрамового оруденения. 2 — Основные недоразведаные месторождения (а) и проявления (б) сурьмы:
1 — Итакинское, 2 — Майское, 3 — Чалбучинское, 4 — Солонеченское, 5 — Нерчинское, Право-Телембинское, Костромихинское, 6 — Дельмачикское, 7 — Булыктинское и Южное, 8 — Жиико-шннское, 9 — Ново-Ивановское, Сурьмяный овраг, 10 — Кулиндинское, 11 — Тыргетуйское, 12
— Барун-Шивеинское, 13 — Боржигантайская площадь (геохимическая аномалия), 14 — Туринское, 15 — Агинское; 16 — Октябрьское, Железнодорожное, Цаган-Челутайское, 17 — Чалотуй-ское (Зун-Челутайское), 18 — Зуткулейское и Ново-Зуткулейское, 19 — Июльское (Солнечный ключ), Гашуновское, Оботуевское, 20 — Нарин-Кудуйское, 21— Дырбылкейское
В кристаллическом фундаменте впервые выделены линейные флюидопроницаемые зоны III порядка, которые «пробиваются» на поверхность. Эти зоны являются рудовмещающими для мультиметалльного оруденения рудных районов, узлов, полей, месторождений, проявлений, пунктов минерализации, в них концентрируются многочисленные прямые признаки оруденения,
к ним приурочена и сурьмяная минерализация (рис. 2). Использование данных объемного геолого-геофизического картирования позволяет по-иному интерпретировать пространственные, возрастные и генетические составляющие закономерностей размещения полезных ископаемых одного из ведущих рудных регионов России.
Рис. 2. Экстенсивность распространения сурьмяной минерализации в структурахактивизации фундамента:
1 — линейные структуры активизации фундамента (цифры в кружках): 1 — Монголо-Удский шов,
2 — Ононская, 3 — Восточно-Агинская, 4 — Далайнор-Газимурская, 5 — Урово-Газимурская, 6 — Ингода-Куренгинская, 7 — Ага-Урюмканская, 8 — Борзя-Уровская, 9 — Приаргунская; 2 — поля экстенсивности сурьмяной минерализации; 3 — рудные узлы; 4 — месторождения, проявления сурьмы
Характер развития эндогенной минерализации свидетельствует о чрезвычайно сложных взаимоотношениях различных минеральных парагенезисов минералов, определяемых, вероятно, местными особенностями геологического строения, что исключает однообразную интерпретацию
последовательности их формирования. Наложение более позднего оруденения на раннее — явление в Восточном Забайкалье обычное. Пространственную и временную связь продуктивных и рудовмещающих формаций определяет глубинная рудоносная материнская формация.
В Юго-Восточном Забайкалье выделяется четыре самостоятельных ассоциации рудных формаций, среди них и сурьмяно-ртутно-вольфрамо-золоторудная, представленная преимущественно гидротермальными низкотемпературными месторождениями позднего мезозоя. Она проявлена на Но-во-Широкинском, Центральном, Ртутно-Ильдиканском, Дарасунском, Балейском, в ограниченных объемах на Шерловогор-ском, Хапчерангинском, Шахтаминском, Смирновском, Савииском № 5, Кадаинс-ком и др. месторождениях. Ведущая роль в локализации конвергентного оруденения принадлежит разрывным структурам. В состав ассоциации входят золото-халькопи-рит-бурнонитовая, золото-пираргиритовая и киноварно-антимонитовая рудные формации [6].
Ассоциации рудных формаций, а также рудные формационные подразделения более высоких порядков (типы, виды, разновидности) часто отделены друг от друга отдельными или группами даек, минеральный состав которых и последовательность формировании многообразны. Рудные формации полей и месторождений могут быть представлены группами, чаще отдельными формациями или их отдельными формационными типами. Согласно общей классификации рудных формаций основных типов полезных ископаемых [4], на территории России по сурьме значатся 3 «рудных формации» — золото-сурьмяная березитовая, сурьмяная аргиллизитовая, ртутно-сурьмяная джаспероидная. В регионе сурьмяная минерализация отмечена в трех полиформационных рудных формациях, сложенных галенитом, золотом, халькопиритом, сурьмой в форме сульфосолей (сульфоантимонитов РЬ, Си, ^), а также в сульфидной сурьмяной (с примесью ртути) нескольких формационных типов. Отсюда следует, что в Юго-Восточном Забайкалье преобладающее развитие получили рудоносные геологические сурьмусодержание формации.
Рудоносные геологические формации в различной степени проявлены на многих полиметаллических, молибденовых, оловян-
ных, вольфрамовых, золоторудных и даже флюоритовых месторождениях. Они повсеместно сопровождаются метасоматитами специфической гидротермально-метасома-тической продуктивной рудоносной формации, составной частью которой являются собственно рудные парагенезисы. Как и парагенезисы металлогенных, парагенезисы петрогенных элементов полиформацион-ны, разновозрастны, часто пространственно совмещены, отчего на месторождениях, рудных полях и узлах представляют сложную неоднозначно интерпретируемую ассоциацию метасоматитов. По этой причине связывать рудные формации, формационные типы данного гипогенного оруденения с рудоносными формациями (как это трактуют формулировки) теряет смысл. В магматических и терригенных породах проявлены пиритизация, турмалинизация, окварцевание, березитизация, серицити-зация, пропилитизация, хлоритизация, в карбонатных — пиритизация, турмалинизация, окварцевание, перекристаллизация карбонатов [2]. Все они относятся к низкосреднетемпературным гидротермальным образованиям преимущественно поздней юры — раннего мела. Промышленное значение рудоносных геологических формаций на достигнутом технологическом уровне обогащения и сепарации сомнительно, содержание сурьмы не превышает первых процентов. В эту же группу относится преимущественно окисная (гипергенная) минерализация сурьмы в различных трещиноватых породах зоны окисления.
Таким образом, в Юго-Восточном Забайкалье экстенсивность проявления сурьмы в виде сульфоантимонитов РЬ, Си, выше, чем в виде сульфидов, однако практическая значимость первых незначительная. Единственной промышленно значимой рудной формацией сурьмы в регионе является ртутно-сурьмяная (киноварно
— антимонитовая), в которой выделяются формационныетипы [6]:
1) антимонит-кварцевый пластовый преимущественно в брекчированных слоистых метаморфизованных карбонатных породах (джаспероидный), связанный с
разрывными структурами;
2) антимонит-вольфрамит-кварцевый слоисто-штокверковый в зонах динамомет-морфизма;
3) антнмонит-кварцевый жильный и штоверковый в различных породах, связанный с трещинными структурами;
4) золото-антимонит-кварц-карбонат-ный жильный (штокверковый) в различных породах, связанный с разрывными нарушениями.
Все они отнесены к низкотемпературному (телетермальному?) генетическому классу.
В настоящее время наибольший практический интерес представляют три первых формационных типа. Благодаря общей особенности сурьмяных руд края (высокое качество и компактность, определяющие пригодность для селективной выемки), часть сурьмяных объектов может успешно отрабатываться без специальных капитальных вложений — получаемый при этом штуфной концентрат является рентабельным и высокотранспортабельным продуктом. Такой опыт накоплен ООО «Хара-Шибирьский сурьмяной комбинат». Развитие сурьмяной отрасли в освоенных горнодобывающих районах Забайкальского края, кроме добычи собственно антимонитовых руд, может стимулировать комплексное освоение и сурьмусодержащих объектов, в которых сурьма является попутным компонентом наряду с золотом, вольфрамом, свинцом, цинком. Большинство прогнозируемых сурьмяных объектов в той пли иной мере являются золотосодержащими, однако известные технологии извлечения золота могут быть рентабельными при его содержании не менее 6...7 г/т.
С сурьмяными проявлениями иногда ассоциируют ртутные. В настоящее время в Восточном Забайкалье известно более 20 проявлений ртути и около 100 коренных и россыпных пунктов ртутной минерализации. Их оценка не имеет первостепенной задачи, поскольку:
— мировые ресурсы ртути достаточны для обеспечения спроса на сырье более чем на 100 лет.
— применение жидкого металла и его соединений существенно ограничивает высокая токсичность;
— нарастающими темпами внедряются различного рода заменители ртути, снижается ее удельный расход на единицу продукции;
— накопления вторичной ртути и металла в виде ртутьсодержащих отходов; в России накоплено более 500 тыс. т отходов (ежегодно 200 т в пересчёте на металл) при заявленной годовой потребности 4,4 тыс. т.
Потребление ртути остается стабильным в областях производства, где ей не находят альтернативы — отдельные отраслях приборостроения, электротехники, оборонной промышленности, медицины и др.
На территории Забайкальского края с 2006 г. организована добыча сульфидносурьмяного штуфного концентрата месторождения Жипкоши (Агинский Бурятский округ). В 2010 г. ООО «Хара-Шибирьский сурьмяный комбинат» и ОАО «Забайкальский ГОК» приступили к реализации программы сотрудничества по совместной переработке рядовых руд Жипкошинского месторождения. Для этого проведены лабораторные исследования, опыгно-полупро-мышленные исследования по обогащению руды, переработано 500 т исходной руды со средним содержанием сурьмы 2,5...2,7 % и отдельно богатая руда в количестве 48 т с содержанием сурьмы 4,7 %. Определены технические параметры процесса обогащения и получен вывод — экономически рентабельно перерабатывать руду с содержанием сурьмы 4 %. Для этого на борту Жипкошинского карьера предполагается организовать предконцентрацию рядовой руды на дробильно-сортировочной установке с применением рентгенорадиометрической сепарации (ДСУ РРС). На первом этапе предусматривается переработка 150 тыс. т руды в год с последующим увеличением объема до 250 тыс. т/ год.
Таким образом, Восточно-Забайкальская сурьмяная провинция, занимает часть крупной Монголо-Забайкальской структуры первого порядка. Специфические геологические условия её — коллаж группы тер-
рейнов аккреационных призм и пассивной ного для изучения и освоения сурьмяного окраинны. Эти тектонические особенности оруденения, которое востребовано совре-предопределили локализацию перспектив- менным рынком.
Литература
1. Васильев В.Г. Сурьмяные месторождения // Месторождения Забайкалья / Г.А. Юргенсон [и др.]; под ред. акад. Н.П. Лаверова. — М.: Геоинформмарк, 1995. —T.I, кн. II. — С. 67-75.
2. Князев Г.И., Красников В.И. Поведение мезозойского гипогенного оруденения Восточного Забайкалья во времени и пространстве // Вопросы рудоносности Восточного Забайкалья.
- М.: Недра, 1967. - С. 217-226.
3. Комин М.Ф., Ключарев Д.С., Волкова Н.М. Минерально-сырьевая база сурьмы России: проблемы и решения // Разведкаи охрананедр. — 2006. — № 9-10. — С. 26-29.
4. Методическое руководство по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000. — М.: Роскомнедра, 2008. -205 с.
5. Павленко Ю.В. Глубинное строение и минерагения Юго-Восточного Забайкалья. — Чита: ЧитГУ, 2009. — 200 с.
6. Павленко Ю.В. К вопросу систематики рудных формаций юго-восточного Забайкалья // Геология и минерагения Забайкалья: сб. докл. и статей к научно-произв. конф., посвящ. 60-летию ФГУГП «Читагеолсъемка», 22-23 апреля 2010 г. — Чита, 2010. — С. 205-213.
Коротко об авторах____________________________________________Briefly about the authors
Павленко Ю.В., д-ргеол.-минер. наук, профессор, Читинский государственный университет (ЧитГУ) Служ.тел.: (30-22) 35-32-02
Научные интересы: мелко-среднемасштабное
геологическое картирование, прогнозирование, поиски, разведка месторождений
Yu. Pavlenko, Candidate of Geological and Mineral-ogical sciences, professor, Chita State University
Research area: small-and-middle-scale geologic mapping, prognosticating, exploration and mineral deposits prospection
Поляков O.A., соискатель, Читинский государс- O.Polyakov, researchfellow,ChitaStateUniversity твенныйуниверситет (ЧитГУ)
Служ.тел.: (30-22) 35-25-72
Научные интересы: методы обогащения различ- Research area: methods of mineral products enrich-
ных видов минерального сырья
ment
