CC BY
76
---------------------------------------- © Ю.И. Зиновьев, 2007
УДК 553.3(571.55)
Ю.И. Зиновьев
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗМЕЩЕНИЯ ОКИСЛЕННЫХ РУД УДОКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Одно из крупнейших месторождений в России - Удоканское характеризуется огромными запасами богатых руд, что выдвигает его в качестве первоочередного объекта для освоения. Однако высокая степень окисленности руд, составляющих около половины его запасов, создает затруднения в разработке эффективных схем их переработки. Поэтому изучение состава и особенности локализации окисленных руд месторождения представляет одну из наиболее важных задач, от решения которой зависит в дальнейшем эффективность его отработки.
В соответствии со степенью окисленности меди руды месторождения разделяются на три типа: сульфидные - с относительным содержанием окисленной меди 0-30 %; смешанные (окислено-сульфидные) - 30-70 %; окисленные - 70-100 %.
Основными первичными минералами медных руд месторождения являются халькозин и борнит. Значительно реже встречаются халькопирит и пирит. Минеральный состав окисленных руд довольно сложный и представлен минералами различных классов. Среди них отмечаются сульфаты, карбонаты, окислы и гидроокислы, силикаты, вторичные сульфиды и самородная медь.
Зоне окисления Удокана присущи специфические количественные и пространственные сочетания ведущих минеральных форм. Из сульфатов меди на месторождении распространены бро-шантит, антлерит, халькантит. Среди карбонатов меди преобладает малахит и в небольших количествах отмечается азурит. В большинстве своем эти минералы встречаются совместно друг с другом. Хризоколла является малораспространенным минералом на месторождении. В незначительных количествах Таблица 1
Размещение типов руд Удокана от их гипсометрического положения
Горизонт (абсолютные отметки) Степень окисления, % Частота встречаемости типов руд, %
окисленные смешанные сульфидные
Поверхность 2000-1600 м 69,6 53 38 9
1745 м 48,4 7 67 26
1637 м. 32,8 3 35 62
1584 м 20,8 - 45 55
1430 м 19,2 - 13 87
Итого 12,6 39,4 48
встречаются куприт и самородная медь. Из вторичных сульфидов отмечаются халькозин, борнит и ковеллин.
Зона окисления сформировалась в результате процессов, протекающих в течении длительного времени. Совокупность факторов, контролирующих развитие зоны окисления и ее распространение, определяют особенности характера зоны гипергенеза.
Нами была установлена зависимость в распределении окисленных и окислено-сульфидных руд от положения их к дневной поверхности. При этом выявляется закономерное снижение степени окисленности руд по мере удаления от выходов рудных тел на поверхности к более глубоким горизонтам. Эта закономерность выявлена по данным проб, отобранных по канавам, квершлагам и скважинам, в которых были определены содержания общей и окисленной меди, а также по данным геологических разрезов и планов. Удельный вес в размещении типов руд устанавливается по соотношению соответствующих площадей рудных тел на геологических планах и разрезах (табл. 1), построенных для различных горизонтов месторождения.
Понижение степени окисленности руд по мере их удаления от дневной поверхности устанавливается для всех участков месторождения. Однако интенсивность проявления процессов окисления и глубина распространения окисленных и окисленно-сульфидных руд для различных частей месторождения раз-Таблица 2
Размещение различных типов руд в зависимости
от состояния современного рельефа по участкам месторождения
Участки | Рельеф | Степень | Геолого-технологические типы руд, %
окисленности руд, % окисленный смешанный сульфидный
Левый борт Наминги Расчлененный 43,2 3 56 41
Скользкий Расчлененный 57,8 23 74 3
Медный- блуждающий Пологий 77,6 56 44 -
личны и зависит от характера строения рельефа и тектонической нарушенности рудовмещающих пород.
Резкорасчлененный рельеф благоприятствует развитию эрозии пород и выносу из них пород окисления. Поэтому на участках с резкопересеченным рельефом с наличием крутых склонов и вертикальных скальных обрывов на дневной поверхности широко распространены смешанные руды и реже устанавливаются сульфидные руды промышленного значения (табл. 2).
Спокойный сглаженный рельеф, пологое залегание рудных тел и относительно небольшая мощность покрывающих пород (50-200 м.) способствовали интенсивному развитию процессов окисления, вплоть до выщелачивания меди на выходах рудных тел.
Установлено, что степень окисления руд и глубина распространения окисленных и окисленно-сульфидных их типов также связаны с трещиноватостью рудовмещающих пород. В районе месторождения выделяется 10 систем трещин, из которых 80 % имеет сколовый характер, а 20 % относится к трещинам отрыва. В окисленном процессе трещины играют двойную роль, являясь каналами поверхностных вод и растворов, а также камерами, в которых отлагались окисленные минералы.
В поверхностных условиях интенсивность изменения руд резко возрастает вследствие тектонической трещиноватости, а также проявления экзогенных трещин, обусловленных составом рудовмещающих пород. Главная причина активизации выщелачивания в криолитозоне является увеличение степени дисперсности рудных зерен в результате их механического растрескивания при многократном замерзании-оттаивании системы. Морозобойные трещины располагаются на небольших глубинах (0,5-3 м) от деятельного слоя. Водопроницаемость трещин при заполнении их льдом с течением времени снижается. В более глубоких горизонтах месторождения экзогенная трещиноватость постепенно падает и возрастает роль тектонической. Здесь трещиноватость пород зависит от уда-
ления от разрывных нарушений. В большом количестве трещины наблюдаются вдоль даек, тектонических нарушений. Величина раскрытия трещин колеблется от нескольких сантиметров до долей миллиметра. Гипергенные минералы большей частью располагаются на стенах трещин и пустот, образуя корочки, кристаллы и по-рошковатые массы.
Как показывают наблюдения, гипергенные минералы меди обычно концентрируются вокруг зерен, гнезд и линз сульфидов. В тех случаях, когда рудоносный пласт сечется трещинами, часть ги-пергенных минералов меди отлагается по этим трещинам, другая -проникает во вмещающие породы.
Таким образом, можно сделать вывод, что в размещении различных по степени окисленности руд главным является гипсометрический контроль, который, в сочетании с особенностями рельефа и трещиноватости пород позволяет решать задачи научного и практического значения.
Рудовмещающими породами Удокана являются кварцитовидные песчаники кварц-полевошпатового состава и известковистые песчаники, которые переслаиваются с безрудными алевролитами и аргиллитами. Различный исходный состав пород и степень их устойчивости к процессам выветривания определяет специфику процессов окисления сульфидов, размещения минеральных форм окисленной меди.
Главнейшими минералами окисленных руд являются брошан-тит и малахит, которые макроскопически трудно различают друг от друга. В ходе исследований была установлена зависимость размещения карбонатных и сульфатных минералов меди от состава рудовмещающих пород. Установлено, что малахит приурочен к карбонатным породам, а брошантит - к неизвестковистым.
Выявленная зависимость распространения гипергенных минералов от литологического состава пород использована в построениях по геологоразведочным скважинам и выработкам, по рудным участкам и разрезам. В результате этого были выявлены закономерности распространения гипергенных минералов в рудных телах Удокана. В соответствии с этим было установлено соотношение основных гипергенных минералов. Оно составило для брошантита 68 %, для малахита, следовательно, - 32 %.
Формирование зоны окисления Удокана происходило, по крайней мере, в два этапа: в первый - образование основных запа-
сов окисленных - малахит-брошантитовых руд, во второй - формирование гипергенных минералов в связи с процессами, происходящими в многолетнемерзлых породах, в которых в настоящее время залегает месторождение.
В криолитозоне месторождения образуются водорастворимые минералы (хальканит и др.), связанные с пленками жидкой фазы воды многолетнемерзлых породах, а также с зонами сезонного оттаивания рудовмещающих пород.
В ходе исследования выявлена зональность в размещении окисленных и окислено-сульфидных руд, а также минеральных форм окисленной меди. В приповерхностных участках на большей части месторождения размещаются окисленные руды, мощность которых колеблется от первых до десятков, а иногда достигает сотен метров. Нижняя граница окисленных руд приблизительно повторяет контуры поверхности месторождения. Далее вниз по разрезу размещаются окислено-сульфидные руды, представленные ги-пергенными минералами и вторичным халькозином. К этой части разреза месторождения приурочена зона вторичного обогащения, однако в связи с широким распространением первичного халькозина на месторождении, эта зона выделяется нечетко. Сульфидные руды размещаются на более глубоких горизонтах.
Устанавливается зональность в распределении гипергенных минералов. В соответствии с литологическим составом рудовмещающих пород, на северном фланге месторождения наибольшее развитие имеют сульфатные минералы меди, а на южном фланге -карбонатные. На поверхности наибольшее распространение имеют карбонатные минералы., которые с глубиной сменяются сульфатными. Руды с хризоколловой минерализацией наблюдаются в северном крыле и приурочены к тектонически ослабленным зонам.
В выделенных типах окисленных руд Удокана в зависимости от степени окисленности меди при изучении их обогатимости флотационным способом получены следующие показатели извлечения меди в концентрат: сульфидные - 90-95 %, смешанные - 80-85 %, окисленные - 60-65 %. Для окисленных руд флотационные методы обогащения из-за больших потерь меди не могут быть рекомендованы.
Поэтому выявленные закономерности пространственного размещения геолого-технологических типов руд для выбора наиболее эффективных схем их переработки имеют большое значение. Они
должны быть выбраны с учетом локализации глубоко окисленных руд Удокана.
В технико-экономическом обосновании строительства Удо-канского горно-металлургического предприятия, предусматриваются комплексные схемы переработки руд: флотация сульфидных минералов с выделением в самостоятельный концентрат и выщелачивание гипергенных минералов с последующей экстракцией и электролизом с получением катодной меди.
Кроме того, полученные закономерности в размещении окисленных руд Удоканского месторождения имеют значение для оценки выходов и разведки медных руд месторождений, широко распространенных в Кадаро-Удоканской структурной зоне.
------------------------------------------ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зиновьев Ю.И. К методике определения окисленных минералов меди Удо-канского месторождения / Ю.И. Зиновьев. - В кн.: Стратиформные месторождения. - Чита: Политехнический институт, 1982. - С. 118-126.
2. Наркелюн Л.Ф. Критерии выделения геолого-тектонических типов руд на Удоканском месторождении и закономерности их размещения / Л.Ф. Наркелюн, В.С. Салихов, А.И. Трубачев и др. - Изд. высш. учебн. завед., серия «Геология и разведка», 1982. - № 1. - С. 137-142.
— Коротко об авторах ---------------------------------------------
Зиновьев Юрий Иванович - кандидат геолого-минералогических наук, доцент, декан заочного факультета Читинского государственного университета.
-------------------------------------- © А.П. Иваненкова, 2007
УДК 550.3
А.П. Иваненкова
ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАТИВНОСТИ СУТОЧНОЙ ДИНАМИКИ ЕСТЕСТВЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ЗЕМЛИ НА РУДНЫХ ОБЪЕКТАХ
