Файл: Шишкин Н.Н. Кобальт в рудах месторождений СССР.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 129

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

среды

минералообразования.

Формула литиофорита

предлагается

в виде

(Alj, L i ) M n 0 2 ( O H ) 2 [125]. Учитывая

структурное сходство

елизаветита

с

литиофоритом,

формулу его

можно

представить

в виде

(Al, С о ) М п 0 2 ( О Н ) 2 .

 

 

Необходимы:

Данных

о

природе асболанов недостаточно.

1) проведение специальных исследований по выделению индиви­ дуализированных минералов и тщательному исследованию их; 2) разработка методов фазового анализа по определению соеди­ нений кобальта и марганца различных степеней окисления.

Кобальтсодержащий псиломелан [(Ва, М п 2 + ) 3 ( 0 ,

ОН)6 Мп^+Оі6 ]

часто встречается вместе с асболанами, образуя

землистые и

иплотные тонкокристаллические агрегаты, иногда натечные

(сталактиты), почковидные,

сферические

(оолиты

и конкреции),

а также дендриты. Минерал

содержит до

1% СоО

[125].

Значительные запасы кобальта сосредоточены в железо-мар­ ганцевых конкрециях, покрывающих дно современных океанов и морей [248] и возникших в процессе диагенеза илов за счет пере­ распределения железа, марганца и сопровождающих их элементов.

Конкреции сложены [151, 248] большим

числом

произвольно

сросшихся различных минералов. Большинство из

них

(кварц,

апатит, биотит, полевые шпаты, пироксен,

оливин

и др.)

имеют

обломочное происхождение, некоторые образуются в процессе диагенеза (железо-марганцевые минералы), монтмориллонит, филлипсит) или имеют органическое происхождение (опал).

Изучение минерального состава и природы железо-марганце­ вых минералов конкреций находится еще в начальной стадии. По

данным В. Бузера

[218], минералы железо-марганцевого мате­

риала

конкреций имеют многослойную

структуру, в которой слои

MnÜ2

чередуются

со слоями М п ( О Н ) 2

и

Fe(OH)3 . При избытке

железа

образуются

железистый манганит

[(Mn, Fe) О ( О Н ) ] , гё-

тит (FeO-OH) или коллоидные гидроокислы железа. Другой марганцевый минерал, по-видимому, тождественный с синтетиче­ ским ô M n 0 2 , особенно характерен для маложелезистых конкреций. Д. Л. Меро [249] считает, что рудные минералы конкреций по структуре близки к литиофориту (AI, L i ) M n Ö 2 ( O H ) 2 , а сообщая о поднятой со дна Тихого океана конкреции весом в 58 кг пишет, что она почти полностью сложена манганитом (МпО - ОН) . Пре­ обладающими минералами рудной части конкреций являются

псиломелан [(Ва, М п ^ ,

С о ) 3 ( 0 ,

O H ) 6 M n ^ + O i 6 ]

и гидрогётит

(FeO-OH-nH2 0), а резко подчиненными (возможно

характерными

для больших глубин)—железистый

манганит и манганит [151].

Гетерогенит

и его

разновидности

Гетерогенит (СоООН) (или гидроокись кобальта, трансваалит, с.тениерит, любумбашит) и его медь- и никельсоДержащие разно­ видности [шульценит— (Со, Си) (О, ОН) ОН или миндигит, триёит и гейбахит (Со, Ni) (О, ОН), или геубахит, хойбахит, кобальто-

84


никелевый

оксигидрит, винклерит]

представляют собой

обособ­

ленную группу

природных

соединений,

не

содержащих заметных

примесей

марганца. Вместе

с тем в

ряде

месторождений

различ­

ных

генетических типов

(месторождения

Заира; Блекбирд, США;

Дашкесанское, СССР) на некотором удалении от рудных

тел на­

блюдаются переходы от чисто кобальтовых соединений

к мар-

ганце-кобальтовым, что

объясняется

резко выраженным

химиче­

ским

родством

кобальта

и

марганца

[103]. Гетерогенит

и его

разновидности образуют значительные скопления в зоне окисления кобальт-медных осадочных метаморфизованных месторождений Заира и Замбии. Встречаются они также, образуя иногда скопле­ ния, в кобальтовых и кобальтсодержащих месторождениях других типов, развиваясь за счет окисления арсенидных и сульфоарсенидных минералов кобальта.

Гетерогенит образует черного цвета плотные натечные скрытокристаллические выделения ( почковидные, гроздевидные; иногда

концентрически-скорлуповатые

с трещинками дегидратации геля)

и корки, порошковатые агрегаты, радиальнолучистые

скопления

мельчайших

кристаллов. Сингония тригональная.

Структура

аналогична

структуре NHF2.

Кобальт находится в

шестерной

координации. Слои заполненных октаэдров чередуются со слоями незаполненных тригональных призм. Рентгеноаморфен, иногда дает на порошкограммах размытые линии. В связи с тем, что гетеро­ генит представляет собой слабо раскристаллизованные и коллоид­

ные образования физические свойства и химический

состав его

сильно изменяются

(твердость 1 4,5, уд. вес 34,5,

содержание

СоО 0—70%, С о 2 0 3

0—84,6% [215]).

 

Шульценит содержит

от 7,0 до 22,0% СиО; в гейбахите отно­

шение СоО : NiO достигает 2 : 1 .

 

 

 

 

АРСЕНАТЫ

 

Изоморфный

ряд

эритрин

— никельэритрин

 

 

аннабергит

 

Минералы этого

ряда

широко

распространены в зоне окисле­

ния кобальтовых и никель-кобальтовых жильных месторождений, встречаются в зоне окисления месторождений других типов. Из всех кобальтовых и никель-кобальтовых арсенатов, развитых в зоне окисления, эти минералы наиболее устойчивы. Они не обра­ зуют крупных скоплений, представляющих интерес для самостоя­ тельного промышленного использования их. Вместе с тем яркая окраска минералов (малиновая и ярко-розовая у эритрина, бледно-розовая у никельэритрина и бледно- и ярко-зеленая у аннабергита) является важнейшим поисковым признаком мышья-

ково-кобальтового

и мышьяково-кобальт-никелевого

оруденения.

К

минеральной

группе эритрин (Соз[А504 ]28Н2 0)—аннабер­

гит

(Ni3 [As04 ]28H20) относятся водные арсенаты

Со2 + и N i 2 +

.85


с изменяющимися количествами примесей других элементов: Fe2 +

(и частью Fe3 +

от 0,3 до 2%,

редко до 8%),

MgO (от 0 до 7%

и более — кабрерит, гёрнезит),

ZnO (от 0

до

30,52%—кёттигит),

СаО (обычно

до 0,5%, редко

до 9,3%—

дюджонит [103]). Эта

группа минералов характеризуется переменным содержанием ко­ бальта и никеля и образует изоморфный ряд эритрин — никельэритрин — аннабергит. По данным экспериментальных исследова­ ний [209] этот ряд непрерывный. К эритрину следует относить минералы, в которых Со : Ni от 100:0 до 80:20, к никельэритрину — от 80 : 20 до 20 : 80, к аннабергиту — о т 20 : 80 до 0 : 100.

Все минералы ряда встречаются в виде кристаллов моноклин­ ной сингонии, землистых порошковатых масс и колломорфных образований.

КАРБОНАТЫ

Кобальтсодержащие карбонаты (кальцит, родохрозит) и соб­ ственно кобальтовый карбонат — сферокобальтит, являются мало­ распространенными минералами. Сферокобальтит (СоСо3 ) в зна­ чительных количествах встречен только в верхних горизонтах кобальт-медных месторождений провинции Катанга (Заир). Мине­ рал имеет структуру типа кальцита и содержит до 45—47% кобальта.

 

 

СИЛИКАТЫ

 

 

 

 

 

Силикаты кобальта до сих пор неизвестны,

тогда как

силика­

ты никеля

(ревдинскит, непуит,

гарниерит, гарниерит-галлуазит)

довольно широко

распространены в

коре

выветривания

основных

и ультраосновных

пород, образуясь

 

в

процессе

выветривания

никельсодержащих

силикатных

минералов

(серпентина

и

оливи­

на). В этом одно из существенных

 

отличий

геохимии

кобальта

от геохимии

никеля.

 

 

 

 

 

 

 

 

Все кобальтсодержащие силикаты как первичные, так

и вто­

ричные относятся

преимущественно

к

минералам магния,

железа

и никеля. Среди них Г. А. Крутов [103, 105]

выделяет

 

группы:

1) оливина и некоторых других ортосиликатов;

2)

магнезиально-

железистых

пироксенов, амфиболов

и

слюд;

3)

гидросиликатов

магния, никеля и железа. Наибольший интерес из минералов пер­

вой группы представляет оливин, второй — пироксен, третьей —

серпентин, нонтронит, хлорит.

 

Содержание СоО в оливине [(Mg, Fe)2 Si04 ] изменяется

от 0,00

до 0,08%, составляя в среднем 0,017%, а № 0 — от 0,10 до

0,67%,

в среднем —0,37% [44, 46, 103, 120, 140, 200]. Отношение NiO : СоО

в оливине составляет 20—30: 1. С увеличением железа в

оливине

с приближением к составу фаялита Fe2Si04 это отношение

умень-

86


шается до 3 : 1 , а с увеличением магния (в

форстерите

Mg2SiOi)

возрастает до 50 : 1 *.

 

 

 

 

 

В 11 химических

анализах оливина, приведенных И. И. Эдель-

штейном

[200], содержание СоО оставалось

постоянным и равным

0,01%. При этом содержание NiO изменялось

от 0,29

до

0,40%,

а серы — от следов

до 0,02%- В приведенном

автором

анализе

оливина,

в котором

при минераграфическом

исследовании

(с уве­

личением

до 2000)

не установлена

вкрапленность

сульфидов,

определено содержание: кобальта 0,014%,

никеля 0,19%, серы

0,0051%.

Фазовым

анализом никеля

в том же образце

оливина

определено никеля силикатного 0,18%, сульфидного 0,0064%. Все эти факты свидетельствуют о том, что никель в оливине входит в основном в кристаллическую решетку минерала, и только незна­ чительная часть его, судя по присутствию серы, связана с вкрап­

ленностью сульфидов

(пентландита, пирротина)

в оливине.

Ко­

бальт в оливине изоморфно замещает никель или железо.

 

Кобальтоносность

пироксенов изучена слабо.

Судя по

имею­

щимся данным [46], в габбро-долеритах интрузива

Норильск

I (по

результатам количественного спектрального анализа 24 образцов пироксенов) в моноклинном пироксене содержится 0,0045—0,020%

кобальта

(среднее

0,008%),

в

 

ромбическом — 0,006—0,015%

(среднее

0,01%)

и,

соответственно,

никеля — 0,006—0,05% (сред­

нее 0,021%) и 0,017—0,05%

(среднее 0,034%).

Из

гипергенных

кобальтсодержащих минералов — гидросили­

катов

магния,

железа

и

никеля — серпентин [Mg, Fe][Si4 Oin]

[OH]r

или 3(Mg, Fe)0-2SiCv 2H2 0]

является наиболее распрост­

раненным. Минерал

относится

к

гидротермальным образованиям

и возникает в процессе

изменения

оливина.

По данным имеющихся анализов серпентина, содержание ко­ бальта в нем изменяется в широких пределах от 0,00 до 0,05%, составляя в среднем 0,01%- Вблизи поверхности содержание ко­ бальта в серпентине несколько повышается за счет ассоциирую­ щих с ним гипергенных (главным образом марганцевых) мине­ ралов. Отношение кобальта к никелю в серпентине изменяется по

одним данным [103] от

1 :50 до 1 : 10, по другим [51] — от

1 : 40

до 1 : 20. Большая часть

кобальта в серпентине может быть

объ­

яснена как изоморфная примесь к железу и никелю, меньшая часть обязана механической примеси железистого кобальта (уайрауита) и кобальтсодержащих железистого никеля и самород­ ного никеля.

Присутствие в серпентине железистого кобальта — уайрауита установлено недавно Г. А. Чоллинсом и Дж . В. П. Лонгом [221]. Минерал этот образует в серпентине зерна квадратного, гексаго­

нального и округлого сечения. Размер

зерен менее 2 мк до 5 мк

и редко до 7X4 мк. Состав минерала,

установленный с помощью

* Т. Сахама и К. Ранкама [262], принимая во внимание близкие размеры ра­ диусов двухвалентных кобальта и железа, считают, что кобальт в магматиче­ ских горных породах связан изоморфно с железом теснее, чем с магнием.

87


электронного зонда (в пересчете на вес. % ) : Со 48,8±0,8, Fe 49,8±0,8, Ni 0,5±0,1 2 99,1. Формула минерала CoFe. Отража­ тельная способность минерала определена в 51% (по сравнению

спиритом).

Врезультате исследований Э. Г. Никеля [253] подтверждается присутствие в серпентине мельчайших выделений содержащего кобальт железистого никеля (сфероидальных до 10 мк и игольча­ тых кристаллов до 100 мк в длину), известных в литературе под различными наименованиями: аваруит, бобровскит, джозефинит, суэзит. По имеющимся данным состав железистого никеля сле­

дующий: Ni 65—75%, Fe 25—35%, Со 3,5%,

Си до 0,2%.

В самородном никеле 2 C o + F e < 2 % [149].

 

Зерна железистого кобальта и никеля и

самородного никеля

отмечаются на границах псевдоморфоз серпентина по оливину и в поздних прожилках серпентина. Это свидетельствует о том, что об­ разование минералов тесно связано с процессом серпентинизации.

Отсутствие фазового анализа кобальта не позволяет установит! количественные отношения между двумя формами кобальта і серпентине.

В нонтроните коры выветривания основных и ультраосновных массивов характерно постоянное незначительное содержание СоО (до 0,03% [103]) при изменяющихся содержаниях NiO (0,31—

3,75%). При этом в нонтроните

часто отмечаются незначительные

количества МпО, с которым

может

быть связано

присутст­

вие СоО.

 

 

 

 

В железистом хлорите незначительное содержание СоО счи­

тается явлением

обычным. Так, например, в хлорите Халиловского

месторождения

железистых руд Урала

Б. П. Кротов

и др. [102]

отмечают более или менее постоянное содержание кобальта, рав­

ное 0,01—0,08%. При этом содержание NiO в хлорите

изменяется

от 0,15 до

0,80%.

Отношение СоО : NiO составляет в

среднем

1:5. Б. П.

Кротов

предполагает, что и кобальт и марганец, при­

сутствующие в железистом хлорите, входят в решетку его. Иного

мнения

придерживается

Г. А. Крутов [103], считая, что постоянные

примеси рассеянных в

хлорите гидроокислов

марганца

позво­

ляют предположить связь кобальта с ними.

 

 

 

В последнее время при изучении

Серовского месторождения

никелевых руд

коры

выветривания

серпентинитов (Северный

Урал)

В. М. Григорьевой [69] установлен

железистый

хлорит

(лептохлорит) с высоким содержанием

кобальта.

 

 

Лептохлорит

встречается здесь в

виде:

а)

голубовато-серых,

землистых образований; б) черно-зеленых плотных масс и черных почковидных агрегатов. Голубовато-серый лептохлорит образует в пустотках мелкие шестигранные кристаллы.

Химический

состав

лептохлорита

(вес. % ) : а)

голубовато-се­

рого

землистого — СоО 1,15, № 0

2,05, Si0 2

18,90,

А1 2 0 3

20,20,

Fe2 03

0,05, FeO

31,90,

MgO 3,43,

МпО 0,23;

б) черно-зеленого

плотного — С о О

0,65,

NiO 1,30, Si0 2

25,40,

А1 2 0 3

11,70,

Fe2 03

88