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

некоторой глубине от поверхности и приурочены к нижней части толщи верхнекембрийских доломитов свиты боннетер и отчасти к

Примером месторождений второго типа могут служить свинцо- во-цинковые месторождения Австралии (Брокен-Хилл в шт. Новый Южный Уэлс и др.) и шт. Айдахо в США [222].

МЕТАМОРФИЗОВАННЫЕ ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОБАЛЬТСОДЕРЖАЩИХ МАРГАНЦЕВЫХ РУД

Примером месторождений второго типа могут служить свинцоское и Биджанское в Еврейской а. о. Хабаровского края1 .

Район Южно-Хинганского месторождения сложен верхнепроте­ розойскими и кембрийскими осадочно-метаморфическими образо­ ваниями, прорванными гранитами каледонского возраста. Рудное поле расположено в Самарской синклинальной зоне, являющейся частью Хинганского антиклинория. Рудные тела представляют собой крутопадающие (Z70—80°) пластообразные залежи, приу­ роченные к основанию горизонта железистых кварцитов (гематитовых — 60—70 %, магнетитовых и гематит-магнетитовых). В генети­ ческом отношении они представляют собой одно целое с вмещаю­

Минеральный состав первичных руд представлен: 1) рудными минералами: окислами — браунитом (резко преобладает), гаусманнитом, гематитом, магнетитом, мушкетовитом, якобситом; карбона­ тами — родохрозитом (преобладает), олигонитом, сидеритом; сили­ катами — родонитом, тефроитом, бементитом; сульфидами — пири­ том, марказитом, халькопиритом, борнитом, линнеитом, миллеритом; 2) нерудными минералами: окислами — халцедоном (преоб­ ладает), опалом, кварцем; карбонатами — доломитом, кальцитом; силикатами — серицитом, хлоритом, клиноцоизитом, актинолитом, тремолитом, хризотил-асбестом, тальком, пироксеном, биотитом, флогопитом, полевым шпатом; прочими — графитом, баритом и др. В зоне окисления установлены: псиломелан (преобладает), пиро­ люзит, вернадит, гётит, гидрогётит, лимонит, кальцит.

Кобальтсодержащими минералами являются браунит и гаусманнит, в которых кобальт изоморфно замещает марганец. В каче-

* Использованы материалы М. В. Чеботарева и М. А. Гуськова.

172

стве редких минералов в ассоциации с пиритом присутствуют лин­ неит и миллерит.

Геологическое строение Биджанского месторождения анало­ гично Южно-Хинганскому. Кобальтсодержащие марганцерудные тела стратиграфически составляют один рудный слой и представ­ лены крутопадающими пластовыми залежами, протягивающимися до 1200 м, мощностью от 2—3 до 10 м. Отличие в минеральном составе руд по сравнению с Южно-Хинганским месторождением заключается в том, что здесь гаусманнит является очень редким минералом, а родонит, бустамит, гематит и магнетит пользуются более широким распространением. В виде единичных зерен встречен кобальтин. Кобальтоносность руд связана с присутствием кобальта в виде изоморфной примеси к марганцу в брауните, родо­ ните, псиломелане.

Пластообразная форма рудных залежей обоих месторождений, согласное залегание их с вмещающими породами, приуроченность

копределенному стратиграфическому горизонту, тонкая слоистость

внадрудных железистых кварцитах и в самих рудных телах, обна­ ружение радиолярий и спикул губок в подрудной толще — не оставляют сомнения в осадочном происхождении руд в условиях глубокого морского бассейна. Минеральный же состав руд свиде­ тельствует о том, что осадочные руды претерпели значительный метаморфизм.

ЭКЗОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Экзогенные месторождения кобальтсодержащих руд представ­ лены:

1) месторождениями никелевых руд, приуроченных к коре выветривания серпентинизированных ультраосновных пород;

2)осадочными континентально-пресноводными месторожде­

обусловленные инфильтрационными процессами в коре выветрива­ ния. Основные запасы никеля и кобальта в месторождениях рас­ сматриваемого типа в СССР и за рубежом заключены в месторож­ дениях, приуроченных к остаточным корам выветривания, запасы этих металлов в инфильтрационных месторождениях имеют подчи­ ненное значение. Для остаточных месторождений характерно более или менее равномерное распределение никеля и невысокое содер-

173

жание его, для инфильтрационных — неравномерное распределение никеля и более высокое содержание его.

На территории СССР ультраосновные массивы с установленной на них никеленосной корой выветривания известны в настоящее время главным образом в четырех регионах:

1)на Урале и прилегающих к нему с востока районах Запад­ ного Казахстана;

2)в Центральном, Восточном и Южном Казахстане и При­ балхашье;

3)на Южной Украине;

4)в северной (предгорной) части Алтая.

ности отмечается на некоторых массивах ультраосновных пород в западной и центральной частях Кольского полуострова.

По вопросу о возрасте древней никеленосной коры выветрива­ ния нет единого мнения, но большинство исследователей вслед за И. И. Гинзбургом [48, 50] считают, что на территории СССР

выделяется первичная раннемезозойская кора, преобразованная последующими процессами в течение мезозойского и кайнозойского периодов.

Материнской породой коры выветривания, к которой приуроче­ ны кобальтсодержащие месторождения никелевых руд, являются серпентиниты. Они сложены преимущественно хризолитом и анти-

мере верлиты и лерцолиты, редко плагиоперидотиты), им подчине­

Наряду с участками слабо серпентинизированных ультраоснов­ ных пород встречаются и основные породы — габбро, габбро-амфи­ болиты, амфиболиты. В ряде массивов ультраосновных пород (особенно в Аккаргинско-Буруктальском и Кимпергайском на Южном Урале, Кольском на Северном Урале), в районах развития

174

никелевых месторождений коры выветривания широко развиты породы дайкового комплекса кислого, среднего и основного соста­

выветривания этих пород, вместе с ассоциирующими с ними основ­ ными и дайковыми породами, составляют основную часть руды месторождений.

Кобальт в ультраосновных породах входит в решетку силикат­ ных минералов и содержится преимущественно в оливине и серпен­ тине и в меньшей мере в ромбическом и моноклинном пироксенах (см. часть I ) .

Образование коры выветривания ультраосновных и других пород связано со сложными процесами минералообразования. При этом основное значение приобретают процессы окисления, гидратизации, замещения и гидролиза, когда происходит разрушение пер­ вичных силикатных минералов и образование новых минеральных комплексов, устойчивых в поверхностной зоне. Кобальт, освобож­ дающийся при разрушении решеток кобальтсодержащих силикат­ ных минералов, входит в состав новообразующихся минералов — преимущественно гидроокислов марганца, а также гидрохлоритов, гидроокислов железа и других минералов коры выветривания.

По И. И. Гинзбургу [48], происходит стадийное выветривание серпентинитов. Оно увязывается с зональным строением коры вы­ ветривания серпентинитов. Состав коры выветривания меняется в зависимости от состава исходных пород, характера их трещино­ ватое™, интенсивности размыва, климатических условий. Разли­ чаются силифицированный (с обильным выделением свободной кремнекислоты), нонтронитовый и охристый профили коры вывет­ ривания серпентинитов. Однако независимо от характера профиля в полностью сохранившемся разрезе коры выветривания на серпен­ тинитах (месторождения Кдшперсайской группы) различаются зоны (снизу вверх): 1) дезинтегрированных серпентинитов, 2) вы­

на pH среды =8,5—9. Основной особенностью этой зоны является выщелачивание (вынос MgO), разрыхление и обеление серпенти­ нитов. Зона содержит реликты первичных минералов, безводные карбонаты (магнезит, иногда кальцит, родохрозит, доломит), гидрокарбонаты (гидромагнезит, артинит, пироаурит и др.), гидрослюды и гидрохлориты (иногда кобальт и никельсодержащие). Кроме того, отмечаются: ß-керолит, магниевый монтморил-

175

По характеру жильного выполнения трещин в зоне выщелочен­ ных серпентинитов можно выделить две подзоны: нижнюю подзо­ ну— карбонатных выщелоченных серпентинитов с обильными про­ жилками карбонатов и верхнюю подзону — опализированных вы­ щелоченных серпентинитов с развитыми опалом и халцедоном, к которой и приурочены гидросиликаты никеля.

Нонтронитовая зона с pH среды 5—8,5 сложена преимущест­ венно минералами группы нонтронита — ферримонтмориллонитами,

гидроокислы марганца (асболаны: кобальтмеланы, никель-ко- бальтмеланы, никельмеланы), иногда бейделлит и джефферзит.

Зона охр, для которой характерна pH среды ниже 5, сложена преимущественно (на 80%) окислами и гидроокислами железа — гётитом, гидрогётитом, гидрогематитом и лепидокрокитом. В этой зоне обычно присутствуют кобальт- и никельсодержащие гидро­ окислы марганца (асболаны: кобальтмеланы, никель-кобальтме- ланы, кобальт-никельмеланы, никельмеланы). Кроме того, встре­ чаются кварц, халцедон, опал, карбонаты, ферригаллуазит, ревдинит (коротковит), реликты минералов первичной породы.

Кобальт в отличие от никеля, для осаждения которого из растворов наиболее благоприятной является pH среды 6,6—6,7, осаждается в более кислой среде с рН = 2,8—5. Такая среда ха­ рактерна для зоны охр. Здесь кобальт выпадает в трехвалентной форме (Со3 +) совместно с марганцем и меньшим, чем в зоне нонтронитов, количеством никеля (в форме Ni3-!", тогда как в зоне нонтронитов он осаждается в форме N i 2 + ) . В зоне охр преимущест­ венно и образуется группа кобальт- и никельсодержащих гидро­ окислов марганца.

Изменение химического состава пород никеленосных ультраос­

этих двух компонентов отмечается только в нонтронитизированных серпентинитах и нонтронитах, где содержание кобальта возрастает в связи с увеличением гидроокислов марганца. Обычно содержа-

176