05.04.2021

Характеристика промышленных формационных типов россыпей минералов титана


По степени практической значимости россыпи минералов титана могут быть поставлены в следующий ряд: современные россыпи морских и океанических побережий во влажной тропической зоне Земли — древние несцементированные россыпи по берегам крупных водоемов (прибрежно-бассейновые) — дельты крупных пролювиальных потоков (пролювиально-дельтовые) — аллювиальные россыпи — метаморфизованные (сцементированные) россыпи. Из них в бывш. СССР известны и могут быть дополнительно обнаружены крупные богатые россыпи двух формационных типов — прибрежно-бассейнового и пролювиально-дельтового.

Наиболее перспективная в мире современная прибрежно-океаническая формация россыпей в бывш. СССР пользуется ограниченным распространением в связи с тем, что берега наших морей расположены в основном в холодном климате, а это практически исключает формирование песков, состоящих исключительно из устойчивых против выветривания минералов (ильменита, рутила, циркона и др.). Присутствие же в тяжелой фракции минералов, неустойчивых против выветривания (пироксенов, амфиболов, хлоритов и др.), резко снижает практическую ценность концентратов.

Аллювиальные россыпи для минералов титана имеют сугубо подчиненное значение главным образом в связи с незначительными запасами, крайней невыдержанностью рудных струй и соответственно общим невысоким содержанием шлиха в общей массе песков.

В бывш. СССР известно лишь одно эксплуатируемое промышленностью Иршинское месторождение, расположенное в районе Большеного габбро-анортозитового массива Украины, с содержанием ильменита на массу породы чуть более 20 кг/м3 при колебаниях от 1,4 до 711 кг/м3, содержание TiO2 в ильмените этого месторождения в среднем 50—52%.

Небольшие аллювиальные россыпи иногда возникают вблизи коренных месторождений титана. Например, в Кусино-Копанском районе на Южном Урале выявлен ряд полигонов с содержанием ильменита до 20 кг/м3.

Благоприятной особенностью аллювиальных россыпей обычно является более крупный размер шлиха и слабая степень выветрелости ильменита. Иногда, особенно в аллювии рек, пересекающих коренные титановые месторождения, размер зерен ильменита достигает 1—2 мм и более.

Формация прибрежно-бассейновых россыпей. Эта формации на территории бывш. СССР наиболее широко распространена. С ней связаны основные запасы экзогенного титанового сырья, заключенного главным образом в нескольких крупных провинциях — Украинской, Тургайской и Воронежской. Каждая из перечисленных провинций характеризуется особенностями, существенно влияющими на критерии россыпей. В связи с этим рассмотрим основные черты строения титаноносной формации в пределах Украинской, Тургайской и Воронежской провинций.

Формация титаноносных россыпей Украинской провинции располагается по окраинам ее кристаллического щита на севере, вблизи границы с Днепровско-Донецкой впадиной, и на юге, на склонах Причерноморской впадины. Наибольшее промышленное значение имеют уникальные россыпи Среднего Приднепровья (Самоткань и др.). В строении кристаллического щита здесь наряду с гранитоидами принимают участие амфиболиты, кварц-хлоритовые и кварц-серицитовые сланцы, в которых обычно относительно высоко содержание рутила, ильменита и циркона. Кора выветривания на этих породах в сохранившихся от размыва разрезах достигает 20—30 м и представлена существенно каолинитовыми глинами. На коре выветривания залегают маломощные, часто бокситоносные отложения мела и глинистые морские осадки нижнего — среднего палеогена (киевский и харьковский ярусы).

На размытую поверхность этого комплекса пород иногда с отчетливым стратиграфическим несогласием ложится толща существенно песчаных пород олигоцена — нижнего миоцена (полтавского и сарматского ярусов), которая и представляет собой титаноносную формацию, заключающую все украинские россыпи. Пески всей толщи в той или иной мере обогащены ильменитом, рутилом и цирконом. В контурах россыпей их суммарное содержание достигает нескольких десятков, а иногда и сотен килограммов на кубический метр.

В песках полтавского яруса общей мощностью до 30 м наблюдается увеличение количества тяжелых минералов вверх по разрезу. Пески равномерно мелкозернистые. Размеры рудных зерен 0,05—0,12 мм. При этом зерна циркона и рутила имеют несколько меньший размер по сравнению с ильменитом. Состав концентрата, %: лейкоксенизированный ильменит 40—45, рутил 10—15, лейкоксен 2—5, циркон 10—20, ставролит 10—20, силлиманит 5—15, турмалин 1—4, кианит 2—4, а также шпинель, анатаз, андалузит, корунд.

Вышележащие пески сарматского яруса обычно более богаты тяжелой фракцией, правда, в составе ее содержания полезных компонентов несколько меньшие, а именно, %: ильменит 32—37, рутил 13—17, циркон 9—11, прочие минералы 40. Содержание TiO2 в ильмените украинских россыпей достигает 64,8, в рутиле — 98%, а содержание ZrO2 в цирконе — 65%.

Титаноносная формация в Тургайской провинции сложена песчаными отложениями олигоцена, в той или иной степени обогащенными минералами титана (рис. 15). Высокие содержания их, достигающие десятков килограммов на кубический метр (в пересчете на «условный ильменит»), отмечались в различных районах на площади в десятки тысяч квадратных километров. Промышленные же россыпи разведаны только на северо-западе в верховьях Тобола и на юге, в Северном Приаралье.

Наиболее богатой по содержанию рудного концентрата, но относительно небольшой является Тобольская группа россыпей, расположенная на правобережье Тобола восточнее р, Джетыгара. Россыпи этой группы располагаются в полосе северо-северо-западного простирания длиной около 50 км. Рудоносная пачка представлена сложным переслаиванием песков, глинистых песков, алевролитов и слоистых глин, залегающих либо на песчано-глинистых отложениях основания среднего олигоцена, либо непосредственно на породах палеозойского фундамента прогиба.

Большие концентрации шлиха приурочены к прослоям мелкозернистых кварцевых песков мощностью от десятков сантиметров до 15 м, а иногда до 30 м. Максимальных же значений рудные концентрации достигают в так называемых «переотложенных песках», залегающих на песчано-глинистых отложениях среднего олигоцена с отчетливым эрозионным несогласием. В базальном горизонте «переотложенных песков», заключающих 65% разведанных на месторождении запасов, встречаются гальки и гравий кварца, черного кремня и яшм. Мощность «переотложенных песков» 2—3 м, Среднее содержание «условного ильменита» по россыпям Тобольской группы 80 кг/м3 при следующих колебаниях отдельных минералов, кг/м3: ильменита от 10 до 1300, среднее 33,8, рутила и лейкоксена от 1 до 190, среднее 4,19, циркона от 1 до 200, среднее 3,66. Ильменит месторождений содержит 31,43% TiO2, рутил и лейкоксен до 56,1% TiO3, а циркон 49,7% ZrO2.

Россыпи Кумкольской группы, расположенные юго-юго-восточнее Тобольских, обычно несколько беднее по содержанию шлиха, но имеют значительно большие размеры. Строение их, как правило, двучленное. Нижняя часть представлена лигнитоносными песками и глинами. Пески ее хоть и обогащены полезными компонентами, но частое переслаивание с глинами снижает общее содержание рудных минералов. Верхняя часть — песчанистая. В ней выделяются полосы субмеридионального и субширотного простирания, где пески наиболее обогащены тяжелой фракцией. Ширина полосы около 1 км, а длина иногда достигает десятков километров при средней мощности около 10 м.

Выход тяжелой фракции на Кумкольских россыпях достигает 3% (т. е. около 60 кг/мя) при 60—65%-ном содержании ильменита. Последний часто лейкоксенизированный и на 53—69% состоит из TiO2. Кроме ильменита присутствуют рутил, циркон, лейкоксен, а также хромит, дистен, эпидот. Размер зерен колеблется в пределах 0,05—0,1 мм.

Приаральская группа россыпей характеризуется параметрами, аналогичными параметрам Кумкольской, но здесь обычно присутствует больше циркона, в связи с чем в ряде случаев возникают уже титан-циркониевые россыпи. Общее содержание полезных компонентов здесь несколько пониженное и в среднем составляет 10—20 кг/м3.

Титаноносная формация в Воронежской провинции занимает обширные площади на северо-востоке Воронежской антеклизы. Ее продуктивные горизонты приурочены к отложениям различного возраста (от девона до палеогена) и существенно различаются по составу полезных компонентов, типу и строению россыпей.

Наиболее богатые россыпи связаны с песчаными отложениями сеномана и сантона. Крупнейшая — Центральная циркон-рутил-ильменитовая россыпь. Рудный пласт со средней мощностью около 6,5 м приурочен к сеноманским пескам, залегающим на песчано-алевритовых отложениях альбского яруса. Рудоносные пески сыпучие, хорошо отсортированы, мелкозернистые, глауконит-кварц-слюдистые с галькой фосфоритов и остатками морской фауны. Содержание тяжелой фракции колеблется от 1 до 7%. В основном это ильменит (41%), рутил (9%), циркон (6%), лейкоксен (6,6%), ставролит (4,0%), турмалин (2,3%). Встречаются силлиманит, эпидот, гранат, а также аутигенные — лимонит и фосфорит. В качестве акцессориев отмечаются хромпикотит, шпинель, сфен. коллофан. Для россыпи характерно равномерное распределение полезных компонентов по всему пласту. Сумма полезных компонентов здесь составляет 2,5—3,5%. Основная масса их находится во фракции менее 0,1 мм. Ильменит содержит 55,9% TiO2, 012% Cr2O3 и 0,1 P2O5. В цирконе определено 65,6% ZrO2.

Кроме кратко охарактеризованных формации трех провинций бывш. СССР древние россыпи прибрежного типа известны по южному обрамлению Западно-Сибирской плиты, вдоль окраин Амуро-Зейской депрессии, в Актюбинском Приуралье, и в ряде других районов бывш. СССР. Возраст их преимущественно олигоценовый, но в отдельных случаях встречаются россыпи в юре, в верхнем мелу и неогене.

Формация пролювиально-делътовых россыпей. Этот тип россыпей пока еще недостаточно изучен. К нему отнесены россыпи, обнаруженные среди песчаных девонских отложений Тиманской провинции.

Титаноносная формация этой провинции развита на восточных склонах Южного и Среднего Тимана. Продуктивными являются песчаные прибрежноморские, часто нефтеносные отложения эйфеля и живета. Они повсеместно залегают с угловым несогласием на корах выветривания складчатого до-кембрийского фундамента Тимана. Россыпи приурочены к разнозернистым, иногда грубозернистым существенно кварцевым песчаникам с прослоями алеврито-глинистых пород. Тяжелая фракция состоит на 80—90% из лейкоксена. Кроме того, присутствуют рутил, анатаз, сфен. Содержание лейкоксена по участкам колеблется от нескольких килограммов до 100—120 кг (в среднем 40—80).

Формирование подобных россыпей происходило в сравнительно узких прогибах (впадинах), отделенных от основного бассейна. Форма россыпей, их приуроченность к наиболее узким, вдавшимся в континент участкам прогибов, слабая окатанность и низкая степень сортировки материала дают основание высказать предположение об образовании россыпей в дельтах крупных пролювиальных потоков и отнести их к особому пролювиально-дельтовому формационному типу.





Яндекс.Метрика