Латеритные месторождения никеля

Никеленосные латериты образуются в результате химического выветривания никельсодержащих горных пород. Большинство промышленных месторождений этого типа формируются на перидотитах, в которых первичным носителем никеля является форстеритовый оливин (обычно 0,3—0,4% Ni) или продукт его метаформизма — серпентин. Никелевые латериты образуются также за счет сульфидных никелевых месторождений, как, например, в Западной Австралии, но в связи с их малочисленностью в данной статье они не рассматриваются.

Изучение никеленосных латеритов началось в 1863 г. с открытия Гарнье никелевых месторождений в Новой Каледонии. Эти месторождения разрабатываются и непрерывно изучаются вплоть до настоящего времени. Обзор литературы, касающейся новокаледонских латеритов, приведен в недавней работе Трескасеса. К разработке латеритных месторождений никеля во всем мире приступили с середины этого столетия, а потому основная масса публикаций по ним относится ко времени позже 1950 г.

Новейшие научные данные, касающиеся никеленосных латеритов, содержат главным образом минералогические и геохимические описания отдельных профилей выветривания, а также качественные характеристики структурного и топографического контроля обогащенных никелем участков. В то же время разработка количественной теории эволюции профилей и контроля оруденения пока находится в младенческом состоянии, особенно по сравнению с рудными месторождениями иных типов, для которых учитывается значительно большее число параметров. Недостает также конкретных данных относительно возраста и скорости формирования латеритных месторождений.

В настоящей работе латеритные месторождения классифицируются соответственно признакам, которые, как думается, отражают условия дренажа и климата, с одной стороны, а также петрографические особенности материнских пород — с другой. Делается попытка объяснить имеющиеся данные с помощью равновесных растворимостей минералов, а в предлагаемой модели связать развитие процессов латеритизации с различными структурными и топографическими особенностями.

Никеленосные латеритные месторождения формируются за счет перидотитов в таких климатических и топографических условиях, которые благоприятствуют максимальному выносу всех элементов, за исключением наименее растворимых (Fe, Al, Cr, Ti) (рис. 1). Никеленосные латериты характеризуются замечательными особенностями, отличающими их от прочих латеритных почв, столь широко развитых в тропиках, и обусловленными следующими специфическими чертами материнской породы:

1. Отсутствием кварца в перидотитах — по-видимому, кварц буфернрует устойчивость силикатных глин, особенно каолинита. Бокситовые и лимонитовые латериты развиваются главным образом за счет пород, практически лишенных кварца.

2. Крайней неустойчивостью оливина и серпентина при выветривании — во многих случаях на перидотитах формируются мощные профили латеритов, тогда как залегающие поблизости кварц-полевошпатовые породы и пироксениты затронуты выветриванием очень слабо.

3. Небольшой долей нерастворимого остатка — нерастворимая часть полностью выветрелого перидотита очень мала по сравнению с объемом исходной породы.

Конечный устойчивый продукт выветривания, остающийся в верхней части профиля выщелачивания, представлен в основном окислами и гидроокисями железа с подчиненным количеством Cr и Al, в совокупности составляющими не более 9 —15% исходной породы (табл. 1). Подобный остаток (включая SiO2 при наличии в исходной породе кварца), образующийся при химическом выветривании других обычных изверженных горных пород, будет составлять: для гранита 90%, для кварцевого диорита 87%, для базальта 29%, для нефелинового сиенита 27%. Только карбонатные породы дают сравнительно меньшую долю нерастворимого остатка. Думается, что высокая растворимость перидотитов приводит к образованию карстовых форм рельефа на хорошо сохранившихся зрелых латеритных месторождениях никеля, как на юге центральной части Новой Каледонии.

Никеленосные латериты могут состоять из неперемещенного выветрелого вещества, из вещества, перемещенного на небольшие расстояния (десятки метров) по латерали вследствие оползания почвы, и вещества, растворенного в истинной или коллоидной форме и отложенного на расстоянии до нескольких километров и более от исходной породы. К последнему относится материал, глубоко переработанный в восстановительных геохимических условиях (месторождение Плэн-де-Лак в Новой Каледонии, содержащее около 5% сидерита) или вследствие второго и третьего циклов латеритного выветривания («карстовые» латериты Греции). Предлагаемая статья посвящена главным образом латеритным неперемещенным месторождениям, на долю которых приходится основная масса как запасов латеритного никеля, так и текущей добычи.