Главнейшие типы окисных (силикатных) никелевых месторождений и их характеристика

Образование месторождений силикатных никелевых руд связано с формированием рудоносных кор выветривания. Профили выветривания ультрабазитов различных районов имеют много общего и зависят от фациальной обстановки образования, строения субстрата и времени формирования (рис. 25). Именно эти параметры в первую очередь определяют возникновение, с одной стороны, либо площадных, либо линейных кобальт-никеленосных кор выветривания и, с другой — определенного типа оруденения: охристого, охристо-нонтронитового, охристо-серпентинитового, охристо-лептохлоритового.

Площадные кобальт-никеленосные коры выветривания. Сводный профиль площадной коры выветривания на ультраосновных породах (дунитах и перидотитах, всегда серпентинизированных) характеризуется развитием следующих зон (снизу вверх): 1) дезинтегрированных карбонатизированных серпентинитов с многочисленными прослойками магнезита и включениями арагонита, иногда доломита (5—10 м); 2) выщелоченных серпентинитов — обохренных пористых часто ноздревато-сетчатых выщелоченных серпентинитов с карбонатами, кварцем и опалом (3—9 м); в последние годы эта зона в работах ряда исследователей выделяется под названием керолитовой; предполагается, что основным продуктом преобразования серпентина является керолит — водный силикат магния, по своим структурным характеристикам отличающийся как от серпентина, так и от нонтронита, не исключено, что керолит представляет собой особое физико-химическое соединение, являющееся смесью коллоидных частиц серпентина и нонтронита; 3) силифицированных серпентинитов — плотных, сливных, иногда сетчатых пород коричневатого цвета, обычно более чем на 80% состоящих из минералов кремнезема (0,5—4 м); 4) нонтропитов — пластичных сравнительно легких глинистых пород табачно- или оливково-зеленого цвета, часто сохраняющих реликтовую отдельпость материнских пород; по плоскостям отдельности обычны дендриты минералов марганца и окислы железа (2—10 м); 5) охр — рыхлых редко слоистых в сухом виде, иногда сыпучих желтых, красных, вишневых пород, на 50—У0% состоящих из минералов гидроокиси железа (2—15 м).

Промышленные концентрации кобальта и никеля встречаются в различных зонах профиля, будучи, как правило, частично разобщенными в пространстве. Мощности и состав перечисленных выше зон «идеального» профиля выветривания ультраосновных пород значительно варьируют как в различных рудных районах, так и непосредственно на отдельных месторождениях.

Фациальный анализ площадных кор выветривания ультраосновных пород, проведенный для различных районов и возрастных подразделений, позволил выделить среди них ряд фациальных типов, которым свойственны строго определенные профили.

1. Высокие пенеплены (охристый профиль) характеризуются значительными мощностями зоны псевдоморфных (структурных) охр, сохраняющих реликтовую структуру материнских пород. Характерными представителями охристых кобальт-никеленосных профилей современной тропической зоны Земли могут служить разрезы элювия ультраосновных массивов Кубы, Гвинеи и др. Мощность зоны охр здесь достигает нескольких десятков метров. Сверху они бронированы плотной железистой кирасой, а вниз по разрезу непосредственно переходят в выщелоченные серпентиниты. В бывш. СССР наиболее крупным месторождением этого типа является Елизаветинское.

2. Холмистые нагорья (охристо-нонтронитовый профиль) наиболее характерны для месторождений Южного Урала, приуроченных к отпрепарированным эрозией юрским холмистым водоразделам (месторождения Кемпирсай, Айдербак, Халилово и др.). Кора выветривания на этих водоразделах развита отдельными участками площадью от 0,5 до 3—4 км2. Имея зональное строение, она варьирует как по мощности, так и по составу. Средняя мощность элювия колеблется в пределах 20—30 м.

3. Холмистые низмененные равнины (охристо-серпентинитовый профиль) развиты преимущественно на ультраосновных массивах, расположенных в предгорьях Урала, в частности в зоне сочленения Урала и Мугоджар с Западно-Сибирской плитой и Тургайским прогибом. Коры выветривания на различных породах фундамента здесь носят отчетливо выраженный низинный облик, характеризующийся широким развитием обеленных каолинитовых зон и относительно малой мощностью (10—15 м). Весьма широко охристо-серпентинитовый профиль выветривания распространен на Бурыктальском кобальт-никелевом месторождении, несколько меньше на Шел-карском, Ак-Каргинском, Киембайском, Кайрактинском и других массивах. Основную часть профиля (более 70%) составляет зона выщелоченных серпентинитов, сложенная обычно плотными пористыми породами. В верхней ее части преобладают выщелоченные (кералитизированные) опализованные серпентиниты, в нижней — карбонатизированные, переходящие в магнезитоносные. Залегающая в верхней части профиля зона охр развита спорадически. Участки ее распространения тяготеют к зонам повышенной трещиноватости, либо к контактам серпентинитов с вмещающими породами.

Максимальные содержания как никеля, так и кобальта приурочены к верхним горизонтам зоны выщелоченных серпентинитов, где они входят в состав никельсодержащих хлоритов, нонтронита, минералов гидроокиси железа и марганца, празопала.

4. Депрессии (охристо-лептохлоритовый профиль) развиты на ультраосновных массивах, слагающих борта и днища плоских депрессий времени формирования кор выветривания. В состав депрессионного профиля наряду с корой выветривания входят и продукты ее ближайшего перемещения, залегающие обычно непосредственно на ультраосновном массиве. Депрессионный тин кобальт-никелевых руд характеризуется: а) высоким содержанием железа, значительная часть которого находится в записной форме; б) высоким содержанием магния (до 4—7% MgO); в) высокими содержаниями кобальта (Ni : Co — 8 : 1); г) относительно высоким содержанием серы (десятые доли процента). Рудные залежи депрессионного типа, как правило, перекрываются бобово-конгломератовыми и бобово-оолитовыми железными рудами, обычно легированными никелем и содержащими значительные количества хрома и кобальта.

Преобладающее развитие того или иного профиля площадной коры выветривания определяет следующие промышленные типы месторождений:

1) охристый железистый никель-кобальтовый (Елизаветинское месторождение);

2) охристо-нонтронитовый кобальт-пикелевый (месторождения Кемпирсай, Уфалей);

3) нонтронит кералитовый кобальт-пикелевый (месторождение Бурыктал на восточном склоне Мугоджар);

4) нонтронит-лептохлоритовый с природно легированными железными рудами (месторождение Халилово).

Линейные коры выветривания. Кобальт-никеленосные линейные коры выветривания на ультрабазитах для территории бывш. СССР представляют особый интерес, поскольку, как правило, заключают в себе более качественные руды. Правда, по запасам они значительно уступают площадным. В пределах большинства крупных месторождений Урала линейные и площадные коры выветривания встречаются совместно, образуя сложные конфигурации комплексных рудных залежей.

С линейными корами выветривания связаны два существенно различных типа месторождений:

1) инфильтрационно-трещинный

2) контактово-карстовый.

Инфильтрационно-трещинный тип месторождений обычно приурочен к зонам региональных разломов, пересекающих ультраосновные массивы (Новоаккермановское месторождение на Южном Урале, Шалапское на Caлаире, Белогорское, Сарыкулболдинское в Центральном Казахстане и др.). Длина отдельных рудных зон иногда достигает 2—3 км при ширине 50—250 м. Глубина проникновения рудных растворов обычно не превышает 100—300 м. При этом максимальные мощности руд отмечаются у поверхности. Для месторождений инфильтрационно-трещинного типа характерно наибольшее распространение охристого и охристо-серпентинитового профилей с широким развитием кремнистых образований.

Контактово-карстовый тип месторождений весьма распространен на Среднем Урале. Рудные залежи обычно локализуются в основании и на склонах карстовых депрессий, развитых вдоль контакта небольших серпентинитовых массивов с известняками и мраморами. Рудой является делювий, состоящий из несортированных обломков известняков и продуктов их разложения. Никель входит в состав тонкодисперсных высоконикелистых силикатов, цементирующих обломки. Содержание его крайне непостоянное, что вызвано характером циркуляции никеленосных растворов. Особенностью месторождений этого типа является низкое содержание в них кобальта (0,02-0,04%).

В общем плане наиболее богатые руды накапливаются на карбонатной поверхности в щелочной обстановке. Здесь они иногда представлены метаколлоидными образованиями никелевых силикатов, гарниеритом, ревдинскитом.

Следует отметить, что экзогенные окисные (силикатные) руды никеля известны не только в корах выветривания. Значительные количества никеля и кобальта содержатся в железо-марганцевых конкрециях, широко развитых на дне современных океанов. Кроме того, высокие содержания никеля отмечаются в некоторых метаморфизованных углистых сланцах среди тремолитовых и тремолит-пирофиллитовых пород михайловской серии KMA (до 0,6 %), в осадках мелководных озер, располагавшихся непосредственно у ультраосновных никеленосных массивов.

На территории бывш. СССР известен ряд провинций окисных (силикатных) никелевых руд. Промышленное значение пока имеют лишь месторождения Среднего и Южного Урала, являющиеся сырьевой базой никелевой промышленности этого региона (Кемпирсай, Уфалей и др.), а также мелкие месторождения Украины. Именно в этих районах наиболее полно сохранились от размыва мезозойские коры выветривания.

Ультрабазитовые пояса Алтае-Саянской, Центральноказахстанской, Тянь-Шаньской и других провинций либо вообще лишены кор выветривания, либо элювий на них сохранился в линейных зонах разломов, что определяет незначительные запасы известных и прогнозируемых месторождений.