Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Содержание и характер распределения элементов плеяды индия в рудах и минералах свинцово-цинковых месторождений Большого Кавказа
асс. Кусова Ж.Г., проф. Хетагуров Г.В. Кафедра геологии и поисково-разведочного дела.
Северо-кавказский государственный технологический университет
На основании обобщения большого фактического материала выявлены некоторые закономерности в распределении примесей индия, кадмия, галлия, германия и таллия, объединяемых под названием плеяды индия в минералах, рудах и продуктах обогащения ряда свинцово-цинковых месторождений и проявлений Большого Кавказа.
Главнейшие полиметаллические (свинцово-цинковые) месторождения располагаются на северном и южном склонах Большого Кавказа, где соответственно образуют два полиметаллических пояса, вытянутых в субширотном направлении. Преобладающая часть месторождений северного склона (Садон, Згид, Архон, Холст, Кадат) была сформирована в позднюю стадию киммерийской металлогенической эпохи [1]. Относительно более древними являются колчеданно-полиметаллические месторождения Буронского рудного поля, относимые к верхнему протерозою [2]. Среди свинцово-цинковых проявлений южного склона наибольшей известностью пользуются низкотемпературные верхнеюрские месторождения Квайсинского рудного поля.
Руды свинцово-цинковых месторождений характеризуются относительно близким минеральным составом; некоторые различия в них проявляются в характере жильных образований и количественном содержании редких и рассеянных элементов, представляющих большую экономическую ценность. В частности, в кавказских рудах в существенных количествах отмечается не менее 18-20 примесей, среди которых не последнее место отводится индию, кадмию, галлию, германию и таллию.
Кадмий является наиболее распространенным из указанных элементов; его содержание в рудах и минералах на один порядок выше по сравнению с индием, таллием, германием, галлием. Он не наблюдается в виде собственных минералов. Известны лишь единичные микроскопические находки гринокита в рудах Архонского месторождения. Основным минералом-концентратором кадмия в рудах является сфалерит, содержание которого практически определяет кадмиеносность руд. Наибольшие содержания кадмия отмечены в сфалеритах Эльбрусского, Кадатского, Левобережного и Квайсинского месторождений; устойчивое оно и в сфалеритах Садонского района. В общем содержание кадмия в сфалеритах варьирует в пределах 1000-10000 г/т, наиболее кадмиеносны маложелезистые светлые сфалериты.
Содержание кадмия в галенитах редко превышает 100 г/т и наибольшим оно является для галенитов Кадатского, Левобережного, Эльбрусского месторождений; практически не содержится кадмий в галенитах Квайсинского месторождения.
Содержание кадмия в пиритах редко превышает 10 г/т и характеризуется крайне неравномерным распределением: наиболее устойчивое оно в пиритах руд Садонского района. В то же время количество кадмия в пиритах месторождений сланцевой полосы и Эльбрусского рудного поля значительно ниже кларкового. Наибольшим уровнем концентраций кадмия отличаются дисульфиды железа (пирит, марказит) Квайсинского месторождения.
Характером распределения кадмия в минералах обуславливается его содержание в продуктах обогащения цинковые концентраты являются основным источником его получения при металлургическом переделе.
Индий концентрируется главным образом в цинковых обманках, в заметно меньших количествах в других сульфидах (галенитах, пиритах, халькопиритах и др.), количество индия в рудах свинцово-цинковых месторождений не превышает 8-10 г/т. Относительно повышенной индиеносностью отличаются сфалериты разрабатываемых месторождений Садонского района (Садон, Згид, Архон, Холст), в которых содержание индия приближается к 100 г/т. Наибольшая концентрация индия присуща темно-коричневым разностям сфалерита, в которых содержание индия превышает 400 г/т. Сфалериты, обогащенные медью, несмотря на их темную окраску и наличие изоморфного железа, характеризуются относительно меньшей индиеносностью. Вероятно, наличие меди в кристаллической решетке сфалерита затрудняет изоморфное вхождение индия, который благодаря близости ионных радиусов “охотней” занимает места двухвалентного железа [3]. Последнее особенно характерно для сфалеритов руд, залегающих в песчано-сланцевых отложениях юры. Результаты анализов говорят об отсутствии индия в светлоокрашенных сфалеритах некоторых месторождений Дигории (Здиадаг, Ваза-Хох) и Квайсинского рудного поля.
Среднее содержание индия в галенитах, пиритах и халькопиритах по сравнению с железистыми сфалеритами на порядок ниже и не превышает 10 г/т. Характер распределения индия в указанных минералах идентичен сфалериту им в относительно повышенных количествах обогащены сульфиды свинца, железа, меди садонской группы месторождений; минералы месторождений сланцевой полосы, Западной Дигории и Квайсы практически не содержат индия. Таким образом, главным индийсодержащим минералом в кавказских рудах является темноокрашенный сфалерит, содержание которого и определяет степень обогащенности руд и цинковых концентратов.
Среднее количество таллия в рудах обычно не выходит за пределы 1-10 г/т. При этом наиболее таллиеносны месторождения сланцевой полосы, Квайсинского рудного поля и Дигории это обуславливается повышенным содержанием таллия в гранитах этих месторождений. В поведении таллия отмечается некоторая двойственность: при максимальных содержаниях элемента в галенитах месторождений сланцевой полосы его количество в сфалеритах тех же руд практически снижается до нуля. Аналогичен сфалериту и характер распределения таллия в пиритах.
Устойчивым и относительно высоким является содержание таллия в галенитах, сфалеритах и дисульфидах Квайсинского месторождения. С. С. Боришанской [4] в сфалеритах Квайсинского месторождения обнаружен редкий минерал таллия гутчисонит. Наличие его, вероятно, обуславливает, не характерное для других месторождений, обогащение цинковой обманки таллием. Примечательным также является наибольшая обогащенность дисульфидов железа Квайсы таллием, где она достигает 200 г/т. Известно, что при распределении элементов-примесей большое значение приобретает степень кристалличности минералов-носителей, определяемая условиями образования минералов. В частности, колломорфные разности сульфидов, образовавшиеся из коллоидных систем, в десятки и сотни раз богаче таллием по сравнению с кристаллическими [5].
Германий по содержанию в рудах близок к таллию, индию и галлию. В наибольших количествах он отмечается в рудах Квайсинского месторождения (до 20 г/т). Главным минералом-носителем германия в рудах является сфалерит и в особенности светлоокрашенные скорлуповатые его разности (Квайса, Западная Дигория). Заметно меньшее количество германия (на один два порядка) содержат галенит, дисульфиды железа и халькопирит. Причем характер его распределения в данных сульфидах аналогичен таллию: относительно повышенной германиеносностью отличаются сульфиды поздних стадий минерализации, отложившиеся при более низких температурах.
Галлий является элементом свинцово-цинковых руд, в распределении которого трудно подметить какую-либо определенную закономерность. Вероятно, это объясняется хорошо выраженными литофильными свойствами элемента, что, в свою очередь, обуславливает его повышенную концентрацию в различных алюмосиликатах. Среднее содержание галлия в рудах не превышает 10 г/т и является наибольшей для Холста, Левобережного и Квайсинского месторождений. Изучение мономинеральных фракций показало, что одним из ведущих минералов-концентраторов в рудах является хлорит, в котором содержание галлия в несколько раз выше, нежели в сульфидах, чем и обусловлена относительно повышенная галлиеносность руд указанных месторождений.
Коэффициенты концентраций Cd, In, Ga,Ge,Tl в сфалеритах
Из приведенных данных видно, что основным минералом-носителем характеризуемых элементов в рудах является сфалерит, содержание которого, главным образом, определяет уровень концентрации кадмия, индия, германия, таллия и в меньшей степени - галлия. С целью выяснения степени обогащенности указанными элементами сфалерита были определены их коэффициенты концентрации. Как известно, под коэффициентом концентрации, что в данном случае равносильно коэффициенту кадмиеносности, индиеносности, понимается частное от деления среднего содержания элемента в минерале на минеральный кларк [5]. По В.В. Иванову минеральные кларки элементов в сфалерите выражаются следующими величинами: кадмий 2680, германий 41, индий 40, таллий 19. Коэффициенты концентраций различных месторождений Кавказа (рисунок) показывают, что концентрация элементов в сфалеритах подвержена большим колебаниям (до двух порядков и более) и является относительно устойчивой для руд месторождений садонской группы (Згид, Садон, Архон, Холст). Это может быть объяснено идентичностью условий рудогенеза одинаковым составом вмещающих пород (граниты, альбитофиры), близкой температурой и глубиной формирования руд. Здесь элементы плеяды индия по степени концентрации в сфалерите образуют следующий убывающий ряд: индий кадмий галлий германий - таллий. Несколько иным является характер их распределения в сфалеритах других месторождений. В сфалеритах руд из песчано-сланцевых отложений (Левобережное, Кадат) намечается тенденция к снижению содержания таллия, индия и галлия и увеличению кадмия и германия. Примечательным является резкое увеличение коэффициентов концентрации таллия и германия для сфалеритов приповерхностных низкотемпературных месторождений Квайсинского рудного поля, а также обогащение цинковых обманок из аналогичных рудопроявлений Западной Дигории (Ваза-Хох, Тоторс) таллием и германием.
Отсутствие ряда анализов не позволяет с уверенностью говорить о степени концентрации сфалеритов руд Эльбрусского района. Однако можно отметить некоторую обогащенность кадмием и галлием сфалеритов по сравнению с Садонским районом.
Выводы.
Основным минералом-носителем элементов плеяды индия в рудах является сфалерит, содержанием которого практически определяется их уровень концентрации.
В распределении элементов плеяды индия в свинцово-цинковых рудах Большого Кавказа намечается определенная геохимическая горизонтальная зональность. В центральной части (Саданский рудный район) рудного пояса северного склона отмечается повышенная концентрация руд индием, в северо-западном и юго-восточном направлениях в рудах существенно возрастает значение германия и таллия.
Руды полиметаллического пояса южного склона Большого Кавказа обогащены германием и таллием.
На распределение элементов существенно сказывается состав вмещающих пород. Особенно четко это проявляется в снижении уровня концентрации индия, галлия и германия в сфалеритах, таллия и кадмия - в пиритах.
Список литературы
1. Азизбеков Ш. А., Магакян И. Г., Тварчелидзе Г. А., Харчук Л. П. Закономерности размещения полезных ископаемых, т IV. М.: Наука, 1958.
2. Хетагуров Г. В. ДАН СССР, т. 212. № 1. 1973.
3. Хетагуров Г. В., Епхиев А. И. В сб., посвященном 125-летию садонских рудников. Орджоникидзе, 1968.
4. Боришанская С. С., Воскресенская Н. Т., Карпова И. С. Научные доклады высшей школы. Геолого-географические науки. 1958. №4.
5. Иванов В. В. Геохимия рассеянных элементов в гидротермальных месторождениях. М.: Недра, 1966.
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.skgtu.ru/t