Все о геологии :: на главную страницу! Геовикипедия 
wiki.web.ru 
Поиск  
  Rambler's Top100 Service
 Главная страница  Конференции: Календарь / Материалы  Каталог ссылок    Словарь       Форумы        В помощь студенту     Последние поступления
   Геология >> Поиск и разведка месторождений полезных ископаемых >> Металлогения | Диссертации
 Обсудить в форуме  Добавить новое сообщение

Минерагения благородных металлов и алмазов северо-восточной части Балтийского щита

Гавриленко Борис Викторович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук

содержание

Положение 5. Стратегия развития минеральной базы Мурманской области состоит в расширении поисков новых и ускоренном вводе в эксплуатацию разведанных месторождений высоколиквидных видов сырья (БМ и алмазы), а также комплексном использовании технологических продуктов переработки медно-никелевых, железо-титановых, медноколчеданных, редкометалльных, хромитовых руд с извлечением всей гаммы БМ.

Одной из важных задач при переработке комплексных сульфидных, оксидных и редкометалльных руд Мурманской области является извлечение БМ. На разных этапах работ автор проводил изучение распределения БМ в рудах, минералах и концентратах (Гавриленко и др., 1978; Гавриленко, 19816, 1982; Гавриленко, Калинин, 1996; Басалаев и др., 1996; Гавриленко и др., 20006, 20016, 2002в, 2002г). В отношении Аu можно выделить широкий круг потенциально благоприятных объектов для попутного извлечения металла. Они представлены образованиями разного генезиса - от первично-осадочного до гидротермально-метасоматического (Cu-Ni, Ti-Mt, редкометалльные руды, сульфидные концентраты из вторичных кварцитов, колчеданных руд, кианитовых и сульфидно-углеродистых сланцев). Разброс концентрации Аu в них составляет 0.05 - 2 г/т. Технологическая схема выделения концентратов для многих объектов разработана. Значительный интерес в плане комплексного извлечения БМ представляют изученные автором б адделеит-апатит-магнетитовые руды Ковдорского месторождения, хромитовые руды Сопчеозерского месторождения, железные руды Оленегорского месторождения, медноколчеданные руды проявления Хирвинаволок.

В процессе переработки бадделеит-апатит-магнетитовых руд Ковдорского ГОКа в хвостах конусных сепараторов концентрируются сульфиды. Из чернового бадделеитового концентрата, обогащенного сульфидами, были выделены различные по размеру фракции существенно пиритового, пирротинового и халькопиритового состава и проанализированы на всю группу БМ. Металлы Ir-подгруппы (Os, Ir, Ru) практически отсутствуют в суль фидных концентратах, а средневзвешенное содержание Pt, Pd, Rh, Аu и Ag составило соответственно: 0.2; 0.7; 1.6; 5.0; 250 г/т (табл. 5).

Таблица 5

Содержание благородных металлов в сульфидных концентратах – продуктах переработки

бадделеит-апатит-магнетитовых руд месторождения Ковдор (г/т)

 

Концентрат Os Ir Ru Rh Pt Pd Au Ag
Пирротиновый (6) 0.006 0.015 0.008 2.11 0.24 0.84 4..99 196
Пиритовый (1) 0.005 0.023 0.005 0.41 0.10 0.57 1.06 19
Халькопиритовый (8) 0.005 0.027 0.007 1.86 0.12 0.48 8.70 323
Среднее взвешенное 0.005 0.022 0.007 1.6 0.2 0.7 5.0 250

 

Максимальные концентрации в сульфидах отмечены для Аu и Ag. Дополнительным подтверждением этому являются находки автором в концентратах самородного серебра и акантита. Хорошо известно, что основную цену от добычи и переработки карбонатитов с медной минерализацией на месторождении Люлекоп (массив Палабора, ЮАР) составляют извлекаемые попутно Pd, Au, Ag при их исходном содержании в руде не более 0.01 г/т (Verwoerd, 1986; Лазаренков, 1992). Принимая во внимание большие объемы идущих в отходы сульфидных продуктов при переработке редкометалльных руд Ковдора, можно констатировать, что имеется существенный резерв пополнения благороднометалльной сырьевой базы Кольского региона.

Хромитовые месторождения являются важнейшими после Cu-Ni руд и россыпей носителями РGЕ. Возрастание концентрации PGE при обогащении может доходить от 0.1-1 г/т до 25 г/т. Хромитовые руды на Кольском полуострове известны в трех интрузивных комплексах - Мончеплутоне, массиве Падос и Имандровском лополите - участки Умбареченский, Большая Барака, г. Девичьей и др. (рис. 1). Согласно полученным нами результатам, содержание всей суммы PGE составляет в хромитовых рудах в среднем 0.4-0.5 г/т при преобладании Ru. Относительно повышенными концентрациями Os (0.1 г/т) выделяются хромитовые руды Сопчеозерского месторождения при одновременно повышенной концентрации Ag. Хромитовые руды Падосского массива имеют повышенное содержание Pd, в концентрате накапливается Ir (0.1 г/т). Руды Имандровского плутона максимально обогащены Ru (0.2-0.4 г/т) и Pt (0.1-0.45 г/т).

Нами были проанализированы на БМ и Сr2O3 концентраты и другие продукты обогащения крупнообъемной пробы Сопчеозерского месторождения, обработанной по схеме Горного ин-та КНЦ РАН. В ажным фактом является выявленная положительная корреляция между концентрациями S и РGЕ, что однозначно подтверждает связь платиноидов с сульфидной фазой хромитовых руд и имеет важные технологические следствия. Носителем Ru, Os, Ir, Pt в хромитовой руде является сульфид рутения - RuS2 (Чащин и др., 1999). Выделенные хромитовые концентраты (в среднем около 50 % Сг2О3) обогащаются всеми БМ и особенно интенсивно Pd, Аu и Ag. Общая сумма БМ без Ag составляет 0.5 г/т. В нем концентрируются Ir, Ru, Pt. Несколько повышено и содержание Rh. Отмечается хорошо выдержанная положительная корреляция между концентрациями Ir, Ru, Pt и Сг2О3. Повышенные концентрации Pt отмечены также в шламах. Pd накапливается в концентратах до 0.2 г/т. Чем богаче руды, тем больше общая концентрация БМ. Руды Сопчеозерского месторождения содержат не менее 5 тонн PGE и Аu. В 2-3 раза больше PGE и Аu (не считая Ag) можно извлечь из более богатых БМ хромитовых руд Имандровского лополита. Принимая за основу средние цены на БМ последних двух лет, стоимость извлеченных из тонны руды Сопчеозерского месторождения БМ составит порядка 13-14 $USA, а из руд Имандровского плутона - 12-15 $USA. Причем, в рудах проявления г. Девичьей отмечено возрастание концентрации самого дорогого металла платиновой группы - Rh (20-22 $USA за грамм). Мурманская область располагает готовыми производственными мощностями для переработки хромитовых руд.

При изучении золотоносности вмещающих пород и железных руд месторождений Оленегорской группы (Гавриленко и др., 1978; Гавриленко и др, 1987а) было выявлено повышенное фоновое содержание Аu лишь в сульфидсодержащих кварцитах продуктивной толщи (8 мг/т при максимуме 0.2 г/т). В 1990 г. автором было проанализировано на Аu 30 проб из шламов и 5 проб гематитового концентрата отсадки из продуктов обогащения железистых кварцитов Оленегорского месторождения. Наибольшие концентрации Au были зафиксированы в 5-ти пробах гематитового концентрата: 1.4-2.4-3.5-10-”10 г/т. Эти данные были учтены в работе (Шелехов, Егупов, 1995), где авторы предложили извлекать Аu из концентратов отсадки по гравитационно-флотационной схеме. Технологические исследования, проведенные позднее в АО "Механобр-инжиниринг" на всех крупных российских месторождениях железистых кварцитов (Михаиловское, Лебединское, Костомукшское, Оленегорское) показали, что наиболее перспективно извлечение самородного золота из концентратов отсадки Оленегорского ГОКа (Петров, Сентемова, 1998). Содержание Аu в концентрате отсадки составило 12 г/т. Поскольку сульфидно-магнетитовые и сульфидно-силикатные кварциты не попадают в контур отработки железных руд как некондиционные по содержанию Fe, в передел попадает лишь 1-2 % от объема потенциально золотосодержащих пород. При отработке собственно золотоносных пород продуктивного разреза выход Аu может увеличиться не менее, чем в 50 раз (Голиков и др., 1999). Запасы потенциально золотоносных пород на месторождениях Оленегорской группы составляют 100-150 млн тонн или в пересчете на Au - не менее 10 тонн.

Медноколчеданное рудопроявление Хирвинаволок занесено в кадастр объектов на медные руды Карелии (Гродницкий, Байбусинов, 1995). Исследования по обогатимости проводились в Горном институте КНЦ РАН на малообъемных пробах (10-20 кг), отобранных автором из рудного тела кварцитов с медной минерализацией по 5 профилям. Сульфиды в пробах представлены халькопиритом, борнитом, сфалеритом и пиритом. С одержание Сu в концентрате 30 %, Au - до 1.1. г/т, Ag - до 0.4 %, Co - до 0.12 %. Максимальная степень обогатимости фиксируется для Ag и Аu. Руды проявления Хирвинаволок представляют хорошее по качеству сырье для получения медного концентрата, содержащего Ag, Au и Co.

Геолого-экономические аспекты перспектив Кольского региона на БМ и алмазы.

Важное значение в XXI веке на федеральном уровне придается освоению минерально-сырьевых ресурсов Арктических и Субарктических районов России, к которым относится и Мурманская область (Грамберг и др., 2000). Основу ее сырьевой базы составляют цветные металлы (Cu, Ni, Co), но регион имеет все предпосылки для открытия и (или) разработки рудных объектов Au, Pt и алмазов. Среди этих объектов важное значение могут иметь россыпные месторождения как наиболее рентабельные вообще, а в условиях Крайнего Севера -в особенности.

Комплексное использование минерального сырья – источник наращивания экономического потенциала Северных территорий . Характерными особенностями экономики Мурманской области, как и других северных территорий России, являются ресурсная специализация, высокая уязвимость природной среды, повышенная налогооблагаемая база, обусловленные суровыми климатическими условиями, слаборазвитой инфраструктурой, ограниченной транспортной сетью и т.д. Определяющее значение в ресурсном потенциале Мурманской области имеют уникальные минеральные ресурсы, характеризующиеся многокомпонентным составом. Комплексное использование многокомпонентного сырья за счет совместного использования в одном производстве нескольких ценных компонентов имеет, как правило, положительный экономический эффект по сравнению с односторонним (монопродуктовым) использованием того же сырья для производства равноценного количества тех же видов продукции аналогичного качества, как простой суммы индивидуальных производств (Ларичкин, Мотлохов, 2003).

Повышение уровня комплексного использования сырья обеспечивает сокращение отрицательного воздействия горнопромышленных предприятий на окружающую среду в результате относительного сокращения изъятия природного сырья и абсолютного уменьшения объема образующихся отходов производства. Отдельные части месторождений (блоки, залежи, линзы, прослои) как в контуре промышленных запасов, так и непосредственно прилегающих к ним с относительно низким содержанием основного (или основных) компонентов, могут иметь повышенные концентрации ценных попутных компонентов, обеспечивающих высокорентабельную отработку этих участков. Поэтому изучение сопутствующих компонентов только в пределах контура разведки и добычи основных полезных ископаемых может привести к снижению ценности месторождения и утрате части рентабельных ресурсов. Это зафиксировано в Требованиях ГКЗ (1982), но не подкреплено до настоящего времени соответствующими методиками. Выше был приведен пример в отношении комплексной отработки железистых кварцитов в Оленегорском рудном районе. То же самое относится и к комплексной переработке лежалых хвостов Ковдорского ГОКа, где извлечение БМ может дать значительный экономический эффект в силу их высокой стоимости по сравнению с основными полезными компонентами – железом, апатитом, бадделеитом.

При переходе от централизованной экономики к рыночной приоритетным направлением стратегии развития Кольского горнопромышленного комплекса и его экономического роста должно стать повышение уровня комплексного использования сырья. Исходя из направленности данной работы, это в первую очередь относится к Au и Ag, которые могут извлекаться при комплексной переработке редкометалльных, железных, железо-титановых, медно-колчеданных и других типов руд.

Благородные металлы и алмазы в мировой экономике . Потребление БМ постоянно возрастает в мире и отрасли их добычи считаются одними из самых благополучных и привлекательных для инвестиций. Доля современного потребления БМ составляет 0.0003 % по массе и 6.04 % по стоимости от объемов мирового потребления минерального сырья (Боярко, 2001). Области применения БМ постоянно расширяются, в связи с чем происходит интенсификация разведки и вовлечение в эксплуатацию новых перспективных объектов во многих странах мира. В условиях рисковой экономики России более привлекательны месторождения Au с простым в технологическом отношении обогащении и небольшими сроками оборота первичного капитала. Рост цен на Ag планируется в начале XXI века в 2-2.5 раза. Россия поставляет на мировой рынок до 25 % Pt и до 75 % Pd. В связи с увеличением спроса планируется рост цен на редкие платиноиды – Ir, Ru, Rh, Os. Добыча платиноидов будет наращиваться в России в основном за счет ввода новых мощностей, освоения месторождений малосульфидных платинометалльных месторождений и отработки россыпей. По величине запасов алмазов Россия занимает ведущее место в мире. К коренным месторождениям приурочено 95-97 %, к россыпным – не более 3-5 % прогнозных ресурсов. В конце XX века в мировой алмазодобывающей промышленности наблюдался рост ассигнований на геологоразведочные работы, что привело к открытию алмазоносных трубок и россыпей и появлению новых крупных производителей алмазов (Канада, Китай и др.). Наиболее рентабельными в отношении алмазов являются прибрежно-морские россыпи. Они содержат алмазы ювелирного качества и крупных размеров, что обеспечивает их высокую стоимость по сравнению с алмазами из коренных источников (Gurney et al., 1992). Около одной трети общей добычи ювелирных камней приходится на россыпи, цена одного карата в которых достигает 200-400 USA$ при средней стоимость 1 карата ювелирных алмазов 90 USA$.

Приведенные сведения свидетельствуют о целесообразности переориентации стратегии сырьевой политики не только для Мурманской области, но и для сопредельной Карелии, где пока основной объем горнодобывающей отрасли падает на эксплуатацию Костомукшского железорудного месторождения с производством железных окатышей для металлургии и индустриальных минералов, хотя широко известны проявления PGE, Au и алмазов (Гроховская, Клюнин, 1994; Поляков, 1997; Рыбаков и др., 1999; Кожевников, 2000; Голубев, Кулешевич, 2001).

Основные направления расширения минерально-сырьевой базы БМ и алмазов . На территории Мурманской области выделены 15 рудных районов, каждый из которых имеет свою экономическую значимость вне зависимости от сегодняшнего уровня развития (Пожиленко и др., 2002). В результате проведенного анализа минерально-сырьевого потенциала и состояния горнорудного комплекса Мурманской области автором с коллегами намечены основные стратегические направления исследований и промышленного освоения новых и нетрадиционных сырьевых объектов и районов. С целью выравнивания ситуации с обеспеченностью запасами горнорудной отрасли Мурманской области на среднесрочный и более период необходимо в освоенных рудных районах вести работы параллельно как в отношении профилирующих руд, так и высокоэффективных сырьевых объектов нетрадиционных видов и источников сырья, относящихся к разряду дефицитных, пользующихся повышенным спросом и/или обладающих высоким экспортным потенциалом. К ним в первую очередь относятся БМ и алмазы (Афанасьев и др., 1997; Гавриленко, 1997; Митрофанов, Гавриленко, 1998; Гавриленко, Митрофанов, 2000; Гавриленко и др., 2000; Пожиленко и др., 2002). Эта концепция поддерживается Комитетом по природным ресурсам Мурманской области, Администрацией области и находит свое отражение в Программе геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы на территории Мурманской области на 2003-2015 г.г., одобренной МПР России.

В отношении БМ можно наметить следующие аспекты расширения их минерально-сырьевого потенциала для региона :

1- освоение новых золоторудных (с Ag) и платинометалльных месторождений и проявлений в Мурманской области (Федорово-Панский массив, зона Колмозеро-Воронья, зона Имандра-Варзуга, Южно-Печенгская зона, Пана-Куолаярвинская зона; юго-западное Беломорье), что позволит изменить общую инфраструктуру горно-промышленного комплекса, построить новые транспортные коммуникации, привлечь инвестиции российских и иностранных компаний, изменить демографическую ситуацию в связи с вовлечением населения тех районов, где практически отсутствует трудовая деятельность;

2- комплексное использование сырья действующих горнодобывающих и горно-металлургических предприятий на базе разрабатываемых месторождений Cu-Ni руд Печенгского и Мончегорского районов, редкометалльных руд Ковдорского ГОКа, железных руд Оленегорского ГОКа, хромитовых руд Сопчеозерского месторождения;

3- комплексное использование сырья потенциальных рудных объектов медно-порфировой (Пеллапахк, Панареченское), медноколчеданной (Хиринаволок и Немиттоваара), сульфидно-углеродистой (Прихибинье), железо-титановой (Гремяха-Вырмес) и других формационных групп на основе разработки технологических схем, адаптированных к действующим в Мурманской области горно-перерабатывающим предприятиям;

4- выявление первичных и техногенных россыпных концентраций золота, платины, иридия (?) как в обрамлении действующих (или действовавших) месторождений (Мончеплутон, Ковдор, Хибины), так и на новых площадях (Вуориярви, Салланлатва, Лесная Варака, Салмагора, юго-восток Кольского п-ова, обрамление Печенгской структуры).

В отношении алмазов можно наметить следующие аспекты изучения и расширения их минерально-сырьевого потенциала для региона:

1- разработка методики поисков коренных проявлений алмазов на базе высокоточных геофизических методов с оперативной заверкой магнитных аномалий средней интенсивности (чтобы не заверять многочисленные интенсивные магнитные аномалии, наиболее часто отвечающие породам ультрасновного состава, но не кимберлитового генезиса) и как следствие - поиски новых кимберлитовых трубок на территории Ермаковского, Макеевского, Пялицкого, Пулоньгского и Снежницкого полей;

2- проведение шлихо-минералогических поисков коренных и россыпных потенциально алмазоносных объектов с отбором мелкообъемных проб (> 1 м3) и минералогическим анализом преимущественно крупных классов рыхлых отложений ( >2.0 - < 8.0 мм), поскольку доля алмазов крупной размерности определяет их запасы и рентабельность отработки;

3- геоморфологическое районирование территории с постановкой поисковых работ в пределах россыпеконтролирующих структур на юго-западе и особенно на юго-востоке Кольского п-ова, где имеются структурные, палеогеографические, неотектонические, минералогические предпосылки выявления новых коренных и россыпных объектов;

4- проведение буровых работ с отбором проб донных осадков и последующего фазово-минералогического анализа на наиболее перспективных участках акватории Горла Белого моря с оконтуриванием песчано-гравийных алмазоаккумулирующих рудных тел (с учетом ранее полученных геофизических, литологических и минералогических данных - находок пиропа, хромдиопсида и алмаза).

 

Заключение

Диссертационная работа посвящена высоколиквидным видам минерального сырья – БМ и алмазам, месторождения и проявления которых до настоящего времени не эксплуатируются, но составляют важный резерв экономики Мурманской области.

Впервые для древних регионов мира дана подробная картина распределения Au в разрезе докембрия с учетом формационной и фациальной принадлежности осадочных и вулканических образований, синтезированная в карте фоновой золотоносности Кольского п-ова и Северной Карелии. Выделено два рубежа накопления Au в осадочных формациях – позднеархейская (безуглеродистая) и карельская (углеродисто-карбонатно-терригенная), с которыми парагенетически могут быть связаны эндо- и экзогенные проявления металла. Впервые в докембрийских комплексах выделена рудоносная Au- и Ag-содержащая формация метаморфизованных вторичных кварцитов; рудопроявления, относимые к этой формации, характеризуются невысокими концентрациями Au, но значительными запасами руд.

Получена первая сводка по геохимии всей группы БМ в интрузивных и некоторых вулканогенно-осадочных комплексах Кольского региона и выявлена его Rh-Ru-Pd геохимическая специализация. Породы, слагающие массивы одной формационной группы, имеют сходные спектры распределения концентраций БМ, нормализованных по хондриту, что может являться геохимическим критерием на платинометалльное оруденение.

Автором впервые проведен анализ всех наиболее перспективных благороднометалльных месторождений и проявлений Кольского региона и Северной Карелии. Показано, что известные на сегодня месторождения и проявления БМ на территории cеверо-восточной части Балтийского щита имеют архейский или протерозойский возраст. В этот же временной интервал попадают Cu-Ni месторождения печенгского и ловнозерского типа, в рудах которых содержатся повышенные концентрации Pt, Pd, Rh, Au; хромитовые месторождения и проявления с попутными Pt, Ru, Ir, Os; медноколчеданные проявления с попутными Au и Ag.

Разработана модель россыпеобразования в отношении БМ и алмазов на площадях, подвергавшихся ледниковой экзарации и выявлены новые потенциально алмазоносные поля продуктов кимберлитового магматизма на юго-востоке Кольского п-ова. Дано теоретическое обоснование формирования россыпей алмазов в юго-восточной части Кольского п-ова и на акватории Белого моря. Наиболее литологически благоприятными для формирования россыпных концентраций были песчано-гравийные и гравийно-галечные отложения, обогащенные минералами-спутниками алмаза (пиропы, хромдиопсиды, хромшпинелиды).

Технологические исследования свидетельствуют о перспективности комплексного использования руд и концентратов из пород метаморфических и интрузивных комплексов Кольского региона и Северной Карелии для извлечения широкого спектра БМ, что может привести к росту цены товарного продукта. Важным фактором при этом является то, что извлечение металлов может быть реализовано на существующих перерабатывающих предприятиях Мурманской области.

Расширение сырьевого потенциала Мурманской области в связи с уменьшением запасов традиционных видов сырья (железные, медно-никелевые, апатит-нефелиновые руды, слюды) и переходом на менее рентабельную отработку глубоких горизонтов действующих месторождений должно быть связано с вовлечением в эксплуатацию нетрадиционных видов сырья, к которым в первую очередь относятся БМ и алмазы. Это будет способствовать освоению новых рудных районов, притоку капиталовложений и стабилизации демографической ситуации. Настоящий вывод находит свое подтверждение в тенденциях мировой экономики в отношении БМ и алмазов на ближайшие десятилетия.

Выводы и рекомендации автора учтены при разработке программы развития минерально-сырьевой базы Мурманской области на 2003-2015 г.г.

<< предыдущая | содержание | следующая >>
Полные данные о работе Геологический факультет МГУ
 См. также
ДиссертацииСтруктурно-петрофизические условия локализации раннепротерозойских пегматитовых и магматических месторождений северо-восточной части Балтийского щита:
ДиссертацииСтруктурно-петрофизические условия локализации раннепротерозойских пегматитовых и магматических месторождений северо-восточной части Балтийского щита: Список основных работ, опубликованных по теме диссертации.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ
   
TopList Rambler's Top100