ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ РУД

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЯ НИКЕЛЕВЫХ РУД

Широкое использование никеля в промышленности началось со второй половины XIX в. , когда были открыты и начали разрабатываться крупные месторождения никелевых руд в Новой Каледонии (Новая Каледония представляет собой архипелаг в юго западной части Тихого океана) и Канаде (1886 г. ), а никель стал широко применяться для производства броневой стали.

Никель это серебристо белый металл с сильным блеском, не тускнеющий на воздухе. Никель тверд, тугоплавок и легко полируется. При отсутствии примесей (особенно серы) он весьма гибок, ковок, тягуч и способен развальцовываться в очень тонкие листы и вытягиваться в проволоку. n Температура плавления никеля 1455 ºС, температура кипения 2990ºС, n плотность 8, 9 г/см 3. n

Основные сферы потребления никеля: Транспортное машиностроение, химическая промышленность, производстве электрооборудования, строительство, нефтяная промышленность, бытовая техника и др. Наибольшее значение (35%) имеет производство нержавеющей, жаропрочной и др. марок стали для ракетостроения, газотурбинной, атомной промышленности. На изготовление высокомагнитных сплавов, применяемых в радиотехнике, сплавов с высоким электрическим сопротивлением, низкими коэффициентами температурного расширения расходуется от 15 до 20% никеля. Никель идет для никелирования (14%), используется в ряде стран в составе монетного сплава (содержит 75% Cu + 25% Ni).

n Выделяется девять основных провинций сульфидных Cu-Ni месторождений: Кольский п ов (Печенга, Мончегорское, Аллареченское); Воронежский кристаллический массив (Нижнемамонское, Еланское); Норильский район (Норильск I, II, Талнахское, Октябрьское); Северное Прибайкалье (Чайское, Йоко Давыденское); район Садбери в Канаде (Фруд, Грейтон и др. ); район Томпсон в Канаде (Томпсон Майн, Мистери Лейк); район Бушвельда в ЮАР (месторождение рифа Меренского); провинция Карру в ЮАР (Инсизва); Западная Австралия (Камбалда, Маунт Кейт). Отдельные небольшие месторождения известны в Норвегии, Швеции, Финляндии, на Аляске и в Японии.

n n n Общие запасы Ni оцениваются 90— 95 млн. т. Наиболее крупные запасы сосредоточены в Новой Каледонии (30%), Канаде (12), Индонезии (11), Филиппинах (9), Австралии (4, 5), Бразилии, ЮАР. Почти все мировые ресурсы заключены в месторождениях мезозойско кайнозойского (72%) и докембрийского (27%) возраста. Разработка месторождений ведется в 26 странах мира. Основу минерально сырьевой базы Ni составляют 35 крупных месторождений, в которых сосредоточено 91% мировых разведанных запасов и 95% мировой добычи. Ежегодное производство металлического Ni превышает 850 тыс. т. Основными производителями являются Россия и Канада, затем Австралия, Индонезия, Новая Каледония.

В России преобладающая часть запасов Ni (около 90%) и добычи металла (около 97%) приходится на сульфидные медно никелевые месторождения Норильского района. Около 7% запасов Ni заключено в богатых рудах Заполярного месторождения (Кольский полуостров) и Курско Воронежском регионе. Остальные 3% связаны с силикатными Ni рудами месторождений Урала. В зарубежных месторождениях на силикатные кобальто никелевые месторождения приходится 66, 8%.

Металлургия никеля России

Кольский полуостров

n n Кларк Ni в земной коре 5, 8 • 10 3%; элемент концентрируется главным образом в основных и ультраосновных породах (кларк 2, 2 • 10 1 %), где присутствует в виде изоморфной примеси в оливине (0, 13— 0, 41%) и в виде сульфидов. Среднее содержание Ni в промышленных рудах 0, 5— 1%. Коэффициент концентрации в месторождениях 200. Ni обладает большим сродством с серой и вместе с Cu и Fe образует формацию медно-никелевых руд. В связи с гранитоидными магмами Ni вместе с As, Co, Bi, Ag и U выносится гидротермальными растворами, образуя жильные месторождения арсенидов Co, Ni. В поверхностных условиях Ni концентрируется в корах выветривания в виде магнезиально никелевых гидросиликатов и никельсодержащих гидроксидов Fe и Mn.

n n n Известно 45 минералов Ni, из них промышленное значение имеют в сульфидных рудах: пентландит (Fe, Ni)S (22 42% Ni); миллерит Ni. S (65%Ni); никелин Ni. As (44%Ni); хлоантит Ni. As 2 3 (4, 5 21, 2%Ni); полидимит Ni 3 S 4 (40 54%Ni); герсдорфит Ni. As. S (26 40%Ni); В силикатных рудах: гарниерит Ni. O • Si. O 2 • H 2 O (Ni. O 46%); непуит 12 Ni. O • 3 Si. O 2 • 2 H 2 O (20 46%); ревденскит 3(Ni, Mg)O • 2 Si. O 2 • 2 H 2 O (46%) и Ni содерж. нонтронит Fe 2[Al. Si 3 O 10] • (OH)2 • n. H 2 O. В зонах окисления мышьяковистых руд развивается аннабергит Ni 3 As 3 O 8 • 8 H 2 O (37% Ni. O), имеющий в основном поисковое значение.

ТИПЫ НИКЕЛЕВЫХ РУД n n Сульфидные медно-никелевые руды. Этот тип дает основную массу никеля (60%) с попутным извлечением меди, платины и платиноидов (Pd, Os, Ru, Rh), селена, теллура. Различают: а) сплошные сульфидные руды; б) вкрапленные руды. Сплошные сульфидные руды состоят из пирротина, халькопирита и пентландита — Fe 4 Ni 4 (Co, Ni, Fe) S 8 (22— 42% Ni) и нередко содержат обломки вмещающих пород (брекчиевидные руды). Они образуют жилы или минерализованные зоны в участках дробления. Содержание никеля и меди (в сумме) в сплошных рудах 8— 10%; брекчиевидные руды обычно содержат никеля около 2— 4% и меди 0, 8— 2, 5%.

n n Сульфидные медно-никелевые руды. Вкрапленные руды представляют собой в той или иной степени оруденелые основные или ультраосновные породы (от 2 до 10— 15% сульфидов), в которых сульфидная вкрапленность образовалась в процессе их крис таллизации. Содержание никеля в промышленных вкрапленных рудах колеблется от 0, 25 до 0, 5%. Основными рудными минералами являются пентландит, никельсодержащий пирротин и халькопирит. Силикатная часть вкрапленных сульфидных руд отражает минеральный состав рудовмещающих пород (оливин, ромбический и моноклинный пироксены, плагиоклаз и др. ). Оливин содержит около 0, 2— 0, 3% никеля.

n n n В современной практике сульфидные медноникелевые руды плавятся на металл без обогащения при среднем содержании никеля в рудах не ниже 2, 0— 2, 5%. Руды с содержанием никеля 0, 3— 1, 0% используются только после предварительного обогащения. Методом флотации выделяют два концентрата: медный, почти свободный от никеля, и медно-никелевый с повышенным отношением никеля к меди (2, 5— 3% никеля). Удельный вес сульфидных руд в запасах России 90%, за рубежом 28%; в добыче в России 66%, в других странах 60%.

ТИПЫ НИКЕЛЕВЫХ РУД n n n Оксидносиликатные кобальт-железо-никелевые руды. Играют подчиненную роль в добыче (39, 3%), но мировые ресурсы огромны и возможен значительный прирост. Руды рыхлые, глинистые, с разновеликими включениями бурого железняка, кремнистых образований и обломков серпентинитов. В естественном залегании обладают весьма высокой влажностью (20— 35%), характеризуются пестрым литологическим и минеральным составом. Различают две разновидности руд: оксидные кобальт-железо-никелевые; n силикатно-никелевые. n

Оксидный тип сложен конечными продуктами выветривания — преимущественно охрами и охристо кремнистыми образованиями. Они характеризуются наибольшей комплексностью и чаще всего отвечают кобальт железо никелевому типу. n Рудообразующими минералами являются гидрогётиты, асболаны, магнетит. Концентрация никеля связана с гидроксидами железа, кобальта с асболанами. n Руды имеют низкое содержание никеля (0, 8 — 0, 95%). n

n n n Силикатный тип представлен продуктами нижних зон остаточной коры выветривания и инфильтрационными образованиями (плотные, выщелоченные серпентиниты, магнезиально никелевые гидросиликаты — гарниерит (Ni 7 Mg)4 [Si 4 O 10] (ОН)4 • 4 Н 2 О, непуит, ревдинскит (Ni 7 Mg)6 [Si 4 O 10] (OH)8. По химическому составу среди силикатных никелевых руд выделяются: а) железные, б) железо кремнистые, в) железо магнезиальные, г) магнезиальные. Силикатные никелевые руды содержат от 0, 7— 2 до 10— 12% Ni, 0, 02— 0, 1% Co, 20— 35% Fe. Руды технологически проблемные. Промышленностью используются руды с содержанием никеля более 1, 1%.

РУДНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ ФОРМАЦИИ Сульфидная медно-никелевая. Месторождения пространственно и генетически связаны с дифференцированными массивами основных и ультраосновных пород, обладают постоянной главной рудной минеральной ассоциацией — пентландит—халькопирит— пирротин, характеризуются развитием двух главных типов оруденения — сингенетического вкрапленного и эпигенетического жильного, приуроченностью богатых промышленных руд к придонным частям дифференцированных интрузивов. Примеры: Норильское (Россия), Сёдбери

РУДНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ ФОРМАЦИИ n n n Арсенидная никель-кобальтовая. На всех месторождениях руды отличаются сложным составом с заметным развитием арсенидов Ni, Co (никелина, саффлорита, раммельсбергита, хлоантита, шмальтина), а также минералов Ag. В наиболее полном виде представлена пятиэлементной формацией (Со—Ni—Bi—Ag—U), но этот ряд часто бывает сокращенным. Месторождения генетически связаны с гранитоидами, оруденение представлено жилами. Примеры: Эльдорадо в Канаде, Рудные горы в Германии (Со—Ni—Bi— Ag—U), Ховуаксы в Тыве (Со—Ni—Ag).

РУДНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ ФОРМАЦИИ n n Колчеданная никеленосная. Включает в себя месторождения и рудопроявления Cu, Pb и Zn с арсенидами Co и Ni, парагенетически связаны с комплексом малых гранитоидных интрузий и локализованы преимущественно в вулканогенно осадочных толщах. Рудопроявления относятся к трещинно жильному и трещинно метасоматическому типу.

РУДНЫЕ НИКЕЛЕВЫЕ ФОРМАЦИИ n Железо-кобальт-никелевая латеритная. Объединяет месторождения латеритной коры выветривания ультраосновных пород. Выделяют место рождения площадного, линейного и контактово карстового типов. Руды комплексные железо кобальт никелевые оксидные и силикатные. В этой формации сосредоточены основные массы запасов никелевых руд мира.

ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НИКЕЛЕВЫХ РУД n n Промышленные концентрации Ni представлены двумя основными типами месторождений: а) магматическими сульфидными медно никелевыми (28% мировых запасов и свыше 60% мировой добычи); б) гипергенными месторождениями силикатных никелевых руд кор выветривания (71% запасов и 39% добычи). Из месторождений других типов получают менее 1 % никелевых руд. Месторождения считаются очень крупными, если содержат никеля более 500 тыс. т, крупными — 500— 200 тыс. т, мелкими — менее 100 тыс. т.

Магматические сульфидные медноникелевые месторождения n n n Пространственно и генетически связаны с комплексом пород основного и ультраосновного состава: норитами, габбро, пироксенитами, перидотитами; никакие ассоциации иного состава не являются рудогенерирующими для этого типа месторождений. Для рудоносных интрузий характерно повышенное содержание магния (10— 30% Mg. O), для них типичен при кристаллизации только боуэновский тип дифференциации. Никеленосные магматические комплексы формируются в пределах континентальной коры, главным образом в активизированных краевых частях платформ. К никеленосным магматическим формациям, связанным с платформенным режимом, относится трапповая (базальт долеритовая).

n n Все основные Cu-Ni месторождения размещены на древних щитах и приурочены к зонам, испытавшим тектономагматическую активизацию. Наиболее крупные из них сосредоточены на Канадском щите Северо-Американской платформы, где они приурочены к ограничивающим щит региональным разломам (Сёдбери, Томсон и др. ). С зоной мезозойской активизации западной части Сибирской платформы, с густой сетью глубинных разломов, обеспечивающих формирование рифтовой зоны, связаны месторождения Норильского района (Норильское, Талнах, Октябрьское), а с юрским трапповым магматизмом Южной Африки — месторождение Инсизва.

n n n Характерной общей структурной особенностью всех никеленосных формаций является неоднородное, сложно дифференцированное строение слагающих их магматических тел. Руды находятся внутри интрузива, образуя в нем «висячие» залежи вкрапленных руд или располагаются в придонной части в виде пласто и линзообразных тел. Особенностью Cu-Ni месторождений всего мира является удивительно выдержанный минеральный состав руд. Главные рудообразующие минералы — пирротин, пентландит и халькопирит.

n n n Содержание Ni во вкрапленных рудах от 0, 3 до 1, 5%, в брекчиевидных и массивных — от 1, 5 до 5%, иногда 7%. Среднее содержание Ni в добываемых рудах 1, 2— 1, 7%. Содержание Cu колеблется от 0, 1 до 10%, среднее — 0, 8— 1, 9%. Содержание Co в рудах варьирует от 0, 06 до 1%, среднее 0, 12%. Кроме Ni, Cu, Co руды месторождений содержат платиноиды (Pd, Pt, Ru, Rh) от 0, 2— 0, 5 до 4— 5 г/т, а в рудах, обогащенных медными минералами, оно возрастает до 40— 60 г/т; присутствуют Au (0, 5— 0, 7 г/т), Ag, в небольших количествах Se, Te.

Пентландит

Все промышленные Cu-Niместорождения объединены в следующие морфогенетические типы: норильский, мончегорский, садберийский, печенгский и австралийский. n n n Норильский тип. Объединяет месторождения, генетически связанные с гипабиссальными расслоенными пластовыми телами основных интрузий габбро долеритовой (трапповой) формации, размещающихся в вулканогенно осадочных толщах чехла платформ в участках их интенсивного прогибания в сложных рифтовых зонах мезозойского возраста. Месторождения отличаются крупными размерами и имеют большое промышленное значение. Примеры: Норильское, Талнах, Октябрьское в России, Инсизва в ЮАР.

Норильск Талнах-Октябрьская группа месторождений находится в Красноярском крае, на северо-западной окраине Сибирской платформы.

Месторождения приурочены к межформационному Талнахскому базит-гипербазитовому интрузиву сложного строения. Он состоит из отдельных массивов – ветвей, соединяющихся на северо востоке участка, где предполагается магмоподводящий канал. Талнахское месторождение находится в верхнем рудном этаже и связано с Северо Восточной, Центральной и Юго Западной интрузивными ветвями, протягивающимися в виде лент. Октябрьское расположено в нижнем рудном этаже и приурочено к Северо Западной, Хараелахской и Лесноозерской ветвям, залегающим в породах девона.

n n В расслоенном Талнахском интрузиве выделяются следующие горизонты (снизу вверх): 1) контактовые и такситовые долериты; 2) пикритовые долериты; 3) оливиновые долериты; 4) безоливиновые долериты; 5) габбродолериты и кварцсодержащие долериты; 6) лейкократовые габбро, габбродиориты и эруптивные брекчии. Интрузив образовался из магматического расплава в результате кристаллизационно гравитационной дифференциации после ликвации его рудной части.

Сингенетичное вкрапленное и сплошное оруденение локализовано в виде пласто и линзообразных залежей в придонных частях интрузий, образуя обогащенные участки в подошве их дна. Локальное развитие имеют пологие жилы сплошных руд разнообразного состава. Состав руд отличается богатством минеральных видов, преобладает пентландит халькопирит пирротиновая ассоциация, развиты медные минералы (кубанит, талнахит, мойхукит). Халькопиритовые руды обособлены по периферии рудных тел. Геологическая позиция Cu-Ni месторождений норильского типа

Внутреннее строение и распределение оруденения в Талнахском интрузиве На Талнахском и Октябрьском месторождениях известно пять рудных залежей пластообразной и линзовидной форм, приуроченных к пяти интрузивным ветвям. Они состоят из пространственно сближенных тел, сложенных вкрапленными, прожилково вкрапленными и сплошными рудами. Главные рудоносные дифференциаты – пикритовые, такситовые и крнтактовые долериты, которые составляют около 10% мощности интрузива. Основная масса руд локализуется в зоне нижних эндо и экзоконтактов массива, лишь иногда вкрапленные и сплошные руды отмечаются в кровле интрузии.

Выделяются три промышленных типа руд: 1) вкрапленные (77% от общей массы руды); 2) сплошные сульфидные руды в приподошвенной его части (10%); 3) прожилково-вкрапленные (13%) в породах экзоконтакта. n Развиты пирротиновые, кубанитовые и халькопирит талнахитовые руды с различным содержанием пентландита, а также миллерит борнит халькопиритовые и пиритовые руды. n

Мончегорский тип. Характеризуется приуроченностью месторождений к крупным массивам в форме расслоенных лакколитов. n В данный тип входят месторождения Мончегорское, Нижнемамоновское, Чайское. n Месторождения, как правило, небольшие. n n

Переслаивание пироксенитов и перидотитов Пироксениты Перидотиты Нориты Диориты Сульфидные жилы Вкрапленные руды Гранито-гнейсы Для массивов характерна четкая стратификация (сверху вниз): пироксениты—оливиновые пироксениты— полосчатые перидотиты—нориты. Характерно сочетание линзовидных залежей сингенетичных гнездо вкрапленных руд в нижней части лакколита с полями вертикальных жил сплошных эпигенетических руд.

Сульфидные жилы Для жил характерны переходы из одной трещины в другую, раздвоение, соединение параллельных жил. Выполнены жилы пирротином (70— 80%), пентландитом (10 — 15%), халькопиритом (8— 10%) и магнетитом (5— 6%). Вертикальный размах жил не превышает 400 м. n Вкрапленные руды

Тип Сёдбери n Кварцевые габбро Нориты Месторождения связаны с очень крупными хорошо дифференцированными лополитообразными гранодиорит норитовыми массивами, локализованными в участках пересечения глубинных разломов в пределах консолидированных архейско протерозойских областей. Массив Сёдбери 60 км х 25 км

n n Преобладающая часть месторождений представлена вкрапленно-гнездовыми рудами в норитах непосредственно на контакте их с подстилающими породами и в зонах дробления краевых частей норитового горизонта. Размеры рудных тел различные, некоторые из них достигают по простиранию 1500 м при мощности от 12 до 50 м. Выделяют 2 типа руд: 1) бедные вкрапленные, образующие донные залежи пластообразной и линзовидной форм в основании ранних норитов; 2) богатые, слагающие инъекционные тела жилообразной формы среди поздних норитов, брекчий, диоритовых даек и подстилающих пород.

Типы разрезов рудных тел массива Сёдбери Дислоцированная краевая залежь Краевая залежь Жилообразные залежи в основании интрузива Древние граниты Руды сплошные Нориты Руды вкрапленные Зеленокаменные породы

Рудное поле массива Сёдбери Cu-Pb-Zn месторождения Cu-Ni месторождения

Морфология Cu-Ni рудных тел в разрезе (рудное поле Садбери) М-ние ХАРДИ М-ние Фалконбридж

Тип Сёдбери Главные рудные минералы: n пирротин (65 -85%) , пентландит, халькопирит и кубанит. n Содержание в рудах Ni 0, 7— 1, 46%, Cu 0, 8 — 1, 9%, Co 0, 07%, платиноидов 0, 8 г/т. Кроме того, руды содержат Au, Ag, Se, Te, которые извлекаются попутно. В богатых рудах содержание Ni достигает 9%, Cu 10%, платиноидов 20 г/т. Соотношение Ni: Cu= 1: 1. n

Тип Сёдбери n Генезис. Бедные вкрапленные руды в первичных массивных норитах образовались на месте их залегания вследствие ликвации. Богатые массивные и брекчиевые руды сформировались позднее в результате инъекции из остаточного очага ликвировавшего на глубине силикатно сульфидного расплава.

n n Печенгский тип. Объединяет медно никелевые месторождения, приуроченные к интенсивно метаморфизованным пластообразным телам недифференцированных габбро перидотитовых интрузивов в протерозойских рифтовых прогибах. Рудные тела залегают в серпентинитах и серпентинизированных перидотитах и имеют пластообразную форму, осложненную тектоникой, а за пределами интрузивов представлены крутопадающими жилообразными телами брекчиевидных руд, контролируемыми тектоническими нарушениями и зонами смятия.

Основная масса руд представлена вкрапленными сингенетичными рудами пирротинхалькопирит-пентландитового состава с магнетитом. Богатые руды в жилах, протягивающиеся за пределы интрузивов до 300 м, возникли в связи с переотложением и концентрацией Cu и Ni минерализации при метаморфизмt. В рудах Ni: Cu = 2, 5: 1.

n n Австралийский (коматиитовый) тип. Месторождения представляют собой самостоятельный вещественный и генетический тип никелевого оруденения, связанный с ультрамафическими коматиитами эффузивного типа. Подобные месторождения известны в Канаде, Зимбабве и особенно развиты в Западной Австралии. Коматиит вулканическая порода ультраосновного состава нормального ряда(Na 2 O+K 2 O < 1%) из семейства пикритов, в которой вкрапленники оливина (до 50%) и клинопироксена (до 10%) погружены в стекловатую основную массу с микролитами клинопироксена, оливина, магнетита, иногда плагиоклаза; обычно структура афировая с закалочной структурой спинифекс основной массы (с дендритовыми скелетными выделениями оливина и/или пироксена).

Коматиит со структурой спинифекс, образец из комплекса Манро (Канада). Хорошо видны веерообразные кристаллы оливина. Термин применяют для обозначения ультраосновных эффузивных афировых членов коматиитовой серии (перидотитовых коматиитов), обладающих т. н. структурой спинифекс, характеризующейся развитием дендритовидных, резко удлинённых микролитов оливина и клинопироксена, находящихся в сложных срастаниях и погружённых в девитрифицированный цемент. Спинифекс структура наиболее ярко проявляется в апикальных частях лавовых потоков и по периферии мелких субвулканических тел перидотитовых коматиитов, где она возникает в результате закалки ультраосновного расплава.

Австралийский (коматиитовый) тип n n Месторождения размещаются на щитах в пределах докембрийских зеленокаменных поясов и связаны с вулканогенной коматиит толеитовой формацией, располагающейся в основании зеленокаменных поясов. В Австралии месторождения располагаются преимущественно в пределах щита Йилгарн, среди зеленокаменного пояса Уилуна—Норсмен, возраст которого оценивается 2600— 2700 млн. лет (Камбалда, Нипеан, Скотия, Уиндарра и др. ; общие запасы оцениваются 2, 2 млн. т металлического Ni). Канадские месторождения расположены в пределах пояса Абитиби (Томпсон, Алексо, Марбридж). В состав рудовмещающей формации кроме коматиитов и толеитовых базальтов входят также осадочные породы и железистые кварциты. Запасы коматиитовых Cu-Ni месторождений колеблются от 0, 1 до 45 млн. т (в среднем 1, 6 млн. т при n = 31), только 10% месторождений имеют запасы более 17 млн. т. Это экономически

Позиция Cu-Ni- месторождений коматиитового типа в разрезе вулканогенно-осадочного коматиитового комплекса Граувакки, сланцы Коматиитовые базальты Коматиитовые слои с спенификс структурой Толеитовые базальты Сиалический фундамент Объединенная железистая формация, обогащенная сульфидами Рудные залежи обычно развиты в основании мощных толщ серпентинизированных оливиновых перидотитов (38— 45% Mg. O) и приурочены к базальным частям дифференцированных коматиитовых потоков; рудоносным является самый

n Рудные тела имеют форму линз и невыдержанных по простиранию прослоев, согласных общему напластованию пород комитиит толеитовой формации. Для них характерны раздувы, отвечающие западинам в подстилающих породах или в так называемых «трогах» . Рудные тела участвуют в складчатости и разломно блоковой структуре зеленокаменных поясов, что обусловливает сложную форму и тектоническую дислоцированность залежей.

n Рудные тела имеют сложное зональное строение. В самом основании располагаются массивные пирротин пентландитовые руды (90— 100% сульфидов), характеризующиеся внутренней расслоенностью (чередованием пирротиновых и пентландитовых слойков мощностью 2— 5 мм). Пирротин преобладает над пентландитом, в подчиненном количестве присутствуют пирит, халькопирит и хромшпинелиды. Выше залегает зона богатых вкрапленных руд, так называемых матриксных (40— 60% сульфидов), по составу аналогичных массивным. Зона богатых вкрапленных руд перекрывается зоной «тройных» (сидеронитовых) руд, содержащих не более 20% сульфидов. Здесь пентландит преобладает над пирротином, кроме того распространен халькопирит. Разрез рудной зоны завершается бедными вкрапленными рудами (менее 5% сульфидов), представленными мелкой вкрапленностью пентландита, миллерита и пирротина в серпентинитах. Зоны отделяются друг от друга хорошо выраженными поверхностями раздела. С подстилающими породами контакт резкий, верхний контакт постепенный. Содержание Ni в сплошных рудах 1, 9— 4, 8%, Cu 0, 1— 0, 6%, обнаружены Pd, Ir, Au от долей до 2, 5 г/т. Отношение Cu: Ni = 1: (10— 13). Отмечается высокая степень метаморфизма руд, обилие пирита.

Гипергенные месторождения окисносиликатных Fe-Co-Ni руд n Основная масса мировых запасов Ni руд сосредоточена в гипергенных месторождениях, локализованных в корах выветривания только на породах дунит-гарцбургитовой формации складчатых областей. Образование этих месторождений связано с химическим выветриванием серпентинитов и серпентинизированных ультраосновных пород, содержащих 0, 15— 0, 30% никеля, в условиях жаркого и влажного тропического климата. Наиболее крупные и богатые месторождения расположены в современной тропической зоне Земли и возникли в новейший олигоцен четвертичный этап развития. Латеритообразование на территории нашей страны имело место на ограниченных площадях и только в древние эпохи: средне позднедевонскую, раннекаменноугольную, позднетриасовую и меловую. Промышленные никеленосные коры связаны только с меловой эпохой — Средний и Южный Урал, Украина, Восточный Казахстан.

Это месторождения Новой Каледонии (29% мировых запасов), Индонезии (11), Филиппин (о. Минданао (9)), Австралии (месторождение Гринвейл), Греции (о. Эвбея), Кубы и др. такого же типа латеритные коры выветривания известны у нас на Южном Урале.

Среди гипергенных месторождений коры выветривания выделяются три главных морфогенетических типа: площадной, линейный и контактово-карстовый. n n Месторождения площадного типа - связаны с площадной корой выветривания на массивах серпентинизированных ультрабазитов в условиях выположенного рельефа. Этот тип включает в себя основную массу запасов Ni-руд гипергенной группы месторождений. Рудные залежи всегда располагаются вблизи дневной поверхности, имеют форму горизонтальных плащеобразных тел площадью до нескольких квадратных километров и мощность кондиционных руд от 3 до 50 м. Подошва таких залежей неровная с многочисленными карманами.

n n n Сводный профиль никеленосной коры выветривания ультрабазитов на промышленных месторождениях характеризуется развитием следующих зон (снизу вверх): ультраосновные породы (дуниты, перидотиты, серпентинизированные); дезинтегрированные и карбонатизированные серпентиниты, затронутые в незначительной степени начальными процессами гидратации и выщелачивания с многочисленными прослойками магнезита. Мощность 5— 10 м; выщелоченные серпентиниты, обохренные, керолитизированные, пористые с карбонатами, кварцем, опалом — зона конечной гидратации силикатов и начала окисления. Мощность 3— 9 м; нонтрониты — зона конечного выщелачивания, сложенная глиноподобными породами. Мощность 2— 10 м; охры — рыхлые, сыпучие желтые и красные, состоящие из гидроксидов железа и кремнистых стяжений. У поверхности располагаются плотные кавернозные кремнистые и оксидные корки (кираса). Мощность 2— 15 м.

Площадная кираса

Фрагменты кирасы

Обломки кирасы

Обломки кирасы

Поверхность кирасы

n n В полном профиле коры выветривания никелевое оруденение приурочено к зоне нонтронитизированных серпентинитов, нижней части зоны структурных охр и верхней части керолитизированных серпентинитов. Руды имеют сложный комплексный состав. Ni и Co распределены между многими сложными по составу минеральными компонентами, представленными силикатными соединениями — никелевым нонтронитом, никелевым тальком, никелевым серпентином, гарниеритом, ревденскитом и оксидами железа и марганца — никель и кобальт содержащими гидрогётитами, магнетитом и асболанами. Среднее содержание Ni 0, 9— 2, 5%.

В зависимости от полноты профиля КВ ультрабазитов выделяются главные типы месторождений: южноуральский, индонезийский, кубинский и новокаледонский Южноуральский тип (Кемпирсайская группа месторождений). Связан с полным профилем покровной коры выветривания. Руды в этом типе месторождений силикатные Fe-Ni и смешанные силикатно оксидные Co-Fe-Ni. Силикатные руды преобладают. Связаны они с зонами нонтронитов. Соотношение руд в охрах—нонтронитах— выщелоченных серпентинитах равно 5: 70: 25. Содержание Ni в рудах 0, 7— 2, 6%, в среднем 1, 2%.

Южно-Уральский тип Ni-месторождений кор выветривания Зона охр Силикатные Fe-Ni руды Зона нонтронитов Выщелоченные ультрабазиты

Индонезийский тип Ni-месторождений кор выветривания n Наиболее распространенный тип, особенно в зоне влажных тропиков. Связан с сокращенным профилем выветривания ультрабазитов. Характерно полное отсутствие в разрезе нонтронитов и преобладающая роль охр, имеющих существенно латеритный состав, и в верхней части представленных железистой кирасой. Профиль этих месторождений сложен наиболее зрелыми продуктами выветривания тропических зон. Главная масса руд локализуется в зоне охр и представлена оксидным Co-Fe-Ni типом. Руды имеют низкое содержание Ni (0, 8— 0, 95%), высокое Co (0, 10— 0, 12%) и Fe (45— 50%). Никелевые руды связаны с гидроксидами железа, концентратором кобальта являлись асболаны.

Индонезийский тип Оксидные Fe-Ni-Co руды Зона охр Выщелоченные ультрабазиты Силикатно-оксидные Fe-Ni руды

Кубинский тип Ni-месторождений n n По характеру разреза занимает промежуточное положение между полным (южноуральским) и сокращенным (индонезийским) типами. Руды представлены двумя типами — оксидным и силикатно-оксидным. Оксидный тип приурочен к зоне охр, мощность которых 2— 30 м. Силикатно-оксидные Co Fe Ni руды приурочены к переходной зоне между охрами и выщелоченными ультрабазитами, сложены обохренными нонтронитами. Они являются наиболее богатыми (содержание Ni 0, 75 — 2, 46%, среднее 1, 20%) в месторождениях этого типа. Главными рудными минералами являются нонтронит, гидроксиды железа и марганца, содержащие никель, хлориты и никелевый магнетит. Примеры: месторождения Кубы (Пинарес де Маяри), Буруктальское на Урале, Гринвейл в Австралии.

Кубинский тип Ni-месторождений кор выветривания Обохренные нонтрониты Выщелоченные ультрабазиты

Новокаледонский тип Ni-месторождений кор выветривания Силикатные Ni-руды Слабо измененные обохренные ультрабазиты

Новокаледонский тип Ni-месторождений кор выветривания n Связан с покровной корой выветривания своеобразного строения. Верхняя часть коры сложена латеритными охрами, 4 25 м, а нижняя мощностью от 5 до 80 м — выщелоченными и слабо измененными ультрабазитами, насыщенными инфильтрационными жилами никелевых и Mg Ni гидросиликатов (гарниерит и непуит). Новокаледонский разрез коры выветривания близок к сокращенному (индонезийскому) профилю, но отличится высокой никеленосностью, имеющей не остаточное, а инфильтрационное происхождение.

Разрез гарниеритовых месторождений в Новой Каледонии Скопления зеленого гарниерита Брекчиевидные и порошковатые руды «Красная земля» Безрудная Никеленосная Серпентиниты Брекчиевые руды Гарниеритовые руды в виде гнезд в цементе брекчий, прожилков и жил прослеживаются на глубину до 100 -150 м. В нижних горизонтах содержания Co и Ni 3 -4%.

n n n Подобные месторождения возникают в результате двухэтапного процесса: в первый эволюционный этап формируется покровная кора выветривания полного или сокращенного профиля, во второй — в условиях резкого углубления базиса эрозии произошли вынос из верхней части коры Ni, Si. O 2 и формирование зоны инфильтрационного обогащения никелем. Руды месторождений новокаледонского типа силикатно-никелевые содержат в среднем Ni 3%. Оксидные Co-Fe-Ni руды зоны охр характеризуются низким содержанием Ni (в среднем 1— 2%) и Co (0, 1%). Примеры: месторождения о. Новая Каледония, Бразильской и Мадагаскарской провинций.

Месторождения Ni линейного типа n n Это месторождения никелевых руд, приуроченные к линейно трещинным корам выветривания, развитым вдоль зон региональных разломов и контактов даек, пересекающих массивы ультрабазитов. Протяженность рудных зон достигает 2— 3 км при ширине 50— 250 м. Рудные залежи имеют линзообразную форму, крутое падение и прослеживаются на глубину до 100— 300 м. В пределах крупных месторождений линейный и площадной типы встречаются совместно, образуя сложные комплексные рудные залежи. По запасам руд месторождения линейного типа уступают площадным, но качество руд в них более высокое. Примеры: Новоаккермановское (Юж. Урал), Белогорское, Сарыкулболдинское в Центральном Казахстане.

Месторождения Ni линейного типа n n n n Главными особенностями таких месторождений в отличие от площадного типа являются: а) отсутствие вкрапленной зоны нонтронитов; б) интенсивное развитие окремненных пород; в) широкое распространение инфильтрационных прожилков Ni халцедона, карбонатов, Ni силикатов; г) отсутствие вертикальной зональности и развитие вместо нее латеральной (в обе стороны от зоны дизъюнктивных нарушений); д) большое развитие имеют охры, характеризующиеся высокой концентрацией Ni, иногда Co. Распределение Ni в рудных телах весьма неравномерное, содержание его достигает 20— 40%, при среднем 1— 4% Ni.

Месторождения Ni линейно-трещинного типа Силикатно-никелевые руды Охристо-кремнистая зона Выщелоченные ультрабазиты с магнезиально-никелевыми гидросиликатами Дезинтегрированные ультрабазиты

Контактово-карстовый тип n Оруденение локализуется в контактовой зоне ультрабазитов с карбонатными породами. Наиболее благоприятно пологое налегание ультрабазитов на карбонатные породы выносимые из коры выветривания Ni, Mg и Si. O 2 выпадают на карстующей поверхности известняков в виде Ni и Mg Ni гидросиликатов. В результате карстования карбонатных пород образуются большие камеры, заполненные карстовой брекчией, глинами, песками и алевролитами. Месторождения представляют собой типично инфильтрационные образования. Руды представлены силикатным никелевым типом. Гарниерит и ревденскит образуют в карстовых глинах тонкие прожилки и примазки. Наиболее богатые руды концентрируются вблизи известняков, чаще на дне карстовых воронок.

Контактово-карстовый тип Зона инфильтрационных магнезиально-никелевых гидросиликатов Граница силикатно-Ni руд

Контактово-карстовый тип n n Никель встречается как в виде собственных силикатных минералов, так и в сорбированном состоянии в нонтронитах, керолитах, гидроксидах железа и других минералах. В известняках метасоматическим путем возникает никельсодержащий сидерит. Глубина залегания руд 30— 150 м, в некоторых случаях до 500 м. Мощность рудных тел 10— 60 м. Для рудных залежей карстового типа характерна крайняя невыдержанность по мощности, резкие колебания содержания никеля в рудах (от десятков долей процента до 20% и и среднем составляет 1, 5%), почти полное отсутствие в рудах кобальта 0, 03 — 0, 04%). Никелевые руды карстового типа, как правило, высокомагнезиальные (10— 20% Mg. O) и всегда богаты глиноземом (10— 15% Al 2 О 3), содержание кремнезема 32— 44%, оксида железа 14— 20%. Примеры: Черемшанское месторождение на Среднем Урале.

Нетрадиционные типы месторождений никелевых руд n n Огромные скопления Ni связаны с железомарганцевыми конкрециями дна Мирового океана. Типичный химический состав морских конкреций Тихого океана следующий (вес. %): Мn 8, 2— 41, 1 (среднее 24, 2), Fe 2, 4— 26, 2 (14, 0), Ni 0, 16 — 2, 0 (0, 99), Со 0, 19— 0, 30 (0, 27), Сu 0, 03— 1, 6 (0, 53). Отложения Атлантического океана имеют более низкие содержания Ni и Co, чем залежи Тихого и Индийского океанов. Наиболее богатые Ni конкреции встречаются в восточных районах каждого океана, а среднее содержание Ni и Cu увеличивается по направлению к экватору. Общие ресурсы Ni в железомарганцевых конкрециях оцениваются разными исследователями от 16, 4 до 73 млрд. т.

Спасибо за внимание!