Континентальные ильменитовые россыпи в связи с габбро-анортозитовыми массивами и их корами выветривания

23.08.2019

Важнейшее место в указанной группе занимают россыпи платформенных областей в связи с габбро-анортозитовыми массивами. Классическим примером их является Иршинская группа ильменитовых россыпей на площади Коростеиского плутона на севере Украинского щита (Житомирская область), которая отрабатывается с середины 50-х годов Иршинским горно-обогатительным комбинатом.

Первые россыпи Иршинской группы были открыты в 1927 г., разведывались в 50-е, 70-е и 80-е годы. В различные годы они изучались М.Ф. Векличем, М.Г. Дядченко, А.Я. Xaтуноевой, И.Л. Личаком, Н.Т. Вадимовым, С.И. Гурвичем, Г.П. Проскуриным, С.К. Швайберовым, Л.В. Зубковым и др. По сути, это — крупный рудно-россыпной район, насчитывающий около 20 месторождений и участков, изученных с разной степенью детальности, многие из которых соединены между собой забалансовыми контурами (рис. 71). За пределами Иршинского россыпного поля на расстоянии 10-25 км к северу, а также юго-восточнее и юго-западнее расположена также серия коренных титановых месторождений (крупнейшее Стремигородское месторождение, Носачевское рудопроявление, Паромовская, Грабы-Меленевская, Меричано-Обиходовская и др. площади, Выдыборский, Федоровский и др. участки) и месторождений кор выветривания (Торчинское), что выдвигает район в число крупнейших титаноносных районов СНГ и мира.

Ильменитовые россыпи Иршинского района — это типичные россыпи ближнего сноса, тесно пространственно и генетически связанные с коренными источниками — ильменитоносными породами габбро-анортозитового комплекса (местные, или локальные россыпи, по определению М.Ф. Веклича). По своей геоморфологической позиции они принадлежат к россыпной формации древнего (мезозойского) пенеплена, погребенного в кайнозое (в полтавское время), а затем вскрытого и частично переработанного в плиоцек-четвертичное время. Как известно, эта россыпная формация является одной из наиболее продуктивных по набору минеральных типов россыпей как на севере Украинского щита, так и в других районах — на Урале, в Северном Казахстане и др.

Коренными источниками Иршинских россыпей служили породы Володар-Волынского нижнепротерозойского габбро-анортозитового массива, площадь которого составляет около 1300 км2 при длине 45 и ширине 15-30 км. Практически все ильменитовые россыпи, за исключением лишь некоторых (Ушицкая и Ушомирская) расположены в контуре массива. Внешне он окружен гранитами Коростеньского плутона, причем переход от основных пород к гранитам постепенный. Центральная часть массива на уровне современного среза сложена преимущественно крупнокристаллическими анортозитами и габбро-анортозитами, в краевой части более мелкокристаллическими габбро, габброноритами и габбро-монцонитами. Весь габброидный комплекс характеризуется заметно повышенными содержаниями диоксида титана. Состав рудных минералов во всех разновидностях базитов и ультрабазитов довольно постоянный — ильменит, титаномагнетит (главные), магнетит, пирротин, халькопирит и пирит. Содержание рудных минералов прямо пропорционально степени меланократости пород и колеблется в пределах от 1-2 до 15-20%, а количественные соотношения между ильменитом и титаномагнетитом меняются в зависимости от типа пород. В габбро-анортозитах и безоливиновых габброноритах ильменит составляет 92-97% суммы рудных минералов, в оливиновых разностях, а также в калишпатизированном габбро доля титаномагнетита повышается.

В среднем габбро и габбронориты Коростеньского плутона содержат TiO- — 1-4.5%, анортозиты и габбро-анортозиты — 0.6-2.0%, габбро-перидотиты и оливиновое габбро — 6.8-8.6%. Наибольшие содержания TiO7 — 8.8-10.2% — установлены в троктолитах и плагиоклазовых перидотитах массива.

Практически на всей площади массива, за исключением наиболее врезанных участков долин, эти породы перекрыты глинистой и глинисто-щебнистой корой выветривания каолинового профиля, имеющей мезозойский (юрско-нижнемеловой) возраст.

Представление о характере россыпеобразующей ильменитовой минерализации Коростеньского плутона дает расположенное поблизости Стремигородское коренное месторождение титана, вкрапленные руды которого представлены пироксен-оливин-плагиоклазовыми мелко-среднезернистыми габбро массивной текстуры с относительно равномерно распределенной вкрапленностью ильменита и апатита. Ильменит в коренных рудах присутствует в виде зерен размером от 0.1 до 0.8 мм, в среднем 0.2-0.3 мм. С ним связано 85-87% всех запасов титана в рудах, причем эта цифра закономерно возрастает от лейкократовых к меланократовым разностям. Остальная часть титана связана с титаномагнетитом, микровключениями ильменита и изоморфными примесями титана в породообразующих минералах. Содержание TiO2 в «свежем» ильмените 49%, в ильмените коры выветривания оно повышается до 51%. Ильменит содержит также V (V2O5 — 0,17-0.20%) и Sc (80 г/т). Другой полезный минерал руд — апатит — представлен фторапатитом и образует рассеянную вкрапленность или присутствует в срастании с оливином.

Породы массива подверглись интенсивному выветриванию, в результате чего верхние части коренных месторождений и проявлений представлены выветрелыми габбро и рудоносной корой выветривания. Например, на Стремигородском месторождении мощность этих горизонтов составляет соответственно 30-60 и 12-15 м. Торчинское фосфорно-титановое месторождение целиком представлено рудоносной корой выветривания.

Глинисто-дресвяная кора выветривания образует также базальные слои рыхлых образований в пределах Иршинского россыпного поля, где мощность ее составляет в среднем 5-12 м, изменяясь на отдельных участках от 1.5 до 30, местами до 45 м (рис. 72). Она фиксирует этап длительного континентального развития и выравнивания территории Украинского щита и условно датируется юрско-меловым возрастом. Нижний горизонт коры выветривания представляет собой «дресвяный каолин» — своеобразную ячеистую, легко рассыпающуюся породу, состоящую из неполностью разложившихся зерен первичных минералов (рис. 73). В частности ильменит в ней, как правило, мало изменен и содержит от 42 до 52% TiO2. Верхний горизонт коры выветривания — пластичные глинистые массы монтмориллонит-каолинитового состава с зернами ильменита, редко апатита (так называемые «первичные каолины»). Ильменит в ней сильно преобразован, подвергся регенерации и перекристаллизации с образованием зерен правильных очертаний и характеризуется повышенным содержанием TiO2 (до 65%) (рис. 74).

Осадочный чехол в районе имеет мощность от 2 до 20 м (реже до 30 м), при этом отдельные входящие в него пачки сильно размыты и местами полностью выклиниваются. Он включает следующие толщи (снизу вверх);

1. Нижнемеловые континентальные образования, возникшие исключительно за счет переотложения и перемыва продуктов коры выветривания местных основных пород. Генетически среди них доминируют аллювиальные образования, однако присутствуют также склоновые и озерные фации. Антологически это разнозернистые кварцевые пески с хорошо окатанной галькой кварца, кварцита, с прослоями и линзами вторичных каолинов; в верхних частях разреза характерны также серые и черные глины и вторичные каолины с прослоями бурого угля. Нижнемеловые осадки принадлежат к олигомиктовой формации, в обломочной части которой присутствует только кварц, ильменит и другие наиболее устойчивые в условиях выветривания минералы. Мощность отложений от 1-5 до 10 м на склонах древних выположенных междуречий и до 15-20 м в широких (до 1-5 км и более) плоскодонных долинах древнего пенеплена.

2. Верхнемеловые морские отложения, включающие сеноманские средне- и мелкозернистые глауконитовые пески мощностью до 15-20 м и туронские стяжения кремня в песчаном глауконитовом заполнителе, реже вторичные каолины, мощностью 3-5 м, редко до 10-15 м.

3. Палеогеновые осадки, представленные континентальными образованиями бучакской свиты — разнозернистыми песками, песчаниками, углистыми глинами, бурыми углями, выполняющими систему погребенных долин и балок, киевской и харьковской свит, а также континентальными образованиями полтавской свиты (олигоцен-миоцен) песчамо-гравийоного состава. Их мощность весьма не выдержана и колеблется от 0 до 10-15 м.

4. Верхнемиоцен-плиоценовые покровные пестрые (бурые, серые, красно-бурые) глины с прослоями вторичных каолинов и мелкозернистых песков; маломощны, развиты фрагментарно.

5. Четвертичные отложения, развитые наиболее широко и включающие: а) нижнеплейстоценовый аллювий, мощностью первые метры (иногда до 10-15 м), выполняющий древние долины, выработанные в коре выветривания, редко врезанные до невыветрелых пород; б) среднеплейстоценовые ледниковые и водноледниковые отложения, мощностью от 0,5-1 до 12-15 м, перекрывающие междуречья, и слагающие III надпойменную террасу р. Ирша; в) верхнеплейстоценовый аллювий (пески и супеси) II надпойменной террасы р. Ирша и ее притоков, мощностью от 2-5 до 10-15 м; г) голоценовый аллювий современного днища рек (мощностью от 3 до 20 м), балочные и склоновые, а также эоловые отложения на перевеваемых отвалах.

Россыпеобразование в районе происходило в течение длительного промежутка времени, начиная с раннего мела (поздней юры,?), возобновляясь после кратких перерывов, чему благоприятствовал устойчивый тектонический режим территории, способствовавший многократному переотложению рудного материала из рудоносного элювия и более древних металлоносных осадков. Причем этот процесс происходил практически в пределах одного яруса рельефа, которому в современной поверхности соответствуют отметки от 130 до 190 м. Фактически юрско-раннемеловой пенеплен за это время подвергся лишь незначительному преобразованию и расчленению, что определило, с одной стороны, тесную пространственную, в том числе гипсометрическую, совмещенность разновозрастных долин и россыпей, а, с другой — фрагментарную сохранность разновозрастных пачек осадков (рис. 75).

По-видимому, правильно говорить о четырех главных этапах формирования ильменитовых россыпей Иршинского района: юрский(?), нижнемеловой (оба — континентальные), верхнемеловой (морской), четвертичный (континентальный) с несколькими подэтапами. Ограниченное развитие имеют также позднепалеогеновые-раннемиоценовые полтавские россыпи. По существу, россыпеобразование в районе прерывалось только в палеогене (бучакское — харьковское время), а также, видимо, в плиоцене И во время максимального распространения днепровского оледенения,

Об юрском этапе россыпеобразования можно судить с учетом того, что, уже на это время приходится формирование коры химического выветривания каолинового профиля, в которой происходили остаточная концентрация ильменита, его изменение, частичная перекристаллизация и обогащение диоксидом титана. Этот этап был важнейшим с точки зрения мобилизации рудного компонента и подготовки его к последующему высвобождению. Имеются также указания на находки фрагментов ископаемых речных долин домелового (юрского) возраста. В общем случае можно считать, что часть ископаемых элювиальных россыпей, в том числе связанных с неперемещенной корой выветривания в плотике нижнемеловых долин, имеет домеловой возраст. Ильменитоносный элювий как самостоятельная часть продуктивного пласта сложных россыпей имеет мощность от 1 до 12-15 м и характеризуется содержаниями ильменита от 1-5 до 100-150 кг/м3. Помимо Торчинского месторождения коры выветривания, такие россыпи известны в пределах Пармовского участка и Букинского участка Междуреченского месторождения и др. Обычно ильменитоносные коры выветривания in silu отрабатываются Иршинским ГОКом совместно с вышезалегающими аллювиальными россыпями.

Нижнемеловые аллювиальные россыпи, сохранившиеся в основном в пределах габброидных массивов, отличаются от более молодых россыпей высокой глинистостью и весьма зрелым, олигомиктовым составом зернистой части. Будучи приурочены к ископаемым долинам, они повторяют в плане и в разрезе контуры последних, однако будучи весьма значительно размыты в более позднее время, особенно в раннем плейстоцене, они сохранились в виде отдельных участков неправильной формы, а их кровля изобилует многочисленными карманами. Содержание ильменита в нижнемеловых россыпях колеблется от нескольких килограмм до 50-100кг/м3, местами возрастая до 400-1100 кг/м3. В бассейне р. Лемна и на междуречье ее и р. Нижняя Иршица широко распространены также плащеообразные (0.5-2.5 м) пластовые залежи склоновых россыпей нижнемелового возраста, одевающие склоны древних междуречий. У подножья склонов, в коллювиальных шлейфах их мощность может возрастать до 10-15 м. Обычно эти залежи характеризуются менее выдержанными и более низкими концентрациями ильменита, нежели россыпи нижнемеловых долин. В целом нижнемеловые россыпи заключали (с учетом добытого металла) около 70% всех запасов диоксида титана в россыпях Иршинского района.

Верхнемеловые, сеноман-туронские россыпи являются единственными представителями терригенной прибрежно-морской формации. Они развиты на междуречье рек Уж и Ирша и представлены маломощными залежами (0.5-4 м) с невысокими содержаниями ильменита — обычно нe выше 25-30 кг/м3, в отдельных пробах до 100-250 кг/м3, которые зависят от доли каолиновой составляющей и кремней в песках. Промышленные залежи данного типа, приуроченные к глауконито-кварцевым пескам, заключающие значительную долю запасов, известны в пределах Лемненского месторождения (почти полностью отработанного), Междуреченского месторождения (готовящегося к освоению) и др.

Как уже отмечалось выше, среди палеогеновых осадков ильменитоносны только полтавские разнозернистые пески и песчано-гравийные образования. Примером россыпей этого возраста могут служить некоторые залежи в погребенных долинах бассейна р. Злобич и др. мощность которых колеблется от 1 до 10 м, а содержания ильменита в рудных песках — от 18 до 170 кг/м3, в отдельных пробах выше. Полтавская россыпь в рассматриваемом случае непосредственно подстилается ильменитоносной корой выветривания in situ с содержаниями рудного минерала от первых килограмм до 200-300 кг/м3, что и определило титаносность полтавской свиты. В целом же эти россыпи не играют существенной роли в общем балансе распределения запасов россыпей Иршинского района.

Четвертичная группа россыпей численно весьма обширна, однако с ней связано не более 20% всех запасов диоксида титана в Иршинских россыпях (с учетом добытого). За исключением нижнеплейстоценовых и подморенных среднеплейстоценовых, которые залегают в погребенных врезах, они тяготеют к современным долинам и отрабатывались в первую очередь. Это широкая, разветвленная сеть россыпей, охватывывающая бассейны рек Ирша, Тростяница, Лемна, Уж, Очеря^инка. При этом древние россыпи часто выходят за пределы современных долин на междуречья, как например, это имеет место на междуречье рек Ирша и Лемна (см.рис. 75). Содержания ильменита в нижнеплейстоценовых россыпях колеблется от первых кг до 100 кг/м3, в подморенных среднеплейстоценовых — не превышает 50-60 кг/м3, в россыпях I надпойменной террасы и современного днища долин соответственно 30-150 и 100 200 кг/м3. Характерная особенность молодых россыпей по сравнению с нижнемеловыми, помимо состава, их частое залегание в эрозионных врезах, углубленных до невыветрелых коренных пород.

Сложное сочетание аллювиальных и подстилающих элювиальных пластов позволяет говорить о промышленных россыпях гетерогенного происхождения — элювиально-аллювиальных, аллювиально-водноледниковых.

Именно такой генезис имеет большинство промышленных месторождений Иршинского района, которые делятся на три группы: группа Иршинских месторождений, Лемненское и Междуреченское месторождения. В пределах каждого из них выделяются отдельные россыпи (или участки промышленных россыпей), соединенные между собой контурами забалансовых запасов (см.рис. 71).

Группа Иршинских россыпных месторождений выделяется среди других россыпей района преобладанием россыпей четвертичного возраста, в наибольшей мере привязанных к современной долинной сети. Она включает два пространственно разобщенных месторождении (россыпных поля): собственно Иршинское и Верхне-Иршинское. Первое из них, к настоящему времени практически отработанное, располагалось в современной долине р. Ирша в виде выдержанной залежи протяженностью более 25 км. Промышленные концентрации ильменита (среднее — 39 кг/м3) были приурочены к аллювию современного днища и надпойменной террасы, частично — к подстилающей морене и подморенным пескам при средней мощности пласта 4.4 м. Ильменит этой россыпи был лучшим по качеству для производства пигмента сернокислым способом (табл. 6.5).

На западном фланге собственно Иршинского россыпного поля, вне современной долины р. Ирша, располагается Шершневский участок, который начал эксплуатироваться только в 1991 г. Отличительная его особенность — приуроченность основной части запасов ильменита (85-90%) к палеоген-неогеновым (полтавским) отложениям, остальной — к подстилающей коре выветривания. Шершневская россыпь (участок) представляет собой линейную залежь субширотного простирания протяженностью 6.3 км при ширине 50-550 м, средней мощности пласта 8 м (от 1 до 24 м) и мощности вскрыши 5.4 м. Заключающие основную часть пласта полтавские пески имеют кварцевый состав с примесью каолина в виде заполнителя и маломощных прослоев. Среднее содержание ильменита в песках составляет 149.3 кг/м3 и возрастает до 500 кг/м3 в грубозернистых прослоях. Россыпь имеет отчетливое струйчатое строение, причем отдельные струи-прослои протяженностью в несколько метров и мощностью 1.5-2 м могут нацело состоять из природного ильменитового концентрата.

Подстилающая полтавские пески кора выветривания чаще всего представлена зоной частичной каолинизации; она сохранилась в пределах россыпи фрагментарно и характеризуется средними содержаниями ильменита 66.9 кг/м (при колебаниях от 20-40 до 50-100 кг/м3), за исключением северо-восточного фланга россыпи, где она имеет характер сплошной залежи со средним содержанием ильменита 107.4 кг/м3.

Ильменит полтавской россыпи сильно изменен химически и мало пригоден для получения пигмента сернокислотным способом; в отличие от него ильменит из коры выветривания характеризуется примерно равным содержанием титана и железа, содержит меньше вредных примесей (фосфора и хрома) и весьма благоприятен для переработки указанным способом. Особенно высокими качествами отличается ильменит из кор выветривания северо-восточного фланга россыпи (TiO2 до 50.18%), что, вместе с неглубоким залеганием пласта (общая выемочная мощность менее 30 м) делает этот участок весьма привлекательным для разработки.

Более сложное строение имели россыпи Верхне-Иршинского россыпного поля (см.рис. 71), эксплуатировавшиеся с 1974 г., представленные в основном древними пластами в коре выветривания, в аллювии нижнего мела, в полтавских и неоген-четвертичных осадках. Иллюстрацией может служить Катериновский участок собственно Верхне-Иршинской россыпи, представляющий собой древнюю россыпь, залегающую в пределах современного водораздела. Россыпь Катериновского участка заключает два разновозрастных пласта: нижний — в сохранивший в виде отдельных карманов переотложенной коре выветривания и во вторичных каолинах, верхний и основной — в аллювиальных разнозернистых глинистых кварцевых Песках нижнемеловой палеодолины. Характерно многократное переотложение рудоносного материала, в результате чего основная масса ильменита оказалась сконцентрирована в ограниченных по площади «карманах», где его содержания (до 1000 кг/м3) в несколько раз превышают среднее по месторождению (55-68 кг/м ), от 20 до 260 кг/м3). Кровлей этого, основного, пласта служили палеоген-неогеновые и четвертичные осадки с бедными (3-10 кг/м3) содержаниями ильменита.

В пределах расположенного севернее Гацковского участка того же россыпного поля на междуречье современных долин рек Ирша и Иршинка, также выделяются два генетических и технологических типа рудных песков: (а) каолиновая кора выветривания — каолины и дресва, образующая рудный пласт мощностью от 4.4 до 10 м со средними содержаниями ильменита 82 кг/м3, и (б) залегающие на коре непосредственно или отделенные от нее маломощным (до 1.0 м) безрудным прослоем, делювиально-аллювиальные пески (87% всего объема), супеси, суглинки и вторичные каолины, составляющие верхнюю часть россыпной залежи. Мощность этого пласта составляет в среднем 7 м (от 1 до 22.5 м) при средних содержаниях ильменита 72 кг/м3. Ильменит обоих пластов сильно различается по своему качеству. Менее измененный ильменит из коры выветривания содержит 48-56% TiO2, в то время как в ильмените аллювия содержание диокида титана возрастает до 60-67% (см. табл. 6.5).

Лемненское россыпное месторождение в бассейне одноименного притока р. Ирша также имеет полигенное происхождение и состоит из ильменитоносной коры выветривания и аллювиального пласта. Это типичная ископаемая россыпь верхнеюрского-нижнемелового, отчасти верхнемелового возраста — составной член формации погребенного пенеплена. Общая протяженность месторождения 10 км при ширине от 100 до 800 м. При этом оно состоит из четырех россыпей (I, II, III, IV), из которых самая крупная, но не самая богатая россыпь III (см.рис. 71), в свою очередь включает несколько участков.

Особенности строения россыпи III можно проследить на примере отдельных ее участков. Например, в пределах так называемого «Участка детальной разведки — Центрального» рудоносный пласт россыпи целиком приурочен к верхнеюрскому-нижнемеловому аллювию, представленному песками с каолиновым заполнителем, реже вторичными каолинами, и частично заходит в перекрывающие песчано-кремнистые отложения туронского возраста. Общая мощность рудного пласта составляет от 2 до 22 м (средняя 6.1 м), вскрыши, в которой участвует отчасти туронские, но большей частью палеогеновые-четвертичные осадки мощностью в среднем 10.6 м. Содержания ильменита по отдельным блокам колеблются от 67 до 222 кг/м3, составляя в среднем по участку 110 кг/м3. В россыпи помимо полностью высвобожденного ильменита присутствует также ильменит в сростках с сульфидами (до 5%), а также сульфиды (пирит и марказит) ~ до 19.5% тяжелой фракции и циркон — 0.6 кг/м3, незначительная примесь других титановых минералов.

На других участках, в частности в северо-западной части месторождения (в контуре карьера № 4) рудный пласт состоит из двух частей: ильменитоносной коры выветривания по основным породам мощностью от 2 до 45 м (средняя — 8-10 м) с содержаниями ильменита от 9 до 313 кг/м3 (среднее — 75.3 кг/м ), и аллювиально-склоновой россыпи верхнеюрского-нижнемелового возраста мощностью от 5.3 до 10.7 м (средняя — 7.6 м) с содержаниями ильменита от 3.2 до 212.6 кг/м3 (среднее — 94.8 кг/м3). При этом в аллювиальной россыпи заключено 61% запасов ильменита, а в коре выветривания соответственно 39%. С ильменитом связано около 90% диоксида титана в рудных песках, остальная часть титана содержится в лейкоксене, рутиле или рассеяна в глинистой фракции. Для россыпи характерны также высокие содержания сидерита (среднее — 1.65 до 24 кг/м3), а во вторичных каолинах — апатита (до 25 кг/м3), титаномагнетита (до 15 кг/м3), сидерита (до 112 кг/м3).

Сегодня, когда многие из россыпей Иршинского района уже отработаны, наиболее перспективным является Междуреченское месторождение на междуречье рек Ирша и Тростяница, заключающее около 150 млн м3 рудных песков. Как и предыдущий объект, оно заключает рудные пласты двух типов; в коре выветривания и в аллювиальносклоновых отложениях верхнеюрского-нижнемелового возраста и состоит из нескольких участков (табл. 6.6). За исключением Букинского участка, где основные запасы ильменита (74%) связаны с каолиновой корой выветривания, рудные пласты первого типа в целом по месторождению имеют подчиненное значение.

Неглубокое залегание россыпей Иршинского района позволяет отрабатывать их открытым способом, а легкая промывистость части песков, особенно в современных долинах, допускала применение дражного метода. Таким способом отрабатывались практически полностью выработанные Иршинский участок Иршинского месторождения, а также Шершневский участок той же россыпи, Катериновский участок Верхне-Иршинского месторождения. На участках развития более глинистых труднопромывистых песков, включая ильменитоносный элювий, применяется экскаваторно-гидравлический способ отработки с подачей песчано-глинистой пульпы на обогатительную фабрику (карьер № 1 Верхне-Иршинского месторождения, Букинский участок Междуреченского месторождения). Крупнейшим предприятием Иршинского ГОКа является Лемненский рудник, введенный в эксплуатацию в 1970 г., производительность которого в последние годы была доведена до 1,6 млн м3/год.

Крупность концентрата отдельных россыпей отличается незначительно. Например, в пойменной части Иршинской россыпи он характеризовался крупностью от 0.01 до 5 мм, на Катериновском участке Верхне-Иршинской россыпи — от 0.04 до 0.6 мм, а в карьере 2 того же месторождения — от 0.044 до 1.25 мм (табл. 6.7).

Как следует из табл. 6.5, приведенной выше, содержание TiO2 в ильмените в россыпях различных участков и пластах разного возраста колеблется от 54-57% до 60-63%, отражая вынос железа и степень лейкоксенизации ильменита, причем возрастание этого показателя сопровождается снижением магнитной восприимчивости минерала, что усложняет технологию обогащения рудных песков. Изучению его свойств в россыпях Иршинского района посвящены детальные исследования различных авторов, В том числе коллектива ГИРЕДМЕТ. Ими установлено, что по характеру нарастания измененности и уменьшения крупности зерен ильмениты располагаются в следующей последовательности: коренное месторождение — кора выветривания (зона полной каолинизации) — элювиально-склоновые россыпи — аллювиальные россыпи (от более древних к более молодым),

Ильмениты и продукты их изменения, встречающиеся в россыпях Иршинского района можно условно подразделить на шесть групп: а) собственно ильменит, практически неизмененный, в том числе с включениями титаномагнетита в виде твердого раствора ильменит-гематита; б) гидратированный ильменит, содержащий (по данным рентгеновского анализа) две фазы — ильменит + псевдорутил; в) лейкоксенизированный ильменит, трехфазного состава — ильменит + псевдорутил + рутил; г) лейкоксен — новообразования двухфазного строения — псевдорутил + рутил; д) псевдорутил — практически однофазное новообразование с реликтами ильменита и незначительной примесью вторичного рутила; е) вторичный рутил (см.рис. 74). Все они заметно различаются по своему химическому составу (табл. 6.8).

Ильменит — единственный полезный минерал россыпей, хотя в них также содержатся апатит (иногда до 40-60 кг/м3), сидерит (до 50-100 кг/м3), циркон (до 3-5 кг/м3) и незначительная примесь других устойчивых минералов. При этом допустимое присутствие в концентратах примесных минералов — кварца, сидерита, полевых шпатов и др. (до 3.5%), привносящих в концентраты дополнительные количества кремния, алюминия, железа, фосфора и серы, отрицательно влияет на качество конечных продуктов их переработки.

Ильменитовые концентраты из Иршинских россыпей предназначены для сернокислотной переработки на пигментный диоксид титана (70% от общего выпуска), для металлургической переработки на титан (20%), для производства ферросплавов (10%). Их свойства приведены в табл. 6.9.

Россыпи Иршинского района отрабатываются более 30 лет и обеспечивали около половины добычи титана в СССР, наравне с комплексными титано-циркониевыми россыпями Малышевского (Самотканского) месторождения. Это соотношение существенно отличается от ситуации в мировом масштабе, где значение этого типа мономинеральных ильменитовых россыпей не превышает первых процентов.

В настоящее время наиболее богатые и легкодоступные россыпи в районе отработаны и после 2000 г. ожидается резкое падение выпуска ильменитовых концентратов, если не будут подготовлены и освоены новые месторождения и участки (Стремигородское, Торчинское и др.).

За время работы Иршинского ГОКа произошло значительное нарушение земель и, начиная с 70-х годов ведется их активная рекультивация, ежегодные объемы которой превышают объемы нарушений. Следует также учесть, что территория деятельности Иршинского ГОКа подверглась влиянию Чернобыльской аварии,

В генетическом отношении четвертичным россыпям Иршинского района близки аллювиальные россыпи бассейна р.Ай на Среднем Урале. Будучи генетически связаны с габброидными массивами Кусинско-Копанской группы в пределах Башкирского антиклинория, эти россыпи имеют своими источниками месторождения и проявления ильменит -титаномагнетитовый россыпеобразующей формации. Это типичные россыпи ближнего сноса, начинающиеся в качестве склоновых (делювиальных) пластовых залежей на пологих склонах в пределах рудоносных массивов и продолжающиеся в современных долинах рек на расстояние 10-15 км от коренного источника. Вместе с тем, по своему составу и истории развития эти россыпи существенно отличаются от Иршинских россыпей, формировавшихся на протяжении около 150 млн лет.

Вмещающие россыпи аллювиальные отложения р.Ай и ее притоков представлены гравийно-галечно-валунными образованиями кварцитового, кварцевого и габброидного состава в песчаном разнозернистом заполнителе полимиктового состава, заключающими тонкие прослои и линзы глин и глинистых илов. Общая мощность металлоносного аллювия обычно нe превышает 3 м. Подстилается он элювиальными глинами или разрушенными до состояния дресвы коренными породами. Главными рудными минералами россыпей являются ильменит и титаномагнетит, присутствующие в соотношениях 4:3 — 1:1. Из других рудных минералов присутствуют в качестве незначительной примеси циркон, в отдельных пробах — также рутил, анатаз, лейкоксен, корунд, касситерит, гематит и др. Рудный пласт занимает практически всю мощность аллювия: рудные минералы распределяются в нем более или менее равномерно, редко обособляясь в прослои, линзы и гнезда.

Содержания ильменита в айских россыпях в целом невелико. Из всех долин узла наибольшими перспективами обладают россыпи р. Куваша (левого притока р. Ай) с содержаниями TiO2 всего 8.97 кг/м3, р.Черная с содержаниями TiO2 13.53 кг/м3, р. Копанка и руч. Малый с содержаниями TiO2 19.2 кг/м3. Параметры отдельных россыпей составляют: россыпи р. Куваша — длина 13.8 км при ширине 80-150 м, мощности пласта 5.4 м и содержании ильменита и титаномагнетита соотвественно 23 и 16 кг/м3; россыпи р.Черная — длина 7 км, при ширине 240 м, мощности пласта 5.7 м и содержании ильменита и титаномагнетита соответственно 36 и 37 кг/м3; россыпи р. Копанка-руч. Малый — длина 7.5 км при ширине 260 м, мощности пласта 9.9 м и содержании ильменита и титаномагнетита соответственно 41 и 34 кг/м3.

Ильмениты россыпей отличаются низким содержанием вредных примесей, особенно Cr2O3, они слабо лейкоксенизированы и пригодны для переработки сернокислотным способом. Содержание TiO2 в ильменитовом концентрате составляет 44.5%, в титаномагнетитовом — 13.13%.

В настоящее время лицензию на разведку и последующую эксплуатацию россыпного месторождения р. Куваши получила АО «Уральская горно-геологическая компания». Запасы россыпи обеспечивают 20-летний период деятельности предприятия.

Пример ильменитовых россыпей бассейна р. Ай позволяет предполагать, что перспективы выявления ильменитовых (ильменит-титаномагнетитовых) россыпей ближнего сноса в связи с габброидными массивами складчатых орогенных поясов изучены слабо. В определенных условиях можно ожидать выявления небольших по масштабу, но рентабельных для освоения небольшим предприятием аналогичных месторождений, помимо Урала, в Байкало-Муйском районе, на Восточном Саяне, в Сихотэ-Алине. Краткое описание ильменитовых россыпей последней из перечисленных провинций приведено ниже в силу специфического комплексного, золото-ильменитового состава рудных песков.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна