Монацитсодержащие аллювиальные россыпи - новый взгляд на перспективы в СНГ

Монацитсодержащие россыпи, главным образом комплексные прибрежно-морские, в меньшей мере аллювиальные, вплоть до 1960 г. были во всем мире главным источником получения редкоземельных элементов (РЗЭ). В 60-е годы в связи с активным освоением бастнезитовых месторождений Маунтнн Пасс в США и Баян-Обо в Китае монацитовые концентраты россыпей отошли на второй план, составляя лишь 40-50% мировой продукции РЗЭ, а затем благодаря открытию новых источников редкоземельного сырья (РЗЭ-содержащие коры выветривания) их роль упала до 30-35%. В настоящее время интерес к монациту снова возрос, поскольку он характеризуется повышенными, по сравнению с бастнезитом, содержаниями дефицитных для современной техники неодима, иттрия и иттриевых лантаноидов.

В бывшем СССР редкоземельные россыпи интенсивно изучались в 40-50-е годы, когда создавалась отечественная сырьевая база атомной промышленности. В эти годы в различных регионах страны было выявлено значительное число монацитсодержащих россыпей, в основном мелких аллювиальных, залегающих в современных долинах, дренирующих поля гранитов нормального ряда, пегматитов, гранито-гнейсов преимущественно докембрийского возраста. Исследованиями, проведенными главным образом Всесоюзным трестом «Союзспецразведка», на территории страны было открыто и в разной мере оценено более 130 монацитоносных россыпей, размещающихся в пределах 10 районов, среди которых наиболее перспективные — Западная и Восточная (Приазовская) часть Украинского щита, юг Енисейского кряжа, Калба-Нарынская зона, Алданский массив. Во всех этих районах монацит представлен своей «традиционной» разновидностью — акцессорным «желтым» монацитом гранитного, пегматитового и гранито-гнейсового происхождения.

По данным Е.И. Семенова, А.А. Гармаша, А.Ф. Ли, И.В. Чиркова, Ю.И. Королева и др., большинство этих россыпей характеризовалось содержанием монацита п.100-1000 г/м3, причем минимальные средние промышленные содержания принимались на уровне 150-200 г/м3 (на Украине). В качестве примера могут быть названы россыпные месторождения Винницкой и Житомирской областей (реки Гнилопять, Соб, Ростовец, Жевелевская балка и др.), образовавшиеся за счет серых кварц-полевошпатово-биотитовых архейских гранитов Житомирского массива. Все эти россыпи залегают в современных долинах и приурочены к аллювиальным, пролювиально-аллювиальным и делювиальным образованиям рисского — современного возраста. Встречаются также элювиальные россыпи, залегающие на выветрелом до состояния дресвы материнском граните. Среднее содержание монацита в россыпях оценено в 120-144 г/м3 при колебаниях в отдельных пробах от 0 до 6-7 кг/м3. При этом протяженность отдельных долинных россыпей составляет от 10 до 85 км (р. Соб) при средней ширине 200-500 м и мощности песков от 0,5 до 4.5 и даже 14 м (в погребенных россыпях). Содержание TR2O3 в монацитах отдельных россыпей 56.8-60.8%.

Приазовский район характеризуется относительно более богатыми (300-1500 г/м3), но меньшими по масштабам россыпями монацита, которые, по оценкам 50-х годов, составили около 10% запасов редких земель в россыпях Украины. Здесь разведывались россыпи двух генетических групп, расположенные на двух разобщенных площадях.

1. Россыпи ближнего сноса — элювиальные и аллювиальные россыпи в связи с корой выветривания докебрийских гранитов, мигматитов и пегматитов Волновахского выступа в верховьях р. Кальчик (Мало-Янисольское, Темрюкское, Васильевское и др.). Содержание TR2O3 в монаците россыпей колеблется в пределах 50-58%, составляя в среднем 54.6%.

2. Прибрежно-морские россыпи Азовского моря, образовавшиеся за счет перемыва продуктов дезинтеграции мигматитов Марнупольско-Бердянского района, а также за счет третичных прибрежно-морских осадков (Портовая, Буденновская, Ногайская, Ганьчжуковская и др.). Это — типично комплексные — монацит-циркон-гранат-ильменитовые месторождения, достаточно богатые, с суммарным содержанием полезных минералов 450-900 кг/м3, но с малыми запасами. Их разведка в начале 50-х годов проводилась одновременно с эксплуатацией, в результате чего уже на этом этапе в ряде россыпей было выработано около 2/3 их запасов, а в остальных их оставалось не более, чем на 2-3 года. Правда, следует иметь в виду возможность частичной регенерации этих россыпей по прошествии значительного периода. Это — наиболее богатые по монациту прибрежно-морские россыпи бывшего СССР с содержаниями названного минерала от первых кг до 40-90 кг/м2 (Портовое, Буденновское месторождения) и содержением TR О, в монаците 59.3-59.6%.

Позднее, при поисках и разведке комплексных прибрежно-морских титано-циркониевых россыпей Украины, России и Казахстана также были изучены возможности получения попутного монацитового концентрата. При обогащении хвостов единственного разрабатываемого в настоящее время россыпного месторождения данного типа — Малышевского в Днепропетровской области на Украине возможно получение 60%-ного монацитового концентрата на уровне 500 т/год, которое, однако, сдерживается отсутствием потребителя.

Особенности состава монацитов, в частности соотношение индивидуальных лантаноидов (в пользу цериевой группы), а также высокие содержания тория (ThO2 — 3.4-13.04%), во всех перечисленных типах россыпей позволяют уверенно идентифицировать их с акцессорными монацитами гранит-пегматитового происхождения. Именно из-за высоких содержаний тория в желтом монаците его рассматривали в первую очередь, как потенциальное стратегическое сырье для создания атомного оружия, но впоследствии он не нашел применения в этой отрасли; сегодня потребность в тории весьма ограничена.

Вместе с тем, именно это качество желтого монацита в условиях повышенных экологических требований играет роль негативного фактора при решении вопроса о его промышленном использовании или складировании при отработке комплексных россыпей.

С начала 70-х годов проблема монацита в россыпях получила новое развитие в связи с обнаружением в шлихах и отходах обогащения некоторых золотоносных россыпей так называемой серой разновидности монацита, получившего название «куларит» по месту его наибольшего обнаружения в Куларе. Следует отметить, что эти находки не были первыми; история обнаружения серого монацита ведет свое начало с 1936 г., когда он был описан Земелем в золотоносных россыпях Южно-Енисейского района, позже в 40-х годах В.А. Калюжным в лейкоксеновых россыпях Среднего Тимана, Средней Азии, Чаунского района Чукотки и др.

По данным исследовавших этот монацит А.В. Костерина и др., А.Я. Некрасова и Р.В. Некрасовой, Д.П. Сердюченко, а в последние годы А.А. Кременецкого, он отличается изометричной округлой или слабо уплощенной формой, характерным оолитовым строением, пониженной плотностью (4-4.5 г/см3 против 4.6-5.4 г/см3 у желтого монацита), зональной структурой, обилием включений, присутствием связанной воды (до 1.25%), повышенным содержанием европия (до 1%) и низким (1.5%) или полным отсутствием тория. Эти два последних качества делают его особенно привлекательным, по сравнению с «традиционным» желтым монацитом (рис. 93).

Сегодня собраны данные, показывающие, что география находок серого монацита в россыпях чрезвычайно широка, однако только в нескольких районах — на о-ве Тайвань, в Испании, а также в Куларском районе Якутии проведена оценка редкоземельных аллювиальных россыпей с серым монацитом и подсчитаны прогнозные ресурсы РЗЭ. Анализ свойств серого монацита, особенности его поведения в россыпях и распространения позволил выделить новый потенциально-промышленный тип редкоземельных россыпей — пролювиально-аллювиальные россыпи аутогенно-метаморфического Еu-монацита.

Районы распространения указанных россыпей совершенно иные, нежели редкоземельных монацитовых россыпей в связи с магматогенными кислыми породами. Это — провинции развития углеродисто-метатерригенных (черносланцевых) осадочных толщ миогеосинклиналей, среди которых наиболее крупной и хорошо изученной на территории России является Северное Bepxoянье и Кулар на севере Якутии, с вскрывающимися в ядрах Хараулахского и Куларского антиклинориев каменноугольно-пермскими породами нижнего структурного яруса мезозоид (Хараулахская редкоземельная провинция на металлогенической карте Якутии под редакцией В.В. Еловских, 1972 г.). Другая достоверная провинция — Средний Тиман, где появление куларита в девонских рею сыпях обусловлено его привносом из метасланцев рифея. За пределами бывшего СССР наиболее детально изучена монацитоносность черносланцевых толщ нижнего ордовика Южной Франции и Испании.

Монацит этих толщ имеет первично аутигенную природу и зарождался в условиях начального аутигенеза прибрежно-морских осадков при условии дефицита CaO в восстановительной среде — в присутствии органики, которая является ведущим фактором, контролирующим новообразование РЗЭ-фосфатных агрегатов, с первоначальным формированием фазы, обогащенной европием. Последующая дегидратация при метаморфизме пород приводила к преобразованиям по схеме: рабдофанит — метаморфогенный монацит (куларит) (рис. 94).

В промышленных концентрациях серый монацит впервые был установлен в начале 70-годов в хвостах обогащения золотоносных россыпей Куларского района, отрабатываемых прииском «Куларзолото». При этом средние содержания куларита в золотоносных песках составляют около 1 кг/м3 при колебаниях от 0.1 до 2 кг/м3, а в хвостах обогащения — 1.5-3 кг/м3. В пределах этого района известно, по крайней мере, три самостоятельных узла с повышенными содержаниями РЗЭ в концентратах золотоносных россыпей и собственными куларитовыми россыпными проявлениями: Солурский, Соурдахский и Улахан-Сисский. Наиболее детально изучено распределение куларита в песках и хвостах обогащения золотоносных россыпей Солурского узла, где имеются три участка с переданными на баланс ГОКа суммарными запасами куларита более 6 тыс.т при среднем его содержании 1067 г/м3 (Центральная, Вера и др.). Кроме того, в россыпи руч. Отрожныи запасы куларита составляют около 6 тыс.т при среднем содержании 1-1.5 кг/м3 и содержании золота 50 мг/м3 (данные ГИРЕДМЕТа, Л.Б. Зубков и др.).

Куларит в Куларских россыпях представлен изометричными и слабо уплощенными и сферическими зернами, иногда комковидными агрегатами с характерной шагреневой поверхностью (рис. 95). Он имеет весьма узкий диапазон крупности — около 99% его сосредоточено в классах -0,56+0.074 мм, причем более 70% в классе -0.28+0.14 (табл. 7.1).

Промышленный интерес могут представлять как исходные пески, так и хвосты обогащения отработанных золотых россыпей, накопившиеся за почти 30-летний период работы прииска. При этом проблема промышленной оценки куларитоносности золотоносных россыпей — прежде всего технологическая. В 1990 г. ГИРЕДМЕТом была разработана единая технологическая схема обогащения исходных песков и хвостов обогащения с целью получения самостоятельного концентрата, в результате которой был получен 90%-ный куларитовый концентрат при сквозном извлечении куларита 72%. В качестве примеси в концентрате присутствуют сидерит, сульфиды, гидроокислы железа, ильменит, циркон, кварц, обломки пород. Содержание суммы TR1O3 в концентрате 52.2% (в мономинеральной фракции куларита — 53%), ThO1 — 0,95% (табл. 7.2).

Среди индивидуальных редких земель преобладают лантан, церий и неодим; содержание европия составляет 0.39% от суммы РЗЭ (табл. 7.3).

Расчеты, выполненные ГИРЕДМЕТом, показывают, что при годовой производительности по добыче песков на уровне 250 тыс.м3, прииском могут быть попутно получены 540 T 90%-ного куларитового концентрата при среднем содержании куларита 3 кг/м3; при вовлечении дополнительно в переработку песков с содержаниями 1.5 кг/м3 годовой объем товарного куларитового концентрата может быть увеличен в 1.5 раза.

В качестве новых районов и провинций развития потенциально промышленных куларитоносных россыпей следует рассматривать области развития низкокальциевых углеродисто-терригенных (черносланцевых) толщ, продуцирующих РЗЭ-содержащие фосфаты аутигенно-метаморфогенноЙ природы. В пределах России к ним могут быть отнесены следующие:

A. Северное Верхоянье — Хараулахский антиклинорий — одна из наиболее обширных провинций развития в шлихах РЗЭ-содержащих фосфатов аутигенной-метаморфогенной природы, характеризующихся средними содержаниями суммы TR2O цериевой группы — 42-46% и суммы TR,О, иттриевой группы — 20-21.5% (данные ИГО Якутскгеология), Присутствие куларита может повысить ценность развитых здесь мелких и непромышленных россыпей золота.

Б. Средний Тиман, где куларит, поступающий из метапесчаников рифея, обнаружен в среднедевонских ильменит-лейкоксеновых россыпях (Ярегская, Пижемская) и в редкометалльно-алмаз-золотоносных россыпях (Ичет-Ю).

B. Южно-Енисейский район, где источником куларита в золотоносных россыпях служат ордовикские породы восточного обрамления кряжа.

Г. Мезозоиды Чукотки и Верхней Колымы; «мучнистый», «серый» монацит неоднократно описывался в шлихах и концентратах оловоносных и золотоносных россыпях Чаунского района Центральной Чукотки; в последние годы участки с содержанием куларита до 3-5 кг/м2 были выявлены в золотоносной россыпи р. Берелех (Магаданская область).