Месторождения титана

10.07.2018
Расширение области применения титана за последние годы повлекло соответствующее увеличение добычи титановых руд. Эти руды в основном представлены титансодержащими магнетитом и гематитом или гематитом и магнетитом в тесном срастании с ильменитом. Установлено, что большая часть месторождений титана имеет магматическое сегрегационное происхождение.

Детальные исследования были проведены на магнетит-ильменитовых месторождениях в районе Лейк-Санфорд, штат Нью-Йорк, подтвердившие вывод о том, что такие руды являются дифференциатами габбро-анортозитовой магмы. Считается, что руды этих месторождений были сформированы из остаточных сегрегаций магнетит-ильменитового расплава, частично захваченного в интерстициях породообразующих минералов и частично выжатого в еще пластичные породы. Установлен постепенный переход от габбро, содержащего менее 10% магнетит-ильменита, до почти чистой магнетит-ильменитовой породы. Однако против такой интерпретации генезиса месторождений возражал Гилсон, утверждавший, что формирование рассматриваемых руд связано с процессами пневматолитового замещения габбро-анортозитов. Он представил убедительные данные, доказывающие, что все типы пород района образовались в результате замещения анортозитов вдоль разломов и зон трещиноватости. Рудную минерализацию Гилсон рассматривал как позднюю фазу процесса замещения.

Чрезвычайно крупные ильменит-гематитовые месторождения разведаны в районе Аллард-Лейк, примерно в 25 милях севернее поселка Хавр-Сент-Пьер в провинции Квебек, Канада (фиг. 9.5). Некоторые геологи считают, что эти месторождения образовались в результате магматической сегрегации. Залежи ильменит-гематитовых руд приурочены к крупному массиву анортозитов и габбро-анортозитов, внедрившемуся в докембрийские метаморфические породы и палеозойские известняки. Анортозиты в свою очередь прорваны гранитами. Руды представлены крупнозернистым ильменитом с гематитом в структурах распада твердого раствора; руды образуют неправильные линзы, маломощные дайки, крупные силлоподобные тела и самые различные комбинации этих форм. Главная масса руды содержит 32—35% TiO2. Типичный химический состав руд из месторождений района Аллард-Лейк приведен в табл. 9.3.

Во всем районе титановые руды приурочены к светло-серым средне- и крупнозернистым анортозитам. Одно из месторождений — Лак-Тио, открытое в 1946 г., считается самым крупным в мире телом титановых руд данного типа. Эта рудная залежь, площадью 134 акра и треугольного очертания, содержит примерно 125 млн. т руды.

Система трещиноватости в анортозитах, окружающих месторождение Лак-Тио, представлена двумя сериями крутопадающих трещин отдельности и сколов, простирание которых различается приблизительно на 90°. Более четко выражена серия субмеридиональных трещин, по которым установлены перемещения сбросового характера. Рудная залежь смещена по этим сбросам; оруденение проявилось, по-видимому, независимо от них.

Руды месторождения Лак-Тио сложены агрегатом таблитчатых кристаллов ильменита до 10 мм в поперечнике и толщиной 2 мм. В интерстициях между зернами ильменита в небольшом количестве (обычно около 5%) присутствуют плагиоклаз, пироксен, биотит, пирит, пирротин и халькопирит. При микроскопических исследованиях руд выявлены тесные срастания гематита с ильменитом, представляющие собой структуры распада твердого раствора. Эти структуры распада замечательны тем, что в табличках ильменита, расположенных среди табличек гематита, наблюдаются следы дальнейшего распада твердого раствора гематита в ильмените (при продолжающемся охлаждении). Гематит содержится в ильмените в виде прорастаний в количестве до 25%, причем срастания ильменита и гематита настолько тонкозернисты, что разделить эти два минерала при обогащении невозможно.

Промышленные концентрации ильменита в анортозитах, при широком развитии в тех же породах акцессорного ильменита, свидетельствуют о генетической связи ильменита с анортозитами. Вмещающие породы изменены лишь на отдельных участках, и, кроме биотита и сульфидов, иных следов деятельности минерализаторов, столь обычных для руд гидротермального происхождения, здесь не установлено. Дайки и прожилки ильменита в анортозитах, а также включения анортозита в рудных телах указывают на более молодой возраст оруденения. Хаммонд и Дирден придерживаются той точки зрения, что ильменит и анортозит являются дифференциатами одной материнской магмы, причем крупные залежи промышленных руд представляют собой поздние сегрегационные образования, возникшие в процессе консолидации магмы. Гилсон высказывает диаметрально противоположное мнение; согласно его интерпретации, эти руды образовались в результате пневматолитового замещения. В рудах месторождений Лейк-Санфорд и Аллард-Лейк установлена небольшая примесь ванадия, не превышающая 0,1—0,2%. Ванадий — это обычный компонент многих железных и титановых месторождений и, по всей вероятности, он более характерен для руд магматического происхождения. В настоящее время из месторождений этого типа ванадий извлекается лишь в редких случаях, но вообще такие руды представляют собой серьезный потенциальный источник ванадия. Во время второй мировой войны ванадий извлекался из шлаков как побочный продукт сталелитейной промышленности. Согласно Ваасьоки, ванадий концентрируется в магнетите, а не в ильмените, что связано с близостью ионных радиусов ванадия и окисного железа. Однако Хаттон полагает, что различие в величине ионных радиусов между V+3 или Fe+3 и Ti+4 не столь значительно, чтобы оно могло обусловить такую избирательную концентрацию ванадия. Этот исследователь полагает, что ванадий начинает концентрироваться в остаточных магматических расплавах после кристаллизации ильменита и, следовательно, может захватываться в более позднем процессе образования магнетита.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: