Никелевые месторождения Новой Каледонии

11.07.2018
Поверхностное выветривание может иметь различное отношение к рудным месторождениям. Оно может разрушить ранее существовавшее рудное месторождение, вызвать частичное окисление руд без заметного влияния на содержание полезных компонентов и способствовать образованию рудного месторождения, концентрируя в остаточном материале такие компоненты, которые в свежей породе находились в рассеянном состоянии. Именно в результате этого последнего процесса и образовались никелевые месторождения Новой Каледонии.

Остров Новая Каледония находится в южной части Тихого океана; в длину он имеет примерно 250 миль при средней ширине всего лишь около 30 миль. Никелевые месторождения были открыты здесь геологом Гарнье в 1865 г., а примерно с 1875 г. началась их разработка, которая велась нерегулярно. До открытия месторождений района Садбери в Онтарио Новая Каледония была главнейшим мировым поставщиком никеля.

Большая часть острова Новая Каледония сложена комплексом ультраосновных пород — дунитами, саксонитами и другими связанными с ними типами пород; многие из этих пород частично или полностью серпентинизированы (фиг. 18.2). Серпентинитовая серия, как здесь называют комплекс изверженных пород, прорывает меловые и более древние осадочные отложения, в связи с чем ее считают третичной. Процесс серпентинизации главным образом заключается в гидратации первичных минералов ультраосновных пород, сопровождаемой перераспределением и слабым выносом компонентов. Гидратация, как правило, обусловливается вторичными или интрузивно-метаморфическими процессами, происходящими в связи с поглощением горячими ультраосновными породами воды из окружающих пород. По-видимому, такой механизм серпентинизации и действовал при изменении ультраосновных пород Новой Каледонии, ибо развитие серпентинитов не зависит от современного рельефа и от процессов выветривания.

Рудные месторождения Новой Каледонии описывались многократно, причем все исследователи пришли к единому мнению, что никель концентрировался в процессе латеритизации серпентинитов. Породы серпентинитовой серии выветриваются до типичных темно-красных латеритов с профилями, обычными для многих других районов тропического климата (фиг. 18.3). Почти повсеместно поверхность серпентинитовой серии покрыта отложениями пизолитовых окислов железа. Величина нодулей по большей части бывает с горошину; тонкозернистых, глинистых минералов почти совсем нет. При полной латеритизации первичные низкоглиноземистые силикаты ультраосновных пород разлагаются с выносом кремнезема, кальция и магния. Железо находится в латеритах в виде лимонита, содержащего 10—25% воды. Участки развития серпентинитовой серии и латеритов легко отличить от участков других пород по растительному покрову.

Наиболее высококачественные никелевые руды концентрируются под горизонтом латеритов, в верхней части пород серпентинитовой серии, где они образуют почти горизонтальные зоны. Однако не все латериты подстилаются рудой. На отдельных участках никелевые минералы накапливаются в небольших трещинах, проникающих в глубь коренных пород, но такие трещины редко представляют промышленную ценность. Интенсивность процесса концентрации никеля в основном контролируется формами рельефа; самые богатые руды залегают на пологих склонах, а также в седловинах горных отрогов, отходящих от главных хребтов. На фиг. 18.3 и в табл. 18.1 показаны различные стадии латеритизации и закономерности распределения металлов в месторождениях Новой Каледонии. Руды перекрываются почвенным слоем, разложенными породами серпентинитовой серии или пизолитовыми латеритами. Общая глубина залегания зоны концентрации никеля от дневной поверхности 1—20 футов, но в отдельных исключительных случаях она достигает 75—100 футов. Никель мигрирует в основном сверху вниз; небольшие рудные залежи, которые встречаются у подошвы пологих склонов, могут образовываться в результате горизонтальной миграции. В нижней части горизонта латеритов над зоной более растворимого никеля накапливаются в небольшом количестве кобальт и марганец.

Главным минералом месторождений Новой Каледонии является гарниерит, никельсодержащая разновидность серпентина. Местное название гарниерита — нумеит. He менее важный рудный минерал — никеленосный антигорит (непуит и гентит). Третий по значению минерал никелевых руд — никельсодержащий сапонит, носящий, кроме того, местное название пимелит. Цвет всех этих минералов меняется от светлого яблочно-зеленого через светло-зеленый до белого. Там, где железо в силикатах замещается никелем, руды приобретают зеленую окраску и соответственно называются зелеными рудами. Если замещению подвергается магний, руда становится бурой, сохраняя цвет, присущий окислам железа. В настоящее время добываются главным образом бурые руды, называемые здесь шоколадными. В аморфном минералоиде асболане (кобальтоносном ваде) содержится до до 10% кобальта. Черные окислы марганца определяются как пиролюзит и псиломелан; кое-где они добываются в небольших количествах. Наиболее распространенными нерудными минералами являются тальк и сепиолит [Mg4(Si6O15)(OH)2*6H2O). Кроме них, в небольших количествах встречается халцедон, отвечающий коллоидному кремнезему, выщелоченному из зоны латеритов и развитому по трещинам в породах серпентинитовой серии.

В среднем руды содержат около 3,5% никеля, но для более богатых руд, добытых на первом этапе эксплуатации месторождений, 10% никеля не было исключительным. И в настоящее время руды Новой Каледонии по содержанию никеля намного превосходят латериты большинства других районов. Подавляющая масса рудных тел характеризуется небольшими размерами (менее 100 000 т), причем самое крупное месторождение обладает запасами всего лишь около 600 000 т.

Согласно данным изучения неизмененных серпентинитов и ультраосновных пород, содержание никеля и кобальта во всем районе относительно постоянно. Представляется, что прямой зависимости между содержанием этих металлов в породах серпентинитовой серии и в рудах нет. Таким образом, наличие руд оказывается прямой функцией благоприятного рельефа местности и влияния условий выветривания на породы серпентинитовой серии. Эффективность процесса выветривания мы оценим в достаточной мере только в том случае, если представим, что в результате этого процесса произошла десяти-тридцатикратная концентрация никеля по сравнению с неизмененными ультраосновными породами, содержащими всего лишь 0,2—0,3% никеля. Шетела обратил внимание на присутствие в породах серпентинитовой серии арсенопирита и пирита и предположил, что никель, возможно, входил в состав этих сульфидов. Другие исследователи считают, что никель содержался в ферромагнезиальных силикатах.

Каково бы ни было первичное нахождение никеля, ясно, что обогащение им измененных пород обусловлено процессом выветривания. Самые высокосортные руды устанавливаются там, где химическое выветривание было наиболее эффективным. Удалось даже заметить, что серпентинит — не главный источник никелевых руд по сравнению с другими породами ультраосновного комплекса, хотя содержание никеля в серпентинитах и ультраосновных породах одинаково. Эта особенность связана с различной проницаемостью горных пород: низкая проницаемость серпентинитов препятствует циркуляции минерализованных вод и просачиванию их сверху вниз.