Титано-циркониево-фосфатные россыпи

Россыпные месторождения фосфатов с сопутствующей циркон-рутил-лейкоксен-ильменитовой ассоциацией рудных минералов представляют собой своеобразный минеральный тип ископаемых комплексных ПМР, основная ценность которых определяется заключенными в них фосфатами, а рудные минералы присутствуют в качестве попутных компонентов. Этот тип россыпей особенно свойственен верхнемеловой формации Русской платформы, формировавшейся в обстановке «фосфатного шельфа», имевшей место в сеномане, сантоне, кампане. Это определило не только тесную пространственную сопряженность верхнемеловой фосфоритовой и россыпной титано-циркониевой формации (рис. 112), но и зачастую совместное нахождение фосфоритов и рудных минералов в составе единых пластов, либо перекрытие фосфоритами рудного пласта, как это имеет место в описанном выше Центральном месторождении, где фосфоритовый концентрат является попутным продуктом обогащения.

Наряду с этим, выделяется также разновидность песчаных кварцевых формаций, в которых фосфориты являются главным полезным компонентом, а присутствующие в относительно повышенных количествах традиционные рудные минералы комплексных ПМP — в качестве попутных компонентов, существенно повышают ценность месторождений. Впервые данный тип комплексных россыпей был описан геологами ПГО «Центргеология» в кампанских отложениях Брянской области и выделен Н.Н. Иконниковым в качестве самостоятельной россыпной формации унечского типа. Занимаемая этими осадками площадь северо-восточного простирания протяженностью около 120 км при ширине более 20 км выделяется в качестве Унеча-Крапивненской зоны.

В тектоническом отношении эта зона приурочена к области тройного сочленения Московской синеклизы, Воронежской антиклизы и Днепровско-Донецкого прогиба, осложненной локальными поднятиями типа Стародубского поднятия, Трубецкого носа и др., которые, по-видимому, и контролировали преимущественную концентрацию тяжелых минералов в прибрежной зоне кампанского бассейна. В пределах зоны выделяются три обособленные площади (россыпные поля): Унечская, Стародубская и Крапивненская, а в пределах первой из них — две россыпи Павловская и Милушкинская.

Продуктивный фосфатный пласт с тяжелыми минералами приурочен к верхней части разреза нижнекампанских отложений, представленных зеленовато-серыми слюдистыми песками и алевритами, иногда карбонатизированными вплоть до песчанистого мела, с включениями желваковых фосфоритов. Пески хорошо сортированы, мелкозернистые с преобладанием класса крупности —0,20+0,16 мм (60.5%) и —0.16+0.10 мм (25.4%). Они подстилаются мергелями сантона и перекрываются белым плотным мелом верхнего кампана, а в северо-восточной части района — непосредственно четвертичными осадками. Мощность рудного пласта в среднем составляет около 3 м при содержании P2O. около 8% и выходе тяжелой фракции около 3%.

В литодинамическом отношении кампанские фосфорит-россыпеносные пески отвечают относительно низкоэнергетической обстановке прибрежной литоральной зоны. Источники рудного вещества в них недостаточно ясны. По-видимому, поступление фосфатного вещества в прибрежные воды как в виде геля, так и в виде аллотигенных частиц могло происходить за счет разрушения расположенного вблизи Полпинского фосфатного месторождения сеноманского возраста, источником же рудных минералов могли служить аптские и сеноманские слои. При этом состав тяжелой фракции довольно стабилен, хотя и отмечаются максимальные содержания ильменита в Крапивненской россыпи, лейкоксена — в Унечской, а эпидота — в Стародубской россыпи.

Наиболее изученным является Унечское месторождение, оконтуривание рудных тел которого проводилось по бортовому содержанию P2O5 = 5%; титановые минералы и циркон являются попутными компонентами и составляют в зернистой части (в %): ильменит — около 1.5, рутил + лейкоксен — 0.35, циркон — всего 0.06. Содержания эти расцениваются как весьма низкие, но без извлечения этих минералов отработка месторождения нерентабельна.

В целом руда представляет собой фосфатный песок, состоящий из кварца, фосфатов, кальцита, в сумме составляющих 88-93%, с примесью тяжелых минералов (1-10%), глауконита, полевого шпата и др. В зависимости от содержания карбоната выделяются два типа руд: кварцевые, с содержанием кварца более 50% и карбонатно-кварцевые, с содержанием кварца 30-40% и кальцита 24-25%, Фосфаты присутствуют: а) в виде самостоятельных зерен, концентрирующихся преимущественно в классе +0.15 мм, по составу представленных коллофаном, с содержанием P2O5 27-29%; б) в виде оболочки (пленки) на зернах аллотигенных минералов в классе -0.15 мм, развитой в равной степени как по легким, так и по тяжелым минералам. Этот пленочный фосфат, представленный достаточно подвижной формой (растворимой в 5%-ной соляной кислоте), составляет около 75% суммарного P2O5 в руде.

Обогащение песков Унечского месторождения возможно по флотационно-гравитационной схеме, позволяющей получать два концентрата — фосфатный и коллективный фосфатно-рудный концентраты тяжелых минералов. После обесфосфоривания последнего гидрометаллургическим способом, из нерастворимого остатка путем гравитационной, магнитной и электрической сепарации получены концентраты: ильменитовый с содержанием ильменита 72-92%, цирконовый с содержанием циркона 72% и гранатовый с содержанием граната 53% (данные Центральной лаборатории ПГО «Центргеология», 1991 г.). Все концентраты некондиционные.

Перспективы рассматриваемого унечского типа комплексных фосфатно-титано-циркониевых россыпных месторождений еще недостаточно изучены. Однако следует иметь в виду, что они не ограничиваются названными выше россыпными полями Унеча-Крапивненской зоны. Аналогичная продуктивная формация нижнекампанского возраста с высоким содержанием тяжелой фракции (до 55% в отдельных пробах) развита также на Обоянской площади в пределах Суджанского блока, в Белгородской и Курской областях. Для окончательного решения вопроса о промышленной ценности рассматриваемого типа месторождений требуются дальнейшие геологические и технологические исследования.