Геолого-минералогическая характеристика хромитовых руд

Размещено на http://www.allbest.ru/

Геолого-минералогическая характеристика хромитовых руд

1. Генезис месторождений хромитовых руд

Промышленные месторождения хромитов, особенно высокосортных руд, отвечающих требованиям металлургического производства, крайне редки. Все они пространственно и генетически связаны с перидотитами и дунитами, а также с продуктами их метаморфизма, серпентинитами и тальково-карбонатными породами.

В природе хромитовые руды встречаются в месторождениях двух типов-коренных и россыпных.

Коренные (первичные) хромитовые руды залегают в месторождениях неправильной, гнездообразной, линзообразной и пластообразной формы. Россыпные (вторичные) хромитовые руды встречаются реже - они могут образовываться в коре выветривания лишь в условиях жаркого климата.

Месторождения хромитов промышленного значения в основном разделяются на пластообразные и линзообразные.

Все известные промышленные месторождения хромитовых руд образовались в магматическую фазу формирования гипербазитовых массивов и относятся к двум генетическим типам: сегрегационному и гистеромагматическому.

Сегрегационные месторождения возникли в раннюю магматическую стадию формирования массивов ультраосновных пород и представляют собой:

а) шлиры вкрапленных руд в дунитах, имеющие постоянно затухающие контакты с вмещающими породами. К этому типу относятся многие проявления вкрапленного хромитового оруденения на Урале и мелкие месторождения (Ключевское);

б) пластообразные залежи сплошных руд, выделившиеся в результате гравитационной дифференциации внутри первично расслоенных габбро-перидотитовых массивов (Еушевельд в Южно-Африканской Республике и Великая Дайка в Южной Родезии).

Гистеромагматические месторождения возникли в позднюю магматическую стадию формирования ультраосновных массивов. Хромит кристаллизовался из остаточных рудоносных расплавов при участии летучих компонентов. Рудные залежи представлены линзо- и жилообразными эпигенетическими телами, имеющими резкие контакты с вмещающими породами даже тогда, когда они сложены вкрапленными рудами. Хромитовые руды в дунитах обычно более высокого качества, чем руды, залегающие в перидотитах. Основной тип месторождений хромитов - гистеромагматический. Все промышленные месторождения России этого типа. Из зарубежных месторождений к этому типу относятся Селюкове в Южной Родезии.

Известны месторождения хромитов, образовавшиеся в процессе выветривания, и элювиально-делювиальные россыпи, которые представляют собой скопления зерен и обломков хромита обычно среди рыхлой лимонитизированной массы, возникающей за счет выщелачивания ультраосновных пород.

Элювиальные и делювиальные россыпи хромитов возникли при интенсивной механической денудации коренных месторождений. Они довольно многочисленны, но промышленное значение имеют главным образом валунчатые руды.

Наиболее характерные формы рудных тел в месторождениях дунитовых зон - огромные жилообразные шлиры, полосы и гнезда. Рудные тела, залегающие в дунитовых обособлениях, сложены магнохромитом (реже хромпикотитом), представляющим высокосортное сырье, а руды месторождений, залегающие в перидотитах, характеризуются повышенным содержанием глинозема (иногда до 20-25%) и представлены алюмохромитом (реже хромпикотитом). По содержанию окиси хрома эти руды относятся к низко- или среднесортным.

Размеры рудных тел хромитовых месторождений весьма разнообразны. Наиболее крупные жилоподобные тела достигают в длину 600-1200 м при мощности 40-50 м, а мелкие - 50-60 м при мощности 1-3 м. Линзы протягиваются по простиранию на 100-120 м при мощности 4-5 м, но известны линзообразные залежи, уникальные по размерам. Объем хромитовых гнезд обычно не превышает нескольких десятков, реже сотен кубических метров. Некоторые крупные залежи прослежены на глубину до 500 м. Текстуры и структуры периферических и внутренних частей рудных тел всегда различны.

Для периферических частей рудных тел по сравнению с внутренними характерны пониженная густота вкрапленности хромшпинелидов, большая изменчивость зернистости при резком преобразовании мелко- и среднезернистой вкрапленности, большее разнообразие текстур и присутствие популярных руд.

Внутренние части рудных тел характеризуются высокой густотой вкрапленности, наличием обособлений массивных руд, большим постоянством зернистости с преобладанием крупно- и даже грубозернистых руд, выдержанностью текстур. Одни разновидности руд проникают в другие в форме струй и жилоподобных тел. Все это свидетельствует о подвижности рудного вещества в период его формирования. Интрузивные брекчии и жилы дунитов, встречающиеся в периферических частях рудных тел, свидетельствуют о том, что эти тела формировались в очень неспокойных тектонических условиях.

Для всех месторождений характерна полосчатость руд, находящихся по периферии рудных тел, и директивность вмещающих пород, указывающая на ориентированное давление в период формирования месторождений.

Структурные соотношения хромшпинелидов и оливинов в рудах различных текстур, приуроченных к различным частям рудных тел, следующие:

а) густовкрапленные средне-, крупно - и грубозернистые хромитовые руды из внутренних частей рудных линз и шлиров; хромшпинелиды выделяются раньше оливина и резко идиоморфны; часть зерен округленной формы и несет следы резорбции;

б) густовкрапленные средне- и крупнозернистые хромитовые руды из внутренних и периферических частей рудных тел; хромшпинелиды выделяются раньше и одновременно с оливином, образуя гипидиоморфную структуру с порфировыми более крупными выделениями зерен хромшпинелидов;

в) модулярные хромитовые образования представляют собой жидкие капли, отликвированные от рудно-силикатного расплава до главного этапа его кристаллизации; доказательством этому служит кристаллизация вещества капель от периферии к центру, деформация жидких капель при ориентированном давлении и сближении капель между собой, захват капель густовкрапленными рудами с идиоморфными зернами хромшпинелидов;

г) разнозернистые средне- и убого-вкрапленные хромитовые руды из периферических частей рудных тел и из сопутствующих струйчатых выделений хромитов. Характерны структуры замещения оливина хромшпинелидом.

Сопутствующие минералы, такие как хромдиоксид, хромактинолит, хромгранат (уваровит), хромитовые хлориты (кеммерерит, родохром) и брусит, образуются в постмагматический этап и выделяются в форме жил и прожилков, пересекающих хромитовые руды.

По разнообразию состава хромшпинелидов, формирующихся в различных геологических условиях, можно судить о своеобразном поведении хрома в процессе кристаллизации ультраосновной магмы. Хром фиксируется в хромшпинелидах на разных этапах становления плутона, начиная от собственно магматического и кончая гидротермальным, вплоть до процессов серпентинизации пород. При этом четко намечается повышение относительной железистости от хромшпинелидов руд собственного магматического происхождения (MgO: FеО>2) к хромшпинелидам, образование которых связано с процессами метасоматоза (MgO: FeO=1,0-1,5).

2. Геологическое строение массива и хромитоносность месторождения

Находящийся на Приполярном Урале ультраосновной массив Рай-Из площадью 380 км² в плане имеет форму полумесяца, обращенного на северо-запад, и по геолого-геофизическим данным всеми исследователями рассматривается как аллохтонная пластина, надвинутая на миогеосинклинальные и платформенные комплексы западного склона Урала. Для центральной части массива, где располагается месторождение Центральное и одноименный рудник, характерно наличие серии разломов и нарушений, усложняющих геологическое строение расположенной здесь рудоносной зоны с промышленными концентрациями хромитовых тел.

Для рудоносной ассоциации массива в целом установлена определенная закономерность: с повышением количества дунитов в нерасчлененном дунит-гарцбургитовом комплексе последовательно увеличивается размер отдельных хромитовых тел, включая и их мощность. Так, Центральное тело дунитов, характеризующееся явно повышенной хромитоносностью, обрамляется нерасчлененным комплексом, содержащим свыше 30% дунитовых выделений, далее же содержание дунитов последовательно снижается.

Дунитовые тела обычно имеют неправильную форму и, как правило, вытянуты в одном направлении, образуя грубую полосчатость в строении дунит-гарцбургитовой ассоциации. Наиболее отчетливо северо-восточное полосчатое строение гипербазитов фиксируется в западной части массива. Восточнее долины Макар-Рузь, где как раз и располагается месторождение Центральное, тела дунитов разворачиваются длинной осью в субширотном направлении. Центральное дунитовое тело по существу представляет жесткий блок, Вокруг которого произошло изменение ориентировки полосчатости дунит-гарцбургитовой ассоциации.

Ранее проведенные поисковые работы на хромитовом месторождении «Центральное», расположенном в юго-западной части Центрального дунитового тела, показали, что здесь как сами дунитовые тела в нерасчлененном комплексе, так и ассоциирующие с ними хромитовые тела обладают СВ. склонением под углом 45-60⁰. Если принять во внимание, что установленное склонение распространяется на все части «Центрального» дунитового тела, то в этом случае можно полагать, что юго-западное окончание Центрального дунитового тела является менее эродированным, по сравнению с центральной и северо-восточной его частями, то есть месторождение Центральное приурочено к апикальной части одноименного дунитового тела.

В пределах массива «Рай-Из» в настоящее время выявлено два промышленных месторождения «Центральное» и «Западное» и 27 рудопроявлений. Они с определенной долей условности принадлежат к двум группам. Первая, фиксируемая в рудопроявлениях «Полойшорское II», «Юго-Западное III», «Рыбий Хвост», «Енгайское II» и ряде других в основном тяготеют к центральным частям дунитовых тел и представлена в основном вкрапленным и полосчато-вкрапленным текстурным типом руд. Такие залежи представляют собой штоко - и столбообразные тела, иногда нечетко выраженные зоны бедновкрапленных хромитовых руд с невыдержанными параметрами по простиранию и падению. Мощность рудных тел колеблется от нескольких десятков см. до десятков метров (в среднем 6,5 м). По простиранию они прослеживаются до 400 м, а по падению до 300 м. Содержание Сr₂О₃ в рудах колеблется от 4 до 23%. Рудообразующий хромшпинелид по данным выполненных микрозондовых анализов принадлежит к высоко хромистому магнезиальному хромиту с несколько повышенной, за счет метаморфизма, железистостью.

Наиболее перспективным в плане промышленного освоения хромитовых руд массива «Рай-Из» является второй тип оруденения, связанный с центральными частями крупных дунитовых тел и блоков. Месторождение «Центральное» - типичный его представитель. Оно расположено на левобережье р. Макар-Рузь в пределах плато с отметками 700-720 м и крутого склона в долину реки. Протяженность месторождения до 1700 м, ширина 400-450 м.

По особенностям геологического строения, рудоносности и степени изученности месторождение Центральное подразделяется на две части - северную и южную. В северной части выявлено 51 тело хромитовых руд, образующих две залежи: «Западную» и «Восточную». В «Восточной» залежи преобладают средне - и густовкрапленные руды с содержанием триоксида хрома от 30 до 50%. Рудные тела имеют форму уплощенных линз, реже пластообразных залежей. Контакты рудных тел довольно резкие, протяженность рудного тела по простиранию 20 - 280 м, в среднем 85 м, по падению до 20 м, мощность - от 0,5 до 30,5 м, в среднем 4,5 м.

В Западной залежи широко распространены убоговкрапленные руды с содержаниями 6-10% Сr₂О₃. Средневкрапленные и сплошные руды распространены значительно реже. Следует отметить, что в целом хромитовые тела Западной залежи залегают в дунитах с повышенной вкрапленностью хромшпинелидов, причем контакты хромитовых тел с дунитами как постепенные, так и резкие. Протяженность хромитовых тел по простиранию от 30 до 1000, в среднем 115 м. По падению они прослеживаются на 200 м, средняя мощность рудных тел составляет 4,5 м.

В южной части месторождения выявлено 28 тел хромитов, которые по характеру распределение оксида хрома, мощности хромитов ближе всего к Восточной залежи северной части месторождения, но отличается от него более высоким качеством руд.

Все рудные тела месторождения Центральное имеют крутое северо-западное падение (70-850), для некоторых из них выявлено северо-восточное склонение (50-600). Поданным проведенных ранее буровых работ оруденение на месторождении Центральном продолжается до глубины более 500 м.

хромитовый месторождение рудный промышленный

Размещено на Allbest.ru