Геолого-промышленные типы месторождений марганца, методика поисков и разведки

15. Подготовительный этап марганцевого рудообразования является одним из самых продолжительных геологических процессов, а заключительная фаза переноса марганцевого раствора водами пролива и садки коагеля в авандельте по своей скоротечности (годы, месяцы) вполне может быть причислена к ряду катастрофических явлений природы.

В этой скоротечности седиментации находится единственное рациональное объяснение противоестественного залегания дисперсных хемогенных руд среди гидродинамически активных обломочных отложений шельфа.

16. В зоне гипергенеза месторождения марганцевых руд деградируют и разрушаются при выщелачивании полезного компонента кислородными водами, но еще быстрее марганец растворяется и переносится термальными сероводородными; те и другие легко мигрируют по проницаемым песчанистым слоям рудных отложений.

Поэтому нахождение марганца в твердой фазе рудных месторождений представляет собою всего лишь эпизод в геохимической жизни этого металла на планете и поэтому же районы галогенеза и проявлений углеводородов малоперспективны на обнаружение более или менее древних богатых по содержаниям марганца месторождений (Лабинское, Мангышлакское, Улутелякское). Садка руд на кристаллическое основание (Никопольский бассейн) лучше предохраняет их от растворения сероводородными водами, чем залегание в рыхлых осадках нефтегазоносных формаций.

17. Общая история продолжительной аккумуляции некото­рых руд­ных элементов в восстановительной среде континентальных морей предполагает некогда существовавшую гидродинамическую связь между подготовительным водоемом и марганце-, боксито-, фосфато и же­лезоруд­ным бассейнами. Бокситорудный седиментогенез в подготовительном водоеме с анаэробными условиями завершается в начальной стадии формирования кислых растворов, а седиментация руд марганца начинается при нейтрализации кислых вод пролива в слабощелочной среде конечного бассейна, поэтому руды алюминия и марганца никогда не находятся в совместном залегании.

Следовательно, известные месторождения марганцевых руд определенно указывают на присутствие высокоглиноземистых отложений в более древних морских фациях подготовительного бассейна, а обнаружение бокситов может рассматриваться в качестве поло­житель­ного критерия прогнозирования марганцевого оруденения более позднего возраста в отложениях нижестоящих (на пути перетока вод) впадин. По возрасту более надежно предсказываются бокситы по марганцу, чем наоборот. Бокситы смежной впадины всегда древнее марганцевых руд.

18. Благоприятным для накопления бокситов следует считать такое изменение режима эпиконтинентального бассейна, при котором окислительно-восстановительный потенциал водной среды повышается, рН уменьшается от щелочных значений к слабокислым, а температура воды возрастает. Такие условия возникают во время регрессии водоема на фоне аридного климата, а также в апвеллингах тропической зоны.

Бокситорудный процесс начинается в резко восстановительных условиях аноксичной зоны с долговременного метасоматоза донных осадков сульфидными растворами алюминия, а заканчивается в кислородной зоне лавинообразным сбросом гиббсита в результате катастрофичного удаления сероводо­рода в цепной реакции кислого гидролиза.

Резкая смена восстановительной обстановки на окислительную при отсутствии сероводорода приводит к образованию месторождений наиболее качественных бескремнистых, бессернистых и маложелезистых бокситов.

19. Сущность коррелятивных связей между марганцем и фосфатогенезом заключается в той же, общей с алюминием и железом истории накопления рудных компонентов в истинных растворах сероводородных котловин. Пока можно лишь предполагать, что в резко восстановительных условиях застойных котловин, желобов и впадин фосфор накапливается вместе с алюминием, марганцем и другими элементами в виде диссоциированных фосфитов, которые по мере уменьшения глубины водоема переходят в ангидрид и в присутствии продуктов окисления сероводорода образуют смесь гидрофосфатов, сульфатов и карбонатов кальция. Стратиграфическое положение месторождений и проявлений фосфоритов определенно указывает на опережение марганцеворудного процесса фосфаторудным и на отставание его от садки бокситов.

20. Изложенные здесь поисковые критерии позволяют рассматривать в едином и непрерывном процессе множество геологических событий от выщелачивания элемента из горной породы до образования железомарганцевых конкреций на поверхности дна океана, от садки гиббсита в морской котловине до континентального галогенеза в той же впадине.

В процессе локального или среднемасштабного прогнозирования нужно остерегаться униформистской интерпретации осадочного рудогенеза и учитывать, что продуктивными были не все, не любые временные водоемы, возникавшие в тех или иных частях конти­нента и исче­завшие в раз­ное время, а только те конкретные желоба геосинклиналей, котловины прогибов и впадины синеклиз, что накапливали и переносили в истинных растворах марганец, железо, фосфор, алюминий и другие рудные элементы вместете, что не потеряли, а унаследовали рудоносный потенциал и генетическую связь с более древними подготовительными бассейнами. Такими водоемами могли быть бассейны нефтегазоносных провинций.

5.2 Группировка месторождений по сложности геологического строения для целей разведки

По размерам и форме рудных тел, изменчивости их мощности, внутреннего строения и особенностям распределения минерализации месторождения марганца соответствуют 1-, 2- и 3-й группам сложности, установленным "Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых", утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278.

К 1-й группе относятся осадочные месторождения (участки) простого геологического строения с рудными телами, представленными крупными пластообразными горизонтальными или слабонаклонными залежами простого строения, с выдержанной мощностью, равномерным распределением марганца и закономерной сменой различных типов руд (Никопольское и Большетокмакское месторождения в Украине).

Ко 2-й группе относятся осадочные месторождения (участки) сложного геологического строения с рудными телами, представленными крупными пологопадающими пластообразными залежами сложного строения с невыдержанной мощностью, неравномерным распределением марганца, сложным и незакономерным сочетанием различных типов руд. Это Чиатурское месторождение (Грузия), Северо-Уральская группа месторождений (Россия), а также вулканогенно (гидротермально)-осадочные и метаморфогенные месторождения с крупными и средними пластообразными залежами сложного строения, невыдержанной мощности, с неравномерным распределением марганца и незакономерной сменой различных типов руд (Западный Кара-Джал, залежи ЖМК Финского залива).

К 3-й группе относятся месторождения выветривания с мелкими линзообразными и гнездообразными залежами, весьма неравномерным оруденением и сложной морфологией, а также месторождения других промышленных типов с мелкими пластообразными и линзообразными залежами сложного строения, невыдержанной мощностью, неравномерным распределением марганца, незакономерной сменой различных типов руд (Южно-Хинганское месторождение, Россия).

Принадлежность месторождения к той или иной группе устанавливается по степени сложности геологического строения основных рудных тел, заключающих не менее 70 % балансовых запасов месторождения.

При отнесении месторождения к той или иной группе могут использоваться количественные характеристики изменчивости основных свойств оруденения.

6. Геолого-экономическая оценка месторождений

На результаты геолого- экономической оценки месторождений марганцевых руд определяющее значение оказывают несколько факторов: особенность района месторождения и удаленность от потребителей, качество марганцевых руд и возможность их реальной промышленной обработки, обогатимость сырья и экологическая чистота схем переработки, уровень эксплуатационных и капитальных затрат, цены на товарную продукцию и транспортные тарифы.

При оценке используется комплекс натуральных и стоимостных показателей, а также результирующих показателей при критериях, на основе которых выбирается оптимальный вариант подсчет запасов и промышленного освоение месторождения. На всех стадиях геолого- экономической оценки комплекс используемых показателей является примерно одинаковым. При проведении оценочных работ используются различные способы определения показателей: по укрупненным нормативным данным, прямыми расчетами, способом аналогий с учетом специфики оцениваемого объекта.

К натуральным показателям относится такие, как запасы марганцевых руд месторождения, годовая производительность (по руде и товарным продуктам- концентратам) горнорудного предприятия, содержание марганца, а также попутных компонентов и вредных примесей в недрах и в продуктах обогащения, разубоживание при добыче, потери и извлечение при добыче и обогащении, коэффициенты вскрыши и др.

Стоимостными показателями оценки являются: выпуск товарной продукции (марганцевых концентратов) горнорудного предприятия в денежном выражении, капитальные вложения, необходимые для промышленного освоение месторождения, эксплуатационные расходы, связанные с добычей и обогащением марганцевых руд.

Основными результирующими показателями оценки служат: прибыль на единицу добытых запасов в годовым исчислении, срок окупаемости капитальных вложений, рентабельность к производственным фондам. В связи с переходом к рыночным отношениям большое значение также имеет определение показателей, характеризующих инвестиционную привлекательность проектов освоения месторождений марганцевых руд. К таким общепринятым на мировом уровне показателям относятся: чистая текущая стоимость проекта, внутренняя норма прибыли, индекс доходности.

Геолого-экономическая оценка марганцевых месторождений проводится на основе рассмотрения вариантов оконтуривания запасов по бортовому содержанию марганца в недрах, годовой производительности горно- обогатительного предприятия, схем переработки руды и др. Использование комплекса результирующих показателей позволяет выбрать оптимальный вариант промышленного освоения месторождения марганца.

Оценка, как правила, выполняется в текущих ценах, что в связи с инфляцией в ряде случаев приводит к несопоставимости результатов, полученных в разные периоды времени. Это заставляет производить корректировки расчетов с помощью специальных коэффициентов- дефляторов и пересчет экономических показателей с учетом мировых цен.

При оценке марганцевых месторождений необходимо учитывать эффективность импортных поставок товарных руд, концентратов и сплавов из-за рубежа, прежде всего и Украины и из Казахстана. При этом определяющее значение имеют цена импортируемого сырья "франко- завод" - потребитель и сравнение этих данных с соответствующими показателями при освоении отечественных месторождений марганца.

6.1 Подсчет запасов

Подсчет и квалификация по степени разведанности запасов месторождений марганца производится в соответствии с требованиями разделов 2, 4 и 5 "Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых", утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278.

Запасы подсчитываются по подсчетным блокам, запасы руды в которых не должны превышать, как правило, годовую производительность будущего горного предприятия. Участки рудных тел, выделяемые в подсчетные блоки, должны характеризоваться:

- одинаковой степенью разведанности и изученности параметров, определяющих количество и качество руд;

- однородностью геологического строения или примерно одинаковой, или близкой степенью изменчивости мощности, внутреннего строения рудных тел, вещественного состава, основных показателей качества и технологических свойств руды;

- выдержанностью условий залегания рудных тел, определенной приуроченностью блока к единому структурному элементу (крылу, замковой части складки, тектоническому блоку, ограниченному разрывными нарушениями);

- общностью горнотехнических условий разработки.

По падению рудных тел подсчетные блоки следует разделять горизонтами горных работ или скважин с учетом намечаемой последовательности отработки запасов.

При подсчете запасов должны учитываться следующие дополнительные условия, отражающие специфику месторождений марганцевых руд.

Запасы категории А при детальной разведке подсчитываются только на месторождениях 1-й группы в блоках, оконтуренных со всех сторон разведочными выработками без экстраполяции.

На разрабатываемых месторождениях запасы категории А подсчитываются по данным эксплуатационной разведки и горно-подготовительных выработок. К ним относятся запасы, отвечающие по степени изученности требованиям Классификации к этой категории.

Запасы категории В при разведке подсчитываются только на месторождениях 1-й и 2-й групп. Контур запасов категории В должен быть проведен по разведочным выработкам, а основные горно-геологические характеристики рудных тел и качество руд в пределах этого контура - определены по достаточному объему представительных данных; промышленные (технологические) типы руд должны быть оконтурены.

На разрабатываемых месторождениях запасы категории В подсчитываются по данным эксплуатационной разведки и горно-подготовительных выработок. К ним относятся запасы, отвечающие по степени изученности требованиям Классификации к этой категории.

К категории С 1 относятся запасы на участках месторождений, в пределах которых выдержана принятая для этой категории сеть скважин, а полученная при этом информация подтверждена на разрабатываемых месторождениях данными эксплуатации, на новых месторождениях - результатами, полученными на участках детализации.

Контуры запасов категории С 1 определяются по скважинам и на основании геологический обоснованной экстраполяции, учитывающей изменение морфоструктурных особенностей, мощностей рудных тел и качества руд.

Запасы категории С 2. К этой категории относятся предварительно оцененные за-пасы, подсчитываемые путем экстраполяции по простиранию и падению от разведанных запасов более высоких категорий на основе геофизических работ, геолого-структурных построений и единичных рудных пересечений, подтверждающих эту экстраполяцию: по самостоятельным рудным телам - исходя из совокупности рудных пересечений, установленных в обнажениях, горных выработках и скважинах с учетом данных геофизических, геохимических исследований и геологических построений. При определении контуров подсчета запасов категории С 2 следует учитывать условия залегания рудных тел и установленные на месторождении закономерности изменения их размеров, формы, мощности и качества руд.

Запасы подсчитываются раздельно по категориям, способам отработки (карьерами, штольневыми горизонтами, шахтами), промышленным (технологическим) типам и сортам руд, и их экономическому значению (балансовые, забалансовые). При разделении запасов полезных ископаемых по категориям в качестве дополнительного классификационного показателя могут использоваться количественные и вероятностные оценки точности и достоверности определения основных под-счетных параметров.

Заключение

Марганцевые руды - природные образования, содержащие марганец и его соединения в нужном количестве и концентрации для промышленного их использования. Содержание его в руде должно быть достаточным для целесообразности разработки месторождений и его добычи. В данных ископаемых марганец возможно обнаружить в виде оксидных, карбонатных, силикатных и смешанных соединений. Важнейшими рудами, которые используются в промышленности, являются оксидные, в которых наибольшее содержание оксидов и гидроксидов марганца: пиролюзиты, марганиты, брауниты, криптомеланы, тодорокиты, родохрозиты и другие. Вместе с марганцем в рудах может содержатся и железо (иногда в больших количествах). Поэтому выделяют железомарганцевые и марганцовистые руды в зависимости от соотношения содержания в них марганца и железа. Добычу и обогащение руд марганца осуществляют открытым способом с помощью роторных комплексов, экскаваторов, ковшевых драглайнов. В настоящее время могут использоваться и подземные способы - комбайнами, а также очистными и щитовыми комплексами. Для обогащения оксидных руд используют гравитационный, гравитационно-магнитный и комбинированный методы, флотацию.

Список использованной литературы

1. Д.Н. Салихов, С.Г. Ковалев, А.И. Брусницын, Г.И. Беликова, П.Г. Бердников, Е.А. Сергеева, Т.А. Семкова/ Полезные ископаемые Республики Башкортостан (марганцевые руды), Уфа-2012.

2. Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, Марганцевые руды, Москва 2007.

3. Н.И. Потконен, А.С. Столяров, М.Х. Тимофеева, А.А. Шарков/ Минеральное сырье. Марганец. Справочник, ЗАО Геоинформмарк, Москва, 1999 г., 51 стр.

Размещено на Allbest.ru