Контрольная работа: Черные металлы. Никопольское месторождение марганца

Соответсвенно комплексам марганецсодержащих минералов руды подразделяются на три типа: 1- окисные руды, сложенные окислами и гидроокислами марганца; 2- карбонатные руды, состоящие из манганокальцита и кальциевого родохрозита;3- окисно-карбонатные (смешанные руды), содержащие гидроокислы и карбонаты марганца.

Указанные типы руд располагаются в месторождениях бассейна зонально: в направлении погружения рудного пласта (в общем с севера на юг) окисные руды постепенно сменяются карбонатными, которые фаци- ально переходят в безрудные глины. Между окисными и карбонатными рудами выделяется переходная зона, в которой рудный пласт имеет двухслойное строение: верхняя часть пласта сложена окисными рудами, нижняя — карбонатными, а между ними- смешанные. На границе окисных и карбонатных руд в небольшом количестве встречаются окисно-карбонатные руды. Кроме того, отдельные прослои окисно-карбонатной руды встречаются в ниж­ней части рудного пласта в зоне сплошного распространения карбонат­ных руд.

Полная смена карбонатных руд окисными прослеживается на рас­стоянии от нескольких сотен метров до 4,5 км в зависимости от наклона пласта. Переходная зона приурочена к определенным высотным отмет­кам почвы рудного пласта (4—6 м ниже уровня моря).

В области распространения окисных руд вблизи р. Соленая отме­чено несколько мест, где карбонатные руды залегают под окисными в понижениях рельефа подстилающих пород.

Для никопольского месторождения обычным является чередование в разрезе нескольких слоев кусковых ячеестых карбонатных руд, отличающихся друг от друга относительным количеством рудных стяжений и характером терригенного материала.

Рудный пласт представлен перемежаемостью Мп-руд с песчано-алевритовыми-глинистымиосадками, его мощность меняется от 0 до 4,5м., в среднем 2.0-3.5 м . Надрудные отло­жения (зеленовато-серые глины) в пределах зоны месторождений ограничены от рудоносных по­род. Как правило, вдоль этой границы развиты оксигидроксиды Fe (подзона оксидных руд) либо наблюдается заметное обогащение глауконитом.

В пределах полосы месторождений по мере погружения кристаллического ложа последовательно выделяются три рудные подзоны: окисных, смешанных (окисно-карбонатных) и карбо­натных руд.

Подзона окисных руд. Руды этой подзоны представлены главным образом манганитом II, пиролюзитом, тодорокитом, тектоно-манганатами типа романешит (псиломелан)-криптомелан, встречающимися в виде линз, конкреций, пизолитов, землистых выделений . Нередко среди участков широкого развития Мп-оксигидроксидных соединений наблюдаются реликты окисленных карбонатных руд.

В подзоне окисно-карбонатных руд, распола­гающейся южнее, основным минералом пизолитов, стяжений, заключенных во вмещающей мас­се, представленной песчано-глинистым материа­лом или Мп-карбонатом, является манганит I. Обычно Мп-карбонат развивается с замещением манганита I и гетита. Ниже по падению рудного пласта наблюдается замещение Мп-гидроксидов карбонатом Мn. Последний представлен кутнагоритом, манганокальцитом, редко Са-родохрозитом.

Далее на юг смешанные ру­ды сменяются карбонатными. Приведенные соот­ношения свидетельствуют о первичной природе Мп-оксигидроксидных землистых масс и манга­нитовых стяжений, замещающихся более позд­ним Мп-карбонатом.

Зона карбонатных Мп-руд располагается южнее и прослеживается по мере погружения фундамента до полного выклинивания в Причер­номорской впадине. Руды представлены Мп-карбонатными стяжениями, линзовидными иногда пластообразными телами, сложенными Са-родохрозитом, манганокальцитом, кутнагоритом, ан­керитом.

Продукты окисления карбонатных и карбонатно-манганитовых руд являются манганитIIи пироллюзит. Во многих случаях можно проследить последовательные стадии изменения от пятнистых участков окисления Mnкарбоната, сложенных сажисто-землистым веществом до крупных линзовидно-конкреционных образований, сложенных манганитом II. При формировании продуктов начального окисления происходит существенное возрастание Mn/Fe по сравнению с исходным Mn карбонатом, или манганитом I.

Пиролюзит является относительно устойчивым продуктом гипергенного изменения Mn-карбонатных и манганитовых руд. Наиболее широко пиролюзитовые руды развиты в северной части подзоны оксидных руд с относительно высокими абсолютными отметками подошвы рудного пласта. Это особенно ярко проявляется на локальных поднятиях кристаллического фундамента, по сравнению с небольшими впадинами, где преобладают Mn-карбонатные руды.

Изображена схема геологического строения Никопольского месторождения: 1 – глины, мергели, алевролиты; 2 – угли; 3 – кора выветривания фундамента; 4 – оксидные марганцевые руды; 5 – оксидно-карбонатные марганцевые руды; 6 – карбонатные марганцевые руды.

В осадочных морских месторождениях марганца имеются, как изве­стно, две главные формы концентрации этого элемента: а) в виде окис­лов и гидроокислов; б) в виде карбонатов марганца. Промышленные марганцевые руды подразделяются, соответственно, на окисные и кар­бонатные.

На Никопольском месторождении в течение длительного времени были известны только окисные руды, а карбонатные марганцевые руды открыты сравнительно недавно. Объясняется это тем, что карбонатные руды пространственно обособлены от окисных и обладают специфиче­ским «нерудным» обликом. Нередко их принимали за известняки в известковые песчаники.

Впервые карбонатные руды были открыты в 1938 г. на Коминтерн- Марьевском участке, в его южной части; в период 1948—1958 гг. от­крыты значительные площади распространения карбонатных руд на Западной рудоносной территории в междуречье Ингулец—Днепр, на Грушевско-Басанском участке и особенно крупные — в Болыне-Токмакском районе.

Кроме окисных и карбонатных руд, имеются окисно-карбонатные, называемые также смешанными, которые состоят из окислов, гидро- окислов и карбонатов марганца. К этому типу, кроме собственно окис- но-карбонатных руд, в промышленной практике относят смесь окисных и карбонатных руд, получаемую при разработке той части рудной залежи, где окисные руды подстилаются карбонатными.

Разведанные запасы окисных, смешанных и карбонатных руд нахо­дятся в соотношении, близком к 25:5:70. Добываются преимуще­ственно окисные руды.

Последлительного изучения в 1928 г. установили в них пиролюзит, полианит, псиломелан и вад. Н. И. Свитальский подразделил руды на следующие три разновидности: I—твердая, частью кристаллическая руда,сложенная псиломеланом и полианитом; II — черные конкреции, руда I сорта сложена пиролюзитом с примесью вада, полианита ипсиломелана; III —бурые конкреции, руда III сорта, сложена вадом с примесью пиро­люзита и псиломелана. Работа Н.И Свитальского не была опубликована.

Позднее установили, что в рудном пласте широко распространеныследую­ щие марганецсодержащие минералы: а) минералы группыпсиломе­ лана—вернадита (псиломелан, криптомелин,оксигидрокурнакит,вернадит и др.); б) пиролюзит; в) манганит; г) манганокальцити каль­ циевый родохрозит. Поскольку минералы группыпсиломелана—верна­ дита обычно присутствуют в виде тесной смеси псиломелана (криптомелана), оксигидрокурнакита и вернадитаи все эти минеральные видыв каждом конкретном случае могут бытьопределены только с помощьюспециальных исследований, целесообразно наданном этапе их условнообъединить в одну группупсиломелана.

По химическому составу марганецсодержащих минералов руды от­четливо подразделяются на три типа: окисные, карбонатные и смешан­ные, легко различающиеся визуально. Каждый из них слагает рудный пласт целиком на определенной площади или его значительную часть.

Помимо марганецсодержащих минералов, в рудном пласте в зна­чительном количестве присутствуют другие минералы, главным обра­зом нерудные, входящие в состав песчано-глинистой пластовой породы. Это глинистые минералы, терригенный материал алевритовой и песча­ной размерности, главным образом зерна кварца и полевых шпатов, аутогенные гидроокислы и силикаты железа и др.

Решающим этапом формирования морфологических особенностей руд был этап диагенеза морского осадка. В ходе диагенеза рудные минералы выделялись среди глинистой, алевритовой или песчаной пла­стовой породы в виде линзовидных прослоев, линз неправильной формы, желваков и желвачков, которые легко распадаются на угловатые куски и крупинки. При этом возникли также концентрически-слоистые и кон- центрически-скорлуповатые стяжения. Некоторая часть рудных минера­лов в виде мелких микроскопических частиц рассеяна в пластовой породе. Все эти виды рудных агрегатов генетически являются конкре­циями или конкреционными прослоями, и рудный пласт в целом обычно представляет собой вкрапленную руду.

По минеральному составу и текстурным особенностям, выделяются основные виды марганцевых руд: кусковая, пизолитовая, конкреционная, землистая, сцементированная, цементационная, сплошная.

Преобладающая часть рудного материала в пласте представлена стяжениями неправильной угловатой формы различных размеров. Только некоторые из них по форме подходят к категории типичных желваков, поэтому для обозначения указанных руд применяется термин «кусковая руда».

К сплошным рудам отнесены прослои мощностью от 1—2 дм до 1—1,5 м , залегающие среди других разновидностей руд. На площади Никопольского месторождения мощность сплошных руд не превышает нескольких дециметров. Таким образом, в большинстве случаев это условно сплошные руды, тем более, что при добыче они, как правило, распадаются на куски, которые ничем не отличаются от кусковых руд.

Термин «конкреционные руды» применяется нами только в узком условном смысле для обозначения крупных концентрически-слоистых и концентрически-скорлуповатых стяжений, так как генетически все виды руды являются конкреционными, о чем уже говорилось выше. Другого подходящего термина для обозначения таких стяжений в науке пока нет, так как слово «оолиты» применяется для обозначения очень мел­ких стяжений размером до 2мм, а термин «пизолиты», происходящий от латинского названия гороха, применяется обычно для стяжений величиной 2—10мм.