Мелкие ценные минералы россыпей

В Пермском университете научное направление по изучению мелких ценных минералов начало формироваться в 1955 г. [5]. Главное внимание было сконцентрировано на изучении мелких ценных минералов аллювия, на их попутном извлечении при разработке строительных песков и песчано-гравийных отложений. Была создана обогатительная установка МЦМ (мелкие ценные минералы), позволяющая эффективно извлекать мелкие фракции ценных минералов. Выполнены исследования (часто экспедициями Пермского университета) от мыса Шмидта (Камчатка) до Закарпатья, от Полярного Урала до предгорий Памира.

Комплексное изучение аллювия р. Камы у г. Перми показало, что попутно с разработкой высококачественных обогащенных строительных песков могут быть получены концентраты мелких ценных минералов: циркона, рутила, ильменита, магнетита, золота и др. Черновые концентраты по содержанию ильменита богаче россыпных месторождений России, разработку которых надо вести с большой глубины. На северо-западе Пермского края (Коми Пермяцкий автономный округ) на протяжении многих лет нами в содружестве с геологами-производственниками ведутся поиски мелкого золота, платины, цирконийтитановых минералов и др. Небогатые пока концентрации ценных минералов в россыпях позволяют отрабатывать методику поисков, создание которой может облегчить выявление крупных богатых месторождений. Перспективы для этого имеются, о чем свидетельствует опыт обнаружения другими методами месторождений (алмазы, золото, цирконийтитановые минералы и др.) во многих точках нашей планеты. Новые месторождения могут быть выявлены, прежде всего, в случае применения методики, обеспечивающей улавливание в концентраты мелких ценных частиц, нередко находящихся в дальних ореолах рассеивания.

Мелкие алмазы. На Урале в рыхлых отложениях изучено более 100 мелких алмазов. Импактные алмазы Западного Урала имеют размер менее 0,75 мм, преобладают зерна менее 0,25 мм. Благодаря специальным работам Пермской ЛОПИ (Лаборатория осадочных полезных ископаемых) мелкие алмазы помимо Урала обнаружены в Армении, Казахстане, Башкирии, на южном Тимане; выполнены также работы в Азербайджане, Карелии. Мелкие алмазы имеют большое поисковое значение для обнаружения промышленных месторождений. На Урале они встречаются в 10– 100 раз чаще крупных алмазов. Особый интерес представляют безазотные мелкие алмазы (менее 1 мм), которые высоко ценятся при использовании в электронике, радиотехнике, медицине, алмазокерамике, для изготовления фоторезисторов и др. [6].

Доля мелких алмазов в коренных рудах может быть большой. В кимберлитах США (штат Вайоминг) из пробы небольшого объе-

ма извлечено 78 алмазов, в том числе 54 мелких. В ЮАР (район Кимберли) в ксенолитах перидотита весом 5,6 и 8,8 кг были найдены алмазы. В одном ксенолите обнаружено 46 зерен алмаза размером 0,2–1 мм с содержанием 55 карат (т.е. в 50 раз выше, чем во вмещающем ксенолиты кимберлите в целом), в другом – 53 зерна размером 0,3–1 мм (преобладали зерна 1–0,5 мм).

В лампроитах Австралии (трубка Аргайл) средняя масса алмазов равна 0,08 карат (около 0,2 мм) В перидотитовых ксенолитах общей массой 8,9 кг встречено 622 алмаза при средней массе кристалла 0,06 мг (около 0,2 мм). В 1967 г. в пробе массой 650 кг выявлено 52 мелких алмаза средним размером 0,2 мм. В 1967 г. из пробы массой 40 кг извлечено 300 зерен мелких алмазов. Открытие промышленных месторождений Австралии проводилось исключительно по ореолам рассеяния мелких кристаллов. По мелким алмазам открыта лам-проитовая трубка Аргайл [6].

Алмазы Юго-Западной Африки попадают с континента на берег Атлантического океана и перемещаются на север вдольбереговыми течениями. При этом от устья р. Оранжевая до бухты Спенсер (протяженность около 400 км) они уменьшаются от 2 до 0,15–0,2 карата (около 4,8–2,2 мм). Разработка ведется в океане с глубины 100 м в зоне протяженностью около 400 км.

Титано-циркониевые россыпи имеют одну важную особенность: они часто приурочены к современным пляжам экваториальной полосы земного шара. Этому способствует жаркий и влажный климат. В Индии богатые ильменит-циркониевые россыпи отрабатывают с 1909 г. В 1969 г. Индия на мировой рынок поставила 25% этого сырья. Тяжелые минералы россыпи содержат 49–80 % ильменита, 8–20% циркона, до 14% монацита. В Австралии, на ее восточном побережье, ценные компоненты составляют на некоторых объектах 70–80% (циркон 25–55, рутил 20–45, ильменит 18–40) [2]. В 1965 г. Австралия на мировой рынок поставила из таких месторождений 90% от мировой добычи рутила, 75% – циркона.

В России и в странах СНГ цирконийтитановые минералы в современных морских отложениях связаны с осадками Черного, Азовского, Каспийского, Балтийского и Охотского морей. Однако они отличаются бедными концентрациями полезных компонентов.

Древние прибрежно-морские россыпи (третичные, меловые, девонские), а также озерные (Зауралье) значительно богаче и отличаются очень мелкими ценными минералами [3].

Ильменит в Среднем Приднепровье на 90% состоит из частиц 0,15– 0,074 мм. В Липецкой области около 98% этого минерала заключено во фракции 0,15–0,061мм. В Западной Сибири 95% ильменита сконцентрировано в классе 0,1–0,043 мм. В Зауралье ильменит еще мельче: фракция 0,1–0,043 мм составляет 98%, фракция 0,074–0,043мм – 88%.

Рутил в среднем Приднепровье представлен фракцией 0,15–0,10 мм (97%), в Липецкой области – 0,15–0,06 мм (95%), в Западной Сибири – 0,10–0,043 мм (100%), в Зауралье – 0,10–0,043 мм (98%).

Циркон в Среднем Приднепровье имеет размер частиц 0,15–0,074 мм (99%) и 0,15– 0,061 мм (100%), в Липецкой области – 0,074– 0,061 мм (98%), в Западной Сибири – 0,074– 0,043 мм (90%), в Зауралье – 0,074–0,043 мм (90– 99%).

В Среднетиманской россыпи среднего девона наибольшие концентрации титановых минералов приурочены к классу 0,25–0,1 мм, что приближает ее к редкометально-титановым россыпям прибрежно-морского генезиса [7].

В центральной части ВосточноЕвропейской платформы верхнемеловые пески северо-восточного склона Воронежской антеклизы на границе с Рязано-Саратовским прогибом представляет Центральная ильме-нит-рутил-цирконовая россыпь, возникшая в условиях неглубокой прибрежной части шельфа сеноманского моря. Пески мелкозернистые, выход тяжелой фракции – 1–7%, сумма ценных минералов (ильменит, рутил, циркон, лейкоксен) равна 62%; они на 80–90% представлены частицами 0,1–0,074 мм, при этом циркон на 15–20% состоит из частиц 0,074–0,043 мм. Свободное золото имеет размер частиц 0,026–0,017 мм, содержание его 67 мг/м3, общее содержание металла – 228 мг/м3 [11].

Монацит нередко входит в состав комплексных россыпей на берегах океанов и морей. Так, на восточном побережье Бразилии, на протяжении 150 км вдоль берега выявлено 20 комплексных россыпей [2]. В Азии этого минерала много на юге полуострова Индостан. По качеству он превосходит бразиль- ский: содержит 29% окиси тория, 6% окиси урана, 30% окиси цезия.

Монацит Среднего Приднепровья представлен фракцией 0,07– 0,04 (98 %) и 0,10– 0,07 мм (88%); Западной Сибири – 0,07–0,04 мм (100%); Зауралья – менее 0,07 мм (100%).

В Австралии комплексные россыпные месторождения (ильменит-рутил-цирконовые) протянулись на 2225 км. По оценкам геологов, запасы тяжелых минералов достаточны для обеспечения сырьем всей мировой металлургии титана. Мировая добыча их среди всех капиталистических стран составляла: 90% – рутила, 60% –циркона и 25% монацита [2].

Золото в первичных рудах имеет размер частиц менее 10 мкм, в том числе более половины их величиной 1–5 мкм. В сульфидах самородное золото на 85% представлено фракцией менее 10 мкм. Максимальное содержание золота приходится на фракцию 10–100 мкм [9].

Полигенные россыпи прибрежношельфовой зоны отличаются мелким и тонким золотом (моря Берингово, ВосточноСибирское, Лаптевых, Японское, Охотское). В Куларском районе (Якутия) в россыпи «Центральная» тонкое и связанное золото составляет 32–67%. В приморском шельфе дальневосточных морей аллювиальные одно- и двухпластовые россыпи (Тихангоу, Б. Тин-кан) ныряют под толщу морских отложений до глубины 50 м с концентрацией тонкого золота 0,2–0,5 г/м3.

В России известны крупные россыпные месторождения разного генезиса с мелким золотом. Аллювиальная россыпь в грабен-долине Центрально-Алданского района содержит в основном металл менее 0,25 мм, где преобладает золото тонкопластинчатое (0,25– 0, 15 мм). На долю фракции 0,15–0,21 мм приходится 90,2% золота [10].

В Приамурье в грабен-долинах золото мелкое и тонкое (Петровская россыпь), пластинчатое с преобладанием фракции менее 0,5 мм (Нагиминская россыпь). В Зауральском пенеплене полигенные (аллювий, пролювий) многопластовые россыпные месторождения структурно-карстово-эрозионных депрессий