Распределение таллия в марганцевых рудах Грушевско-Басанского участка

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Распределение таллия в марганцевых рудах Грушевско-Басанского участка

19.08.2020

Особенностью таллия является способность проявлять литофильные и халькофильные свойства в зависимости от геохимической обстановки, физических, химических и кристаллохимических свойств.

О нахождении таллия в рудах участка известно из ревизионных работ на редкие элементы. Автор поставил задачу более полного изучения распространения таллия в разрезе олигоценовой рудной толщи с учетом существующей минеральной зональности, представлений об источнике рудного вещества.

Опробованием были охвачены действующие шахты и карьеры месторождения. Оно проводилось бороздовым методом, начиная с пород кровли пласта, по всем рудным слоям (пачкам) и прослоям, заканчивая подстилавшими породами.

Для определения малых количеств таллия использовался метод калориметрирования с органическим красителем трифенилметанового ряда - бриллиантовым зеленым, разработанный Н.Т. Воскресенской. Для определения таллия было выбрано десять разрезов, расположенных по профилям, проходящим с севера на юг и с запада на восток участка, т.е. секущим марганцеворудный пласт по простирание и вкрест его.

По полученным результатам были рассчитаны средневзвешенные значения таллия в различных типах руд и пород, Содержание таллия в рудных пачках пересчитано на сумку всех марганцевых минералов, предполагая, что он концентрируется только в марганцевых минералах.

При построении гистограмм частот встречаемости различных содержаний таллия в марганцевых рудах и пород четко выделяется две области, отличающиеся друг от друга содержанием таллия, свидетельствуя этим о существовании среди окисных руд двух минеральных типов марганцевых руд.

Распределение таллия как в первом, так и во втором типах руд подчиняется нормальному закону. Максимум распределения а первом типе находится в пределах 0,5-10в-4% - 0,9*10в-4%, а во втором типе руд максимум приходится на интервал 2,0*10в-4% - 2,4*10в-4%. Характер распределения концентрации в обоих типах руд показывает незначительную дисперсно содержания, т.е. незначительное рассеивание таллия,

Минералого-петрографическое исследование окисных руд подтверждает существование двух типов: I - пиролюзит - псиломелановый и II тип - пиролизит - манганитовый.

Пиролюзит-псиломелановые руды слагает низ и верх пласта (I и II пачки пласта) имеют повышенное содержание таллия. Средняя часть рудного пласта (II слой) представлена пиролизит-манганитовым составом, в котором содержание таллия уменьшается в 2-2,5 раза по сравнении с I типом руд.

Пo анализам единичных проб из разрезов были построены графики (рис. 1), отражавшие изменение содержания таллия в рудах различного минерального состава.

Гистограмма частот встречаемости таллия в надрудных глинах и подрудных песках имеет максимум концентраций в пределах 0,510в-4 - 0,6*10в-4%. Гистограмма асимметрична, распределение подчинено нормальному закону.

Так, по профиле I-I верх и вяз рудного пласта (I и II пачки) имеют среднее содержание таллия 2,2*10в-4 - 2,34*10в-4%; по профилю II-II в верхней части пласта (I пачка) - 2,7*10в-4%. Содержание таллия в средней части пласта (II пачка) по профилям I-I и II-II составляет соответственно 0,72*10в-4 и 1,45*10в-4% (рис. 2).

Изучение окисно-карбонатного типа руд показало, что они содержат низкое количество таллия, при этом наблюдается тенденция к его увеличение, где процентное содержание окисной руды больше по сравнению с карбонатной, так, при наличии 30% окисной руды содержание таллия составляет 1,2*10в-4%, а при 5% составляющей окисной руды - 0,910в-4%.

В яблочно-зеленых надрудных глинах содержание таллия еще более снижается, по сравнение с рудными слоями, хотя они и обладают повышенной сорбционной способностью - до 0,6*10в-4%. Подрудные зеленовато-желтые кварц-глауконитовые пески содержат таллия 0,3*10в-4%, что свидетельствует об их неспособности концентрировать таллии.

Одной из причин концентрации таллия в I и I пачках окисных марганцевых руд следует считать особенность их минерального состава (преимущественно псиломелановый - 50-80%). Текстурное строение I пачки - сажисто-песчанистое, a III пачка сложена кусками и желваками в сажисто-глинистом цементе. Как в I, так и во II пачке содержание таллия составило - 2,5*10в-4%. Таким образом, наблюдается закономерность распределения Il в рудах марганца между его содержанием и количеством псиломелана. Псиломелан различны текстурных типов содержит одинаковое количество Il.

Преимущественное концентрирование таллия в псиломелане отмечалось также рядом исследователей для месторождений Джезды, Караджал, Чиатурского.

Физико-химической природой таллия является его избирательная способность концентрироваться в псиломеланах, являющихся солями слабой кислота - гидратированной MnO2, способной сорбировать различные элементы с последующим катионным обменом с катионом соли полиперманганата. Манганит и пиролюзит не обладают такой повышенной сорбционной способностью, отсюда и невысокое содержание в них Il (см. табл. 2).

Для выяснения основных марганцевых минералов-концентратов Il, отбирались рудные стяжения со значительным преобладанием того или иного минерала (минеральный состав определялся термическим и рентгеноструктурным анализами).

Таллий содержится во всех изученных марганцевых минералах, но повышенное содержание его характерно только в образцах существенно псиломеланового состава (50-80%) и колеблется в пределах 3,5*10в-4 - 3,8*10в-4%. Манганиты чистые или почти чистые обеднены таллием (0,6*10в-4%), за исключением вторичного манганита, образующего мелкокристаллические друзы в пустотах и трещинах плотных желваков псиломеланов (Il = 2,O*10в-4%), что связано также с псиломеланом, слагающим тонкую корку, по которой и развиваются кристаллы манганита.

Средневзвешенное содержание таллия в окиснокарбонатной руде (в расчете на 100% руды) составляет 0,9*10в-4%, и в чисто карбонaтныx желвaкax - 1,8*10в-4% т.е. содержание его повышается. При расчете средневзвешенного содержания таллия в руде учитывалось наличие землистого в желваково-ячеистого текстурных типов руд, имеющих манганокальцитовый состав (68% CaCO3 и 25% MrCO3). Карбонатные желваки из окиско-карбонатной руды содержат большее количество песчано-глинистого материала, чем землистая разновидность этой руды.

Аутигенные минералы, такие, как пирит, глауконит, находящиеся в рассеянном состоянии, захватывают таллий при диагенетических преобразованиях и прочно его удерживает, что и ведет к повышенному содержании в них таллия. Землистые разности аутигенных минералов имеют значительно меньшое количество n.

Содержание таиллия с запада на восток изменяется от 1б74*10в-4% до 0,83*10в-4%, а с севера на юг от 2,26*10в-4% до 1,2*10в-4%. Это свидетельствует о том, что источником сноса обломочного материала и источником n являются породы Украинского щита, расположенные на северо-западе участка.

Анализируя диалогический состав вмещавших пород рудного пласта, следует подчеркнуть, что таллия концентрируется там, где вмещающиe породы имеет мелкозернистый тяготеющий к пылевидному составу, подчеркивая этим, что интенсивность водных потоков, сносивших рудный материал в водный бассейн, была слабой, это также свидетельствует о происходивших пострудных размывах надрудных пород и рудного пласта.

Параллельно с распределением таллия автор изучил распределение калия и рубия и их взаимоотношения, поскольку эти элементы обнаруживают наибольшее сходство между собой по физическим, химическим и кристаллолимическим свойствам.

Как и содержащие минералы является хорошими концентраторами для изоморфного вхождения в решетку таллия. Отношение R/n в минерале зависит от R и его координационного числа.

Из построенных графиков взаимоотношений этих элементов видно, что в окисных рудах прослеживается прямая зависимость между n, R и Rb, т.е. увеличение R в руде ведет к увеличение содержания n и Rb. Ho R концентрируется в псиломелановых рудах, образуя при этом собственный минерал - криптомелан (что подтверждается экспериментально, а также находками природных образований).

Rb также проявляет кристаллохимическое сходство свойств с R и способен накапливаться в псиломелане, изоморфно замещая R. Среднее содержание рубидия в окисных рудах участка составляет 0,35*10в-2% (в рудах Чиатурского бассейна - 0,009*10в-2%.

При рассмотрении изменений концентраций n, R, Rb в окисных рудах различного минерального состава выявляется тенденция к увеличение их содержания в I и II пачках рудного пласта, где, как уже отмечалось выше, накапливается таллий в связи с поиломеланами (50-80%). Причем преобладает землисто-сажистый псиломелан в виде тонкодиссерсных частичек, смешанных с тонкодисперсными частичками пиролюзита.

Подводя итог изучение распространения таллия, калия, рубидия, можно прийти к следующим выводам:

1. Между содержанием R, n и Rb существуют положительные корреляционные связи, не только в окисных рудах, но и в карбонатных (возможно, в связи с большим количество глинистого материала - до 80%). В надрудных яблочно-зеленых и подрудных зеленовато-желтых песках, за исключением случаев, где имеется поваленное содержание глауконита (20-30%), который, как известно, является хорошим концентратором рубидия, таллий концентрируется менее охотно. Рубидии изоморфно завещает калий в глауконите, имеющем слюдоподобную кристаллическую структуру, в связи с чем и наблюдается в этих породах увеличение концентрации рубидия и калия.

2. Между средним содержанием таллия, калия, рубидия в различных типах руд и пород существует пряная зависимость - с увеличением H возрастает и количество таллия.

3. Четко прослеживается тенденция к увеличению отношении R/n и Rb/n от окисных руд к карбонатным, тогда как содержание n падает и все время изменяется в различных типах руд и пород, что является результатом избирательной способности таллия концентрироваться в различных минералах.

Отношение R/Rb в рудах и породах остается почти постоянным, составляя 260-290, нарушения возможны в случае присутствия в руде R-псиломелана.

4. Из графиков зависимости калия, рубидия, таллия, а также отношения R/Rb , R/n и Rb/n в различных типах руд и пород марганцево-рудной толщи следует, что особой разницы в поведении этих элементов нет, наблюдаются положительные корреляционные связи между этими элементами.

5. Щелочные элементы (R и Rb) и таллий, обладающие близкими ионными радиусами, образуют хорошо растворимые соли и, поступая в бассейн седиментации, концентрируются с полиперманганитовым осадком. Возможно, что в стадию диагенеза и произошло некоторое расхождение в поведении таллия и щелочей, т.е. таллий частично остался в руде, а калин и рубидий ушли во вмещающую песчано-глинистую породу.

6. Содержание таллия характерно для руд, где основным минералом является псиломелан (3,5*10в-4%).

7. Определение n по простиранию я падение рудного пласта показало его уменьшение с запада на восток и с севера на юг, т.е, от источника сноса материала во внутрь бассейна, блике к его средней части.

6. Литология вмещающих пород рудного пласта такие показывает, что n концентрируется в мелкозернистых, тяготеющих к пылевидным по гранулометрическому составу слоям, что свидетельствует о слабой силе движения водного потока, сносившего рудный материал в водный бассейн.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: