Особенности разведки и оценки месторождений никеля

орудинение связано с  интрузивами дифференцированных габбро-диабазов одного из

триасовых этапов траппового магматизма. Наиболее значительным является

месторождение Норильск 1, где  оруденение приурочено к донной части

плитообразного расслоения массива габбро-диабазов, полого погружающегося на

запад под покровы триасовых  эффузивов. Подстилающими для массива  являются

осадочные породы палеозоя.

     Талнахское  и Октябрьское месторождения  расположены на юго-западном

склоне плато Хараелах и связаны с крупными дифференцированным интрузивом

габбро-диабазов норильского  типа площадью более 50 км2, который

приурочен к тому же глубинному разлому, что и Норильское месторождение.

Талнахское месторождение, открытое в 1960г., приурочено к верхнему рудоносному

горизонту, а Октябрьское, открытое в 1965г., находится на нижнем горизонте.

Оба месторождения расположены  на узле пересечения Норильским глубинным

рудоконтролирующим разломом Хараелахской мульды. К востоку от разлома

располагается Талнахское месторождение, а к западу – Октябрьское. Складчатые

и разрывные нарушения  определяют блоковое строение рудного  поля.

Оруденение преимущественно  вкрапленное в породах эндо- и  экзоконтакта

интрузива. Встречаются шлиры, сульфидные жильные тела и пластообразные залежи

сплошных руд. Морфология рудных тел и условия их локализации  определялись

разрывными нарушениями. Основные минералы руд: пирротин, халькопирит,

кубанит, пентландит, второстепенные: борнит, пирит, миллерит, виоларит,

бравоит, сфалерит, галенит  и др.

Руды Октябрьского месторождения  залегают на большой глубине: 400-600 м. На

этом месторождении различают  три типа главных промышленных руд: богатые

сплошные медно-никелевые  и медистые во вмещающих осадочных  отложениях и

вкрапленные в интрузивных  породах. Среди богатых руд выделяются пирротиновые,

кубанитовые и халькопиритовые  с талнахитом, моухикитом. Кубанитовые  и

халькопиритовые руды содержат металлы платиновой группы, золото, серебро,

селен и др. элементы.

Богатые сплошные руды образуют несколько залежей, имеющих пласто- и

линзообразную форму с  относительно выдержанными мощностями.

     Месторождения  района Сёдбери (провинция Онтарио,  Канада) –

крупнейшее в мире. За более  чем 100 лет эксплуатации здесь добыто более 7

млн.т. никеля, 4.2 млн.т меди, 207 тыс.т. кобальта, 620 т металлов группы

платины, 400т золота, 250 т  серебра. Однако запасы металлов не исчерпаны. В

настоящее время они составляют 5.6 млн.т никеля (среднее содержание 1.58%), 170

тыст. Кобальта (0,05%), 4.03 тыс.т. меди (1.15%).

Месторождения приурочены к  протерозойскому лополитоподобному  интрузиву

Сёдбери, имеющему вид эллиптического кольца толщиной до 0,6 км. Длина массива

60 км, ширина 27 км. Строение  интрузивного кольца зональное,  сложено оно

норитами, кварцевыми габбро и гранофирами. От норитового кольца отходят

радиальные дайки.

Многочисленные медно-никелевые  месторождения приурочены к внешнему контакту

интрузива. Наиболее крупные  из них (Фруд-Стоби, Меррей, Крейтон, Гарсон и

др.) расположены в основании  норитов вдоль юго-восточного контакта. Одно из

крупнейших в мире тело сульфидных руд месторождения Фруд приурочено к

дайкообразному массиву  кварцевых диоритов. Длина рудного  тела 3 км, мощность

45-120 м, а на глубине  оно прослежено на 1200 м. Руды  вкрапленные,

брекчиевые, массивные; сложены  пирротином, пентландитом, халькопиритом,

кубанитом. В них присутствует арсениды и сульфоарсениды никеля, галенит,

сперрилит. Руды богаты платиноидами и золотом (1-4 г/т).

Относительно генезиса месторождений  Сёдбери существуют две главные  гипотезы:

классическая – магматическая  и новая – метеоритная.

     Месторождение  Камбалда – представитель пластообразных

месторождений на Австралийском  континенте. Находится оно в

Западно-Австралийской никеленосной провинции. Медно-никелевое оруденение

связано с основными и  ультраосновными интрузивными массивами, которые

приурочены к архейским  зеленокаменным поясам системы Калгурли-Йилгарн.

Зеленокаменные толщи  смяты в узкие вытянутые складки  северо-западного

простирания.

Мощность рудных тел 1-15 м. Протяженность по простиранию измеряется сотнями

метров, а разведанная  глубина –450 м. Руды в основном пирротин-пентландитовые

с небольшим количеством  халькопирита и пирита. Запасы никеля на месторождении

составляют 642 тыс.т при  среднем содержании 3.28%, кобальта – 8 тыс.т.

(0.04%) и меди – 67 тыс.т. (0.34%).

В Австралии имеется еще  ряд месторождений с бедными  прожилковато-вкрапленными

рудами, но с крупными запасами. К ним относятся Маунт-Кейт и  Кингстон с

запасами по 600 тыс.т никеля (ср.сод. 0.6%) и Саут-Уиндорра с запасами 443

тыс.т. никеля (ср.сод.1.5%).

     Тип второй. Никелевые силикатные и кобальт-никелевые  асболан-силикатные

преимущественно пластообразные месторождения.

В месторождениях этого типа заключены запасы никеля в 3 раза превышающие  его

запасы в сульфидных рудах, а запасы некоторых месторождений  достигают 1

млн.т. и более никеля. Крупные  запасы силикатных руд сосредоточены  на Новой

Каледонии, Филиппинах, Индонезии, Австралии и др. странах. Среднее  содержание

в них никеля равно 1.1-2%. Кроме  того в рудах часто содержится кобальт.

     Месторождения  площадной коры.

     Месторождения  Кемпирсайской группы представляют  собой сохранившиеся

остаточные покровы коры выветривания на дунитах, перидотитах, пироксенитах и их

серпентинизированных разностях. Площадь никеленосных участков достигает

нескольких квадратных километров. Контуры рудных тел с кондиционным содержанием

металла определяются опробованием и густотой разведочной сети. Мощность рудных

тел – 30 м (средняя 6м). В общем  случае профиль никеленосной площадной  коры

расчленяется на зоны:

1.      охры

2.      нонтрониты

3.      выщелочные  змеевики

4.      карбонатизированные  змеевики

5.      малоизмененные  материнские породы – змеевики.

Рудой является зона нонтронитов, нижняя часть зоны охр и верхняя  часть зоны

выщелочных змеевиков.

Месторождения отрабатываются открытым способом. Мощность вскрышных  пород 0-40 м.

На острове Куба максимального  развития никеленосная кора выветривания

латеритного профиля достигает  на прибрежном плато в провинции  Орьенте. Здесь на

поверхности обнажаются интрузивные  массивы ультраосновных пород, с  которыми

связаны крупнейшие по запасам  месторождения силикатных никелевых  руд

Пинарес-де-Майори, Никаро, Мао. Полоса никелевых месторождений  протягивается в

широтном направлении  на 100-120 км при ширине 30-35 км. Плащеобразные  рудные

залежи мощьностью 10-40 м  покрывают огромные, слабо всхолмленные площади плато.

На месторождении Майяри рудное тело длиной свыше 16 км и шириной  более 6 км

залегает на глубине 6-20 м.

Разрез никеленосной коры выветривания для всех кубинских  месторождений почти

одинаков. В нем выделяются две зоны: латеритовая и серпентитовая.

В латеритах Кубы среднее  содержание никеля – 1.2-1.5%, кобальта – 0.08-0.1%

при низком содержании окиси  магния (2-3%) и высоком – окиси  железа (60-70%).

Это позволяет перерабатывать их гидрометаллургическим методом. По общим

запасам никеля Куба занимает одно из первых мест в мире.

     Месторождения  линейно-площадной коры.

     Бурыктальское  месторождение находится в Оренбургской  области. На площади

выделяется ряд рудных участков, расположенных в 2-10 км один от другого.

Глубина залегания рудных тел 13-110 м, мощность 1-25 м. Форма рудных залежей

весьма сложная, с частыми  раздувами, пережимами и карманообразными

углублениями, обусловленная  совместным развитием площадной  и трещинной кор

выветривания.

Промышленные никелевые  руды представлены охрами, нонтронитами,

нонтронизированными и выщелоченными  серпентитами. По вещественному составу  и

технологическим свойствам  выделяются два типа руд:

1.      железистый, с повышенным содержанием кобальта;

2.      магнезиальный,  с повышенным содержанием никеля.

Месторождение отрабатывается открытым способом.

     Месторождения  Новой Каледонии приурочены к  кайнозойским интрузивным

массивам и занимающим около одной трети площади  всего острова. Для

месторождений характерны две  зоны оруденения.

Верхняя зона представлена никеленосными  латеритами и участками окремнения с

содержанием до 60-70% оксида железа и 1-2% никеля.

Нижняя зона сложена богатыми гарниерит-серпентитовыми рудами, которые

залегают под площадной  никеленосной корой выветривания. Рудные тела крайне

изменчивой мощности прослеживаются на глубину 150м и по простиранию  на сотни

метров. Наиболее богатые  рудные интервалы приурочены к верхним  частям

серпентитовых руд. Содержание никеля составляет 10-16%, с глубиной снижается

до 2%., кобальта – 0.01-0.03%, а  окиси магния – 20-30%. Гарниерит-

серпентитовые руды являются объектом добычи с момента открытия никелевых руд

в Новой Каледонии (1875г.) и  до настоящего времени. Лишь в последние  годы

начаты работы по использованию  более бедных латеритовых никелевых  руд со

средним содержанием никеля 1.2-1.8%.

По запасам никеля Н.Каледония  занимает первое место среди развитых стран. Не

менее 80% всех запасов приходится на гарниерит-серпентитовые руды. Годовая

добыча никеля в стране достигает 133 тыс.тонн.

     Месторождения  линейного типа.

     Аккермановское  месторождение приурочены к тектоническим  зонам дробления,

вдоль которых кора выветривания проникает на значительную глубину.

Ширина рудоносных зон  неодинаковая, редко достигает нескольких десятков

метров. Иногда встречаются  ряд параллельных полос, сливающихся  в верхней

части коры. Чаще всего рудные тела имеют крутое падение и прослеживаются на

глубину 25-60 м.

Основные носители никелевого оруденения в этом типе – гарниерит  и

гидросиликаты магния, хризотил и хризопраз. Трещинные месторождения  по

содержанию никеля более  богаты, чем месторождения площадной  коры.

Месторождения со сложной  морфологией рудных тел. Среди этих месторождений

выделяются месторождения  «открытого» и «закрытого» карста. Руды приурочены к

контакту никеленосных пород  с карбонатными. В связи с этим площади

месторождения вытянуты вдоль  линии контактов. Рудные тела прослеживаются

вдоль контакта на 100-350 м, а  по падению на 10-200 м.

Карстовые полости выполняются  разложенным серпентитом, известняком, тальком,

хлоритом, глинами и др. Материал не сортирован и имеет слабовыраженную  грубую

слоистость. Основные носителем  никелевого оруденения – гарниериты и другие

никелевые силикаты и галлуазиты.

     Технологические  свойства руд и особенности  их переработки.

Технология переработки  руд цветных металлов зависит  от их минерального

состава, степени окисления, комплексности, тексту и структур, крупности  зерен

и степени взаимного прорастания  одних минералов в другие, сопротивляемости

руд дроблению и степени  шламообразования при их дроблении  и измельчении. Все

это обуславливает выделение  большого числа промышленных типов  руд, для

которых требуются различные  технологические схемы переработки (см. табл.№2)

По степени окисления  руды медных и полиметаллических  месторождений

подразделяются на три  типа: сульфидный, смешанный и окисленный. Критерием для

отнесения руд к тому или  иному типу служит содержание в рудах  меди, свинца и

цинка в оксидной форме, ориентировочная  величина которого указана в таблице.

              Типы руд по степени окисленности             

    

Тип руд

 

Содержание оксидов, %

 

Меди

 

Свинца

 

Цинка

 

Сульфидный

 

<10

 

<15

 

<10

 

Смешанный

 

11-50

 

16-50

 

11-50

 

Окисленный

 

>50

 

>50

 

>50

 

 

Богатые сульфидные медно-никелевые  руды с содержанием никеля более 1% при

отношении никеля к мед  не менее 1:1 и с пониженным (менее 25%) содержанием

железа направляются непосредственно  в плавку. При содержании железа более 25%

и серы более 20% богатые руды перед плавкой флотируют для  разделения на

медный и никелевый  концентраты и вывода пирротина  в отдельный продукт.

Рядовые медно-никелевые  руды с содержанием никеля менее 1% обогащаются; при

этом получают коллективный медно-никелевый или селективные  никелевый и медный

концентраты.

Содержащийся в медно-никелевых  рудах кобальт в процессе обогащения

накапливается в медно-никелевом, медном и никелевом концентратах. Вредными

примесями сульфидных медно-никелевых  руд являются цинк, свинец и мышьяк; их

предельные содержания устанавливаются  техническими условиями. Силикатные

никелевые руды по комплексу  рудообразующих минералов разделяются  на два

технологических типа: железистые (охристые, лептохлоритовые, гематитовые) и

магнезиальные (серпентиниты с никелевыми силикатами).

Все силикатные руды подвергаются непосредственному металлургическому

переделу: железистые – гидрометаллургическим (при содержании магния менее 3%)

или пирометаллургическим методами, магнезиальные - только