Рассеянных элементов руды

РАССЕЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ РУДЫ (а. ores of trace elements; н. Erze der Spurenelemente; ф. minerais dissemines; и. minerales de elementos de traza) — природные минеральные образования, содержащие рассеянные элементы в концентрациях, при которых экономически целесообразно их извлечение. Рассеянные элементы собственных месторождений не образуют, их в основном получают попутно при комплексной переработке руд других полезных ископаемых и минеральных концентратов. Рассеянными элементами руд могут являться минералы: нефелин (Rb, Cs, Ga), апатит (Sr, TR), биотит (Li, Cr, Rb, Tl, Ga),светлые слюды (Li, Rb, Cs, Tl, Ga), титаномагнетит, ильменит (Sc, V), касситерит (Sc, In, Ga, Ta, Nb), вольфрамит (Sc, Ta, Nb), сфалерит (Cd, In, Ga, Tl, Ge), галенит (Cd, Tl, Se, Te, Bi, Ag), халькопирит (Cd, In, Se, Te, Re, Ni, Pd, Pt, Rh, Ir, Ru, Os, Со, Bi), молибденит (Re, Se, Te), пентландит (Pd, Pt, Rh, Со, Se, Te), антимонит, киноварь (Tl, Se). Рассеянные элементы в большей или меньшей степени проявляют халькофильные (селен, теллур, рений, германий, кадмий, индий, таллий, галлий), литофильные и сидерофильные (ванадий, германий, скандий, родий, рубидий), органофильные (германий, ванадий и др.) и гидрофильные (рубидий) геохимические свойства. Геохимические особенности элементов определяют их металлогению и приуроченность к определённым геолого-геохимическим группам и типам месторождений.

Месторождения литофильной гранитоидной группы. В редкометалльных гранитах и пегматитах концентрируются Rb (0,n% в мусковите и биотите, до 4,5% в лепидолите). Sc (до 0,17% в касситерите), Bi (до 0,16% в касситеритовых и вольфрамовых рудах), Tl, Ga, Rb (0,00n-0,n% в слюдах), In (от 0,0 до 0,0n% в касситерите), Ge (0-200 в топазе).

Месторождения литофильно-халькофильной группы несут более широкий комплекс концентраций элементов-примесей. Различаются месторождения оловянной, свинцовой, цинковой, серебряной, молибденовой, медной, рениевой, золотой и другой минерализации. Касситерит-сульфидные и касситерит-силикатосульфидные месторождения обогащены индием (его содержание в сфалерите и халькопирите 1%, в станнине до 0,15%); галенит-сфалеритовые месторождения в скарнах характеризуются повышенными концентрациями кадмия в сфалерите; висмута, селена, теллура в галените. Месторождения одной, тем более разных металлогенических провинций значительно отличаются содержанием рассеянных элементов. В молибденит-халькопиритовых месторождениях порфирового типа наибольший интерес представляют рений (в молибдените), селен и теллур (в халькопирите). Концентрации рения и других элементов-примесей находятся в прямой зависимости от отношения Mo:Cu. Среднее содержание селена и теллура в минералах в основном подчиняется той же закономерности. Бедные медью гидротермальные молибденовые месторождения характеризуются более низкими концентрациями селена и теллура, а также рения.

Месторождения халькофильной группы несут сходный с месторождениями литофильно-халькофильной группы комплекс редких элементов-примесей при гораздо более низких содержаниях индия, теллура, висмута. Галенит-сфалеритовые стратиформные месторождения содержат повышенное количество германия, галлия, кадмия, таллия, иногда серебра в сфалерите, а также примесь таллия, серебра, сурьмы в галените, таллия и мышьяка в дисульфидах железа. Наибольший практический интерес представляет германий, содержание которого в рудах прямо зависит от количества цинка. Нередко германием обогащены мелкозернистые тёмные сфалериты ранних генераций. Борнит-халькозиновые (халькопиритовые) стратиформные месторождения могут концентрировать рений, величина концентрации и форма нахождения которого зависят от особенностей минерального состава руд и степени их метаморфизма. Отношение Re:Cu по мере увеличения степени изменения руд значительно снижается: 1х10^-2-3% в практически неметаморфизованных (Предсудетское и др., ПНР) и в слабометаморфизованных (Джезказганское, CCCP) месторождениях; 1х10^-6% в сильно метаморфизованных (Удоканское, CCCP). Концентрация рения особенно характерна для борнитовых руд. Галенит-сфалерит-халькопиритовые колчеданно-полиметаллические месторождения в эффузивно-осадочных породах несут широкий комплекс элементов-примесей, среди которых повышенными концентрациями характеризуются селен и теллур. Высокое содержание селена характерно для галенита медистых, свинцово-цинковых и барит-свинцово-цинковых руд; содержание теллура более равномерное. Коэффициент концентрации кадмия, индия, таллия, германия, галлия в главный рудообразующих минералах рассматриваемых месторождений обычно менее 1. Халькопирит нередко обогащен индием. Колчеданно-полиметаллические руды, залегающие в сланцах, содержат более низкие концентрации тех же элементов.

Месторождения халькофильно-сидерофильной группы содержат повышенные концентрации селена, теллура, кобальта, родия. Селен, теллур, родий, рутений, иридий, осмий распространены в халькопирит-пирротин- пентландитовых магматических месторождениях. Самые низкие содержания этих элементов отмечаются в сильно метаморфизованных месторождениях, формировавшихся в сложной тектонической обстановке, а максимальные — в рудах платформенных областей. В этих месторождениях нередко присутствуют теллуриды золота, серебра, свинца, никеля, платины и палладия, иногда селениды; встречается холлин-гуортит и родийсодержащие пентландит, кобальтин и герсдорфит. Халькопирит-пиритовые (пирротиновые) колчеданные месторождения обогащены селеном, теллуром, германием, содержат кадмий, индий, таллий, галлий. Селен распределён в рудах равномернее теллура. Высокое содержание селена в пирите характерно для серно-колчеданных месторождений. Наибольшее содержание теллура отмечается при неравномерном его распределении в медных рудах и представлено теллуридами Bi, Ag, Au, Hg и др. В современных донных сульфидных залежах (Тихий океан, бассейн Красного моря) концентрируется тот же комплекс элементов-примесей.

Месторождения сидерофильной группы концентрируют ванадий, иногда германий и скандий. Железомарганцевые океанические конкреции концентрируют ванадий, родий, кадмий, таллий, галлий и др.

Месторождения литофильно-сидерофильной группы обогащены соответствующими элементами. Железо- титановые месторождения анортозитового и габбрового типов и их россыпи содержат ванадий, скандий. Содержание скандия уменьшается по мере увеличения кислотности материнских пород. В нефелине агпаитовых и других нефелин-содержащих пород присутствуют рубидий и галлий. Степень концентрации рубидия и галлия в нефелине снижается от щёлочно-гранитоидной к щёлочно-габброидной формации. Циркониевые минералы из щелочных пород и карбонатитов содержат гафний.

Концентрации галлия, ванадия и скандия типичны для бокситов. Содержание галлия несколько увеличивается от палеозойских бокситов к мезозойским и кайнозойским; скандия — в бокситах по основным породам, а среди генетических типов бокситов — для геосинклинального и осадочного платформенного.

Экзогенные месторождения органофильной и гидрофильной групп (фосфориты, соли, угли, горючие сланцы, битумы, нефть, минерализованные воды) характеризуются своим набором рассеянных элементов. В фосфоритах и фосфоритсодержащих породах концентрируются ванадий, скандий, редкоземельные металлы, стронций, рений, селен; в карналлитах — рубидий. При низких кларковых содержаниях германия в углях встречаются крупные локальные полигенные концентрации германия (nх10² г/т), для них характерна также обогащённость селеном и др. Широким набором элементов-примесей (ванадий, кадмий и др.) характеризуются некоторые чёрные сланцы. Концентрация рения в них нередко превышает среднее содержание его в земной коре более чем в 100 раз. Высокое содержание рения характерно для твёрдых битумов, особенно из зон дробления и из районов проявления рудной минерализации (медной, флюоритовой). В асфальтитах концентрируется ванадий, в нефти — рений. В хлоридных артезианских водах содержание рубидия меняется в зависимости от типа и степени минерализации вод от 0,2 до 32 мг/т. Отмечается увеличение общей минерализации вод и в какой-то мере концентрации рубидия с глубиной и по классам от серно-хлоридно-кальциево-натриевых к хлоридно-магниево-кальциевым водам.

Выявленные сырьевые источники рассеянных элементов руд (без социалистических стран; т металла): ванадий, рубидий, галлий — 10⁶; кадмий, германий, скандий, индий, таллий, селен, теллур — 10⁵-10⁴; рений, гафний, родий — 10³-10². Возможные сырьевые ресурсы (т): ванадий, рубидий — 10⁸; скандий — 10⁷; германий — 10⁶; кадмий, индий, селен — 10⁵; теллур, рений — 10⁴. Ежегодное производство и потребление за рубежом составляет (т): ванадий, кадмий — 10⁴; селен — 10³; теллур — 10²; германий, индий, таллий, галлий, рений — 10.