Месторождения Тантала и Ниобия

Главнейшие промышленные месторождения ниобия и тантала представлены несколькими генетическими типами, основные из них следующие:

  • нефелиновые сиениты с лопаритом,
  • редкометальные пегматиты,
  • альбитизированные и грейзенизированные граниты (апограниты),
  • редкометальные карбонатиты,
  • коры выветривания колумбитонооных гранитов и пегматитов,
  • элювиально-делювиальные и аллювиальные россыпи.

Ловозерское месторождение

Нефелиновые сиениты с лопаритом представлены Ловозерским месторождением. Это большой массив стратифицированных нефелиновых сиенитов воронкообразной, в плане округлой формы. Он прорывает глубокометаморфизованные породы докембрия и сформировался в несколько фаз. Промышленное редкометальное оруденение связано со второй фазой — образованием лопаритоносного комплекса пород, состоящего из ритмично чередующихся и повторяющихся многократно пачек пород, в каждую из которых входит от двух до пяти горизонтов разновидностей нефелиновых сиенитов: фойяитов, луявритов, уртитов, ийолитов. Эти разновидности отличаются друг от друга количественными соотношениями полевых шпатов, нефелина, содалита и темноцветных компонентов. Каждый горизонт хорошо выдерживается по всему месторождению.

Основной рудный минерал — лопарит образует вкрапленность во всех породах, но его промышленные скопления связаны с определенными горизонтами мельтейгитов, включающими породы двух смежных пачек: нижний горизонт вышележащей пачки (луявриты) и верхний горизонт нижележащей пачки (фойяиты). Кроме лопарита руды содержат нефелин, калий-натровый полевой шпат, эгиритг, щелочной амфибол, содалит, цеолиты, апатит, эвдиалит, рамзаит, мурманит-ломоносовит, биотит, сфен, магнетит. На глубоких горизонтах появляются ильменит, пирохлор, сульфиды.

Редкометальные гранитные пегматиты. Тантало-ниобаты часто наблюдаются в гранитных пегматитах, но промышленные скопления их находятся только в пегматитах натриево-литиевого типа, в которых широко развиты процессы высокотемпературного замещения — альбитизация и грейзенизация. Тантало-ниобаты (колумбит, танталит, иногда микролит) тяготеют преимущественно к участкам развития альбитового, кварц-мусковитового и кварц-лепидолитового замещающих комплексов, где их содержание достигает промышленных значений. Для гранитных пегматитов, особенно на поздних стадиях их формирования, характерно обогащение танталом, который в этом типе месторождений нередко преобладает над ниобием и отношение Ta2O5 : Nb2O5 в рудах различных месторождений варьирует от 6: 1 до 1: 10. Минеральный состав пегматитов натриево-литиевого типа богат и разнообразен: помимо основных породообразующих минералов — кварца, микроклина, альбита и мусковита — в них в переменных количествах находятся минералы группы колумбита (колумбит, колумбит-танталит, танталит), иногда микролит и тапиолит и другие тантало-ниобаты, сподумен, лепидолит, касситерит, берилл, апатит и ряд других, менее распространенных минералов. Руды комплексные: из них могут рентабельно извлекаться тантал, ниобий, литий, бериллий, олово, рубидий, цезий, а также породообразующие минералы — полевые шпаты, пригодные для керамической промышленности, кварц и слюда.

Крупные месторождения пегматитов интенсивно эксплуатируются в Канаде, Бразилии, КНР, Зимбабве. До недавнего времени редкометальные гранитные пегматиты служили основным источником тантала, ниобия, бериллия, лития, но сейчас их значение уменьшилось в связи с промышленным освоением более крупных источников сырья этих элементов.

Баррейру-ди-Араша, Бразилия

Карбонатиты. Карбонатитовые месторождения ниобия отличаются большими масштабами оруденения и наиболее высоким содержанием этого элемента, обычно резко преобладающего над танталом. Они сложены эндогенными, существенно карбонатными породами. В их формировании обычно различаются четыре стадии: в две первые стадии, при температурах от 630 до 420 °С, образуются ранние карбонатиты существенно кальцитового состава, в последние две, при температурах от 420 до 190 °С, формируются поздние доломит- кальцйтовые, доломитовые, доломит-анкеритовые, анкеритовые и сидеритовые карбонатиты. Первая стадия большей частью безрудная, с карбонатитами второй стадии связаны железные, ниобиевые, циркониевые и фосфорные руды, для поздних стадий характерны редкоземельные руды.

Наиболее богаты ниобием и танталом два типа руд: пирохлорсодержащие кальцитовые карбонатиты и гатчеттолитсодержащие кальцитовые карбонатиты.

Пирохлорсодержащие руды состоят из кальцита и доломита с примесью щелочных амфиболов, серпентина (развивающегося по форстериту), эгирина, апатита, магнетита. Редкометальные минералы представлены пирохлором и цирконом. Руды большей частью мелко- и среднезернистые, среднее содержание Nb2O5 обычно около 0,3—г- 0,5%, в отдельных рудных телах 1—2 и даже 3—4% (Баррейру-ди-Араша, Бразилия).

Гатчеттолитсодержащие руды состоят из кальцита с небольшим количеством диопсида, форстерита и флогопита и содержат гатчеттолит, пирохлор, бадделеит, циркелит. Структура руд средне- и крупнозернистая, иногда пегматоидная. Содержание Ta2O5 около 0,01—0,02% при отношении Ta:Nb = 1:5 — 1: 10.

Ниобий и тантал могут также извлекаться в качестве попутных компонентов из других типов карбонатитовых руд, содержащих гатчеттолит: апатит-магнетитовых, форстерит-кальцит-магнетитовых и др. Ввиду огромных запасов карбонатиты представляют собой важный сырьевой источник ниобия и тантала. И, несмотря на то что они только недавно стали осваиваться промышленностью, из них за рубежом уже добывают 70—80% всего потребляемого ниобия.

Альбитизированные и грейзенизированные граниты (апограниты). Месторождения этого типа приурочены к апикальным частям небольших массивов гранитов, их куполообразным выступам, зонам эндоконтакта и тектонически ослабленным зонам. Руды представляют собой средне- и крупнозернистые граниты, измененные постмагматическими процессами. По парагенетическим и геохимическим особенностям среди них различаются месторождения субщелочных и щелочных гранитоидов.

Субщелочные гранитоиды состоят из альбита, микроклина (часто зеленоватой или голубовато-зеленой его разновидности — амазонита), кварца, небольшого количества слюд (лепидолита, протолитионита, циннвальдита) и топаза, среди которых рассеяны тантало-ниобаты (колумбит, колумбит-танталит, микролит, пирохлор) и другие акцессорные минералы (монацит, циркон, флюорит, танталсодержащий касситерит и др.). Размер зерен рудных минералов обычно не превышает 0,1—0,2 мм, и визуально они, как правило, не наблюдаются.

Руды бедные (Ta2O5 0,0012—0,025%, иногда до 0,04%), но относятся они к собственно танталовым (отношение Ta2O5 к Nb2O5 от 1:2 до 2:1) и характеризуются большими запасами. Попутно с тантало-ниобатами из этих руд могут добываться литиевые слюды.

россыпные месторождения в Южном Киву (Заире)

Редкометальные щелочные гранитоиды также состоят в основном из альбита, микроклина и кварца, но в отличие от субщелочных для них в качестве второстепенных минералов характерны рибекит, эгирин, биотит. Тантало-ниобаты представлены колумбитом и пирохлором, образующими редкую мелкую вкрапленность. С ними часто ассоциируют малакон, редкоземельные фторкарбонаты, гадолинит, иттриалит, ксенотим, касситерит. Отношение Ta2O5 к Nb2O5 обычно около 1:10 — 1:15, среднее содержание Ta2O5 0,01—0,05%, Nb2O5 0,1—0,5%. Месторождения характеризуются большими запасами руд (Нигерия и др.).

Остаточные месторождения и россыпи. Тантало-ниобаты, как стойкие в химическом отношении минералы, довольно хорошо сохраняются в коре выветривания месторождений, содержащих эти минералы. Горнотехнические условия эксплуатации рыхлых руд коры выветривания месторождений пегматитов, апогранитов и карбонатитов более благоприятны, чем плотных коренных руд, так как они позволяют добывать их без применения дорогостоящих взрывных работ, а обогащать без предварительного дробления. Поэтому выветрелые руды могут разрабатываться при меньших содержаниях полезных компонентов.

Особенно интенсивно разрабатываются руды коры выветривания пегматитов (Бразилия, Зимбабве), а также колумбитоносных гранитов (Нигерия). В условиях тропического климата в приповерхностных частях этих месторождений полевые шпаты и слюды полностью разрушаются и превращаются в рыхлую глинистую массу, среди которой сохраняются только наиболее устойчивые к выветриванию минералы — кварц, касситерит, тантало-ниобаты, берилл и некоторые другие. Промышленное значение могут иметь не только современные, но и древние коры выветривания.

При размыве кор выветривания тантало-ниобаты могут переноситься водными потоками на расстояние до нескольких километров от источников сноса, образуя элювиальные, делювиальные и аллювиальные россыпи. Механическая прочность тантало-ниобатов невелика, поэтому в водных потоках они не могут переноситься на значительное расстояние от коренных источников питания и отлагаются поблизости, часто вместе с касситеритом, реже с вольфрамитом, образуя россыпи ближнего сноса. Наиболее устойчив фергусонит, менее — колумбит и танталит.

Примером могут служить россыпные месторождения в Южном Киву (Заире). В долине р. Люнгулю, вблизи массива мусковитовых гранитов, содержащих акцессорный; колумбит, элювиально-делювиальные отложения обогащены касситеритом и тантало-ниобатами. Наиболее высокие содержания этих минералов отмечаются в непосредственной близости к контакту источника сноса в приплотиковой части россыпи и приурочены к прослоям гравия, лежащим на коренных породах метаморфической толщи. Получаемые здесь концентраты содержат в среднем 92% касситерита и 7% колумбита. До последнего времени коры выветривания пегматитов и связанные с ними россыпи являются одним из основных источников танталового сырья за рубежом.

Помимо упомянутых типов месторождений значительная часть тантала попутно извлекается из касситерита, при металлургическом переделе оловянных концентратов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *