Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Руководство - Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Ниобиевые - файл 1.doc


Руководство - Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Ниобиевые
скачать (529 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc529kb.04.12.2011 03:25скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

  1   2   3   4   5
Реклама MarketGid:
Загрузка...
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

по применению Классификации запасов

месторождений и прогнозных ресурсов

твердых полезных ископаемых


Ниобиевые,

танталовые руды

и редкоземельные

элементы

Москва, 2007

Разработаны Федеральным государственным учреждением «Госу­дарственная комиссия по запасам полезных ископаемых» (ФГУ ГКЗ) по заказу Министерства природных ресурсов Российской Федерации и за счет средств федерального бюджета.
Утверждены распоряжением МПР России от 05.06.2007 г. № 37-р.
^ Методические рекомендации по применению Классификации запа­сов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных иско­паемых. Ниобиевые, танталовые руды и редкоземельные элементы.
Предназначены для работников предприятий и организаций, осу­ществляющих свою деятельность в сфере недропользования, неза­висимо от их ведомственной принадлежности и форм собственно­сти. Применение настоящих Методических рекомендаций обеспе­чит получение геологоразведочной информации, полнота и каче­ство которой достаточны для принятия решений о проведении дальнейших разведочных работ или о вовлечении запасов разведан­ных месторождений в промышленное освоение, а также о проекти­ровании новых или реконструкции существующих предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых.


  1. ^

    Общие сведения



1. Настоящие Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых (ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов) (далее – Методические рекомендации) разработаны в соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 22 июля 2004 г. № 370 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, № 31, ст.3260; 2004, № 32, ст. 3347, 2005, № 52 (3ч.), ст. 5759; 2006, № 52 (3ч.), ст. 5597), Положением о Федеральном агентстве по недропользованию, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2004 г. № 293 (Собрание законодательства Российской Федерации, 2004, N 26, ст. 2669; 2006, №25, ст.2723), Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых, утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278, и содержат рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых в отношении ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов.

2. Методические рекомендации направлены на оказание практической помощи недропользователям и организациям, осуществляющим подготовку материалов по подсчету запасов полезных ископаемых и представляющих их на государственную экспертизу.

3. Ниобий и тантал близки по химическим свойствам и обычно встречаются совместно.

Н и о б и й – металл серо-стального цвета, имеющий плотность 8,57 г/см3, температуру плавления 2468–2469 °С; ковкий и чрезвычайно пластичный при нормальной температуре, обладающий исключительной коррозионной стойкостью, самой высокой среди металлов критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние (9,34 К), низким уровнем наведенной радиации и небольшим поперечным сечением захвата тепловых нейтронов (1,1 барн или 1,1·м2).

Т а н т а л – металл светло-серого цвета с синеватым оттенком, имеющий плотность 16,6 г/см3, обладающий уникальными физическими и химическими свойствами – высокой тугоплавкостью (температура плавления 2991–2997 °С), большой твердостью (1225 МПа по Бриннелю), исключительной кислотоупорностью, способностью вытягиваться в тонкие нити. Поглащая газы (водород, азот, кислород), ниобий и тантал становятся хрупкими.

Ниобий и тантал широко применяются в промышленности.

Ниобий в виде феррониобия (до 65 % Nb) широко применяется в черной металлургии в качестве легирующих и модифицирующих присадок к углеродистым, низколегированным малоуглеродистым и нержавеющим сталям, предназначенным для изготовления труб большого диаметра магистральных нефте- и газопроводов, особенно проложенных и прокладываемых в северных районах; для авиа-, ракето-, корабле-, машиностроения (в частности, для химического оборудования, турбин и котлов высокого давления, автомобилестроения, рельсов и подвижного состава железнодорожного транспорта) и во многих других областях хозяйства.

Ниобий, особенно с присадками Ni, Sn, Zr, Ti, Ge, отличается сверхпроводимостью при сравнительно высоких температурах (до 23 К). Реально освоены в качестве сверхпроводников сплавы Nb-Zr, Nb-Ti, Nb-Sn; на их основе созданы магниты исключительно большой мощности. Предполагается, что турбогенераторы с обмоткой из сверхпроводящего сплава Nb-Ti будут иметь в 4–5 раз меньшую массу и КПД 99,5–99,8 %.

Небольшое поперечное сечение захвата тепловых нейтронов делает ниобий перспективным конструкционным материалом для ядерных реакторов.

Традиционными сферами использования танталовых продуктов являются электровакуумная техника (аноды, сетки, геттеры, детали высокотемпературных вакуумных печей); производство жаропрочных, твердых и сверхтвердых сплавов для режущих инструментов; химическое аппаратостроение, включая заводское и лабораторное оборудование; легирование сталей и сплавов. Наиболее значительная область применения тантала – производство танталовых конденсаторов, используемых в ЭВМ, приборостроении, автомобильной и оборонной промышленности. Кроме того, тантал единственный из металлов, вживляющийся в тело человека, применяется в хирургии для сшивания кровеносных сосудов, протезирования органов человеческого тела и изготовления инструментов.

Г р у п п а р е д к о з е м е л ь н ы х э л е м е н т о в (Р З Э), или л а н т а н о и д о в, включает 15 весьма сходных по свойствам металлов от лантана до лютеция; из них только прометий получен искусственно. Весьма близок к этим элементам и и т т р и й, хотя формально он не входит в группу РЗЭ.

Редкоземельные металлы обычно разделяют на две группы: цериевую – TRCe(La–Се–Pr–Nd–Pm) и иттриевую – TRY(Sm–Eu–Gd–Tb–Dy–Ho–Er–Tu–Yb–Lu–Y). Однако в последнее время они все чаще подразделяются на три подгруппы: легкие (цериевые), средние (самариевые) и тяжелые (эрбиевые) (табл. 1).

Таблица 1

Редкоземельные металлы (РЗМ, РЗЭ) TR = Ln + Y

Цериевоземельные

TRCe

Иттриевоземельные TRY

Лантаноиды Ln

Иттрий

Цериевые LnCe

Иттриевые LnY

Цериевые (легкие) LnCe

Самариевые (средние) LnSm

Эрбиевые (тяжелые) LnEr

La

Ce

Pr

Nd*

Pm*

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Y

Лантан

Церий

Празеодим

Неодим

Прометий

Самарий

Европий

Гадолиний

Тербий

Диспрозий

Гольмий

Эрбий

Тулий

Иттербий

Лютеций

Иттрий

* В природе не встречен.

Редкоземельные металлы обладают высокой химической активностью и взаимодействуют почти со всеми элементами при сравнительно низких температурах. Они реагируют с O, S, H, C, C, N, P и галогенами с образованием прочных оксидов, сульфидов, карбидов и др. Металлические La, Ce, Pr легко окисляются на воздухе, в то время как тяжелые лантаноиды (иттриевой группы) более устойчивы.

Долгое время эти металлы считались весьма редкими и малоперспективными для использования. С середины 30-х г. XX в. после выявления легирующих действий РЗЭ на сталь, чугун и сплавы цветных металлов производство их значительно расширилось. За последние 40–50 лет в связи с открытием новых областей применения лантаноидов (специальные сплавы, особые сорта стекол, катализаторы при крекинге нефти, кинескопы цветных телевизоров, люминофоры, сверхмощные магнитные сплавы Sm с Со, кристаллы соединений РЗЭ в роли лазеров и квантовых усилителей – мазеров, изотопы 170Tu, 155Eu, 144Ce как источники излучения, регулирующие стержни из Gd, Sm, Eu в атомных реакторах и др.) интерес к ним повысился. Современная промышленность использует РЗЭ как в виде смесей (например, мишметалл), так и индивидуально, при этом наибольшее значение приобрели Eu, (в основном для кинескопов телевизоров, люминесцентных ламп, циркониевых стабилизаторов, оптического стекла), Sm (для производства постоянных магнитов), Gd (в производстве галлий-гадолиние­вых гранатов), а также La, Nd, Ce, Tu. Известно более 100 областей применения редких земель. Наиболее емкие сферы использования РЗМ: катализ в крекинге нефти, металлургия, стекольная и керамическая отрасли промышленности, сельское хозяйство. По масштабам потребления РЗЭ первое место занимают нефтяная промышленность, металлургия и стекольная промышленность.

Иттрий имеет самые разные области применения, из них наиболее важные – люминофоры для цветного телевидения и люминесцентных ламп, магниевые и никель-кобальтовые жаропрочные коррозионностойкие сплавы (суперсплавы), нержавеющая сталь, гранаты и ферриты для различных электронных устройств, лазеры, оптическое стекло, огнеупорная керамика, газовые сенсоры, ювелирные изделия. Небольшие добавки иттрия в алюминиевые сплавы увеличивают их электропроводность на 50 %. Оксид иттрия используется как спекающая добавка в различных видах новой технической керамики; для деталей двигателей, быстрорежущих инструментов, высокотемпературных топливных элементов. Резкий всплекск интереса к иттрию в конце 80-х г. был связан с открытием сверхпроводящей керамики Y-Ba-Cu-O.

2. Ниобий, тантал и редкоземельные металлы – типичные литофильные элементы. Среднее содержание в земной коре ниобия 2·10–3 %, тантала 2,58·10–4 %, редкоземельных металлов (в сумме) 112·10–4 % (диапазон кларков индивидуальных лантаноидов от 0,3·10–4 % у Lu до 31·10–4 % у Се). В природе ниобий и тантал образуют кислородные соединения, в основном оксиды. Спектр природных соединений редкоземельных металлов значительно шире, но в основном это оксиды, карбонаты, фосфаты, фториды. Известно более 50 минералов, содержащих Nb и Та, не считая многочисленных разновидностей, и около 300 минералов, содержащих РЗЭ (только 20 из них имеют промышленное значение); важнейшие промышленные минералы приведены в табл. 2.

Таблица 2

^ Важнейшие промышленные минералы ниобия, тантала и редкоземельных металлов

Минерал

Структурно-химическая формула

Содержание оксидов редких металлов, %

Элементы-примеси

Плотность, г/см3




1

2

3

4

5

Минералы ниобия и тантала

Пирохлор

(Na, Ca)2–xNb2O6(OH, F)

Nb2O5 52–71; Та2О5 до 7,0

U, Th, TR

3,8–4,7

Гатчеттолит

(Са, U, TR)2–x(Nb, Ta)2O6(F, ОН)1–х · 2Н2О

Nb2O5 до 35; Та2О5 до 18; UO3 до 30

Th, TR

4,4–4,9

Мариньякит

(TR, Na, Ca)2–x(Nb, Ta)2O6 · · (ОН, F)

Nb2O5 50; Та2О5 до 5, 0; TRCe ~15–18

Pb, U

4,13–4,15

Микролит

(Ca, Na)2Ta2O6(O, ОН, F)

Та2О5 55–80; Nb2O5 0, 9–10

U

5,9–6,4

Лопарит

(Na, Ce, Ca)(Ti, Nb, Ta)O3

Nb2O5 8,0–12,8; Та2О5 0,6–0,8; Σ Се2О3 30,0– 33,5

Ti, TR, Sr

4,6–4,9

Воджинит

(Та, Nb, Mn, Sn, Fe)2O4

Та2О5 65–75; Nb2O5 0,1–15

Sn

7,19–7,36

Колумбит

(Fe, Mn)(Nb, Ta)2O6

Nb2O5 59–76; Та2О5 1–20



5,3

Танталит

(Fe, Mn)(Ta, Nb)2O6

Та2О5 63–86; Nb2O5 0,2–20



8,3

Тапиолит

Fe(Ta, Nb)2O6

Та2О5 62–85; Nb2O5 9–22



6,4–7,9

Стрюверит

(Ti, Та, Nb)O2

Та2О5 6–38; Nb2O5 до 20



4,2–5,5

Минералы редкоземельных металлов

Монацит

CePO4

Σ Се2О3 до 35; ThO2 до 31



4,9–5,5

Ксенотим

YPO4

Σ Y2O3 до 61

U, Tb, TR

4,4–4,6

Чёрчит

YPO4 · 2H2O

Σ Y2O3 до 51

TR

3,1–3,3

Бастнезит

CeCO3F

Σ Се2О3 до 75

TR, Th

4,4–5,2

Паризит

Ce2Ca[CO3]2F2

Σ Се2О3 до 60; Y2O3 до 10 в иттропаризите

TR, Th

4,3–4,4

Иттросинхизит

YCa[CO3]2F

Σ Y2O3 44–47

Th, TR

3,6–3,7

Фергюсонит

Y(Ta, Nb)O4

Σ Y2O3 33–44; Та2О5 4–9; Nb2O5 38,0–51,6

U, Th, TR

5,5–6,0

Эвксенит

Y(Nb, Ti, Ta)2(O, OH)6

Σ Y2O3 16,3–27,8; Nb2O5 8,8–41,4;

Ta2O5 1,0– 47,3

U, Th, TR

5,0–5,9

Гагаринит

(Na, Ca)3YF6

Σ Y2O3 35–48

U, Th

4,2–4,5

Иттрофлюорит

(Y, Ca)F3–x

Σ TR2O3 18–20



3,5–3,8

4. Месторождения ниобия, тантала и редкоземельных металлов в общем цикле геологического развития формируются на средней и поздней стадиях геосинклинального этапа преимущественно в связи с гранитным магматизмом, а также при щелочном магматизме и метасоматизме стадии активизации древних платформ и консолидированных областей завершенной складчатости.

Они образовывались в крайне широком диапазоне времени – от архея до кайнозоя. Промышленное значение имеют как эндогенные, так и экзогенные месторождения, включая коры выветривания и россыпи*.

5. Месторождения ниобия и тантала по преобладанию одного из металлов подразделяются на три группы: ниобиевые, тантал-ниобиевые и танталовые.

К собственно ниобиевым относятся месторождения пирохлоровых карбонатитов. Основную ценность их составляет ниобий, отношение Nb2O5/Ta2O5 > 20; извлечение тантала нерентабельно, он уходит в ферросплавы вместе с ниобием.

Комплексными тантал-ниобиевыми считаются месторождения, в которых тантал и ниобий по валовой ценности примерно одинаковы: Nb2O5/Ta2O5 = 5  20. Это месторождения в дифференцированных массивах агпаитовых нефелиновых сиенитов, месторождения в метасоматически измененных гранитоидах щелочного ряда, а также в апогнейсовых метасоматитах зон региональных разломов.

Главным полезным компонентом собственно танталовых месторождений является тантал, отношение Nb2O5/Ta2O5  4, ниобий извлекается попутно. Основные запасы собственно танталовых руд сосредоточены в гранитных пегматитах и в «редкометалльных» гранитах.

Поскольку в природе ниобий преобладает над танталом, среди известных месторождений значительно больше ниобиевых, чем танталовых. Содержания Nb2O5 в рудах обычно на порядок выше, а запасы месторождений на 1–2 порядка больше, чем Та2О5.

Большинство типов месторождений ниобия и тантала характеризуется высокой комплексностью и содержит ассоциации минералов: фосфора, циркония, редких земель, скандия, стронция, бария, железа, титана, тория (месторождения щелочного ряда) или бериллия, рубидия, цезия, олова (граниты и пегматиты).

Промышленные и потенциально-промышленные типы месторождений ниобия, тантала и редкоземельных руд приведены в табл. 3.

месторождения в дифференцированных («стратифицированных») массивах агпаитовых нефелиновых сиенитов (Ловозерское в Мурманской области) являются важным источником комплексных ниобий-тантал-редкоземельных руд. Рудоносные интрузивы представлены округлыми в плане массивами центрального типа и характеризуются многофазным строением.

Лопаритоносный дифференцированный комплекс (вторая фаза) сложен ритмически чередующимися хорошо выдержанными пологозалегающими горизонтами щелочных пород с различным соотношением нефелина, полевых шпатов и темноцветных минералов – уртитов, ювитов, фойяитов, луявритов, малиньитов. Лопарит является акцессорным минералом, концентрируется в нижних частях ритмов в породах уртитового и малиньитового состава, формируя своеобразные рудные тела – весьма выдержанные маломощные (0,1–0,5 до 1–2 м) «пласты» с нечеткими верхней и нижней границами, определяемы­ми по данным опробования. Минеральный состав руд: нефелин, кали-натровый полевой шпат, эгирин, щелочной амфибол, содалит, цеолиты и акцессорные – лопарит, виллиомит, апатит, эвдиалит, рамзаит, мурманит, ловозерит, сфен, магнетит, пирит, пирротин. Лопарит – комплексное сырье, наряду с ниобием и танталом из него получают редкоземельные металлы цериевой группы и титан.

Месторождения, связанные с массивами ультраосновных щелочных пород и карбонатитов (УЩК), являются одним из основных источников ниобия в мире. Массивы УЩК большей частью характеризуются округлыми формами и кольцевым или неполнокольцевым строением, значительно реже они построены по линейному плану. Сами карбонатиты слагают округлые штоки, кольцевые дайки, неполнокольцевые тела, трубки и выступают как конечные дифференциаты ультраосновных щелочных комплексов.

Карбонатиты представлены кальцитовыми, доломитовыми, анкеритовыми разностями. Пирохлоровое оруденение в карбонатитах образует равномерную вкрапленность и с глубиной практически не изменяется. Рудные тела, оконтуриваемые по данным опробования, характеризуются обычно линейной формой и выделяются как обогащенные зоны (0,2–0,8 % Nb2O5) на фоне бедных содержаний Nb2O5 (0,05–0,08 %). Рудоносные породы наряду с форстеритом, флогопитом или пиритом содержат комплекс полезных минералов – апатит, монацит, иногда циркон, бадделеит и магнетит; средне-крупнокристаллические кальцитовые карбонатиты могут представлять интерес как карбонатное сырье. В качестве примеров можно привести месторождения Белозиминское (Россия) и Сент-Оноре (Канада).

В редких случаях пирохлоровое оруденение в массивах ультраосновных щелочных пород развивается не в карбонатитах, а в микроклинитах – калишпатовых метасоматитах по ультраосновным щелочным породам (Большетагнинское месторождение в Иркутской области). Апатит-пирохлоровая минерализация Большетагнинского месторождения слагает линзовидную залежь, состоящую из вкрапленных и прожилково-вкрапленных руд и прослеженную по простиранию на расстояние 600 м при ширине выхода до 300 м. Среднее содержание Nb2O5 в руде – 1,0 %.

Иногда в карбонатитах присутствует гатчеттолит, который находится в виде мелкой вкрапленности и образует самостоятельные рудные зоны или слагает фланги пирохлоровых зон. Руды комплексные тантал-ниобиевые, соотношение Nb2O5/Ta2O5 варьирует в пределах 4,5–8 (Среднезиминское месторождение, некоторые рудные зоны Белозиминского).

Месторождения в бастнезитовых карбонатитах являются основным источником редкоземельных элементов цериевой группы. Крупнейшее эксплуатируемое месторождение этого типа Маунтин-Пасс (США) представляет собой шток размерами 700200 м, сложенный массивными или полосчатыми карбонатитами (в основном кальцитовыми) – 60 %, баритом – 20 %, кварцем – 10 % и редкоземельными минералами (бастнезит, примесь монацита) – 10 %. Содержание TR2O3 в богатой руде – 10 %, в бедной – 5 % и менее. Общие запасы свыше 2,5 млн. т TR2O3 в рудах с содержанием свыше 5 % TR2O3.

Таблица 3

Промышленные и потенциально-промышленные типы месторождений ниобия, тантала и редкоземельных руд

Промышленный тип

месторождений

Структурно-морфологический тип рудных тел и комплекс вмещающих пород

Природный

(минеральный)

тип руд

Содержание основных компонентов в руде, %

Попутные

компоненты

Промышленный*

(технологический)

тип руд

Примеры

месторождений




1

2

3

4

5

6

7

Цериевоземельно-ниобий-танталовый в дифференцированных массивах агпаитовых нефелиновых сиенитов

Пластообразные

полого залегающие залежи в уртитах,

ювитах, малиньитах

Лопаритовый

Nb2O5

0,20–0,40;

Ta2O5

0,018–0,027;

TR2O3

0,9–1,4

Ti, Sr, Th

Химический редкоземельно-тантал-ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Ловозерское

(Россия)

Ниобиевый в

массивах

ультраосновных щелочных пород и карбонатитов

Линзовидный,

жильный, штоко-, трубообразный в

карбонатитах

Пирохлоровый

Nb2O5

0,2–0,8

P, TR, Ta, U, Zr

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Белозиминское (Россия),

Сент-Оноре

(Канада)

Линзообразный в микроклинитах

«

Nb2O5

0,3–1,2

Р, микроклин

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический)

Большетагнинское

(Россия)

Цериевоземельный в бастнезитовых карбонатитах

Штоко-, трубо- и жилообразный в карбонатитах

Бастнезитовый

TR2O3

0,9–9,0

Fe, U, Th, барит,

флюорит

Химический флюорит-барит-стронций-редкоземельный (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический)

Карасугское

(Россия), Маунтин-Пасс

(США)

Ниобий-танталовый в метасоматитах по гранитоидам щелочного ряда

Штоко- и

линзообразный в кварц-альбит-микроклиновых и альбитовых

метасоматитах по гранитоидам

щелочного ряда

Циркон-пирохлор-колумбитовый

Nb2O5

0,12–0,40;

Ta2O5

0,014–0,040;

ZrO2 0,3–0,7

TR, Li, Th, U, Hf, Rb, криолит

Металлургический цирконий-ниобий-танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Улуг-Танзекское,

Зашихинское

(Россия)

Редкоземельно-ниобий-танталовый в

щелочных

метасоматитах

Линзо- и пластообразный в

метасоматитах по метаморфическим породам

Циркон-тантал-пиро-хлоровый с фторидами редких земель

Nb2O5

0,20–0,40;

Ta2O5

0,012–0,025;

ZrO2 1,5–1,6;

TR2O3

0,2–0,4

Y, U, Th, Hf, Zn, Pb,

криолит

Металлургический ниобий- танталовый с цирконием и редкими землями (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Катугинское

(Россия)

Танталовый в литий-фтористых гранитах

Куполовидный и линзообразный в апикальных частях массивов амазонитовых гранитов

Микролит-танталит-колумбитовый

Ta2O5

0,010–0,018

Nb, Li, Sn, Rb,

амазонит

Химико-металлургический танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Орловское,

Этыкинское

(Россия)

Литий-танталовый в сподуменовых

гранитах

Куполовидные тела в апикальных

частях массивов сподуменовых

гранитов

Сподумен- танталитовый

Ta2O5

0,010–0,016;

Li2O 0,6–1,0

Nb, Rb, Cs

Химико-металлургический литий-танталовый с ниобием (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Алахинское

(Россия)

Танталовый в

пегматитах (с Li, Cs, Be)

Плитообразный и жильный в

амфиболитах,

гнейсах, сланцах

Сподумен-берилл-танталитовый, поллуцит-сподумен-танталитовый, лепидолит-микролитовый

Ta2O5

0,01–0,03;

Cs2O 0,1–0,8;

Li2O 0,3–1,5;

BeО

0,02–0,07

Sn, Rb, Nb, Ga

Химико-металлургический бериллий-литий-цезий-танталовый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Завитинское,

Вишняковское, Гольцовое (Россия),

Берник-Лейк

(Канада),

Гринбушес

(Австралия)

Ниобиевый и

Редкоземельно-ниобиевый в корах выветривания

карбонатитов в массивах ультраосновных щелочных пород

Пласто- и

линзообразные тела в корах

выветривания

карбонатитов

массивов

ультраосновных щелочных пород

Апатит-пирохлор-колумбитовый

Nb2O5 0,4–1,0;

Р2О5 10–16

TR, Ta, Fe

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Белозиминское

(Россия)

Sr-, Ba-пиро-хлоровый

Nb2O5 1,0–3,0

TR, Fe, Р, Mn




Чуктуконское

(Россия),

Араша

(Бразилия)

Ниобиевый в корах выветривания карбонатитов и щелочных метасоматитов зон региональных

разломов

Лентообразные

тела в корах

выветривания по линейным

карбонатитам и

щелочным

метасоматитам

Пирохлоровый, колумбит-пирохлоровый

Nb2O5 0,4–0,8

Р, Fe, вермикулит

Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический

Татарское

(Россия)

Танталовый

в корах

выветривания

пегматитов (c Sn, Be)

Пласто- и линзообразный в корах

выветривания

редкометалльных пегматитов

Берилл-колумбит-танталитовый

Ta2O5

0,004–0,03

Sn, Ве, Nb

Химико-металлургический бериллий-танталовый (гравитационно-флотационно-гидрометаллургический)

Липовый Лог

(Россия),

Назарену

(Бразилия),

Гринбушес

(Австралия)

Скандий-редкоземельно-ниобиевый в

переотложенных корах

выветривания

карбонатитов

Пластообразный в переотложенных корах

выветривания

карбонатитов

Монацит-Sr-, Ba-, Pb-пиро-хлоровый

Nb2O5

4–8;

TR2O3

6–12;

Y2O3

0,5–0,65;

Sc2O3 0,05

Р2О5

Химико-металлургический редкоземельно-ниобиевый

(сортировочный, флотацинно-гидрометаллургический)

Томторское

(Россия)

* В названии промышленного (технологического) типа отражено хозяйственное (промышленное) назначение конечных продуктов, важнейшая технологическая особенность руд и основные способы переработки.


Ниобий-танталовые месторождения в метасоматитах по гранитоидам щелочного ряда приурочены к небольшим (1–1,5 км2) массивам рибекитовых и эгирин-рибекитовых гранитоидов. Основные запасы ниобий-танталовых руд связаны с кварц-альбит-микроклиновыми метасоматитами (квальмитами), наследующими форму замещаемого интрузива и характеризующимися значительной вертикальной протяженностью (Улуг-Танзекское месторождение). Наиболее богатые руды приурочены к существенно альбитовым метасоматитам (альбититиам), образующим линзовидные тела в эндоконтактовых частях массивов (Зашихинское месторождение). Оруденение в обоих случаях тонковкрапленное, распределено относительно равномерно. Главные рудные минералы представлены колумбитом, пирохлором и цирконом.

Редкоземельно-ниобий-танталовые месторождения в щелочных метасоматитах зон региональных разломов (Катугинское в Читинской области) не обнаруживают признаков связи с магматическими образованиями, но формируются в зонах крупных разломов непосредственно вслед за развитием регионального метаморфизма амфиболитовой фации. Рудоносные кварц-альбит-микроклиновые (с арфведсонитом, биотитом и другими минералами) метасоматиты возникли за счет метаморфических толщ и слагают согласную с залеганием последних пластообразно-линзовидную залежь. Основные рудные минералы представлены танталсодержащим пирохлором, цирконом, гагаринитом и редкоземельным флюоритом.

Танталовые месторождения в литий-фтористых гранитах. Танталоносные граниты представляют собой небольшие (0,5–1,5 км2) интрузии своеобразных мелко-среднезернистых, часто амазонитовых гранитов, обогащенных альбитом, топазом, литиевыми слюдами и содержащих характерный «горошковидный» кварц. Танталовое оруденение располагается в апикальных (купольных) частях интрузивов, содержание Та2О5 в рудах колеблется от 0,01 до 0,04 %. Вертикальный размах оруденения обычно не превышает первых десятков метров. Рудные тела, выделяемые по данным опробования, имеют форму пологих линзообразных залежей, ориентированных субпараллельно контактовым поверхностям куполов; руды вкрапленные и прожилково-вкрапленные. Главные рудные минералы представлены танталит-колумбитом и микролитом (Орловское и Этыкинское месторождения в Читинской области).

Литий-танталовое месторождение в сподуменовых гранитах (Алахинское в Горном Алтае) выявлено в 1989 г. и является новым потенциально перспективным промышленным типом. Редкометалльное оруденение приурочено к апикальной части небольшого (~0,4 км2) массива сподуменовых гранитов и слагает пологую купольную залежь. Танталовая минерализация ассоциирует со сподуменом и представлена тонковкрапленными танталитом и микролитом. Среднее содержание Та2О5 в руде 0,012 %, Li2O – 0,71 %. С глубиной литий-танталовые руды постепенно сменяются бедными (0,3–0,4 % Li2O) литиевыми рудами со сподуменом.

Танталовые месторождения в пегматитах (с Li, Cs, Be) являются ведущими в мировой сырьевой базе тантала.

Пегматитовые месторождения распространены в ряде металлогенических провинций России и за рубежом. Наиболее крупные и богатые месторождения чаще всего имеют докембрийский возраст и размещаются в большинстве случаев на окраинах древних платформ и щитов.

Поллуцит-сподумен-танталитовые пегматиты представляют наиболее распространенный в мире тип промышленных редкометалльных месторождений высокой степени комплексности (с Sn, Li, Cs, Be). На эти пегматиты и связанные с ними коры выветривания приходится основная мировая добыча тантала; содержание Та2О5 достигает 0,02–0,03 %, а в отдельных зонах до 0,1 % при соотношении Nb/Ta в среднем 1–3 (до 6). Месторождения обычно представлены сериями пологозалегающих тел с этажным расположением по вертикали, но изредка встречаются аналогичные по составу пегматитовые тела в виде зональных, полнодифференцированных штоков или трубок. Основные рудные минералы представлены танталитом, танталит-колумбитом, микролитом, сподуменом, поллуцитом, бериллом.

На отдельных месторождениях проявлена вертикальная зональность которая выражена в возрастании с глубиной концентрации лития и снижении – тантала, рубидия и цезия.

Подсчет запасов пегматитовых месторождений обычно ведется в геологических границах пегматитовых тел.

Месторождения редких металлов в корах выветривания формируются в результате гипергенного преобразования коренных руд и пород с повышенными концентрациями ниобия, тантала и редких земель. Коры выветривания подразделяются на остаточные и перемещенные.

Рудоносные остаточные коры формируются в следующих геологических условиях: 1) по карбонатитам в массивах ультраосновных щелочных пород; 2) по карбонатитам и щелочным метасоматитам в зонах региональных разломов; 3) по пегматитам.

Ниобиевые и ниобий-редкоземельные месторождения в корах выветривания карбонатитов в массивах УЩК характеризуются пласто-линзовидной формой и имеют значительные размеры. В зависимости от интенсивности процессов корообразования главные рудные минералы представлены колумбитом и пирохлором – в корах гидрослюдистого профиля (Белозиминское месторождение) или вторичными пирохлорами (стронциопирохлор, бариопирохлор) и редкоземельными фосфатами (монацит, иногда флоренсит и др.) – в корах латеритного профиля (месторождения Чуктуконское в России и Араша в Бразилии). Латеритные коры выветривания характеризуются значительно более высокими содержаниями ниобия (до 3 % Nb2O5), более крупными запасами ниобиевых руд и за рубежом являются ведущим источником ниобиевого сырья.

Ниобиевые месторождения в корах выветривания карбонатитов и щелочных метасоматитов зон региональных разломов (Татарское в Красноярском крае). Промышленное ниобиевое оруденение связано с «зернистыми» корами выветривания (гидрослюдистого профиля), развивающимися по крутопадающим линейным зонам, сложенным линзо-, жилообразными карбонатитами и щелочными метасоматитами с убогим ниобиевым оруденением. Рудные тела наследуют форму и размеры первичных руд, но содержание полезных компонентов в них в 2–4 раза выше. Рудные залежи в корах выветривания характеризуются лентообразной формой и значительной протяженностью по простиранию (до 2000 м при мощности до 100 м). Полезные минералы представлены пирохлором, колумбитом и апатитом. Содержание Nb2O5 в рудах составляют 0,4–0,75 %, по запасам месторождение мелкое.

Танталовые месторождения в корах выветривания пегматитов (Липовый Лог в России, Назарену в Бразилии, Гринбушес в Австралии). Рудные тела представлены линзо-, пластообразными залежами, наследующими форму пегматитовых тел. Полезные минералы – танталит, колумбит-танталит, берилл, касситерит. Содержание Ta2O5 0,004–0,03 % (до 0,1 %).

Месторождения в переотложенных, эпигенетически измененных корах выветривания карбонатитов являются комплексными редкоземельно-ниобиевыми (с Y и Sc) и характеризуют новый потенциально-промышленный тип (Томторское месторождение в Республике Саха (Якутия)).

Рудное тело имеет пластообразную форму с размерами 26001700 м при средней мощности 10 м. Рудный пласт представляет собой чередование прослоев богатых пирохлор-монацит-крандаллитовых и обедненных каолинит-крандаллитовых руд. Главные полезные минералы – монацит и стронцио-, барио-, плюмбопирохлоры с реликтами пирохлора обычного состава. Руды характеризуются уникально высокими содержаниями полезных компонентов (Nb2O5 4–8 %, TR2O3 6–12 %, Y2O3 0,5–0,65 %, Sc2O3 0,05 %), но являются тонкодисперсными и труднообогатимыми.

Генезис месторождения сложный. Наиболее обоснованы следующие две концепции.

Первая – осадочно-россыпная – предполагает, что богатые руды сформированы в результате переотложения рудоносных кор выветривания в мелких озерах, образующихся при усадке карбонатитов в массивах ультраосновных щелочных пород. Вторая концепция – эпигенетическая – предполагает проявленность эпигенетических процессов, приведших к выносу из кор выветривания значительных количеств Fe и Mn и, вследствие этого, обогащению остаточного продукта ниобиевыми и редкоземельными минералами. Наиболее вероятно совместное проявление обоих отмеченных процессов.

К особому – полигенному – промышленному типу относится уникальное по запасам редких земель ниобий-редкоземельно-железорудное месторождение Байюнь-Обо (Китай). Ниобий редкоземельная минерализация установлена в полосе широтного простирания длиной 16 км и шириной 3 км. Редкометалльное оруденение приурочено к пластообразным залежам железных руд, залегающим среди доломитов позднепротерозойско-раннепалеозойского возраста. В пределах месторождения развиты жилообразные тела карбонатитов, обогащенных редкоземельными элементами (2–3,5 % TR2O3), интрузии габброидов, щелочных пород и гранитоидов.

Основные полезные минералы представлены магнетитом, гематитом, а также тонкой вкрапленностью монацита, бастнезита, пирохлора, эшинита и др. Содержание железа в богатых рудах до 45 % и более, редких земель от 5,7 до 6,7 % TR2O3, ниобия 0,126–0,14 % Nb2O5. Запасы железа составляют 470 млн. т, TR2O3 – 40,1 млн. т, Nb2O5 – более 1 млн. т.

Генезис месторождения сложный. Наиболее обоснована точка зрения о наложении ниобий-редкоземельной минерализации, связанной с карбонатитами, на железные руды осадочно-метаморфогенного происхождения.

Еще одним важным источником получения иттриевоземельных элементов в Китае являются так называемые ионные руды, развитые в корах выветривания по гранитам, сланцам, амфиболитам.

Кроме отмеченных типов месторождений следует указать следующие, которые разрабатывались в СССР:

цирконий-ниобиевый в альбититах, карбонатитах и пегматитах, связанных с массивами нефелиновых сиенитов (Вишневогорское, Урал);

иттриевоземельный в кварц-хлоритовых метасоматитах (Кутессай-II, Киргизия);

скандий-редкоземельно-урановый органогенно-осадочный (Меловое, Казахстан).

В настоящее время эксплуатация этих месторождений прекращена вследствие отработанности большей части запасов.
^

II. Группировка месторождений по сложности геологического строения для целей разведки


6. По размерам и форме рудных тел, изменчивости их мощности, внутреннего строения и особенностям распределения оксидов ниобия, тантала и редкоземельных элементов месторождения этих металлов соответствуют 1-, 2- и 3-й группам «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278.

К 1-й группе относятся месторождения (участки) простого геологического строения с рудными телами, представленными:

весьма выдержанными пластообразными лопаритоносными рудными телами большой протяженности (n1000 м) с равномерным распределением оруденения (Ловозерское месторождение);

крупными (1,80,8 км) телами штокообразной формы в массивах гранитов щелочного ряда с равномерным распределением оруденения (Улуг-Танзекское месторождение);

выдержанными по простиранию и по мощности пластами глин со скоплениями апатитизированного костного детрита рыб с ураном, редкими землями, стронцием и скандием (месторождение Меловое).

Ко 2-й группе относятся месторождения (участки) сложного геологического строения, представленные крупными (n100 м по простиранию) линейно-вытянутыми или дугообразной формы рудными зонами карбонатитового типа (коренные руды Белозиминского месторождения), крупными ((n100 – n 1000)  n100 м)) пластообразными залежами в остаточных и переотложенных корах выветривания карбонатитов (Белозиминское, Томторское месторождения); линзовидными залежами в редкометалльных гранитах и апогнейсовых метасоматитах (Орловское, Этыкинское, Катугинское месторождения) или плитообразными жилами пегматитового типа большой протяженности (1–2 км), значительной мощности, сложной морфологии или с неравномерным распределением полезных компонентов.

К 3-й группе относятся месторождения (участки) очень сложного геологического строения, представленные крупными и средними по размерам жилами и жильными сериями пегматитов (Белореченское, Гольцовое, Вишняковское месторождения), мелкими ленто- и линзообразными залежами в корах выветривания (Татарское месторождение), а также жило- и трубообразными залежами иттриевоземельных руд с неравномерным распределением оксидов ниобия, тантала и редкоземельных металлов (Кутессайское).

Месторождения ниобиевых, танталовых и редкоземельных руд 4-й группы классификации самостоятельного промышленного значения в настоящее время в России не имеют.

7. Принадлежность месторождения к той или иной группе устанавливается по степени сложности геологического строения основных рудных тел, заключающих не менее 70 % общих запасов месторождения.

8. При отнесении месторождения к той или иной группе в ряде случаев могут использоваться количественные характеристики изменчивости основных свойств оруденения (см. приложение).
^

III. Изучение геологического строения месторождений и
вещественного состава руд


9. По разведанному месторождению необходимо иметь топографическую основу, масштаб которой соответствовал бы его размерам, особенностям геологического строения и рельефу местности. Топографические карты и планы на месторождениях редкометалльных руд обычно составляются в масштабах 1:1000–1:5000. Все разведочные и эксплуатационные выработки (канавы, шурфы, шахты, штольни, скважины), профили детальных геофизических наблюдений, а также естественные обнажения рудных тел и минерализованных зон должны быть инструментально привязаны. Подземные горные выработки и скважины наносятся на планы по данным маркшейдерской съемки. Маркшейдерские планы горизонтов горных работ обычно составляются в масштабах 1:200–1:500, сводные планы – в масштабе не мельче 1:1000. Для скважин должны быть вычислены координаты точек пересечения ими кровли и подошвы рудного тела и построены проложения их стволов на плоскости планов и разрезов.

10. Геологическое строение месторождения должно быть детально изучено и отображено на геологической карте масштаба 1:1000–1:10 000 (в зависимости от размеров и сложности месторождения), геологических разрезах, планах, проекциях, а в необходимых случаях – на блок-диаграммах и моделях. Геологические и геофизические материалы по месторождению должны давать представление о размерах и форме рудных тел или минерализованных зон, условиях их залегания, внутреннем строении и сплошности (степени рудонасыщенности минерализованных зон), характере выклинивания рудных тел, особенностях изменения вмещающих пород и взаимоотношениях рудных тел с вмещающими породами, складчатыми структурами и тектоническими нарушениями в степени, необходимой и достаточной для обоснования подсчета запасов. Следует также обосновать геологические границы месторождения и поисковые критерии, определяющие местоположение перспективных участков, в пределах которых оценены прогнозные ресурсы категории Р1*.

11. Выходы на поверхность и приповерхностные части рудных тел и минерализованных зон должны быть изучены горными выработками и неглубокими скважинами с применением геофизических и геохимических методов и опробованы с детальностью, позволяющей установить морфологию и условия залегания рудных тел, глубину развития и строение коры выветривания (характер изменений рудных минералов в условиях гипергенеза), радиоактивность руд, особенности изменения вещественного состава и технологических свойств руд, содержаний основных компонентов, и провести подсчет запасов раздельно по промышленным (технологическим) типам.

12. Разведка месторождений на глубину проводится скважинами в сочетании с горными выработками (месторождений очень сложного строения – горными выработками) с использованием геофизических методов исследований – наземных, в скважинах и горных выработках.

Методика разведки – соотношение объемов горных работ и бурения, виды горных выработок и способы бурения, геометрия и плотность разведочной сети, методы и способы опробования – должна обеспечивать возможность подсчета запасов на разведанном месторождении по категориям, соответствующим группе сложности его геологического строения. Она определяется исходя из геологических особенностей рудных тел с учетом возможностей горных, буровых, геофизических средств разведки, а также опыта разведки и разработки месторождений аналогичного типа.

При выборе оптимального варианта разведки следует учитывать степень изменчивости содержаний Nb2O5, Ta2O5, TR2O3, характер пространственного распределения ниобиевых, танталовых и редкоземельных минералов, текстурно-структурные особенности руд, а также возможное избирательное истирание керна при бурении и выкрашивание рудных минералов при отборе проб в горных выработках. Следует учитывать также сравнительные технико-экономические показатели и сроки выполнения работ по различным вариантам разведки.

13. По скважинам колонкового бурения должен быть получен максимальный выход керна хорошей сохранности в объеме, позволяющем выяснить с необходимой полнотой особенности залегания рудных тел и вмещающих пород, их мощности, внутреннее строение рудных тел, характер околорудных изменений, распределение природных разновидностей руд, их текстуры и структуры и обеспечить представительность материала для опробования.

Практикой геологоразведочных работ установлено, что выход керна для этих целей должен быть не менее 70 % по каждому рейсу бурения. Достоверность определения линейного выхода керна следует систематически контролировать весовым или объемным способом.

Величина представительного выхода керна для определения содержаний Nb2O5, Ta2O5, TR2O3 и мощностей рудных интервалов должна быть подтверждена исследованиями возможности его избирательного истирания. Для этого необходимо по основным типам руд сопоставить результаты опробования керна и шлама (по интервалам с их различным выходом) с данными опробования контрольных горных выработок, скважин ударного и шарошечного бурения, а также колонковых скважин, пробуренных эжекторными и другими снарядами с призабойной циркуляцией промывочной жидкости. При низком выходе керна или избирательном его истирании, существенно искажающем результаты опробования, следует применять другие технические средства разведки. При разведке месторождений, сложенных рыхлыми разновидностями руд (например, руды кор выветривания карбонатитов), следует применять специальную технологию бурения, способствующую повышению выхода керна (бурение без промывки, укороченными рейсами, применение специальных промывочных жидкостей и т.п.).

Для повышения достоверности и информативности бурения необходимо использовать методы геофизических исследований в скважинах, рациональный комплекс которых определяется исходя из поставленных задач, конкретных геолого-геофизических условий месторождения и современных возможностей геофизических методов. Комплекс каротажа, эффективный для выделения рудных интервалов и установления их параметров, должен выполняться во всех скважинах, пробуренных на месторождении.

В вертикальных скважинах глубиной более 100 м и во всех наклонных, включая подземные, не более чем через каждые 20 м должны быть определены и подтверждены контрольными замерами азимутальные и зенитные углы их стволов. Результаты этих измерений необходимо учитывать при построении геологических разрезов, погоризонтных планов и расчете мощностей рудных интервалов. При наличии подсечений стволов скважин горными выработками результаты замеров проверяются данными маркшейдерской привязки. Для скважин необходимо обеспечить пересечение ими рудных тел под углами не менее 30°.

Для пересечения крутопадающих рудных тел под большими углами целесообразно применять искусственное искривление скважин. С целью повышения эффективности разведки следует осуществлять бурение многозабойных скважин, а при наличии горизонтов горных работ – вееров подземных скважин. Бурение по руде целесообразно производить одним диаметром.

14. Горные выработки являются основным средством детального изучения условий залегания, морфологии, внутреннего строения рудных тел, их сплошности, вещественного состава руд, характера распределения основных компонентов, контроля данных бурения, геофизических исследований а также служат для отбора технологических проб. На месторождениях с прерывистым распределением оруденения определяется степень рудонасыщенности, ее изменчивость, типичные формы и характерные размеры участков кондиционных руд для оценки возможности их селективной выемки.

Сплошность рудных тел и изменчивость оруденения по их простиранию и падению должны быть изучены в достаточном объеме на представительных участках: по маломощным рудным телам жильного типа – непрерывным прослеживанием штреками и восстающими, а по мощным рудным телам и штокверкам – пересечением ортами, квершлагами, подземными горизонтальными скважинами.

Одно из важнейших назначений горных выработок – установление степени избирательного истирания керна при бурении скважин с целью выяснения возможности использования данных скважинного опробования и результатов геофизических исследований для геологических построений и подсчета запасов. Горные выработки следует проходить на участках детализации, а также на горизонтах месторождения, намеченных к первоочередной отработке.

15. Расположение разведочных выработок и расстояния между ними должны быть определены для каждого структурно-морфологического типа рудных тел с учетом их размеров, особенностей геологического строения и характера распределения полезных компонентов.

Приведенные в табл. 4 обобщенные сведения о плотности сетей, применявшихся при разведке месторождений редкометалльных руд в СССР, могут учитываться при проектировании геологоразведочных работ, но их нельзя рассматривать как обязательные. Для каждого месторождения на основании изучения участков детализации и тщательного анализа всех имеющихся геологических, геофизических и эксплуатационных материалов по данному или аналогичным месторождениям обосновываются наиболее рациональные геометрия и плотность сети разведочных выработок.

16. Для подтверждения достоверности запасов отдельные участки месторождения должны быть разведаны более детально. Эти участки следует изучать и опробовать по более плотной разведочной сети по сравнению с принятой на остальной части месторождения. Запасы на таких участках месторождений 1-й и 2-й групп должны быть разведаны по категориям А+В и В (соответственно), а на месторождениях 3-й группы – по категории С1. При этом сеть разведочных выработок на участках детализации месторождений 3-й группы целесообразно сгущать, как правило, не менее чем в 2 раза по сравнению с принятой для категории С1.

При использовании интерполяционных методов подсчета запасов (геостатистика, метод обратных расстояний и др.) на участках детализации необходимо обеспечить плотность разведочных пересечений, достаточную для обоснования оптимальных интерполяционных формул. Участки детализации должны отражать особенности условий залегания и форму рудных тел, вмещающих основные запасы месторождения, а также преобладающее качество руд. По возможности они располагаются в контуре запасов, подлежащих первоочередной отработке. В тех случаях, когда участки, намеченные к первоочередной отработке, не характерны для всего месторождения по особенностям геологического строения, качеству руд и горно-геологическим условиям, должны быть детально изучены также участки, удовлетворяющие этому требованию. Число и размеры участков детализации на месторождениях определяются в каждом отдельном случае недропользователем.

Для месторождений с прерывистым оруденением, оценка запасов которых производится без геометризации конкретных рудных тел, в обобщенном контуре, с использованием коэффициентов рудоносности, на основании определения пространственного положения, типичных форм и размеров участков кондиционных руд, а также распределения запасов по мощности рудных интервалов должна быть оценена возможность их селективной выемки.
Таблица 4

Сведения о плотности сетей разведочных выработок, применявшихся при разведке месторождений

ниобиевых, танталовых и редкоземельных руд стран СНГ

Группа месторождений

Характеристики рудных тел

Виды выработок

Расстояния между пересечениями рудных тел выработками для категорий запасов, (в м)

А

В

С1

по простиранию

по падению

по простиранию

по падению

по простиранию

по падению




1

2

3

4

5

6

7

8

9

1-я

Весьма выдержанные лопаритоносные «пласты» большой протяженности с равномерным распределением оруденения

Скважины

250

100

500

200

1000

400

Крупные рудные тела штокообразной формы в массивах щелочных гранитов с равномерным распределением оруденения

«

100

50

200

100

200

200

2-я

Крупные линейно-вытянутые или дугообразной формы рудные зоны карбонатитового типа, метасоматические залежи в редкометалльных гранитах и апогнейсовых метасоматитах большой протяженности (1–3 км), значительной мощности, сложной морфологии или с неравномерным распределением Nb2O5, Ta2O5, TR2O3, крупные пластообразные тела в корах выветривания карбонатитов

«





50–100

50–100

100–200

100–200

Плитообразные жилы пегматитового типа большой протяженности, значительной мощности, сложной морфологии или с неравномерным распределением Ta2O5

Штольни, штреки





Непрерывное прослеживание

40–60





Орты, рассечки





40–60







Восстающие





80–120

Непрерывное прослеживание





Скважины





100

50

100–200

50–100

3-я

Средние по размерам жилы и жильные системы пегматитового типа, мелкие ленто- и линзообразные залежи в корах выветривания карбонатитов

Штольни, штреки









Непрерывное прослеживание

20–30

Орты, рассечки









20–40



Восстающие









60–80

Непрерывное прослеживание

Скважины









50–100

10–50

4-я*

Мелкие по размерам жилы и жильные системы или жило-, линзо- и трубообразные залежи танталовых руд с невыдержанной мощностью и весьма неравномерным распределением Ta2O5

Штреки









Непрерывное прослеживание

20–30

Орты









20



Восстающие









Не менее одного пересечения по каждому телу

Скважины









25

12,5–25

* Использованы сведения о плотности разведочной сети для небольших рудных тел исключительно сложного строения и прерывистым распределением Ta2O5.

П р и м е ч а н и е. На оцененных месторождениях разведочная сеть для категории С2 по сравнению с сетью для категории с1 разрежается в 2–4 раза в зависимости от сложности геологического строения месторождения.


Полученная на участках детализации геологическая информация используется для подтверждения группы сложности месторождения, установления соответствия принятой методики и выбранных технических средств разведки особенностям его геологического строения, для оценки достоверности результатов опробования и подсчетных параметров, принятых при подсчете запасов на остальной части месторождения, а также условий разработки месторождений в целом. На разрабатываемых месторождениях для этих целей используются данные эксплуатационной разведки и разработки.

17. Все разведочные выработки и выходы рудных тел или зон на поверхность должны быть задокументированы по типовым формам. Результаты опробования выносятся на первичную документацию и сверяются с геологическим описанием.

Полнота и качество первичной документации, соответствие ее геологическим особенностям месторождения, правильность определения пространственного положения структурных элементов, составления зарисовок и их описаний должны систематически контролироваться сличением с натурой компетентными комиссиями. Следует также оценивать качество геологического и геофизического опробования (выдержанность сечения и массы проб, соответствие их положения особенностям геологического строения участка, полноту и непрерывность отбора проб, наличие и результаты контрольного опробования).

18. Для изучения качества полезного ископаемого, оконтуривания рудных тел и подсчета запасов все рудные интервалы, вскрытые разведочными выработками или установленные в естественных обнажениях, должны быть опробованы.

19. Выбор методов (геологических, геофизических) и способов опробования производится на ранних стадиях оценочных и разведочных работ, исходя из конкретных геологических особенностей месторождения, физических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород, и применяемых технических средств разведки.

На месторождениях ниобиевых, танталовых и редкоземельных руд при соответствующем обосновании целесообразно применение ядерно-геофизических методов в качестве рядового опробования*. Применение геофизических методов опробования и использование их результатов при подсчете запасов регламентируется соответствующими нормативно-методическими документами.

Принятые метод и способ опробования должны обеспечивать наибольшую достоверность результатов при достаточной производительности и экономичности. В случае применения нескольких способов опробования их необходимо сопоставить по точности результатов и достоверности. При выборе геологических способов опробования (керновый, бороздовый, задирковый и др.), определении качества отбора и обработки проб, оценке достоверности методов опробования следует руководствоваться соответствующими нормативно-методическими документами.

Для сокращения нерациональных затрат труда и средств на отбор и обработку проб рекомендуется интервалы, подлежащие опробованию, предварительно наметить по данным каротажа или замерам ядерно-геофизическими, магнитным и другими методами (на пегматитовых месторождениях, приуроченных к основным породам, мощность пегматитовых тел надежно определяется по данным плотностного гамма-гамма каротажа).

20. Опробование разведочных сечений следует производить с соблюдением следующих условий:

сеть опробования должна быть выдержанной, плотность ее определяется геологическими особенностями изучаемых участков месторождения и обычно устанавливается исходя из опыта разведки месторождений-аналогов или обосновывается на новых объектах экспериментальным путем. Пробы необходимо отбирать в направлении максимальной изменчивости оруденения; в случае пересечения рудных тел разведочными выработками (в особенности скважинами) под острым углом к направлению максимальной изменчивости (если при этом возникают сомнения в представительности опробования) контрольными работами или сопоставлением должна быть доказана возможность использования в подсчете запасов результатов опробования этих сечений;

опробование следует проводить непрерывно, на полную мощность рудного тела с выходом во вмещающие породы на величину, превышающую мощность пустого или некондиционного прослоя, включаемого в соответствии с кондициями в промышленный контур: для рудных тел без видимых геологических границ – во всех разведочных сечениях, а для рудных тел с четкими геологическими границами – по разреженной сети выработок. В канавах, шурфах, траншеях кроме коренных выходов руд должны быть опробованы и продукты их выветривания;

природные разновидности руд и минерализованных пород должны быть опробованы раздельно – секциями, длина каждой секции (рядовой пробы) определяется внутренним строением рудного тела, изменчивостью вещественного состава, текстурно-структурных особенностей, физико-механических и других свойств руд, а в скважинах – также длиной рейса. Она не должна превышать установленные кондициями минимальную мощность для выделения типов или сортов руд, а также максимальную мощность внутренних пустых и некондиционных прослоев, включенных в контуры балансовых руд.

Способ отбора проб в буровых скважинах (керновый, шламовый) зависит от используемого вида и качества бурения. При этом интервалы с разным выходом керна (шлама) опробуются раздельно. При наличии избирательного истирания керна опробованию подвергается как керн, так и измельченные продукты бурения (шлам, пыль и др.); мелкие продукты отбираются в самостоятельную пробу с того же интервала, что и керновая проба, обрабатываются и анализируются отдельно. При весьма неравномерном распределении рудных минералов деление керна при опробовании не производится. Следует также учитывать, что на пегматитовых месторождениях тантала источником систематических ошибок в определении содержаний Ta2O5 часто является непредставительность проб из-за недостаточной массы керна при алмазном бурении, а при крупных выделениях и гнездах хрупкого танталита (воджинита, микролита и др.) часто происходит избирательное выкрашивание минералов, что приводит к обеднению проб керна и обогащению бурового шлама.

В горных выработках, пересекающих рудное тело на всю мощность, и в восстающих опробование должно проводиться по двум стенкам, в выработках, пройденных по простиранию рудного тела, – в забоях. Расстояние между опробуемыми забоями в прослеживающих выработках обычно не превышает 1–2 м (увеличение шага опробования должно быть подтверждено экспериментальными данными). В горизонтальных горных выработках при крутом залегании рудных тел все пробы размещаются на постоянной, заранее определенной высоте. Принятые параметры проб необходимо обосновать экспериментальными работами. Должны быть проведены работы по изучению возможного выкрашивания рудных минералов при принятом для горных выработок способе опробования.

Результаты геологического и геофизического опробования скважин и горных выработок следует использовать в качестве основы для оценки неравномерности оруденения в естественном залегании и прогнозирования показателей радиометрического обогащения. При этом для прогнозирования результатов крупнопорционной сортировки целесообразно принять постоянным шаг опробования при длине каждой секции (рядовой пробы), кратной 1м. Показатели радиометрической сепарации прогнозируются по результатам дифференциальной интерпретации геофизических данных при линейных размерах пробы, соответствующих куску максимальной крупности 100–200 мм. Оценка контрастности оруденения выполняется, руководствуясь соответствующими методическими документами.

21. Качество опробования по каждому методу и способу и по основным разновидностям руд необходимо систематически контролировать, оценивая точность и достоверность результатов. Следует своевременно проверять положение проб относительно элементов геологического строения, надежность оконтуривания рудных тел по мощности, выдержанности принятых параметров проб и соответствие фактической массы пробы расчетной, исходя из принятого сечения борозды или фактического диаметра и выхода керна (отклонения не должны превышать 10–20 % с учетом изменчивости плотности руды).

Точность бороздового опробования следует контролировать сопряженными бороздами того же сечения, кернового опробования – отбором проб из вторых половинок керна.

При геофизическом опробовании в естественном залегании контролируются стабильность работы аппаратуры и воспроизводимость метода при одинаковых условиях рядовых и контрольных измерений. Достоверность геофизического опробования определяется сопоставлением данных геологического и геофизического опробования при высоком выходе керна по опорным интервалам, для которых доказано отсутствие его избирательного истирания.

В случае выявления недостатков, влияющих на точность опробования, следует производить переопробование (или повторный каротаж) рудного интервала.

Достоверность принятых методов и способов опробования контролируется более представительным способом, как правило валовым, руководствуясь соответствующими методическими документами. Для этой цели необходимо также использовать данные технологических проб, валовых проб, отобранных для определения объемной массы в целиках, и результаты отработки месторождения. На пегматитовых месторождениях заверка данных бурения требует повышенного, против обычного, числа восстающих, проходимых из подземных горных выработок или глубоких шурфов.

Объем контрольного опробования должен быть достаточным для статистической обработки результатов и обоснованных выводов об отсутствии или наличии систематических ошибок, а в случае необходимости – и для введения поправочных коэффициентов.

22. Обработка проб производится по схемам, разработанным для каждого месторождения или принятым по аналогии с однотипными месторождениями. Основные и контрольные пробы обрабатываются по одной схеме.

Качество обработки должно систематически контролироваться по всем операциям в части обоснованности коэффициента К и соблюдения схемы обработки. При обработке проб с резко различающимися содержаниями ниобия, тантала и редких земель необходимо регулярно контролировать чистоту поверхностей дробильного оборудования.

Обработка контрольных крупнообъемных проб производится по специально составленным программам.

23. Химический состав руд должен изучаться с полнотой, обеспечивающей выявление всех основных, попутных полезных компонентов и вредных примесей. Содержания их в руде определяются анализами проб химическими, спектральными, физическими или другими методами, установленными государственными стандартами или утвержденными Научным советом по аналитическим методам (НСАМ) и Научным советом по методам минералогических исследований (НСОММИ).

Изучение в рудах попутных компонентов производится в соответствии с «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке.

Все рядовые пробы анализируются на основные компоненты. Содержание лопарита в лопаритовых рудах определяется также в рядовых пробах. Попутные полезные компоненты, содержание которых не учитывается при оконтуривании рудных тел по мощности, и вредные примеси, а также состав лопарита в лопаритовых рудах определяются обычно по групповым пробам.

Порядок объединения рядовых проб в групповые, их размещение и общее количество должны обеспечивать равномерное опробование основных разновидностей руд на попутные компоненты и вредные примеси и выяснение закономерностей изменения их содержаний по простиранию и падению рудных тел.

Для выяснения степени изменения первичных руд в зоне гипергенеза и установления границы коры выветривания должны выполняться фазовые анализы.

24. Качество анализов проб необходимо систематически проверять, а результаты контроля своевременно обрабатывать в соответствии с методическими указаниями НСАМ, НСОММИ и руководствуясь ОСТ 41-08-272–04 «Управление качеством аналитических работ. Методы геологического контроля качества аналитических работ», утвержденным ВИМС (протокол № 88 от 16 ноября 2004 г.). Геологический контроль анализов проб следует осуществлять независимо от лабораторного контроля в течение всего периода разведки месторождения. Контролю подлежат результаты анализов на все основные, попутные компоненты и вредные примеси.

25. Для определения величин случайных погрешностей необходимо проводить внутренний контроль путем анализа зашифрованных контрольных проб, отобранных из дубликатов аналитических проб, в той же лаборатории, которая выполняет основные анализы, не позднее следующего квартала.

Для выявления и оценки возможных систематических погрешностей должен осуществляться внешний контроль в лаборатории, имеющей статус контрольной. На внешний контроль направляются дубликаты аналитических проб, хранящиеся в основной лаборатории и прошедшие внутренний контроль. При наличии стандартных образцов состава (СОС), аналогичных исследуемым пробам, внешний контроль следует осуществлять, включая их в зашифрованном виде в партию проб, которые сдаются на анализ в основную лабораторию.

Пробы, направляемые на внешний контроль, должны характеризовать все разновидности руд месторождений и классы содержаний. В обязательном порядке на внутренний контроль направляются все пробы, показавшие аномально высокие содержания анализируемых компонентов.

26. Объем внутреннего и внешнего контроля должен обеспечить представительность выборки по каждому классу содержаний и периоду выполнения анализов (квартал, полугодие, год).

При выделении классов следует учитывать требования кондиций для подсчета запасов. В случае большого числа анализируемых проб (2000 и более в год) на контрольные анализы направляется 5 % от их общего количества, при меньшем числе проб по каждому выделенному классу содержаний должно быть выполнено не менее 30 контрольных анализов за контролируемый период.

27. Обработка данных внешнего и внутреннего контроля по каждому классу содержаний производится по периодам (квартал, полугодие, год), раздельно по каждому методу анализа и лаборатории, выполняющей основные анализы. Оценка систематических расхождений по результатам анализа СОС выполняется в соответствии с методическими указаниями НСАМ по статистической обработке аналитических данных.

Относительная среднеквадратическая погрешность, определенная по результатам внутреннего геологического контроля, не должна превышать значений, указанных в табл. 5. В противном случае результаты основных анализов для данного класса содержаний и периода работы лаборатории бракуются и все пробы подлежат повторному анализу с выполнением внутреннего геологического контроля. Одновременно основной лабораторией должны быть выяснены причины брака и приняты меры по его устранению.

28. При выявлении по данным внешнего контроля систематических расхождений между результатами анализов основной и контролирующей лабораторий проводится арбитражный контроль. Этот контроль выполняется в лаборатории, имеющей статус арбитражной. На арбитражный контроль направляются хранящиеся в лаборатории аналитические дубликаты рядовых проб (в исключительных случаях – остатки аналитических проб), по которым имеются результаты рядовых и внешних контрольных анализов. Контролю подлежат 30–40 проб по каждому классу содержаний, по которому выявлены систематические расхождения. При наличии СОС, аналогичных исследуемым пробам, их также следует включать в зашифрованном виде в партию проб, сдаваемых на арбитраж. Для каждого СОС должно быть получено 10–15 результатов контрольных анализов.

Таблица 5

Предельно допустимые относительные среднеквадратические погрешности анализов по классам содержаний

Компонент

Класс

содержаний компонентов

в руде*, %

Предельно допустимая относительная среднеквадратическая погрешность, %

Компонент

Класс

содержаний компонентов

в руде*, %

Предельно допустимая относительная среднеквадратическая погрешность, %
  1   2   3   4   5



Скачать файл (529 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru