Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Реферат - Геохимия кобальта - файл 1.docx


Реферат - Геохимия кобальта
скачать (52.9 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx53kb.16.11.2011 22:50скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Содержание


Введение…………………………………………………………………………………………………….3

  1. Общие сведения о кобальте……………………………………………………………………..4

  2. Распространённость в природе………………………………………………………………7

  3. Геохимия кобальта………………………………………………………………………………...11

  4. Генетические и промышленные типы месторождений……………………...14

Заключение……………………………………………………………………………………………...17

Список использованной литературы……………………………………………………18




Введение

Кобальт (лат. Cobaltum) Co, химический элемент первой триады VIII группы периодической системы Менделеева; атомный номер 27, атомная масса 58,9332; тяжелый металл серебристого цвета с розоватым отливом. В природе элемент представлен одним устойчивым изотопом 59Co; из полученных искусственно радиоактивных изотопов важнейший 60Со.

Соединения кобальта были известны и применялись в глубокой древности. Сохранился египетский стеклянный кувшин, относящийся к ХV веку до нашей эры, окрашенный солями кобальта, а также голубые стекловидные кирпичи, содержащие кобальт. В древней Ассирии, а также в Вавилоне из кобальта изготовляли лазурит - голубую краску, которой обливали керамические изделия. Вероятно, исходным материалом для получения кобальтовых соединений служил тогда цаффер (Zaffer) - сапфир, содержащий висмут и кобальт. Для окрашивания стекол и эмалей в синий цвет в 16 веке в Западной Европе пользовались цафрой, или сафлором, - серой землистой массой, которая получалась при обжиге некоторых руд, носивших название "кобольд". Эти руды выделяли при обжиге обильный ядовитый дым, а из продукта их обжига выплавить металл не удавалось. Средневековые рудокопы и металлурги считали это проделками мифических существ - кобольдов (от нем. Kobold - домовой, гном). В 1735 году шведский химик Г. Брандт, нагревая в горне с дутьем смесь цафры с углем и флюсом, получил металл, который назвал "корольком кобольда". Вскоре это название было изменено на "кобольт", а затем на "кобальт".



  1. 

  2. Общие сведения о кобальте


Физические свойства кобальта. При обычной температуре и до 417°С кристаллическая решетка кобальта гексагональная плотноупакованная, выше этой температуры - кубическая гранецентрированная. Атомный радиус - 1,25 Å, ионные радиусы Со2+ - 0,78 Å и Со3+ - 0,64 Å. Плотность - 8,9 г/см3 (при 20 °С); tпл = 1493°С, tкип = 3100°С. Теплоемкость - 0,44 кДж/(кг·К); теплопроводность - 69,08 Вт/(м·К) при 0-100°С. Кобальт ферромагнитен, причем сохраняет ферромагнетизм от низких температур до точки Кюри, Θ = 1121°С. Механические свойства зависят от способа механической и термической обработки.

^ Химические свойства кобальта. В соединениях кобальт проявляет переменную валентность. В простых соединениях наиболее устойчив Со (II), в комплексных – Со (III). Для Со (I) и Co (IV) получены только немногочисленные комплексные соединения. При обыкновенной температуре компактный кобальт стоек против действия воды и воздуха. Мелко раздробленный кобальт, полученный восстановлением его оксида водородом при 250°С (пирофорный кобальт), на воздухе самовоспламеняется, превращаясь в СоО. Компактный кобальт начинает окисляться на воздухе выше 300°С; при красном калении он разлагает водяной пар: Со + Н2О = СоО + Н2↑. С галогенами кобальт легко соединяется при нагревании, образуя галогениды СоХ2. При нагревании кобальт взаимодействует с S, Se, P, As, Sb, С, Si, В, причем состав получающихся соединений иногда не удовлетворяет указанным выше валентным состояниям (например, Со2Р, Co2As, CoSb2, Со3С, CoSi3). Сульфиды кобальта образуются в результате взаимодействия свежевосстановленного кобальтового порошка с Н2S. При 400˚С образуется Со3S4, а при 700 ˚С – СоS. Сульфид образуется и при взаимодействии кобальта с сернистым ангидридом при 800˚С. В разбавленных соляной и серной кислотах кобальт медленно растворяется с выделением водорода и образованием соответственно хлорида СоCl2 и сульфата CoSO4. Разбавленная азотная кислота растворяет кобальт с выделением оксидов азота и образованием нитрата Co(NO3)2. Концентрированная HNO3 пассивирует кобальт. Названные соли Со (II) хорошо растворимы в воде. Едкие щелочи осаждают из растворов солей Со2+ синий гидрооксид Со(ОН)2, который постепенно буреет вследствие окисления кислородом воздуха до Со(ОН)3. Нагревание в кислороде при 400-500°С переводит СоО в черную закись-окись Со3О4, или СоО·Со2О3 - соединение типа шпинели. Соединение того же типа CoAl2О4 или СоО·Al2О3 синего цвета (тенарова синь, открытая в 1804 году Л. Ж. Тенаром) получается при прокаливании смеси СоО и Al2О3 при температуре около 1000°С.



Из простых соединений Со (III) известны лишь немногие. При действии фтора на порошок Со или СоCl2 при 300-400°С образуется коричневый фторид CoF3. Комплексные соединения Со (III) весьма устойчивы и получаются легко. Например, KNO2 осаждает из растворов солей Со (II), содержащих СН3СООН, желтый труднорастворимый гексанитрокобальтат (III) калия K3[Co(NO2)6]. Весьма многочисленны кобальтаммины (прежнее название кобальтиаки) - комплексные соединения Со (III), содержащие аммиак или некоторые органических амины.

^ Получение кобальта. Кобальт — относительно редкий металл, и богатые им месторождения в настоящее время практически исчерпаны. Поэтому кобальтсодержащее сырье (часто это никелевые руды, содержащие кобальт как примесь) сначала обогащают, получают из него концентрат. Далее для извлечения кобальта концентрат или обрабатывают растворами серной кислоты или аммиака, или методами пирометаллургии перерабатывают в сульфидный или металлический сплав. Этот сплав затем выщелачивают серной кислотой. Иногда для извлечения кобальта проводят сернокислотное «кучное» выщелачивание исходной руды (измельченную руду размещают в высоких кучах на специальных бетонных площадках и сверху поливают эти кучи выщелачивающим раствором). Переработка этих руд весьма сложна, и ее способ зависит от состава руды.

В конечном итоге при отделении кобальта от никеля получают растворы их хлоридов, содержащие примеси Cu2+, Pb2+, Bi3+. Действием H2S осаждают сульфиды Cu, Pb, Bi, после чего пропусканием хлора переводят Fe (II) в Fe (III) и добавлением СаСО3 осаждают Fe(OH)3 и CaHAsO4. От никеля кобальт отделяют по реакции:

2СоCl2 + NaClO + 4NaOH + H2O = 2Co(OH)3↓ +5NaCl.

Почти весь никель остается в растворе. Черный осадок Со(ОН)3 прокаливают для удаления воды; полученный оксид Со3О4 восстанавливают водородом или углеродом. Металлический кобальт, содержащий до 2-3% примесей (Ni, Fe, Cu и другие), может быть очищен электролизом.

^ Применение кобальта. Кобальт применяется главным образом в виде сплавов; таковы кобальтовые сплавы, а также сплавы на основе других металлов, где кобальт служит легирующим элементом. Сплавы кобальта используют в качестве жаропрочных и жаростойких материалов, при изготовлении постоянных магнитов, режущего инструмента и других. Порошкообразный кобальт, а также Со3О4 служат катализаторами. Фторид CoF3 применяется как сильный фторирующий агент, тенарова синь и особенно силикат кобальта и калия - как краски в керамической и стекольной промышленности. Соли кобальта применяют в сельском хозяйстве как микроудобрения, а также для подкормки животных.

Из искусственно созданных радиоактивных изотопов кобальта наибольшее значение имеет 60Со с периодом полураспада Т½ = 5,27 года, 

широко используемый как гамма-излучатель. В технике его применяют для гамма-дефектоскопии. В медицине - главным образом при лучевой терапии опухолей и для стерилизации медикаментов. Он служит также для уничтожения насекомых в зерне и овощах и для консервирования пищевых продуктов. Другие радиоактивные изотопы - 56Со (Т½ = 77 сут), 57Со (270 сут) и 58Со (72 сут) как менее опасные (небольшой период полураспада) используют в качестве изотопных индикаторов при исследовании обмена веществ, в частности для изучения распределения кобальта в организме животных (с помощью радиоактивного кобальта исследовали проницаемость плаценты).



  1. 

  2. Распространённость в природе


Кобальт не принадлежит к числу наиболее распро

страненных элементов, однако широко распространен в природе. Он обнаружен в солнечной короне и найден в метео

ритах, а на Земле встречается повсеместно: в горных породах, в морской и речной воде, в каменных углях и почве, в раститель

ных и животных организмах. Его абсолютное и относительное ко

личество в каждом случае варьирует в довольно широких преде

лах.

В железных метеоритах содержание кобальта колеблется в пределах от 0,01% до 2,56% (в среднем 0,667%), а соотношение Со : Ni составляет 1 : 12 или 1 : 16. В каменных метеоритах ко

бальт встречается главным образом в металлической ча

сти: сопровождая железо, образует с ним сплав. В других фазах — сульфидной и силикатной — его концентрация очень мала.

В земной коре кобальт находится преимущественно в виде сульфидов и арсенидов или продуктов их окисления, а так

же в виде силикатов, образуя самостоятельные минералы и соп

ровождая аналогичные минералы железа, меди, марганца и неко

торых других элементов.

Полагают, что по мере охлаждения земной коры различные химические элементы выделялись как бы в три этажа: в более глубоких внутренних слоях тяжелые металлы, за ними сульфиды и, наконец, в самом внешнем поясе — силикаты. Содержание Co в литосфере составляет 1,8·10-3% по массе. В результате дифференциации магмы кобальт концентрируется в ос

новном в ультраосновных горных породах, со средним содержанием по массе 2·10-2%. С магматическими процессами связано образование так называемых ликвационных месторождений кобальтовых руд. Концентрируясь из горячих подземных вод, образует гидротермальные месторождения; в них Со связан с Ni, As, S, Cu.

Кобальт в виде следов содержится в почве, и если его концентрация падает ниже определенного предела, характерного для данного района (от десятых до сотых долей миллиграмма на 1 кг), то такая почва счи

тается больной. Растения поглощают кобальт вместе с другими элементами и обычно содержат 0,1—0,2 мг Со на 1 кг сухого веса. В 1934 г. был установлен весьма важный факт: при недостаточном содержании кобальта в кормах (<0,04 мг на 1 кг сухого веса) крупный рогатый скот и особенно овцы заболевают.

У млекопитающих и у человека кобальт концентрируется главным образом в печени, а также в поджелудочной железе, се

лезенке и почках; среднее его содержание достигает 0,14 мг на 1 кг сухого веса. Найдено, что в печени он находится в форме ви

тамина B12 — сложного комплексного соединения, в состав ко

торого входит около 4% Со3+; кроме того, этот элемент содержится в гемоглобине. Не вполне ясно, необходим ли кобальт непосред



ственно растениям, но в живых организмах он играет важную роль и обеспечивает ряд физиологических процессов. Анемия животных, обусловленная недостатком кобальта в кормах, отмечалась в Новой Зеландии, Австралии, Кении, Англии, Дании, Швейцарии. Для лечения применяют кобальтовые препараты.

В биосфере преимущественно рассеивается, однако на участках, где есть растения - концентраторы кобальта, образуются кобальтовые месторождения. В верхней части земной коры наблюдается резкая дифференциация Co - в глинах и сланцах в среднем содержится 2·10-3%, в песчаниках 3·10-5%, в известняках 1·10-5%. Наиболее бедны кобальтом песчаные почвы лесных районов. В поверхностных водах Co мало, в Мировом океане его лишь 5·10-8% . Будучи слабым водным мигрантом, кобальт легко переходит в осадки, адсорбируясь гидрооксидами марганца, глинами и других высокодисперсными минералами.

Качественно установлено наличие кобальта в морской и речной воде, но количественные данные имеются лишь для от

дельных бассейнов (табл.1). Низкое абсолютное содержание металла в морских и речных водах объясняется относительно низкой концентрацией водородных ионов: рН=8,0, а в этих условиях тяжелые металлы выделяются в осадок в виде гидроокисей вместе с гидроокисями железа и алюминия. В морских осадках содержа

ние кобальта достигает 2,5·10-3%, а в речных илах — 3,7·10-3%. В при

брежных водах юго-западного побережья США содержится ко

бальта 0,06-0,17 мг/л.

Содержание кобальта в природных водах (в мг/л)

Таблица №1

Бассейн

Со

Бассейн

Со

Черное море

0,0048

Реки:




Аральское море

0,00054

Волга

0,0067

Озеро Байкал

0,0023

Днепр

0,0023

Реки:




Дон

0,0055

Обь

0,0190

Москва

0,00082

Урал

0,0011







В основном минералы кобальта представляют собой сульфиды, арсениды, арсенаты и силикаты. Они часто образуют соединения с примесью железа, меди или марганца, свинца и не

которых других металлов. Собственно кобальтовых минералов известно свыше 30; кроме того, в 200 минералах раз

личных других элементов содержание кобальта превышает 0,1%. Наиболее важные минералы кобальта представлены в таблице №2.




Основные кобальтовые минералы

Таблица №2

Минерал

Химическая формула

^ Содержание Со, вес. %

Линнеит

Co3S4

36,82 - 53,35

Сиенит

(Co,Ni)3S4

11,0 - 20,6

Карролит

Co2CuS4

26,80 - 42,42

Кобальтовый блеск

(кобальтин)

CoAsS

28,64 - 35,62

Глаукодот

(Co,Fe)AsS

11,9 - 31,6

Саффлорит

CoAs2 или (Co,Fe)As2

9,42 - 23,44

Скуттерудит

CoAs или (Co,Ni,Fe)As3

2,7 - 10,7

Селеносера

(Co,Ni)3(S,Se)4

15,17

Кобальтовый шпат

CoCO3

43,9 - 47,0

Эритрин

(Co,Ni)3(AsO4)2·8H20

18,70 - 28,72

Гетерогенит

Co(OH)2

38,05 - 60,20

Юлианит

Na2CO(CNS)4·8H20

12,5

Биберит

CoS04·7H2O

15,66 - 21,79

Патерноит

CoMoO4

21,24

Известные представления о формах нахождения хими

ческих элементов, особенно членов семейства железа, в при

роде вообще применимы и к кобальту, хотя по большому разнообразию этих форм кобальт заметно отличается не только от большинства других элементов, но и от своих соседей по триаде, за исключением железа. Учитывая сос

тояние атомов и ионов кобальта в природных образованиях и их количественную роль, можно было бы выделить сле

дующие формы его нахождения:

  1. В составе интерметаллических соединений земного и космического происхождения в твердых растворах, в основ

  2. ном железа и никеля. Содержание кобальта в этих образо

  3. ваниях обычно небольшое (0,06—1,48%) при высоком значе

  4. нии Ni:Co (до 250).

  5. В виде индивидуальных соединений (собственных минералов, их 25) в ионных и атомно-ионных постройках.

  6. В виде закономерной примеси в составе минералов других элементов (в основном его более распространенных соседей по триаде).

  7. В сорбированном природными сорбентами виде (в составе коллоидной природы минералов, почвах и взвесях вод).

  8. В составе элементо-органических соединений, выра

  9. батываемых организмами.

  10. В виде простых и комплексных ионов в природных водах.

  11. В неизвестных формах, возможно, в состоянии атом

  12. ного рассеяния во многих минералах, породах и т. д.



Минимальный для всей триады (Fe, Co, Ni) кларк кобальта прежде всего сказывается на относительно высокой степени рассеяния элемента, что видно как по ограниченному числу собственно кобальтовых минералов, так и по отношению между цифрами собствен

но кобальтовых и кобальтсодержащих минералов. При сравнении с более близким к кобальту никелем особенно характерно отсутствие индивидуализированных сурьмяных и силикатных соединений кобальта

Дополняя изложенное, можно отметить следующее:

  1. Самый низкий кларк кобальта в сравнении с кларками его распространенных кристаллохимических аналогов железа, никеля и магния, а также цинка обусловливает огра

  2. ниченность числа его собственных минералов и рассеяние в виде закономерной примеси в минералах указанных элементов.

  3. Уровень содержания кобальта в минералах других элементов зависит от состава минеральных парагенезисов и минеральных формаций, генетически связанных, преимуще

  4. ственно, с основными интрузивными образованиями.



  1. 

  2. Геохимия кобальта


Как элемент довольно высокой активной поляризации кобальт почти целиком уходит или в ликвационное отщепление суль

фидов или же в летучие погоны, не сохраняясь в остаточных магмах и лишь частично вместе с Ni удерживаясь в силикатах протокристаллизации. Поэтому его материнским источником всегда приходится считать основные или ультра

основные породы, в областях которых и необходимо вести прежде всего поиски на кобальт (и совместно с ним на никель).

В контактных пневматолитах мы его обычно связываем с диоритами и гранодиоритами и генетически приурочиваем к образованиям с аксинитом, гранатом и волластонитом, что отвечает вообще довольно высоким температурам.

^ Концентрация кобальта в условиях гипергенеза связана с корой выветривания ультраосновных и основных пород, а также с зоной окисления месторождений кобальтсодер

жащих руд. Концентрация кобальта в условиях гипер

генеза вызвана следующими явлениями:

1. Образованием водонерастворимых кислородных сое

динений кобальта в зоне окисления месторождений гипогенных, мышьяковых, сернистых и других минералов кобальта. Все эти гипергенные образования, весьма редко образующие большие скопления, представлены арсенатами, карбонатами, сульфатами, молибдатами и селенатами кобальта, никеля и железа. Низкотемпературные условия образования этих соединений при участии воды, свободного кислорода и уг

лекислого газа органичивают изоморфизм членов триады в указанных минералах прежде всего в результате изме

нения их валентностей.

2. Коллоидно-химическим соосаждением кобальта с мар

ганцем. В присутствии свободного кислорода и вследствие окислительного действия марганца на кобальт образуется Мn+2- Мn+4 и Со+2- Со+3 . Эти образования весьма характерны для коры выветривания и по существу являются наиболее распространенной формой концентрации кобальта в условиях гипергенеза. Данная форма концентрации кобальта возникает не только в континентально-осадочных, но и в морских осадочных (мар

ганцевые конкреции на дне океанов) образованиях.

3. Накоплением кобальта в результате адсорбции его органическими образованиями. Это—наименее изученная фор

ма концентрации его в земной коре. Обогащение органи

ческих („мертвых") образований рядом элементов, в том числе кобальтом, происходит, вероятно, благодаря адсорб

ции их коллоидальной природы органическими вещест

вами.

Важное значение должно иметь также возникновение труднорастворимых сульфидов за счет иона сульфидной серы, которая образуется при разложении органического вещества и ионов металлов, 

находящихся в среде. По су

ществу такой же процесс происходит за счет иона фосфата, образующегося при разложении органических веществ. Кроме того, „мертвые" органические образования наследуют кобальт, вероятно, из исходного живого вещества, посколь

ку организмы аккумулируют кобальт в виде металлоорганических соединений.

Форма нахождения кобальта, так же как и многих дру

гих элементов, в органических образованиях изучена крайне недостаточно.

^ Концентрации кобальта, связанные с корой выветрива

ния ультраосновных пород, являются самыми распростра

ненными и значительными по масштабам, а нередко и по уровню содержания кобальта —гипергенными его концен

трациями. Даже самые мощные зоны окисления месторож

дений эндогенных руд уступают по своим масштабам коре выветривания гипербазитов.

Г. А. Крутов (1959) выделяет следующие типы кобальтоносных месторождений, связанных или непосредственно с корой выветривания ультраосновных пород, или обязанных своим происхождением перемещению кобальта в грунтовых и поверхностных водах за пределы коры выветривания ультраосновных пород:

а) силикатно-никелевые месторож

дения коры выветривания ультраосновных пород;

б) кобальтоносные кварцевые жилы вблизи серпентинитовых массивов;

в) месторождения марганцево-кобальтовых руд, подчинен

ные осадочным отложениям.

Во всех указанных типах месторождений кобальт связан гидроокислами марганца, которые являются одним из накап

ливающихся в самой коре выветривания, в ее верхней части, продуктов выветривания марганецсодержащих ортосиликатов, пироксенов, амфиболов, серпентина и других минералов ультраосновных пород. Важно отметить, что кобальт, кото

рый освобождается из только что перечисленных минералов и в значительно меньшей степени из акцессорных сульфи

дов (пентландит, халькопирит), в условиях выветривания ультраосновных пород почти полностью связывается с гид

роокислами марганца, поскольку другие минералы коры выветривания или не содержат кобальта или же в них, в том числе в никелевых силикатах, обнаруживается очень небольшое количество его. То же самое можно сказать и о гидроокислах железа. Обнаруживаемый в них кобальт также связанно рассеянно распределенными здесь гидроокислами марганца.

Концентрация кобальта в силикатно-никелевых место

рождениях коры выветривания ультраосновных пород связана с двумя типами коры выветривания — площадными и линейными (или трещинными).

Кобальтсодержащие марганцевые гидроокиси в площад

ном типе силикатно-никелевых руд встречаются во всех горизонтах, но наибольшее их количество встречаются в верхних обохренных горизонтах.



Те же гидроксилы марганца являются носителями ко

бальта и в трещинных типах месторождений силикатно-никелевых руд. И в этих месторождениях, приуроченных к тектоническим трещинам, максимальные концентрации кобальта связаны с охристыми образованиями. Несмотря на такую связь, сами охры (соединения железа) без гидроксилов марганца почти не содержат кобальта.

К числу месторождений марганцево-кобальтовых руд, образовавшихся за счет ультраосновных пород, но находя

щихся вне пределов коры выветривания последних, относ

ятся еще месторождения марганцево-кобальтовых руд, под

чиненные осадочным отложениям (например, Шайтантасское месторождение в Казахстане) или континентально осадоч

ные месторождения (Южный Урал), связанные с размывом в юрское время палеозойских серпентинитов с их древней корой выветривания.

Неподвижная трехвалентная форма кобальта исключает его сорбцию такими сорбентами коры выветривания, как нонтрониты и другие гидросиликаты магния и железа. Однако расходящиеся пути элементов триады в резко изменившихся количественных соотношениях нередко вновь сходятся в результате сорбции гидроксилами марганца не только ко

бальта, но и железа и никеля.



  1. 

  2. Генетические и промышленные типы

месторождений

Существует общепринятая систематика подразделения месторо

ждений на две основные группы: к первой группе относятся гипогенные мышьяковые и сернистые месторождения (с попут

ной характеристикой ассоциаций минералов, возникающих в зоне окис

ления), ко второй — месторождения, образующиеся в связи с поверх

ностными изменениями ультраосновных горных пород, содержащих первичные концентрации металла в рассеянной форме.

В первой группе последовательно рассматриваются следующие типы месторождений:

  • мышьяково-кобальтовые и мышьяково-кобальт-никелевые рудные жилы;

  • кобальтовые фальбанды;

  • кобальтоносные скарны;

  • сульфидные кобальтово-медные жилы и залежи;

  • Co-содержащие свинцово-цинковые месторождения;

  • Co-содержащие сульфидные медно-никелевые месторождения.

Вторая группа подразделяется на следующие типы:

  • силикатно-никелевые месторождения;

  • кобальтоносные кварцевые жилы вблизи серпентинитовых мас

  • сивов;

  • месторождения марганцево-кобальтовых руд, подчиненные оса

  • дочным отложениям.

Гидротермальные месторождения кобальта наиболее многочисленны по типам оруденения и разнообразны по элементарному и минералогическому составу своих руд и по геологической обстановке нахождения и образования. Среди этих месторождений, собственно мышьяк-кобальтовые и мышьяк-кобальт-никелевые типы рудных жил отнесены соот

ветственно к высоко-, средне- и низкотемпературным ста

диям гидротермального процесса. По положению в крупных геологических структурах преобла

дающая часть месторождений обоих типов (As—Со и As–Со—Ni жилы) связана с древними докембрийскими и палеозойскими образованиями (в пределах Канадского щита и Африканской платформы, а месторождения в Европе и Азии - в пределах Герцинской и нижнепалеозойской склад

чатых зон). Лишь единичные месторождения и менее зна

чительные по размерам приурочены к молодым мезозойским и третичным зонам. К числу таких месторождений относятся малокавказские.

Месторождения рассматриваемых типов приурочены к различным породам. Однако, по Г. А. Крутову, приуроченность значительной части этих месторождений к контактовым ареалам умеренно кислых интрузий или к участкам непо

средственного влияния последних является существенной особенностью их общегеологического положения. Другой характерной 

чертой является расположенность их в участ

ках сопряжения разнородных геологических структур, не редко с широким развитием не только интрузивных, но и эффузивных пород.

Важно отметить, что для геологической обстановки ряда месторождений характерным является широкое распро

странение эффузивов основного состава и ультраосновных пород, преимущественно, серпентинитов.

Рассматриваемые типы рудных жил как по комплексу нерудных и рудных минералов, так и по их парагенезису сильно различаются.

Г. А. Крутов различает три парагенетических группы минералов: 1) более раннюю по отношению к кобальтовому оруденению, 2) кобальтовую и кобальтсодержащую и 3) бо

лее позднюю по отношению к кобальтовому оруденению.

Геохимически мы можем говорить о следующих типах промышленных скопле

ний кобальта:

  1. Высокотемпературный сульфид магматического типа (вместе с никелем, платиной и медью) в норитах, пироксенитах и диабазах; весовое отношение Ni к Со = 15 :1.

  2. Пневматолиты мезопород диоритового и гранодиоритового типов в контакте с карбонатными породами (с As, В и S), нередко Сu, Мо.

  3. Более холодные рудные жилы, гидротермы геофаз (с Ag, Pb, U, Bi, Сu и комплексными соединениями мышьяка и сурьмы).

  4. Метасоматические месторождения основных пород с карбонатными порода

  5. ми (СоС03), с магнетитом и сульфидами Fe и Сu.

  6. Гипергенные процессы (в виде Со304 с Mn+4, Fe+3, и отчасти Ni+2), как результат избирательной абсорбции гелями.

Уже значительность этого списка промышленных типов показывает, что с геохимией кобальта обстоит не очень благополучно, что он не концентрируется в каком-либо одном генетическом типе, а как бы размазывается по разным обра

зованиям, в разные моменты магматического охлаждения.

Руководящие идеи для поисков кобальтовых месторождений поэтому не очень ясны и не могут быть сведены к совершенно определенным объектам. Можно лишь указать следующее:

^ Тип первый мы будем ожидать в основных породах, причем вместе с нике

левыми сульфидами при комплексном использовании этих руд. Отношение кобальта к никелю в этих рудах обычно 1 : 25, что вообще экономически выгодно.

Самостоятельных накоплений кобальта второго типа ещё не встречалось.

Наиболее серьезным типом месторождений является тип третий, который мы можем считать весьма характерным и который обычно связан с 

рудами серебра. ^ Тип четвертый заслуживает внимания в Закавказье и на Северо-Востоке Сибири (западная часть Верхоянского хребта).

Первый тип должен быть на Урале (особенно в Северном и Полярном), зеленокаменном поясе Кольского полуострова и в областях дифференциации Сибирских траппов; третий тип должен иметь место на Востоке Сибири, в многочисленных серебряных жилах Верхоянского хребта (особое внимание Sn, U и Ra); четвертый — в молодых киммерийских системах Кавказа (тип Дашкесана) и герцинских Средней Азии (тип Алая); необходимы поиски этого типа в тактитах (скарнах), особенно неоинтрузий.

^ Тип пятый заслуживает особого внимания на Южном Урале и продолжении Уралид к югу, где накопление соединений типа Со304 связано с серией гипергенного разрушения; при этом наибольшие скопления должны наблюдаться на средних глубинах разрезов коры выветривания, т. е. залегать частью вместе, частью выше никелевых силикатов, но ниже скопления гидратов окиси железа. И в этом случае мы не имеем дела с самостоятельным месторождением концентрированного кобальта и лишь при комплексной эксплуатации и соответственной технологии кобальт может быть использован (частично во вторичном залегании железных руд). Генетическая и промышленная связь с Fe, Ni и Мп.

Однако, несомненно, что возможны отдельные точки с более повышенной концентрацией. Широкое распространение этого типа на Урале, Казахских Уралидах, Саяне, Алтае, Предкавказье связано с мезозойским перерывом морских трансгрессий, обнажившим на огромных территориях и на весьма долгое геоло

гическое время значительные участки в Евразии (особенно западной Сибири) с древними ультраосновными массивами.




Заключение


Рассмотренные выше парагенетические и геологические отноше

ния, наблюдаемые в месторождениях кобальта, представляют собой попытку выявления наиболее существенных особенностей в поведении этого металла и условий возникновения его природных концентраций.

Промежуточное положение кобальта между железом и никелем при относительно небольшой распространенности малоблагоприятно для образования обособленных накоплений этого металла. Несмотря на это, природная обстановка может приводить к достаточно полному разделе

нию кобальта от никеля, или, во всяком случае, к изменению количест

венных соотношений до резкого преобладания первого над вторым.

Имеющиеся данные о составе кобальтовых и кобальтсодержащих минералов позволили выделить следующие группы природных соеди

нений, различающиеся между собой по отношениям между элементами триады: 1) железо-кобальтовых и кобальтовых с практически отсут

ствующим никелем или очень небольшими его примесями; 2) переход

ных кобальт-никелевых и никелевых с меняющимися отношениями между обоими элементами от промежуточных до существенно никеле

вых и 3) обособленных железо-никелевых и никелевых с резко подчи

ненными примесями кобальта.

Отсюда непосредственно следует вывод о наличии законо

мерных серий минералов, имеющих устойчивые отношения в концен

трации элементов триады, которые должны отвечать вполне определен

ным условиям природных равновесий.




Список использованной литературы


  1. Векилова Ф.И. Геохимия кобальта, Баку, АН АССР, 1966 г.

  2. Маянц А. Кобальт, Металлургиздат, 1934 г.

  3. Крутов Г.А. Месторождения кобальта, Москва: 1959 г.

  4. Перельман Ф.М. Кобальт и никель, Москва «Наука», 1975 г.






Скачать файл (52.9 kb.)

Поиск по сайту:  

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