Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Реферат - Геохимия платины - файл 1.docx


Реферат - Геохимия платины
скачать (808.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx809kb.18.11.2011 14:30скачать

содержание

1.docx

СОДЕРЖАНИЕ

  1. Общие сведения об элементе 3

  2. Распространенность в природе 8

  3. Геохимия элемента 14

  4. Генетические и промышленные типы месторождений 20

Заключение 27

Список литературы 28



  1. 

  2. Общие сведения об элементе

История.

В Старом Свете платина не была известна, однако цивилизации Анд (инки и чибча) добывали и использовали её с незапамятных времён.

В Европе платина была неизвестна до XVIII в. В 1748 г. испанский математик и мореплаватель А. де Ульоа первым привез на европейский континент образцы самородной платины, найденной в Перу. Впервые в чистом виде из руд платина была получена английским химиком У. Волластоном в 1803 г. Итальянский химик Джилиус Скалигер в 1835 году открыл неразложимость платины и таким образом доказал, что она является независимым химическим элементом.

В России еще в 1819 году в россыпном золоте, добытом на Урале был обнаружен «новый сибирский металл». Сначала его называли белым золотом, платина встречалась на Верх-Исетских, а затем и на Невьянских и Билимбаевских приисках. Богатые россыпи платины были открыты во второй половине 1824 года, а на следующий год в России началась ее добыча.

^ Происхождение названия.

Название платине было дано испанскими конкистадорами, которые в середине XVI в. впервые познакомились в Южной Америке (на территории современной Колумбии) с новым металлом, внешне похожим на серебро (исп. plata). Слово исп. Platina буквально означает «маленькое серебро», «серебришко». Объясняется такое пренебрежительное название исключительной тугоплавкостью платины, которая не поддавалась переплавке, долгое время не находила применения и ценилась вдвое ниже, чем серебро.

Получение.

Производство платины в виде порошка началось в 1805 г. английским ученым У. Х. Волластоном из южноамериканской руды. Сегодня платину получают из концентрата платиновых металлов. Концентрат растворяют в царской водке, после чего добавляют этанол и сахарный сироп для удаления избытка HNO3. Последующим добавлением хлорида аммония выделяют (NH4)2PtCl6. Высушенный осадок прокаливают при 800-1000°C: (NH4)2PtCl6 = N2 + 6HCl + Pt + H2. Получаемую таким образом губчатую платину подвергают дальнейшей очистке повторным растворением в царской водке, осаждением (NH4)2PtCl6 и прокаливанием остатка. Затем очищенную губчатую платину переплавляют в слитки. При восстановлении платиновых растворов 

химическим или электрохимическим способом получают мелкодисперсную платину − платиновую чернь.

^ Химический состав.

Pt 80-88 %, постоянно присутствует Fe – до 9,2 % (в изоферроплатине), иногда снижается до 4-5 % (соответственно меняется и содержание Pt). Из других изоморфных примесей устанавливаются: Pd – 0,1-2,0%, иногда до 21 % – палладистая платина; Ir – до 7 % – иридистая платина; Rh – 0,1-0,5 %, иногда до 4-5 % – родистая платина; Cu – до 0,8 %; Ni – следы до десятых долей процента, иногда в весьма существенных количествах – никелистая платина.

^ Физико-механические свойства.

Сингония: кубическая; гексаоктаэдрический в. с. 3L44L36L29PC. Кристаллическая структура: плотноупакованная кубическая – атомы в узлах гранецентрированной кубической решетки (тип Cu).

^ Облик кристаллов. Обычно наблюдается в виде неправильной формы зерен. Редко встречающиеся мелкие кристаллы большей частью имеют кубическую форму. В комбинациях граней, кроме господствующей формы наблюдаются {110}, {210}, {310} и некоторые другие. Из двойников преимущественно развиты двойники прорастания по (100) и срастания по (111). Известны кристаллы поликсена скелетного развития (рис. 1.1).


Рис. 1.1. Скелетные кристаллы поликсена (Урал)

Агрегаты. Отдельные зерна самородной платины, встречающиеся в рудах, часто группируются в мелкие кучки, иногда образуя сплошные массы – самородки. Самый крупный самородок, встреченный в коренных месторождениях Урала, весил 427,5 г. Самородки, находимые в россыпях, достигали размера 10 × 18 см и веса 8–9 кг. Цвет поликсена от серебряно-белого до стально-черного. Черта металлическая стально-серая. Блеск типичный металлический. Твердость 4–4,5, у богатых иридием разностей – до 6-7. Обладает ковкостью. Излом крючковатый. Спайность обычно отсутствует. Уд. вес – 15-19. Подмечена связь пониженного удельного веса с наличием 

пустот, занятых природными газами, а также включениями посторонних минералов. ^ Прочие свойства. Чистая платина немагнитна, но такие зерна крайне редки. Поликсен обладает магнитностью, тетраферроплатина сильно магнитна. Хорошо проводит электричество. Диагностические признаки. По внешнему виду поликсен ближе всего напоминает самородное серебро и самородное железо. От первого отличается повышенной твердостью, удельным весом и тем, что не плавится п. п. тр. и не растворяется в кислотах (кроме царской водки). Нерастворимость в кислотах отличает его и от самородного железа.

^ Физико-химические свойства платины.

Таблица 1.1

Эле-мент

Атом-ный номер

Массо-вое число

Плот-ность при 20°C, г/см3

Точка плав-ления

Точка кипе-ния

Атом-ный радиус

Ионный радиус при макси-мальном заряде

Потен-циал ионии-зации, ЭВ на 1-й элект-рон

Электро-отрицатель-ность при максималь-ном заряде, кДж∙моль-1

°C

Å

Pt

78

195,090

21,60

1755

3800

1,38

0,64 (4+)

8,96

1151 (6+)


^ Химические свойства.

Платина реагирует только с горячей царской водкой:

3Pt + 4HNO3 + 18HCl = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O

Платина медленно растворяется в горячей серной кислоте и жидком броме. Она не взаимодействует с другими минеральными и органическими кислотами. При нагревании реагирует со щелочами и пероксидом натрия, галогенами (особенно в присутствии галогенидов щелочных металлов):

Pt + 2Cl2 + 2NaCl = Na2[PtCl6]

При нагревании платина реагирует с кислородом с образованием летучих оксидов. Выделены следующие оксиды платины: черный PtO, коричневый PtO2, красновато-коричневый PtO3, а также Pt2O3 и Pt3O4.

Производство.

До 1748 г. платина добывалась и производилась только на территории Америки и в Старом Свете не была известна.

В 1819 году платину впервые обнаружили на Урале близ Екатеринбурга, а в 1824 г. были открыты платиновые россыпи в Нижнетагильском округе. Только в 1828 году в России было добыто 1,5 т платины − больше, чем за 100 

лет в Южной Америке. К концу XIX века в России добывалось платины в 40 раз больше чем во всех остальных странах мира. Причем, представлена она была и весьма увесистыми самородками. Например, один из найденных на Урале самородков весил 9,6 кг. К концу XIX в. Россия производила 4,5 т. платины в год.

До Первой мировой войны второй после России страной по объемам добычи платины была Колумбия; с 1930-х гг. стала Канада, а после Второй мировой войны − Южная Африка.

В 1952 году Колумбия добыла 0,75 т платины, США − 0,88 т, в Канада − 3,75 т, а Южно-Африканский Союз − 7,2 т.

Лидером добычи платины в России является ГМК «Норильский никель».

Разведанные мировые запасы металлов платиновой группы составляют около 80 000 т и распределены, в основном, между Южной Африкой (87,5 %), Россией (8,3 %) и США (2,5 %).

Применение.

  1. В технике:

  • Платина применяется как катализатор (чаще всего в сплаве с родием, а также в виде платиновой черни − тонкого порошка платины, получаемой восстановлением ее соединений).

  • Изготовление стойкой химически и к нагреванию лабораторной посуды.

  • Изготовление миниатюрных магнитов огромной силы (сплав платина-кобальт, ПлК-78).

  • Специальные зеркала для лазерной техники.

  • Чрезвычайно долговечные и стабильные электроконтакты и сплавы для радиотехники (ПлИ-10, ПлИ-20, ПлИ-30).

  • Гальванические покрытия.

  • Перегонные реторты для производства плавиковой кислоты.

  • Электроды для получения перхлоратов, перборатов, перкарбонатов, пероксодвусерной кислоты (фактически на платине держится все мировое производство перекиси водорода: электролиз серной кислоты − пероксодвусерная кислота − гидролиз − отгонка перекиси водорода).

  • Нерастворимые аноды в гальванотехнике.

  • Анодные штанги для защиты от коррозии корпусов подводных лодок.

  • Нагревательные элементы печей сопротивления.

  1. В ювелирном деле

  2. Монетарная функция






  1. 

  2. Распространенность в природе.

Платина относятся к редким элементам − благородным металлам. Она имеет тенденцию к рассеиванию в земной коре. Однако, несмотря на незначительное распространение, платина и МПГ имеют важное практическое значение. Их использование в различных областях науки и техники постоянно расширяется в связи с уникальными физико-химическими свойствами.

В своем докладе «О рассеянии химических элементов» В. И. Вернадский отмечал: «...В этих рассеяниях Pt и платиновые металлы находятся иногда в форме соединений самородных металлов и сперрилита, но едва ли эти тела захватывают в этом их нахождении всю массу их атомов. Атомы должны быть рассеянны». Конкретным выражением этого положения, названного

Н. И. Сафроновым основным законом геохимии, или законом Кларка-Вернадского, являются кларки химических элементов.

Для самого верхнего этажа литосферы мощностью 16 км и массой 1,9-1019т А. П. Виноградовым (1950) и Б. Мэзоном (1956) были приведены следующие кларки Pt, в том числе и кларки МПГ: для Pt, Ru, Rh и Ir − (1-5)∙10-3 г/т. Более приемлемым для платины является кларк К.Ведеполя (табл. 2.1).

^ Распространенность Pt в природе (в мг/т)

Таблица 2.1

Объект

Pt

Литературный источник

Земная кора

Каменный хондрит

Средний углистый

хондрит Cl

Средний железистый

метеорит

Расчетная мантия

Средний лунный

грунт, базальт,

Луна-16

Средний норильский

базальт

Оливиновые долериты (трапп)

Пикриты (трапп)

0,4

2000

1020


9420

9800

9,2

50,0


4,4


38

48

Ведеполь, 1995

Виноградов, 1962

Barnes e.a., 1985


Д.Кроке, 1972

Е.Перника, Д.Вессон, 1987

С.Сандр, С.Барнс, 1990

Войткевич, 1990


Д.А.Додин и др., 1994


Г.Брюгман и др., 1994

Д.А.Додин и др., 1994


Кларки концентрации по А. Е.Ферсману − отношения содержаний эле

ментов в материале к региональному или местному кларку в том же материале. Давно уже было подмечено, что кларки концентрации элементов в месторождениях имеют со средними содержаниями (кларками) обратную связь. 

Это положение было развито Л. В. Таусоном, предложившим выделять геохи-мические поля низкого (коэффициент концентрирования КК = 1-10), среднего (10-100) и интенсивного (100-1000) концентрирования. При этом под геохимическим полем Л. В. Таусон понимает «геологически однородное горное пространство, характеризующееся близкими физико-химическими условиями образования минеральных ассоциаций, имеющих сходные парагенезисы и уровни содержания химических элементов».


^ Распространенность Pt (в г/т) в породах и рудах различных

минералого-геохимических типов

Таблица 2.2

Породы и руды

Тип

Pt

Мафиты

Сульфидный

0,009-0,06




Малосульфидный

0,038-0,094










Хромитовый


0,01-0,05




Титаномагнетитовый

0,002-0,029







Удьтрамафиты

Сульфидный

0,012-1,32

Малосульфидный

0,286-1,1




Хромитовый

0,018-0,292

Уртиты, нефелиновые сиениты

Нефелиновый

0,000-0,063

Руды

Сульфидный

0,15-200

Малосульфидный

1,2-11,2




Хромитовый

0,2-390

Титаномагнетитовый

0,11-0,5




Нефелиновый

0,07-0,55

Апатит-магнетитовый

0,15-0,44



Сравнение данных табл. 2.1 и 2.2 показывает, что в породах и рудах выделенных минералого-геохимических типов содержание Pt превышает кларки Ведеполя и кларки Виноградова. При этом выделяются платиновый (малосульфидкый и хромитовый типы) геохимический класс (табл.2.3).




Соотношение платины и золота (в %) в различных типах руд платиноидных месторождений мира.

Таблица 2.3

Металл

Минералого-геохимический/формационно-генетический тип

Сульфидный/норильско-талханский

Малосульфидный/

рифа Меренского

Малосульфидный/

стиллуотерский

Хромитовый/

бушвельдский

Хромитовый/

Кемпирсайско-

райизский

Месторождения и массивы




Талханское

Октябрьское

Буш-вельд

Великая

дайка

Стиллу-

отер

Федорово-

Панский

Буш-вельд

Буш-вельд

Стиллу-отер

Бура-ковский




Руда

Po

54%

Cp

32%

Cub

14%

Вало-вая

Po

83%

Cp

4%

Cub

13%

Вало-вая




























Pt

17,0

21,7

22,7

19,3

18,7

22,8

18,0

19,2

59

57

21,3

8,4-16,2

42

41

33

9,8

5

Au

















3,2

3,4

3

3,4-8,4



0,4

1,5





Примечания. 1. Руда: Ро − пирротиновая, Ср − халькопиритовая, Cub − кубанитовая; в скобках − содержание руды данного типа месторождения.

2. Прочерк означает, что при расчете во внимание не принималось.




В природе сталкиваются с одной из форм нахождения платины и МПГ – собственно минеральной. В природе существует не более 2-3 десятков известных минеральных видов металлов платиновой группы. Главная масса элементов платиновой группы находится в самородном состоянии, в виде двух главнейших минеральных видов: так называемой самородной платины и осмистого иридия; небольшую роль играет и сперрилит PtAs2, который на поверхности окисляется в Pt + As2O3.


Минералы платины

Таблица 2.3

Минерал, его формула

Сингония

R, λ = 580 км

Твердость, кг/мм2

I. Самородные металлы, сплавы и интерметаллические соединения

Платина, Pt

Изоферроплатина, Pt3Fe

Тетраферроплатина, PtFe

Ферроникельплатина, Pt2FeNi

Железистая платина, PtFe

Туламинит, Pt2FeCu

Юксунит, PtIn

Ниглиит, Pt3Sn

Кубическая

Кубическая

Тетрагональная

Тетрагональная

Кубическая

Тетрагональная

Кубическая

Гексагональная

79

69

59

60

64-73

66-62

64-78

62-41

270

440

320

340

373

442

159

310-499

II. Интерметаллические соединения: металл–полуметалл

Мончеит, Pt(Te, Bi)2

Штумпфлит, Pt(Bi, Sb)

Тригональная

Гексагональная

59-64

62

117-185

380

III. Сульфидосоединения полупроводникового типа

Сперрилит, PtAs2

Кубическая

53-54

635-1120

IV. Сульфоантимониды и сульфоарсениды

Дейсманит, (Pt, Cu)2AsS4

Платарсит, PtAsS

Кубическая

Кубическая

44-39

49

170

1400

V. Простые сульфиды

Куперит, PtS

Высоцкит, (Pt, Ni)S

Тетрагональная

Тетрагональная

37

44-45

680-750

407-535


Кроме таких минеральных образований мы имеем и другую форму нахождения платины в природе. Это – форма атомного рассеяния элемента в кристаллических решетках других минералов. В частности, платина в состоянии атомного рассеяния находится во многих сульфидах, силикатах основных и ультраосновных пород.



Первая попытка определения изоморфного или минерального вхождения платины в сульфиды была сделана О. Е. Звягинцевым. Получив из разных навесок (100 г) одной и той же средней пробы Аллавердинского района (пробирные анализы в Московском институте цветных металлов и сплавов) содержания платины 0,02; 0,2 и 5,0 г/т, он сделал вывод, что она не рассеяна равномерно в сульфидах, а встречается в виде частиц металла или другого соединения (сульфида, арсенида и т.д.). О. Е. Звягинцев отмечает: «Платина в сульфидах не находится в форме железистых соединений, а либо в виде сульфидных и мышьяковистых соединений, либо в виде немагнитной металлической платины, образующей особые минералы. Во всяком случае возможность изоморфной смеси платины с сульфидами железа, цинка, свинца и меди исключена». Им же, совместно с Э. Л. Писаржевской, было установлено, что платина осаждается сульфидами из ее солей в виде сернистой платины.

В.М. Гольдшмидт показал, что платина и МПГ имеют сидерофильный характер, т.е. принадлежат к элементам, отличающимся относительно меньшим сродством к кислороду или сере и способным в свободном состоянии или в виде соединений легко растворяться в железном расплаве. Этим объясняется прежде всего преимущественная концентрация ее (платины) в так называемой железной геофазе в момент формирования космических тел. Этим же, по-видимому, объясняется преимущественная приуроченность элемента к ультраосновным и основным породам в литосфере, часто совместно с железом, которое входит в состав платиновых минералов в самородном состоянии.




Содержание Pt (в г/т) в минералах платиносодержащих руд месторождений различных типов

Таблица 2.4

Минерал

Тип месторождения

Pt

Пирротин

гексагональный

Сульфидный

Малосульфидный

3-9

0,2-36

Пирротин

моноклинныйнный

Сульфидный

Малосульфидный

0,3-5,9

0,4-8

Пирротин в целом

Сульфидный

0,4-15,6

Пирит



Малосульфидный

1,5-88

До 100

Пентландит

Сульфидный

Малосульфидный

0,2-71

1-40

Халькопирит

Сульфидный

0,3-16,8

Кубанит

Сульфидный

?-4,0

Борнит

Сульфидный

Сл.

Халькозин

Сульфидный

0,6-4,7

Талнахит

Сульфидный

0,7

Магнетит

Сульфидный

Малосульфидный

0,44

1-108

Хромит

Хромитовый

0,02-10,0

Титаномагнетит

Титаномагнетитовый

0,006-0,03

Ильменит

Хромитовый

4,3

Маухерит

Сульфидный

0,42

Кобальтин, герсдорфит

Сульфидный и малосульфидный

17,7

Гессит

Сульфидный

1,2

Плагиоклаз

Сульфидный

Малосульфидный

0,03-0,05

0,03

Пироксен моноклинный

(зеленый)

Вулканиты

Сульфидный

0,036

0,05-0,08

Пироксен моноклинный (бурый)

Сульфидный

Малосульфидный

0,63

0,01-0,07

Оливин

Сульфидный

Малосульфидный

0,09-0,3

0,73




  1. 

  2. Геохимия элемента.

К настоящему времени геохимия платины изучена для целого ряда регионов России и зарубежных стран, различных типов и подтипов месторождений, руд, горных пород и рудообразующих минералов.

Оригинальное исследование по установлению закономерностей распределения платины в Индийском океане выполнено Джакинто и Ван ден Бергом. Пробы морской воды были отобраны в точках 27° ю. ш., 56°58' в. д. и 6°09' ю. ш., 50°54' в. д. в 15-м рейсе судна «Чарльз Дарвин». Растворенная платина определялась методом катодной стриппинговой вольтамперметрии. По мере увеличения глубины истощение характерно и для платиновых, и для марганцевых профилей (рис. 3.1).

Отношение корового марганца к таковой же пла-тине составляет около 2∙105, а в морской воде близко к 600. Это свидетельствует о том, что платина не так эф-фективно выносится, как марганец, что указывает на ее более длительное время пребывания в океане. Расчет неорганического видообразо-вания Pt (II) в морской воде показывает, что платина представлена преимущест-венно (98%) в виде комп-лекса PtCl42- (анион, стремящийся вести себя консервативно) и незначительно в виде комплекса PtCl3-. Гораздо больший коэффициент комплексообразования для платины по сравнению с марганцем объясняет обогащение платиной морской воды, ибо некомплексный катионный Mn (II) выносился гораздо легче, чем анионные хлоридные разновидности Pt (II).

Более ранние исследования по распределению платины в Тихом океане показали близкий диапазон ее концентраций (0,2 – 1,6 рМ). Однако в его верхних слоях содержание Ptраст ниже, а в нижних слоях выше, чем в водах Индийского океана (рис. 3.2).




Рассчитанное рав-новесное отношение Pt(II)/Pt(IV) достигает 109 в поверхностных водах, а в более насы-щенных кислородом водах оно составляет всего лишь 0,002. Поэтому предполага-ется, что в большей части океанического столба более предпо-чтительное окисли-тельное состояние платины с точки зре-ния термодинамики будет Pt (IV), а в по-верхностных водах Pt(II).

Эти данные, а также результаты проведенных И. С. Грамбергом,

И. Н. Горяиновым и А. С. Смекаловым исследований показывают, что содержания платины в морской воде значительно выше ожидаемых согласно термодинамическим и экспериментальным данным. Причиной этого являются пересыщенность морской воды платиной и неспособность «сбросить» ее избыток из-за низкой температуры. Сказанное выше позволяет утверждать, что россыпи пл

атины на морском дне не будут растворяться. Наоборот, при малейших благоприятных условиях (повышение восстановительного потенциала, температуры, щелочности) из морской воды будет выпадать платиновая чернь.

Изучение закономерностей распределения Pt в эффузивной фации траппов (табл. 3.1) показывают следующее:

  • максимальные содержания платины устанавливаются в толеитовых базальтах;

  • количество платины возрастает вверх по разрезу вулканитов;





Содержание (в г/т) платины и золота в базальтах.

Таблица 3.1

Комплекс

Свита

Порода

Кол-во

анализов

Pt

Au

Ергалахский трахибазальт-трахидолеритовый

Ергалахская

Трахибазальты

3

0,001

0,0008

Сыверминский долерит-пикрит-базальтовый

Сыверминская

Андезиновые базальты

3

0,006

0,004

Толеитовые базальты

4

0,006

0,006

Пикритовые базальты

6

0,0048

0,003

Надеждинский пикрит-долерит-базальтовый

Туклонская

Толеитовые базальты

6

0,0024

0,002

Надеждинская

Анортитовые базальты

2

0,002

0,002

Моронговско-мокулаевский троктолит-долерит-базальтовый

Моронговская

Толеитовые базальты

1

0,0086

0,0018

Мокулаевская

Толеитовые базальты

1

0,0052

0,0018

Анортитовые базальты

1

0,004

0,0018

Хараелахский долерит-базальтовый

Хараелахская

Анортитовые базальты

1

0,0068

0,002

Оливинофировые базальты

2

0,0044

0,0018

Кумгинско-самоедский долерит-базальтовый

Кумгинская

Анортитовые базальты

2

0,0072

0,003

Оливин-анортитовые базальты

2

0,004

0,0014

Толеитовые базальты

1

0,0092

0,003

Самоедская

Анамезиты

1

0,007

0,0028

Анортитовые базальты

1

0,0048

0,002

Средний базальт

37

0,0044

0,0028


Если принять массу базальтов северо-запада Сибирской платформы за 248∙1012 т, то при среднем содержании платины, равном 0,0005 г/т, общее количество рассеянной платины в базальтах составит 125 тыс. т.




Максимальные коэффициенты концентрирования и рассеяния МПГ при формировании месторождений различных типов и их ореолов

Таблица 3.2

Тип

Соотношение МПГ в объектах

Коэффициент концентрирования и рассеяния (-)

Pt

Сульфидный

Вкрапленные руды/мафиты

Богатые вкрапленные руды/мафиты

Богатые халькопиритовые/богатые пирротиновые руды

Вкрапленные руды/ средний базальт

Вкрапленные руды/ средний базальт

Богатые руды/ средний базальт

Ореолы/средний базальт

22

45

20


1000

300

13630

110

Малосульфидный

Вкрапленные руды/вкрапленные мафиты

Вкрапленные руды/вкрапленные ультрамафиты

Вкрапленные ультрамафиты/ вкрапленные мафиты

Руды/родоначальная магма

254


22


25


16400

Хромитовый

Руды/вкраплекные мафиты

Руды/хромистые ультрамафиты

780

750

Титаномагнетитозый

Вкрапленные руды/диориты

200

Углеродистый

Руды/черные сланцы




Средняя жидкость/базальтовый расплав

по Безмену и др. (1994)

по Крокету и др. (1997)



9000±6000

16500±6300

Сопоставление таблиц 2.2, 2.3 и 3.2 дает основание говорить о присут-ствии в платиноидных месторождениях геохимических полей низкого, сред-него, интенсивного, сверхинтенсивного (1000-10000) и уникальноинтенсивного (более 10000) концентрирования. Максимальные, превышающие расчетные (экспериментальные), коэффициенты концентрирования Pt установлены в месторождениях сульфидного (рис. 3.3) и малосульфидного типов.




Таким образом, можно считать доказанным, что во всех рудных полях с крупными и уникальными месторождениями рассматриваемых типов намечается формирующая надпорядковую геохимическую зональность взаи

мосвязь геохимических полей всех уровней концентрирования:

  1. интенсивного, сверхинтенсивного и уникально-интенсивного: сплошные и вкрапленные в экзоконтактах интрузивов сульфидные и хромитовые руды; платинометалльные рифы анортозитов; березиты, листвениты, аргиллизиты с золото-платиноидными рудами и сами руды и т.д.;

  2. среднего: вкрапленные в интрузивах сульфидные, титаномагнетитовые, апатит-магнетитовые и хромитовые руды; рифовые пачки; ореолы золото-платиноидных залежей в березитах, листвекитах, аргиллизитах и т.д.;

  3. 

  4. низкого: ореолы платиноносных массивов сульфидного, малосульфид-ного, хромитового и других типов.

Кроме рассмотренных минералого-геохимических типов руд уникальными природными платиноидными аномалиями являются нефти, каменные угли и марганценосные породы.


  1. 

  2. Генетические и промышленные типы месторождений.

В общем цикле геологического развития месторождения платиноидов формируются дважды – на ранней стадии геосинклинального этапа и на стадии активизации платформенного этапа геологической истории. На ранней стадии геосинклинального этапа с дунитами, представляющими собой крайние дифференциаты габбровой формации, связаны магматические месторождения хромшпинелидов, содержащие платину и палладий.

В процессе активизации платформ формировались две группы месторождений:

  1. магматические сульфидные медно-никелевые месторождения, содержащие палладий, платину и в меньшей мере остальные металлы этой группы; их образование обусловлено глубоко дифференцирован-ными частями трапповой формации;

  2. раннемагматические и позднемагматические залежи платиноносных хромитов типа Рифа Меренского Бушвельдского комплекса ЮАР; связаны с образованием стратифицированных норитовых массивов.

Образование месторождений платиноидов происходило в архее (Австралия), протерозое, палеозое, мезозое и кайнозое (мелкие месторождения Средиземноморского и Тихоокеанского поясов). Но на этом фоне отчетливо выделяются три главнейшие эпохи формирования месторождений платиноидов: протерозойская, герцинская и киммерийская. В протерозойскую эпоку возникли магматические ликвационные месторождения с платиноидами Канады, Кольского полуострова, а также месторождения Южной Африки (Бушвельдский комплекс); в герцинскую – магматические платиноносные хромшпинелиды Урала, в киммерийскую – магматические ликвационные сульфидные месторождения с платиноидами Сибири (Норильск).




^ ТИПЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Промышленные месторождения платиновой группы относятся к четырем разновидностям:

  1. ликвационным,

  2. раннемагматическим,

  3. позднемагматическим,

  4. россыпным.

Ликвационные месторождения

Платиноиды в ликвационных сульфидных медно-никелевых место-рождениях образуют ценные примеси, извлекаемые при получении никеля и меди. Содержание платиноидов в рудах этих месторождений изменяется в достаточно широких пределах. В одних оно составляет сотые – десятые доли граммов на тонну, в других – единицы, а в третьих – даже первые десятки граммов на тонну.

Существенная часть платиноидов присутствует в рудообразующих сульфидах в виде тонкой примеси, минералогически не диагностируемой. Остальное их количество представлено очень мелкими минералами платиновой группы размером 20-100 мкм, значительно реже – до нескольких миллиметров. Находясь в сростках с сульфидами (пирротин, пентландит, халькопирит), они обычно фиксируются к концу процесса раскристаллизации сульфидной массы.

Платина представлена в самородной форме, твердыми растворами, арсенидами и сульфидами.

^ Позднемагматические месторождения

Позднемагматические месторождения платиноидов связаны со скопле-ниями хромшпинелидов среди дунитовой фракции базитовых интрузивов. Они представлены телами с секущими границами, для руд которых характерна сиде-ронитовая структура, свидетельствующая о формировании рудных минералов после раскристаллизации породообразующих силикатов.



Лиденбург. В районе Лиденбурга известны крутопадающие трубообраз-ные залежи платиноносных дунитов, секущие пологозалегающую толщу магматических пород, слагающих стратифицированный Бушвельдский комплекс. Они имеют диаметр от 10 до 100 м и прослежены до глубины 300 м. Центральная рудная зона состоит из гортонолититового дунита, окаймленного сначала оболочкой оли-винового дунита, а затем пироксенита (Рис. 4.1). В состав руд входят желе-зистый оливин, в подчиненном коли-честве флогопит, роговая обманка, диаллаг, ильменит, магнетит, хромит и платиноиды. Содержание платиноидов возрастает снизу вверх и к центру рудоносных трубок, изменяясь от 2 до 30 г/т, достигая 60 г/т и более в тех местах, где оливиновая порода приобретает пегматоидный облик, обусловленный крупными кристалл-лами роговой обманки и биотита. По периферии Бушвельдского массива известны генетически с ним связанные скарновые и гидротермальные проявления платиновой минерализации. Скарны установлены в районе Потдиетерсраста, где магматические породы Бушвельда соприкасаются с доломитами. На контакте расположена гроссулярдиопсидовая зона со сперрилитом, вуперитом и стибиопалладинитом, содержащая до 10 г/т платиноидов. Гидротермальная кварцевая жила со спекуляритом и пиритом, содержащая платину, известна среди доломитов Уотербурга.

Таким образом, процесс обособления платиноидов в Бушвельдском массиве был длительным. На раннем этапе сформировались согласные пластообразные раннемагматические залежи, на позднем этапе, очевидно, из остаточных расплавов образовались секущие позднемагматические тела. Позднемагматические месторождения формировались при активном воздействии флюидов, которые оказывали влияние и при постмагматических процессах. Так, они обусловили появление платиносодержашей скарновой и гидротермальной минерализации.



Нижне-Тагильское. Это типичное месторождение платиноидов входит в платиновый пояс Урала, фиксируемый цепью среднепалеозойских раннегео-синклинальных гипербазитов, контролируемых глубинным разломом. Нижне-Тагильский массив относится к разряду совершенно дифференцированных.

Его центральная часть сложена платиноносными дунитами, местами серпентинизированными; ее окайм-ляет полоса пироксенитов, сменя-емая зоной габбро (рис. 135).


Платиноиды представлены в двух формах: 1) в виде убогой рассеянной вкрапленности по всему полю дунитов; 2) в форме гнезд и трубчатых тел хромитов с повышен-ной концентрацией платиноидов, среди которых преобладают поли-ксен и иридистая платина, реже встречается лаурит; отмечены пентландит, кубанит.


^ Россыпные месторождения

На территории бывшего СССР, США, Колумбии, Зимбабве, Заире, Эфиопии и других стран известны элювиальные, делювиальные и аллювиальные россыпи платиноидов. Среди них главное промышленное значение имеют позднечетвертичные аллювиальные россыпи, вытянутые по долинам рек на несколько, иногда даже десятки километров. Они сформированы в основном при разрушении платиноносных массивов пород габбро-пироксенит-дунитовой формации, содержащих убогое, но обширное коренное оруденение.

В состав платиноидов россыпных месторождений входят поликсен, платина, ферроплатина, купроплатина, иридистая платина, иридистое и платинистое золото. Содержание платиноидов в аллювиальных россыпях изменяется от единиц миллиграммов до сотен граммов на 1 м3.



Последовательность открытия важнейших из месторождений Pt и МПГ приведена в табл. 4.1.

Последовательность открытия месторождений платины в XVIII-XXвв

Таблица 4.1




Таблица 4.1 (продолжение)


Первая систематизация коренных месторождений платиновых металлов (табл. 4.2) была выполнена Дж. Фогтом.

Типизация месторождений, содержащих МПГ.

Таблица 4.2


Давая оценку этой систематизации, Н.К. Высоцкий в своей выдающейся монографии «Платина и районы ее добычи» пишет: «Намечаются, таким образом, два главных типа

1. Садберийские и норвежские месторождения − тип Садбери-Эртели (по Фогту), бедные содержанием платиновых металлов, но заключающие большие запасы колчеданных руд с содержанием 3% Ni и 1,5% Cu в Садбери; 1,5% Ni и менее 1% Cu в Норвегии... платиновые же металлы добываются попутно.

2. Трансваальские месторождения (горизонт, или риф Меренского) геоло

гически аналогичны садберийским, но руды их необычайно богаты платино



выми металлами; заключающиеся запасы колчеданов сравнительно невелики с высоким, однако, содержанием никеля (до 8-10 %) и меди (до 5-12 %). То есть главная ценность трансваальских руд − в платиновых металлах; никель же, медь и кобальт являются побочным продуктом. Среди платиновых металлов в рудах рифа Меренского преобладает большей частью платина (55-60 %) над палладием с небольшой примесью осмистого иридия, родия и рутения.

^ Месторождения, связанные с карродолеритами в Инсизва и траппами Си

бири, являются как бы переходными между вышеуказанными первым и вторым типами. Замечательно, однако, что по богатству платиновыми металлами сибирские месторождения ближе к трансваальским, тогда как руды Инсизва вообще убоги. Среди платиновых металлов преобладают то платина, то палладий...».




Заключение

В данной работе были рассмотрены важнейшие особенности минералогии, геохимии и моделей формирования месторождений платины, крупных и уникальных.

Полученные данные могут быть положены в основу создания высоких технологий передела платиносодержащих руд и направлений научных исследований и геологоразведочных работ по развитию в ХХI в. минерально-сырьевой базы платиновых металлов. Последнее крайне необходимо в связи с резким превышением мирового потребления МПГ над производством, а также неудовлетворительной структурой и недостаточностью запасов руд благо-родных металлов (золото, платиноиды).




^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Додин Д. А., Изоитко В. М., Чернышов Н. М. Платинометальные месторож-дения России. СПб.: Наука, 2000

  2. В. П. Орлов. Платина России. Проблемы развития минерально-сырьевой базы платиновых металлов. М.: Геоинформмарк, 1999

УДК 553.491.8. Додин Д.А.

  1. Смирнов В.И., Гинзбург А.И., Григорьев В.М., Яковлев Г.Ф. Курс рудных месторождений: Уч. для вузов. – 2-е издание перераб. и доп. – М.; Недра, 1986, 360 с.






Скачать файл (808.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации