ГРУППИРОВКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО СЛОЖНОСТИ СТРОЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ, ПОИСКОВ, ОЦЕНКИ, РАЗВЕДКИ
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
по применению Классификации
запасов и прогнозных ресурсов
твердых полезных ископаемых
Одобрено
секцией НТС Минприроды России
Протокол от 18.12.2018 № 15
Ниобиевые, танталовые руды и редкоземельные элементы
Москва, 2018
Методические рекомендации по применению Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Ниобиевые, танталовые руды и редкоземельные элементы. Разработаны Федеральным государственным бюджетным учреждением «Всероссийский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского (ФГБУ «ВИМС») по заказу Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации.
Одобрены секцией НТС Минприроды России, протокол от 18.12.2018 № 15
Предназначены для работников предприятий и организаций, осуществляющих свою деятельность в сфере недропользования, независимо от их ведомственной принадлежности и форм собственности. Настоящие Методические рекомендации направлены на обеспечение пользователей информацией по ниобиевым, танталовым рудам и редкоземельным элементам, необходимой для проведения работ по этапам и стадиям геологоразведочного процесса, для выбора современных и эффективных методов исследования геологических объектов, для принятия решений о продолжении или прекращении геологоразведочных работ, о вовлечении запасов разведанных месторождений в промышленное освоение, а также о проектировании новых или реконструкции существующих предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых.
|
|
|
Принятые сокращения:
ГБЗ — государственный баланс запасов полезных ископаемых
ГИС — геофизические исследования в скважинах
ГПТ — геолого-промышленный тип
ГРР — геологоразведочные работы
КВ — кора выветривания
МПР — Министерство природных ресурсов РФ
МСБ — минерально-сырьевая база
ОПР — опытно-промышленная разработка
ПР — прогнозные ресурсы
РЗМ — редкоземельные металлы
РКС — рудоконтролирующая станция
СГД — скважинная гидравлическая добыча
ТПИ — твердые полезные ископаемые.
УЩК — ультраосновные щелочные породы и карбонатиты
СОДЕРЖАНИЕ
1 ...... ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НИОБИЕВЫХ, ТАНТАЛОВЫХ РУДАХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ.. 4
2 ...... СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА НИОБИЕВЫЕ, ТАНТАЛОВЫЕ РУДЫ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПО МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИМ (МИНЕРАГЕНИЧЕСКИМ) ЗОНАМ, БАССЕЙНАМ, РУДНЫМ РАЙОНАМ, ПОЛЯМ, РУДОПРОЯВЛЕНИЯМ, ФЛАНГАМ И ГЛУБОКИМ ГОРИЗОНТАМ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.. 17
3 ...... ОЦЕНКА ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТОМ ЧИСЛЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АПРОБАЦИИ ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОСТАНОВКИ ИХ НА КАДАСТРОВЫЙ УЧЕТ. 22
|
|
|
4 ...... ГРУППИРОВКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО СЛОЖНОСТИ СТРОЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ, ПОИСКОВ, ОЦЕНКИ, РАЗВЕДКИ.. 27
5....... ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ВИДОВ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО.. 28
6 ...... ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НИОБИЕВЫХ, ТАНТАЛОВЫХ РУД И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.. 46
7 ...... ИЗУЧЕНИЕ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ, ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И ДРУГИХ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.. 53
8 ...... ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТОМ ЧИСЛЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕСЧЕТЕ И ПЕРЕУТВЕРЖДЕНИИ ЗАПАСОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО 56
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ... 66
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. 68
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. 78
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. 86
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НИОБИЕВЫХ, ТАНТАЛОВЫХ РУДАХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
1. Настоящие Методические рекомендации разработаны в соответствии с Положением о Министерстве природных ресурсов и экологии Российской Федерации, утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации от 11 ноября 2015 г № 1219 [1], Положением о Федеральном агентстве по недропользованию, утвержденным Постановлением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2004 г № 293 (в редакции от 07.07.2016 г) [2] и содержат основные положения по применению Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых [3] в отношении ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов.
|
|
|
2. Методические рекомендации направлены на оказание практической помощи недропользователям и организациям, осуществляющим:
- планирование и проведение геологоразведочных работ ранних стадий, нацеленных на выявление перспективных объектов и реализацию потенциала разноранговых металлогенических таксонов (рудные зоны, районы, узлы, рудные поля, рудопроявления) с количественной оценкой прогнозных ресурсов разных категорий;
- проектирование и проведение оценочных и разведочных работ на месторождениях с подготовкой материалов по подсчету запасов полезных ископаемых для представления их на государственную экспертизу;
- сбор данных и подготовку материалов для проектирования разработки месторождения.
3. Ниобий характеризуется близостью химических свойств с танталом, в связи с чем эти элементы встречаются обычно совместно, образуя комплексные месторождения. Ниобий — 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 1,1·10-28 м2).
|
|
|
Тантал — 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. Поглощая газы (водород, азот, кислород), тантал становится хрупким.
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.
Высокочистый пентаоксид ниобия (чистой 99,9 % и выше) используется для изготовления оптических линз, применяемых в электронике. В специальных стеклах для линз кинокамер и фотомножительных устройств содержание Nb2O5 доходит до 30 %.
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.
Группа редкоземельных элементов (РЗЭ), или лантаноидов, включает 15 весьма сходных по свойствам металлов от лантана до лютеция; из них только прометий получен искусственно. Весьма близок к этим элементам и иттрий, 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) (Таблица Ю.1).
Таблица Ю.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 никелькобальтовые 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 всплеск интереса к иттрию в конце 80–х г был связан с открытием сверхпроводящей керамики Y-Ba-Cu-O.
Ниобий, тантал и редкоземельные металлы — типичные литофильные элементы. Среднее содержание ниобия в верхней части континентальной коры (гранитно-метаморфической оболочки) 0,0016 %, тантала – 0,00025 % и редкоземельных металлов – 0,017 %. Диапазон кларков индивидуальных лантаноидов колеблется от 69 г/т у церия, до 0,44 г/т у лютеция. Редкоземельные руды по соотношению содержаний TRCe и TRY групп разделяются на цериевоземельные (TRCe:TRY>20), иттриево-цериевоземельные (TRCe:TRY 20–5) и иттриевоземельные (TRCe:TRY<5).
В природе ниобий обычно встречается совместно с танталом, образуя танталониобиевые соединения (танталониобаты). С танталониобатами в комплексных месторождениях часто ассоциирует редкоземельная минерализация, образуя оксиды, карбонаты, фосфаты, фториды.
Известно более 50 минералов, содержащих Nb и Та, не считая многочисленных разновидностей и около 300 минералов, содержащих редкоземельные элементы. Важнейшие промышленные минералы приведены в таблице (Таблица Ю.2).
Из приведенного списка минералов основное значение для ниобиевой промышленности имеют пирохлор, колумбит и лопарит (последний используется только в РФ), для танталовой промышленности – танталит, воджинит, микролит, колумбит и лопарит, а для редкоземельной промышленности – лопарит, монацит, ксенотим и бастнезит.
Месторождения ниобия, тантала и редкоземельных элементов 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.
Таблица Ю.2 – Важнейшие промышленные минералы ниобия, тантала и редкоземельных элементов
| 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–х2Н2О | 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 элементов | ||||
| Лопарит | (Na, Ce, Ca)(Ti, Nb, Ta)O3 | Nb2O5 8,0–12,8; Та2О5 0,6–0,8; TR2О3 30,0–33,5 | Ti, Sr | 4,6–4,9 |
| Монацит | CePO4 | TR2О3 24,7–69 | Th | 4,9–5,5 |
| Флоренсит | CeAl3[PO4]2(OH)6 | TR2О3 18–32 | P, Al | 3,58 |
| Ксенотим | YPO4 | TR2О3 56,7–62,2 | U, P | 4,4–4,6 |
| Черчит | YPO4 · 2H2O | TR2О3 48–52,9 | P | 3,1–3,3 |
| Бастнезит | CeCO3F | TR2О3 57–76,8 | Th, F | 4,4–5,2 |
| Паризит | Ce2Ca[CO3]2F2 | TR2О3 54,6–62,9 | Th, F | 4,3–4,4 |
| Иттросинхизит | YCa[CO3]2F | TR2О3 ~ 50 | Th, F | 3,6–3,7 |
| Фергюсонит | Y(Ta, Nb)O4 | Nb2O5 38–58; Та2О5 0,5–3;TR2О3 33,7–51,3 | U, Th, | 5,5–6,0 |
| Эвксенит | Y(Nb, Ti, Ta)2(O, OH)6 | TR2О3 20,3–39; Nb2O5 21–34; Та2О5 1–2 | U, Th, Ti | 5,0–5,9 |
| Гагаринит | Na(Y, Ca, Na)2F6 | TR2О3 54–56,7 | U, Th, F | 4,2–4,5 |
| Иттрофлюорит | (Y, Ca)F3–x | TR2O3 16,2–20,9 | – | 3,5–3,8 |
Сведения об особенностях геологического строения россыпных и техногенных месторождениях ниобия, тантала и редкоземельных металлов, и методических аспектах их изучения приведены в соответствующих Методических рекомендациях и здесь рассматриваются только в самых общих чертах.
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, руды которых характеризуются отношением Nb2O5/Ta2O5 > 20. Извлечение тантала из этих руд экономически нецелесообразно, поэтому он поступает в коллективный продукт совместно с ниобием. С месторождениями этого типа по состоянию на 01.01.2017 года связано 46 % запасов ниобия и 6,1 % запасов тантала категории A+B+C1.
Комплексными тантал-ниобиевыми считаются месторождения, в которых тантал и ниобий по валовой ценности примерно одинаковы: отношение 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. В комплексных месторождениях по состоянию на 01.01.2017 года сконцентрировано 45,7 % балансовых запасов ниобия и 76,8 % балансовых запасов тантала категории A+B+C1.
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. В собственно танталовых месторождениях заключено 0,6 % запасов ниобия и 11,1 % балансовых запасов Та2О5 категории A+B+C1. Кроме этих месторожений выделяются ниобий- и танталсодержащие, в которых ниобий и тантал являются попутными компонентами. Практическое использование ниобия и тантала в них зависит от масштаба промышленного освоения этих месторождений по основному компоненту, разработанности технологии обогащения руд и особенности передела получаемых из них концентратов.
К этой группе относятся следующие типы месторождений: редкометалльные пегматиты со сподуменом, где основным или одним из основных компонентов является литий; апатит-нефелиновые месторождения Хибинской группы с ниобийсодержащим сфеном.
С ниобий- и танталсодержащими месторождениями связано 7,7 % запасов ниобия и 6 % запасов тантала категории A+B+C1.
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).
4. Промышленные типы месторождений ниобия, тантала и редкоземельных металлов приведены в таблице (Таблица Ю.3).
5. 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, калинатровый 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.
Таблица Ю.3 – Промышленные типы месторождений ниобия, тантала и редкоземельных металлов
| 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 |
| Цериево-земельно-ниобий-танталовый в дифференцированных массивах агпаитовых нефелиновых сиенитов | Пластообразные пологозалегающие 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) |
| Ниобий-танталовые в массивах ультраосновных щелочных пород и карбонатитов | Крутопадающие линзо- и жилообразные тела в карбонатитах | Апатит--гатчеттолитовый | Ta2O5 0,01–0,025; Nb2O5 0,08–0,10 | P, U, TR | Металлургический ниобий-танталовый (сортировочный, флотационно-гидрометаллургический) | Среднезиминское (Россия) |
| Ниобиевый в массивах ультраосновных щелочных пород и карбонатитов (УЩК) | Линзовидный, жильный, штоко-, трубообразный в карбонатитах | Пирохлоровый | Nb2O5 0,2–0,8 | P, TR, Ta, U, Zr | Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационнофлотационно-гидрометаллургический) | Белозиминское (Россия), Сент-Оноре (Канада) |
| Линзообразный в микроклинитах и биотитовых слюдитах | Пирохлоро-вый, колумбит-пирохло-ровый | Nb2O5 0,3–1,2 | Р, микроклин | Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационномагнитнофлотационно-гидрометаллургический) | Большетагнинское (Россия) | |
| Ниобий-танталовый в кварц-альбит-микроклиновых метасомати-тах (квальмитах) 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 (Россия) |
| (Магнитно-гравитационно-гидрометаллургический) | Зашихинское (Россия) | |||||
| Редкоземельно-ниобий-танталовый в щелочных метасоматитах по метаморфическим породам | Линзо- и пластообразный в кварц-альбит-микроклиновых метасоматитах по метаморфическим породам | Циркон-тантал-пирохлоро-вый 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 (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический) | Катугинское (Россия) |
| Ниобиевый и редкоземельно-ниобиевый в корах выветривания (КВ) карбонатитов в массивах ультраосновных щелочных комплексов | Пласто- и линзообразные субгоризонтально залегающие залежи в охристых КВ | Апатит-пирохлор-колумбитовый в КВ гидрослюдистого профиля | Nb2O5 0,4–1,0; Р2О5 10,0– 16,0 | TR, Ta, Fe | Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический) | Белозиминское (Россия) |
| Пирохлор-монацитовый с флоренситом в латеритных КВ | Nb2O5 0,6–0,8 TR2O3 4,0–5,0 | Fe, Р, Mn | Металлургический ниобий-редкоземельный (сортировочный, гидрометаллургический) | Чуктуконское (Россия) | ||
| Монацит- пирохлоровый в латеритных КВ | Nb2O5 1,0–3,0 | TR, Р, Fe, барит | Металлургический ниобиевый (магнитно-флотацион-но-гидроме-таллургический) | Араша (Бразилия) | ||
| Ниобиевый в корах выветривания линейных карбонатитов и щелочных метасоматитов зон региональных разломов | Лентообразные тела в корах выветривания по линейным карбонатитам и щелочным метасоматитам | Пирохло-ровый, колумбит-пирохло-ровый в зернистых (гидрослюдистых) КВ | Nb2O5 0,4–0,8 | Р, Fe, вермикулит | Металлургический ниобиевый (сортировочный, гравитационно-магнитно-флотационно-гидрометаллургический | Татарское (Россия) |
| Скандий-редкоземельно-ниобиевый в переотложенных и эпигенетически измененных корах выветривания карбонатитов | Пластообразный в переотложенных корах выветривания карбонатитов | Монацит- Sr-, Ba-, Pb-пирохлоро-вый | Nb2O5 3–6; TR2O3 6–12; Y2O3 0,5–0,65; Sc2O3 0,03–0,05 | Р2О5 | Химико-металлургический редкоземельно-ниобиевый (сортировочный, гидрометаллургический) | Томторское (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 (гравитационномагнитно-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 пегматитах, залегающих в амфиболитах, гнейсах, сланцах | Сподуменберилл-танталитовый, поллуцит-сподумен-танталитовый, лепидолит-микролитовый | Ta2O5 0,01–0,03; Li2O 0,3–1,5; Cs2O 0,1–0,8; | Sn, Rb, Nb, Ga, Be | Химико-металлургический бериллий-литийцезий-танталовый (сортировочный, гравитационно-флотационно-гидрометаллургический) | Завитинское, Вишняковское, Отбойное, Гольцовое (Россия), Берник-Лейк (Канада), Гринбушес (Австралия) |
| Танталовый в корах выветривания пегматитов (c Sn, Be) | Пласто- и линзообразный в корах выветривания редкометалльных пегматитов | Берилл- колумбиттанталитовый | Ta2O5 0,004–0,03 | Sn, Ве, Nb | Химико-металлургический бериллий-танталовый (гравитационнофлотационно-гидрометаллургический) | Липовый Лог (Россия), Назарену (Бразилия), Гринбушес (Австралия) |
| 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, гравитационномагнитнофлотационно-гидрометаллургический) | Карасугское (Россия), Маунтин- Пасс (США) |
| Ниобий-редкоземельно-железорудный в связи с линейными карбонатитами | Пластообразные залежи в карбонатных породах с гематит-магнетитовым оруденением осадочно-метаморфогенного происхождения | Бастнезит-монацитовый с пирохлором и эшинитом | TR2O3 3,0–6,7 Nb2O5 0,1–0,14 | Fe, барит | Металлургический ниобий-редкоземельный (магнитно-флотационно-гидрометаллургический) | Байюнь-Обо (Китай) |
| Фосфорно-редкоземельно-урановый в глинах с костными остатками рыб | Протяженные, маломощные залежи пластово-линзовидной формы, обогащенные костным детритом и залегающие в глинах платформенного чехла | Апатитизированный костный детрит, а также сульфиды железа, глины и карбонаты | TR2O3 0,2–0,3 Р2О5 10,7–12,4 U 0,04–0,05 | Со, Ni, Sc | Химический фосфорно-редкоземельно-урановый (гидрометаллургический) | Шаргадыкское (Россия), Меловое, Томакское (Казахстан) |
| Апатит-нефелиновый с попутными редкоземельными металлами | Наклонные линзо-, пластообразные залежи | Апатитовый | TR2O3 0,32, в апатите 0,7–1,1 | - | Химический редкоземельно-апатитовый (флотационно-магнитно-гидрометаллургический) | Кукисвум-чоррское, Юкспорское и др. месторождения Хибинской группы |
| * В названии промышленного (технологического) типа отражено хозяйственное (промышленное) назначение конечных продуктов, важнейшая технологическая особенность руд и основные способы переработки | ||||||
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 (0,2–1,0 % 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 ниобиевое оруденение в массивах УЩК развивается не в карбонатитах, а в силикатных метасоматических породах — микроклинитах и биотитовых слюдитах, образовавшимся, соответственно, по породам щелочного и ультраосновного щелочного состава (Большетагнинское месторождение в Иркутской области). Апатит-пирохлоровая минерализация Большетагнинского месторождения слагает серию наклонных линзовидных залежей, состоящих из вкрапленных и прожилкововкрапленных руд и прослеженных 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).
Ниобий-танталовые месторождения в метасоматитах по гранитоидам щелочного ряда приурочены к небольшим (1–3 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 Забайкальском крае) 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. Среднее содержание РЗЭ — 0,35 %. Состав их существенно иттриевоземельный.
Месторождения редких металлов в корах выветриванияформируются 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:
- по карбонатитам в массивах ультраосновных щелочных пород;
- по карбонатитам и щелочным метасоматитам в зонах региональных разломов.
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 линейных 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.
Месторождения в переотложенных и 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 2600×1400 м, мощность от 5 до10 м с раздувами до 30–40 м, глубина залегания до 8,5 до 160 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 3–6 %, TR2O3 6–12 %, Y2O3 0,5–0,65 %, Sc2O3 — 0,03–0,05 %), 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.
Кроме отмеченных типов месторождений следует указать цирконий-ниобиевый в альбититах, карбонатитах и пегматитах, связанный с массивами нефелиновых сиенитов (Вишневогорское месторождение в Челябинской области). Это месторождение эксплуатировалось с 1944 по 1994 гг.
Танталовая минерализация в карбонатитах, связанных с массивами ультраосновных щелочных пород, обусловлена наличием в рудах гатчеттолита, содержащего 12–23 % Та2О5 и 22–44 % Nb2O5. Гатчеттолит находится в виде мелкой вкрапленности и образует самостоятельные крутопадающие рудные зоны (Среднезиминское месторождение) или слагает фланги пирохлоровых зон (некоторые рудные зоны Белозиминского месторождения). Среднее содержание Та2О5 в рудах Среднезиминского месторождения 0,02 %, Nb2O5 — 0,09 %. Попутными компонентами являются уран (в гатчеттолите), фосфор (в апатите) и редкоземельные элементы. Гатчеттолитовое оруденение в карбонатитах относится к потенциально-промышленному типу месторождений.
Танталовые месторождения в литий-фтористых гранитах. Танталоносные граниты представляют собой небольшие (0,5–1,5 км2) интрузии своеобразных мелкосреднезернистых, 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 Забайкальском крае).
Литий-танталовое месторождение в сподуменовых гранитах (Алахинское в Горном Алтае) выявлено в 1989 г. 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.
В ряде случаев по редкометалльным пегматитам образуются коры выветривания (КВ) щебнисто-гидрослюдисто-каолинового состава. Месторождения в КВ известны в России (Липовый Лог), в Бразилии (Назарену), Австралии (Гринбушес), в Африке, Китае и др. странах. Глубина развития КВ колеблется от первых метров до десятков метров. Рудные залежи в этих образованиях представлены линзо-, пластообразными залежами, наследующими форму пегматитовых тел. Минеральный состав рудоносных КВ во многом определяется составом исходных пегматитов: основными полезными минералами являются колумбит-танталит, воджинит, берилл, касситерит. Содержание Та2О5 в рудах КВ 0,004–0,03 % (до 0,1 %).
Месторождения в бастнезитовых карбонатитах являются 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.
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. В настоящее время и в перспективе месторождение Байюнь-Обо является главнейшим источником редкоземельного сырья в мире. Генезис месторождения сложный. Наиболее обоснована точка зрения о наложении ниобий-редкоземельной минерализации, связанной с карбонатитами, на железные руды осадочно-метаморфогенного происхождения.
В остаточных латеритных корах выветривания (КВ) карбонатитов выявлены ниобий-редкоземельные (Чуктуконское, Россия), редкоземельные (Маунт-Вельд, Австралия) месторождения. Рудные тела в КВ характеризуются линзо-, пластообразной формой, значительными размерами (n·100–n·1000 м х n·100–n·1000 м) и высокими содержаниями редкоземельных металлов (до 18 % SТR2O3) иттриево-цериевоземельного и цериевоземельного составов. Основными полезными минералами редкоземельных руд является монацит, в подчиненных количествах присутствуют флоренсит, церианит, черчит и др. минералы. Ниобиевые минералы представлены вторичными пирохлорами (Sr-, Ba-пирохлоры). Месторождение Маунт-Вельд отрабатывается с 2011 года.
Месторождения в переотложенных и эпигенетически измененных корах выветривания карбонатитов являются комплексными редкоземельно-ниобиевыми (с Y и Sc) и характеризуют новый промышленный тип (Томторское месторождение в Республике Саха (Якутия)).
Рудное тело имеет пластообразную форму с размерами 2600×1400 м, мощность от 5 до 10 м с раздувами 30–40 м, глубина залегания от8,5 до 160 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 3–6 %, TR2O3 6–12 %, Y2O3 0,5–0,65 %, Sc2O3 — 0,03–0,05 %), 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 продуктов выветривания 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.
Фосфорно-редкоземельно-урановые месторождения в глинах с костными остатками рыб известны в Республике Калмыкия (Шаргадыкское и др.) и в Казахстане (Меловое, Томак). Последние два объекта отрабатывались в СССР, а затем и в Казахстане. Месторождения относятся к типу осадочных месторождений, залегающих в глинах платформенного чехла.
Шаргадыкское месторождение представляет собой протяженную (n км), маломощную (0,7–1,2 м) залежь линзовидной формы, залегающую в глинах верхне-олигоценового возраста. Основными полезными компонентами являются уран, фосфор и редкоземельыне элементы (РЗЭ). Средние содержания урана в руде колеблются от 0,04 до 0,05 %, Р2О5 10,7–12,4 %. РЗЭ представлены иттриево-цериевоземельной группой, среднее содержание ΣТR2O3 — 0,252 %. Попутные компоненты — Ni, Co, Sc.
Основными рудными образованиями являются: апатитизированный костный детрит, по составу близкий к карбонат-фтор-апатиту, с которым связаны основные концентрации P, U и РЗЭ, а также сульфиды железа, глины и карбонаты.
Важным источником получения иттриевоземельных элементов в Китае являются так называемые ионные руды, развитые в корах выветривания по гранитам, содержащим редкоземельные акцессорные минералы (Лонг-Нан, Ван-Ан и др.).
Кроме отмеченных типов месторождений следует отметить иттриевоземельный в кварц-хлоритовых метасоматитах (Кутессай-II, Киргизия). В настоящее время эксплуатация этого месторождения прекращена вследствие отработанности большей части запасов.
СТЕПЕНЬ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НА НИОБИЕВЫЕ, ТАНТАЛОВЫЕ РУДЫ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПО МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИМ (МИНЕРАГЕНИЧЕСКИМ) ЗОНАМ, БАССЕЙНАМ, РУДНЫМ РАЙОНАМ, ПОЛЯМ, РУДОПРОЯВЛЕНИЯМ, ФЛАНГАМ И ГЛУБОКИМ ГОРИЗОНТАМ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
6. Ресурсная база ниобиевых, танталовых руд и редкозелельных элементов Российской Федерации складывается из запасов месторождений и прогнозных ресурсов перспективных объектов, подсчитанных в границах минерагенических таксонов.
7. Степень изученности минерагенических таксонов (зон, районов, узлов, полей, рудопроявлений и месторождений) определяется оцененными и подсчитанными в их пределах категориями прогнозных ресурсов и запасов в соответствии с требованиями Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Степень изученности разноранговых минерагенических таксонов определяет целесообразность продолжения геологического изучения недр в их пределах.
8. Месторождения ниобия сосредоточены в следующих металлогенических провинциях: Карело-Кольская – 11 месторождений (в т.ч. Ловозерское), Уральская – 6 (в т.ч. Вишневогорское), Алтайская – 1 (Алахинское), Алданская – 1 (Катугинское), Присаянско-Енисейская – 11 (в т.ч. Белозиминское, Большетагнинское, Зашихинское), Анабаро-Оленекское – 1 (Томторское), Южно-Сибирская – 3 (в т.ч. Улуг-Танзекское), Монголо-Охотская – 6, Буреинско-Ханкайская - 1. Сихотэ-Алиньская -2.
Месторождения ниобия сосредоточены в следующих металлогенических провинциях: Карело-Кольская – 11 месторождений (в т.ч. Ловозерское), Уральская – 6 (в т.ч. Вишневогорское), Алтайская – 1 (Алахинское), Алданская – 1 (Катугинское), Присаянско-Енисейская – 11 (в т.ч. Белозиминское, Большетагнинское, Зашихинское), Анабаро-Оленекское – 1 (Томторское), Южно-Сибирская – 3 (в т.ч. Улуг-Танзекское), Монголо-Охотская – 6, Буреинско-Ханкайская - 1. Сихотэ-Алиньская -2.
Месторождения РЗМ сосредоточены в следующих металлогенических провинциях: Карело-Кольская – 10 месторождений (в т.ч. Ловозерское и девять апатит-нефелиновых), Алданская – 2 (Катугинское и Селигдарское), Присаянско-Енисейская – 2 (Чуктуконское и Белозиминское), Анабаро-Оленекская – (Томторское), Южно-Сибирская – 2 (Улуг-Танзекское, Арысканское).
9. Запасы месторождений подсчитываются при проведении оценочных и разведочных работ.
Запасы учитываются в государственном балансе запасов полезных ископаемых; в качестве запасов ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов на государственный учет могут быть приняты только запасы, прошедшие государственную экспертизу в установленном порядке.
По величине запасов ниобия и редкоземельных элементов, учтенных Государственным балансом Россия находится на втором месте в мире, по танталу – на первом месте, но по качеству сырья, географо-экономическим условиям размещения и ряду других признаков большинство отечественных месторождений существенно уступает рудным объектам, разрабатываемым за рубежом.
По состоянию на 01.01.2017 года на территории Российской Федерации Государственным балансом запасов учтено 42 месторождения ниобия. Из них – собственно ниобиевых – 7, ниобий-танталовых – 8, танталовых – 10, ниобийсодержащих – 17. По танталу учтено 31 месторождение. Из них — собственно танталовых — 13, танталониобиевых — 8, ниобиевых — 2, танталсодержащих — 8. По редколемельным металлам учтено 17 месторождений редкоземельных металлов (РЗМ). Кроме того, учитывается одно техногенное месторождение.
В настоящее время, с целю получения редкометалльной (в т.ч. и ниобиевой) продукции отрабатывается Ловозерское редкоземельно-ниобий-танталовое месторождение в агпаитовых нефелиновых сиенитах (Мурманская область). В 2016 году добыча составила 19,3 % от суммарной добычи ниобия в Российской Федерации. Кроме того, добыча ниобия происходит при разработке апатит-нефелиновых месторождений Хибинской группы (80,6 % от добычи по Российской Федерации), однако ниобий, содержащийся в сфене (0,379 % Nb2O5), в процессе переработки руд не извлекается.
Ловозерское месторождение отрабатывается подземным способом ООО «Ловозерский ГОК». Рудные тела характеризуются пластообразной формой, местами осложненной волно-и флексурообразными изгибами. Среднее содержание Nb2O5 в руде 0,24 %. Главный рудный минерал – лопарит, содержащий в среднем 8,7 % Nb 2O5, 0,64 % Ta2O5 и 32,28 % TR2O3.
Переработка руды производится по гравитационной схеме с получением 50-60 % чернового концентрата с последующей доводкой на электромагнитном и электростатическом сепараторах с получением 95 % лопаритового концентрата. Обеспечение рудника балансовыми запасами по состоянию на 01.01.2017 года составляет 44 года.
Химико-металлургическая переработка лопаритового концентрата производится на Соликамском магниевом заводе с получением технических пентаксидов ниобия, тантала и другой продукции. Почти вся редкометалльная продукция экспортируется.
Подготавливается к освоению Зашихинское (Иркутская область) и Томторское (Республика Саха (Якутия)) месторождения.
Зашихинское ниобий-танталовое месторождение связано с массивом щелочных гранитов. Руды циркон-колумбитовые, среднее содержание Nb2O5 в руде 0,282 %. Основными полезными компонентами являются тантал и ниобий, попутными – цирконий и редкоземельные элементы. Обогащение руды планируется производить по гравитационно-магнитной схеме с получением колубмитового и цорконового концентратов. Особенностью концентратов является повышенное содержание редких земель иттриевой группы. Переработка концентратов для получения товарных продуктов планируется гидрометаллургическим способом. Конечные продукты: оксиды ниобия и тантала, оксид циркония, сумма оксидов редких земель. Более 70 % производимого оксида ниобия будет перерабатываться в феррониобий. Отработка месторождений возможна открытым способом.
Томторское месторождение описано выше, здесь следует отметить, что эксплуатационные работы предполагается начать в 2020 году, мощность горнодобывающего комбината 150-200 тысяч тонн руды в год.
На территории Российской Федерации прогнозные ресурсы ниобия по состоянию на 01.01.2018 года учитываются в количестве 1396,7 тыс. т Nb2O5 кат. P1 и 14,0 тыс. т кат. P2. Прогнозные ресурсы учтены по шести объектам, из них пять объектов с ресурсами кат. P1, и один с ресурсами кат. P2. Объекты расположены в пределах Сибирского ФО (Красноярский край, Иркутская область) и Дальневосточного ФО (Республика Саха (Якутия)).
В пределах Красноярского края находятся: Чуктуконское месторождение в латеритных корах выветривания карбонатитов (1153,6 тыч. т Nb2O5 кат. P1, содержание Nb2O5 в руде 0,74 %); Центральный участок Татарского рудного поля в корах выветривания линейных карбонатитов (6,7 тыс. т Nb2O5 кат. P1 с содержанием Nb2O5 0,41 %); Южно-Оборотовская зона Татарского рудного поля в корах выветривания линейных карбонатитов (14,0 тыс. т Nb2O5 кат. P2 с содержанием Nb2O5 0,6 %).
В Иркутской области расположены объекты, входящие в состав Большетагнинского рудного поля, связанного с массивом ультраосновных щелочных пород и карбонатитов: собственно Большетагнинское месторождение в микроклинитах и «слюдитах» (150,8 тыс. т Nb2O5 кат. P1 с содержанием Nb2O5 0,99 %); рудная зона № 11 в карбонатитах (52,4 тыс. т Nb2O5 кат. P1 с содержанием Nb2O5 1,245 %).
В целом, изученность основных рудоносных площадей Российской Федерации на ниобий оценивается как достаточно высокая.
По производству и потреблению ниобия Россия значительно отстает от промышленно развитых стран. Потребности отечественной промышленности удовлетворяются, главным образом, за счет импорта. В частности, Россия импортирует феррониобий в количестве 2-7 тонн в год; основными поставщиками являются Бразилия и Канада.
Увеличение выпуска ниобиевой продукции возможно за счет вовлечения в промышленное освоение уже упомянутых Зашихинского и Томторского (участок Буранный) месторождений, а также Белозиминского месторождения в Иркутской области.
Белозиминское апатит-ниобиевой месторождение связано с корами выветривания (КВ) карбонатитов. Выделено шесть рудных залежей, расположенных, в основном, в охристом горизонте КВ и характеризующихся пласто- и линзообразной формой. Основными полезними минералами являются колумбит, пирохлор и апатит. Среднее содержание Nb2O5 в охристых рудах 0,56 %, P2O5 14,3 %. Разработана гравитационно-флотационная схема обогащения руд с использованием мокрой и сухой магнитной сепарации. Конечные продукту обогащения – ниобиевый, апатитовый и редкоземельный концентраты и магнетитовый продукт. Отработка месторождения предполагается открытым способом. Месторождение детально разведано. В пределах небольшого участка Ягодный в 1969-1987 гг. проводилась опытно-промышленная отработка руд КВ, намечалось строительство горно-металлургического комбината. Однако, начавшиеся в стране политико-экономические преобразования прекратили мероприятия по промышленному освоению месторождения. В настоящее время объект числится в нераспределенныом фонде недр.
В настоящее время отрабатываются два месторождения: Ловозерское редкоземельно-ниобий-танталовое в агпаитовых нефелиновых сиенитах (Мурманская область) и Орловское собственно танталовое в гранитах литий-фтористого типа (Забайкальский край).
Ловозерское месторождение отрабатывается подземным способом ООО «Ловозерский ГОК». Рудные тела характеризуются пластообразной формой, местами осложненной волно-и флексурообразными изгибами. Среднее содержание Ta2O5 в руде 0,0189 %. Главный рудный минерал — лопарит, содержащий в среднем 0,64 % Ta2O5, 8,7 % Nb2O5 и 32,28 % TR2O3.
Переработка руды производится по гравитационной схеме с получением 50–60 % чернового концентрата с последующей доводкой на электромагнитном и электростатическом сепараторах с получением 95 % лопаритового концентрата. Обеспечение рудника балансовыми запасами по состоянию на 01.01.2017 года составляет 44 года.
Химико-металлургическая переработка лопаритового концентрата производится на Соликамском магниевом заводе с получением технических пентаксидов тантала, ниобия и другой продукции. Почти вся редкометалльная продукция экспортируется.
Орловское месторождение отрабатывается открытым способом ЗАО «Новоорловский ГОК». Главным рудным минералом является колумбит-танталит. Для обогащения руд рекомендована технологическая схема с мокрым гравитационно-флотационным обогащением с получением танталового и лепидолитового концентратов. Основным потребителем танталового концентрата в настоящее время предполагается АО «Ульбинский металлургический завод» (Казахстан). Литиевый концентрат (хвосты танталовой флотации) предполагается складировать, тк. извлечение лития, в настоящее время, нецелесообразно.
В 2016 году добыча велась в ограниченных масштабах. Добытая руда отгружалась на рудный склад для последующей подачи на обогатительную фабрику. Комбинат обеспечен запасами руды на 30 лет.
Подготавливается к освоению Зашихинское ниобий-танталовое месторождение в Иркутской области, связанное с массивом щелочных гранитов. Руды циркон-колумбитовые с высоким содержанием тантала 0,034 % Ta2O5. Предполагается, что при химико-металлургической переработки колумбитового концентрата будут получены оксиды тантала и ниобия, а при переработке циркониевого концентрата — оксид циркония. Попутная продукция — редкоземелльные металлы иттриевой группы.
На территории Российской Федерации прогнозные ресурсы тантала апробированы в пределах Отбойного месторождения в Иркутской области в количестве 1700 т Та2О5 по категории Р1. Геолого-промышленный тип оруденения — танталовый в пегматитах. Среднее содержание Та2О5 в руде 0,026 %. Попутные компоненты ниобий, олово, бериллий, полевошпатовое сырье.
В случае необходимости прогнозные ресурсы тантала категории Р1 и Р2 могут быть апробированы на Арысканском месторождении (Республика Тыва), в пределах Катугинского рудного поля (Забайкальский край), пегматитовых полей Бирюсино-Тагульского рудного района в Иркутской области и ряде других объектов.
В целом, изученность основных рудоносных площадей Российской Федерации на тантал оценивается как достаточно высокая.
Существующее, в настоящее время, производство танталовой продукции не обеспечивает потребности отечественной промышленности, с связи с чем Россия ежегодно импортирует 30–40 т тантала, закупая его преимущественно у АО «Ульбинский металлургический завод» (Казахстан).
Увеличение выпуска танталовой продукции возможно за счет вовлечения в промышленное освоение уже упомянутого Зашихинского месторождения, а также детально разведанных Вишняковского (Иркутская области) и Катугинского (Забайкальский край) месторождений.
Вишняковское месторождение собственно танталовое, связано с пегматитами. Танталовая минерализация представлена танталитом, будженитом, микролитом и иксиолитом. Среднее содержание Та2О5 в руде 0,0206 %. Разработана гравитационно-флотационная схема обогащения. Суммарное извлечение тантала после механического обогащения и химико-металлургической переработки концентратов составлет 73,3 %. Попутные компоненты: ниобий, олово, бериллий, литий, цезий, рубидий. Отработка месторождений возможна открытым способом. Месторождение числится в нераспределенном фонде недр.
Катугинское циркон-редкоземельно-ниобий-танталовое месторождение связано со щелочными кварц-альбит-микроклиновыми метасоматитами по метаморфическим породам. Основные рудные минералы — танталсодержащий пирохлор, циркон, гагаринит, редкоземельный флюорит и криолит. Среднее содержание Та2О5 в редкометалльных рудах 0,019 %, Ni2О5 — 0,309 %, TR2O3 — 0,348 %, ZrO2 — 1,57 %. По масштабу оруденения месторождение крупное. Разработано гравитационно-магнитно-флотационной схемой обогащения, при этом достигнуто получение только кондиционной цирконового концентрата и некондиционных пирохлорового и редкоземельного, требующих гидрометаллургической доводки. Отработка месторождения предполагается открытым способом. Месторождение числится в нераспределенном фонде недр.
В настоящее время с целью получения редкометалльной (в т.ч. и редкоземельной) продукции разрабатывается Ловозерское редкоземельно-ниобий-танталовое месторождение в агпаитовых нефелиновых сиенитах (Мурманская область). В 2016 году добыча составила 2,8 % от всей добычи РЗМ по РФ. Попутная добыча РЗМ происходит также и при разработке апатит-нефелиновых месторождений Хибинской группы.
Ловозерское месторождение отрабатывается подземным способом ООО «Ловозерский ГОК». Рудные тела характеризуются пластообразной формой, местами осложненной волно-и флексурообразными изгибами. Среднее содержание TR2O3 в отрабатывемых рудах 1,46 %. Главный рудный минерал – лопарит, содержащий в среднем 32,28 % TR2O3, 0,64 % Ta2O5, 8,7 % Nb2O5. В составе редких земель резко преобладают элементы цериевой группы – 96,8 отн. %.
Переработка руды производится по гравитационной схеме с получением 50-60 % чернового концентрата с последующей доводкой на электромагнитном и электростатическом сепараторах с получением 95 % лопаритового концентрата. Обеспечение рудника балансовыми запасами по состоянию на 01.01.2017 года составляет 44 года.
Химико-металлургическая переработка лопаритового концентрата производится на Соликамском магниевом заводе с получением технических пентаксидов тантала и ниобия, индивидуальных оксидов и соединений РЗМ. Плав хлоридов РЗМ разделяется на РЗМ иттриевой и цериевой групп. Из первой получают оксиды европия и самария, из второй – индивидуальные оксиды РЗМ и чистые металлы. Почти вся редкометалльная продукция экспортируется.
Апатит-нефелиновые месторождения приурочены к Хибинскому щелочному массиву, характеризующемуся концентрически-зональным строением, обусловлена сменой от периферии к центру интрузива нефелиновых сиенитов и основных фоидолитов, различающихся по составу и текстурно-структурным особенностям: хибинитов, рисчорритов, ийолит-уртитов, фойяитов и др.
Апатит-нефелиновые оруденение пространственно связано с интрузией ийолит-уртитов, слагающей дугообразное тело протяженностью около 75 км. Апатитовые руды локализованы в виде наклонных к центру массива линзо-, пластообразных залежей мощностью до 100-200 м и длиной по простиранию до 3 км. Среднее содержание P2O5 в рудах для подземной отработки – 14 %, для открытой – 14,8 %. РЗМ – попутные компоненты в апатитовых рудах. По составу РЗМ руды относятся к иттриево-цериевоземельной группе (TRce – 88,9 отн. %, TRy – 11,1 отн. %).
ГБЗ «Редкоземельные металлы» учтено девять месторождений апатит-нефелиновых руд, из которых шесть разрабатывается АО «Апатит» и одно – АО «Северо-Западная Фосфорная Компания».
В 2016 году, совместно с апатит-нефелиновыми рудами было добыто 93,4 тыс. т TR2O3 (97,2 % от добычи по РФ), причем из этого количества извлекается в концентраты и поступает на дальнейшую переработку менее 5 % РЗМ.
Подготавливаются к освоению Томторское (участок Буранный) месторождение и пять апатит-нефелиновых месторождений Хибинской группы.
Томторское месторождение кратко описано выше. Здесь следует отметить, что эксплуатационные работы предполагается начать в 2023 году, мощность горнодобывающего комбината 150 тысяч тонн в год по сухой руде. Основной способ переработки руд химико-металлургический. Конечными продуктами являются оксиды ниобия, лантана, церия, празеодима, неодима, а также суммы карбонатов РЗМ среднетяжелой группы.
10. На территории Российской Федерации прогнозные ресурсы РЗМ по состоянию на 01.01.2018 года учитываются в количестве (тыс. т): 316,9 кат. P3, 3720,0 кат. P2, 7087,5 кат. P1. Прогнозные ресурсы учтены по десяти объектам, расположенным в пределах Центрального ФО (Курская область), Сибирского ФО (Алтайский край, Республика Тыва, Красноярский край, Иркутская область), Дальневосточного ФО (Республика Саха (Якутия), Амурская область, Приморский край).
В Курской области и Алтайском крае расположены проявления ионно-адсорбционных руд, связанных с корами выветривания (КВ) различных пород. Прогнозные ресурсы учтены по кат. P3, содержание TR2O3 составляет 0,1-0,2 %. В Республике Тыва расположены: Арысканское месторождение в щелочных гранитах (30 тыс т TR2O3 кат. P1, содержание в руде 0,5 % TR2O3), Карасугское месторождение в карбонатитах (115 тыс т TR2O3 кат. P1, содержание в руде 2,13 % TR2O3 и 3700 тыс т TR2O3 кат. P2 с содержанием 1,0 % TR2O3). В Красноярском крае находится Чуктуконское месторождение в КВ карбонатитов (6436,7 тыс т TR2O3 кат. P1 с содержанием в руде 4,15 % TR2O3). В Иркутской области расположена Туманшет-Тегурская площадь с ложковыми ксенотим-монацитовыми россыпями (2,0 тыс т TR2O3 кат. P1). В Республике Саха (Якутия) находится Северный участок Томторского рудного поля, связанного с переотложенными и эпигенетически измененными КВ карбонатов (503,8 тыс т TR2O3 кат. P1 с содержанием в руде 5,09 % TR2O3). В Амурской области расположено Тас-Юряхское рудное поле, связанное с щелочными метасоматитами (100,0 тыс т TR2O3 кат. P3 с содержанием в руде 1,05 % TR2O3). В Приморском крае – Павловская площадь с проявлениями ионно-адсорбционных руд, связанных с процессами метасоматической аргиллизации (30,0 тыс т TR2O3 кат. P3 и 20,0 тыс т TR2O3 кат. P2 содержанием в руде 0,7 % TR2O3).
11. В целом, учитывая большое количество запасов и прогнозных ресурсов РЗМ, изученность основных рудоносных площадей Российской Федерации на редкие земли оценивается как достаточно высокая.
Как уже отмечалось, единственным производителем редкоземельной продукции в России является Соликамский магниевый завод (СМЗ), перерабатывающий лопаритовый концентрат Ловозерского месторождения. В 2016 году производство продуктов РЗМ составило 3063,1 т. По этому показателю Россия значительно отстает от Китая (в 2016 году производство составило 105 тыс. т РЗМ) и Австралии (16 тыс. т РЗМ). С учетом того, что большая часть продукции СМЗ экспортируется, Россия для внутреннего потребления вынуждена закупать редкоземельные продукты (в 2017 году - на 25027 тыс. USD).
Увеличение выпуска редкоземельной продукции возможно за счет вовлечения в промышленное освоение Томторского (участок Буранный) месторождения. Предполагаемое годовое производство составит около 250 тыс. т оксидов РЗМ.
Другими реальными источниками РЗМ являются апатитовые концентраты Хибинских месторождений. Принимая во внимание огромные масштабы передела этого сырья, можно ожидать, что его комплексная переработка позволила бы покрыть любые потребности промышленности в РЗМ. Первые шаги в этом направлении уже сделаны: в настоящее время завершается строительство по извлечению РЗМ из апатитовых концентратов в г. Новгород.
Еще одним источником РЗМ могут быть монацитовые концентраты Госрезерва в количестве 82 тыс т, хранящиеся в г. Красноуфимске.
Освоение отмеченных месторождений полностью обеспечит отечественную промышленность ниобиевым, танталовым и редкоземельным сырьем и позволит России занять прочные позиции на мировом рынке.
ОЦЕНКА ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ТОМ ЧИСЛЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АПРОБАЦИИ ПРОГНОЗНЫХ РЕСУРСОВ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОСТАНОВКИ ИХ НА КАДАСТРОВЫЙ УЧЕТ
12. Прогнозные ресурсы твёрдых полезных ископаемых представляют собой предполагаемое количество руды или полезных компонентов (полезных ископаемых), подсчитанное в единицах массы или объема, выявление которых в пределах оцениваемого объема земной коры возможно на основании известных закономерностей размещения и образования месторождений определенного типа и комплекса, обнаруженных поисковых признаков и геологических предпосылок.
Объектом оценки прогнозных ресурсов являются металлогенические зоны, бассейны, рудные районы, узлы, поля, проявления, фланги и глубокие горизонты месторождений твёрдых полезных ископаемых, оцененные на основании положительных геологических предпосылок, обоснованной аналогии с известными месторождениями и полученных фактических данных по содержанию полезных компонентов и параметров оруденения (залежи) по результатам регионального геологического изучения, поисковых и оценочных работ.
Количественная оценка прогнозных ресурсов ниобия, тантала и редкоземельных элементов производится с учетом возможности эффективного освоения месторождений полезных компонентов при существующих на момент оценки требованиях горнодобывающей и перерабатывающей промышленности к их качеству и технологическим свойствам. При определении количества прогнозных ресурсов учитываются, в том числе способы и глубины добычи, технологии переработки руд, экологические и географо-экономические условия разработки месторождений.
Прогнозные ресурсы ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов по степени достоверности и обоснованности подразделяются на категории: P3 (возможные), P2 (перспективные) и P1 (предполагаемые). Оценка прогнозных ресурсов проводится пообъектно, для каждой из категорий учета.
13. Методология оценок прогнозных ресурсов ниобия, тантала и редкоземельных элементов изложена в соответствующих нормативных документах [4, 5].
При определении прогнозных ресурсов твёрдых полезных ископаемых производится раздельная оценка и учёт основных и попутно с ними выявленных твёрдых полезных ископаемых и полезных компонентов.
Прогнозные ресурсы категории Р3 учитывают потенциальную возможность открытия месторождений того или иного вида твёрдого полезного ископаемого в металлогенических зонах, рудных районах и узлах, в пределах выделенных и оконтуренных площадей на основании благоприятных поисковых признаков и геологических предпосылок.
14. Прогнозные ресурсы категории P3 (возможные) оцениваются для минерагенических таксонов — зон, районов, узлов либо для перспективной площади в их ранге, устанавливаются в результате проведения региональных геологосъемочных и прогнозно-минерагенических работах масштаба 1:200 000 — 1:500 000 с определением перспективных площадей и учетом данных о количестве, масштабах, частоте встречаемости месторождений прогнозируемого геолого-промышленного типа в аналогичных геолого-структурных обстановках. В результате среднемасштабных, крупномасштабных геологосъемочных работ в пределах прогнозируемых рудных районов и узлов устанавливаются закономерности размещения полезных ископаемых, факторы и критерии их прогнозирования, перспективные площади, выполняется оценка минерагенического потенциала и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых категории P3 (возможные). Размеры площадей минерагенических таксонов с оценкой прогнозных ресурсов ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов категории P3 (возможные) варьируют от тысяч до сотен квадратных километров. Данные площади, как правило, являются геологическими эквивалентами структурно-формационных зон, включающих ряд геологических формаций, специализированных на редкие металлы литофильного профиля. Обычно это комплексы магматических горных пород (расслоенные массивы агпаитовых нефелиновых сиенитов, интрузии щелочных гранитов, ультраосновных щелочных пород и карбонатитов (УЩК)), а также метасоматиты кварц-альбит-микроклинового состава в зонах региональных разломов. Важное значение имеет наличие кор выветривания, развитых по этим образованиям — в первую очередь по карбонатитам. В пределах этих площадей должны быть выявлены прямые и косвенные признаки наличия ниобиевого (ниобий-танталового) оруденения, включающие непосредственные выходы ниобиевых (ниобий-танталовых) руд в естественных обнажениях, элювиальные или делювиальные свалы ниобиевых руд, шлиховые ореолы ниобиевых минералов, геохимические аномалии.
Количественная оценка ресурсов этой категории производится по предположительным параметрам на основе аналогии с более изученными регионами, площадями, где имеются разведанные месторождения прогнозируемого геолого-промышленного (рудно-формационного) типа.
Количественная оценка прогнозных ресурсов категории Р3 методом аналогии реализуется, как правило, в варианте определения удельной площадной продуктивности потенциально перспективных на обнаружение месторождения площадей по отношению к эталонному объекту. Учитываются размеры площади, глубины распространения ожидаемого оруденения, а также степень сходимости оцениваемого и эталонного объектов, которая учитывается поправочным (понижающим) коэффициентом.
Прогнозные ресурсы категории Р3 используются для оценки перспектив и планирования прогнозно-минерагенических и поисковых работ.
15. Прогнозные ресурсы категории Р2 (перспективные) оцениваются по результатам прогнозно-минерагенических и (частично) поисковых работ в пределах перспективных площадей и проявлений полезных ископаемых.
Прогнозные ресурсы категории P2 (перспективные) в пределах прогнозируемых рудных полей либо их частей выявляются в итоге проведения прогнозно-минерагенических (масштаб 1:200 000 — 1:50 000) и поисковых (масштаб — 1:25 000–1:10 000) работ. Выполняется специализированное геологическое изучение перспективной территории для выявления комплекса прогнозно-поисковых критериев, определения закономерностей локализации и масштаба потенциально перспективных объектов; прогнозирование и подготовка перспективных площадей с применением опережающих методов исследования территории; проводится выявление и оконтуривание рудных полей и рудопроявлений ниобия, тантала и редкоземельных элементов с установлением геолого-промышленного типа и масштабов ожидаемого оруденения; минералого-технологическая оценка качества минерального сырья на перспективных участках. Площади известных рудных полей (массивов УЩК, стратифицированных массивов агпаитовых нефелиновых сиенитов) составляют n·10-n·100 км2. Их границы определяются комплексом поисковых геологических, геохимических, геофизических факторов и прямых поисковых признаков, а также обязательным наличием на данной площади рудопроявлений ниобия, тантала и редкоземельных элементов. Перспективными для дальнейшего изучения являются рудные поля, в пределах которых оценены прогнозные ресурсы категории P2 (перспективные) в зависимости от геолого-промышленного типа руд в количестве не менее 30-50 тыс. тонн Nb2O5, не менее 4 тыс. т Ta2O5 и не менее 50–100 тыс. т TR2O3 (цериевая группа) и 5-10 тыс. т TR2O3 (иттриевая группа).
Прогнозные ресурсы категории Р2 учитывают возможность обнаружения в рудном узле, поле новых месторождений (перспективных площадей) полезных ископаемых, предполагаемое наличие которых основывается на положительной оценке выявленных проявлений полезных ископаемых, природа и возможная перспективность которых установлены по отдельным пересечениям горных выработок и буровых скважин.
Количественная оценка ресурсов, представления о размерах предполагаемых месторождений, минеральном составе, качестве руд обосновываются комплексом прямых и косвенных признаков наличия полезных ископаемых, на материалах отдельных пересечений, а также аналогиями с известными месторождениями того же геолого-промышленного (рудно-формационного) типа.
Прогнозные ресурсы категории Р2 оконтуриваются по фактическим полученным данным с использованием оценочных параметров, принятых для объекта аналога и скорректированных с учетом географо-экономического положения прогнозируемого объекта. Оценка распространения оруденения по простиранию и на глубину осуществляется по прямым и косвенным (геофизическим, геохимическим и др.) признакам. Количественная их оценка опирается на данные о геологическом строении, параметрических характеристиках геофизических, геохимических и других аномалий, на вещественный состав полезного ископаемого, установленные по результатам изучения отдельных пересечений горными выработками скважинами. Количество прогнозных ресурсов полезного ископаемого категории Р2 оценивается прямыми методами расчета по результатам документации и опробования естественных обнажений, горных выработок, скважин, а также геологических, геофизических, геохимических и других видов исследований с учетом способа и возможной глубины его отработки.
Прогнозные ресурсы категории Р2 служат основой для оценки перспектив и планирования поисковых и оценочных работ.
16. Прогнозные ресурсы категории Р1 (предполагаемые) оцениваются в пределах рудопроявлений, потенциальных месторождений, на флангах и глубоких горизонтах месторождений с определением границ рудных тел (зон, залежей), их количественных характеристик и геолого-экономических параметров. Прогнозные ресурсы этой категории выявляются в результате проведения поисковых (масштаб — 1:25 000–1:10 000) и оценочных работ.
На поисковой стадии для рудопроявлений и потенциальных месторождений определяются вещественный состав, факторы контроля оруденения, параметры залежей, основные качественные и количественные характеристики руд, возможность обогащения, предварительно оцениваются гидрогеологические и инженерно-геологические условия эксплуатации, выполняется предварительная геолого-экономическая оценка и оценка целесообразности постановки работ оценочной стадии.
Объектами оценки прогнозных ресурсов категории P1 (предполагаемые) являются: тела полезного ископаемого, вскрытые в естественном залегании, степень изученности которых недостаточна для подсчета запасов категории C2; фланги и глубокие горизонты месторождений за контурами запасов категории C2.
Прогнозные ресурсы категории Р1 учитывают возможность расширения границ распространения полезного ископаемого за границы подсчитанных запасов или выявления новых рудных тел (залежей) полезного ископаемого на проявлениях, разведанных и разведываемых месторождениях.
Прогнозные ресурсы категории P1 (предполагаемые) оцениваются по конкретным геометризированным телам полезного ископаемого с определением их оценочных параметров, а при невозможности геометризации тел — статистически, в обобщенном контуре с использованием коэффициента рудоносности.
В основу оценки принимаются данные о количестве, размерах, условиях залегания и морфологии тел полезного ископаемого и его качестве, полученные в результате горных и буровых работ, различных видов опробования, лабораторного изучения, геологических, геофизических, геохимических, геоморфологических и других исследований.
На флангах и глубоких горизонтах разведанных месторождений прогнозные ресурсы категории Р1 оцениваются по кондициям, сопоставимым с кондициями данного месторождения, а на новых объектах оконтуривание производится согласно авторским кондициям, которые устанавливаются на основании укрупненных расчетов с использованием аналогии, ожидаемых технико-экономических показателей освоения возможного месторождения или на основании утвержденных в установленном порядке временных и постоянных разведочных кондиций месторождения-аналога того же геолого-промышленного типа. Оценка прогнозных ресурсов категории P1 (предполагаемые) в геометризованных контурах проводится на основе фактических данных по стандартной методике; применение каких-либо повышающих или понижающих коэффициентов (за исключением коэффициента рудоносности) не рекомендуется.
Параметры прогнозных ресурсов категории Р1 в геометризованном объеме устанавливаются по результатам геологической документации, опробования, геофизических и геохимических исследований полезного ископаемого в естественных обнажениях, горных выработках и скважинах с использованием методов, и приемов применяемых при подсчете запасов категории С2 месторождений аналогичного геолого-промышленного типа. В зависимости от сложности геологического строения прогнозируемого объекта допускается разряжение сети наблюдений в 2–2,5 раза по отношению к сети для квалификации запасов по категории С2.
17. Для получения необходимой и достаточной информации о технологических свойствах ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов, выявленных на стадиях поисковых и оценочных работ, требуется проведение минералого-технологических исследований на штуфных образцах и малообъемных минералого-технологических пробах.
Оценка прогнозных ресурсов проводится пообъектно, для каждой из категорий учета. Её результат излагается в соответствующем отчете или ином документе, составленном по завершении геологоразведочных работ. К документу прикладывается паспорта учета объекта с прогнозными ресурсами твердых полезных ископаемых для каждой из категорий P3 (возможные), P2 (перспективные), P1 (предполагаемые), раздельно, по каждому объекту учета (Приложение 1).
Апробация прогнозных ресурсов и постановка их на кадастровый учет осуществляется уполномоченным государственным органом (Приказ МПР № 90 от 27.02.2002 г). Содержание и оформление материалов, направляемых на апробацию, регламентируется учреждениями, ответственными за апробацию прогнозных ресурсов. Прошедшие апробацию прогнозные ресурсы учитываются Российским федеральным геологическим фондом.
Проект федерального закона «О внесении изменений в Закон РФ «О недрах» в части закрепления порядка оценки прогнозных ресурсов полезных ископаемых, апробации и учета ее результатов», подготовленный Минприродой России, 02.10.2018 г внесен на рассмотрение в Правительство России.
18. Основной объем полученных данных по оценке и геометризации прогнозных ресурсов категории P1 (предполагаемые), в отдельных случаях — категории P2 (перспективные) используется при геолого-экономической оценке объекта по укрупненным показателям (Приложение 1). При геолого-экономической оценке эффективности освоения прогнозных ресурсов категории P1 (предполагаемые) рассматриваемого объекта используются укрупненные технико-экономические показатели и расчеты с привлечением данных по объектам-аналогам; представляется комплекс натуральных, стоимостных, и результирующих показателей, характеризующих эффективность промышленного освоения рассматриваемого объекта. Технико-экономические расчеты выполняются в соответствии с «Методическими рекомендациями по технико-экономическому обоснованию кондиций для подсчета запасов месторождений твердых полезных ископаемых (кроме углей и горючих сланцев)» [6].
Переоценка прогнозных ресурсов ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов выполняется в случае получения новых данных об объектах оценки, изменения параметров оценки, востребованности этого вида минерального сырья в различных регионах Российской Федерации.
Повторная апробация оценок прогнозных ресурсов ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов производится по требованию недропользователей в следующих случаях:
- изменение объема прогнозных ресурсов по результатам проведенных геологоразведочных работ;
- переоценка, связанная с несоответствием предшествующих обоснований оценки современным методическим требованиям;
- переоценка прогнозных ресурсов без проведения ГРР по утвержденным новым кондициях подсчета запасов ниобиевых, танталовых руд и редкоземельных элементов или с учетом изменившихся параметров геолого-экономической оценки;
- оптимизация ранжирования прогнозных ресурсов по минерагеническим таксонам.
В границах предполагаемых прогнозных ресурсов категории Р1 количество, содержание или качество полезных ископаемых оцениваются на основе ограниченных геологических данных и опробования с достоверностью и изученностью, степень которых позволяет определить целесообразность проведения дальнейших геологоразведочных работ, но не обеспечивают возможность оценки экономической значимости месторождения.
ГРУППИРОВКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НИОБИЯ, ТАНТАЛА И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО СЛОЖНОСТИ СТРОЕНИЯ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ, ПОИСКОВ, ОЦЕНКИ, РАЗВЕДКИ
19. Необходимая и достаточная степень детальности изучения месторождений руд ниобия, тантала и редкоземельных элементов в процессе оценки и разведки определяется с учетом сложности их геологического строения.
По размерам и форме рудных тел, изменчивости их мощности, внутреннего строения и особенностям распределения оксида ниобия и тантала месторождения соответствуют 1-й, 2-й, 3-й группам, а месторождения редкоземельных металлов соответствуют 1-й и 2-й группам «Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых» [3].
К 1-й группе относятся месторождения (участки недр) простого геологического строения с рудными телами, представленные крупными (1,8×0,8 км) телами штокообразной формы в массивах гранитов щелочного ряда с равномерным распределением редкометалльного оруденения (Улуг-Танзекское месторождение).
Ко 2-й группе относятся месторождения (участки недр) сложного геологического строения, представленные: пластообразными лопаритоносными рудными телами большой протяженности (n⋅1000 м), осложненными волно-, флексурообразными изгибами и разрывной тектоникой (Ловозерское месторождение) (Ранее до 22.12.2016 г месторождение по сложности геологического строения относилось к 1-й группе); крупными (n⋅100 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 (Белозиминское, Чуктуконское) и переотложенных (Томторское месторождение) корах выветривания карбонатитов; линзовидными залежами в гранитах литий-фтористого типа (Орловское, Этыкинское месторождения) и в щелочных гранитах (Зашихинское месторождение), в апогнейсовых метасоматитах (Катугинское месторождение) 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 недр) ниобиевых руд очень сложного геологического строения, представленные мелкими ленто- и линзообразными залежами в корах выветривания (Татарское месторождение). Месторождения (участки недр) танталовых руд представлены крупными и средними, по размерам, жилами и жильными сериями пегматитов (Вишняковское, Гольцовое, Белореченское месторождения). Месторождения редкоземельных элементов 3-й группы классификации в настоящее время самостоятельного промышленного значения в России не имеют.
Месторождения ниобиевых и танталовых руд 4-й группы классификации также в настоящее время в России самостоятельного промышленного значения не имеют, но, учитывая дифицит качественных танталовых руд и их востребованность промышленностью, не следует исключать выявление небольших танталовых месторождений 4-ой группы сложности с балансовыми рудами в мелких жилах и жильных системах, или жило-, линзо- и трубообразных залежах.
20. Принадлежность месторождения к той или иной группе устанавливается по степени сложности геологического строения основных рудных тел, заключающих не менее 70 % общих запасов месторождения.
При отнесении месторождения к той или иной группе в ряде случаев могут использоваться количественные характеристики изменчивости основных свойств оруденения (Приложение 3).
При изучении рудопроявлений с прогнозными ресурсами категории Р1 группа сложности предполагается по аналогии с эталонными месторождениями с учетом количественных параметров изменчивости.
Дата добавления: 2019-07-17; просмотров: 971; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!