Ванадий
В
Республике Карелия известны 27 месторождений и проявлений ванадиевых и ванадий-содержащих руд. Наиболее значимые объекты относятся к пяти рудным формациям:
- уран-благороднометально-ванадиевой зон складчато-разрывных дислокаций (СРД) -13 объектов
- ванадий-железо-титановой сульфидно-окисной в базитах - 6 объектов
- фосфор-железо-титановой в щелочныхгабброидах и пироксенитах -2 объекта
- молибден-ванадиевой в углеродистыхсланцах - 2 объекта
- железо-титановой ванадийсодержащей в амфиболитах-1 объект.
С уран-благороднометально-ванадиевой формацией зон СРД связываются наиболее перспективные для промышленного освоения объекты. Месторождения и проявления этой рудной формации локализуются в пределах Космозерского, Падминского и Шульгиновско-го рудных полей Онежского рудного района Онежско-Белозерской минерагенической зоны. За последние десятилетия работами ГГП "Невскгеология" здесь были выявлены богатые, не имеющие мировых аналогов по содержаниям ванадия, комплексные месторождения Средняя Падма, Царевское, Весеннее, Верхняя Падма, Космозеро и целый ряд проявлений, локализованных в метасоматитах по углеродсодержащим алевролитам и сланцам основания заонежской свиты людиковийского надгоризонта раннего Карелия. Суммарные запасы и прогнозные ресурсы пентоксида ванадия по всем месторождениям и проявлениям Онежского рудного района оценены в 556 тыс.т, большая их часть (балансовые запасы кат. С1+ С2 - 332,5 тыс.т), сосредоточенная в месторождениях Падминского и Космозерского рудных полей, относится к категории так называемых активных запасов /Коровкин, 2003/.
Месторождение Средняя Падма расположено на Заонежском полуострове, в 17 км юго-западнее пос. Толвуя. Открыто при проведении поисковых работ экспедицией № 32 ПГО "Невскгеология" /Петров, 1985ф/. В дальнейшем на месторождении были проведены поисково-оценочные работы и предварительная разведка с подсчетом
запасов комплексных уран-благороднометально-ванадиевых руд
/Самойленко, 1992ф, 1994ф/.
Здесь рисунок
Месторождение структурно приурочено к юго-западному крылу Падминской антиклинали, имеющей в пределах площади месторождения изометричную форму с крутыми (свыше 75°) углами падения крыльев. Основной рудоконтролирующей структурой на месторождении является крутопадающая зона межпластового срыва вдоль контакта доломитовой пачки туломозерской свиты ятулийского над-горизонта и пачки алевролитов заонежской свиты людиковийского надгоризонта. С зоной межпластового срыва сопряжены субперпендикулярные ей и напластованию пород пологие зоны трещин отрыва. Зоны трещин отрыва представляют собой линзовидные в плане и клиновидные в поперечном разрезе линейные шток верки, состоящие из кулисообразно расположенных сближенных трещин отрыва. Область развития зон трещин отрыва и ореолов развития предрудных и рудных метасоматитов выделена в продуктивную зону месторождения. В строении рудовмещающих ореолов метасоматитов наблюдается рудно-метасоматическая вертикально-фланговая зональность с закономерной сменой от внешних зон осветления пород через зоны альбититов и слюдисто-альбитовых метасоматитов к внутренним зонам слюдитов и слюдисто-карбонатных метасоматитов.
Все рудные тела месторождения, представляющие собой участки непрерывного развития кондиционных ванадиевых руд, располагаются в пределах продуктивной зоны, они локализуются в пологих (0-20°) зонах трещин отрыва. Наиболее богатое оруденение связано с внутренними зонами метасоматитов. Всего на месторождении выделено 11 рудных тел. Рудные тела с относительно простой морфологией имеют слабоволнисто-линейное залегание с общим пологим падением на северо-запад в продольных разрезах и на северо-восток - в поперечных разрезах, расположены в разрезах ярусно с кулисообразным перекрытием на расстоянии 5-30 м. Все рудные тела вытянуты в северо-западном направлении и имеют соотношение ширины и длины 1:5 - 20. Глубина залегания рудных тел от 55 до 310 м.
Основным компонентом руд является ванадий. Минеральный тип руд - настуран-роскоэлитовый, благороднометально-настуран-роскоэлитовый, сульфидно-настуран-роскоэлитовый. По структурно-текстурным особенностям локализации ванадиевого оруденения выделяется три основных разновидности руд: вкрапленная, массивная и жильная. Вкрапленные руды составляют в среднем 38%, массивные - 50%, жильные - 12% от общего объема кондиционных ванадиевых руд. Главными минералами, на которые приходится около 60% минерального состава руд, являются альбит и карбонаты, на долю слюд приходится 25%. Пентоксид ванадия на 90% содержится в слюдах (роскоэлит, ванадиевый флогопит), на 10% - в вана-диевом гематите, а также в оксидах, урано-ванадатах и других минералах (ноланите, карелианите, монтро-зеите, карнотите, тюямуните).
Среднее содержание V2O5 по месторождению составляет для категории запасов С1 - 2,78%, для С2- 1,97%.
Попутными полезными компонентами в комплексных рудах месторождения являются уран, золото, платина, палладий, молибден, серебро, медь. Кроме того, в рудной ассоциации с ними находятся селен, висмут, рений,олово, ниобий и др.
Урановое оруденение развито в контурах ванадиевых рудных тел и представлено вкрапленностью и прожилками уранинита, настурана, титанатов урана, вторичными силикатами и ванадатами урана. Уран-ванадиевые руды содержат в своем составе в среднем 0,061-0,074% урана. По содержанию урана руды являются низкосортными и как собственно урановые практического значения не имеют.
Медно-молибденовое оруденение присутствует в кондиционных ванадиевых рудах, кроме того, отмечено за пределами контура подсчета запасов ванадиевых руд и может быть оконтурено в самостоятельные рудные тела. Оно ассоциирует с рением.
Золото и элементы платиновой группы тесно связаны с сульфидной минерализацией, проявленной обычно в участках развития гидротермальных квар-цевых и кварц-селенидных прожилков.
Запасы уран-ванадиевых руд по месторождению подсчитаны до глубины 350 м. Запасы пентоксида ванадия по категории С1 составляют 58,77 тыс. т и по категории С2 - 48,88 тыс. т и соответствуют крупному месторождению. При подсчете запасов учитывались временные кондиции, утвержденные протоколом комиссии по запасам Геологического концерна "Геологоразведка" № 2 от 29.07.1994 г. В соответствие с кондициями бортовое содержание V,O5 принято равным 1,0%, минимальная мощность рудного тела - 2,0 м, максимальная мощность пустых пород и некондиционных руд в рудном пересечении - 4,0 м.
По данным лабораторных технологических исследований, проведенных в ВИМСе в 1989 ив 1991 гг. и во ВНИИХТ в 1990 г., разработаны два метода переработки уран-ванадиевых руд: химико-металлургический с предварительным магнитно-флотационным обогащением руды и гидрометаллургический (автоклавное сернокислое выщелачивание) с предварительным флотационным обогащением. При обоих методах получается сульфидный концентрат, черновой урановый концентрат и пентоксид ванадия. Извлечение ванадия при использовании химико-металлургического метода составляет 92,5%, урана 91%, при использовании гидрометаллургического метода - более 80% и 74% соответственно. В первом случае конечным продуктом является химически чистый пентоксид ванадия, а во втором - чистый пентоксид ванадия. Извлечение в сульфидный концентрат попутных компонентов составляет: золота - 73%, палладия - 54%, серебра - 93%, меди - 95%, молибдена - 95%.
Горнотехнические условия освоения месторождения подземным способом средней сложности. Осложнения ожидаются при проходке шахт в зонах трещи-новатости в условиях сильной их обводненности.
Месторождение Царевское расположено в южной части Заонежского полуострова, в 12 км севернее д. Типиницы. На месторождении проведены поисковые /Петров, 1988ф/ и оценочные работы /Петров, 1991ф/, выполнен подсчет запасов комплексных руд /Самойленко, 1992ф,1994ф/.
Структурно месторождение приурочено к юго-западному крылу Западно-Царевской антиклинали, являющейся юго-восточным продолжением Падминской антиклинали.
Оруденение локализовано в шунгитсодержащих алевролитах и метапелитах нижней подсвиты заонежской свиты, являющихся своеобразным литолого-геохимическим барьером на контакте с подстилающими пестроцветными доломитами туломозерскои свиты ятулия. Рудная минерализация по поперечным клиновидным зонам дробления прослеживается и в вышележащие сланцы. Выделяются две субгоризонтальные рудные залежи, на глубине 400 м сливающиеся вместе. Залежь 1 имеет длину 1,3 км, ширину по падению 200-300 м, среднюю мощность 9 м; залежь 2 соответственно- 0,3 км, 50-100 м, 12 м.
Руды месторождения представлены слюдисто-альбит-доломитовыми метасоматитами существенно карбонатного состава (сумма карбонатов в среднем составляет 20% от массы породы). Текстура руд прожилково-вкрапленная, дисперсная, реже массивная. Характерна наложенная хлорит-кварц-сульфидная минерализация. Главным промышленным минералом является ванадиевый флогопит (роскоэлит), образующий мелковкрапленные выделения и сплошные мелкочешуйчатые массы, присутствующий в гнездах, цементе или обломочном материале брекчий в ассоциации с доломитом, ванадиевым гематитом и карелианитом. Урановая минерализация, развитая в виде колломорфной мелкой вкрапленности в слюдитах и секущих их кварц-карбонатных жилах, представлена настураном, уранинитом, браннеритом; молибденовая - молибденитом; меднорудная - халькозином, халькопиритом и борнитом; золоторудная - самородным золотом; золото и палладий связаны с сульфидами меди и селенидами свинца, висмута и серебра.
Технологические свойства руд Царевского месторождения не определялись.
Месторождение Весеннее расположено на Заонежском полуострове в 6 км северо-западнее дер. Великая Нива. Находится на расстоянии 0,6-0,8 км от месторождения Средняя Падма и может рассматриваться как западный фланг этого объекта. Состояние изученности месторождения соответствует оценочной стадии /Петров, 1991ф; Самойленко, 1992ф/.
Месторождение располагается в замковой части и в крутом северо-восточном крыле Саврозерской антиклинали центральной части Тамбицкой зоны СРД.Оруденение представлено тремя рудными залежами, локализованными в крыле и шарнире пликативной тектонической структуры, и контролируется слоем шунгитсодержащих алевролитов и клиновидной зоной дробления. Общая протяженность рудной зоны 2,5 км, ширина от 30-40 м до 90 м. Залежь 1 в северо-восточном крыле структуры имеет протяженность 600 м, ширину 50-60 м, мощность от 1,5 до 29,6 м (средняя - 9 м). Рудная залежь 2, рас-положенная в 200 м к югу от залежи 1 в замковой части антиклинали, имеет протяженность 800 м, ширину 40-66 м, мощность от 1,1 до 20,0 м (средняя - 8,9 м). Залежь 3 расположена в 200 м к северу от залежи 1 в замке складки - протяженность ее 560 м, ширина - 40-60 м, мощность от 1,3 до 33 м (средняя - 8,2 м).
Руды сложены брекчиями на кварц-доломитовом цементе, метасоматитами слюдисто-кварц-карбонатного состава (1 стадия рудного процесса) и карбонатными прожилками с сульфидной минерализацией (2-я стадия рудного процесса). Основная составляющая комплексных руд месторождения - ванадийсодержащие минералы роскоэлит, акмит и карелианит; урановая минерализация представлена настураном, уранинитом, коффинитом. Руды по составу более бедные, чем в месторождении Средняя Падма, однако сопровождаются сопутствующей минерализацией, ведущее значение в которой имеют молибден и золото.
Месторождение Верхняя Падма расположено в 5 км юго-восточнее месторождения Средняя Падма. На месторождении проведены поисковые /Петров, 1988ф/и оценочные /Петров, 1991ф/работы.
Структурно месторождение располагается в Тамбицкой зоне СРД и приурочено к синклинальной складке, усложняющей замковую часть Падминской антиклинали.
Оруденение локализовано в шунгитсодержащих алевролитах заонежской свиты людиковия на контакте их с подстилающими доломитами туломозерской свиты ятулия, а также в межслойной зоне дробления карбонатных пород. Представляет собой единую рудную зону протяженностью 1,2 км, включающую две страти-формные рудные залежи седловидной формы. Верхняя рудная залежь 1, залегающая на глубинах от 20 до 100 м от поверхности, прослежена по простиранию на 1,17 км, при ширине 30-40 м и мощности 4,0 м. Рудная залежь 2, располагающаяся стратиграфически ниже первой, имеет длину 0,6 км, ширину 100 м, мощность 3 м. Большая часть запасов (8,8 тыс. т пентоксида ванадия) сосредоточена в рудной залежи 1.
Состав руд существенно карбонатный. Руды залежи 1 представлены доломит-слюдисто-альбитовыми метасоматитами по алевролитам, залежи 2 - кварц-доломит-слюдистыми метасоматитами по карбонатным породам. Из рудных минералов преобладают ванадиевый флогопит и ванадаты урана (карнотит, тюямунит) в ассоциации с настураном. Карнотитовая минерализация частично распространяется и в тектонизированные доломиты туломозерской свиты. Для руд наряду с высокими содержаниями пентоксида ванадия и урана характерны повышенные содержания меди и молибдена, а также аномальные содержания сопутствующих золота, серебра, висмута и лития.
Сведения о запасах руды приведены в соответствии с подсчетом, выполненным по результатам оценки месторождения /Самойленко, 1994ф/.
Месторождение Космозеро, принадлежащее к группе месторождений и проявлений Святухинско-Космозерской зоны СРД, расположено в 4,5 км севернее пос. Великая Губа, в 14 км к юго-западу от месторождения Средняя Падма. Открыто в 1979 г. при проведении поисково-картировочных работ на уран /Петров, 1981ф/, вначале изучалось как урановое /Петров, 1985ф/, а затем было переоценено как ванадиевое /Петров, 1991ф/.
Структурно месторождение приурочено к Космо-зерской антиклинали и расположено на её запрокинутом юго-западном крыле, в замковой части и на северовосточном крыле в структурных ловушках - складчатых нарушениях, изгибах пластов, крутопадающих разломах- в шунгитсодержащих метаалевролитах и метапелитах заонежской свиты людиковия.
Комплексное уран-ванадиевое оруденение образует четыре рудные залежи I, IIа, IIб и III со средними размерами по простиранию от 100 до 700 м, по падению от 30 до 127 м, мощностью от 9 до 28 м. Глубина залегания рудных залежей варьирует от 50 до 500 м. Большая часть запасов руды (67%) сосредоточена в залежи III. Рудные залежи имеют сложное внутреннее строение штокверкового типа и состоят из серии невыдержанных по залеганию и мощности рудных тел.
Характер метасоматической зональности, контролирующей оруденение, сходен с наблюдаемым на месторождении Средняя Падма.
Рудами являются доломит-слюдисто-альбитовые метасоматиты по сланцам, алевролитам и доломитам. По текстурно-структурным особенностям руды прожилково-вкрапленные, дисперсные, реже - массивные, обычно мелкозернистые (менее 1,0 мм), редко среднезернистые (до нескольких мм). Характерна наложенная сульфидная минерализация (пирит, халькопирит, молибденит, сфалерит).
Главными промышленными минералами ванадия являются ванадиевый флогопит и карел ианит; урана - настуран, титанаты и уранованадаты урана; молибдена - молибденит, тугариновит; меди - халькопирит, халькозин, самородная медь; золота - самородное золото, селениды и интерметаллические соединения золота и серебра; платины и палладия - селениды свинца, висмута и серебра. Перечень геохимических спутников основного оруденения тот же, что и в рудах месторождения Средняя Падма.
Подсчет запасов по месторождению произведен до глубины 500 м /Самойленко, 1994ф/.
Проявление Шульгиновское расположено на юго-западном берегу озера Верхнее Пигмозеро, в 6 км от дер. Уница. Наличие здесь, в пределах Пигмозерской зоны СРД, проявления с промышленными содержаниями ванадия и урана явилось основанием для выделения Шульгиновского рудного поля. Проявление на участке Пигмозеро было выявлено при проведении поисковых работ /Петров, 1987ф/, в 1998-2003 гг. про-явление изучалось в ходе прогнозно-поисковых работ на Лижемско-Повенецкой площади /Пичугин, 2003ф/.
Проявление включает две рудные зоны: Пигмозерскую (западную) и Диановогорскую (восточную), которые структурно приурочены к крутопадающим крыльям одноименных антиклиналей. В пределах каждой из этих зон выделено по одной рудной залежи. Пиг-мозерская залежь прослеживается по простиранию на 2,4 км, размеры Диановогорской залежи не установлены, известно только, что она залегает в ядре антиклинали и имеет седловидную форму, аналогичную залежи 2 месторождения Весеннее.
Для обеих рудных залежей характерно размещение оруденения в алевролитах заонежской свиты, а также по системе пологих клиновидных нарушений в шун-гитсодержащих сланцах, сопряженных с послойной зоной дробления на нескольких гипсометрических уровнях. Уран-ванадиевые руды представляют собой метасоматиты, в составе которых участвуют ванадиевые слюды, гематит, карбонаты и рудные минералы, телескопированные на пиритсодержащие альбититы. Богатые руды слюдитового и кварц-слюдисто-карбо-натного состава представлены гнездовым, жильным и брекчиевидным морфологическими типами,-бедные и убогие руды обычно мелковкрапленные. Широко проявлена вкрапленная и гнездовая сульфидная мине-рализация.
Прогнозные ресурсы при бортовом содержании пентоксида ванадия 1 % Пигмозерской залежи оценены по категории P1 Диановогорской - по категории P2 /Пичугин, 2003ф/.
Месторождения и проявления ванадий-железо-титановой сульфидно-окисной в базитах формации являются представителями традиционного магматического типа ванадийсодержащих объектов, которые являются основными поставщиками ванадия на мировом рынке. Известно, что наиболее рентабельными для переработки являются низкотитанистые руды, яв-ляющиеся в основном сырьем на железо и - при высоких содержаниях пентоксида ванадия - на ванадий. Российская сырьевая база ванадия в настоящее время представлена в основном Гусевогорским титаномагнетитовым месторождением на Урале, из руд которого сравнительно недорогим способом извлекается ванадий.
Молибден-ванадиевая формация в углеродистых сланцах представлена проявлениями, расположенными в пределах развития черносланцевых формаций свекокарельских стратифицированных толщ Ладожской и Туломозерских структур. Это проявления участка Леппясюрский (Леппясюрское и Полви-ярви) и проявление Ковадъярвинское, тождественные по своему геологическому строению.
Указанные проявления приурочены к графит-содержащим кварц-биотитовым и биотит-полевошпат-амфиболовым сланцам, вмещающим несколько (от 2 до 12) пластообразных стратиформных рудных тел графитистых сланцев мощностью от 0,5 до 56 м. Оруденение распределено в виде практически равномерной микровкрапленности. Как правило, породы содержат мелкую сульфидную вкрапленность (пирит, пирротин, халькопирит) и очень трудно диагносци-руемые среди чешуйчатой графит-биотитовой массы минеральные включения магнетита и роскоэлита (проявление Ковадъярви). В других проявлениях минеральные формы основных рудных составляющих (ванадия и молибдена) не устанавливаются и повышенное содержание этих металлов в породе связывается с сорбционной способностью углеродистого вещества, что обычно характерно для черносланцевых толщ. Содержание пентоксида ванадия достигает значений 0,18-0,35%, молибдена 0,03-0,09%. В рудах также присутствуют в аномально высоких содержаниях титан, хром, кобальт, никель, цирконий, скандий, церий, иттрий, медь, свинец, серебро, галлий, селен, мышьяк, палладий. По содержанию ванадия руды являются бедными.
Ванадий также присутствует в составе железо-титановой ванадийсодержащей в амфиболитах и гнейсо-сланцах формации (Елетьозерское, Палалахтинское , Велимякское проявление).
