Свинец, цинк

В эндогенных процессах свинец и цинк относятся к элементам тесно связанным между собой. Они концентрируются в остаточных очагах кислых производных гранитной и базальтовой магм. Дальнейшая миграция металлов осуществляется гидротермальными растворами в виде комплексных соединений (хлоридных, фторидных, сульфатных, карбонатных, сульфидных и гидросульфидных). Основными промышленными минералами свинца и цинка в эндогенных месторождениях являются сульфиды – галенит и сфалерит. Большинство месторождений сульфидных руд является среднетемпературными гидротермальными. Свинцово-цинковые руды формируют типичные жильные гидротермальные месторождения. В месторождениях скарнового типа свинцово-цинковые руды соответствуют среднетемпературной гидротермальной стадии формирования объектов. Наиболее же известны вулканогенно-осадочные и гидротермально-метасоматичесие месторождения в вулканогенно-осадочных толщах.

Химический и минеральный состав руд. Основными промышленными минералами свинца и цинка в эндогенных рудах являются сульфиды, галенит и сфалерит, которые являются главными в свинцово-цинковых и полиметаллических месторождениях. К полиметаллическим (многометальным) относят сульфидные месторождения, из руд которых извлекаются 3 равноценных компонента – медь, свинец, цинк. Причем обычно они присутствуют в соотношении Cu<Pb<Zn. В случае заметной доли желтых сульфидов (пирита и халькопирита) в полиметаллических рудах их относят к колчеданно-полиметаллическим.

Минимальное суммарное промышленное содержание металлов в полиметаллических рудах составляет порядка 3-3,5%. По содержанию металлов руды делятся на вкрапленные с суммой металлов до 20% и сплошные с суммой металлов более 20%, с суммой сульфидов соответственно до 50% и свыше 50%. Почти постоянным компонентом полиметаллических руд является пирит, который сам по себе не является промышленным рудным минералом, если не слагает обособленные участки или самостоятельные тела и может при этом извлекаться селективно для целей химической промышленности. В то же время пирит может и часто оказывается носителем и даже концентратором ряда попутных ценных компонентов, таких как Au, Se, Te, что уже меняет отношение к нему металлургической промышленности. Полиметаллические руды нередко сопровождаются баритом, который может приобретать в зависимости от его количества в полиметаллических рудах самостоятельное промышленное значение. Наблюдается переход полиметаллических руд в барит полиметаллические и затем в баритовые. Барит является более поздним минералом относительно сульфидной минерализации. Нередко наблюдается пересечение полиметаллических руд поздними баритовыми жилами.

Попутные ценные компоненты руд. Основные сульфиды полиметаллических руд, галенит и сфалерит, практически всегда оказываются носителями попутных ценных компонентов, что ещё более оправдывает применимый к этим рудам термин «полиметаллические». Так сфалерит почти всегда содержит примеси таких ценных примесей как Cd, Ga, Ge, In, которые, являясь рассеянными элементами, извлекаются в основном из этих руд. Однако геохимическая близость Ga и Al, Ge и Si определяет то, что в случае алюмосиликатных вмещающих пород Ga и Ge уходят во вмещающие породы, изоморфно замещая Al и Si в алюмосикатах и прежде всего в сериците околорудных метасоматитов. В случае же карбонатных или кремнистых вмещающих пород Ga и Ge полностью концентрируются в сфалерите, не уходя во вмещающие породы. Галенит содержит примеси Ag, Bi, Se, Te, являясь концентратором и носителем этих попутных ценных компонентов. В полиметаллических месторождениях в качестве попутного ценного компонента часто присутствует Au, которое обычно оказывается связанным с пиритом и халькопиритом, находясь в них в основном в тонкодисперсном состоянии. И пирит, и халькопирит к тому же могут содержать изоморфные примеси Se и Te. С учетом извлекаемых попутных ценных компонентов полиметаллические руды являются комплексными.

В качестве попутного извлекаемого компонента может выступать также барит при его достаточном количестве в барит-полиметаллических рудах.

Свинцово-цинковые и полиметаллические руды характеризуются зернистыми структурами, сплошными, вкрапленными и прожилково-вкрапленными текстурами. Тонко- и скрытозернистые руды сплошной текстуры назвают сливными. Последние относятся к трудно обогатимым.

В условиях метаморфизма, который часто испытывают древние первичные сульфидные руды, миграции свинца и цинка обычно не происходит, наблюдается лишь некоторое перераспределение их в пределах рудных тел, сопровождающееся частичной перекристаллизацией рудных минералов.

Руды экзогенного генезиса, возникающие в результате окисления первичных сульфидных руд при выходе их на эрозионный срез, формируют зоны окисления. В экзогенных условиях в пределах зоны окисления свинец и цинк разделяются. Такое поведение металлов связано с разной растворимостью их сульфатов, которые являются первыми продуктами окисления сульфидов при выходе на дневную поверхность.

Сульфат цинка, относящийся к хорошо растворимым соединениям, легко мигрирует. В случае отсутствия в зоне окисления карбонатных пород цинк выносится за её пределы. Он может переотлагаться в форме вторичных карбонатов (смитсонита, реже монгеймита и олигонита), возникающих метасоматическим путем при замещении карбонатных пород, встречающихся на пути мигрирующих растворов.

Растворимость сульфата свинца чрезвычайно мала, благодаря чему свинец фиксируется в зоне окисления сначала в виде сульфата (англезита), который затем замещается карбонатом – церусситом с содержанием Pb 77,5%, реже минералами других классов соединений. Таким образом, очень часто зоны окисления сульфидных месторождений оказываются практически пустыми относительно цинка, в то время как первичные сульфидные руды обычно содержат цинка в разы, а иногда и на порядок больше, чем свинца. Что касается свинца, то он не только не выносится за пределы зоны окисления, но и концентрируется, слагая богатые окисленные руды, содержание свинца в которых оказывается намного выше, чем его содержание в первичных сульфидных рудах. Если содержание свинца в первичных сульфидных рудах составляет обычно первые проценты, то содержание его в окисленных рудах может достигать 60-70%.

В полиметаллических же месторождениях в зоне окисления наряду со свинцовыми минералами присутствуют также кислородные соединения меди и тогда зоны окисления приобретают медно-свинцовый профиль.

Минеральный состав окисленных экзогенных руд свинца и цинка резко отличается от состава первичных сульфидных руд. Это разнообразные кислородные соединения свинца и цинка: сульфаты, карбонаты, редко ванадаты, молибдаты и даже силикаты. Основным минералом свинца в окисленных рудах является наиболее устойчивый карбонат – церуссит, в значительно меньшем количестве отмечается англезит и другие сульфаты (биверит, осаризаваит – структурные аналоги алунита-ярозита).

Что же касается промышленных гипергенных минералов цинка, то они представлены в основном смитсонитом и монгеймитом, которые фиксируются в зоне окисления только в том случае, если во вмещающих первичное сульфидное оруденение породах присутствовали карбонаты. Небольшое количество цинка, обычно не более первых процентов, может переотлагаться в виде позднего смитсонита или монгеймита на нижних горизонтах гипергенного разреза даже при отсутствии вмещающих карбонатных пород. При наличии в зоне окисления глинистых минералов, особенно минералов подгруппы смектитов (монтмориллонит), обладающих высокими адсорбционными свойствами, цинк, адсорбируясь, в небольшом количестве может фиксироваться в них. Каламин, редко виллемит – промышленные силикаты цинка, образуют промышленные скопления лишь на позднем (щелочном) этапе формирования зон окисления, когда начинается миграция кремнезема, освобождающегося при выветривании вмещающих алюмосиликатных пород. Силикаты цинка обычно присутствуют в глубоко проработанных зонах окисления. Применительно к силикатным цинковым рудам, сложенным каламином, иногда используется термин «галмейные руды».

Окисленные руды имеют обычно порошковатые, землистые, часто натечные, кристаллическизернистые структуры, сплошные, вкрапленные, прожилково-вкрапленные текстуры.

Дата добавления: 2015-06-25