Введение к работе
'" .,
Актуальность работы. Гвинейская Республика, обладающая 35% мировых запасов бокситов, обеспечивает основную массу валютных поступлений в государственный бюджет за счет экспорта этого сырья. К настоящему времени в стране открыты, разведаны и эксплуатируются многочисленные месторождения, среди которых особое место занимают Сангареди, Дебеле, Диан-Диан, Туте и другие. Несмотря на то, что гвинейские бокситы изучаются в течение многих десятков лет, ряд вопросов их геологии, вещественного состава руд, генезиса, методов поисков и разведки остаются не выясненными до конца. В связи с этим, любые научные исследования, направленные на обеспечение рациональных методов разведки и освоения известных месторождений, а также поисков новых месторождений высококачественных руд, представляются весьма актуальными. В данной работе основное внимание уделено изучению вещественного состава бокситов месторождений Дебеле и Сангареди методами рентгенофазового анализа. По результатам этих исследований предлагается заменить используемые ныне при опробовании и технологическом контроле руд химические анализы более дешевыми и экспрессными рентгенофазовыми. В свою очередь, проведенное углубленное изучение вещественного состава руд помогает выявить неизвестные ранее особенности генезиса бокситов и полнее разработать научные основы их поисков, разведки и отработки.
Цель данной работы - комплексное минералого-геохимическое изучение гвинейских бокситов (на примере месторождений Дебеле и Сангареди) с помощью рентгенофазового анализа и других методов исследования, а также разработка на их базе новых методов опробования бокситов и технологической оценки их качества.
В задачу автора входило:
-
Изучение геологического строения бокситоносных профилей месторождений Сангареди и Дебеле с учетом их общего географического, структурно-тектонического и геоморфологического положения.
-
Изучение минерального и химического состава горных пород и руд с помощью традиционных петрографических, термических, рентгеновских, химических, спектральных методов и прецизионных методов электронной микроскопии, микрозондового и лазерного анализов.
-
Установление корреляционных зависимостей между результатами химического и рентгенофазового анализов для обоснования возможности замены первого вторым при опробовании месторождений.
-
Выявление технологических типов и сортов бокситов и обос-
нование методики минералого-технологического картирования месторож--дений.
Результаты проведенных исследований легли в основу следующих защищаемых положений:
-
Бокситы месторождений Сангареди и Дебеле - полиминеральные образования. Их главным компонентом всегда является гиббсит, второстепенные бемит, гематит, кварц находятся в них в переменных, иногда существенных количествах. Основные алюминий-содержащие фазы - гиббсит и бемит - представлены несколькими кристалломорфологи-ческими разновидностями. В качестве незначительных примесей установлены каолинит, гидрослюды, диаспор, ильменит, рутил, анатаз, лейкоксен, франколит, циркон, роговая обманка, турмалин.
-
В профилях латеритних бокситоносных кор выветривания установлены последовательные стадийные превращения исходных минералов материнских пород: силикатов, оксидов, карбонатов, сульфидов. Выявлены резкие ступенеобразные изменения минерального состава на границах их зон. Строение профиля зависит от состава материнских пород и геоморфологической позиции участка.
-
Рентгенофазовые анализы с высокой точностью отражают минеральный и химический состав бокситов. Благодаря простому химическому составу большинства (гиббсит, бемит и кварц, гетит, гематит) компонентов результаты рентгенофазовых анализов легко пересчитыва-ются на химический состав руд. Сопоставление данных рентгенофазовых и химических анализов обнаруживает их прекрасную сходимость. Контуры рудных тел, установленные по разведочным профилям двумя методами, практически полностью совпадают друг с другом, что позволяет рекомендовать замену дорогостоящих химических анализов более дешевыми и экспрессными рентгенофазовыми как на стадии геологоразведочных работ, так и в ходе эксплуатации месторождений.
-
Рентгенофазовый анализ позволяет выделить на изученных месторождениях несколько минералого-технологических типов бокситов: высокоглиноземистые существенно гиббситовые, ожелезненные (ферра-литовые) с высоким содержанием гетита и гематита, высококремнистые с повышенным содержанием кварца, глинистые: гидросдюдяные с каолинитом, гидромусковитом и др., смешанного состава, содержащие одновременно все перечисленные выше компоненты. Простота рентгенофазо-вого разделени.. втих типов руд, а также закономерности их пространственного распределения создают основы методики минералого-технологического картирования бокситовых месторождений Гвинеи.
Научная новизна. Впервые методами рентгенофазового анализа в
совокупности с традиционными и современными методами проведены комплексные минералого-геохимические исследования гвинейских бокситов. Они позволили наиболее полно изучить качественный и количественный минеральный состав бокситов двух крупнейших месторождений, выявить минеральные и сорбционные формы существования основных и второстепенных химических компонентов. Впервые с помощью сканирующей электронной микроскопии установлены различные кристалломорфо-логические типы главных компонентов бокситов - гиббсита и сопутствующего ему бемита, предложен механизм их образования.
Практическое значение диссертационной работы состоит в разработке минералогического (рентгенофазового) метода опробования бокситов, позволяющего существенно снизить затраты на проведение химического опробования при проведении разведочных и эксплуатационных работ. Значительный интерес представляют рекомендации по технологическому картированию бокситовых месторождений Гвинеи. Они дают возможность целенаправленного проведения поисковых, разведочных и эксплуатационных работ на бокситы.
Полученные автором данные по минералогии бокситов уже используются геологической службой Гвинейской Республики.
Фактический материал был собран в период участия автора в работах, проводимых Национальной геологической службой Гвинеи на территории бокситоносных районов Боке (месторождение Сангареди) и Киндия (месторождение Дебеле) в 1987-1990 годах, а также при проведении целенаправленных полевых исследований в период обучения в аспирантуре Московского геологоразведочного института. Лабораторные исследования собранного материала проводились в лабораториях кафедры минералогии и геохимии МГРИ, в Тартусском государственном университете, в ИГЕМ РАН и других организациях. В работе использованы: полевая документация и результаты опробования керна скважин и образцов из естественных обнажений (всего более 1000 образцов бокситов), результаты детального петрографического и минералогического изучения более 200 прозрачных и полированных шлифов, около 1000 химических анализов бокситов и около 200 анализов их минералов. Кроме того, выполнены 60 термических анализов минералов бокситов, 50 спектральных определений элементов-примесей. Методом сканирующей электронной микроскопии изучены 40 образцов бокситов. Выполнены химические анализы минералов бокситов микрозондовым методом. Все отобранные пробы бокситов изучены методом рентгенофазового анализа. Мономинеральные пробы, выделенные из- крупнокристаллических разностей бокситов (60 образцов) изучались методами рентге-
- б -
ноструктурного анализа.
Результаты геологических наблюдений и лабораторных исследований бокситов были использованы для построения карт, разрезов, схем, для обоснования генетических выводов и практических рекомендаций.
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались автором на научных конференциях ЫГРИ, на XI Всесоюзном совещании по рентгенографии минерального сырья (Миасс, 1989), на Всесоюзном совещании по рудоносным формациям зоны гипергенеза (Ленинград, 1990), на годичной сессии Всесоюзного минералогического общества, посвященной прикладным и экологическим аспектам минералогии (Звенигород, 1990). По теме диссертации опубликованы тезисы этих трех докладов, а также 2 научные статьи.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения общим объемом в л4-.машиН0ПИСНЫХ страниц. Текст сопровождается 2.5"таблицами и иллюстрирован *г^рисунками. Библиография включает /^ЗХнаименваний.
