Зона окисления железорудных месторождений

Лекция 20. Коры выветривания месторождений полезных ископаемых

Рудные месторождения полезных ископаемых вблизи земной поверхности (в зоне выветривания) подвергаются химическому и физическому выветриванию. Под влиянием этих процессов происходит изменение минерального и химического состава руд, образуется кора выветривания (зона окисления) месторождений.

В зоне выветривания под воздействием поверхностных вод,
кислорода, углекислоты происходят процессы окисления и изменения состава руд. Просачиваясь вниз, воды окисляют и растворяют рудные минералы, образуется зона окисления, сложенная окисленными рудами. Рудные минералы, слагающие первичные руды, в зоне окисления оказываются неустойчивыми и подвергаются химическому разложению и окислению. При этом образуются новые устойчивые химические соединения, которые сохраняются на месте, а другие выносятся, переотлагаются или рассеиваются.

Процессы окисления протекают в зоне просачивания и циркуляции поверхностных вод, располагающейся от поверхности земли до уровня грунтовых вод. Верхняя часть рудных тел, в которой происходили процессы окисления называется зоной окисления.

Глубина зоны окисления и интенсивность развития процессов окисления зависят от климата, рельефа, химизма вод, состава руд и вмещающих пород, условий залегания рудных тел. Благоприятными факторами для формирования зоны окисления являются теплый влажный климат, умеренно расчлененный рельеф, полиминеральный состав руд и присутствие в составе руд пирита, интенсивная тектоническая нарушенность и равномерная водопроницаемость руд и вмещающих пород.

Глубина (мощность) зоны окисления рудных месторождений колеблется от нескольких до десятков метров, иногда до сотен метров.

Текстуры окисленных руд могут быть унаследованными от первичных руд и вновь образованными в процессе окисления этих руд. Для окисленных руд характерны специфические текстуры: пустотные, кавернозные, пористые, каркасные, ячеистые, порошковатые, землистые, колломорфные, полосчатые, корковые, натечные..

Минеральный состав руд имеет большое значение в процессах окисления, так как различные минералы обладают разной устойчивостью в зоне окисления. Наиболее отчетливо и хорошо зона окисления и вторичная зональность проявлена на рудных (особенно сульфидных) месторождениях и мало характерна для месторождений неметаллических полезных ископаемых.

Месторождения окисных и гидроокисных руд железа и рудные тела, сложенные гематитом и бурым железняком, являются устойчивыми в зоне окисления.

Магнетитовые руды при окислении образуют мартитовые руды, развитые на ряде железорудных месторождений (Сарбай, Кривой Рог, КМА и др.). Образование гидроокислов железа в магнетитовых рудах происходит незначительно, но при наличии в рудах (пирита, халькопирита, и др.) под воздействием сернокислых растворов разложение магнетита протекает быстрее с образованием сульфатов железа, которые затем переходят в гидроокислы железа.

При окислении карбонатов железа (сидерита, анкерита) образуются бурые и красные железняки, турьитовые руды, которые состоят из гетита, гидрогетита и гидрогематита.

Примеры железорудных месторождений, на которых развита зона окисления: Михайловское и Яковлевское в КМА, месторождения Кривого Рога, Сарбайское в Казахстане, Бакальское на Урале и др.