Черные металлы. Никопольское месторождение марганца

     В пределах полосы месторождений по мере погружения кристаллического ложа последовательно выделяются три рудные подзоны: окисных, смешанных (окисно-карбонатных) и карбонатных руд.

     Подзона окисных руд. Руды этой подзоны представлены главным образом манганитом II, пиролюзитом, тодорокитом, тектоно-манганатами типа романешит (псиломелан)-криптомелан, встречающимися в виде линз, конкреций, пизолитов, землистых выделений . Нередко среди участков широкого развития Мп-оксигидроксидных соединений наблюдаются реликты окисленных карбонатных руд.

     В подзоне окисно-карбонатных руд, располагающейся южнее, основным минералом пизолитов, стяжений, заключенных во вмещающей массе, представленной песчано-глинистым материалом или Мп-карбонатом, является манганит I. Обычно Мп-карбонат развивается с замещением манганита I и гетита. Ниже по падению рудного пласта  наблюдается замещение Мп-гидроксидов карбонатом Мn. Последний представлен кутнагоритом, манганокальцитом, редко Са-родохрозитом.

     Далее на юг смешанные руды сменяются карбонатными. Приведенные соотношения свидетельствуют о первичной природе Мп-оксигидроксидных землистых масс и манганитовых стяжений, замещающихся более поздним Мп-карбонатом.

                  Зона карбонатных Мп-руд располагается южнее и прослеживается по мере погружения фундамента до полного выклинивания в Причерноморской впадине. Руды представлены Мп-карбонатными стяжениями, линзовидными иногда пластообразными телами, сложенными Са-родохрозитом, манганокальцитом, кутнагоритом, анкеритом.

     Продукты  окисления карбонатных и карбонатно-манганитовых руд являются манганитII и пироллюзит. Во многих случаях можно проследить последовательные стадии изменения от пятнистых участков окисления Mn карбоната, сложенных сажисто-землистым веществом до крупных линзовидно-конкреционных образований, сложенных манганитом II. При формировании продуктов начального окисления происходит существенное возрастание Mn/Fe по сравнению с исходным Mn карбонатом, или манганитом I.

     Пиролюзит является относительно устойчивым продуктом  гипергенного изменения Mn-карбонатных и манганитовых руд. Наиболее широко пиролюзитовые руды развиты в северной части подзоны оксидных руд с относительно высокими абсолютными отметками подошвы рудного пласта. Это особенно ярко проявляется на локальных поднятиях кристаллического фундамента, по сравнению с небольшими впадинами, где преобладают Mn-карбонатные руды. 
 
 
 

       

Изображена схема  геологического строения Никопольского  месторождения: 1 – глины, мергели, алевролиты; 2 – угли; 3 – кора выветривания фундамента; 4 – оксидные марганцевые руды; 5 – оксидно-карбонатные марганцевые  руды; 6 – карбонатные марганцевые  руды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     В осадочных морских месторождениях марганца имеются, как известно, две главные формы концентрации этого элемента: а) в виде окислов и гидроокислов; б) в виде карбонатов марганца. Промышленные марганцевые руды подразделяются, соответственно, на окисные и карбонатные.

     На  Никопольском месторождении в течение  длительного времени были известны только окисные руды, а карбонатные  марганцевые руды открыты сравнительно недавно. Объясняется это тем, что  карбонатные руды пространственно  обособлены от окисных и обладают специфическим «нерудным» обликом. Нередко их принимали за известняки в известковые песчаники.

     Впервые карбонатные руды были открыты в 1938 г. на Коминтерн- Марьевском участке, в его южной части; в период 1948—1958 гг. открыты значительные площади распространения карбонатных руд на Западной рудоносной территории в междуречье Ингулец—Днепр, на Грушевско-Басанском участке и особенно крупные — в Болыне-Токмакском районе.

     Кроме окисных и карбонатных руд, имеются окисно-карбонатные, называемые также смешанными, которые состоят из окислов, гидро- окислов и карбонатов марганца. К этому типу, кроме собственно окис- но-карбонатных руд, в промышленной практике относят смесь окисных и карбонатных руд, получаемую при разработке той части рудной залежи, где окисные руды подстилаются карбонатными.

     Разведанные запасы окисных, смешанных и карбонатных  руд находятся в соотношении, близком к 25:5:70. Добываются преимущественно окисные руды.

     После длительного изучения в 1928 г. установили в них пиролюзит, полианит, псиломелан и вад. Н. И. Свитальский подразделил руды на следующие три разновидности: I—твердая, частью кристаллическая руда, сложенная псиломеланом и полианитом; II — черные конкреции, руда I сорта сложена пиролюзитом с примесью вада, полианита и псиломелана; III —бурые конкреции, руда III сорта, сложена вадом с примесью пиролюзита и псиломелана. Работа Н.И Свитальского не была опубликована.

     Позднее установили, что в рудном пласте широко распространены следующие марганецсодержащие минералы: а) минералы группы псиломелана—вернадита (псиломелан, криптомелин, оксигидрокурнакит, вернадит и др.); б) пиролюзит; в) манганит; г) манганокальцит и кальциевый родохрозит. Поскольку минералы группы псиломелана—вернадита обычно присутствуют в виде тесной смеси псиломелана (криптомелана), оксигидрокурнакита и вернадита и все эти минеральные виды в каждом конкретном случае могут быть определены только с помощью специальных исследований, целесообразно на данном этапе их условно объединить в одну группу псиломелана.

     По  химическому составу марганецсодержащих минералов руды отчетливо подразделяются на три типа: окисные, карбонатные и смешанные, легко различающиеся визуально. Каждый из них слагает рудный пласт целиком на определенной площади или его значительную часть.

       Помимо марганецсодержащих минералов, в рудном пласте в значительном количестве присутствуют другие минералы, главным образом нерудные, входящие в состав песчано-глинистой пластовой породы. Это глинистые минералы, терригенный материал алевритовой и песчаной размерности, главным образом зерна кварца и полевых шпатов, аутогенные гидроокислы и силикаты железа и др.

           Решающим этапом формирования  морфологических особенностей руд  был этап диагенеза морского  осадка. В ходе диагенеза рудные  минералы выделялись среди глинистой,  алевритовой или песчаной пластовой породы в виде линзовидных прослоев, линз неправильной формы, желваков и желвачков, которые легко распадаются на угловатые куски и крупинки. При этом возникли также концентрически-слоистые и кон- центрически-скорлуповатые стяжения. Некоторая часть рудных минералов в виде мелких микроскопических частиц рассеяна в пластовой породе. Все эти виды рудных агрегатов генетически являются конкрециями или конкреционными прослоями, и рудный пласт в целом обычно представляет собой вкрапленную руду.

     По минеральному составу и текстурным особенностям,  выделяются основные виды марганцевых руд: кусковая, пизолитовая, конкреционная, землистая, сцементированная, цементационная, сплошная.

     Преобладающая часть рудного материала в  пласте представлена стяжениями неправильной угловатой формы различных размеров. Только некоторые из них по форме  подходят к категории типичных желваков, поэтому для обозначения указанных руд применяется термин «кусковая руда».

     К сплошным рудам отнесены прослои  мощностью от 1—2 дм до 1—1,5 м, залегающие среди других разновидностей руд. На площади Никопольского месторождения мощность сплошных руд не превышает нескольких дециметров. Таким образом, в большинстве случаев это условно сплошные руды, тем более, что при добыче они, как правило, распадаются на куски, которые ничем не отличаются от кусковых руд.

     Термин  «конкреционные руды» применяется  нами только в узком условном смысле для обозначения крупных концентрически-слоистых и концентрически-скорлуповатых  стяжений, так как генетически  все виды руды являются конкреционными, о чем уже говорилось выше. Другого подходящего термина для обозначения таких стяжений в науке пока нет, так как слово «оолиты» применяется для обозначения очень мелких стяжений размером до 2 мм, а термин «пизолиты», происходящий от латинского названия гороха, применяется обычно для стяжений величиной 2—10мм.

     Землистые руды, представляющие смесь тонкодисперсных  гидроокислов марганца с песчаным или глинистым материалом, подразделены на глинистые и песчаные. К сцементированным рудам относятся сцементированные кальцитом разновидности кусковых, пизолитовых и конкреционных руд, получившие местное название «присухи».

         Наконец, отдельно выделены цементационные руды, образовавшиеся в результате цементации песчаного кварцевого материала марганцевыми минералами. Эти руды, залегающие главным образом в нижней части рудного пласта на контакте с подстилающими песками, имеют характер песчаника с марганцеворудным цементом. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     описание  образцов.

     Образец I(I-XV/I) 
 
 
 
 
 
 

окисная маргенцевая руда

     образец черного цвета 

     текстура: оолитовая, четко выраженная,характеризуется             распределением оолитов,  d-от 1 до 2 см

     структура:микрокристаллическая, нодулярная.

     минералы:.

     Псиломелан

     Представлен нераскристализованным и скрытокристаллическим массивным материалом черного цвета, с матовой поверхностью. Твердость 3,дает черную черту.

     Манганит

     Образует  плотные микрокристаллические выделения  среди псиломелана.

     Цвет  чёрный. Черта темно- бурая. Блеск  металловидный. Твердость по  4.

     пиролюзит

     представлен  мелкими друзами величиной до 0,2 мм, имеющие черный цвет и  полуметаллический  блеск. Кристаллы заключены среди  основной массы псиломелана.

     для твёрдых кристаллических разновидностей до 5.

     образец плотный, слабо пачкает руки, т.к более сцементиированные разности.

     образец относится к зоне окисленных руд, сложен тремя минералами. Пиролюзит  образует мелкие кристаллы размером 0,1-0,5мм,т.к данный минерал образуется в последнюю очередьи заполняет поровое пространство.

     Образец относится к зоне окисных руд. 

     Образец 2(I-XV/4) 
 
 
 
 
 

     окисные марганцевые руды.

     образец черного сажистого цвета.

     текстура: пористая

     структура: микрокристаллическая, нодулярная.

     минералы: пиролюзит.

     Образует  микрозернистую пиролюзитовые выделения, землистая руда.

     Имеющая  черный цвет и   матовый блеск, твердость до 4, черта черная, излом  землистый. 
 

     образец приурочен к зоне окисления, т. к наблюдается окисленные участки желто-коричневрго цвета, что обусловлено присутствием гидроокислов железа.

     Окисная руда. 

     Образец 3(I-XV/5) 
 
 
 
 

     образец черного цвета, присуствуют участки с алмазном блесокм.

     текстура: почковидная, оолитовая. ясно выраженная.большое количество текстурных элементов, размером от  0,5-1 см.

     структура: концентрическая, изоморфная, почковидная, натечная различной степени раскристаллизации.

     внутреннее  строение-концетрическое.

     минералы:

      псиломелан.

     Представлен нераскристализованным и скрытокристаллическим массивным материалом черного цвета, с матовой поверхностью. Твердость 3,дает черную черту 

     Пиролюзит

     представлен  мелкими друзами величиной до 0,2 мм, имеющие черный цвет и  полуметаллический  блеск. Кристаллы заключены среди  основной массы псиломелана.

     для твёрдых кристаллических разновидностей до 5. 
 

     образец относится к зоне окисления, сложен двумя минералами. Пиролюзит образует мелкие друзы размером 0,1-0,5мм,т.к данный минерал образуется в последнюю очередь заполняет поровое пространство.. Формирование под влиянием процессов гипергенеза вторичных более богатых оксидных руд в коре выветривания оксидных марганцевых руд. окисление обусловлено присутствием гидроксидов железа.