Промышленные типы месторождений титана и методы их поисков

Известно более 80 минералов, содержащих в том или ином количестве титан, однако большинство из них редко встречается в природе и не дает промышленных скоплений. Промышленность использует в настоящее время главным образом ильменит (титанистый железняк) FeOTiO₂, рутил TiO₂ и лейкоксен TiO₂*nH₂O. Месторождения других титановых минералов имеют второстепенное значение.

Промышленные типы титановых месторождений.

Ведущими типами промышленных месторождений в настоящее время являются:

1. Осадочные месторождения: а) ископаемые россыпи, пески и песчаники, обогащенные ильменитом, лейкоксеном, цирконом и содержащие рутил; б) современные прибрежно-морские россыпи и дюны, имеющие в мировой титановой промышленности наибольшее практическое значение (месторождения Индии, Цейлона, Австралии). В россыпях, имеющих промышленное значение, содержание рудных минералов должно быть не ниже 40-50 кг/м³. в) аллювиальные россыпи, отличающиеся чаще невысоким содержанием ильменита, но позволяющие иногда применять наиболее рентабельную дражную систему разработки. В этом случае минимальное промышленное содержание ильменита считается до 30-40 кг/м³.

2. Магматические (позднемагматические) месторождения: а) связанные с габбро, норитами, пироксенитами. Руды титаномагнетитовые, сплошные и вкрапленные. Промышленные компоненты руд: железо, титан, ванадий (Кочканарское – Средний Урал, Кусинское – Южный Урал); б) связанные с анортозитами, габбро-анортозитами и залегающие среди них. Ильменитовые и ильменит-рутиловые руды с рутилом и апатитом, образующие крупные скопления – месторождения США и Канады.

3. Остаточные месторождения в коре химического выветривания, из руд которых можно получить ильменитовый концентрат.

4. Метаморфизованные рутиловые и ильменит-рутиловые, связанные с комплексом метаморфических пород: кристаллическими сланцами, богатыми андалузитом, дистеном, силлиманитом, графитом, песчаниками, кварцитами, корундсодержащими породами, амфиболитами, эклогитами.

Кроме перечисленных известны магматогенные месторождения, в которых титан находится в комплексе с другими полезными ископаемыми: титанмагнетитовые, отличающиеся тонким прорастанием ильменита с магнезитом и перовскитом.

Геологические предпосылки и особенности поисков месторождении титана важнейших промышленных типов

1. Коренных (магматических и метаморфогенных) месторождений титана:

При поисковых работах этой группы месторождений основным является комплекс геологосъемочных работ в масштабах от 1:50000 и крупнее в сочетании с аэромагнитными и наземными магнитным съемками для обнаружения магнитных аномалий и расчленения пород по магнитной проницаемости; электропрофилированием—для диф­ференциации пород массива и уточнения контактов различных обра­зований; вертикальным электрозондированием (ВЭЗ) — для опреде­ления глубины залегания коренного массива и мощности коры вывет­ривания; гравиразведкой — для обнаружения рудных тел. В ком­плекс поисковых работ также входит шлиховое опробование для выявления ореолов механического рассеяния, связанных с разруше­нием титансодержащих пород или месторождений. Пробы берутся из закопушек и путем протолочек коренных пород массива. Шлихо­вому опробованию подвергаются аллювиальные отложения речной сети, делювий склонов и рыхлые отложения, заполняющие отрица­тельные формы рельефа.

2. Россыпные (экзогенные месторождения):

Промышленный интерес представляют только месторождения, обладающие запасами титановых минералов, исчисляемыми сотнями тысяч и миллионами тонн при среднем содержании полезных компонентов десятки килограммов на 1 м³ продуктивной массы. Формирование таких месторождений связано с определенными геологическими условиями. Важнейшими из них являются наличие в пределах речной сети больших площадей коренных пород, обладающих большими запасами титановых минералов (габбро, нориты, анортозиты, эклогиты, амфиболиты и др.), и развитой на них мощной корой химического выветривания.

Поиски погребенных аллювиальных россыпей представляют значительные трудности и осуществляются с помощью бурения в сочетании с методами рудной электроразведки (вертикальным электрозондированием, комбинированным и симметричным двухразностым электропрофилированием). Сложность представляют поиски древних комплексных прибрежно-морских и озерно-континентальных россыпей.

Важнейшим условием является изучение палеогеографической обстановки с выделением перспективных фаций, залегающих на небольших глубинах, а также различных коллекций, керна скважин, образцов и проб песков, изучавшихся как рудное сырье и т.д.

При наличии в россыпях монацита применяются наземные и аэрорадиометрические методы; для прослеживания кристаллического фундамента рекомендуется применять ВЭЗ (метод вертикального электрозондирования) в сочетании с электропрофилированием.