» » Сырьевая база для производства свинца и цинка
14.05.2015

Производство свинца и цинка в основном базируется на рудах так называемых полиметаллических месторождений и сопровождается в большинстве случаев попутным извлечением кадмия, серебра, висмута, индия и ряда рассеянных элементов.
Kларки основных металлов полиметаллических руд в земной коре и в различных изверженных породах приводятся в табл. 49.
Промышленные содержания превышают кларк этих металлов; свинца в 700—1500 раз, цинка в 300—500 раз, кадмия и индия в 50—100 раз.
Сырьевая база для производства свинца и цинка

В природе известно 49 минералов свинца, 27 цинка и 33 серебра. Однако промышленное значение имеют только немногие; 5 минералов свинца, 3 цинка, 4 серебра. Основные минералы приведены в табл. 50.
Важнейшие минералы полиметаллических месторождений — галенит и сфалерит. Галенит в рудах обычно встречается в виде зернистых масс или вкраплений неправильной формы, кристаллы редки. Скрытокристаллические массы галенита называются свинчаком. Галенит почти всегда встречается вместе со сфалеритом; содержание галенита обычно значительно ниже, чем сфалерита.
Сырьевая база для производства свинца и цинка

В зоне окисления галенит покрывается коркой англезита, который в свою очередь переходит в церрусит. В этой зоне, кроме указанных минералов, возникают и другие труднорастворимые соединения свинца: фосфаты, арсенаты, молибдаты и др. Поэтому зона окисления полиметаллических месторождений обычно более богата свинцом и серебром, чем первичные руды.
В зависимости от характера примесей среди сфалеритов выделяются следующие разности; клейофан — светлоокрашенный без примесей, марматит — черный железистый, пршибрамит — богатый кадмием.
Вюрцит — минерал того же химического состава, что и сфалерит, но отличается кристаллической структурой и обычно повышенным содержанием кадмия. При процессах окисления сфалерит быстро разлагается, образуя легкорастворимые соединения, поэтому зона окисления полиметаллических месторождений, как правило, обеднена цинком.
Богатые месторождения окисленных свинцовых руд, дававшие в прошлом основную добычу свинца, в настоящее время почти полностью отработаны, а находка новых крупных залежей таких руд маловероятна.
Полиметаллические сульфидные месторождения делят на две большие группы; месторождения в карбонатных (известняках или доломитах) породах и месторождения в силикатных породах.
По запасам свинца в капиталистических странах обе эти группы полиметаллических месторождений имеют примерно равное значение.
Группа полиметаллических месторождений, залегающих в карбонатных породах, имея гидротермально-метасоматическое происхождение, по форме, условиям залегания и составу руд может быть разделена на три типа: пластово-вкрапленные, неправильные залежи обычно массивных руд, контактовые (скарновые).
Месторождения в силикатных породах также гидротермального происхождения делятся на три типа: жильные, линзообразные залежи массивных и вкрапленных руд и колчеданные.
Последние два типа по своему генезису являются гидротермально-метасоматическими.
Пластово-вкрапленные месторождения в карбонатных породах представляют собой пласты известняков и доломитов с вкрапленностью рудных минералов. Минер алогический состав руд этих месторождений обычно относительно простой; содержание свинца и цинка в этих рудах сравнительно невысокое.
Значение этого типа месторождений велико. В США они дают до 50% добычи свинца и около 45—48% добычи цинка; они широко развиты в юго-восточной части штата Миссури и в районе Три-Стейтс. Свинцовый пояс юго-восточной части штата Миссури имеет протяжение более 50 км. Месторождения находятся в толще доломитов кембрийского возраста. Рудоносные пласты имеют пологое, местами волнистое залегание. Рудоносные известняки и доломиты залегают на сравнительно небольших глубинах — от 30 до 160 м. Рудные минералы вкраплены в карбонатные породы, но. также встречаются в виде небольших гнезд и прожилков. Размеры отдельных рудных тел колеблются в широких пределах от 75х100 до 420 X 240 м, мощность — от 0,5 до 60 м.
Основной рудный минерал пластово-вкрапленных месторождений — галенит; в небольших количествах встречается пирит, халькопирит. Среднее содержание в рудах свинца 2,7—3%; общие запасы этого района оцениваются в 2,5 млн. т свинца.
Крупнейшим рудоносным районом является также район Три-Стейс. Он занимает огромную площадь (200х80 км) на территории трех штатов: Миссури, Оклахома и Канзас. В этом районе выделяются два крупных горнорудных центра: Джоплин в штате Миссури и Пичер в штате Оклахома.
Район сложен осадочными породами каменноугольного возраста, оруденение приурочено к верхней части так называемой миссисипской толщи, представленной кремнистыми и слоистыми известняками. Отдельные рудные тела прослеживаются на протяжении 2—3 км при ширине их до 100 и мощности до 30 м. Средняя мощность рудных тел 9—12 м. Главным минералом является сфалерит, второстепенными — галенит, марказит, халькопирит и энаргит. Содержание цинка в руде 1,5—3% и свинца 0,3—0,4%. Запасы отдельных месторождений достигли 1—1,5 млн. т, общие разведанные запасы района в 1931 г. оценивались почти в 5.5 млн. т цинка.
Свинцово-цинковьие месторождения Верхней Силезии в Польше — также хороший пример пластово-вкрапленного типа полиметаллических месторождений. Они приурочены к пластам раковинного известняка триасового периода. Руда в виде пластовых залежей прослеживается на больших площадях синклинальных складок в триасовых известняках. В рудах преобладает цинк. Количество рудных пластов на некоторых участках достигает трех. В первый период эксплуатации, которая началась в 1374 г., добывали окисленные свинцовые, а затем окисленные цинковые руды (галмейные). С конца прошлого века основным объектом добычи стали сфалеритовые руды.
Примером пластово-вкрапленных месторождений служат также месторождения Марокко: месторождения Туиссит и Бу-Бекер, которые приурочены к пласту доломита мощностью около 30 м. Руды представлены вкрапленностью галенита в доломите со средним содержанием свинца 5—7%. Кроме галенита, в руде присутствует сфалерит. Содержание цинка в два раза ниже, чем свинца. Запасы этой группы месторождения оцениваются в 900 тыс. т свинца и 650 тыс. т цинка.
Неправильные метасоматические залежи свинцово-цинковых руд в карбонатных породах обычно образуют трубчатые, ветвящиеся залежи, а также обширные плащеобразные пологозалегающие тела, располагающиеся по напластованию известняков часто вблизи их пересечения с рудными свинцово-цинковыми жилами. Для этого типа характерны в общем сравнительно небольшие размеры богатых рудных тел.
Примерами таких месторождений служат многие мексиканские месторождения свинца и цинка, в частности месторождения Санта Евлалия в штате Чиуауа. В Италии на острове Сардиния разрабатываются трубообразные и линзообразные рудные тела в кембрийских известняках и доломитах района Монте-Пони. В рудах преобладает цинк, его содержание в среднем составляет 12—15%.
Крупное месторождение этого типа — Цумеб в юго-западной Африке; район этого месторождения сложен доломитами и известняками с прослоями песчаников и кварцитов. Рудные тела представлены круто-падающими трубами в доломитах. Сульфидные руды сложены халько-пиритом, борнитом, сфалеритом, энаргитом, блеклыми рудами — галенитом, пиритом и халькозином. В этих рудах присутствуют в небольших количествах гринокит и германит (сульфид-германий); добываемые руды содержат 13,8% свинца, 5,5% цинка и 2,7% меди. Кроме того, руды содержат много кадмия, а также галлий и германий. Запасы свинца составляют 853 тыс. г, цинка 338 тыс. т.
Скарновые контактово-метасоматические месторождения находятся в контактовых зонах кислых изверженных пород с породами карбонатного состава — известняками и доломитами. В отдельных случаях рудные тела располагаются в стороне, но недалеко от контактов. Руды состоят из силикатных минералов: пироксена, граната, амфибола, хлорита, эпидота, кварца и сульфидов свинца, цинка, железа, мышьяка и других металлов. Форма рудных тел разнообразна и часто определяется формой контакта изверженных и осадочных пород. Рудные тела могут быть представлены линзами, штоками, прожилково-вкрапленными зонами, трубчатыми залежами. Руды комплексные: наряду со свинцом и цинком содержат обычно медь, кадмий, висмут, редкие и благородные металлы.
В капиталистических странах в месторождениях этого типа содержание свинца колеблется от 0,5 до 3,5%, цинка — от 4 до 14%. Наиболее крупные месторождения — Фалун в Швеции, Франклин и Централь в США.
Месторождение Фалун, залегающее в известняках и граните, представляет собой большое почти круглое в сечении рудное тело. Руда, состоящая из пирита, халькопирита, сфалерита, галенита и магнетита, содержит в среднем около 1,5% Pb, 4% Zn, 30% S.
В центральном рудном районе (Централь) штата Нью-Мексико много скарновых месторождений цинка. Район сложен осадочными, в значительной степени карбонатными породами палеозоя и мезозоя, прорванными штоками гранодиорита. Около штоков развиваются контактово-метаморфические породы, в которых встречаются залежи сульфидной, главным образом цинковой руды. Рудные залежи обычно имеют трубообразную форму, отдельные из них достигают 750 м длины при поперечном сечении 9X25 м. Руда состоит из пирита, пирротина, магнетита и сфалерита. Среднее содержание цинка около 14%.
Другие рудные тела также трубообразной формы, наряду со сфалеритом содержат свинцовый блеск и медные минералы. В этой руде содержится около 14% Zn, 1—2% Cu и 0,1—0,2% Pb.
Очень своеобразное цинковое месторождение этого типа — Франклин в штате Нью-Джерси. Руда, образующая пластообразные залежи в кристаллических известняках докембрийского возраста, прорванных довольно крупными интрузиями гранитных пегматитов, состоит из редких цинковых минералов; франклинита ZnMn(Fe204); виллемита Zn2SiО4, цинкита ZnO, а также силикатов (граната и пироксена) и кальцита. Содержание рудных минералов постоянно; 40% франклинита, 25%) виллемита, 1% цинкита. Содержание цинка в руде 15%. Руды обогашаются электромагнитным способом.
Концентрат франклинита используется для получения окиси цинка и зеркального чугуна, а концентрат виллемита — для получения металлического цинка. Запасы месторождения по оценке 1938 г. составляли около 9,0 млн. т руды.
Жильные свинцово-цинковые месторождения имеют широкое распространение. Рудные минералы обычно представлены галенитом, сфалеритом, блеклыми рудами, сульфосолями свинца, пиритом, халькопиритом и минералами серебра. Среди жильных минералов обычно находятся кварц, барит, карбонаты.
Среди других жильных месторождений выделяются размерами и качеством руд месторождения района Кер-д'Аллен в штате Айдахо (США). Рудоносная площадь этого района 40x24 км.
Рудные тела залегают в кварцитах и серицитизированных сланцах. Мощность рудных тел колеблется от 1,5 до 14 м. По простиранию они прослеживаются на 2200—2400 м, а на глубину — до 1500 м. Основной рудный минерал — галенит, второстепенные — сфалерит, блеклые руды, другие сульфиды и магнетит. Нерудные минералы — кварц, сидерит, кальцит, доломит, реже барит. С глубиной увеличивается содержание сфалерита и пирита и уменьшается содержание галенита.
Содержание свинца в рудах 3—12%. цинка 3—6%, серебра до 180 г/г. Запасы свинца в районе оцениваются в 800—900 тыс.. г и цинка 650—700 тыс. т.
Добыча в этом районе ведется с 1879 г., и стоимость добытой руды за это время оценивается в 1 млрд. долларов. Разработка месторождения ведется на большой глубине. Самые глубокие выработки достигают 1200 м.
В Мексике свинцово-цинковые жильные месторождения встречаются почти во всех частях страны, однако наиболее крупные и богатые находятся в северной ее части — в штатах Чиуауа, Дюранго и Сакатекас. Оценки запасов Мексики по свинцу и цинку резко занижены. По данным на 1948 г., запасы Мексики подсчитывались в 400 тыс. т свинца. За истекшие 10 лет здесь было добыто около 2 млн. г свинца и, вероятно, оставшиеся запасы составляют не менее 2 млн. т.
Месторождения Мексики залегают как в осадочных породах, представленных известняками и глинистыми сланцами, так и в изверженных; андезитах, риолитах и гранитах. Наиболее крупные месторождения — Санта-Елуалиа, в настоящее время почти отработанное, в районе города Параль (Санта-Барбора, Эсмеральда) и Фреснильо в штате Сакатекас.
Месторождения представлены крутопадаюшими жилами мощностью до 10 м и более, которые иногда сопровождаются пологопадающими метасоматическими залежами и трубообразными залежами в известняках. Основные рудные минералы — галенит, сфалерит, пирит, халькопирит, пирротин, арсенопирит, сульфосоли, аргентит и ряд других минералов серебра.
Месторождения в верхней части иногда до глубины более 100 м окислены. Зоны окисления этих месторождений очень богаты серебром и свинцом. По добыче серебра и в настоящее время Мексика занимает первое место в мире.
Содержание свинца в разрабатываемых рудах составляет 4—8%, цинка до 13%. Все руды богаты серебром, содержание которого колеблется от 150 до 600 г/т.
Интересны жильные месторождения Монтевеккио на острове Сардиния, приуроченные к зонам разлома в силлурийских песчано-глинистых сланцах. Жилы имеют мощность от 2 до 25 м; протяженность их до 1 км. Содержание свинца в рудах 3%, цинка 4,6%. Отдельные жилы прослежены горными выработками на глубину свыше 500 м.
Очень перспективны жильные месторождения Южных Родоп в Болгарии, которые приурочены к системе параллельных зон разлома в кристаллических сланцах. Протяженность каждой из этих зон превышает 10—15 км. Сульфидно-кварцевые рудные жилы в пределах этих разломов образуют рудные столбы.
В России жильные месторождения широко развиты на Северном Кавказе, где наиболее известно Садонское месторождение.
Метасоматические свинцово-цинковые месторождения в кремнистых породах имеют очень важное значение. Руды представлены кварцем, сульфидами свинца и цинка с примесью арсенопирита, иногда касситерита и турмалина. Обычно они имеют пластообразную или линзовидную форму. К этому типу относятся самые крупные в мире месторождения свинца Бракен-Хилл в Австралии и Сулливан в Канаде.
Свинцово-цинковые месторождения в районе Брокен-Хилл приурочены к кристаллическим сланцам, кварцитам и гнейсам, образующим антиклинальную структуру, прослеживающуюся более чем на 25 км. Рудные тела, имеющие в сечении седлообразную форму, обнаруживаются в изгибах складок, где имеется два выдержанных по простиранию горизонта массивной свинцово-цинковой руды. В южной части месторождения наблюдается три таких горизонта. Руды состоят из галенита, сфалерита, халькопирита и других сульфидов с жильными минералами — кальцитом, кварцем, гранитом и полевым шпатом.
Содержание свинца в рудах месторождения Брокен-Хилл 6—16%, цинка 7—20%, серебра 40—250 г/г. Кроме того, присутствует золото, медь, кадмий.
В зоне окисления до глубины 120 м развиты церуссит, каламин, лимонит, родохрозит и другие минералы. Рудные тела разведаны в северной части до глубины 750 м. в южной — до 900 м. Запасы свинца в этом районе оцениваются в 9,1 млн. г, а цинка в 7,3 млн. т. К 1948 г. на месторождении уже было добыто более 64 млн. г руды.
Крупнейшее в Канаде месторождение Сулливан расположено в юго-восточной части Британской Колумбии. Рудная зона месторождения находится в сводовой части восточного крыла антиклинальной складки, сложенной осадочными породами. Рудные тела залегают между конгломератами и кварцитами.
Руды состоят в основном из галенита, сфалерита, пирротина и пирита. Встречаются также халькопирит и арсенопирит, местами — буланжерит, магнетит; в небольших количествах присутствует касситерит. Из нерудных минералов широко распространены кварц и серицит. Кроме основного массивного сульфидного рудного тела, встречаются рудные штокверки, протягивающиеся вдоль зон раздробленных пород. Содержание металлов в рудах: 7—8,3% Pb, 5—6,3% Zn, 0,06%) Sn, около 80 г/г Ag. Оставшиеся запасы месторождения в настоящее время оцениваются в 3,5 млн. т свинца и 2,7 млн. т цинка.
Колчеданные месторождения представляют собой пластообразные и линзообразные жилы и штоки, залегающие в эффузивных породах различного состава или среди измененных разностей этих пород. Рудные тела часто обладают крупными размерами, протягиваются на сотни метров, причем участки сплошных массивных руд иногда перемежаются с зонами вкрапленных руд. Кроме галенита и сфалерита, в состав руд входит пирит, халькопирит, иногда арсенопирит, блеклые руды и др. Руда этих месторождений содержит также серебро, золото, молибден, кадмий, теллур, селен. В отдельных случаях содержание свинца в массивных разностях руд достигает 20%, цинка от 2—3 до 20—25%. Руды этого типа по своему характеру близки к медно-колчеданным, но содержание свинца в них намного больше, чем в медно-колчеданных.
Из зарубежных месторождений колчеданного типа следует отметить некоторые месторождения Канады — Флинфлон, Германии — Рамельсберг, Швеции — Болиден и др.
Общие запасы свинца в капиталистических странах показаны в табл. 51.
Так как некоторые данные либо отсутствуют, либо устарели, приведенные цифры занижены.
Сырьевая база для производства свинца и цинка

Наиболее значительные запасы свинца и цинка в капиталистических странах сосредоточены в Австралии, США, Канаде и Мексике. Из европейских стран относительно, большими запасами этих металлов обладает Федеративная Республика Германии.
В России до революции немного свинца добывалось на Северном Кавказе и Алтае.
На IV совещании геологов по цветным и редким металлам в 1932 г. отмечали, что сырьевая база свинца в бывш. Советском Союзе очень мала. С тех пор положение изменилось. За последующие, особенно послевоенные годы разведаны крупные свинцовые месторождения.
Свинцово-цинковые месторождения в России расположены в основном на территории Казахстана, Средней Азии, Восточной Сибири, Дальнего Востока и Кавказа.
В пределах Казахстана запасы свинца размещены в районах Рудного Алтая, в хребтах Каратау и Джунгарском Алатау, а также в Центральном Казахстане.
Месторождения Рудного Алтая приурочены к эффузивно-осадочным породам девона. Галенит-сфалерит-халькопирит-пиритовые руды колчеданного типа обычно вкрапленные, реже массивные. В рудах месторождений Алтая, помимо свинца, цинка, меди, содержатся сера, золото, серебро, кадмий и рассеянные элементы. Важнейшими месторождениями являются Сокольное и Зыряновское.
В горах Каратау Миргалимсайское месторождение относится к пластово-вкрапленному типу и приурочено к горизонту доломитизированных известняков. Основной полезный компонент — свинец, промышленное значение в этих рудах имеет также барит.
Все остальные свинцовые месторождения хребта Каратау представлены метасоматическими трубообразными рудными телами сложной формы с богатыми рудами. Наиболее характерное в этом районе Ачисайское месторождение, верхняя часть которого в зоне окисления отличается исключительно богатыми окисленными свинцовыми рудами.
В горах Джунгарского Алатау находятся Текелийское и другие свинцово-цинковые месторождения, в рудах которых имеется также серебро и кадмий.
В Центральном Казахстане есть много свинцово-цинковых месторождений, некоторые из них весьма большие. Линзообразные залежи этих месторождений сложены баритовыми и кварцево-баритовыми свинцово-цинковыми Рудами.
Благоприятные геологические перспективы для выявления новых месторождений имеются в районах Казахстана, Средней Азии, Восточной Сибири, а также в ряде других районов. Второй перспективный район в России — Средняя Азия. Большая часть месторождений расположена в пределах Карамазарского хребта. Геологический характер этих месторождений весьма разнообразен. Рудные тела Алтын-Топканского скарнового месторождения представлены крутопадающими, куполообразно залегающими линзами.
В Карамазарских горах имеется также значительное количество небольших, но богатых свинцово-цинковых метасоматических месторождений, представленных трубчатыми гнездообразными рудными телами и линзами сложной формы в известняках. Многочисленные жильные месторождения известны среди комплекса кислых эффузивов в Восточном Карамазаре.
В Восточной Сибири известны свинцово-цинковые месторождения Восточного Забайкалья. Они представлены трубчатыми телами, сложными линзами, гнездами, иногда жилообразными и пластообразными залежами, главным образом в карбонатных породах.
На Дальнем Востоке основное Тетюхинское свинцово-цинковое месторождение представлено рудным телом трубчатой формы, приуроченным к контакту известняков с кварцевыми порфирами. В рудах некоторых жильных месторождений Приморья, помимо свинца и цинка, в промышленных количествах присутствует олово.
На Кавказе развиты жильные свинцово-цинковые месторождения.