Месторождения руд тяжелых минеральных песков

Предполагаемая добыча ильменита
в тысячах тонн за 2006 год
по данным Геологической службы США ^[1]
Австралия	1,140
ЮАР	952
Канада	809
Китай	400
Норвегия	380
Соединенные Штаты	300
Украина	220
Индия	200
Бразилия	130
Вьетнам	100
Мозамбик	(750)
Мадагаскар	(700)
Сенегал	(150)
Другие страны	120
Общий мир	4,800

Тяжелые минералы (темные) в кварцевом песке пляжа ( Ченнаи , Индия).

Тяжелые минеральные пески — это класс рудных месторождений, которые являются важным источником циркония , титана , тория , вольфрама , редкоземельных элементов , промышленных минералов — алмаза , сапфира , граната , а иногда и драгоценных металлов или драгоценных камней .

Тяжелые минеральные пески представляют собой россыпные отложения, которые чаще всего образуются на пляжах в результате концентрации из- за удельного веса минеральных зерен. Столь же вероятно, что некоторые концентрации тяжелых минералов (кроме обычных золотых россыпей) существуют в руслах рек , но большинство из них имеют низкое содержание и относительно небольшие.

Распределение сортов и тоннажа

Содержание типичных месторождений тяжелых минеральных песчаных руд обычно низкое. В 21 веке самые низкие бортовые содержания тяжелых минералов, поскольку общий концентрат тяжелых минералов (THM) из сыпучего песка, в большинстве рудных месторождений этого типа составляет около 1% тяжелых минералов, хотя некоторые из них имеют более высокие содержания.

Из этого общего тяжелого минерального концентрата (THM) компоненты обычно

Циркон , от 1% ТГМ до более 50% ТГМ,
Ильменит , обычно от 10% до 60% ТГМ.
Рутил , от 5% до 25% ТГМ
Лейкоксен , от 1% до 10% ТГМ
Пустая жила , обычно кварц , магнетит , гранат , хромит и кианит , на которые обычно приходится оставшаяся часть содержания ТГМ.
Шламы, обычно такие минералы, как указано выше, и тяжелые глинистые минералы, слишком мелкие, чтобы их можно было экономично извлекать.

В целом, поскольку циркон является наиболее ценным компонентом и важнейшим компонентом руды, наиболее ценными являются пески с высоким содержанием циркона. Затем рутил, лейкоксен и затем ильменит по стоимости, придаваемой руде. В целом содержание ценных компонентов в концентрате ТГМ редко превышает 30%.

Поскольку большинство месторождений представляют собой древние системы застрявших дюн, тоннаж большинства месторождений превышает от нескольких десятков миллионов тонн до нескольких сотен миллионов тонн. Например; Среднее по размеру месторождение минеральных песков Кобурн в Западной Австралии имеет запасы 230 миллионов тонн при 1,1% содержания тяжелых минералов и длину 13 км.

Рудник Тормин, расположенный на побережье Западного Кейпа Южной Африки, представляет собой уникальный океанический пляж, который подвергает ресурс воздействию волн и приливов, что приводит к естественному эффекту отсадки. Большие количества кварца и легких тяжелых отходов удаляются океанскими приливами. ^[2] в результате чего содержание тяжелых минеральных концентратов (HMC) в рядовых месторождениях (ROM) достигает 86%. ^[3]

Источники

Источником тяжелых минеральных песков является источник твердых пород в эрозионных зонах реки, которая выносит груз наносов в океан, где отложения захватываются прибрежным или береговым дрейфом . Скалы иногда подвергаются эрозии непосредственно под действием волн, сбрасывающих обломки , которые захватываются прибрежными наносами и вымываются на пляжи, где более легкие минералы отсеиваются.

Материнские породы, дающие тяжелые минеральные пески, определяют состав полезных ископаемых. Источником циркона , монацита , рутила , иногда вольфрама и некоторого количества ильменита является обычно гранит . Источником ильменита, граната, сапфира и алмаза являются ультраосновные и основные породы, такие как кимберлит или базальт . Гранат также обычно добывается из метаморфических пород , таких как амфиболитовые сланцы . Драгоценные металлы добываются из рудных месторождений, расположенных в метаморфических породах .

Транспорт

Для накопления отложений тяжелых минералов требуется источник наносов, содержащих тяжелые минералы, на пляжную систему в объеме, превышающем скорость выноса из ловушки. По этой причине не все пляжи, снабженные песком, содержащим тяжелые минералы, образуют экономически выгодные концентрации минералов. Этот фактор можно качественно или количественно измерить с помощью индекса ZTR .

Ловушка

Тяжелые минералы в исходных отложениях достигают экономической концентрации за счет накопления в низкоэнергетической среде в ручьях и чаще всего на пляжах. В россыпных отложениях на пляже самая низкая энергетическая зона на пляже - это зона волн , где турбулентный прибой вымывает поверхность пляжа и теряет энергию. В этой зоне накапливаются и сплетаются более тяжелые зерна, поскольку они плотнее сопровождающих их зерен кварца . Именно по этой причине пляжные россыпные отложения часто называют «береговыми отложениями».

Размер и положение отложений тяжелых минералов зависят от энергии волн, достигающих пляжа, среднего размера зерен пляжных отложений и текущей высоты океана.

Неофициальные сообщения о некоторых пляжных россыпях, образовавшихся в наше время, позволяют предположить, что наибольшее обогащение, как правило, происходило во время штормов, достаточно энергичных, чтобы удалить большую часть наносов с пляжа - процесс, благоприятствующий более легким минералам. Оставшиеся в результате «клинкерные» пески были добыты во время отлива после сильных штормов, что позволяет предположить, что большинство пляжных россыпных отложений формируется во время таких циклов.

Ископаемые системы дюн часто используются для добычи тяжелых минеральных песков, поскольку они происходят из океана и часто являются остатками предыдущих внутриледниковых возвышенностей .

Месторождение минерального песка Гилвал Кару на западном побережье Южной Африки .

Тектоническая активность, которая приводит к тому, что береговая линия поднимается над океаном, также может привести к тому, что пляжная система окажется на мели выше отметки прилива и застрянет в тяжелых минеральных песках. Точно так же система пляжей, затопленная в результате опускания береговой линии, может сохраняться, часто в течение миллионов лет, пока она либо не покроется отложениями, либо не поднимется из океана.

Конкретные места ловушки для россыпных отложений тяжелого минерального песка находятся на пляжах на подветренной стороне мысов, где зоны низкой энергии улавливают отложения, переносимые прибрежным дрейфом . Кроме того, песчаные косы, образовавшиеся в устьях рек , питающих россыпные отложения, представляют собой богатые ловушки, где веяющее действие волн наиболее эффективно, поскольку тяжелые минералы, слишком тяжелые для перемещения, будут откладываться на перешейке, а не дрейфовать дальше вниз по реке. пляж.

Алмазные пески

На побережье Намибии находятся коммерческие алмазоносные пляжные пески, которые эксплуатируются путем строительства морских дамб и изоляции участков береговой линии. Пляжи настолько изолированы, что иногда их обрабатывают целиком, вплоть до коренных пород , в поисках алмазов. Такие месторождения разыскивались по всему миру, при этом были спорадические сообщения о ценных камнях, но не было случаев наличия экономически выгодных количеств отложений.

Экологические проблемы

Добыча пляжного песка и окаменелых пляжных россыпей часто вызывает споры, поскольку эта операция требует открытой разработки больших площадей. Зачастую эта земля находится в экологически чувствительной зоне и содержит хрупкие экосистемы, построенные на бедных песчаных почвах.

Процесс добычи полезных ископаемых идеально смоделирован на добыче полезных ископаемых, проводимых в Австралии , где за добычей полезных ископаемых следует реабилитация добытых территорий, включая интенсивное восстановление растительности экологически близкими видами, восстановление контура земли до ее первоначальной формы, включая дюны, и управление ресурсами подземных вод . ^[4] Современные методы добычи полезных ископаемых имеют тенденцию отдавать предпочтение сухой добыче , а не дноуглубительным работам из-за появления процессов электростатического разделения минералов .

На практике не вся добыча месторождений в Африке к югу от Сахары осуществляется таким экологически ответственным образом, хотя на некоторых шахтах Южной Африки практикуется восстановление дюн [1] . Добыча полезных ископаемых на побережье Южной Америки , в частности в Чили и Эквадоре , ведется экологически ответственным образом.

Примеры экологически чувствительных и политически чувствительных операций по добыче минерального песка , которые привлекли внимание общественности и стимулировали реакцию экологического активизма на предложения по добыче полезных ископаемых, включают рудник минеральных песков Туарт-Лудлоу в Западной Австралии и кульминацию усилий защитников природы по сохранению Рейнбоу-Бич и острова Фрейзер , Квинсленд, Австралия. Эти последние кампании успешно лоббировали правительство и обеспечили защиту острова Фрейзер и Рейнбоу-Бич Высоким судом Австралии; однако кампания Туарта-Ладлоу не смогла предотвратить горнодобывающие работы в лесах Туарта в прибрежной части Западной Австралии. ^[5]

Подобные операции по добыче минерального песка проводились в течение 35 лет в национальных парках Хокс-Нест, Новый Южный Уэльс и рядом с ними , а также продолжаются на острове Стрэдброк в Квинсленде .

См. также

Ссылки

^ «Геологическая служба США» (PDF) . Проверено 7 марта 2006 г.
^ «Проекты» . ООО "Минеральные товары " Проверено 8 августа 2016 г.
^ «Проекты» . ООО "Минеральные товары " Проверено 8 августа 2016 г.
^ «Шахта по добыче титана Ладлоу, в 34 километрах к югу от Банбери» (PDF) . epa.wa . Май 2003 г. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2016 г. . Проверено 15 мая 2016 г.
^ «WA одобряет спорную шахту в Ладлоу Форест» . абв . 7 августа 2004 г. Проверено 15 мая 2016 г.

[1] «Геологическая служба США» (PDF) . Проверено 7 марта 2006 г.

[2] «Проекты» . ООО "Минеральные товары " Проверено 8 августа 2016 г.

[3] «Проекты» . ООО "Минеральные товары " Проверено 8 августа 2016 г.

[4] «Шахта по добыче титана Ладлоу, в 34 километрах к югу от Банбери» (PDF) . epa.wa . Май 2003 г. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2016 г. . Проверено 15 мая 2016 г.

[5] «WA одобряет спорную шахту в Ладлоу Форест» . абв . 7 августа 2004 г. Проверено 15 мая 2016 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]