способ поиска залежей редкоземельных элементов в бокситоносной формации

Формула изобретения

СПОСОБ ПОИСКА ЗАЛЕЖЕЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В БОКСИТОНОСНОЙ ФОРМАЦИИ, включающий отбор проб, их анализ и суждение по его результатам о наличии залежи, отличающийся тем, что пробы отбирают в углистых озерно-аллювиальных отложениях, определяют в них содержание алюминия (Al₂O₃), кремния (SiO₂) и органического вещества (C_орг.), рассчитывают отношение M = Al₂O₃/SiO₂ и при выполнении условия 2 < M < 10 и C_орг. > 3 судят о наличии залежи редкоземельных элементов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геологическим способам поисков месторождений редкоземельных металлов и может быть использовано при выявлении и оценке редкоземельных (Sc, Y, ETR) месторождений, формирующихся в бокситоносных формациях.

Известны способы поисков редкометального, в том числе и редкоземельного оруднения, основанные на отборе по определенной системе профилей в обнаженных и горных выработках и определении в них содержаний минералов, с которыми связано накопление редкометальных объектов связанных с россыпями, с некоторыми типами интрузивных пород и корами выветривания.

Эти способы неприменимы в случаях, когда накопление редких металлов связано не с акцессорным, а с основными породообразующими минералами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предложенному, является способ, заключающийся в послойном (поинтервальном) отборе литохимических проб по разрезам изучаемых толщ (по обнажениям и керну горных выработок) и непосредственном определении в них содержаний элементов, в том числе и редкоземельных.

Способ трудоемкий, т. к. связан с выполнением больших объемов дорогостоящих химико-аналитических работ. Кроме того, этот способ не эффективен при поисках редкоземельных месторождений в бокситоносных формациях, распространенных на обширных площадях (сотни км²) и больших глубинах, т. к. требует проведения крайне больших объемов горно-буровых, опробовательских и аналитических работ.

Целью изобретения является повышение эффективности поисков месторождений редкоземельных элементов в бокситоносных формациях за счет локализации площадей поисковых работ, сокращения объемов опробовательских работ и исключения дорогостоящих аналитических работ по определению содержания редких земель.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поиска редкоземельных месторождений, включающем послойный отбор проб по изучаемым разрезам, в бокситоносной формации выделяют углистые отложения континентальных озерно-аллювиальных (старичных) фаций, в них отбирают пробы, в которых определяют кремниевый модуль (M_Si = Al₂O3/SiO₂) и содержание органического вещества С_орг., и по значениям M_Si от 2 до 10 и С_орг. более 3, судят о наличии редкоземельного месторождения.

Способ основан на следующих, установленных авторами, закономерностях:

1. Скандий - редкоземельное оруднение в составе осадочных пород бокситоносных формаций связано с отдельными фациальными типами пород, и прежде всего, с континентальными озерно-аллювиальными (старичными) отложениями мелких долин древних водотоков, представленных грубослоистыми, относительно сортированными гравийно-галечными и песчано-галечными осадками.

2. Скандий - редкоземельное оруднение формируется в восстановительных обстановках в составе озерно-аллювиальных (старичных) фаций, представленных обычно серыми, темно-серыми и черными в разной степени углекислыми породами. Значительные концентрации редкоземельных элементов и скандия отмечаются часто на восстановительном геохимическом барьере - в зоне перехода от красноцветных пород к сероцветным углистым. Содержания скандия, иттрия достигают в них нередко 0,2-0,3% (первые килограммы на тонну).

3. Содержание скандия и иттрия в сероцветных породах бокситоносного комплекса также меняется в достаточно широких пределах - от значений, близких к кларковым (20-30 г/т), до первых килограммов на тонну, - но в самом общем виде определяется содержанием в породах органического вещества (см. фиг. 1, на которой представлено содержание скандия и иттрия в породах, в разной степени, обращенных органическим веществом).

Красные, розовые и белые породы бокситоносного комплекса обычно содержат С_орг. менее 1% , и характеризуются кларковыми или слабо повышенными содержаниями Sc, Y, TR. В сероцветных углистых породах с С_орг. = 4-14% . , содержание скандия и иттрия всегда превышает 0,01% (100-140 г/т).

4. Скандий - редкоземельное оруднение связано с сероцветными аллитами и бокситами, характеризуется кремниевым модулем (M_Si) от 2 до 10, содержание скандия и иттрия в породах всегда превышает 0,01% (см. фиг. 2, на которой представлено содержание скандия и иттрия в породах с разным M_Si). В сероцветных каолинитовых или каолинит-гидрослюдистых глинах с кремниевым модулем менее 1 содержание скандия или иттрия обычно не превышает двух-трех кларков (50-75 г/т). Повышение содержания этих металлов характерно для глин, аллитов и низкокачественных бокситов с кремниевым модулем 2-10, а наиболее высокие концентрации - более 200 г/т - для бокситов с кремниевым модулем от 3,0 до 7,5.

П р и м е р. На поисковой площади (2000 км²) в Амангельдинском районе Северного Казахстана, в бокситоносной формации были выделены комплексы аллювиальных и озерно-аллювиальных фаций, выполняющих древние палеоцен-эоценовые долины, выделены и оконтурены в общем виде сероцветные углекислые отложения этих фаций - старичные осадки, выполняющие центральные, наиболее глубокие части древних долин. Угленосные отложения были опробованы по керну колонковых скважин, в пробах (химическими методами) были определены содержания С_орг., Al₂O₃ и SiO₂.

По результатам определений (представленным в таблице) были оконтурены: (1) залежь серых и черных аллитов и бокситов с M_Si от 2 до 10 и содержанием Сорг. более 3, выступающая как потенциальное редкоземельное месторождение, со средним содержанием в рудах: Sc - 158 г/т, Y - 240 г/т, TR - 1200 г/т, (2) зона богатых редкоземельных руд, характеризующаяся M_Si = 3-7,5 и С_орг. от 5 до 25 и содержаниями в рудах - Sc - 1860 г/т, Y - 550 г/т, TR - 1500 г/т.

Наличие месторождений подтверждено последующей детальной разведкой. Предложенный способ позволил локализовать область поисков и разведки редкоземельных месторождений и сократить в десятки раз объемы аналитических работ. (56) Основы прогнозирования, поисков и перспективной оценки месторождений тантала и ниобия. М. : Недра, 1983, с. 120-167.

Справочник по геохимии. М. : Недра, с. 441.