Активные компоненты осадка и их роль в рудообразовании

Изучение осадочных руд второго типа показывает, что большинст­во малых, редких и рассеянных элементов связывается не со всей мас­сой осадков или осадочных пород, а лишь с определенными компонен­тами их. Подавляющая масса минеральных составных частей горных пород — зерна обломочного материала, карбонатное вещество и даже часть тончайших пелитозых частиц глинистого материала являются практически индифферентными по отношению к просессу обогащения рудными элементами. В отличие от этого ряд других составных частей осадков, таких, как органическое вещество, гидроокиси железа, алюми­ния и марганца, фосфатное вещество и некоторые глинистые минералы, являются активными компонентами, способными захватывать малые и редкие элементы и обусловливать обогащение ими донных отложений и осадочных пород. В благоприятных условиях активные компоненты могут связывать такое большое количество металлов, что общее содер­жание последних в осадке или осадочной породе достигнет величин, допускающих практическое использование их.

Одним из доказательств связи металла с активными компонентами является часто устанавливаемое отсутствие в рудах самостоятельных рудных минералов. Последние не только не удается диагностировать макроскопически, но их невозможно обнаружить и при использовании электронного микроскопа, рентгеноструктурного анализа и др. Несмотря на отсутствие рудных минеральных выделений, руда характеризуется высоким содержанием металла, которое устанавливается по данным химического анализа. Такое положение вещей возможно лишь при усло­вии, что металл тесно связан с одной или несколькими составными ча­стями руды.

Указанием на наличие подобной связи может служить прямая за­висимость содержания металла с количеством какой-либо другой со­ставной части руды. Так, в песчаниках, сцементированных фосфатным веществом, иногда устанавливается прямая зависимость между содер­жанием фосфата и урана. В этих образованиях с ростом содержания Р₂0₅ заметно увеличивается содержание урана. При снижении содер­жания первого компонента происходит уменьшение и второго. Такая же зависимость существует между количеством органического вещест­ва и многих малых и редких элементов в рудах. Эти соотношения могут быть удовлетворительно объяснены, если допустить ассоциации метал­лов с определенными компонентами, являющимися активными по от­ношению к ним.

В случае радиоактивных элементов распределение металла легко устанавливается с помощью радиографий и микродиографий, причем положение концентраций металла, например урана, достаточно точно фиксируется на фотопленке. Радиографии демонстрируют приурочен­ность урана непосредственно к выделениям органического вещества, стяжениям фосфатного вещества или к железистому цементу в таких породах, где нет и следов видимых минералов этого элемента.

Прямые доказательства тесной связи металла с определенными со­ставными частями руд можно получить также, выделяя и анализируя их фракции. Так, после разделения центрифугированием в тяжелых жидкости к горючих сланцев на минеральную часть и органику рудные элементы —ванадий, молибден, никель, уран и другие,— как правило, обнаруживаются в легкой фракции, состоящей в основном из органиче­ского вещества. Этим доказывается отсутствие сколько-нибудь тесной связи рудных элементов с минеральной, неорганической частью руды. Подобную же картину мы видим и при разделении битуминозных из­вестняков. И здесь рудные элементы тесно ассоциируют с органиче­ским вешеством и не обнаруживают связи с основной карбонатной мас­сой породы.

В природных условиях обогащение осадков малыми, редкими и рас­сеянными элементами в общем случае происходит только, если в составе донных отложений накапливается, по крайней мере, один из числа ак­тивных компонентов. Все промышленные накопления металлов, связан­ные с рудными фациями второго типа, обязаны своим образованием на­личию в составе осадков тех или иных активных компонентов, способ­ных поглощать рудный элемент. Уже упоминалось, что связь металлов с активными компонентами осуществчяется за счет процессов сорбции, соосаждения и образования сложных комплексных соединений. Среди последних основную роль играет формирование металлоорганических комплексов. Как правило, минеральное вещество, являющееся активным компонентом по отношению к одному металлу, сохраняет это свойство и по отношению к другим. Так, например, с фосфатным веществом ас­социирует ванадий, молибден, редкие земли и другие элементы.

Можно предположить, что металлы и другие рудные элементы з осадочных породах также тесно связаны с узким кругом активных ком­понентов, подобно тому, как это имеет место в рудах. В этом отноше­нии осадочные породы и руды сходны между собой. Рудные элементы в осадках и осадочных породах обычно не дают самостоятельных мине­ральных выделений. Это обстоятельство следует 'постоянно иметь в ви­ду при рассмотрении геохимии осадочных отложений.