Краткий информационный обзор по технологической оценке и переработке графитсодержащих руд

1.7. Графитовые руды и месторождения Узбекистана
В Узбекистане известно более 30 месторождений графита. Они подразделяются на 3 группы:
I - графит образует вкрапленность и гнезда в неизмененных разностях интрузивных пород (магматический тип);
II - залежи на контакте гранитоидных и габброидных интрузий с осадочнометаморфическими породами (контактово-метасоматический тип);
III - тела в метаморфических сланцах и кристаллических известняках (осадочно-метаморфический тип).
Промышленный интерес представляет в республике пока II тип, к которому относится разведанное в Навоийской области Тасказганское месторождение с промышленными запасами 2,3 млн. тонн руды и содержанием графита 11%. Графите рудные тела приурочены здесь к изгибам контактов, заплывам и межпластовым тепам габброидов среди известняков. Графитовая руда - это в различной степени изменённое и графитизированное габбро (от редких вкраплений и гнёзд до 30-40%). Наиболее богатые руды приурочены к центральной части рудных тел. Насчитывается около 100 графитовых линзообразных залежей длиной от 20-90 м до 500-600 м, мощностью от 0,5-5 м до 60-90 м.
Перспективными в качестве огнеупорного сырья являются проявления графита метаморфического типа, которые имеют развитие в Зарафшано-Туркестанской структурно-формационной зоне. Наиболее изучено проявление Захчахона (Гиссарский хребет), в геологическом строении которого принимают участие мрамора, сланцы и туфы кварцевых порфиров раннекаменноугольного возраста. Графит в виде мелких агрегатов образует скопления мелко- и тонкочешуйчатых выделений в толще белых мраморов. Мощность ографиченной пачки 40-350 м, прослежена на 3000 м; содержание графита колеблется от 5 до 14% (среднее 8%). Прогнозные ресурсы оцениваются в 9 млн. тонн.
Графитовая минерализация в пределах республики распределена весьма неравномерно. Наибольшее число проявлений приходится (по мере уменьшения) на Кульджуктауский, Каратюбинский, Букантауский, Ауминзатауский, Тамдытауский и Южно-Гиссарский минерагенические районы, доля которых составляет более 70% из общего количества объектов. Практически все проявления изучены достаточно слабо, за исключением Кульджуктауского минерагенического района, где по сравнению с другими площадями графитовая минерализация изучена в большей сте­пени. Это связано с тем, что еще в 1928 г. здесь было открыто и детально разведано одно из самых крупных в Центральной Азии месторождение Тасказган. Графитовые месторождения и про­явления в этих районах относятся к магматическому, контактово-метасоматическому и метаморфическому генетическим типам. Первые два обычно тесно связаны между собой, являются преобладающими и потенциально пригодными в литейном, карандашном, резино-техническом, смазочном и других производствах. В их числе крупное месторождение Тасказган и 23 слабоизученных проявления и точки минерализаций, наиболее интересными из которых являются: Актосты, Калаата, Таушан, Восточный Шайдараз, Восточное Султанбиби, Аякгужумды (горы Кульджуктау, Бухарская и Навоийская области), Сазаган, Игрикуль, Кипакуль, Миранкуль, Алямик, Аксай, Агалык, Майзак, Тюракульсай (горы Каратюбе, Самаркандская область), Айтым, Дербез (горы Алтынтау, Бухарская область) и др. Они отнесены к вышеназванным гентипам в значительной мере условно, так как в ряде случаев не выяснено, связан ли графит с контактовым метасоматозом или же с наложенными высокотемпературными процессами. Графит на этих объектах встречается в виде вкрапленности, гнезд, линзообразных тел в гранитоидах, диоритах или габбро, но, в основном, непосредственно в зоне контакта интрузивных образований с осадочно-метаморфическими породами, в т. ч. и карбонатными.
Графитовое оруденение прослеживается иногда на расстояние 1,5-2 км и включает линзообразные тела чешуйчатого графита мощностью до 6-10 м. Содержание углерода в них колеблется от 5 до 20%. Примером подобного графитового оруденения может являться месторождение Тасказган. Оно находится в Навоийской области, в 120 км юго-западнее г. Зарафшана, в 80-90 км от ж/д линии Навои-Учкудук и расположено в за­падной части хребта Кульджуктау. Месторождение приурочено к юго-западному крылу Бельтауской антиклинали, осложненному мульдообразным прогибом и прорванному габброидным массивом. В его геологическом строении участвуют палеозойские песчано-сланцевые и карбонатные отложения, интенсивно смятые в складки. Постмагматические образования представлены скарнами и зонами графитизации. Вы­деляются магнезиальные и известковистые разности скарнов, чаще встречаются гранат-волластонитовые. Волластонит высококачественный, содержание 35-40%, а иногда 70-80%.
Графитовые концентрации месторождения Тасказган приурочены к контактовым и межпластовым телам габброидов среди известняков. Они представляют крутопадающие тела различного размера - от 20-100 до 600 м длиной при мощности от 0,5-5 до 60-90 м. Графит наряду с использованием в качестве сырья для литейного производства может применяться в электроугольной, электродной, карандашной, химической и других отраслях промышленности. При этом высокая дисперсность, жирность и отсутствие твердых включений в зольной части концентрата выгодно отличают его от графита других месторож­дений стран СНГ. Месторождение эпизодически в небольших объемах эксплуатируется с начала 30-х годов прошлого века.
Потребность республики в графите для литейной промышленности, производства карандашей и смазок осуществлялась за счет артельной добычи. Основными потребителями графита были Узбекский металлургический комбинат, производственное объединение «Коминефть», Нижнетагильский, Серовский металлургические заводы, Запорожсталь и др. С 1989 г. на месторождении добыча графита приостановлена.
Работами научно-исследовательских организаций за последние годы доказано, что графит этого месторождения почти эквивалентен эталону всемирно известного графита Цейлонского месторождения. Определена возможность получения графитового концентрата с высоким содержанием углерода 95-99,3%. В связи с установленной возможностью получения в процессе обогащения высококачественных концентратов - графитового и сульфидно-никелевого (с золотом и платиноидами) - ценность графитовых руд месторождения значительно повышается.
Помимо этого, следует особо подчеркнуть, что на смежных площадях находятся залежи бруситового мрамора, используемого в последнее время в качестве огнеупорного сырья. При изучении предмеловых кор выветривания, развитых по габброидным породам, на месторождении выявлена цеолитовая минерализация. Цеолиты тесно связаны с графитовой рудой, которую следует рассматривать как сложный ми­неральный комплекс. При ее переработке мож­но получать цеолитовый концентрат, что еще более повысит рентабельность месторождения. Так как запасы цеолитов отдельно не подсчиты­вались, окончательную оценку этому объекту пока дать нельзя. Если принять среднее содержание цеолитов в графитовой руде 5-6%, то ресурсы их составят порядка 700 тыс. т.
Многие проявления, развитые вблизи месторождения Тасказган (Восточный Шайдараз, Восточное Султанбиби, Точка минерализации № 4, Кужумды, Аякгужумды и Актосты), по геологическому строению, составу и генезису практически ему тождественны, поэтому их так и на­зывают «проявления тасказганского типа». Это свидетельствует о том, что и структура графита, которая является главенствующей в характери­стике их огнеупорных свойств, здесь должна быть так же тасказганского типа. Следовательно, если графитовые руды месторождения Тасказган из-за мелко-, среднечешуйчатости не соответствуют по размеру чешуек требованиям ГОСТ, то и графитовая минерализация проявлений «тасказганского типа», по-видимому, также не будет соответствовать техническим требованиям огнеупорной промышленности. Подтверждением этому заключению является и то, что, как правило, на большинстве проявлений графитовой минерализации Узбекистана не встречены круп­ночешуйчатые (наиболее ценные для производства огнеупоров) структурные разности графита. Исключением является Восточно-Шайдаразское проявление, расположенное в восточной части Шайдаразского габброидного массива. Результаты исследований Л.Д.Файзуллина (1982 г.) свидетельствуют о том, что здесь графит средне-, крупнокристаллический, высокого качества, ас­социирующий (так же, как и на Тасказганском месторождении) с никелем, кобальтом, медью и золотом. Протяженность графитовой минерализации 800 м при средней мощности 12 м и среднем содержании 15%. Крупночешуйчатый графит фиксируется также и на проявлении Восточное Султанбиби. На этих объектах рекомендуется по­становка геолого-оценочных работ с целью установления их промышленной значимости. В целом, Кульджуктауский графитоносный район от­носится к наиболее перспективным, поскольку здесь установлен целый ряд проявлений с достаточно большими прогнозными ресурсами графитовой руды. Это, прежде всего, Восточный Шайдараз (10 млн. т руды), Точка минерализации № 4 (6,5 млн. т руды), Восточное Султанбиби (5,2 млн. т), Кужумды (520 тыс. т), Аякгужумды (312 тыс. т), Актосты (104 тыс. т), а также Точки минерализации № 1 и 2, Калаата, Южное Султанбиби и др., в общей сложности составляющие более 50 млн. т графитовой руды.
В Каратюбинском графитоносном районе практически все проявления из-за незначительного размера не имеют практического значения. Исключение - наиболее крупное проявление Сазаган, расположенное в 5-6 км к западу от кишлака Кипакуль, открыто при поисках исландского шпата Я.А. Левеном в 1936 г. Проявление сло­жено дислоцированными мраморизованными темно-серыми известняками, среди которых обнажаются гранодиориты Аксайского массива. На контакте известняков и гранодиоритов рас­пространено графитовое тело, представленное мелкими прослойками толщиной не более 2-4 см. Мощность всей залежи - 1,5 м. Площадь зоны графитизации 30-40 км². Прогнозные ресурсы, подсчитанные Л.Д.Файзуллиным (1982 г.) по категории Р₂, составили 117 млн. т графитовой руды или 8,2 млн. т графита. При подсчете ресурсов использовались следующие значения под счетных параметров: площадь развития полезного ископаемого - 30 млн. м², мощность рудного тела - 1,5 м, объем руды - 45 млн. м³, удельный вес - 2,6 т/м³, среднее содержание полезного компонента - 7%. Перспективность проявления в разное время отмечали В.А.Обручев (1932), Я.А.Левен (1936), К.Л.Бабаев (1955), Л.Д.Файзуллин и др. (1982).
Осадочно-метаморфические проявления графита установлены среди древних (докембрий-раннепалеозойских) метаморфических комплексов пород или размещаются среди палеозойских кристаллических известняков. Они, аналогично Сурхдаринскому (Республика Таджикистан) ме­сторождению, по всей вероятности, могут быть потенциально пригодными для использования в металлургии, где графит является огнеупорной отощающей добавкой в производстве огнеупорных материалов и изделий, главным образом, из­готовлении графито-керамических тиглей для плавки специальных сталей, цветных и благород­ных металлов и различных ценных сплавов. В ке­рамическую массу для таких целей вводится от 45 до 65% крупночешуйчатого графита с тонкостью помола 0,15 мм и зольностью до 8,5-11%. Графитовая минерализация метаморфического типа развита относительно широко, главным об­разом, в связи с древними глубокометаморфизо- ванными углеродистыми формациями и размещается преимущественно в пределах Зарафшано-Туркестанской структурно-формационной зоны Южного Тянь-Шаня. Из 15-ти известных проявлений 10 устанавливаются среди древних интенсивно дислоцированных образований ауминзинской, ардакшанской и учкизлярской свит. (Захчахона и др., Гиссар, Кашкадарьинская область), Ауминзатау, Аякаши, Дербез II, Уйректы (горы Ауминзатау и Алтынтау, Навоийская область), Тусун, Тутаксай, Кошрабад, Каракишлак, Аульин, Уратюбе (Гобдунтау и Мальгузарские горы, Самаркандская и Сырдарьинская области). Они возникли в процессе регионального метаморфизма углеродистых осадочных отложений, превращенных в кристаллические сланцы, гнейсы, мрамор и др. Залежи графита, локализующи­еся в них, имеют форму пластов и линз протяженностью от 10-15 до 40-50 м и более при мощности до 2 м (Аякаши в Алтынтау). Иногда вкрапленная графитовая минерализация образует в сланцах зоны протяженностью до нескольких километров при мощности до 10 м (Ауминзатау, Уйректау и др.). Содержание углерода 9-10%. Геологическая изученность проявлений слабая; их большая часть выявлена при съемочных ра­ботах и специально не изучалась. В связи с этим некоторые проявления отнесены к описываемому типу условно. На проявлениях Южно-Актостинское, Южно-Султанбибинское и др. графитовая минерализация приурочена к зонам разломов в кремнисто-известковых отложениях среднего палеозоя. Породы, слагающие зоны, сильно перемяты, раздроблены, часто осветлены и каолинизированы. В них иногда наблюдаются ограниченные участки, имеющие линзовидную форму и протяженность до 50 м при мощности от 10 до 30 м. Графит аморфный, пылеватый, содержание от 0,15 до 4,5%, качество не изучалось.
Графитовая минерализация в пределах юга республики отличается весьма ограниченным развитием и приурочена к южным и юго-западным отрогам Гиссарского хребта. Здесь в результате геолого-съемочных работ установлены проявления Захчахона, Заучак, Рупат, Шаргунь Северный, Шаргунь Южный и Кундаджуаз. Они возникли в процессе регионального метаморфизма древних углеродистых осадочных отложений, превращенных в кристаллические сланцы, гнейсы, мрамор и др. Генетический тип метаморфический; вкрапленная, мелко-, тонкочешуйчатая минерализация образует в кварц-графитовых сланцах, кварцитах и мраморе минерализованные зоны протяженностью до 2-5 км при мощности 1,5-2,5. Содержание углерода 3,5-10,3%. Породы, слагающие минерализованные зоны, сильно перемяты и раздроблены; в них иногда наблюдаются небольшие участки линзовидной формы. Из всех объектов наибольший интерес представляет проявление Захчахона, расположенное на территории Шахрисябзского района Кашкадарьинской области вблизи сел. Гелен, связанное грунтовой автодорогой с ж.-д.ст. Китаб. В геологическом строении участвуют метаморфизованные образования третьей, четвертой и пятой пачек захчахонинской свиты, представленные мрамором, сланцами и туфами кварцевых порфиров, которые несогласно перекрываются мрамором и мраморизованными известняками верхнего карбона. В нижней части пачки развиты терригенные образования, представленные сланцами и песчаниками, а в верхней - карбонатные породы, метаморфизованные до стадии мрамора. В разрезе четвертой пачки существенно преобладает мрамор. Именно к этой части разреза приурочено наиболее высокое содержание графита. Проявление представляет линзообразное тело, сложенное интенсивно графитизированными породами, протяженностью (в изученной его части) 3 км при средней мощности 145 м. Наибольшая мощность рудного тела приурочена к его центральной части. По падению прослеживается на 450 м.
Графит встречается в руде в виде мелких тонкочешуйчатых выделений и, реже, отдельных таблитчатых зерен шестигранной формы. Агрегаты имеют неправильную форму и размеры от сотых до десятых долей миллиметра, а размеры отдельных чешуек - от тысячных до сотых. По размерам и форме графит относится к явно-кристаллическому и представлен чешуйчатой разностью. По генетическим особенностям проявление Захчахона относится, согласно классификации, к типу метаморфических месторождений чешуйчатых графитов, возникающих за счет глубокого метаморфизма осадочных пород, первоначально содержащих органические вещества, послужившие, по-видимому, источником углеро­да, который кристаллизовался в форме графита (Бабаев, 1935; Нырков, 1967; Тренбач, 1993). Для этого типа месторождений характерны относительно невысокие содержания графита в руде (от 2,5 до 17%), однако, большие размеры, относительно простая технология обогащения и большая техническая ценность чешуйчатых графитов делает эти месторождения главным промыш­ленным источником кристаллического графита. К этому типу относятся аналогичные месторождения Украины и России (Завальевское, Тайгинское, Безымянское и др.). Основываясь на кондициях чешуйчатого графита Безымянского месторождения, согласно которым предусматривается среднее содержание графитного углерода в балансовых рудах 3,5% при бортовом содержании 1%, первооткрыватели Захчахонинского проявления Ю.В.Нырков и А.Б.Бедер установили, что графитовые руды проявления Захчахона соответствуют требованиям промышленности и относятся к категории «богатых руд». Этими же геологами определены прогнозные ресурсы на участке проявления Захчахона в количестве 41,6 млн. т чистого графита. По утверждению Ю.В. Ныркова и А.Б. Бедера, произведенный прогнозный подсчет является далеко не полным, так как горизонт интенсивно графитизированных пород имеет значительно большие параметры и прослеживается как в южном, так и северном крыле Захчахонинской синклинали, а также в южном крыле Турткуйлюкской антиклинали, т. е. на протяжении свыше 5 км по падению.
В связи с этим запасы графита, по их мнению, в районе проявления Захчахона можно считать практически неограниченными. Они делают вывод о необходимо сти постановки здесь поисково-разведочных работ с целью выявления дальнейших перспектив проявления Захчахона.
В последующие годы проявление изучалось Сумсарской ГСП, в результате чего было установлено, что средневзвешенное содержание графита по рудной залежи составило 3,95%, что со­ответствует требованиям промышленности к данному виду сырья (Неметаллические полезные ископаемые СССР, 1984) и по масштабам относится к категории средних месторождений. Проявление оценивается как весьма перспективное. При изучении графитизированных известняков проявления Захчахона под микроскопом установлено, что графит относится к явнокристаллическому типу. В руде он располагается густо и беспорядочно в виде агрегативных скоплений и отдельных чешуек в межзерновых пространствах.
Таким образом, особенности размещения проявлений графита свидетельствуют о том, что многие из них связаны с древними докембрийскими и палеозойскими образованиями. Графит формирует небольшие скопления в приконтактовых зонах интрузий и образован в результате процессов контактового метаморфизма (Аксай, Алями, Игрикуль, Миранкуль и др.). Благоприятной является также кремнисто-сланцевая формация нижнего силура, представленная углисто-глинистыми сланцами (Кошрабад, Тусун и др.), мраморизованными известняками и мрамором (Чаргташ, Тутаксай и др.). Максимальная графитовая минерализация метаморфогенного генетического типа протяженностью 2 км при видимой мощности 200 м отмечена на проявлении Тусун с наивысшим содержанием углерода до 30%.
Большинство из вышеперечисленных объектов относится к магматическому и контактово- метасоматическому генетическим типам. Что же касается графитовой минерализации метаморфи­ческого генезиса, то степень изученности их значительно слабая, хотя в структурном отношении кристаллов графита этот генетический тип по аналогии с известным месторождением огнеупорного («тигельного») графита Сурхдаринское (Таджикистан) более предпочтителен как источник крупнокристаллического графита.