ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

 

Месторождения барита

 

 

Месторождение Магнет-Ков, Арканзас

 

Это наиболее крупное в США месторождение барита (McElwaine, 1946; Parks, 1932) расположено в округе Хот- Спринг в центральном Арканзасе в 8 милях севернее Мал- верна и 46 милях юго-западнее Литл-Рока. Оно находится у восточного окончания гор Уошито, крторые представляют собой серию субпараллельных узких хребтов и широких долин, сложенных смятыми в интенсивные складки палеозойскими отложениями. Подле Магнет-Ков тектонические и топографические элементы имеют северо-восточное простирание. Горные хребты, в основном покрытые лесом, возвышаются над расположенными между ними долинами примерно на 225 футов. Абсолютные отметки в районе баритовых рудников в долине Чемберлен-Крик составляют 600—650 футов. Водосток в районе осуществляется в юго-восточном направлении в реку Уошито, которая в свою очередь впадает в Миссисипи. На расстоянии не более мили юго-восточнее баритового месторождения складчатая палеозойская толща скрывается под полого залегающими третичными осадками бассейна Миссисипи.

 

Месторождение барита приурочено К восточному окончанию склоняющейся синклинали ( 8.4). Примерно в 2 милях к юго-западу от месторождения по простиранию толщи эта складка и прилегающие к ней антиклинали интрудиро- ваны грубо округлым штоком нефелиновых сиенитов, поперечник которого составляет около 3 миль. Этот шток, на месте которого в результате эрозии возникла широкая и неглубокая впадина или «бухта», получил название интрузива Магнет- Ков. Интрузив славится коллекционными образцами минералов, встречающихся в сиенитах и ассоциирующих с ними кон- тактово-метаморфических породах.

 

Возраст развитых на месторождении пород складчатой толщи колеблется от ордовикского до пенсильванского. Пл'асто- во-метасоматические тела барита приурочены к нижней части формации глинистых сланцев Стэнли (пенсильванского — миссисипского возраста) и располагаются в нескольких футах выше контакта этих сланцев с новакулитовой формацией Арканзас (миссисипий — девон). Формация Стэнли сложена темными тонкорассланцованными глинистыми сланцами с многочисленными прослоями тонкозернистых плотных песчаников в низах ее. В западной части района месторождения, а также местами в его окрестностях базальный горизонт формалин Стэнли представлен твердыми серыми кварцитовидными песчаниками, получившими название песчаников Хот-Спрингс.

 

Общая мощность формации Стэнли в регионе составляет несколько тысяч футов, однако в эродированной синклинали, к которой приурочено баритовое оруденение, присутствует лишь базальная часть формации мощностью 300 футов.

 

Подстилающие арканзасские новакулиты представляют собой плотные кремнеземистые породы мощностью около 1 тыс. футов. В верхней части формации Арканзас присутствует значительное количество кремнеземистых сланцев, однако низы ее сложены массивными новакулитами, весьма устойчивыми по отношению к эрозии, в связи с чем эти породы образуют в регионе на поверхности выходы в виде гряд. Контакт между глинистыми сланцами формации Стэнли и новакулитами несогласный. В пределах баритоносного района в основании формации Стэнли присутствует конгломерат, состоящий из гальки и булыжников новакулита.

 

Синклиналь, к которой приурочено месторождение барита, опрокинута на северо-запад. Северо-западное ее крыло падает под углом около 40° на юго-восток, тогда как на втором крыле пласты залегают почти вертикально. Синклиналь склоняется в юго-западном направлении под углом порядка 20°. Породы, выполняющие эту складку, разбиты трещиноватостью отдельности, ориентированной под прямым углом к поверхностям напластования. Установлены немногочисленные мелкие тектонические нарушения.

 

Месторождение барита в плане имеет подковообразную форму с протяженностью от вершины этой подковы до любого конца около трех четвертей мили. На крыльях складки мощность баритоносной зоны составляет 30—50 футов, но в замке синклинали она увеличивается до 100 футов, и более (McElwaine, 1946а,б  3). Нижний контакт баритоносной зоны .с безрудными глинистыми сланцами или песчаниками горизонта Хот-Опринг резкий, тогда "как в кровле зона сменяется постепенно вышележащими'породами. На западе баритовая залежь постепенно переходит по простиранию в глинистые сланцы.

 

Мощность отдельных пластов барита, которые разделены незамсстившимися прослоями глинистых сланцев или песчаников, колеблется от 1 дюйма до 2—3 футов. В свежем состоянии барит имеет серую окраску, среднюю твердость и обладает плотным сложением, напоминая плотный кристаллический известняк. В приповерхностной зоне выветривания окраска у него изменчивая, он становится мягким, землистым и содержит прожилкообразные включения глин, глинистых сланцев и песчаников. Значительная часть барита, залегающего неглубоко, обладает характерной пластинчатостью, параллельной поверхности напластования. К полосам, ориентированным параллельно поверхности напластования, приурочена рассеянная вкрапленность мелких кристаллов пирита,со- держание которого в значительной части баритовых руд достигает 4%. Пирит частично изменен в лимонит и гематит, особенно в зоне выветривания, в связи с чем в барите возникли желтые, розовые и красные потеки.

 

По Парксу (Parks, 1932, стр. 41), барит и пирит в их современном залегании были отложены гидротермальными растворами. Селективный характер замещения зависел от благоприятных условий давления и температуры, а также от лито- логического состава. В качестве источника магматогенных растворов можно предполагать массив Магнет-Ков, от которого эти растворы могли мигрировать вверх по падению пород,' выполняющих синклиналь, и вверх по склонению складки. В составе распространенных пород интрузивного массива установлено около 0,3% BaO (Brobst, 1958, стр. 95).

 

В баритоносной зоне производится валовая выемка горной массы. Добываемая горная масса в среднем содержит около 70% барита, причем включения пустых пород представлены кварцем, глинистыми сланцами и окислами железа. По данным Бробста (Brobst, 1958), удельный вес извлекаемой горной массы составляет в среднем 3,7; причем в 1954 г. в качестве минимально допустимого ее удельного веса считалась величина 3,2. После очень тонкого помола и флотации получают порошок с содержанием барита 98% и удельным весом 4,4 (Norman, Lindsey, 1942). Значение месторождения Магнет-Ков, очевидно, определяется не столько высоким качеством руды, сколько его географическим положением. Практически вся продукция месторождения используется при глубоком нефтяном бурении в регионе побережья Мексиканского залива. Добыча и обогащение сырья месторождения Магнет- Ков осуществлялись двумя компаниями. В конце 1957 г. одна из этих компаний заявила о приостановке работ, что, вероятно, было связано с понижением активности в нефтяной промышленности.

 

Месторождения округа Вашингтон, Миссури

 

Главная масса барита в штате Миссури добывается из остаточных месторождений округа Вашингтон (Тагг, 1919; Wei- gel, 1929), располагающихся приблизительно в 60 милях юго- западнее Сент-Луиса. Этот рудный район находится в пределах провинции плато Озарк, непосредственно к северу от серии выходов докембрия в горах Сент-Франсуа. Район имеет зрелый рассеченный рельеф, представленный узкими грядами холмов, разделенных широкими плоскими долинами. Средние относительные превышения рельефа в районе составляют около 200 футов. Водосток осуществляется в северном и восточном направлении в реку Миссисипи.

 

Большая часть рудного района округа Вашингтон сложена относительно полого залегающими отложениями формаций Потоси и Эминенс (верхний кембрий). Формация Потоси состоит из светло-серых зернистых доломитов мощностью 100— 300 футов. В доломитах присутствуют стяжения кремня, жеоды с друзами кварца, слоистые прослои кварца и халцедона, а также небольшое количество барита, преимущественно в виде жил. Формация Эминенс, или Проктор по Тарру (Тагг, 1919), сложена почти чистыми доломитами и имеет мощность 80—100 футов. Местами эта формация перекрывается останцами базальных горизонтов ордовикской формации Гаско- нейд, состоящей из доломитов, песчаников, кремней и 'незначительного количества глинистых сланцев.

Площадь развития этих пород ограничена с юга крупным нормальным сбросом или сбросовой зоной, к северу от которой расположен опущенный блок, а с северо-востока—другим сбросом с опущенным по нему северо-восточным блоком. Баритовое оруденение проявляется лишь в пределах клиновидного блока, который заключен между этими двумя сбросами, ограничивающими территорию площадью около 300 кв. миль. В пределах баритоносного блока породы полого падают на северо-запад и разбиты многочисленными трещинами отдельности.

 

В непромышленных количествах барит присутствует в доломитах формаций Потоси и Эминенс, встречаясь здесь в виде жил и рассеянной вкрапленности. По мощности жилы колеблются от тонких пленок до 2 футов и более. Определению протяженности этих жил обычно препятствует мощный покров остаточных глин. В жилах может присутствовать один барит, но чаще с ним ассоциируют несколько других минералов, которые выделялись в такой последовательности: халцедон, кварц, пирит и марказит, галенит, сфалерит. Барит выпадал последним. Видимо, процесс формирования жил преимущественно имел характер выполнения открытых трещин, а не метасоматического замещения доломитов. Большая часть жил установлена подле кровли формации Потоси. Вкрапленность барита в виде мелких гнезд не более 2 дюймов в поперечнике установлена в доломитах обеих формаций — Потоси и Эминенс. Такие включения барита представляют собой как продукт выполнения каверн, так и метасоматические образования, и встречаются они в наибольшем количестве поблизости от жил.

 

Промышленный интерес представляют поверхностные отложения, в которых разобщенные обломки барита включены в остаточные глины. Как барит, так и глинистое вещество этих отложений образовались за счет подстилающих доломитов. Глины имеют темную буровато-красную окраску, состоят из тонких частиц и обладают пластичностью. Обломочный баритовый материал характеризуется самыми различными размерами, от частиц меньше песчаных фракций до глыб весом 200 фунтов и более. Более крупные обломки представляют собой белые кристаллические агрегаты, покрытые пленками темно-красных окислов железа.

 

Наиболее ценные баритоносные отложения приурочены к глинистым плащам, развитым на склоне холмов. Барит может быть равномерно распределен в массе глины, но чаще он существенно обогащает отдельные слои, разделенные пластами глин с незначительным количеством баритовых обломков. Такие слои могут быть распространены на площади до 100 акров. Мощность покровных глинистых отложений значительно варьирует от первых футов до 30 футов и более, что объясняется существованием весьма неровной поверхности растворения у подстилающих глины коренных пород. В более глубоких частях глинистого покрова могут встречаться концентрации барита в виде «жил» шириной 10—20 футов и протяженностью в несколько сот футов. Такие скопления барита не обнаруживают никакой связи со склонами холмов и, очевидно, соответствуют выветрившимся частям жил, секущих залегающие ниже доломиты. Кроме барита, в глинах присутствуют обломки кремней, кварца и доломита. В небольших карманах и «жилах» содержание барита может достигать 20—25%, но в среднем для глинистого покрова оно составляет немного более 10%.

 

Совершенно очевидно, что барит, так же как и глина, в которой он встречается, представляет собой нерастворимый остаток, сохранившийся после выщелачивания залегающих ниже пород, главным образом доломитов формации Потоси. Однако во взглядах на происхождение первичного барита в коренных породах существуют значительные расхождения. Эта проблема заключает в себе региональные и локальные аспекты. Месторождения барита округа Вашингтон сходны с месторождениями центральной части Миссури, расположенными в 80 милях западнее. В последних присутствует значительно больше галенита и сфалерита, в связи с чем предполагается, что они генетически связаны с общей свинцово-цин- ковой минерализацией долины Миссисипи. По поводу происхождения этой минерализации в течение многих лет существуют две противоположные точки зрения: 1) о генетической связи с нисходящими холодными метеорными водами и 2) о происхождении за счет восходящих горячих магматоген- ных растворов. Обе эти концепции были использованы для интерпретации баритового оруденения округа Вашингтон. Метеорную гипотезу в числе других отстаивали Дейк (Dake, 1930) и Уэйджел (Weigel, 1929), а гидротермальную особенно энергично выдвигал Тарр (Тагг, 1919).

 

 Хотя вероятный источник гидротермальных растворов поблизости не установлен, более логичной представляется концепция о гидротермальном происхождении барита округа Вашингтон. Тарр (Тагг, 1918, 1919) указывал, что ассоциации и парагенезисы минералов в этих месторождениях более характерны для гидротермальных жил, чем для отложений грунтовых вод. Этот исследователь подчеркивал большую способность к переносу бария у восходящих термальных растворов по сравнению с нисходящими холодными водами, а также — обычное присутствие барита в качестве нерудного минерала жильных месторождений малых глубин, особенно свинцово-цинковых. Близкие доводы были приведены Матером (Mather, 1947), пришедшим к аналогичному выводу о происхождении баритовых месторождений центрального Миссури.

 

Барит в округе Вашингтон добывается с 1870 г. Приблизительно до 1925 г. эксплуатационные работы производились вручную, киркой и лопатой, вручную велась и рудоразборка." Добыча происходила спорадически, и много барита при этом терялось. Современное землеройное оборудование и установки мокрого обогащения позволяют разрабатывать месторождения с содержанием барита менее 10%, в том числе участки, ранее подвергавшиеся эксплуатации примитивными методами. Методика добычи и обогащения барита описана Джастом (Just, 1948).

 

В связи со значительно более высоким удельным весом барита по сравнению с глинами или доломитами теоретически возможны поиски его залежей с использованием гравиметрической разведки. С целью уточнения подобной возможности были проведены некоторые геофизические исследования (Uhley, Sharon, 1954). Несмотря на то что положительные гравиметрические аномалии могут быть обусловлены не только существованием скоплений барита, но и другими причинами, особенно выступами коренных пород в вышележащую толщу остаточных глин, представляется вероятным, что гравиметрическая разведка может служить достаточно надежным вспомогательным методом при поисках месторождений барита. По крайней мере посредством этой геофизической методики можно оконтуривать площади с низкими гравиметрическими показателями, бесперспективные для поисков месторождений барита.

 

Другие месторождения

 

Помимо округа Вашингтон, в США имеется несколько других менее важных баритоносных районов. Так, барит присутствует в остаточных глинах, возникших за счет выветривания карбонатных пород формаций Шейди и Ром (нижний кембрий) близ Картерсвилла, Джорджия (Kesler, 1949). В районе Дель-Рио — Хот-Спринг в восточном Теннесси (Ferguson, Jewell, 1951) барит присутствует в мелких линзах и прожилках, приуроченных к зоне надвига, и концентрируется здесь в промышленные залежи совместно с красновато-бурыми глинами, образовавшимися при выветривании пород тектонических зон дробления. В районе, расположенном между горой Кингс-Маунтин, Северная Каролина, и Гаффни, |5жная Каролина (Rankin et al., 1942; van Horn et al., 1949), жилы и линзы барита приурочены к докембрийским кварцево- серицитовым кристаллическим сланцам. Геологическое строение упомянутых и других баритоносных районов юго-восточных штатов США рассмотрено в работе Кеслера (Kesler, 1950).

 

Наиболее важные баритовые месторождения западной части США располагаются в Неваде (Gianella, 1941) и Калифорнии (Kesler, 1950), где барит присутствует в жилах и метасоматических телах, локализующихся в известняках. Редкие месторождения барита различных типов известны в штатах Скалистых гор. Баритовое месторождение Уолтон в Новой Шотландии (Jewett, 1957) представляет собой крупную мета- соматическую залежь в известняках. Значительные потенциальные месторождения барита обнаружены в округе Монтгомери, Арканзас (Jones, 1949; McElwaine, 1946 а, б), и расположены приблизительно в 40 милях западнее месторождения Магнет-Ков, с которым они имеют много общего.

 

 

ЛИТЕРА ТУРА

 

Adams G. I., J о п е s W. В. (1940). Barite deposits of Alabama, Ala. Geol. Survey Bull., 45.

Brobst D A. (1958). Barite resources of the United States, U. S. Geol. Survey Bull., 1072-B.

Clippinger D. M. (1949). Barite of New Mexico, N. M. Bur. Mines and Min. Res. Circ., 21.

Dake C. L. (1930). The geology of the Potosi and Edgehill quadrangles, Mo. Bur. Geology and Mines, 2nd. ser., 23.

Dean G. В., Brobst D. A. (1955). Annotated bibliography and index map of barite deposits in United States, U. S. Geol. Survey Bull., 1019-C.

DeMunck V., Ackerman W. D. (1958). Barite deposits in Montana, Mont. Bur. Mines and Geology Circ., 22.

Durrell C. (1954). Barite deposits near Barstow, San Bernardino County, California, Calif. Div. Mines Spec. Rept., 39.

Edmundson R. S. (1938). Barite deposits of Virginia, Va. Geol. Survey Bull., 53.

Ferguson H. W., Jewell W. B. (1951) Geology and barite deposits of the Del Rio district, Cocke County, Tennessee, Tenn. Div. Geology Bull., 57.

Glanella V. P. (1941). Barite deposits of northern Nevada, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 144, 294—299.

Hale D. P., Jr. (1942). Modern mining and beneficiation of barite at Cartersville, Georgia, Amer. Inst. Mln. Met. Eng. Trans., 148, 277        290.

Ham W. E„ Merritt C. A. (1944). Barite In Oklahoma, Okla. Geol. Survey Circ., 23.

Harding A. C. (1948). Barite production in the United States, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Tech. Pub., 2414; Min. Tech., 12.

Jewett G. A. (1957). The Walton N. S., barite deposit, Geology of Canadian Industrial Mineral Deposits, Montreal, Can. Inst. Min. and Met., 54—58.

Jones T. A. (1949). Barite deposits in the Ouachita Mountains, Montgomery, Polk, and Pike counties, Arkansas, U. S. Bur. Mines Rept. Inv., 4348.

Just E. (1943). An Arkansas travelogue, Eng. ,and Min. Jour., 143, № 12, 64—65.

Just E. (1948). Barite production upheld by Improved equipment, Eng. and Min. Jour., 149, № 1, 71—73.

Kesler T. L. (1949). Occurrence and exploration of barite deposits at Cartersville, Georgia, Min. Eng., 1, pt. 2, 371—375.

Kesler Т. L. (1950). Barite deposits southeast of the Applachian Plateaus, Proc. Southeastern Mineral Symposium, 1949, Knoxville, Univ. Tenn. Press, 88—98.

Kesler T. L. (1950). Geology and mineral deposits of the Cartersville district, Georgia, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 224.

Kundert C. J. (1957). Barite, Calif. Div. Mines Bull., 176, 71—74.

Lewis J. V. (1919). The magmatic origin of barite deposits, Econ. Geology, 14, 568—570.

Mather W. B. (1947). Barite deposits of central Missouri, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 173, S4—108.

Mather. W. B. (1950). Nonmetalllferous mineral resources in Arkansas, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 187, 582—583.

McElwaine R. B. (1946a). Exploration for barite in Hot Spring County, Arkansas, U. S. Bur. Mines Rept. Inv., 3963.

McElwaine R. B. (19466). Exploration of barite in Montgomery County, Arkansas, U. S. Bur. Mines Rept. Inv., 3971.

Norman J., Lindsey B. S. (1942). Flotation of barite from Magnet Cove, Arkansas, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 148, 367—373.

Parks B. (1932). A barite deposit in Hot Spring County, Arkansas, Ark. Geol. Survey Inf. Circ., 1.

Penhallegon W. J. (1938). Barite in the Tennessee Valeey region, Tenn. Valley Authority, Div. Geology Bull., 9.

Peters W. C. (1958). Economic position of western barite deposits, Min. Eng., 10, 972—976.

Rankin H. S. et a I. (1942). Concentration tests on Tennessee Valley barite, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 148, 291—303.

Stuckey J. L., Davis H. T. (1933). Barite deposits in North Carolina, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 116, 346—355.

Tarr W. A. (1918). The barite deposits of Missouri and the geology ol the barite district, Univ. Mo. Studies, Science Ser., 8, № i.

Tarr W. A. (1919). The barite deposits of Missouri, Econ. Geology, 14, 46-67.

Uhley R. P., Sharon L. (1954). Gravity surveys for residual barite deposits in Missouri, Min. Eng., 6, 52—56.

Van Horn E. C., LeGrand J. R., McMurray L. L. (1949). Geology and preliminary ore dressing studies of the Carolina barite belt, N. C. Div. Min. Res. Bull., 57.

Wei gel W. M. (1929). The barite industry in Missouri, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 1929, 256—279.

 

 

 

 Смотрите также:

 

Барит и витерит

Промышленные месторождения барита представлены двумя типами.
В качестве заполнителей применяются барит, железные руды, металлолом. Плотность бетона на баритовом заполнителе достигает 3800 кг/м3.

 

Барит. Магические и лечебные свойства камней и минералов

Основные месторождения: Мексика, Перу, США, Индия, Алжир, Ирландия. Лечебные свойства. Литотерапевты утверждают, что барит способен помочь человеку справиться не столько с самим заболеванием, сколько с психологической травмой, полученной в результате проявления...