Магнієві руди: їх типи, родовища, використання та видобування

Магнієві руди: їх типи, родовища, використання та видобування

Магні­є­ві руди — це важли­ва міне­раль­на сиро­ви­на, з якої отри­му­ють один із най­цін­ні­ших лег­ких мета­лів. Основ­ни­ми дже­ре­ла­ми є кар­бо­на­тні (доло­міт, магне­зит) та соля­ні (кар­на­літ, бішо­фіт) міне­ра­ли, а також при­ро­дні роз­со­ли й мор­ська вода. Родо­ви­ща фор­му­ю­ться як у пла­тформ­них, так і склад­ча­стих гео­стру­кту­рах, охо­плю­ю­чи широ­кий діа­па­зон гео­ло­гі­чно­го віку — від кем­брію до суча­сно­сті. У про­ми­сло­во­сті магній має стра­те­гі­чне зна­че­н­ня зав­дя­ки сво­їм фізи­ко-хімі­чним вла­сти­во­стям і бага­то­га­лу­зе­во­му засто­су­ван­ню.

Магні­є­ві руди вхо­дять до пере­лі­ку кори­сних копа­лин загаль­но­дер­жав­но­го зна­че­н­ня, затвер­дже­но­го поста­но­вою Кабі­не­ту Міні­стрів Укра­ї­ни від 12 гру­дня 1994 р. № 827, як руди кольо­ро­вих мета­лів.

Перелік корисних копалин загальнодержавного значення

Озна­йом­тесь з пов­ним кла­си­фі­ко­ва­ним спи­ском кори­сних копа­лин Укра­ї­ни

Пере­йти до пере­лі­ку
Загальні відомості

Магній (Mg) — хімі­чний еле­мент ІІ гру­пи пері­о­ди­чної систе­ми з атом­ним номе­ром 12 та атом­ною масою 24,305. Упер­ше його було виді­ле­но у 1808 році англій­ським хімі­ком Гем­фрі Деві, а в мета­ле­вій фор­мі отри­ма­но фран­цузь­ким дослі­дни­ком Анту­а­ном Бюс­сі у 1829 році. Про­ми­сло­ве виро­бни­цтво магнію поча­ло­ся напри­кін­ці ХІХ сто­лі­т­тя в Німеч­чи­ні.

При­ро­дний магній пред­став­ле­ний ста­біль­ни­ми ізо­то­па­ми: 24Mg (78,6%), 25Mg (10,1%) і 26Mg (11,3%). Крім них, відо­мо п’ять радіо­актив­них ізо­то­пів.

Це срі­бля­сто-білий лег­кий метал з тем­пе­ра­ту­рою плав­ле­н­ня 650°C і кипі­н­ня 1107°C. Має густи­ну лише 1,74 г/см³, що робить його одним із най­лег­ших кон­стру­кцій­них мета­лів. У спо­лу­ках про­яв­ляє дво­ва­лен­тність і висо­ку хімі­чну актив­ність.

Магній швид­ко оки­слю­є­ться на пові­трі, фор­му­ю­чи захи­сну плів­ку MgO. Він стій­кий до дії лугів, соди, бен­зи­ну, гасу, міне­раль­них олив, зав­дя­ки чому засто­со­ву­є­ться у виро­бни­цтві тру­бо­про­во­дів, ємно­стей і цистерн. У роз­чи­нах мор­ської або міне­раль­ної води роз­чи­ня­є­ться; при нагрі­ван­ні всту­пає в реа­кцію з гало­ге­на­ми, вугле­во­дня­ми, утво­рює фосфі­ди, силі­ци­ди, мета­ло­ор­га­ні­чні спо­лу­ки, висту­пає як силь­ний від­нов­ник.

У при­ро­ді віль­ний магній не тра­пля­є­ться, він при­су­тній лише у вигля­ді спо­лук — силі­ка­тів, кар­бо­на­тів, хло­ри­дів, суль­фа­тів. Магній вхо­дить до скла­ду понад 200 міне­ра­лів. Серед голов­них про­ми­сло­вих дже­рел — магне­зит (MgCO₃), бру­сит (Mg(OH)₂), доло­міт (CaMg(CO₃)₂), кар­на­літ, бішо­фіт, каї­ніт, епсо­міт, кізе­рит, полі­га­літ, лан­гбей­ніт.

Також Mg місти­ться в міне­ра­лах олі­ві­но­вої та піро­ксе­но­вої гру­пи, де він може замі­щу­ва­ти інші катіо­ни — залі­зо, каль­цій або мар­га­нець. Сере­дній вміст магнію в зем­ній корі ста­но­вить близь­ко 1,87%, у мор­ській воді — 0,13%.

Генетичні та геолого-промислові типи родовищ

Най­ва­жли­ві­ши­ми вида­ми магні­є­вих руд є магне­зі­аль­но-калій­ні солі, які фор­му­ю­ться в резуль­та­ті вилу­го­ву­ва­н­ня під­зем­ни­ми вода­ми. Уна­слі­док цьо­го вини­ка­ють при­ро­дні роз­со­ли та соля­ні дже­ре­ла. Ваго­ме зна­че­н­ня мають також родо­ви­ща доло­мі­ту в оса­до­вих тов­щах та магне­зи­ту, який утво­рю­є­ться вна­слі­док мета­со­ма­ти­чно­го замі­ще­н­ня вапня­ків і доло­мі­тів магне­зі­аль­ни­ми роз­чи­на­ми.

Суча­сні соля­ні родо­ви­ща фор­му­ю­ться в умо­вах замкне­них мор­ських заток, лагун, лима­нів, а також у вну­трі­шньо­ма­те­ри­ко­вих запа­ди­нах. Дже­ре­лом магнію також є мор­ська вода, яка містить близь­ко 4 % Mg у сухо­му зали­шку.

Родо­ви­ща магне­зі­аль­ної сиро­ви­ни зазви­чай при­уро­че­ні до пла­тформ­них обла­стей з три­ва­лим про­ги­на­н­ням зем­ної кори — це перед­гір­ні про­ги­ни, сине­клі­зи, вну­трі­шні запа­ди­ни. Вони фор­му­ва­ли­ся про­тя­гом широ­ко­го гео­хро­но­ло­гі­чно­го діа­па­зо­ну — від кем­брію до четвер­тин­но­го пері­о­ду.

Серед гене­ти­чних типів пере­ва­жа­ють екзо­ген­ні родо­ви­ща: оса­до­чні, оса­до­чно-діа­ге­не­ти­чні, інфіль­тра­цій­ні. До ендо­ген­них від­но­ся­ться гідро­тер­маль­ні та мета­со­ма­ти­чні покла­ди.

Най­більш про­ми­сло­во зна­чу­щі родо­ви­ща магнію при­уро­че­ні до гало­ген­но-ева­по­ри­то­вих фор­ма­цій. Вони скла­да­ю­ться пере­ва­жно з хло­ри­дів та суль­фа­тів магнію: кар­на­лі­ту, бішо­фі­ту, кізе­ри­ту тощо, що заля­га­ють разом із соля­ми натрію, калію, каль­цію та бору.

Роз­рі­зня­ють мор­ські та кон­ти­нен­таль­ні фор­ма­ції, з пов­ним (калі­є­но­сним) або непов­ним про­фі­лем. Родо­ви­ща кла­си­фі­ку­ють на вико­пні та суча­сні, зале­жно від гео­ло­гі­чно­го часу фор­му­ва­н­ня.

Вико­пні родо­ви­ща солей

Родо­ви­ща дав­ньо­го гене­зи­су мають пла­сто­ву, лін­зо­ву або купо­ло­по­ді­бну мор­фо­ло­гію. Вони заля­га­ють на гли­би­нах деся­тків і сотень метрів, а соля­ні тов­щі можуть дося­га­ти 500‑1000 м і біль­ше. Най­біль­ші серед них:

  • Верх­ньо­кам­ський басейн (Перм, Росія)
  • Прип’ятський басейн (Біло­русь)
  • Слов’яно-Артемівське родо­ви­ще (Укра­ї­на)
  • Саска­че­ван­ський басейн (Кана­да)
  • Шта­сфурт­ське родо­ви­ще (Німеч­чи­на)
  • Родо­ви­ща на пів­дні США
Суча­сні соля­ні родо­ви­ща

Суча­сні покла­ди фор­му­ю­ться за умов випа­ро­ву­ва­н­ня в жар­ко­му та сухо­му клі­ма­ті. Вони скла­да­ю­ться з твер­дих оса­до­вих солей і роз­со­лів з кон­цен­тра­ці­єю солей понад 3,5 %. До мор­ських нале­жать:

  • Кара-Богаз-Гол (Каспій­ське море)
  • Сиваш, Дону­злав, Сасик (Азо­во-Чор­но­мор­ське узбе­реж­жя)

До кон­ти­нен­таль­них:

  • озе­ра Ель­тон, Баскун­чак, Сар­пин­ські (РФ)
  • Вели­ке Соло­не озе­ро (США)
Гідро­тер­маль­ні родо­ви­ща магне­зи­ту

На родо­ви­щах цьо­го типу магне­зит утво­рю­є­ться шля­хом замі­ще­н­ня доло­мі­тів та вапня­ків магне­зі­аль­ни­ми роз­чи­на­ми. Покла­ди мають пла­сто­ву, лін­зо­ви­дну або што­ко­по­ді­бну фор­му, про­стя­га­ю­ться на 1–2 км і дося­га­ють поту­жно­сті понад 500 м. Відо­мі при­кла­ди:

  • Три­бен, Раден­тейн (Австрія)
  • Саткин­ська гру­па родо­вищ (Урал, РФ)
  • Савін­ське, Онат­ське (Іркут­ська обл.)
Інфіль­тра­цій­ні родо­ви­ща

Утво­рю­ю­ться вна­слі­док лате­ри­тно­го виві­трю­ва­н­ня сер­пен­ти­ні­зо­ва­них уль­тра­о­снов­них порід. Магній мігрує в нижні гори­зон­ти кори виві­трю­ва­н­ня, де оса­джу­є­ться як гель MgCO₃. Рудні тіла пред­став­ле­ні гні­зда­ми, лін­за­ми, жила­ми та што­квер­ка­ми. Поту­жність зони — 10–15 м в сере­дньо­му, іно­ді до 30–40 м.

Родо­ви­ща відо­мі на Кубі, у Новій Кале­до­нії, Казах­ста­ні, Закав­каз­зі, на схи­лах Ура­лу (Хали­лов­ське).

Родовища магнієвих руд в Україні

Магні­є­ва галузь Укра­ї­ни пов­ні­стю забез­пе­чує вну­трі­шні потре­би у мета­лі­чно­му магнії зав­дя­ки наяв­но­сті родо­вищ калій­но-магні­є­вих солей — суль­фа­тних і суль­фа­тно-хло­ри­стих. Важли­ве дже­ре­ло сиро­ви­ни — також ропа солон­ча­ків та заток Кри­му.

Основ­ни­ми магнійв­мі­сни­ми міне­ра­ла­ми є: кар­на­літ, лан­гбей­ніт, каї­ніт, бішо­фіт, кізе­рит, полі­га­лит, епсо­міт. Най­біль­ше виро­бни­цтво зосе­ре­дже­не на Калу­сько­му хімі­ко-мета­лур­гій­но­му ком­бі­на­ті та Запо­різь­ко­му тита­но-магні­є­во­му заво­ді. Зна­чна части­на магнію екс­пор­ту­є­ться, пере­ва­жно в Росію.

  • Пере­д­кар­пат­ський калі­є­но­сний басейн — Калуш-Голин­ське та Сте­бни­цьке родо­ви­ща. Тут солі мають пере­ва­жно суль­фа­тний склад і є ком­пле­ксни­ми. Видо­бу­ток можли­вий як під­зем­ним, так і від­кри­тим спосо­бом.
  • В Доне­цькій обла­сті — бішо­фі­то­ві гори­зон­ти роз­ві­да­ні в гли­бо­ких свер­дло­ви­нах, зокре­ма на Зату­рин­сько­му та Ново­по­діль­сько­му родо­ви­щах. Видо­бу­ток веде­ться шля­хом свер­дло­вин­но­го роз­чи­не­н­ня.
  • У Кри­му — ропа Сива­ша, озе­ра Ста­ре, Сасик та інші містять до 1.15% MgO і є дже­ре­лом хло­ри­дно-суль­фа­тних солей.

Пер­спе­ктив­ни­ми є нетра­ди­цій­ні типи сиро­ви­ни: мета­мор­фо­ген­ні родо­ви­ща магне­зи­ту і таль­ко-магне­зи­ту, висо­ко­ма­гне­зі­аль­ні мета­уль­тра­ба­зи­ти, таль­ко-магне­зи­ту, висо­ко­ма­гне­зі­аль­ні мета­уль­тра­ба­зи­ти, доло­мі­то­ві мар­му­ри

Прав­дин­ське родо­ви­ще у Дні­про­пе­тров­ській обла­сті містить понад 100 млн тонн руди з висо­ким вмі­стом MgO (до 41%). Сиро­ви­на при­да­тна для вогне­три­вів, добрив, цемен­ту.

Весе­лян­ське родо­ви­ще у Запо­різь­кій обла­сті має 1322 тис. тонн запа­сів і пер­спе­кти­ви до 250 млн тонн.

У При­а­зов­сько­му бло­ці вияв­ле­но числен­ні мета­уль­тра­ба­зи­ти, які також можуть бути вико­ри­ста­ні як добав­ки до вогне­трив­ких мате­рі­а­лів.

Отже, магні­є­ві руди є важли­вим ресур­сом для мета­лур­гії, авіа­цій­ної та хімі­чної про­ми­сло­во­сті. Їхня досту­пність, різно­ма­ні­тність гене­ти­чних типів та ефе­ктив­ні техно­ло­гії добу­ва­н­ня забез­пе­чу­ють ста­біль­не поста­ча­н­ня магнію для стра­те­гі­чно важли­вих галу­зей. Ура­ху­ва­н­ня гео­ло­гі­чних умов, мор­фо­ло­гії покла­дів і хімі­чно­го скла­ду сиро­ви­ни дозво­ляє опти­мі­зу­ва­ти видо­бу­ток і змен­ши­ти еко­ло­гі­чний вплив.

ПРОЙДЕМО РАЗОМ ШЛЯХ ВІД ІДЕЇ ДО ВИДОБУВАННЯ

Тео­ре­ти­чні зна­н­ня з гео­ло­гії, міне­ра­ло­гії та оцін­ки ресур­сів — лише поча­ток. Щоб реа­лі­зу­ва­ти потен­ці­ал родо­ви­ща, потрі­бна чітка послі­дов­ність дій: від пра­во­вих про­це­дур до польо­вих робіт і видо­бу­тку.

Ниж­че — покро­ко­вий шлях, який ми допо­ма­га­є­мо прой­ти на пра­кти­ці.

циркон

Цирконій і гафній. Властивості та поширення

Гафній і цир­ко­ній — це стра­те­гі­чно важли­ві мета­ли, які зав­дя­ки сво­їм уні­каль­ним фізи­ко-хімі­чним вла­сти­во­стям

plagiogranite

Плагіограніт. Інтрузивна порода як свідок глибинних процесів планети

Пла­гі­о­гра­ніт — інтру­зив­на поро­да, що від­обра­жає про­це­си магма­ти­чної дифе­рен­ці­а­ції та фор­му­ва­н­ня оке­а­ні­чної кори.

palygorskit

Палигорськіт. Унікальні властивості породи та її поширення

Пали­гор­ськіт — воло­кни­стий гли­ни­стий міне­рал із висо­ки­ми адсорб­цій­ни­ми вла­сти­во­стя­ми, який утво­рю­є­ться у від­кла­дах тепло­го міл­ко­во­д­дя.