Псевдорутил-лейкоксен-кварцевые руды Тимана ‒ новый генетический вид титанового сырья: перспективы промышленного освоения

Два крупнейших месторождения России – Ярегское и Пижемское – относятся к одному генетическому типу: гидротермально-метаморфические коренные месторождения. Они расположены в одной тиманской структуре на расстоянии не более 230 км друг от друга. По суммарным утвержденным запасам и прогнозным ресурсам диоксида титана ресурсы этих месторождений приближаются к 70% от общероссийских и составят в недалеком будущем основу используемого в России промышленного титанового сырья. В интересах технологической минералогии детально изучены морфологические особенности, внутреннее строение, химический состав зерен двух главных титановых минеральных фаз – лейкоксена и псевдорутила, полиморфы TiO2 , а также состав минеральных микровключений в этих фазах. В Институте геологии и геохронологии докембрия РАН методом SEM-EDS проанализированы составы всех минеральных фаз в полированных препаратах лейкоксена и псевдорутила, получено 147 химических анализов в точке (диаметр зонда – 2–3 мкм) и сканированием по площади (20×20 мкм) множество изображений полированных зерен анатаза, лейкоксена и псевдорутила. В самих зернах лейкоксена в виде включений диагностировано и охарактеризовано 12 минеральных фаз: псевдорутил, рутил, анатаз, кварц, гидромусковит-иллит, каолинит, сидерит, циркон, ксенотим, пирит, флоренсит, монацит и куларит. Полиморфы TiO₂ заверены рамановской спектроскопией и рентгенодифракционным анализом. Получены новые подтверждения того, что превращение ильменита в лейкоксен происходит гидротермальным путем через промежуточные фазы ‒ Fe-рутил и псевдорутил; показано укрупнение кристалликов рутила в самом зерне лейкоксена; нахождение вторичных кристаллов сидерита, флоренсита и других внутри изученных зерен.

1. Белая Е.А., Викторов В.В., Жеребцов Д.А., Колмогорцев А.М. (2018). Влияние оксидов d-элементов на фазовое превращение анатаз-рутил. Вестник ЮУрГУ. Серия «Химия», 10(1), с. 5–16. https://doi.org/10.14529/chem180101

2. Быховский Л.З., Ремизова Л.И. (2021). Возможности обеспечения российской промышленности титановым сырьем. Титан, (1), с. 4–13.

3. Красоткина А.О., Скублов С.Г., Кузнецов А.Б., Макеев А.Б., Астафьев Б.Ю., Воинова О.А. (2020). Первые данные о возрасте (U–Pb, SHRIMP-II) и составе циркона из уникального Ярегского нефтетитанового месторождения (Южный Тиман). Докл. Рос. Акад. наук. Науки о Земле, 495(2), с. 9–17. https://doi.org/10.31857/S2686739720120063

4. Лютоев В.П., Макеев А.Б. (2019). Оценка качества магнитных концентратов титановых руд Пижемского месторождения с позиции технологической минералогии. Известия вузов. Геология и разведка, (3), с. 31–41. https://doi.org/10.32454/0016-7762-2019-3-31-42

5. Макеев А.Б. (2016). Типоморфные особенности минералов титановых руд Пижемского месторождения. Минералогия, (1), с. 24–49.

6. Макеев А.Б. (2021). Пижемское титановое месторождение новый объект ближайшего освоения в Арктической зоне России. Арктика: экология и экономика, 11(4), с. 541–556. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2021-4-541-556.

7. Макеев А.Б., Борисовский С.Е., Красоткина А.О. (2020). Химический состав и возраст монацита и куларита из титановых руд Пижемского и Ярегского месторождений (Средний и Южный Тиман). Георесурсы, 22(1), c. 22–31. https://doi.org/10.18599/grs.2020.1.22-31

8. Макеев А.Б., Брянчанинова Н.И., Красоткина А.О. (2022). Уникальные титановые месторождения Тимана: проблемы генезиса и возраста. Записки Горного института, 255, с. 275–289. https://doi.org/10.31897/PMI.2022.32

9. Макеев А.Б., Красоткина А.О., Скублов С.Г. (2016). Геохимия и U-Pb-возраст циркона Пижемского титанового месторождения (Средний Тиман). Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, (5), с. 38–52. https://doi.org/10.19110/2221-1381-2016-5-38-52

10. Макеев А.Б. Лютоев В.П. (2015). Спектроскопия в технологической минералогии. Минеральный состав концентратов титановых руд Пижемского месторождения (Средний Тиман). Обогащение руд, (5), с. 33–41. https://doi.org/10.17580/or.2015.05.06

11. Первушин Н.Г., Корюков В.Н., Миронов С.Е., Пегушин А.А., Сторожев М.В., Банщикова Н.А. (2012). О перспективном комплексном освоении Ярегского нефтетитанового месторождения. Инновации в материаловедении и металлургии: Материалы I Междунар. интерактив. науч.-практ. конф. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, Ч. 2, с. 133–139.

12. Способ переработки кварц-лейкоксеновых концентратов с получением искусственного пористого рутила, синтетического игольчатого волластонита и прокаленного кварцевого песка. Садыхов Г.Б., Анисонян К.Г., Заблоцкая Ю.В., Олюнина Т.В., Копьёв Д.Ю., Балмаев Б.Г., Макеев А.Б. Патент на изобретение 2779624 C1, 12.09.2022. Заявка № 2021134186 от 23.11.2021.

13. Скублов С.Г., Красоткина А.О., Макеев А.Б., Галанкина О.Л. (2022а). Редкоэлементный состав титановых фаз лейкоксен-кварцевых руд Ярегского нефтетитанового месторождения, Южный Тиман. Записки РМО, 151(2), с. 36–52. DOI: 10.31857/S0869605522020058

14. Скублов С.Г., Макеев А.Б., Красоткина А.О., Борисовский С.Е., Ли С.-Х., Ли Ч.-Л. (2022б). Изотопно-геохимические особенности циркона из Пижемского титанового месторождения (Средний Тиман) как отражение гидротермальных процессов. Геохимия, 67(9), с. 807–829. DOI: 10.31857/S0016752522090060

15. Тигунов Л.П., Быховский Л.З., Зубков Л.Б. (2005). Титановые руды России: состояние и перспективы освоения. М.: РИЦ ВИМС, 104 с.

16. Швецова И.В. (1975). Минералогия лейкоксена Ярегского месторождения. Л.: Наука, 127 с.

17. Gates-Rector S., Blanton T. (2019). The Powder Diffraction File: A Quality Materials Characterization Database. Powder Diffr., 34(4), pp. 352–360. https://doi.org/10.1017/S0885715619000812

18. Makeyev B.A., Makeyev A.B. (2011). Rare earth and strontium aluminophosphates from the Vol-Vym ridge of the Middle Timan. Geology of Ore Deposits, 53(7), pp. 657–662. DOI: 10.1134/S1075701511070129

19. Makeyev A.B., Skublov S.G. (2016). Y–REE-Rich zircons of the Timan region: Geochemistry and economic significance. Geochemistry International, 54(9), pp. 788–794. https://doi.org/10.1134/S0016702916080073

20. Rietveld H.M. (1969). A profile refinement method for nuclear and magnetic structures. Journal of Applied Crystallography, 2, pp. 65‒71. https://doi.org/10.1107/S0021889869006558

21. Sadykhov G.B., Kopyev D.Y., Anisonyan K.G., Zablotskaya Ju.V., Olyunina T.V., Balmaev B.G., Makeyev A.B. (2021). Mineralogical and technological features of the titanium-bearing sandstones of the Pizhemskoye deposit. Russian Metallurgy (Metally), (9), pp. 1143–1154. https://doi.org/10.1134/S0036029521090147