Месторождения серосодержащего

Сырья

Серное сырье очень разнообразно, но промышленное значение имеет в первую очередь пока самородная сера. Выделяется два основных генетических типа месторождений: вулканогенно-гидротермальные и экзогенные.

Вулканогенно-гидротермальные месторождения связаны с наземным вулканизмом. Среди рудовмещающих пород в основном распространены андезиты гиперстеновой серии: двупироксеновые, гиперстеновые, кварцевые и рогово-обманковые, а также туфобрекчии, туфы, лавобрекчии.

Самородная сера отлагается на границе сред с восстановительными и окислительными условиями в виде сульфатов типа алунита или сульфидов.

Залежи размещаются вдоль разломов и зон трещиноватости в породах с повышенной пористостью (туфах, туфобрекчиях), т.е. в участках, наиболее проницаемых для вулканических эманаций.

По глубине становления руд эти месторождения серы делятся на приповерхностные (до 350 м от поверхности) и поверхностные.

Приповерхностные месторождения имеют штоко-, линзо-, реже пласто- и трубообразную форму рудных тел длиной 250–1300 м, шириной 50–950 м и мощностью 10–150 м. Наиболее богаты серой (30–35 % и более) серные кварциты, в алунитовых и каолинитовых разностях содержание серы лишь местами достигает 25 %. Наряду с самородной серой на таких месторождениях можно добывать пирит-марказитовые руды, алунит, гипс и ангидрит, глину, кварц. На нижних горизонтах месторождений часто развиты киноварь, реальгар, антимонит и др. К этому подтипу относятся месторождения Камчатки и Курильских ост­ровов, Японии, Чили, Перу и Филиппин.

Поверхностные месторождения уступают по размерам месторожде­ниям предыдущего подтипа. Они формируются из газовых или водных растворов на современных вулканах, в кратерных озерах.

Соответственно можно выделить несколько разновидностей мес­торождений. Сублимационные (эксголяционные) месторождения возни­кают на вулканах с сольфатарной деятельностью. Содержание серы в них составляет 80–95 %, но запасы не превышают десятков тысяч тонн. Близки к эксгаляционным скопления натечной серы, откладывающиеся у выходов на поверхность кислых сульфатных, сильно кислых сульфатно-хлоридных терм, а также холодных сульфатных сероводородных источников. Со­держание серы в этих рудах составляет 45–90 %, запасы составляют от сотен тонн до де­сяти тысяч тонн. Часто сублимационные и натечные агрегаты серы совмещены. Например, на вулканах Менделеева (о-в Кунашир), Баран­ского (о-в Итуруп), Эбеко (о-в Парамушир) и др. Содержание серы составляет от 25 до 50 %. Запасы серы в единичных случаях достигают 1 млн т.

Экзогенные месторождения влючают около 90 % мировых запасов и обеспечивают примерно 95 % добычи самородной серы. Они делятся, в свою очередь, на сингенетические (осадочные биохимические) и эпигенетические (инфильтрационно-биохимеческие).

Сингенетические месторождения образуются в водных бассейнах в результате окисления сероводорода при участии серо- или тиобактерий. Промышленного значения не имеют.

Эпигенетические месторождения находятся у нас (в Куйбышевской области, в средней Азии), на побережье Мексиканского залива на территории США и Мексики, в Сицилии, Испании, на юге Франции и других странах. Эпигенетические месторождения по морфологическим признакам делятся на три подтипа: 1 – солянокупольные, приурочен­ные к кепрокам соляных куполов; 2 –пластовые и пластообразные; 3 – линзонидные и гнездовые.

Из солянокупольных месторождений добывают около 80 % всей самородной серы. Соляные купола развиты во многих странах, в том числе и в России, однако связанные с ними промышленные месторож­дения серы известны только вдоль северного и западного побережий Мексиканского залива, на территории США (штаты Техас и Луизиана) и Мексики.

Соляные штоки расположены на различной глубине – от 50 до 800 м. Они прорывают все вмещающие породы. Форма штоков в плане приближается к овальной или круглой; диаметр составляет от нескольких сотен метров до 300 м и более. В сероносных кепроках основная масса серы приурочена к кальцитовой или промежуточной гипсовой зонам, где она заполняет трещины, каверны в пористой вмещающей породе. Содержание серы в руде – от 20 до 50 %. Отмечается повышенное коли­чество стронцианита и целестина (до 35 %), местами барита, содер­жание сульфидов редко превышает 1 %.

Пластовые и пластообразные месторождения серы известны и экс­плуатируются во многих странах мира. Обычно они связаны с лагунноморскими отложениями сульфатно-карбонатного состава. Осернение приурочено к определенным пачкам и пластам карбонатных пород известняков, доломитов, мергелей, контактирующих или переслаивающихся с сульфатными породами – гипсами, ангидритами. Мощность пластовых и пластообразных тел сероносных пород составляет от нескольких де­циметров до первых десятков метров. К этому подтипу относятся Язовское месторождение (Прикарпатье), Шорсу (Узбекистан) и др. Руды содержат более 5 % S. Выделяются известняковые, известняково-песчанистые, гипсово-извостняковые и другие литологические типы руд, однако 90–95 % запасов серы сосредоточено в известняковом типе. Главными рудообразующими минералами являются кальцит и сера.

Линзовидные и гнездовые месторождения характеризуются по условиям залегания, составу руд аналогичны пластообразным месторождениям, отличаются они морфологией и меньшими размерам рудных залежей. Такие место­рождения известны в Средней Азии (Октябрьское и Камышбашинское), Крыму (Чекур-Кояшское), Нижнем Поволжье (Айзичагыл). Крупнейшие месторождения серы – инфильтрационно-метасоматические. Они возни кают за счет серы сульфата кальция (ангидрита, гипса).

Месторождения серосодержащего сырья. Важное значение приобретает высокосернистые (более 2 %) нефти и битумы, а также сероводородсодержащие природные го­рючие газы. Крупные месторождения высокосернистой нефти известны в Мексике, Саудовской Аравии, Кувейте и в других странах. У нас повышенные содержания серы установлены в нефти Арланского, Ромашкинского и некоторых других месторождений. Наибольшие запасы га­зовой серы сосредоточены в провинциях платформенного типа (Волго-Уральская и Среднеазиатская).

Элементарную серу получают после обогащения серосодержащих руд и последующей плавки концентратов либо из руд самородной се­ры Фраш методом, а также как побочный продукт при очистке нефти, переработке природного газа и в процессе коксохимического произ­водства.

Фраш способ заключается в следующем. В пласт самородной се­ры закачивают перегретую воду, расплавляющую серу, которая затем выносится на поверхность сжатым воздухом. Этим методом и произво­дят серу в Польше, США, Мексике, СНГ. Сера также добывается обыч­ным способом, но это достигает значительного уровня только в Ки­тае, СНГ (Украина, Россия, Туркменистан) и в Польше.