Железные руды

Железные руды

Железные руды. – Железо, входит в большем или меньшем количестве в состав всех как изверженных, так и осадочных горных пород, но под названием Ж. руд понимают такие скопления железистых соединений, из которых в больших размерах и с выгодою в экономическом отношении может быть получаемо металлическое железо. Ж. руды встречаются лишь на ограниченных пространствах и только в известных местностях. По химическому составу Ж. руды представляют собой окиси, гидраты окисей и углекислый соли закиси железа, встречаются в природе в виде разнообразных рудных минералов, из которых, главнейшие: магнитный железняк или магнетит, железный блеск и плотная его разность красные железняк, бурый железняк, к которому относятся болотные и озерные руды, наконец шпатоватый железняк и его разность сферосидерит. Обыкновенно каждое скопление названных рудных минералов представляет смесь их, иногда весьма тесную с другими минералами, не содержащими железа, как напр. с глиной, известняком или даже с составными частями кристаллических изверженных пород. Иногда в одном и том же месторождении встречаются некоторые из этих минералов совместно; хотя в большинстве случаев преобладает какой-нибудь один, а другие связаны с ним генетически. Магнитный железняк, соединение окиси и закиси железа по формуле Fe3O4, в чистом виде содержит 72,4% металлического железа, хотя чистая, сплошная руда встречается крайне редко, почти всюду к ней примешиваются серный колчедан или руды других металлов: медный кодчедан, свинцовый блеск, цинковая обманка, а также составная части пород, сопровождающих магнитный железняк в его месторождениях: полевой шпат, роговая обманка, хлорит и др. Магнитный железняк представляет одну из лучших и наиболее разрабатываемых Ж. руд; встречается пластами, жилами и гнездами в гнейсах и кристаллических сланцах архейской группы, а также образует иногда целые горы в области развития массивных изверженных горных пород. Железный блеск, безводная окись железа Fe2О3 является в виде руды как агрегат кристаллических зерен минерала того же имени; содержит до 70% металла и образует сплошные пласты и залежи в кристаллических сланцах и гнейсах; одна из лучших Ж. руд по чистоте. Окись железа плотного, шестоватого, чешуйчатого или землистого строения носит название красного железняка и также во многих местностях служит источником добычи железа. Под именем бурых железняков соединяют чрезвычайно различные по строению Ж. руды, в составе которых преобладает водная окись железа 2F2О3+3Н2О, что соответствует 59,89% металлического железа. Чистые бурые железняки всюду в значительном количестве содержат разнообразные примеси, часто вредные, как напр. фосфор, марганец, серу. Месторождения бурого железняка весьма многочисленны, но редко достигают значительных размеров. Как продукты выветривания других железных руд бурые железняки встречаются в большинстве известных месторождений Ж. руд. К бурым железнякам по химическому составу приближаются болотные и озерные руды, представляющие отчасти химический, отчасти механический осадок водной окиси и кремнекислой закиси железа, песка и глины в виде горошин, лепешек или ноздреватых пористых масс в болотах, озерах и других стоячих водах. Обыкновенно содержать 35 – 45% железа. Бурые железняки, по удобству добывания и своей легкоплавкости, с самых давних времен служили предметом разработки, но получаемое из них железо обыкновенно невысокого качества. Шпатоватый железняк и его разность сферосидерит, по составу углекислая закись железа (49% металлического железа), встречается в виде пластов и залежей в гнейсах, кристаллических сланцах, реже в более новых осадочных образованиях, где весьма часто сопровождается медным колчеданом и свинцовым блеском. Обыкновенно встречается в природе в тесной смеси с глиной, мергелем, углистым веществом, в каком виде они известны под именем глинистых, мергелистых и углистых сферосидеритов. Такие руды встречаются в виде пластов, гнезд или залежей в осадочных породах различного возраста и если не содержат вредных примесей (фосфорнокислая известь, серный колчедан) то представляют ценную руду. Наконец всюду распространенные бурые охристые глины местами так богаты железом, что могут тоже считаться Ж. рудами и носят в этом случае название глинистых железняков – красных, если железо содержится в них в виде безводной окиси, и бурых, когда рудный минерал имеет состав бурого железняка. Остальные рудные минералы иногда образующие значительные скопления, как напр. самородное железо и серный колчедан (FeS2), не могут быть названы Ж. рудами, первое – по своему малому распространению, а второй – по затруднительности отделить заключенное в нем железо от серы.

Способ и время происхождения Ж. руд чрезвычайно разнообразны. Одни из рудных минералов, как напр. магнитный железняк и, может быть, отчасти железный блеск, в особенном изобилии залегающие в гнейсах и кристаллических сланцах архейской группы, представляют, по всей вероятности, первичные продукты – результат первоначального отвердевания земной коры. К первичным же минералам, непосредственно выкристаллизовавшимся из расплавленной массы, относится магнитный железняк, зерна и кристаллы которого встречаются во всех без исключения изверженных горных породах от самых древних гранитов до современных базальтовых лав. Как непосредственные продукты первоначальных слоев земной коры – гнейсы и кристаллические сланцы, так и изверженные горные породы, заключающие, помимо рудных, много других минералов, в более или менее значительном количестве содержащих железо, послужили материалом, из которого, при дальнейшей химической и механической переработке в природы, произошли вторичные скопления Ж. руд, то выполняющих трещины и пустоты в горных породах, то образующих обширные и мощные пласты среди осадочных образований, то неправильные гнёзда и залежи метаморфического происхождения, каковы в особенности месторождения бурых железняков и сферосидеритов. Образование таких вторичных месторождений – результат изменения и разрушения более древних пород деятельностью атмосферных агентов, а главным образом деятельностью наземных и подземных вод и водных растворов, совершалось во все периоды жизни земли, происходит весьма энергично и в настоящее время, о чем свидетельствуют, напр., образующийся на наших глазах во многих местностях северной и средней России болотные и озерные Ж. руды. Тем не менее большинство Ж. руд залегает среди наиболее древних геологических образований палеозойской и особенно архейской группы, в которых метаморфическая деятельность проявлялась особенно энергично, вследствие особых условий их образования. Многоразличны и формы залегания Ж. руд. Они являются как в осадочных, так и в изверженных породах то в виде жил, вкрапленников, гнезд или штоков, пластов, залежей, поверхностных масс, то даже в виде россыпей и рыхлых механических осадков. По условиям залегания, минеральному составу, а отчасти и происхождению один из наилучших знатоков рудных месторождений различает (Гроддек) следующие главные типы месторождений Ж. руд, повторяющиеся с незначительными различиями на всем земном шаре.

Слоистые месторождения. 1) Пласты шпатовых и глинистых железняков, образующие залежи во всех геологических отложениях, содержащих окаменелости. Но минералогическому составу руды этого типа представляют плотный сферосидерит, реже тонкокристаллический шпатоватый железняк, с глиною и углистым веществом. Месторождения этого типа по преимуществу в Богемии, Вестфалии, Саксонии, Силезии, но встречаются также в Англии, Франции и Богемии. 2) Пласты или залежи бурых и красных железняков, часто богатые окаменелостями Ж. руды, состоят из плотного или землистого, чистого или глинистого, известковатого или кремнистого, бурого или красного железняка, очень часто эолитового строения. Месторождения этого типа частью относятся к разряду метаморфических, частью же по слоистому характеру и присутствию окаменелостей причисляются к настоящим осадочным образованием. Железистые руды этого типа особенно распространены в Сев. Америке, Богемии и на Гарце. 3) Залежи шпатоватого железняка в связи с известняками. Шпатоватый железняк кристалличен и содержит иногда в виде примеси сернистые руды: серный и медный колчедан, свинцовый, блеск, кобальтовые и никелевые руды. В наибольшем числе месторождения этого типа встречаются в кристаллических сланцах и пластах силурийской системы Каринтии, Штирии и Вост. Альп. 4) Железнослюдковые сланцы – кристаллические сланцы, содержащие железную слюдку (разность железного блеска) и другие железные руды, встречаются среди кристаллических сланцев архейской группы Южн. Каролины и Бразилии, под именем итабирита – зернистая, плотная порода, состоящая из железного блеска, магнитного железняка, железной слюдки и зерен кварца. Пласты итабирита, вместе с катавбиритом, представляющим смесь талька с магнитным железняком, образуют часто сплошные рудные массы и содержат в виде примеси золото и алмазы. 5) Залежи сплошного магнитного железняка (франклинита), железного блеска и плотного красного железняка в кристаллических сланцах. Ж. руды находятся в смеси с полевым шпатом, гранатом, роговой обманкой, авгитом и другими минералами, весьма часто содержат значительную примесь медного колчедана. Сюда относится громадная залежь железного блеска на о-ве Эльбе, между тальковыми сланцами и известняками архейской группы, разрабатываемая уже в течение нескольких столетий; залежи железного блеска, переходящего в плотный красный железняк, в слюдяных сланцах Сиерры-Морены в Испании, также некоторые месторождения Буковины, Силезии и Саксонии. В Швеции, Норвегии и Финляндии громадные штокообразные залежи магнитного железняка среди гнейсов пользуются особым распространением, таковы, напр., знаменитые месторождения Даннеморы и Гелливары в Швеции и Арендальские залежи Норвегии. В гнейсах и кристаллических сланцах Сев. Америки месторождения этого типа достигают исполинских размеров в окр. Верхнего озера, где красные железняки образуют целые горы, как напр. железная гора Смита, Мичигамми и др. массивный месторождения. 6) Включения магнитного железняка, часто титанистого, очень нередко встречаются в массивных горных породах, а местами образуют настолько значительный скопления, что приобретают техническое значение, напр. в Таберге в Швеции и особенно у нас на Урале, знаменитые месторождения гор Высокой, Магнитной и Благодати. 7) Включения железного блеска в массивных породах – единственным примером служит Айрон Монтен в сев. Америке, где коренная порода, порфировидный мелафир, пересечена мощными прожилками железного блеска. Выполнения пустот. 8) Красный железняк, в виде красной стеклянной головы, плотного красного железняка и железной сметаны, в смеси с кварцем, углекислыми и другими соединениями, в жилах, пересекающих массивные горные породы или залегающих на границе последних с осадочными образованьями, встречается очень часто в диабазах Гарца, на границе гранитов и порфиров с кристаллическими сланцами в Саксонии и в др. местностях. 9) Бурый и красный железняки, большею частью смешанные с кварцем и известковым или тяжелым шпатом, проходящие жилами в осадочных породах различных геологических систем, часто встречаются в силурийских, девонских, триасовых и юрских отложениях Германии. 10) Шпатоватый железняк в сплошном виде или в смеси с кварцем и известковым шпатом, встречается довольно редко и классическим примером месторождений этого типа может служить месторождение Штальберг, среди девонских образований Рейнского кряжа, где в глинистых сланцах разрабатывается жильный штоп шпатоватого железняка от 16 до 30 м. толщиной. 11) Жилы магнитного железняка и жел. блеска в кристаллических сланцах Рио-Альбано и Терра-Нера. 12) Бурые железняки, содержащие часто марганец, встречаются часто как выполнения пустот или псевдоморфные образования по известняку; кроме Германии, чрезвычайно распространены и у нас в средней России. 13) Бобовые руды – скопления шаровидного глинистого железняка, как предполагают осадки минеральных источников, попадаются кое-где в юрских отложениях зап. Европы. У вас им отчасти соответствуют весьма распространенные современные образования на дне болот и озер, известные под именем болотных и озерных Ж. руд. Обломочные месторождения. 14) Бурые железняки, в виде сплошных или внутри полых обломков и конкреций в глинах и рухляках, встречаются часто в пластах новейших геологических систем, но по своим размерам редко имеют техническое значение. 15) Брекчии или конгломераты магнитного или красного железняка с сыпучим глинистым или плотным железистым цементом встречаются иногда в ближайшем соседстве с месторождениями других типов, как продукт механического их разрушения. В Бразилии, в провинции Минас Гераес, над итабиритом и кристаллическими сланцами часто находят особое поверхностное образование, толщиной от 1 до 4 м., называемое тапанхоаканга и состоящее из крупных угловатых обломков магнитного железняка, итабирита, железного блеска и бурого железняка, вместе с обломками кварцита, итаколумита и других пород, связанных цементом, в состав которого входят красный и бурый железняк, красная в бурая жел. охра. 16) Наконец известны и рыхлые россыпи Ж. руды, наичаще титанистого магнитного железняка, в побережьях многих рек; озер и морей, но они редко достигают значительных размеров и не представляют особого значения для промышленности.

В Европейской России Ж. руды значительно распространены на Урале, в центральной и южной России, в Олонецкой губернии, Финляндии и Привислянских губ. Значительные месторождения Ж. руд известны также на Алтае, в Саянах и Вост. Сибири, но до сих пор остаются еще неисследованными. На Урале, на вост. склоне хребта, многочисленные месторождения магнитного железняка, из которых до сих пор разрабатываются лишь немногие, находятся в связи с развитыми здесь ортоклозовыми породами (сиенитами и порфирами). Месторождения гор Благодати, Высокой и Магнитной (Ула-Утасе-Тау), по громадному запасу руд занимающему выдающееся место на всем земном шаре. Гора Благодать, наиболее северное из названных месторождений, находится в среднем Урале, около Кушвинского завода. К Ю. от предыдущей около Нижнетагильского завода находится другая Ж. гора Урала – Высокая. Главная залежь магнитного железняка, в виде гигантского штока, находится на зап. склоне гори среди разрушенных в буроватые глины ортоклазовых пород. Месторождение работается около 150 лет открытым разносом. Руда, вообще весьма высокого качества, состоит из магнитного железняка, часто переходящего в скрытокристаллический жел. блеск (мартит), дает 63 – 69% металлического железа, но местами содержит вредную примесь медных руд. Не менее значительные запасы руд заключает наиболее южная Магнитная гора на Урале (в Верхнеуральском у.), имеющая тот же характер, как вышеописанные; до сих пор это месторождение, находящееся в безлесной местности, мало разрабатывается. Красный железняк встречается на Урале только небольшими массами, подчиненными залежам бурого железняка. В последнее время открыто, по-видимому, значительное месторождение этой руды на зап. склоне Сев. Урала, недалеко от Кутимского завода, около которого находится также недавно открытое наилучшее на Урале месторождение жел. блеска в кристаллических сланцах. Напротив, месторождений бурых железняков, иногда крайне значительных, насчитывается на Урале до 3000, принадлежащих к самым разнообразным типам и залегающих пластами, гнездами, залежами как в массивных, так и в слоистых породах, от самых древних до самых новых. В южной России наиболее значительны месторождения Ж. руд в окрестностях Кривого Рога, на границе Екатеринославской и Херсонской губ., где многочисленные пласты красного железняка и жел. блеска залегают среди кристаллических сланцев, и месторождение Корсак-Могилы, в котором между кварцитами и гнейсами открыты мощные залежи магнитного железняка. В Донецком кряже, по соседству с месторождениями каменного угля, находятся многочисленные пластовые залежи бурых железняков, переходящих иногда в шпатоватые, среди осадочных пород каменноугольной системы. По разведкам в одной области Войска Донского на глубину не более 60 м. заключается до 23 миллиардов пуд. Ж. руды, которые могут дать до 10 миллиардов пуд. чугуна. В центральной России – подмосковном бассейне – Ж. руды, по преимуществу бурые железняки и глинистые сферосидериты. известны давно и во многих местностях и служат предметом энергичной эксплуатации. Все руды тесно связаны с известняками, доломитами и рухляками девонской, каменноугольной и пермской систем и образуют различных размеров гнезда и пластообразные залежи, образовавшиеся гидрохимическим путем – действием железосодержащих растворов на известковые породы. Первичною рудою должны считаться сферосидериты, из которых путем выветривания произошли бурые железняки. На севере России и в Финляндии известны многочисленный жилы и залежи магнитного железняка и жел. блеска среди массивных пород и кристаллических сланцев архейской группы, в Финляндии служащие предметом эксплуатации. Что касается Олонецкой и Новгородской губ., то здесь предметом разработки служат исключительно болотные и озерные руды, хотя и содержания много вредных примесей, но по удобству добычи и обработки представляющий не малое экономическое значение. Запасы озерных руд настолько значительны, что на заводах Олонецкого округа в 1891 г. добыча этих руд достигла 635000 пуд., из которых выплавлено 189500 чугуна. Наконец, в Привислянском крае, в южных его частях, имеются многочисленные месторождения бурых железняков и сферосидеритов. О Ж. рудах в России см. изд. горн. департ. в 1881 г. «Очерк полезных ископаемых Европ. России и Урала»; Земятченский, «Ж. руды центральной России» и многочисленные статьи Горного Журнала.

Б. Поленов.