Экзогенные процессы

Продукты окисления карбонатных и карбонатно-манганитовых руд являются манганитII и пироллюзит. Во многих случаях можно проследить последовательные стадии изменения от пятнистых участков окисления Mn карбоната, сложенных сажисто-землистым веществом до крупных линзовидно-конкреционных  образований, сложенных манганитом II. При формировании продуктов начального окисления происходит существенное возрастание Mn/Fe по сравнению с исходным Mn карбонатом, или манганитом I.

Пиролюзит является относительно устойчивым продуктом гипергенного изменения Mn-карбонатных и манганитовых руд. Наиболее широко пиролюзитовые руды развиты в северной части подзоны оксидных руд с относительно высокими абсолютными отметками подошвы рудного пласта. Это особенно ярко проявляется  на локальных поднятиях кристаллического фундамента, по сравнению с небольшими впадинами, где преобладают Mn-карбонатные руды.

Изображена схема геологического строения Никопольского месторождения: 1 – глины, мергели, алевролиты; 2 – угли; 3 – кора выветривания фундамента; 4 – оксидные марганцевые руды; 5 – оксидно-карбонатные марганцевые руды; 6 – карбонатные марганцевые руды.

В осадочных морских месторождениях марганца имеются, как известно, две главные формы концентрации этого элемента: а) в виде окислов и гидроокислов; б) в виде карбонатов марганца. Промышленные марганцевые руды подразделяются, соответственно, на окисные и карбонатные.

На Никопольском месторождении в течение длительного времени были известны только окисные руды, а карбонатные марганцевые руды открыты сравнительно недавно. Объясняется это тем, что карбонатные руды пространственно обособлены от окисных и обладают специфическим «нерудным» обликом. Нередко их принимали за известняки в известковые песчаники.

Впервые карбонатные руды были открыты в 1938 г. на Коминтерн- Марьевском участке, в его южной части; в период 1948—1958 гг. открыты значительные площади распространения карбонатных руд на Западной рудоносной территории в междуречье Ингулец—Днепр, на Грушевско-Басанском участке и особенно крупные — в Болыне-Токмакском районе.

Кроме окисных и карбонатных руд, имеются окисно-карбонатные, называемые также смешанными, которые состоят из окислов, гидро- окислов и карбонатов марганца. К этому типу, кроме собственно окис- но-карбонатных руд, в промышленной практике относят смесь окисных и карбонатных руд, получаемую при разработке той части рудной залежи, где окисные руды подстилаются карбонатными.

Разведанные запасы окисных, смешанных и карбонатных руд находятся в соотношении, близком к 25:5:70. Добываются преимущественно окисные руды.

После длительного изучения в 1928 г. установили в них пиролюзит, полианит, псиломелан и вад. Н. И. Свитальский подразделил руды на следующие три разновидности: I—твердая, частью кристаллическая руда, сложенная псиломеланом и полианитом; II — черные конкреции, руда I сорта сложена пиролюзитом с примесью вада, полианита и псиломелана; III —бурые конкреции, руда III сорта, сложена вадом с примесью пиролюзита и псиломелана.  Работа Н.И  Свитальского не была опубликована.

Позднее установили, что в рудном пласте широко распространены следующие марганецсодержащие минералы: а) минералы группы псиломелана—вернадита (псиломелан, криптомелин, оксигидрокурнакит, вернадит и др.); б) пиролюзит; в) манганит; г) манганокальцит и кальциевый родохрозит. Поскольку минералы группы псиломелана—вернадита обычно присутствуют в виде тесной смеси псиломелана (криптомелана), оксигидрокурнакита и вернадита и все эти минеральные виды в каждом конкретном случае могут быть определены только с помощью специальных исследований, целесообразно на данном этапе их условно объединить в одну группу псиломелана.

По химическому составу марганецсодержащих минералов руды отчетливо подразделяются на три типа: окисные, карбонатные и смешанные, легко различающиеся визуально. Каждый из них слагает рудный пласт целиком на определенной площади или его значительную часть.

Помимо марганецсодержащих минералов, в рудном пласте в значительном количестве присутствуют другие минералы, главным образом нерудные, входящие в состав песчано-глинистой пластовой породы. Это глинистые минералы, терригенный материал алевритовой и песчаной размерности, главным образом зерна кварца и полевых шпатов, аутогенные гидроокислы и силикаты железа и др.

      Решающим этапом формирования морфологических особенностей руд был этап диагенеза морского осадка. В ходе диагенеза рудные минералы выделялись среди глинистой, алевритовой или песчаной пластовой породы в виде линзовидных прослоев, линз неправильной формы, желваков и желвачков, которые легко распадаются на угловатые куски и крупинки. При этом возникли также концентрически-слоистые и кон- центрически-скорлуповатые стяжения. Некоторая часть рудных минералов в виде мелких микроскопических частиц рассеяна в пластовой породе. Все эти виды рудных агрегатов генетически являются конкрециями или конкреционными прослоями, и рудный пласт в целом обычно представляет собой вкрапленную руду.

По минеральному составу и текстурным особенностям,  выделяются основные виды марганцевых руд: кусковая, пизолитовая, конкреционная, землистая, сцементированная, цементационная, сплошная.

Преобладающая часть рудного материала в пласте представлена стяжениями неправильной угловатой формы различных размеров. Только некоторые из них по форме подходят к категории типичных желваков, поэтому  для обозначения указанных руд применяется термин «кусковая руда».

К сплошным рудам отнесены прослои мощностью от 1—2 дм до 1—1,5 м, залегающие среди других разновидностей руд. На площади Никопольского месторождения мощность сплошных руд не превышает нескольких дециметров. Таким образом, в большинстве случаев это условно сплошные руды, тем более,  что при добыче они, как правило, распадаются на куски, которые ничем не отличаются от кусковых руд.

Термин «конкреционные руды» применяется нами только в узком условном смысле для обозначения крупных концентрически-слоистых и концентрически-скорлуповатых стяжений, так как генетически все виды руды являются конкреционными, о чем уже говорилось выше. Другого подходящего термина для обозначения таких стяжений в науке пока нет, так как слово «оолиты» применяется для обозначения очень мелких стяжений размером до 2 мм, а термин «пизолиты», происходящий от латинского названия гороха, применяется обычно для стяжений величиной 2—10мм.

Землистые руды, представляющие смесь тонкодисперсных гидроокислов марганца с песчаным или глинистым материалом, подразделены на глинистые и песчаные. К сцементированным рудам относятся сцементированные кальцитом разновидности кусковых, пизолитовых и конкреционных руд, получившие местное название «присухи».

    Наконец, отдельно выделены цементационные руды, образовавшиеся в результате цементации песчаного кварцевого материала марганцевыми минералами. Эти руды, залегающие главным образом в нижней части рудного пласта на контакте с подстилающими песками, имеют характер песчаника с марганцеворудным цементом.