Железистые кварциты: состав и добыча¶

Железистые кварциты — метаморфические горные породы, состоящие преимущественно из кварца и оксидов железа, с характерной тонкой полосчатой (слоистой) текстурой. Они относятся к классу докембрийских осадочно-метаморфических образований и служат главным источником железной руды в мировой металлургии. Породы известны также под названиями «полосчатые железорудные формации» (BIF, banded iron formation) и «джеспилиты».

¶Состав

Основу породы образуют два минеральных компонента:

• Кварц — преобладающая составляющая (до 50–70 %), представлен кремнезёмом SiO₂.
• Оксиды железа — магнетит (Fe₃O₄), гематит (Fe₂O₃), реже сидерит и железистые силикаты.

Среднее содержание железа в неизменённых кварцитах составляет 25–40 %. В результате природного выщелачивания кремнезёма формируются богатые руды с содержанием Fe до 55–68 %. Полосчатость выражена чередованием светлых кварцевых и тёмных железистых слойков толщиной от долей миллиметра до нескольких сантиметров.

¶Происхождение

Железистые кварциты сформировались преимущественно в архее и протерозое (примерно 3,8–1,6 млрд лет назад) в морских бассейнах. Согласно наиболее распространённой гипотезе, железо поступало в океан с гидротермальными растворами, а кремнезём — за счёт химического выветривания. Особая роль отводится деятельности цианобактерий: насыщение атмосферы кислородом в ходе фотосинтеза приводило к окислению растворённого двухвалентного железа и его осаждению. Чередование слоёв связывают с сезонными или циклическими изменениями условий осадконакопления. В более поздние геологические эпохи подобные формации практически не образовывались.

¶Месторождения

Крупнейшие залежи приурочены к докембрийским щитам:

Курская магнитная аномалия — крупнейшая провинция железистых кварцитов в мире; она обязана названием интенсивным магнитным аномалиям, вызванным залежами магнетитовых руд.

¶Добыча

Разработка ведётся преимущественно открытым способом в карьерах, реже — подземным. Извлечённая порода требует обогащения, поскольку содержание железа в исходном кварците невысоко. Основные этапы:

1. Дробление — руда измельчается до мелких фракций.
2. Магнитная сепарация — для магнетитовых разностей.
3. Флотация и гравитация — для гематитовых руд.
4. Окомкование — получение концентрата и окатышей для металлургии.

Извлечённый концентрат содержит 60–70 % железа и направляется в доменное или прямое восстановление железа. Отходы обогащения (хвосты) складируются в хвостохранилищах.

¶Значение

Железистые кварциты — основной сырьевой ресурс чёрной металлургии, обеспечивающий значительную часть мирового производства стали. Помимо железа, связанные с ними породы иногда содержат примеси марганца, золота и других элементов. Крупные карьеры оказывают заметное воздействие на ландшафт и требуют рекультивации выработанных пространств.