Untersuchung an südindischen Schwermineralseifen

Abstract

Voraussetzungen für Seifenablagerungen sind starke Verwitterung, topographisches Relief sowie Ausgangsgesteine, die inerte Mineralien (= spätere Seifenmineralien) enthalten. Die Küstengebiete Südindiens bringen diese Voraussetzungen mit. Die Verwitterungsfaktoren in Südindien, wie hohe gleichbleibende Temperatur, hohe anhaltende Niederschläge, Monsunwind und die perennierenden Flüsse, lösen die inerten Mineralien aus den Muttergesteinen, die in den südindischen Kratonen aufgeschlossen sind. Das Lockermaterial wird entlang dem Hang des Western- und Eastern Ghats von den Flüssen heruntergewaschen und strandwärts getrieben, wo sie dann durch Meereswellen und küstenparallele Strömungen sortiert werden. Aus drei Lokalitäten der Westküste Südindiens (bei Chavara, Manawalakurichi und Cape Comorin) wurden Seifenproben gesammelt und mineralogisch, erzmikroskopisch und geochemisch untersucht. Sie enthalten Schwermineralien wie Ilmenite, Pseudoilmenite, Pseudorutile, Leukoxene, Rutile, Granate, Zirkone und Monazite, die, wie festgestellt wurde, durch die tiefgründige Zersetzung der anstehenden Gesteine wie Granite, Granitgneise, Charnockite, Alkali-Granite, Pegmatite usw. bei den extremen Verwitterungsbedingungen Südindiens entstanden sind. Alle Vorkommen wurden auch unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit betrachtet und Vorratsberechnungen angestellt. Proben aus Rameswaram von der Ostküste, wo das Erz abgebaut wird, wurden mitunter zum Vergleich herangezogen. Die Untersuchungsergebnisse können in folgenden Punkten zusammengefaßt werden: Die Schwermineral ien lassen sich mit Hilfe der Sieb- und Siebmineralanalysen sowie mit Hilfe der Schwereflüssigkeit und mit magnetischen Trennungsverfahren gezielt anreichern. Mit Hilfe der Schweretrennung kann die Schwermineralanreicherung von 55% auf 99% erzielt werden. Die mittlere Körnung aller Vorkommen (hier ermittelt durch den Median) liegt bei 0.19 mm. Mit den erzielten Erzgehalten (die häufig um 90% des im Gesamtmaterial vorhandenen Erzinhaltes liegen) innerhalb der Siebfraktionen von 125 pm bis 250 pm stellen alle Vorkommen ausgezeichnete Titanlagerstätten dar. Ober einen zum Vergleich der einzelnen Lagerstätten entwickelten Wi rtschaftl ichkeitsfaktor konnte festgestellt werden, daß die Lagerstätte von Chavara, gefolgt von Manawalakurichi und Cape Comorin am besten ist. Verglichen zur Lagerstätte von Rameswaram ist die Lagerstätte von Chavara gleichermaßen wirtschaftlich. Der Vorrat in Chavara mit 0.15 Mill Tonnen Titan liegt ebenfalls am höchsten (Manawalakurichi: 0.09 Mill. Tonnen Titan, Cape Comorin: 0.07 Mill. Tonnen Titan). Bei den opaken Schwermineralien handelt es sich um Ilmenite und seine Umwandlungsprodukte - Pseudoilmenit, Pseudorutil und Leukoxen -, die durch Eisenauslaugung und Oxidation in dem subtropischen, humiden Klimabereich hervorgerufen wurden, Das Endprodukt Leukoxen ist ein feinkörniger Rutil, der sich jedoch optisch von dem ebenfalls in der Seife vorhandenen primären grobkörnigen Rutil unterscheidet. Die erzmikroskopischen Unterscheidungen der Primärphasen und der Umbildungsprodukte (mit allen Zwischenstadien) werden eingehend beschrieben (erzmikroskopisch , röntgenographisch, mikrosondenanalytisch). Aufgrund der geochemischen Analysen konnte festgestellt werden, daß die Monazite (reich an Seltenen Erden, insbesondere an leichten Lanthaniden) aus den Graniten, Granate (ausschließlich Almandine) aus den basischen Charnockiten und Zirkone (verglichen mit den Zirkonen anderer Vorkommen hafniumreich) sowohl aus Alkali-Graniten als auch aus Pegmatiten stammen.

The most favourable conditions for the concentration of placers are commonly deep weathering, topographic relief as well as the bedrocks, which contein the placer minerals. The coastal areas of South India seem to fulfill these conditions The weathering factors here like continuous high temperature, seasonal heavy precipitations, the monsoonwind and the perennial rivers releasing the placer minerals from their bedrocks, which are outcroping in Western- and Eastern Ghats. The comminuted materials are washed downslope to the nearest stream and permit thus to move the debris of weathering beachward, where the heavy minerals are seperated and sorted by waves and shore currents. Samples of placers have been collected from three beach localities (Chavara, Manawalakurichi and Cape Comorin) of the west coast of south India. They contain heavy minerals like ilmenite, pseudoilmenite, pseudorutile, leucoxene, rutile, garnet, zircone and monazite, which are, as it is shown in this paper, derived from the bedrocks like granites, granite-gneisses, charnockites, pegmatites, alkali granites outcroping in southern India. These samples have been investigated by means of mineralogical, ore microscopical and geochemical methods. The three deposites have also been studied under the aspect of their economical values and the ore reserves have been calculated. For comparison, samples collected from Rameswaram (at the east coast), where the ores are being mined, have also been included in this study. The results of the investigations can be summarized as follows: The heavy minerals can be enriched by means of sieve analyses, sieve mineral analyses, heavy liquid separating methods and by magnetic separation methods in definite fractions. An enrichment of heavy minerals between 55% to 99% could be achieved by application of heavy liquid separating methods. The average grain size (expressed in Median) lies at 0.19 mm. The ore content obtained in the concentrates of the sieve fractions between 125 pm and 250 pm (lies mostly around 90% of the total metal content of the placers) show, that the occurences studied here represent excellent titanium ore deposites. To compare the economical values of the deposites each other, an economical factor has been calculated, out of which it could be established, that the Chavara deposites followed by that of Manawalakurichi and Cape Comorin is the best one. The economical value of Chavara, compared with that of Rameswaram, is equally good. The ore reserve in Chavara with 0.15 mill, tons titanium is also the highest amongst the deposites studied (Manawalakurichi: 0.09 mill, tons titanium, Cape Comorin: 0.08 mill, tons titanium). The titanium bearing opaque heavy minerals are ilmenite and its alteration products – pseudoilmenite, pseudorutile and leucoxene. The latter have been formed by Fe- leaching from ilmenite and its oxidation in the subtropical humid conditions. The resulting continuous alteration ( i.e. continuous series) of ilmenite through pseudoilmenite, pseudorutile to leucoxene is frequently accompanied by a simultaneous discontinuous alteration (discontinuous series) like pseudoilmenite to leucoxene, ilmenite to pseudorutile or ilmenite to leucoxene. The optical characters of the alteration products of the continuous series are directly proportional to their chemical compositions. The endproduct of the alteration process, leucoxene consists of polycrystalline rutile and therefore can easily be distinguished from the coarse grained primary rutile, which is also present in these placers. The differences between the primary phases and their alteration products (including the intermediate phases) are described in detail (e.g. results of ore microscopical-, X-ray- and microprobe analyses). On the basis of geochemical investigations it could be established, that the monazites (rich in rare earths) is derived from granites, garnets (exclusively almandine) from basic charnockites and the zircones (relative to the other zircones hafnium rich) are derived from granites and pegmatites as well.