Kachkanar-gruppen av järnmalmsfyndigheter ligger i Ryssland , nära staden Kachkanar ( Sverdlovsk-regionen ). Det är den största järnmalmsfyndigheten i Ural och en av de största på det forna Sovjetunionens territorium [1] .
Avlagringarna har varit kända sedan 1700-talet [2] . De viktigaste fyndigheterna är: Kachkanarskoye (Own-Kachkanarskoye) och Gusevogorskoye. Avlagringar av magmatiskt ursprung. Prospekterade reserver är cirka 7 miljarder ton med en järnhalt på 16 % (enligt andra källor, 12 miljarder ton med en järnhalt på 17 % [3] ). Malmerna innehåller titan , vanadin , tillhör de spridda titanomagnetitmalmerna av typen med låg titanhalt [4] . Sedan 1963 har Gusevogorsk-fyndigheten utvecklats.
Kachkanarskoye- och Gusevogorskoye-avlagringarna är begränsade till Kachkanarsky- intrusiva komplex som innehåller titanomagnetitmineraliseringar [5] .
Kachkanarfältet är en karakteristisk representant för typen "med enkla hydrogeologiska förhållanden". Det ligger på den östra sluttningen av mellersta Ural , inom det påträngande massivet med samma namn, som huvudsakligen består av peridotiter , pyroxeniter och, i mindre utsträckning, gabbro . Industriell spridning av titanomagnetiter är främst koncentrerad till pyroxeniter. Tillsammans med pyroxeniterna i Gusevogorsk-massivet är diallag, olivin, hornblende och plagioklas. Diallagpyroxeniter utgör huvudsakligen den centrala delen av massivet. Olivinpyroxeniter dominerar i dess nordöstra och sydvästra delar. Hornblende och plagioklaspyroxeniter finns vanligtvis i övergångszonen för pyroxeniter till gabbro. Bland pyroxeniter (främst oliviner) i form av linsformade segregationer finns wehrliter, ibland oliviniter . Strukturen hos det ultramafiska massivet är medelkornig, grovkornig, ibland jättekornig [5] . I klipporna, även om det inte är tydligt överallt, manifesteras banding. Wehrliter och olivinpyroxeniter är starkt serpentiniserade i separata områden . Signifikant fördelade i pyroxeniter är venformationer, representerade huvudsakligen av plagioklasiter, mindre ofta av gabbro och finkorniga pyroxeniter (huseviter). Titanomagnetitmineralisering är främst förknippad med diallag och hornblende pyroxeniter och, i mindre utsträckning, med andra varianter av ultramafiska bergarter. Åderbergarter är vanligtvis karga [6] . I motsats till Gusevogorsky, i Kachkanarsky-massivet är bandning tydligt manifesterad, på grund av koncentrationen av malmkorn i pyroxeniter i form av parallella ränder [5] .
Bland klipporna som utgör det inträngande massivet Kachkanar är cirka 50 % av området pyroxenit, 35 % är gabbro och 15 % är andra typer av klippor [7] .
Geomorfologiskt är fältet begränsat till en bergig-kuperad zon med en starkt dissekerad erosionslättnad. Berg sticker ut på utjämningsytan, representerade av ett antal meridionalt långsträckta restmassiv (bergen Kachkanar , Mal. Guseva och andra med absoluta höjder från 460 till 880 m).
Fyndigheten omfattar 12 malmkroppar, varav 3 är under utveckling. Malmkroppar (brant stänkande bestånd av runda och elliptiska former) kan spåras på ett djup av upp till 2 km och komma till ytan. Balansreserverna är ca 2 miljarder ton (1982) med en järnhalt på 16 %. Malmer sprids, komplexa. De viktigaste malmmineralerna: titanomagnetit, ilmenit , mindre mineraler från platinagruppen, krom, etc. Icke-metalliska mineraler: klinopyroxen , olivin , hornblende , plagioklas . Närvaron av vanadin bestämmer det metallurgiska värdet av malmer [8] .
Kachkanar gabbro-pyroxenitmassivet ligger ungefär i den mellersta delen av det platinabärande bältet i Ural, som sträcker sig längs gränsen mellan Central Ural anticlinorium i väster, sammansatt av metamorfa skiffer från övre proterozoikum - kambrium och Ordovicium och Silurian vulkanisk-sedimentär sekvens av Tagil megasynclinorium i öst. Massivet ligger bland de omvandlade vulkanogena och vulkanogena-sedimentära bergarterna i övre ordovicium och silur i den västra flygeln av Tagil megasynclinoriet. Massivets kontakter med värdstenar är vanligtvis tektoniska. I zonen med tektoniska störningar i gabbro och pyroxenpts ökar antalet amfiboler märkbart . Den totala ytan av massivet är cirka 110 km². Massivet har en koncentrisk-zonal struktur med otydligt manifesterad stratifiering och en bpaxisinklinal form. I den centrala delen av Kachkanar-massivet finns två stora pyroxenitkroppar omgivna av gabbrostenar. Brachisynklinens axel sträcker sig från sydost till nordväst; den störtar mot massivets centrum i vinklar på 30–35° i nordväst och 70–80° i sydost. En liknande struktur är också karakteristisk för Kytlym, Svetlobor, Nizhne-Tagil och andra massiv av det platinabärande bältet. Kachkanarskoye-fyndigheten är belägen 8–10° väster om Gusevogorskoye-fyndigheten och ligger på den östra sluttningen av berget Kachkanar. När det gäller geologisk position liknar den Gusevy Gory-avlagringarna. När det gäller mineral- och kemisk sammansättning, tekniska och metallurgiska egenskaper liknar malmerna i Kachkanarskoye-fyndigheten också malmerna i Gusevogorskoye-fyndigheten [9] .
Gusevogorsk pyroxenitmassivet, med vilket vanadinhaltiga titanomagnetitmalmer är rumsligt och genetiskt besläktade, är i planvy en kropp långsträckt i meridionalriktningen. Dess längd är cirka 8,5 km, dess bredd är upp till 4,6 km, dess yta är cirka 22 km², den faller österut i vinklar på 75-80°. Gusevogorsk-massivet ligger i den nordöstra flanken av brachisynklinen. Från väster begränsas massivet av ett stort tektoniskt förkastning i submeridional riktning. I denna del av massivet är hornblenditer utbredda [6] .
| Fält | Innehåll, % | ||
|---|---|---|---|
| Fe | V2O5 _ _ _ | TiO2 _ | |
| Korrekt-Kachkanarskoe | 16,64 | 0,14 | 1.30 |
| Gusevogorskoe | 16.7 | 0,14 | 1.22 |
Flera malmfyndigheter urskiljs vid Gusevogorskfyndigheten: Main, Western, Northern, Intermediate I, Intermediate II, Intermediate III, Eastern, Southern, Vyiskaya. Formen på malmfyndigheter är komplex. Övergången från malmpyroxeniter till karga olivinpyroxeniter sker vanligtvis gradvis. Huvudreserverna av titanomagnetitmalmer är koncentrerade till huvud-, nord-, väst- och intermediär I-fyndigheterna (mer än 85 % av reserverna) [11] . Malmerna i den västerländska fyndigheten kännetecknas av den högsta vanadinhalten (0,1 % V).
Spridda malmer är mest utbredda, fint spridda och schlieren är mindre vanliga. Huvudmassan av titanomagnetit i malm-ultrabasiter fyller utrymmet mellan järn-magnesia-silikater (sideronitstruktur) [12] .
Beroende på storleken på det huvudsakliga malmmineralet delas utspridda malmer in i fem typer: 1) dispergerade (mindre än 0,074 mm), 2) fint spridda (0,074–0,2 mm), 3) fint spridda (0,12–1 mm), 4) medium spridd (1 -3 mm), 5) grovt spridd (mer än 3 mm). Deras andel i malmreserverna i huvudfyndigheten i Gusevogorskoye-fyndigheten, liksom innehållet av V, Ti, Fe i dem, är inte detsamma. Koncentrationen av vanadin i malmerna ökar med storleken på spridningen av titanomagnetit.
Huvudmalmmineralet i Gusevogorskfyndigheten, titanomagnetit, innehåller vanligtvis cirka 1,5–2,5 % titan, upp till 0,48 % vanadin. I stenbildande mineral är vanadinkoncentrationerna lägre: mindre än 0,09 % i hornblende, mindre än 0,03 % i diopsid och mindre än 0,003 % i olivin. I ilmenit (mindre än 0,1 %), kis, bornit, kopparkis, som finns i malmer som mindre mineraler, innehåller vanadin mindre än 0,03 % [13] [14] .
Vanadin i titanomagnetitkoncentrat innehåller 0,35 %, i agglomerat 0,4 % och i silikatavfall 0,037 %. Halten vanadin beror direkt på innehållet av järn i malmen och halvfabrikat av malmbearbetning [15] . Den låga titanhalten gör det möjligt att bearbeta malmkoncentratet och agglomeratet av fyndigheten med hjälp av masugnssmältning utan att tillgripa smältning i elektriska ugnar [13] .
Krom är brett distribuerat i bergarter och bergbildande mineraler i Kachkanar-massivet, men ett oberoende krommineral ( chrompicotite ) är extremt sällsynt och noterades praktiskt taget av oss endast i wehrliter, där dess innehåll når 0,36%; i andra bergarter, inklusive oliviniter, finns ingen kromit eller dess innehåll är försumbart (0,01–0,02 %). Den maximala halten Cr 2 O 3 observeras i malmoliviniter. Det sträcker sig från 0,16 till 0,80, i genomsnitt 0,34 %; i wehrliter och olivinpyroxeniter sjunker halten till 0,22–0,25 % [16] .
Nickel och kobolt bildar inte självständiga mineral, men finns som en isomorf blandning i alla bergbildande mineral. Den maximala halten nickel noteras i wehrliter - i genomsnitt 0,04%. Nickelhalten är maximal (0,05%) i den centrala delen av malmkroppen. När den närmar sig kontakterna minskar den och överstiger inte 0,01 % i de omgivande pyroxenanterna. I malmoliviniter är nickelhalten i genomsnitt 0,03 % och i olivinpyroxeniter 0,02 %. Minsta nickelhalt noteras i malmpyroxeniter (0,015 % i genomsnitt) [17] .
Aluminium i bergarter och malmer innehåller från 5,72 (malmpyroxeniter) till 1,64 % (magnetitoliviniter). Dess huvudsakliga bärare är klinopyroxen, titanomagnetit och spinell. De rikaste på aluminiumoxid är klinopyroxener av malmpyroxeniter (3,58–5,17 %); klinopyroxener av olivinpyroxeniter innehåller 1,19–3,68 % Al 2 O 3 . I oliviner varierar mängden aluminiumoxid från 0,10 till 1,50 %. I titanomagnetit varierar aluminiumoxidhalten från 3,83 till 4,69 %. Det mesta är en del av spinellen (pleonast) [18] .
Scandium noteras i hornblenditer och malmpyroxeniter - 0,018 respektive 0,016% (maximalt innehåll); i olivinpyroxeniter och wehrliter - upp till 0,010%, det lägsta innehållet (0,0082%) noteras i serpentiniter. I bergbildande mineral fastställdes följande genomsnittliga skandiumhalter: i pyroxener 0,019 %, i hornblandningar 0,018 %, medan i oliviner och titanomagnetiter 0,0054 respektive 0,0051 % [19] .
Den huvudsakliga floden Vyya böjer sig runt Kachkanar-ringen av berg från söder och rinner genom en bred platt och sumpig dal i utvecklingen av metamorfa stenar , som omsluter ett påträngande massiv, som skärs av dalarna i små floder som rinner in i floden. Vyyu.
Utvecklingen av järnmalm i Kachkanar-fyndigheten har utförts sedan 1959 genom dagbrottsbrytning i Gusevogorsk-delen av fyndigheten under mycket gynnsamma hydrogeologiska förhållanden. Under öppningen av den övre sprickade zonen vid horisonterna +340, +325, +310 m kom vatten in i stenbrottet jämnt, dess inflöde ökade vanligtvis på våren och sommaren, men översteg inte 10 m 3 /h och var frånvarande på vintern . Samtidigt, i brunnarna som borrades på sidorna av stenbrottet, var vattennivån 10-15 m över dess botten. Grundvattnets kemiska sammansättning är till övervägande del hydrokarbonat magnesium-kalcium med en mineralisering på 0,2 till 0,4 g/l med en total hårdhet på 1,5 till 5 mekv [20] .
Utforskade reservat i Gusevogorskoyefältet [21]
| Kategori | Reserver, miljoner ton | Fe- halt , i % |
|---|---|---|
| A2 | 109 053 | 16,70 |
| PÅ | 390 000 | 17.14 |
| C1 | 862 955 | 16,91 |
| A2 + B + Cl | 1 264 256 | 16,97 |
| C2 | 1 578 493 | 16,98 |
Per den 1 januari 2013 uppgick balansreserverna i kategorierna A + B + C 1 för Sobstvenno-Kachkanarskoye-fältet till 3 602,6 miljoner ton [22] .
Utvecklingen av fyndigheter utförs av Evraz Kachkanar GOK , som är en del av Evraz Group S.A. Företaget har tre dagbrott; fabriker: koncentrering , sintring och pelletisering . Dagbrottsbrytning. Anrikning genom våtmagnetisk separation . Innehållet av Fe i koncentratet är 61 % [23] .
Generellt kännetecknas fältområdet av låg seismisk aktivitet [24] . Natten till den 30 mars 2010 inträffade en jordbävning med magnituden 4,4 25 km från Kachkanar (enligt andra källor, 3,9 [25] ), fokusdjupet var 21 km, och intensiteten vid epicentrum var upp till 5 punkter. Jordbävningen kändes inom en radie av ~50 km från epicentrum, närmast vilken (7 km) var byn Pokap, Sverdlovsk-regionen [26] . Jordbävningen orsakade ingen betydande skada [27] .