Grupul de zăcăminte de minereu de fier Kachkanar este situat în Rusia , lângă orașul Kachkanar ( regiunea Sverdlovsk ). Este cel mai mare zăcământ de minereu de fier din Urali și unul dintre cele mai mari de pe teritoriul fostei URSS [1] .
Zăcămintele sunt cunoscute încă din secolul al XVIII-lea [2] . Principalele zăcăminte sunt: Kachkanarskoye (Own-Kachkanarskoye) și Gusevogorskoye. Depozite de origine magmatică. Rezervele explorate sunt de aproximativ 7 miliarde de tone cu un conținut de fier de 16% (conform altor surse, 12 miliarde de tone cu un conținut de fier de 17% [3] ). Minereurile conțin titan , vanadiu , aparțin minereurilor diseminate de titanomagnetit de tip cu conținut scăzut de titan [4] . Din 1963, zăcământul Gusevogorsk a fost dezvoltat.
Zăcămintele Kachkanarskoye și Gusevogorskoye sunt limitate la complexul intruziv Kachkanarsky care conține mineralizări de titanomagnetită [5] .
Câmpul Kachkanar este un reprezentant caracteristic de tipul „cu condiții hidrogeologice simple”. Este situat pe versantul estic al Uralului Mijlociu , în cadrul masivului intruziv cu același nume, compus în principal din peridotite , piroxenite și, într-o măsură mai mică, gabro . Diseminarea industrială a titanomagnetitelor este concentrată în principal în piroxenite. Prin compoziție, piroxeniții din masivul Gusevogorsk sunt diallag, olivina, hornblenda și plagioclaza. Diallag-piroxenitele compun în principal partea centrală a masivului. Piroxenitele de olivin predomină în părțile sale de nord-est și sud-vest. Hornblendele și piroxenitele plagioclaze se găsesc de obicei în zona de tranziție a piroxeniților la gabro. Printre piroxeniți (în principal olivină) sub formă de segregări lenticulare există wehrlite, ocazional olivinite . Structura masivului ultramafic este cu granulație medie, cu granulație grosieră, uneori cu granulație gigantică [5] . În stânci, deși nu peste tot clar, se manifestă banding. Wehrliții și piroxeniții de olivină sunt puternic serpentinizate în zone separate . Distribuite semnificativ în piroxenite sunt formațiunile de vene, reprezentate în principal de plagioclaziți, mai rar de gabro și piroxeniți cu granulație fină (husevite). Mineralizarea titanomagnetită este asociată în principal cu piroxenitele diallag și hornblende și, într-o măsură mai mică, cu alte soiuri de roci ultramafice. Rocile filonare sunt de obicei sterile [6] . Spre deosebire de Gusevogorsky, în masivul Kachkanarsky se manifestă clar bandajul, datorită concentrației de boabe de minereu în piroxenite sub formă de dungi paralele [5] .
Dintre rocile care alcătuiesc masivul intruziv Kachkanar, aproximativ 50% din zonă este piroxenită, 35% este gabbro și 15% sunt alte tipuri de roci [7] .
Din punct de vedere geomorfologic , câmpul se limitează la o zonă muntos-dealoasă cu un relief de eroziune puternic disecat. Pe suprafața de nivelare se evidențiază munții, reprezentați de o serie de masive rămășițe alungite meridional (muntii Kachkanar , Mal. Guseva și alții cu înălțimi absolute de la 460 la 880 m).
Zăcământul cuprinde 12 corpuri de minereu, dintre care 3 sunt în curs de dezvoltare. Corpurile de minereu ( stocuri cu scufundare abruptă de forme rotunde și eliptice) pot fi urmărite la o adâncime de până la 2 km și ies la suprafață. Rezervele de sold sunt de circa 2 miliarde de tone (1982) cu un continut de fier de 16%. Minereuri diseminate, complexe. Principalele minerale: titanomagnetit, ilmenit , minerale minore din grupa platinei, crom etc. Minerale nemetalice: clinopiroxen , olivină , cornblendă , plagioclază . Prezența vanadiului determină valoarea metalurgică a minereurilor [8] .
Masivul Kachkanar gabbro-piroxenit este situat aproximativ în partea de mijloc a centurii purtătoare de platină a Uralilor, care se întinde de-a lungul graniței dintre anticlinoriul Ural central din vest, compus din șisturi metamorfice din Proterozoicul superior - Cambrian și Secvența vulcanogenă-sedimentară ordoviciană și siluriană a megasynclinoriumului Tagil din est. Masivul este situat printre rocile vulcanogene și vulcanogenic-sedimentare metamorfozate ale Ordovicianului Superior și Silurian în aripa vestică a megasinclinoriului Tagil. Contactele masivului cu rocile gazdă sunt de obicei tectonice. În zona tulburărilor tectonice la gabro și piroxenpți, numărul de amfiboli crește semnificativ . Suprafața totală a masivului este de aproximativ 110 km². Masivul are o structură concentric-zonală cu stratificare indistinct manifestată și o formă bpaxisinclinală. În partea centrală a masivului Kachkanar există două corpuri mari de piroxenită, înconjurate de roci de gabbro. Axa brahisinclinală este extinsă de la sud-est la nord-vest; se plonjează spre centrul masivului la unghiuri de 30–35° în nord-vest și 70–80° în sud-est. O structură similară este, de asemenea, caracteristică Kytlym, Svetlobor, Nizhne-Tagil și alte masive ale centurii purtătoare de platină. Depozitul Kachkanarskoye este situat la 8–10° vest de zăcământul Gusevogorskoye și este situat pe versantul estic al Muntelui Kachkanar. În ceea ce privește poziția geologică, este similară cu zăcămintele Gusevy Gory. În ceea ce privește compoziția minerală și chimică, proprietățile tehnologice și metalurgice, minereurile zăcământului Kachkanarskoye sunt, de asemenea, similare cu minereurile zăcământului Gusevogorskoye [9] .
Masivul piroxenit Gusevogorsk, cu care minereurile de titanomagnetită purtătoare de vanadiu sunt legate spațial și genetic, este în vedere plană un corp alungit în direcția meridională. Lungimea sa este de aproximativ 8,5 km, lățimea este de până la 4,6 km, suprafața sa este de aproximativ 22 km², coboară spre est la unghiuri de 75-80°. Masivul Gusevogorsk este situat în flancul de nord-est al brahisinclinalului. Dinspre vest, masivul este delimitat de o mare falie tectonica de directie submeridiana. În această parte a masivului, hornblenditele sunt larg răspândite [6] .
| Camp | Conținut, % | ||
|---|---|---|---|
| Fe | V 2 O 5 | TiO2 _ | |
| Proper-Kachkanarskoe | 16.64 | 0,14 | 1.30 |
| Gusevogorskoe | 16.7 | 0,14 | 1.22 |
La zăcământul Gusevogorsk se disting mai multe zăcăminte de minereu: Principal, Vest, Nord, Intermediar I, Intermediar II, Intermediar III, Est, Sud, Vyiskaya. Forma zăcămintelor de minereu este complexă. Trecerea de la piroxenitele de minereu la piroxenitele sterile de olivină este de obicei treptată. Principalele rezerve de minereuri de titanomagnetită sunt concentrate în zăcămintele Principal, Nord, Vest și Intermediar I (mai mult de 85% din rezerve) [11] . Minereurile zăcământului occidental se caracterizează prin cel mai mare conținut de vanadiu (0,1% V).
Minereurile diseminate sunt cele mai răspândite; fin diseminate și schlieren sunt mai puțin frecvente. Masa principală de titanomagnetită din ultrabazite de minereu umple spațiul dintre silicații fier-magnezieni (structura sideronită) [12] .
În funcție de mărimea mineralului principal, minereurile diseminate sunt împărțite în cinci tipuri: 1) dispersate (mai puțin de 0,074 mm), 2) fin diseminate (0,074–0,2 mm), 3) fin diseminate (0,12–1 mm), 4) mediu diseminat (1 -3 mm), 5) grosier diseminat (mai mult de 3 mm). Cota lor în rezervele de minereu ale zăcământului principal al zăcământului Gusevogorskoye, precum și conținutul de V, Ti, Fe din ele, nu este aceeași. Concentrația de vanadiu în minereuri crește odată cu dimensiunea diseminării titanomagnetitei.
Principalul mineral din zăcământul Gusevogorsk, titanomagnetitul, conține de obicei aproximativ 1,5–2,5% titan, până la 0,48% vanadiu. În mineralele care formează roci, concentrațiile de vanadiu sunt mai mici: mai puțin de 0,09% în hornblendă, mai puțin de 0,03% în diopside și mai puțin de 0,003% în olivină. În ilmenit (mai puțin de 0,1%), pirit, bornit, calcopirită, prezente în minereuri ca minerale minore, vanadiul conține mai puțin de 0,03% [13] [14] .
Vanadiul în concentratul de titanomagnetită conține 0,35%, în aglomerat 0,4% și în steril de silicat 0,037%. Conținutul de vanadiu depinde direct de conținutul de fier din minereu și semifabricate de prelucrare a minereului [15] . Nivelul scăzut de conținut de titan face posibilă prelucrarea concentratului de minereu și a aglomeratului zăcământului folosind topirea în furnal fără a recurge la topirea în cuptoare electrice [13] .
Cromul este larg distribuit în rocile și mineralele care formează roci din masivul Kachkanar, dar un mineral de crom independent ( chrompicotite ) este extrem de rar și a fost observat practic de noi doar în wehrlites, unde conținutul său ajunge la 0,36%; în alte roci, inclusiv olivinite, nu există cromit sau conținutul acestuia este neglijabil (0,01-0,02%). Conținutul maxim de Cr 2 O 3 se observă în olivinitele minereului. Acesta variază de la 0,16 la 0,80, cu o medie de 0,34%; în wehrlite și olivin pyroxenites, conținutul scade la 0,22–0,25% [16] .
Nichelul și cobaltul nu formează minerale independente, dar ca un amestec izomorf sunt conținute în toate mineralele care formează roca. Conținutul maxim de nichel este notat în wehrlites - în medie 0,04%. Conținutul de nichel este maxim (0,05%) în partea centrală a corpului de minereu. Pe măsură ce se apropie de contacte, scade și nu depășește 0,01% în piroxenanții din jur. În olivinitele de minereu, conținutul de nichel este în medie de 0,03%, iar în piroxenitele de olivină, de 0,02%. Conținutul minim de nichel se notează în piroxenitele de minereu (0,015% în medie) [17] .
Aluminiul din roci și minereuri conține de la 5,72 (piroxenite de minereu) la 1,64% (olibinite de magnetit). Principalii săi purtători sunt clinopiroxenul, titanomagnetitul și spinelul. Cele mai bogate în alumină sunt clinopiroxenii piroxeniților de minereu (3,58–5,17%); clinopiroxenii piroxeniților de olivină conțin 1,19–3,68% Al 2 O 3 . În olivine, cantitatea de alumină variază de la 0,10 la 1,50%. În titanomagnetită, conținutul de alumină variază de la 3,83 la 4,69%. Cea mai mare parte face parte din spinel (pleonast) [18] .
Scandiul se observă în hornblendite și piroxenite de minereu - 0,018, respectiv 0,016% (conținut maxim); în piroxeniți și wehrlite de olivină - până la 0,010%, conținutul minim (0,0082%) se notează în serpentinite. În mineralele formatoare de rocă s-au stabilit următoarele conținuturi medii de scandiu: în piroxeni 0,019%, în hornblende 0,018%, în timp ce în olivine și, respectiv, titanomagnetite, 0,0054 și 0,0051% [19] .
Râul principal Vyya se îndoaie în jurul inelului munților Kachkanar dinspre sud și curge printr-o vale largă și plată și mlăștinoasă în cadrul dezvoltării de roci metamorfice , înglobând un masiv intruziv, care este tăiat de văile râurilor mici care se varsă în râu. Vyyu.
Dezvoltarea minereurilor de fier din zăcământul Kachkanar a fost realizată din 1959 prin exploatarea în cariera deschisă la secțiunea Gusevogorsk a zăcământului în condiții hidrogeologice foarte favorabile . În timpul deschiderii zonei fracturate superioare la orizonturile +340, +325, +310 m, apa a pătruns uniform în carieră, debitul ei a crescut de obicei primăvara și vara, dar nu a depășit 10 m 3 /h și era absent iarna . Totodată, în puțurile forate pe lateralele carierei, nivelul apei era cu 10-15 m deasupra fundului acesteia. Compoziția chimică a apelor subterane este predominant hidrocarbonat magneziu-calciu cu o mineralizare de 0,2 până la 0,4 g/l cu o duritate totală de 1,5 până la 5 meq [20] .
Rezerve explorate în câmpul Gusevogorskoye [21]
| Categorie | Rezerve, milioane de tone | Conținut de Fe , în % |
|---|---|---|
| A2 | 109 053 | 16.70 |
| LA | 390 000 | 17.14 |
| C1 | 862 955 | 16.91 |
| A2 + B + C1 | 1 264 256 | 16.97 |
| C2 | 1 578 493 | 16.98 |
La 1 ianuarie 2013, rezervele de sold din categoriile A + B + C 1 pentru zăcământul Sobstvenno-Kachkanarskoye se ridicau la 3.602,6 milioane de tone [22] .
Dezvoltarea zăcămintelor este realizată de Evraz Kachkanar GOK , care face parte din Evraz Group S.A. Întreprinderea are trei cariere deschise; fabrici: concentrare , sinterizare si peletizare . Exploatare în cariera deschisă. Îmbogățirea prin separare magnetică umedă . Conținutul de Fe din concentrat este de 61% [23] .
În general, zona câmpului este caracterizată de activitate seismică scăzută [24] . În noaptea de 30 martie 2010, un cutremur cu magnitudinea 4,4 s-a produs la 25 km de Kachkanar (conform altor surse, 3,9 [25] ), adâncimea focalizării a fost de 21 km, iar intensitatea la epicentru a fost de până la 5 puncte. Cutremurul a fost resimțit pe o rază de ~50 km de epicentru, cel mai aproape de care (7 km) era satul Pokap, regiunea Sverdlovsk [26] . Cutremurul nu a produs pagube semnificative [27] .