Kachkanar-gruppen af jernmalmsforekomster er beliggende i Rusland , nær byen Kachkanar ( Sverdlovsk-regionen ). Det er den største jernmalmforekomst i Ural-bjergene og en af de største på det tidligere USSRs område [1] .
Aflejringerne har været kendt siden 1700-tallet [2] . De vigtigste forekomster er: Kachkanarskoye (Egen-Kachkanarskoye) og Gusevogorskoye. Aflejringer af magmatisk oprindelse. De udforskede reserver er omkring 7 milliarder tons med et jernindhold på 16 % (ifølge andre kilder, 12 milliarder tons med et jernindhold på 17 % [3] ). Malmene indeholder titanium , vanadium , hører til de spredte titanomagnetitmalme af lav-titanium-typen [4] . Siden 1963 er Gusevogorsk-depotet blevet udviklet.
Kachkanarskoye- og Gusevogorskoye-aflejringerne er begrænset til det påtrængende Kachkanarsky- kompleks, der indeholder titanomagnetitmineraliseringer [5] .
Kachkanar-feltet er en karakteristisk repræsentant for typen "med simple hydrogeologiske forhold". Det er placeret på den østlige skråning af Mellem-Ural , inden for det påtrængende massiv af samme navn, der hovedsageligt består af peridotitter , pyroxenitter og i mindre grad gabbro . Industriel spredning af titanomagnetitter er hovedsageligt koncentreret i pyroxenitter. Efter sammensætning er pyroxenitterne i Gusevogorsk-massivet diallag, olivin, hornblende og plagioklas. Diallag-pyroxenitter udgør hovedsageligt den centrale del af massivet. Olivinpyroxenitter dominerer i dens nordøstlige og sydvestlige dele. Hornblende og plagioklaspyroxenitter findes normalt i overgangszonen for pyroxenitter til gabbro. Blandt pyroxenitter (hovedsageligt olivin) i form af lentikulære segregationer er der wehrliter, lejlighedsvis olivinitter . Strukturen af det ultramafiske massiv er mellemkornet, grovkornet, nogle gange kæmpekornet [5] . I klipperne, selvom det ikke er tydeligt overalt, er bånddannelse manifesteret. Wehrliter og olivinpyroxenitter er stærkt serpentiniserede i separate områder . Betydeligt fordelt i pyroxenitter er veneformationer, repræsenteret hovedsageligt af plagioklasitter, sjældnere af gabbro og finkornede pyroxenitter (husevitter). Titanomagnetitmineralisering er hovedsageligt forbundet med diallag og hornblende pyroxenitter og i mindre grad med andre varianter af ultramafiske bjergarter. Årebjergarter er normalt golde [6] . I modsætning til Gusevogorsky er bånddannelse tydeligt manifesteret i Kachkanarsky-massivet på grund af koncentrationen af malmkorn i pyroxenitter i form af parallelle striber [5] .
Blandt de klipper, der udgør Kachkanars indtrængende massiv, er omkring 50 % af området pyroxenit, 35 % er gabbro og 15 % er andre typer klipper [7] .
Geomorfologisk er feltet begrænset til en bjergrig-bakket zone med et stærkt dissekeret erosionsrelief. Bjerge skiller sig ud på udjævningsfladen, repræsenteret af et antal meridionalt aflange restmassiver (bjergene Kachkanar , Mal. Guseva og andre med absolutte højder fra 460 til 880 m).
Forekomsten omfatter 12 malmlegemer, hvoraf 3 er under udvikling. Malmlegemer (stejlt faldende bestande af runde og elliptiske former) kan spores i en dybde på op til 2 km og komme til overfladen. Balancereserverne er omkring 2 milliarder tons (1982) med et jernindhold på 16%. Malme spredte, komplekse. De vigtigste malmmineraler: titanomagnetit, ilmenit , mindre mineraler af platingruppen, chrom, etc. Ikke-metalliske mineraler: clinopyroxen , olivin , hornblende , plagioklas . Tilstedeværelsen af vanadium bestemmer den metallurgiske værdi af malme [8] .
Kachkanar gabbro-pyroxenit-massivet er placeret omtrent i den midterste del af det platinbærende bælte i Ural, som strækker sig langs grænsen mellem det centrale Ural-anticlinorium i vest, sammensat af metamorfe skifer fra det øvre proterozoikum - kambrium , og Ordovicium og silurisk vulkansk-sedimentær sekvens af Tagil megasynclinoriet i øst. Massivet er placeret blandt de metamorfoserede vulkanogene og vulkanogene-sedimentære bjergarter i Øvre Ordovicium og Silur i den vestlige fløj af Tagil megasynclinorium. Massivets kontakter med værtsbjergarter er normalt tektoniske. I zonen med tektoniske forstyrrelser i gabbro og pyroxenpts stiger antallet af amfiboler mærkbart . Det samlede areal af massivet er omkring 110 km². Massivet har en koncentrisk-zonal struktur med utydeligt manifesteret lagdeling og en bpaxisinklinal form. I den centrale del af Kachkanar-massivet er der to store pyroxenitlegemer omgivet af gabbroklipper. Brachisynklinens akse er forlænget fra sydøst til nordvest; den styrter mod midten af massivet i vinkler på 30-35° i nordvest og 70-80° i sydøst. En lignende struktur er også karakteristisk for Kytlym, Svetlobor, Nizhne-Tagil og andre massiver af det platinbærende bælte. Kachkanarskoye-aflejringen ligger 8-10° vest for Gusevogorskoye-aflejringen og er placeret på den østlige skråning af Mount Kachkanar. Med hensyn til geologisk position ligner den Gusevy Gory-aflejringerne. Med hensyn til mineralsk og kemisk sammensætning, teknologiske og metallurgiske egenskaber ligner malmene i Kachkanarskoye-forekomsten også malmene fra Gusevogorskoye-forekomsten [9] .
Gusevogorsk-pyroxenitmassivet, med hvilket vanadiumholdige titanomagnetitmalme er rumligt og genetisk beslægtede, er set ovenfra et legeme, der er forlænget i meridional retning. Dens længde er omkring 8,5 km, dens bredde er op til 4,6 km, dens areal er omkring 22 km², den dykker mod øst i vinkler på 75-80°. Gusevogorsk-massivet ligger i den nordøstlige flanke af brachisynklinen. Fra vest er massivet afgrænset af en stor tektonisk forkastning af den submeridionale retning. I denne del af massivet er hornblendiitter vidt udbredt [6] .
| Mark | Indhold, % | ||
|---|---|---|---|
| Fe | V2O5 _ _ _ | TiO2 _ | |
| Korrekt-Kachkanarskoe | 16,64 | 0,14 | 1.30 |
| Gusevogorskoe | 16.7 | 0,14 | 1.22 |
Adskillige malmforekomster skelnes på Gusevogorsk-forekomsten: Main, Western, Northern, Intermediate I, Intermediate II, Intermediate III, Eastern, Southern, Vyiskaya. Formen af malmforekomster er kompleks. Overgangen fra malmpyroxenitter til golde olivinpyroxenitter er normalt gradvis. De vigtigste reserver af titanomagnetitmalme er koncentreret i Main, Northern, Western og Intermediate I-forekomsterne (mere end 85 % af reserverne) [11] . Malmene i den vestlige forekomst er karakteriseret ved det højeste vanadiumindhold (0,1 % V).
Disseminerede malme er de mest udbredte; fint spredte og schlieren er mindre almindelige. Hovedmassen af titanomagnetit i malm-ultrabasitter udfylder rummet mellem jern-magnesianske silicater (sideronitstruktur) [12] .
I henhold til størrelsen af hovedmalmmineralet opdeles spredte malme i fem typer: 1) spredt (mindre end 0,074 mm), 2) fint spredt (0,074–0,2 mm), 3) fint spredt (0,12–1 mm), 4) medium spredt (1 -3 mm), 5) groft spredt (mere end 3 mm). Deres andel i malmreserverne i hovedaflejringen af Gusevogorskoye-forekomsten, såvel som indholdet af V, Ti, Fe i dem, er ikke det samme. Koncentrationen af vanadium i malmene stiger med størrelsen af spredning af titanomagnetit.
Det vigtigste malmmineral i Gusevogorsk-aflejringen, titanomagnetit, indeholder normalt omkring 1,5-2,5% titanium, op til 0,48% vanadium. I stendannende mineraler er vanadiumkoncentrationerne lavere: mindre end 0,09% i hornblende, mindre end 0,03% i diopsid og mindre end 0,003% i olivin. I ilmenit (mindre end 0,1%), pyrit, bornit, chalcopyrit, til stede i malme som mindre mineraler, indeholder vanadium mindre end 0,03% [13] [14] .
Vanadium i titanomagnetitkoncentrat indeholder 0,35%, i agglomerat 0,4% og i silikataffald 0,037 %. Indholdet af vanadium afhænger direkte af indholdet af jern i malmen og halvfabrikata fra malmforarbejdning [15] . Det lave indhold af titanium gør det muligt at behandle malmkoncentratet og agglomeratet af forekomsten ved hjælp af højovnssmeltning uden at ty til smeltning i elektriske ovne [13] .
Chrom er vidt udbredt i klipper og klippedannende mineraler i Kachkanar-massivet, men et uafhængigt chrommineral (chrompicotite ) er ekstremt sjældent og blev praktisk taget kun bemærket af os i wehrlites, hvor dets indhold når 0,36%; i andre bjergarter, herunder olivinitter, er der ingen chromit, eller dets indhold er ubetydeligt (0,01-0,02%). Det maksimale indhold af Cr 2 O 3 er observeret i malmolivinitter. Det spænder fra 0,16 til 0,80, i gennemsnit 0,34%; i wehrliter og olivinpyroxenitter falder indholdet til 0,22-0,25 % [16] .
Nikkel og kobolt danner ikke selvstændige mineraler, men er som en isomorf blanding indeholdt i alle stendannende mineraler. Det maksimale indhold af nikkel er noteret i wehrlites - i gennemsnit 0,04%. Nikkelindholdet er maksimalt (0,05%) i den centrale del af malmlegemet. Når det nærmer sig kontakterne, falder det og overstiger ikke 0,01% i de omgivende pyroxenanter. I malmolivinitter er nikkelindholdet i gennemsnit 0,03 %, og i olivinpyroxenitter 0,02 %. Minimum nikkelindhold er noteret i malmpyroxenitter (0,015 % i gennemsnit) [17] .
Aluminium i sten og malme indeholder fra 5,72 (malmpyroxenitter) til 1,64% (magnetitolivinitter). Dens vigtigste bærere er clinopyroxen, titanomagnetit og spinel. De rigeste på aluminiumoxid er klinopyroxener af malmpyroxenitter (3,58-5,17%); clinopyroxener af olivinpyroxenitter indeholder 1,19-3,68 % Al 2 O 3 . I oliviner varierer mængden af aluminiumoxid fra 0,10 til 1,50%. I titanomagnetit varierer aluminiumoxidindholdet fra 3,83 til 4,69%. Det meste er en del af spinellen (pleonast) [18] .
Scandium er noteret i hornblendites og malmpyroxenitter - henholdsvis 0,018 og 0,016% (maksimalt indhold); i olivinpyroxenitter og wehrliter - op til 0,010%, er minimumsindholdet (0,0082%) noteret i serpentinitter. I stendannende mineraler blev følgende gennemsnitlige skandiumindhold fastlagt: i pyroxener 0,019 %, i hornblandinger 0,018 %, mens i oliviner og titanomagnetitter henholdsvis 0,0054 og 0,0051 % [19] .
Hovedfloden Vyya bøjer sig rundt om Kachkanar-ringen af bjerge fra syd og strømmer gennem en bred flad og sumpet dal inden for udviklingen af metamorfe klipper , der omslutter et påtrængende massiv, som er skåret af dalene af små floder, der strømmer ind i floden. Vyyu.
Udviklingen af jernmalm fra Kachkanar-forekomsten er blevet udført siden 1959 ved minedrift i åbne brud ved Gusevogorsk-delen af forekomsten under meget gunstige hydrogeologiske forhold. Under åbningen af den øvre sprækkede zone ved horisonterne +340, +325, +310 m kom vand jævnt ind i stenbruddet, dets tilstrømning steg normalt om foråret og sommeren, men oversteg ikke 10 m 3 /h og var fraværende om vinteren . Samtidig var vandstanden i brøndene, der blev boret på stenbruddets sider, 10-15 m over dens bund. Grundvandets kemiske sammensætning er overvejende hydrocarbonat magnesium-calcium med en mineralisering på 0,2 til 0,4 g/l med en total hårdhed på 1,5 til 5 meq [20] .
Udforskede reserver i Gusevogorskoye-feltet [21]
| Kategori | Reserver, millioner tons | Fe indhold i % |
|---|---|---|
| A2 | 109 053 | 16,70 |
| PÅ | 390.000 | 17.14 |
| C1 | 862 955 | 16,91 |
| A2 + B + C1 | 1 264 256 | 16,97 |
| C2 | 1 578 493 | 16,98 |
Pr. 1. januar 2013 udgjorde saldoreserverne i kategori A + B + C 1 for Sobstvenno-Kachkanarskoye-feltet 3.602,6 millioner tons [22] .
Udviklingen af indskud udføres af Evraz Kachkanar GOK , som er en del af Evraz Group S.A. Virksomheden har tre åbne gruber; fabrikker: koncentrering , sintring og pelletering . Minedrift i åbne brud. Berigelse ved våd magnetisk separation . Indholdet af Fe i koncentratet er 61 % [23] .
Generelt er feltområdet præget af lav seismisk aktivitet [24] . Natten til den 30. marts 2010 indtraf et jordskælv med en styrke på 4,4 25 km fra Kachkanar (ifølge andre kilder, 3,9 [25] ), fokusdybden var 21 km, og intensiteten ved epicentret var op til 5 punkter. Jordskælvet kunne mærkes inden for en radius af ~50 km fra epicentret, tættest på (7 km) landsbyen Pokap, Sverdlovsk-regionen [26] . Jordskælvet forårsagede ikke væsentlig skade [27] .