Skupina ložisek železné rudy Kachkanar se nachází v Rusku , poblíž města Kachkanar ( Sverdlovská oblast ). Jde o největší ložisko železné rudy na Uralu a jedno z největších na území bývalého SSSR [1] .
Ložiska jsou známa již od 18. století [2] . Hlavní ložiska jsou: Kachkanarskoye (Vlastní-Kachkanarskoye) a Gusevogorskoye. Ložiska magmatického původu. Prozkoumané zásoby jsou asi 7 miliard tun s obsahem železa 16 % (podle jiných zdrojů 12 miliard tun s obsahem železa 17 % [3] ). Rudy obsahují titan , vanad , patří k rozšířeným titanomagnetitovým rudám nízkotitanového typu [4] . Od roku 1963 se vyvíjí ložisko Gusevogorsk.
Ložiska Kachkanarskoye a Gusevogorskoye jsou omezena na intruzivní komplex Kachkanarsky obsahující titanomagnetitové mineralizace [5] .
Pole Kachkanar je charakteristickým představitelem typu „s jednoduchými hydrogeologickými podmínkami“. Nachází se na východním svahu Středního Uralu , ve stejnojmenném intruzivním masivu složeném převážně z peridotitů , pyroxenitů a v menší míře gabra . Průmyslové šíření titanomagnetitů je soustředěno především do pyroxenitů. Složením jsou pyroxenity masivu Gusevogorsk diallag, olivín, rohovec a plagioklas. Centrální část masivu tvoří především dialagové pyroxenity. V jeho severovýchodní a jihozápadní části převládají olivínové pyroxenity. Hornblendové a plagioklasové pyroxenity se obvykle nacházejí v přechodové zóně pyroxenitů do gabra. Mezi pyroxenity (především olivín) ve formě čočkovitých segregací se vyskytují wehrlity, ojediněle olivinity . Struktura ultramafického masivu je středně zrnitá, hrubozrnná, někdy i obrovitá [5] . Ve skalách, i když ne všude zřetelně, se pruhování projevuje. Wehrlity a olivinické pyroxenity jsou silně serpentinizované v oddělených oblastech . V pyroxenitech jsou výrazně rozšířeny žilné útvary zastoupené především plagioklasity, méně často gabry a jemnozrnnými pyroxenitemi (husevity). Titanomagnetitová mineralizace je spojena především s dialagovými a rohovcovými pyroxenitemi a v menší míře s jinými odrůdami ultramafických hornin. Žilné horniny jsou obvykle neplodné [6] . Na rozdíl od Gusevogorského se v Kachkanarském masivu zřetelně projevuje páskování, způsobené koncentrací rudních zrn v pyroxenitech ve formě rovnoběžných pruhů [5] .
Mezi horninami, které tvoří intruzivní masiv Kachkanar, tvoří asi 50 % plochy pyroxenit, 35 % gabro a 15 % ostatní typy hornin [7] .
Geomorfologicky je pole omezeno na hornato-pahorkatinu se silně členitým erozním reliéfem. Na vyrovnávacím povrchu vystupují hory, reprezentované řadou polednicově protáhlých zbytkových masivů (pohoří Kachkanar , Mal. Guseva a další s absolutními výškami od 460 do 880 m).
Ložisko zahrnuje 12 rudních těles, z nichž 3 jsou ve vývoji. Rudná tělesa (strmě klesající zásoby oblých a eliptických tvarů) lze vysledovat v hloubce až 2 km a vystupovat na povrch. Bilanční zásoby jsou asi 2 miliardy tun (1982) s obsahem železa 16 %. Rudy rozšířené, komplexní. Hlavní rudní minerály: titanomagnetit, ilmenit , minoritní minerály skupiny platiny, chrom atd. Nekovové minerály: klinopyroxen , olivín , rohovec , plagioklas . Přítomnost vanadu určuje metalurgickou hodnotu rud [8] .
Kachkanarský gabropyroxenitový masiv se nachází přibližně ve střední části platinonosného pásu Uralu, který se táhne podél hranice mezi středouralským antiklinoriem na západě, složeným z metamorfovaných břidlic svrchního proterozoika - kambria a Ordovikum a silur vulkanogenně-sedimentární sekvence tagilského megasynklinoria na východě. Masiv se nachází mezi metamorfovanými vulkanogenními a vulkanogenně-sedimentárními horninami svrchního ordoviku a siluru v západním křídle megasynklinoria Tagil. Kontakty masivu s hostitelskými horninami jsou obvykle tektonické. V zóně tektonických poruch v gabrech a pyroxenptech znatelně přibývá amfibolů . Celková plocha masivu je asi 110 km². Masiv má koncentricko-zonální stavbu s nevýrazně projevenou vrstevnatostí a bpaxisinklinálním tvarem. V centrální části masivu Kachkanar se nacházejí dvě velká pyroxenitová tělesa obklopená horninami gabra. Osa brachisynklinály je prodloužena od jihovýchodu k severozápadu; noří se ke středu masivu v úhlech 30–35° na severozápadě a 70–80° na jihovýchodě. Podobná stavba je charakteristická i pro Kytlym, Světlobor, Nižně-Tagil a další masivy platinonosného pásu. Ložisko Kachkanarskoye se nachází 8–10° západně od ložiska Gusevogorskoye a nachází se na východním svahu hory Kachkanar. Z hlediska geologické polohy se podobá ložiskům Gusevy Gory. Z hlediska minerálního a chemického složení, technologických a metalurgických vlastností jsou rudy ložiska Kachkanarskoye rovněž podobné rudám ložiska Gusevogorskoye [9] .
Gusevogorský pyroxenitový masiv, s nímž jsou vanadové titanomagnetitové rudy prostorově a geneticky příbuzné, je v půdorysu tělesem protáhlým ve směru poledníku. Jeho délka je asi 8,5 km, šířka až 4,6 km, plocha asi 22 km², klesá k východu v úhlech 75-80°. Masiv Gusevogorsk se nachází na severovýchodním úbočí brachisynklinály. Ze západu je masiv ohraničen velkou tektonickou poruchou submeridiálního směru. V této části masivu jsou hojně rozšířeny hornblendity [6] .
| Pole | Obsah, % | ||
|---|---|---|---|
| Fe | V 2 O 5 | TiO2 _ | |
| Proper-Kachkanarskoe | 16,64 | 0,14 | 1.30 |
| Gusevogorskoe | 16.7 | 0,14 | 1.22 |
Na ložisku Gusevogorsk se rozlišuje několik rudných ložisek: hlavní, západní, severní, střední I, střední II, střední III, východní, jižní, Vyiskaya. Tvar rudných ložisek je složitý. Přechod od rudných pyroxenitů k jalovým olivinickým pyroxenitům je obvykle pozvolný. Hlavní zásoby titanomagnetitových rud jsou soustředěny v hlavních, severních, západních a mezilehlých I ložiskách (více než 85 % zásob) [11] . Rudy západního ložiska se vyznačují nejvyšším obsahem vanadu (0,1 % V).
Nejrozšířenější jsou diseminované rudy, méně rozšířené jsou jemně diseminované a schlieren. Hlavní hmota titanomagnetitu v rudných ultrabasitech vyplňuje prostor mezi železo-hořečnatými silikáty (struktura sideronitu) [12] .
Podle velikosti hlavního rudního minerálu se diseminované rudy dělí na pět typů: 1) rozptýlené (méně než 0,074 mm), 2) jemně rozptýlené (0,074–0,2 mm), 3) jemně rozptýlené (0,12–1 mm), 4) středně diseminovaný (1 -3 mm), 5) hrubě diseminovaný (více než 3 mm). Jejich podíl na zásobách rud hlavního ložiska ložiska Gusevogorskoye, stejně jako obsah V, Ti, Fe v nich, není stejný. Koncentrace vanadu v rudách se zvyšuje s velikostí šíření titanomagnetitu.
Hlavní rudní minerál ložiska Gusevogorsk, titanomagnetit, obvykle obsahuje asi 1,5–2,5 % titanu, až 0,48 % vanadu. V horninotvorných minerálech jsou koncentrace vanadu nižší: méně než 0,09 % v rohovci, méně než 0,03 % v diopsidu a méně než 0,003 % v olivínu. V ilmenitu (méně než 0,1 %), pyritu, bornitu, chalkopyritu, přítomných v rudách jako minoritní minerály, vanad obsahuje méně než 0,03 % [13] [14] .
Vanad v koncentrátu titanomagnetitu obsahuje 0,35 %, v aglomerátu 0,4 % a v silikátové hlušině 0,037 %. Obsah vanadu přímo závisí na obsahu železa v rudě a polotovarech zpracování rudy [15] . Nízký obsah titanu umožňuje zpracovávat rudný koncentrát a aglomerát ložiska vysokopecním tavením bez použití tavení v elektrických pecích [13] .
Chrom je široce rozšířen v horninách a horninotvorných minerálech masivu Kachkanar, ale samostatný minerál chromu ( chrompikotit ) je extrémně vzácný a byl u nás prakticky zaznamenán pouze ve wehrlitech, kde jeho obsah dosahuje 0,36 %; v ostatních horninách včetně olivinitů chromit není nebo je jeho obsah zanedbatelný (0,01-0,02 %). Maximální obsah Cr 2 O 3 je pozorován v rudných olivinitech. Pohybuje se od 0,16 do 0,80, v průměru 0,34 %; ve wehrlitech a olivinických pyroxenitech obsah klesá na 0,22–0,25 % [16] .
Nikl a kobalt netvoří samostatné minerály, ale jako izomorfní příměs jsou obsaženy ve všech horninotvorných minerálech. Maximální obsah niklu je zaznamenán ve wehrlitech - v průměru 0,04%. Obsah niklu je maximální (0,05 %) ve střední části tělesa rudy. Jak se přibližuje ke kontaktům, klesá a nepřesahuje 0,01 % v okolních pyroxenantech. V rudných olivinitech je obsah niklu v průměru 0,03 % a v olivinických pyroxenitech 0,02 %. Minimální obsah niklu je zaznamenán v rudných pyroxenitech (v průměru 0,015 %) [17] .
Hliník v horninách a rudách obsahuje od 5,72 (rudné pyroxenity) do 1,64 % (magnetitové olivinity). Jeho hlavními nosiči jsou klinopyroxen, titanomagnetit a spinel. Nejbohatší na oxid hlinitý jsou klinopyroxeny rudných pyroxenitů (3,58–5,17 %); klinopyroxeny olivinických pyroxenitů obsahují 1,19–3,68 % Al 2 O 3 . V olivínech se množství oxidu hlinitého pohybuje od 0,10 do 1,50 %. V titanomagnetitu se obsah oxidu hlinitého pohybuje od 3,83 do 4,69 %. Většina je součástí spinelu (pleonast) [18] .
Skandium je zaznamenáno v hornblenditech a rudných pyroxenitech - 0,018 a 0,016 %, v tomto pořadí (maximální obsahy); v olivinických pyroxenitech a wehrlitech - do 0,010 %, minimální obsah (0,0082 %) je zaznamenán v serpentinitech. V horninotvorných minerálech byly stanoveny tyto průměrné obsahy skandia: v pyroxenech 0,019 %, v rohovci 0,018 %, zatímco v olivínech a titanomagnetitech 0,0054 a 0,0051 % [19] .
Hlavní řeka Vyja se z jihu ohýbá kolem prstence hor Kachkanar a protéká širokým plochým a bažinatým údolím v rámci vývoje metamorfovaných hornin a uzavírá rušivý masiv, který je rozříznut údolími malých říček vlévajících se do řeky. Vyyu.
Rozvoj železných rud ložiska Kachkanar probíhá od roku 1959 povrchovou těžbou na úseku ložiska Gusevogorsk za velmi příznivých hydrogeologických podmínek. Při otevírání svrchní puklinové zóny na horizontech +340, +325, +310 m se voda do lomu dostávala rovnoměrně, její přítok se obvykle na jaře a v létě zvyšoval, ale nepřesahoval 10 m 3 /h a v zimě chyběl. . Přitom ve vrtech vrtaných po stranách lomu byla hladina 10-15 m nad jeho dnem. Chemické složení podzemních vod je převážně hydrokarbonát hořečnato-vápenatý s mineralizací 0,2 až 0,4 g/l o celkové tvrdosti 1,5 až 5 meq [20] .
Prozkoumané zásoby v oblasti Gusevogorskoye [21]
| Kategorie | Zásoby, miliony tun | obsah Fe v % |
|---|---|---|
| A2 | 109 053 | 16,70 |
| V | 390 000 | 17.14 |
| C1 | 862 955 | 16,91 |
| A2 + B + C1 | 1 264 256 | 16,97 |
| C2 | 1 578 493 | 16,98 |
Bilanční rezervy v kategoriích A + B + C 1 pro pole Sobstvenno-Kachkanarskoye činily k 1. lednu 2013 3 602,6 mil. tun [22] .
Vývoj ložisek provádí Evraz Kachkanar GOK , která je součástí Evraz Group S.A. Podnik má tři otevřené jámy; továrny: zahušťování , slinování a peletizace . Povrchová těžba. Obohacení mokrou magnetickou separací . Obsah Fe v koncentrátu je 61 % [23] .
Obecně se oblast pole vyznačuje nízkou seismickou aktivitou [24] . V noci na 30. března 2010 došlo 25 km od Kachkanaru k zemětřesení o síle 4,4 (podle jiných zdrojů 3,9 [25] ), hloubka ohniska byla 21 km a intenzita v epicentru až 5 bodů. Zemětřesení bylo cítit v okruhu ~50 km od epicentra, nejblíže k němu (7 km) byla vesnice Pokap, Sverdlovská oblast [26] . Zemětřesení nezpůsobilo významné škody [27] .