ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
1.1Общие сведения о районе
Месторождение “40 лет Казахской ССР – Молодежное” находится в Южно - Кемпирсайском рудном районе на восточном склоне Орь – Илекского водораздела в Северных Мугоджарах, в 12 км к северо-востоку от г. Хромтау Актюбинской области Республики Казахстан.
Транспортные условия в районе благоприятные.
Поверхность района представляет собой всхолмленную равнину, имеющую понижение рельефа к востоку в сторону р. Орь и юго-востоку по направлению к р. Уйсылкара.
Наибольшая высотная отметка – 487м, наименьшая – 307м.
Гидросеть в районе развита слабо и представлена левыми притоками р. Орь, которые большую часть года не имеют проточной воды. В летне-осений период реки почти пересыхают.
Климат района резко континентальный с продолжительной суровой зимой и жарким, знойным летом с сильными ветрами. Среднегодовая температура не превышает плюс 4’С.
Среднегодовое количество атмосферных осадков колеблется от 220 до 250 мм. Характерной особенностью климата является большое количество ветреных дней с преобладающим западным и северо-западным направлениями со средней скоростью ветра 4,3-5,2 м/с. В экономическом отношении район сельскохозяйственно-промышленный. Основная отрасль промышленности горнодобывающая, на базе месторождений хромовых руд (Донской ГОК) и силикатно-никелевых руд
(Батамшинский ГОК). Товарной продукцией Донского ГОКа является рядовая руда и хромовый концентрат.
Электроснабжение предприятий Донского ГОКа осуществляется от системы ЗАПКАЗЭНЕРГО.
1.2 Геологическое строение района и месторождения
Месторождение “40 лет Каз. ССР – Молодежное” расположено в пределах Восточной рудоносной зоны Южно – Кемпирсайского района и приурочено к Кемпирсайскому ультраосновному массиву.
Кемпирсайский массив ультраосновных пород приурочен к Уралтаусскому антиклинорию – структуре первого порядка, в пределах которой выделяются брахиантиклинальные структуры второго и более высоких порядков. На востоке Урлалтаусский антиклинорий граничит со структурой второго порядка в пределах Магнитогорского сиклинория – Орским грабеном, на западе – с Самарским сиклинорием. Центрально – Уральский мегантиклинорий ограничен разломами различной глубины заложения; из которых хорошо выражены только омоложенные и молодые глубинные разломы позднеорогенного,платформенного и неотектонического периода развития района.1
Главный Уральский глубинный разлом падает на восток под углом 70-80* и состоит из большого количества параллельных кулисообразных разрывов. К зоне данного разлома приурочено главное рудное поле Кемпирсайского гипербазитового массива.
Сакмарско – Кокпетинский разлом разделяет Сакмарскую и Зилаирскую структурно- формационные зоны. По нему отмечается надвиг ордовикско-силурийских толщ Центрально – Уральского мегантиклинория на верхнедевонские более молодые породы.
В обнаженной части Кемпирсайского поднятия разлом фиксируется узкой зоной сбросов и надвигов меридионального простирания.
Из глубинных разломов более высоких порядков отмечается Кемпирсайско-Хабарнинский разлом с азимутом простирания 340*. Он проходит с севера-северо-запада на юго-восток. Сам Кемпирсайский массив рассекается относительно протяженными (первые десятки километров) глубинными разломами.
Таким образом, в пределах юго-восточной части Кемпирсайского массива выделено 27 структурных блоков, разделенных зонами тектонических нарушений.
В геологическом строении района принимают участие отложения меловой, палеогеновой и четвертичной систем и среднепалеозойской интрузивно жильный комплекс.
Палеозойские породы собраны в складки и нарушены разломами, часть из которых долгоживущие глубинные. К зонам глубинных разломов приурочены массивы изверженных пород.
Мезозойские кайнозойские отложения лежат резко несогласно на разных горизонтах выветрелых пород палеозоя и протерозоя.
Кемпирсайский массив представлен перидотитами и дунитами, серпентинизированными в различной степени до глубины 1200 м. Перидотиты представлены гарцбургитами и лерцолитами. Дуниты содержат включения зерен пироксена.
Контакты между дунитами перидотитами обычно резкие, но иногда постепенные переходы между породами.
Серпентины по дунитам Южно – Кемпирсайского рудного поля являются вмещающими породами рудных тел.
Жильные породы массива предоставлены двумя сериями:
-жильные породы, генетически связанные с ультраосновной магмой, представлены дунитами,
пироксенитами,антинолитами;
-жильные породы габброидной магмы, к которым относятся оливиновые нориты, габбро-диабазы, горнблендиты.
Дуниты представлены маломощными жилами, которые секут линзы хромовых руд и пород массива.
Пироксениты встречаются редко. По простиранию жилы прослеживаются на несколько сот метров. Мощность их колеблется от 1,5 до 3,5 м.
Экзоконтакт с вмещающими породами представлен оторочкой черного серпентинита.
Актинолитовые породы развиты на месторождениях, представлены жилами небольшой мощности от 0,01 до 0,5 м.
Оливиновые нориты встречаются в виде даек мощностью 50-70 длиной около 5 км.
Габбро – диабазы широко развиты в массиве, представлены дайками широтного (70-100º) простирания с крутым падением, рвут рудные тела и отмечаются относительные перемещения разорванных частей рудных тел.
Дифференциация и застывание магматических масс массива происходило в условиях действия интенсивных тектонических напряжений, на что указывают многочисленные разрывы сплошности пород различного возраста.
На площади Кемпирсайского массива ультраосновных пород выявлено более 160 месторождений и рудопроявлений, хромовых руд, которые группируются в три рудных поля:
- южно – Кемпирсайское;
- западно – Кемпирсайское;
- степное.
Южно – Кемпирсайское рудное поле приурочено к юго-восточной части Кемпирсайского массива ультраосновных пород. На площади рудного поля открыто 4 крупных месторождения: «40 лет Каз. ССР – Молодежное», «20 лет Каз. ССР», «Алмаз – Жемчужина», «Миллионное».
Для месторождений данного рудного поля характерно наличие нескольких рудных тел, расположенных кулисообразно относительно друг друга.
Рудные тела разбиты разрывными нарушениями, обычно сбросо – сдвигового характера на отдельные блоки. Вертикальная амплитуда их от метра до 200 м и даже 350 м. Наиболее оптимальными зонами локализации месторождений хромитовых руд на площади Южно – Кемпирсайского рудного поля являлись Западная и Восточная рудоносные полосы.
Из других полезных ископаемых района следует отметить: силикатные кобальт – никелевые руды, железные руды, магнезиты, ультраосновные породы, минеральные краски и строительные материалы.
Месторождение «Молодежное» расположено в пределах Восточной рудоносной полосы Южно – Кемпирсайского рудного поля.
Породы Кемпирсайского ультраосновного массива на месторождении перекрыты маломощным платформенным чехлом, который представлен отложениями мезокайнозия.
В геологическом разрезе выделяются (сверху – вниз):
- четвертичные отложения, представленные продуктами разрушения коры выветривания коренных пород, обломками изверженных пород, опоковидными песчаниками, песками и глинами. Четвертичные образования встречаются по оврагам и их склонам. Мощность этих отложений достигает 1,2 м;
- палеогеновые отложения представленные опоками, опоковидными глинами, окремненными опоками и глинами. Мощность их колеблется от 0 до 15,5 м;
- верхнемеловые отложения, которые залегают на размытой поверхности ультраосновных пород и представлены песками, фосфоритами, известковыми глинами. Мощность их достигает 10,8 м.
Изверженные породы месторождения представлены серпентинитами по гарцбургитам, дунитам, пироксеновым дунитам, пироксенитами и габбро – диабазами.
Серпентиниты по дунитам и пироксеновым дунитам больше развиты вблизи рудных тел, серпентиниты по гарцбургитам развиты больше на западном и восточном флангах месторождения.
Пироксениты и габбро- диабазы образуют дайки, пересекающие серпентиниты по дунитам, пироксеновым дунитам и перидотитам и рудные тела месторождения.
Серпентиниты по гарцбургитам – это массивная горная порода с порфировидным обликом, темно – зеленого цвета с неровным изломом. В зоне гипергенных процессов отмечаются оливин и ромбический пироксен. Иногда встречается в небольшом количестве моноклинный пироксен. Всегда присутствует акцессорный хромшпинелид. Из вторичных минералов присутствуют: серпентин – хризотил, антигорит, бастит, серпофит, реже – амфибол, хлорит, пылевидные зерна магнетита.
Серпентиниты по дунитам – массивная горная порода темно – зеленого, серовато – зеленого и желтовато – зеленого цвета с ровным изломом. В составе реликтов первичных минералов отмечается оливин в количестве не более 25%, пироксен – 3-5%. Акцессорный минерал представлен хромшпинелидом. Вторичные минералы встречаются спорадически и представлены тремолитом, хлоритом, тальком и бруситом.
Серпентиниты по пироксеновым дунитам макроскопически похожи на серпентиниты по дунитам, но имеют повышенное содержание зерен ромбического, а иногда и моноклинного пироксена – до 15%.
Геологоразведочными работами элементов складчатой тектоники не установлено.
Разрывные нарушения, имеющие сбросо – сдвиговый характер, отмечены в северной и южной частях месторождения и делят его на три крупных и один мелкий блоки, которые в свою очередь разбиты более мелкими нарушениями.
Плоскости сбрасывателей сбросо – сдвигов подают на юг и юго-запад под углом 70-85º. Вертикальная амплитуда перемещения по сбросам небольшая – от 8-16 до 42 м.
Тектонические нарушения I системы имеют северо-восточное простирание и падение на восток и юго-восток под углом 60-85º. Тектонические нарушения данной системы приурочены в основном к горизонту минус 215 м.
Тектонические нарушения II – ой системы имеют подчиненное значение, северо-восточное простирание и падение на юго-восток и северо-запад под углом 60-85º, встречаются редко.
Тектонические нарушения III системы широко распространены на месторождении, имеют северо-восточное и юго-восточное простирание и падение на юог – восток и юго-запад под углом 70-80º.
Тектонические нарушения IV системы распространены Ра месторождении в меньшей степени, имеют юго-восточное простирание и падение на юго-запад под углом 70- 80º.
Таким образом, на месторождении преобладают тектонические нарушения северо-восточного и юго-восточного простирания с крутыми углами падения. Часто зоны тектонических нарушений сопровождаются трещиноватостью. При проходке горных выработок в таких зонах образуются вывалы. Месторождение хромитовых руд локализуется в ультраосновных породах представленных в различной степени серпентинизированными перидотитами, дунитами, и состоит из двух крупных залежей, размещенных на разных рудных горизонтах.
В пределах месторождения установлено 25 рудных тел, кулисообразно расположенных друг к другу. Балансовые запасы рассчитаны по 18 рудным телам. По промышленным категориям (А+В+С1) разведаны самые крупные рудные тела 3,4 и 22, в которых сосредоточено 98% всех запасов, и часть рудного тела 14.
Верхняя рудная залежь представлена рудными телами 3,4 и сопровождающими их линзами, глубина залегания колеблется от 10,9 – 15,6 м до 290 м (р.т. №4).
Для этой части месторождения характерно общее меридиональное простирание.
Нижняя рудная залежь расположена на глубине 420-600 м от поверхности и представлена крупным рудным телом 22 и несколькими мелкими линзообразными телами.
Рудное тело 22 простирается на северо- восток, образуя с общим простиранием месторождения угол 40º.
Рудное тело 14 с общими запасами 1,5 млн. т находится на глубине 267,0-321,0 м от поверхности, но удалено от карьера по простиранию и вместе с р.т. 15 с незначительной подкарьерной частью р.т. 4 образуют среднюю зону между открытыми и подземными работами.
Рудное тело 22 является самым крупным. Длина его по длинной оси равна 1540 м, ширина колеблется от 25 до 320 м. Мощность рудного тела изменяется от 1,0 м до 141,1 м (скв.№76). Залегает рудное тело почти горизонтально, погружается к юго-западу. На юге и севере при выклинивании рудное тело расщепляется. Глубина залегания висячего блока рудного тела колеблется от 422 м на севере до 602 м на юге. Хромовая руда этого рудного тела представлена, в основном, богатой и очень богатой разностями.
1.3Качественная характеристика руды
Месторождение «40 лет Каз. ССР – Молодежное» представлено массивными крепкими слабой крепости рудами, очень редко отмечаются рыхлые.
Массивные руды представлены сплошными и вкрапленными текстурами, с крепким, обычно серпентинитовым, цементом.
Рыхлые руды с частично выщелоченым цементом встречаются в зоне гипергенных процессов до глубины 70 м и вблизи зон разломов на более глубоких горизонтах.
По текстурным признакам хромовые руды месторождения разделяются на вкрапленные и сплошные. Преобладают вкрапленные разности, в которых зерна и агрегаты хромшпинелида различного размера и различной густоты вкрапленности сцементированы серпентинитом, серпентинитом оп дуниту и реже, в зоне гипергенеза, кварцем и гидроокислами железа.
Вкрапленные руды приурочены к краевым частям рудных тел.
Сплошные руды образуют шлиры, гнезда, небольшие линзы и полосы – рудные столбы среди вкрапленных руд, слагая центральные части рудных тел.
По густоте вкрапленности хромшпинелидов руды разделяются на убого -, редко -, средне -, густовкрапленные и сплошные.
По величине зерен и агрегатов хромшпинелидов руды разделяются на мелко -, средне -, крупнозернистые и нодулярные (с овальной формой агрегатов зерен с диаметром свыше 5 мм и размером нодуля 1-3 см, равномерновкрапленные). Этими рудами сложены висячий и лежачий блока и краевые части рудных тел месторождения «Молодежное».
В зависимости от величины зерен (агрегатов зерен) и характера их расположения в центрирующем веществе среди вкрапленных руд выделяются следующие типы:
- маковый – это тонкозернистый вкрапленник с величиной рудных зерен от 0,1 до 2 мм;
- рябчиковый – это средне и крупнозернистый вкрапленник с величиной зерен от 2 до 5 мм. Для макового и рябчикового вкрапленников характерно равномерное распределение рудных зерен в цементе;
- такститовые, среди которых выделяются ленточные и пятнистые.
Ленточная вкрапленность представляет чередование полос с различной густотой вкрапленности хромшпинелидов. Пятнистая вкрапленность характеризуется постепенным переходом сгустков (пятен) густовкрапленных хромовых руд в релковкрапленные.
Сплошные руды также обладают зернистым строением и по крупности зерен разделяются на:
- мелкозернистые, с величиной зерен до 1 мм;
- среднезернистые, с величиной от 1 до 3 мм;
- крупнозернистые, с величиной зерен более 3 мм.
Минералогический состав хромовых руд непостоянен и зависит от степени изменения их вторичными процессами.
Первичным рудообразующим минералом является хромшпинелид магнохромитового состава. Из нерудных первичных минералов распространены реликты оливина, ромбического пироксена, редко – клинопироксена. Основную массу нерудного вещества составляют вторичные минералы группы серпентина (хризоти, антигорит, бастит, серпофит), а также амфиболы, хлорит, тальк, брусит, карбонаты и др.
Весовые содержания минералов в рудах колеблются в широких пределах. Так, количество хромшпинелида доходит до 90% при средних значениях в балансовой руде от 75 до 82%.
Из минералов, цементирующих кристаллы хромшпинелида и хромовых руд, наибольшее развитие имеют серпентин и карбонаты.
Содержание серпентина колеблется от 5 до 40% и выше при средних значениях в балансовых разновидностях руд от 8 до 15%. В сильно выветрелых (порошковатых) разностях руд серпентин почти полностью замещен карбонатами, гидроокислами железа, аморфным кварцем. Количество карбонатов в руде колеблется от десятых долей 25%.
Главным химическим компонентом является оксид хрома, вместе с оксидами железа, магния, алюминия и кремния составляющий 94-98% массы руды.
В среднем, в запасах категории В+С1 содержания оксида хрома составляет 50,2% кремнезема – 6,8%. Из вредных примесей в рудах в незначительном количестве присутствует фосфор (содержание 0,003-0,004%). Содержание окиси кальция, лимитируемое техническими условиями, в богатых рудах составляет около 0,5%.
Полуколичественными спектральными анализами в рудах выявлены медь (0,005-0,02%) и ванадий (0,001-0,03%).
Содержание элементов – спутников в хромовых рудах месторождения колеблется: титана – от 0,02 до 0,17%; марганца – от 0,12 до 0,18%; никеля – от 0,05 до 0,30%; кобальта – от 0,00 до 0,01%, обычно – менее 0,005%.
Встречающиеся в рудах выше приведенные элементы не представляют промышленного интереса.
Элементы группы платины в рудах имеются.
Полный химсостав добываемой руды по шахте «Молодежная» по типам руд приведены в таблице
Таблица 1 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РУДЫ
Компоненты
