Бакальское месторождение

Материал из GeoWiki - открытой энциклопедии по наукам о Земле.

Бакальская группа месторождений сидеритов и бурых железняков находится на западном склоне Южного Урала в Саткинском районе Челябинской области. Здесь на площади 150 км² насчитывается 24 железорудных месторождения, характеризующихся сходством геологического строения и общностью геолого-промышленных типов руд. Первая руда здесь была найдена в 1756 году у берега речушки Буланки. По наиболее достоверной версии честь этого открытия принадлежит Петру Рябову. Он (с помощью местных башкир) нашёл и вскрыл первое гнездо бурого железняка, а затем и ещё десять выходов руды. Первые сто лет годовая добыча не превышала 20 тыс. т. и только через полвека увеличилась десятикратно. Работали на рудниках крестьяне-переселенцы из центральных губерний России, которые основали посёлки Рудничный и Катавка.

Первые упоминания о Бакале принадлежат академикам и путешественникам П. Палласу и И. Лепехину. В 1891 году инженер Эрн представил геологическое описание Бакальских рудников на международную выставку в Чикаго. Летом 1897 г. после геологического конгресса в Петербурге собравшиеся там учёные-геологи выехали на экскурсию по России, посетив при этом и Бакальские рудники, привлекательные уникальностью геологического строения района. После революции Бакальские месторождения изучал А. Н. Заварицкий. Вместе с группой студентов им было произведена геологическая съемка рудников, а в последующие годы появился целый ряд робот по геологии, генезису и минералогии месторождения.

Геология

В геологическом строении Бакальского рудного поля принимают участие осадочно-метаморфические породы бурзянской и юрматинской серий верхнего протерозоя (Яницкий, Сергеев, 1962). В составе бурзянской серии выделяются саткинская и бакальская свиты, а в юрматинской серии - зигальгинская, зигазино-комаровская и авзянская свиты.
Саткинская свита сложена доломитами, мергелями, известково-глинистыми сланцами, известняками и доломитовыми известняками. Породы бакальской свиты, залегающие согласно на саткинской свите, разделяются на две подсвиты. Нижняя подсвита сложена хлорит-серицит-кварцевыми глинистыми филлитовидными сланцами и песчаниками. Верхняя (рудоносная) подсвита представлена чередованием известняков, доломитов и сланцевых пород. Она расчленена на 10 пачек. Пачки карбонатных пород содержат пласты сидеритов и железняков.
На отложениях бакальской свиты с угловым и стратиграфическим несогласием залегают породы зигальгинской свиты, представленные «сланцами перемыва», конгломератами с валунами и гальками кварцитов, филлитов и кварца, а в верхней части - кварцитами и песчаниками, иногда с волноприбойыми знаками и трещинами усыхания. Выше согласно залегают отложения зигазино-комаровской свиты, представленные кварц-хлорит-серицитовыми углисто-серицит-глинистыми, филлитовидными сланцами, песчаниками, мергелистыми доломитами. В сланцах встречаются маломощные (до 0,2 м.) линзочки сидерита.
Магматические породы в рудном поле представлены многочисленными дайками и интрузивными залежами диабазов и габбро-диабазов.
Переслаивание пачек карбонатных пород, благоприятных для рудообразования, со сланцевыми, определили многоярусное расположение рудных тел. Тектоническими движениями рудное поле разбито на серии смятых в складки крупных и мелких блоков, сдвинутых по тектоническим разломам относительно друг друга на сотни метров. Древний размыв бакальской свиты и угловое несогласие между отложениями бурзянской и юрматинской серий еще более осложнили структуру рудного поля.
Границы между месторождениями проводятся по тектоническим разломам, разделяющим соседние структурные блоки, по небольшим безрудным участкам или просто по условным линиям. В Бакальской группе месторождений известно более 200 отдельных рудных тел в виде пласто-, гнездообразных и линзовидных залежей и рудных жил. Наиболее крупные пластообразные залежи занимают площадь 1,5-2 км² при мощности до 80 м.
Контакты сидерита с доломитом, как правило, резкие. Содержание железа на контакте изменяется с 27- 30% в сидерите до 2-5% в доломите. На месторождениях не отмечено ни одного случая непосредственного контакта сидеритов с известняками, они всегда разделены зоной метасоматических доломитов, ширина которой может изменяться от нескольких до сотен метров.
Внутреннее строение пластообразных залежей сложное. Прослойки сланцев в рудовмещающих пачках, линзы кварцита, дайки и пластовые залежи диабаза, рассеянный в карбонатных породах песчано-глинистый материал не замещаются рудой, и поэтому все первичные неоднородности строения карбонатных пачек сохраняются в строении рудных залежей. Последними также наследуется дорудная пликативная и дизъюнктивная тектонические структуры рудовмещающих пачек и формы дозигальгинской карстовой поверхности. Местами в рудных залежах сохраняются доломитовые «останцы» - участки рудовмещающего пласта, не замещённые рудой. В результате наряду с блоками довольно простого строения, сложенными однородными рудами, имеются участки, весьма сложные и изменчивые по форме и внутреннему строению. Интрузии диабазов А. Заварицкий (1939) связывает с разломами и сбросами, происходившими главным образом после складчатости. А. Заварицкий, детально изучавший взаимоотношения даек и сидеритового оруденения, показал, что эти дайки древнее сидеритовых руд.

Состав и строение руд

По вещественному составу на месторождении выделяются сидериты, полуокисленные сидериты и окисленные руды. Последние представлены плотными гидрогётитами, бурыми железняками и гидрогематитовыми (турьиты) порошковатыми бурыми железняками (охры и черноталы), буро-охристыми, кавернозно-почковидными (сферолитовыми) и глинистыми бурыми железняками.
Первичные текстуры сидеритов: массивная, коцентрически-скорлуповатая (строматолитовая), слоистая и «первично-червячковая»; вторичные текстуры: прожилковая, полосчатая, пятнистая, друзовая, «вторично-червячковая», брекчиевая и гранулитовая, развившиеся по первичным теистурам в результате пострудного метаморфизма и воздействия тектонических нарушений.
Основным рудным минералом на Бакальских месторождениях является сидероплезит и пистомезит, в котором кроме Fе (25-40 %) и МgO (7,5-19 %) содержатся СаО (до 1,5-3%) и МnО (до 2%). Сидероплезит и пистомезит слагают 80-95% рудной массы. Остальная часть руды образована доломитом, анкеритом и баритом. В небольшом количестве в рудах встречаются пирит, халькопирит, гематит, галенит и сфалерит. В трещинах близ дневной поверхности отмечаются опал, халцедон и арагонит. Глубина зоны окисления 3 - 110 м. Граница между сидеритами и окисленными рудами неровная.
Окисленные руды сложены гётитом, гидрогётитом (бурые железняки), гематитом и гидрогемаитом (турьитом). Гётит имеет небольшое распространение, им сложены почковидные образования в виде сферолитовых корок в пустотах и трещинах. Нерудные минералы представлены кварцем и глинистыми минералами. В небольшом количестве присутствуют доломит, магнезит, анкерит, барит, альбит, арагонит, апатит, вад, пиролюзит, пирит, халькопирит, галенит, сфалерит, магнетит, вивианит.

Горнодобывающая промышленность

После войны выяснилось, что территория железорудных залежей больше, чем предполагалось ранее, и заходит даже под город Бакал. В годы Отечественной войны и послевоенное время на рудах Бакала построен Челябинский металлургический завод, до конца 50-х годов носивший наименование Бакальский. В эти же годы на Бакале задействован рудоподготовительный комбинат по переработке более 5 млн. т. сырой руды в год. В 50-е гг. был открыт Новобакальский рудник. Ещё позднее сотрудниками Бакальской геологоразведочной партии выполнена геологическая съёмка всего рудного поля, что позволило выделить потенциальные рудные структуры, в результате чего география месторождений ещё более раздвинулась.

Ново-бакальское месторождение, открытое в 1953 году, - одно из крупнейших месторождений Бакальского железорудного района. Оно находится в 3-4 км. южнее железнодорожной станции Бакал. С юго-востока к Ново-Бакальскому месторождению примыкает Шиханское месторождение сидеритов.

В пределах Бакальского рудоуправления эксплуатируется 7 карьеров (рудники: Тяжёлый, Успенский, Казённый Бокал, Ельничный, Старо-Бакальский, Ново-Бакальский, Ивановский, Александровский) и шахта "Сидеритовая". Всего выявлено 194 рудных тела. На площади 150 кв. км. - 13 железорудных месторождений (сидеритов и бурых железняков) и четыре месторождения кварцитов. За всё время эксплуатации добыто около 200 млн. т. руды, главным образом уже после войны - для Челябинского металлургического завода. Объёмы производства по карьерам и шахте на сегодняшний день распределены с преимуществом карьерных выработок. Три бакальские горы - Шуйда, Буландиха и Иркускан - давно утратили свои естественные очертания и объемы - вершины срезаны, а склоны завалены отвалами.

Разведанные запасы

на 1968 год - 650 млн.т. На 1980 год - 950 млн.т., На 1995 год - 1100 млн.т., из них бурого железняка 38 млн.т., остальное - сидериты. По уровню добычи Бакальское рудоуправление обеспечено разведанными запасами более чем на 100 лет.

Помимо железной руды и кварцита поисковыми работами на Бакальском месторождении выявлены значительные залежи нерудных ископаемых:

• углисто-глинистых сланцев в производство легких наполнителей бетонов типа шунгизита (более 30 млн.куб.м);
• флюсовых известняков с запасами до 50 млн.т;
• диабазов для каменного литья и облицовочных изделий;
• доломитов для выработки строительного щебня и песка;
• из отходящих газов при обжиге сидеритов (карбонатов железа) можно получать пищевую углекислоту и сухой лед;
• накопленный объем скальных вскрышных пород пригоден для отсыпки оснований авто и железных дорог.

Происхождение руд

Происхождение бакальских железных руд остается не вполне ясным до сих пор. Так, согласно одной из теорий, сидеритовые пласты могли образоваться на месте доломитов в результате воздействия на них железосодержащих низкотемпературных гидротермальных растворов.

Схема обогащения и извлечения полезных ископаемых

Технология подготовки руд Бакальского железорудного района к металлургическому переделу заключается в дроблении бурых железняков и их классификации. Кусковая руда идёт в доменный передел, а рудная мелочь подвергается агломерации.

Сидериты Бакала являются ценным сырьем для производства высококачественных сталей. Они чисты по содержанию серы и фосфора (0,2 и 0,012%) имеют мало глинозёма (2,5%), содержит до 2,0% легирующей примеси марганца (дефицит по России). Природная основность сидеритов по соотношению суммы окислов основных к кислым шлакообразующим составляет от 1,5 до 2,5 ед. Эквивалентный хим.состав сидеритов по металлургической ценности не уступает высшим сортам руд и концентратов других месторождений. Скорость восстановления железа из концентрата обожженного сидерита (КОС) в атмосфере углекислого газа доменных печей в 1,5-2 раза выше, чем из концентратов магнетитовых руд. Относительный расход кокса на разложение КОС на 180 кг/т чугуна ниже чем концентратов ССГОК, ММК и др. Сидеритовые руды также подвергаются дроблению и грохочению, рудная мелочь – агломерации, а кусковой сидерит поступает на обжиго-обогатительную фабрику.

---

Карьеры Бакальского рудного поля

Петлинский карьер

Центральный карьер

Ц. карьер рудника Иркускан

Новобакальский карьер

Карьер Новобакальский,2007

---

Ссылки

• Заварицкий А.М. О железных рудах Бакальского месторождения на Южном Урале. - Вестн. геол. комитета, 1925, № 4.
• Рудные месторождения СССР, в 3 т. М., "Недра", 1978, под ред. акад. В. И. Смирнова
• Яницкий Я.Л., Сергеев О.П. Бакальские железорудные месторождения и их генезис. - М., изд-во АН СССР, 1962, 111 с.
• П. Ю. Плечов. Бакальский рудник в 1910 г.
• О руднике на информационном сайте г. Бакал
• О генезисе сидеритового оруденения на Бакальских месторождениях