Железо. Славу Уралу создали прежде всего железные руды, месторождения которых известны здесь с XVII в. За годы советской власти наша страна вышла на первое место в мире по ресурсам железной руды. Железорудные месторождения Урала в рудном потенциале нашей страны и в настоящее время занимают значительное место.
Большая часть уральских железных руд сравнительно легко обогащается, рудные тела неглубоко залегают, имеется ряд крупных скоплений, что дает возможность применять широкую механизацию работ и концентрировать металлургическое производство.
Главные залежи железных руд приурочены к восточному склону Урала, к зоне Тагильско-Магнитогорского (Зеленокаменного) прогиба, где они образуют серию месторождений, особенно в пределах Среднего и Южного Урала.
Еще в 30-х гг. была поставлена задача создания на востоке страны второго угольно-металлургического центра СССР на базе богатейших рудных месторождений Урала и угольных - Сибири. Тогда же начались интенсивное изучение и разработка железорудного месторождения горы Магнитной на Южном Урале. Первый советский рудник на горе Атач (Атачи) пущен 15 мая 1931 г. Сейчас запасы железной руды горы Магнитной исчерпаны, но в первые десятилетия Магнитогорского металлургического комбината, и особенно в годы Великой Отечественной войны, это месторождение имело огромное экономическое значение в развитии черной металлургии нашей страны.
Большой вклад в изучение железных руд горы Магнитной внес академик А. Н. Заварицкий, автор двухтомного труда «Гора Магнитная и ее месторождение магнитных руд», в котором он выдвинул новую гипотезу происхождения железных руд в результате контактного метасоматоза (ранее существовала гипотеза магматического происхождения этих руд) (Метасоматоз - замещение одних минералов другими с изменениями общего химического состава горной породы. Магматизм - процесс образования горных пород (а следовательно, и полезных минеральных веществ - полезных ископаемых) из расплавленной огненно-жидкой магмы в результате ее остывания).
В годы первых пятилеток были доразведаны запасы руд старых месторождений - Алапаевского, Каменско-Синарского, Зигазино-Комаровского, Бакальского. Здесь выросли металлургические центры - в том числе и Челябинский. Шло активное изучение железных руд на Южном Урале. Помимо месторождений горы Магнитной была разведана Халиловская группа природно-легированных железо-хромо-никелевых руд (Природно-легированные руды содержат, наряду с железом, легирующие, т. е. улучшающие качества металла компоненты (никель, титан, хром)) озерно-осадочного происхождения. На базе их сооружен Орско-Халиловский металлургический комбинат.
В период Великой Отечественной войны геологоразведочные работы продолжались. Урал был основным центром черной металлургии СССР.
После войны начата разведка и разработка титаномагнетитовых руд Качканарского месторождения - одного из крупных железорудных районов Урала. Железо здесь известно со времени Палласа, но освоение месторождения (Гусевогорского) начато в последнее двадцатипятилетие. Местные титаномагнетитовые руды содержат сравнительно небольшое количество железа (до 17 %), но зато в них мало серы и фосфора. На этом месторождении в Качканаре работает один из крупнейших в стране горно-обогатительных комбинатов. Известность получили и другие месторождения титаномагнетитов - Висимское, Первоуральское.
В послевоенные годы открыты новые месторождения богатых магнетитовых руд - Соколовско-Сарбайское и оолитовых бурых железняков - Лисаковское, Аятское и другие. В Южном Зауралье открыты Светлоозерскoe, Петровское и Медвежье-Озерское месторождения (Курганский железорудный район). 70-е гг. ознаменовались успехами в изучении и оценке перспектив глубоких горизонтов известных месторождений, а в следующее десятилетие по-новому представилась сырьевая железорудная база среднего и Южного Урала. Установлено, что месторождения на Среднем Урале (Тагило-Кушвинский район) имеют полигенный характер, в старых районах открыты новые месторождения - Естюнинское, Лебяжье и другие, доразведаны месторождения гор Высокой и Благодати.
На Южном Урале разведочными работами в пределах Бакальского рудного поля (Челябинская область) были выявлены новые месторождения бурых железняков и сидеритов - Ново-Бакальское, Рудничное, Петлинское.
В конце 50-х гг. в Южном Зауралье, юго-восточнее Троицка (в области Зауральского плато), открыто крупнейшее месторождение магнетитовых руд - Качарское. В 80-е гг. начата его эксплуатация. Оно укрепит железорудную базу Южного Урала, так как Соколовско-Сарбайское месторождение почти на исходе. Железо Качарского месторождения залегает на большой глубине, и разработка его трудна, но трудности восполняются за счет хорошего качества железа.
Запасы железной руды разведаны и на Северном Урале - Песчанская группа месторождений богатых магнетитовых руд, обеспечивающих потребность Серовского металлургического завода; доразведаны месторождения железа в Ивдельском районе и др. В целом сегодняшняя сырьевая железорудная база Уральского экономического района позволяет продлить срок существования действующих горнорудных предприятий и вести проектирование новых мощностей по добыче железных руд.
В изучении железорудных месторождений Урала принимали участие очень многие геологи, но особенно A.Н. Заварицкий, Б.П. Кротов, B.М. Логиновский, В. Ф. Прейс, Н. Н. Кусков, А. К. Семерун, М. И. и Б. М. Алешины, Л. Н. Овчинников, Я. П. Баклаев, А. Ф. Фадеичев и А. И. Усенко.
Медь. Основные медедобывающие предприятия царской России располагались на Урале и в Закавказье. И в настоящее время Урал является ведущим меднорудным регионом нашей страны. Уральские медные руды содержат примеси других цветных и редких металлов, в частности, цинка, серы, ванадия, кобальта и других, что увеличивает их ценность.
В годы довоенных пятилеток благодаря исключительной энергии уральских геологов (М. И. Меркулова, Д. К. Суслова, Е. А. Кузнецова, C. Н. Иванова, И. В. Ленных и других) были разведаны крупные запасы меди в медноколчеданных месторождениях Среднего Урала (Дегтярское, Белореченское, Пьянко-Ломовское, Левихинское) и открыта новая колчеданная провинция на юге Уральского хребта (Блявинское, Сибайское, Учалинское месторождения). Они послужили базой для ускоренного восстановления Кировградского (бывшего Калатинского) и Карабашского медеплавильных заводов, а также строительства новых - Красноуральского, Медногорского, Среднеуральского (СУМЗа).
Послевоенные годы ознаменовались выявлением ряда новых месторождений медных руд, особенно на Южном Урале: в 1958 г. в Оренбургской области, близ города Орска, у озера Гай (местные жители давно заметили целебные свойства его вод), было открыто Гайское месторождение. С 1959 г. гайская руда поступает на все медеплавильные заводы Урала. Использование ее позволило значительно снизить себестоимость выплавляемой здесь меди.
В начале 70-х гг. на Южном Урале разведано новое крупное месторождение меди - Подольское (В. А. Прокин, Ю. А. Болотин и другие). Колчеданные залежи располагаются в виде пяти рудных тел, месторождение богато многими ценными примесями. Здесь же, на Южном Урале, с начала 80-х гг. осваивается еще один меднорудный район - Верхнеуральский: месторождения Узергинское, Молодежное (Б. В. Смирнов, П. Я. Лобанов).
В 1987 г. найдена медь в Режевском районе Свердловской области - Сафьяновское месторождение. Оно открывает перспективы поисков медноколчеданных руд в восточной полосе Урала (и в Зауралье). До сих пор основные крупные месторождения меди были открыты в горной части (Тагильско-Магнитогорский прогиб: Гай, Подольское, Дегтярское).
Стали известны месторождения меди и на Северном Урале - Валенторское, Тарньерское, Саумское, Ново-Шемурское, которые в последние годы подготовлены для промышленного освоения.
Перспективным районом развития цветной металлургии становится Полярный Урал. Здесь за последнее десятилетие разведано несколько месторождений: медно-молибденовые руды Лекын-Тальбейского района, медно-никелевые и хромовые хребта Рай-Из, Саурейское свинцовое, Харбейское молибденовое, Пай-Хойское медно-никелевое и другие. На западном склоне Урала широкой полосой с севера на юг распространены медистые песчаники. Эти руды имеют осадочное происхождение, залегают в виде отдельных гнезд, но из-за рассеянности залежей разработка их не производится. Исключение составляет Каргалинское крупное месторождение на юге Предуралья.
С учетом современного уровня добычи горнорудные предприятия Урала обеспечены медным сырьем на многие годы
Страница 7
Месторождения медных руд. Медь является важнейшим цветным металлом. Она отличается малым содержанием металла в руде (1-2%) и залегает часто в сочетании с цинком, свинцом, золотом, серебром. Крупные месторождения медных руд разведаны на Урале, Северном Кавказе, в Восточной Сибири.
На Урале наиболее крупные месторождения - Дегтярское, Красноуральское, Кировоградское, Ревдинское - расположены в Свердловской области. В Челябинской области находится Карабашское месторождение, в Оренбургской - Райское, Блявинское.
В Республике Башкортостан наиболее богатыми месторождениями являются Сибай, Учалинское. На Северном Кавказе - Урупское и Худесское в Ставропольском крае.
Месторождения имеются в Западной Сибири, на Алтае. В Восточной Сибири, в Красноярском крае, расположены основные запасы медно-никелевых руд, где особо выделяются Норильское, Талнахское, Октябрьское месторождения. В Читинской области расположено уникальное Удоканское месторождение. Запасы медно-никелевых руд имеются на Севере, в Мурманской области.
Месторождения полиметаллических руд. Полиметаллические свинцово-цинковые руды России сосредоточены в Западной Сибири - Салаирская группа (Алтайский край), Восточной Сибири - Нерчинская группа (в Забайкалье), Горевское месторождение в Красноярском крае, на Дальнем Востоке - Тетюхинская группа (Приморский край).
Месторождения никеля и кобальта. Главные месторождения руд никеля размещены на территории Мурманской области (Каула), Оренбургской (Буруктальское) и Челябинской (Черемшанское) областей, Красноярского края (Норильское, Талнахское).
Основная масса производимого в стране кобальта осуществляется переработкой комплексных руд.
Месторождения олова. Главный район размещения - Дальний Восток. Наиболее крупные месторождения - в районах хребтов Малый Хинган и Сихотэ-Алинь, Южном Приморье и бассейне р. Яны.
Месторождения легких металлов. Из легких металлов в промышленности важную роль играют алюминий и магний. Ведущая роль в промышленном производстве принадлежит алюминию, сплавы которого находят широкое применение в авиационной и космической промышленности. Магний широко используется в пиротехнике, фотоделе, в авиационной и атомной промышленности, а также в черной и цветной металлургии.
Для получения алюминия используют три основных вида исходного сырья - бокситы, нефелины и алуниты.
Бокситы представляют собой осадочную породу, которая содержит глинозем, кремний и закись железа. Содержание глинозема в бокситах колеблется в пределах 40-70%. Месторождения бокситов разведаны на Урале (в Свердловской области - Северо-Уральское, в Челябинской области - Южно-Уральское), на Северо-Западе (в Ленинградской области - Тихвинское), на Севере (в Архангельской области - Северо-Онежское), а также в Восточной Сибири (в Красноярском крае и Республике Бурятия).
Нефелины встречаются во многих районах страны. Крупнейшее в России месторождение находится в Мурманской области (Хибинское), в Западной Сибири (Кемеровская область - Кия-Шалтырское месторождение), в ряде районов Восточной Сибири-в Иркутской области и Республике Бурятия.
Залежи магниевых руд (магнита) осваиваются на Урале (Сатка) и в Восточных Саянах.
Месторождения благородных металлов и алмазов. Российская Федерации является одним из крупнейших производителей драгоценных металлов и драгоценных камней. Прогнозные запасы ресурсов золота оцениваются в 150 тыс. т. Россия занимает пятое место в мире по добыче золота, на нее приходится 6-7% объема мировой добычи. Основные месторождения золота встречаются в коренных породах в виде кварцево-золотоносных жил и в россыпях. Они расположены на Урале, в Восточной Сибири (Красноярском крае и Иркутской области), на Дальнем Востоке (в Республике Саха (Якутия) и Магаданской области), а также в Западной Сибири и на европейском Севере страны.
Урал является одной из уникальных железорудных провинций мира, включающей все разнообразие железных руд как по способу образования, так и по качественной их характеристике.. Примерно уже со второй половины ХVI века во многих местах вдоль западного и восточного склонов Уральского хребта существовал кустарный железный промысел. В то время искали и добывали только легкоплавкий бурый железняк, образующийся в результате осаждения железа из подземных грунтовых вод на дно многочисленных болот. Месторождения таких или озерных руд были многочисленны, но очень незначительны по запасам и поэтому быстро вырабатывались. Первооткрывателями и пользователями этих руд были большей частью крестьяне, получавшие так называемое "кричное" железо в виде губчатой массы при температуре 700–800 о С в "домницах".
Возросшие потребности государства в эпоху Петра I в вооружении армии привели к широкому развитию поисковых работ более качественного сырья и строительству железоделательных казенных заводов вблизи открытых месторождений. Поисками железных руд и постройкой новых заводов на Урале в то время активно занимались Демидовы. Для контроля за деятельностью горнопромышленников Петром I на Урал были присланы В.Н.Татищев и В. И. Геннин, заложившие на Урале много новых рудников и заводов. От плавки бурого железняка заводы стали переходить на плавку магнитного железняка. Это были скарновые магнетитовые руды, которые надолго определили промышленную значимость уральского региона: на протяжении более двух веков они являлись основной базой металлургической промышленности Урала и всей России. Но к настоящему времени запасы крупных неглубоко залегающих месторождений истощены, и перед промышленностью стала проблема освоения бедных и еще более тугоплавких (из-за более высокого в них содержания титана) руд – титаномагнетитовых. С освоением титаномагнетитовых руд в начале 70-х г. (1963 г.) начинается третий период в развитии металлургической промышленности на Урале.
Огромные запасы титаномагнетитовых руд, присутствие в них ценного легирующего элемента – ванадия, хорошая обогатимость являются благоприятными объективными предпосылками для дальнейшего развития базы черной металлургии Урала в новом тысячелетии. В настоящее время на Урале насчитывается около 50 средних и крупных месторождений железных руд и более 200 мелких месторождений и рудопроявлений. Формирование их связано с различными геологическими процессами: магматическими, постмагматическими, осадочными, выветривания. В зависимости от условий образования руд, их минерального состава, геохимических особенностей и связи с определенными комплексами рудовмещающих пород выделяются следующие основные типы месторождений: титаномагнетитовые, скарново-магнетитовые, сидеритовые, железистых кварцитов и бурожелезняковые.
Титаномагнетитовые месторождения
Месторождения титаномагнетитовых руд достаточно хорошо исследованы, большой вклад в их изучение внесли М.И.Алешин, П.С.Прямоносов, А.Ф.Фадеичев, Д.С.Штейнберг, В.Г.Фоминых, Б.М.Алешин и др. Выделяются две группы (формации) титаномагнетитовых месторождений: ильменит-магнетитовая (высокотитанистых руд), или кусинский подтип, и собственно-титаномагнетитовая (низкотитанистых руд), или качканарский подтип.
Высокотитанистая группа месторождений кусинского подтипа распространена в пределах Центрально-Уральской зоны на западном склоне Северного Урала (Юбрышкинское) и Южного Урала (Кусинско-Копанская группа). Эти месторождения залегают среди габбро и габбро-норитов, реже пироксенитов и амфиболитов. В массивах широко развиты жильные диабазы, поэтому исследователи относят такой рудовмещающий комплекс к габбро-диабазовой формации, формирующейся на стадии рифтогенного растяжения древних стабилизированных областей (платформ). Ильменит-магнетитовое оруденение концентрируется исключительно в пределах интрузивных массивов в виде жило- и линзообразных тел сплошных руд и окружающих их ореолов вкрапленных руд. Такие рудные зоны характеризуются обычно небольшими мощностями (в десятки метров), но при этом имеют весьма значительную протяженность по простиранию (в сотни метров) и выклиниваются на глубине первых сотен метров. Простирание и падение рудных залежей, как правило, согласное с полосчатостью вмещающих их габброидов и нередко повторяет контуры рудовмещающих массивов, что свидетельствует о генетической сопряженности процессов рудообразования и интрузивного магматизма.
Зоны сплошных руд и рудной вкрапленности занимают различное положение в массивах и какой-либо четко выраженной закономерности в этом не обнаруживают. Так, главная рудная зона на Копанском месторождении тяготеет к лежачему боку массива, а на Маткальском – по всему разрезу. Главными рудными минералами месторождений описываемой группы являются ильменит (FeTiO 3) и титаномагнетит (Fe 3 O 4 c примесью TiО 2 до 14%), в незначительном количестве присутствуют сульфиды: пирит(FeS 2), халькопирит(CuFeS 2), пирротин(FeS); из нерудных минералов – амфибол, пироксен, плагиоклаз, эпидот, цоизит, клиноцоизит, хлорит, оливин, биотит, апатит. В зависимости от количественного соотношения главных рудных минералов выделяются руды ильменитовые, ильменит-титаномагнетитовые и титаномагнетитовые. Как установлено Д.С.Штейнбергом, количество ильменита по отношению к титаномагнетиту в рудах возрастает от сплошных руд к вкрапленным и от лежачего бока рудной зоны или массива к висячему.
По химическому составу руды рассматриваемых месторождений высокотитанистые. Содержания титана и в меньшей мере ванадия коррелируются с содержанием в рудах железа. Так, во вкрапленных рудах (при содержании железа 20–25%) концентрации TiO2 составляют 4-6%, в сплошных рудах (при содержании железа 50–55%) – от 8 до14%. Аналогичная, но менее четкая, закономерность наблюдается и в распределении ванадия, этого ценного легирующего элемента, содержание которого во вкрапленных и сплошных рудах равны соответственно 0,5 и 0,8%. Руды этого типа месторождений относятся к труднообогатимым из-за большого количества тонких пластинчатых вростков ильменита в титаномагнетите. Прогнозные ресурсы руд этого типа в интервале глубин 0-700 м оценены в 6 млрд. т.
Наибольшее значение для промышленности в настоящее время имеют и будут иметь в новом тысячелетии, несомненно, месторождения малотитанистых титаномагнетитовых руд качканарского подтипа, приуроченных в основном к дунит-пироксенит-габбровой формации Платиноносного пояса, располагающегося в западной части Тагильской зоны. Возраст месторождений среднепалеозойский. Геологическое строение и закономерности размещения месторождений низкотитанистых руд описаны в ряде работ В.Г.Фоминых.
Наиболее значительные месторождения этой группы Качканарское, Гусевогорское и Суроямское. Оруденение связано с различными типами пород: на Висимском и в отдельных зонах Гусевогорского месторождения – с наиболее магнезиальными разностями ультраосновных (низкокремнеземистых) пород – оливинитами и верлитами, в таких месторождениях, как Качканарское, Гусевогорское и др., – с пироксенитами, на Первоуральском и Маюровском – с горнблендитами. В целом малотитанистые руды имеют вкрапленную или шлировую структуру, постепенный переход во вмешающие их породы. Рудные залежи характеризуются плито-, гнездо-, штокообразной и сложной неправильной формой. Рудные минералы представлены в основном магнетитом, ильменитом; в подчиненном количестве присутствуют гематит, сульфиды, встречается рассеянная платина. Содержание полезных компонентов в рудах следующее: Fe – 16–36, %: TiO 2 - 0,5–2, V 2 O 5 – 0,13 – 0,17. В рудах присутствуют и другие легирующие элементы, которые могут представлять в будущем промышленный интерес (скандий, германий), а также элементы платиновой группы.
На долю малотитанистых руд в общем балансе железных руд Урала приходится более 80%. Наиболее крупным представителем их является Качканарская группа, включающая собственно Качканарское и Гусевогорское месторождения, расположенные в Качканарском массиве. Последний имеет округлую в плане форму диаметром 11 км и сложен клинопироксенитами и габброидами. Рудные залежи приурочены к участкам развития пироксенитов. Рудные минералы представлены магнетитом нескольких генераций, из которых наибольшее значение имеет титаномагнетит, выполняющий межзерновые пространства и обуславливающий сидеронитовую структуру; ильменитом, присутствующим в виде тонких пластинок, пиритом, халькопиритом, пентландитом, борнитом и крайне редко минералами платиновой группы в виде мелких выделений в срастании с оливином, пироксеном и титаномагнетитом.
Разведанные запасы руд месторождений Качканарской группы составляют 6 млрд. т., прогнозные ресурсы превышают 12 млрд. т. Огромные запасы и благоприятные геологические, горнотехнические и технологические условия их отработки являются предпосылками к тому, чтобы в недалеком будущем они станут основной железорудной базой черной металлургии Урала. Генезис малотитанистых ванадийсодержащих руд в настоящее время дискуссионен; одни исследователи высказываются в пользу магматогенной гипотезы, другие – магматогенно-метасоматической.
Скарново-магнетитовые месторождения
Скарново-магнетитовые месторождения являются основной сырьевой базой горно-добывающей и металлургической промышленности Урала. Наиболее крупные месторождения сосредоточены в двух геолого-структурных зонах: Тагило-Магнитогорской – Гороблагодатское, Северо-Гороблагодатское, Высокогорское, Естюнинское, Магнитогорское, Малый Куйбас и Восточно-Уральской – Петровское, Глубоченское, Алешинское, Качарское, Соколовско-Сарбайская группа.
За период более чем 250-летней эксплуатации месторождений этого типа производственными и научными коллективами различных организаций и ведомств проведены обширные геолого-геофизические исследования по выяснению геологического строения уральских месторождений и условий их образования, закономерностям размещения и локализации оруденения в пределах рудных полей, рудовмещающих структур и рудных зон, выяснению роли различных форм магматизма и метасоматоза при формировании железорудных месторождений. Большая роль в этих исследованиях принадлежит уральским коллективам геологов и геофизиков ПГО "Уралгеология", возглавляемым в разные годы М.И.Алешиным, Б.М.Алешиным, Е.М.Ананьевой, К.Е.Кожевниковым, Н.П.Кусковым, П.С.Прямоносовым, С.И.Бирючевым, а также научным сотрудникам Института геологии и геохимии Уральского научного центра Л.Н.Овчинникову, Я.П.Баклаеву, В.А.Дунаеву, Н.Д.Знаменскому, М.А.Карасику, Г.Б.Ферштатеру, Д.С.Штейнбергу и др.
В изучении тургайской группы месторождений, расположенных в Восточно-Уральской зоне, большая роль принадлежит работам научных коллективов институтов Алма-Аты, Санкт-Петербурга и Рудного: А.Е.Бекмухаметова, Н.М.Беляшова, А.И.Ивлева, А.К.Каймакова, П.Н.Кобзаря, И.А.Кочергина, А.Е.Мазиной, О.К.Ксенофонтова, Г.С.Поротова, Н.И.Руденко, Д.Д.Топоркова. Теоретические основы процессов скарно-рудообразования были заложены нашими выдающимися учеными - академиками А.Н.Заварицким и Д.С.Коржинским в 30–40-х гг. В дальнейшем, в 60-х гг., некоторые положения этой теории получили развитие в трудах В.А.Жарикова и Л.Н.Овчинникова. В последние 15-20 лет благодаря детальным геолого-петрологическим и минералого-геохимическим исследованиям сотрудников Института геологии и геохимии УНЦ А.М.Дымкина, Ю.А.Полтавца, В.В.Холоднова, Г.С.Нечкина, З.И.Полтавец и др. были существенно детализированы представления о генезисе скарново-магнетитовых месторождений, о роли вулкано-плутонического магматизма в процессе их формирования, выявлен характер зависимости масштабов оруденения от состава и химизма вулкано-плутонических ассоциаций и степени их метасоматических изменений.
В последнее десятилетие сотрудниками ПГО "Уралгеология" М.С.Рапопортом и Н.И.Рудицей на основе геолого-геофизических данных была проделана большая работа по установлению закономерностей размещения железорудных месторождений в связи с особенностями глубинного строения рудоносных зон Урала. Описанию геологического строения скарново-магнетитовых месторождений, закономерностям их размещения и условий образования, выявлению рудоконтролирующих факторов посвящена обширная литература.
Скарново-магнетитовые месторождения Урала весьма разнообразны по геолого-структурным и морфологическим особенностям, характеру связи с интрузивным магматизмом, характеру распределения их в пределах рудных зон. Подавляющее большинство их сформировалось в верхнесилурийско-нижнедевонское время (Тагило-Кушвинский рудный район), нижне- среднедевонское (Ауэрбахо-Турьинский рудный район) и верхнетурнейско-серпуховское (Магнитогорская рудная зона и Валерьяновская рудная зона Тюменско-Кустанайского прогиба в Зауралье). Скарново-магнетитовые месторождения располагаются на Урале в виде линейно-вытянутых рудных поясов или зон. Линейное расположение зон обусловлено поясовым чередованием структурно-формационных зон, отражающих линейно-складчатое строение Урала. В пределах рудных зон месторождения распределены неравномерно или дискретно в виде отдельных рудных районов или рудных узлов, связанных с центрами базальтоидного магматизма. Эти центры представляют собой преимущественно отдельные структурно-тектонические блоки, ограниченные, как правило, разрывными нарушениями. Строение таких блоков в связи с их неодинаковой тектонической подвижностью заметно различается, что сказывается на характере вулкано-плутонического магматизма и сопряженного с ним оруденения. Рудные районы (блоки) с крупными месторождениями характеризуются повышенными мощностями эффузивно-пирокластических и вулканогенно-интрузивных образований повышенной щелочности, в том числе и калиевости.
Большинство скарново-магнетитовых месторождений залегает среди осадочно-вулканогенных пород: туфопесчаников, туффитов, известняков, эффузивов различного состава с различным количественным соотношением осадочных и вулканогенных образований. Эффузивы имеют преимущественно базальтовый, андезито-базальтовый, андезитовый состав. Вместе с их интрузивными аналогами они составляют комагматичные комплексы, слагающие вулкано-плутонические структуры (ВПС). Характер магнетитового оруденения, т.е. морфологические особенности и строение рудных залежей, состав руды и степень изменения околорудных пород, определяющих в свою очередь тип месторождения, интенсивность и масштабы оруденения, в значительной мере обусловлен его положением в вулкано-плутонической структуре, т. е. зависит от глубины протекания рудообразующего процесса. По преобладающим минеральным ассоциациям в рудах и околорудных изменениях вмещающих пород среди месторождений скарнового типа выделяются несколько подтипов: позднемагматический магнетитовый, скарновый, скаполитовый и гидросиликатный, возможны и переходы между ними. Формируются они на разных уровнях глубинности. В ВПС условно различаются следующие уровни глубинности: гипо-мезоабиссальный – 3 – 5 км, гипабиссальный – 1 – 3 км, субвулканический <1 – 1,5 км и приповерхностный <1 км.
На гипо-мезоабиссальном уровне в наиболее глубинных корневых частях ВПС образуются позднемагматические магнетитовые месторождения, локализующиеся непосредственно в интрузивном массиве. К ним относятся такие месторождения, как Малый Куйбас, Алешинское, Давыдовское. Рудные залежи представлены вкрапленной магнетитовой и титаномагнетитовой минерализацией в габбро, габбро-диоритах, реже диоритах, которая обособляется в виде отдельных линзообразных зон, реже прожилков и шлирообразных скоплений.
Зоны рудной вкрапленности имеют протяженность в сотни метров. Переходы от пород с богатой рудной вкрапленностью к безрудным постепенные. На интрузивные образования накладываются постмагматические процессы, выражающиеся в развитии альбитизации, скаполитизации, актинолитизации, часто пространственно совмещенные с рудными зонами. Помимо перечисленных рудных минералов характерны ильменит, шпинель, гематит, пирит, редко халькопирит. В химическом составе титаномагнетита устанавливается повышенное содержание ванадия. Месторождения этого подтипа отличаются небольшими запасами. На гипабиссальном уровне ВПС формируется собственно скарновый подтип, наиболее распространенный на Урале.
К нему относятся месторождения Магнитогорского, Тагило-Кушвинского, Ауэрбахо-Турьинского, Соколовско-Сарбайского и других рудных полей. Геологический срез этого уровня характеризуется широким развитием интрузивных пород основного и среднего состава наряду с вулканогенно-осадочным комплексом. Подавляющее большинство скарново-рудных тел локализуется непосредственно в контактовом ореоле интрузивных массивов, замещая карбонатсодержащие прослои осадочных и вулканогенно-осадочных пород. Рудные залежи в месторождениях представлены как пологопадающими, так и крутопадающими телами, последние большей частью приурочены к разрывным нарушениям. Изредка скарново-магнетитовые рудные залежи располагаются в бухто- и заливообразных углублениях интрузий, образуя тела неправильной формы. Размеры рудных тел изменяются по простиранию от десятков до многих сотен метров, а по мощности – от первых метров до 150-200м. Минералогический состав руд здесь более разнообразен, нежели в других типах руд и представлен магнетитом, пиритом, халькопиритом, пирротином, кобальтином, сфалеритом, борнитом, галенитом и другими сульфидами и окислами, а также самородным Ag. Кроме того, в сульфидах устанавливается повышенное содержание благородных металлов: Au до 6 г/т и Ag до 37 г/т.
Во многих рудных полях в распределении рудных минералов наблюдается температурная минералогическая зональность, которая выражается в образовании сульфидно-магнетитовых руд (медистых магнетитов) на флангах скарново-магнетитовых месторождений. Так, в Ауэрбахо-Турьинском рудном поле на флангах Песчанского, Ауэрбаховского, Западно-Песчанского, Воронцовского месторождений в той же геолого-структурной обстановке оконтуриваются рудные тела сульфидно-магнетитовых руд с запасами 4-5 млн т при среднем содержании меди 0,7-1,6% и железа 42-45%. Сульфидные руды, кроме железа и меди, нередко в значительных количествах содержат кобальт, золото, серебро и в связи с этим являются комплексным сырьем.
На месторождениях гипабиссального уровня глубинности хорошо проявлена метасоматическая зональность двух типов. Первый присущ месторождениям, находящимся непосредственно в экзоконтактовой зоне интрузивных массивов. Здесь с удалением от контактов интрузивных тел более высокотемпературные зоны сменяются низкотемпературными в следующем порядке: магнетитовые руды, рудные пироксен-гранатовые скарны, безрудные пироксен-гранатовые скарны, пироксен-альбит-эпидотовые метасоматиты. В этом же направлении в геохимических ореолах снижаются содержания рудных элементов – Ni, Co, Cu и возрастают содержания Ni, V, Zn, Pb. Второй тип метасоматической зональности свойствен месторождениям, удаленным от интрузивных массивов на значительное расстояние, где в тектонически ослабленных зонах имела место разгрузка рудоносных флюидов. Здесь формируется зональность с центробежным разрастанием зон метасоматической колонки.
Обычно вокруг каждого рудного тела в сторону висячего и лежачего боков последовательно располагаются: зоны вкрапленных руд, рудных и безрудных скарнов, пироксен-скаполитовых, пироксен-альбитовых метасоматитов и слабо измененных пропилитизированных пород. В геохимическом ореоле тренд уменьшения содержаний рудных элементов направлен от массивных магнетитовых руд в стороны висячего и лежачего боков месторождений: в указанном направлении уменьшаются содержания Ni, Co, Cu и возрастают Ni, V, Zn, Pb. Такое поведение сопутствующих элементов обусловлено температурным градиентом среды, в которой протекают скарно-рудообразующие процессы, и дифференциальной подвижностью этих элементов в высокотемпературных рудообразующих гидротермальных растворах. По падению рудных залежей, т.е. с увеличением глубины, также отмечается изменение содержаний ряда элементов, например возрастает степень кобальтоносности пиритов.
Одно из типичнейших месторождений скарнового подтипа – Гороблагодатское расположено в южной части Покровско-Гороблагодатской рудоносной зоны. Скарново-магнетитовое оруденение размещается в непосредственном контакте с Кушвинской диорит-сиенитовой интрузией и продолжается к северу от контакта на 5 км. Рудная зона, приуроченная к падающей на восток гороблагодатской толще верхнего силура, также погружается к востоку на глубину до 1300 м, не обнаруживая при этом признаков выклинивания. Здесь оруденение представлено залежами сложной морфологии, залегающими субсогласно с вмещающими породами. Залежи прослеживаются по простиранию на расстоянии около 1000м при средней мощности в 10 м и характеризуются раздувами мощностью от 30 до 80 м, которые предположительно являлись стволовыми зонами циркуляции рудообразующих растворов. По составу руды магнетитовые и сульфидно-магнетитовые.
Околорудные породы представлены вблизи интрузивного массива рудными и безрудными пироксен-гранатовыми скарнами и ортоклаз-пироксен-скаполитовыми метасоматитами, с удалением от него преимущественным развитием пользуются альбитизированные и скаполитизированные в разной степени породы. По запасам месторождение относится к средним и находится в настоящее время в стадии завершающей отработки, разработка руд на Северо-Гороблагодатском участке в связи с их глубоким залеганием является объектом будущего.
На субвулканическом уровне глубинности формируются скаполитовый, скаполит-скарновый, иногда гидросиликатно-скарновый подтипы месторождений. На Урале представлены они не широко, но интересны тем, что среди них имеется одно уникальное месторождение в Зауралье – Качарское, известное своими исключительно большими запасами руд – 2,3 млрд т. К этому же типу относятся более мелкие по запасам руд Осокино-Александровское месторождение в Тагило-Кушвинском рудном районе, Березовское месторождение, Окуневское и Баржагсинское рудопроявления в Зауралье. Два последних, возможно, представляют собой также очень крупные месторождения, сопоставимые по запасам руд с Качарским, но находящиеся на больших глубинах (более 1500-2000 м).
Геологический срез этого уровня характеризуется преимущественным развитием осадочно-вулканогенных пород. Интрузивные тела немногочисленны и представлены дайковой или субвулканической фациями. Рудные залежи обычно большой протяженности, характеризуются стратиформностью с широким развитием околорудных скаполитовых метасоматитов, в которых нередко сосредоточена большая часть запасов руд. Рудная минерализация представлена в основном магнетитом, гематитом, пиритом. Наибольшим развитием из околорудных метасоматических образований пользуются скаполитовые метасоматиты с резко подчиненным количеством собственно пироксен-гранатовых скарнов, пироксен-альбитовых,эпидот-пренит-альбит-хлоритовых и актинолит-хлоритовых пород. Скаполитовые метасоматиты крупных месторождений характеризуются высокой хлороносностью (до 3.6% Cl в скаполите и более 1% в апатите), а в рудах отмечаются повышенные, по сравнению с типичными скарновыми рудами, содержания Ti и V.
На приповерхностном уровне глубинности образуется гидросиликатный подтип месторождений. К ним относятся Куржункульское, Шаракольское месторождения, Елтайская группа в Зауралье. Как правило, месторождения залегают среди вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород и относятся к средне- и низкотемпературной эпидот-актинолит-хлоритовой фации метасоматических изменений. Рудные тела характеризуются стратиформностью, сложены сплошными массивными, полосчатыми, пятнисто-вкрапленными и брекчиевидными рудами. Рудные зоны прослеживаются на расстоянии 2000 м и более при ширине в несколько сотен метров. Руды этого типа состоят их магнетита, гематита, мушкетовита, пирита, халькопирита, марказита в ассоциации с актинолитом, эпидотом, альбитом, хлоритом, кальцитом. Магнетит, имеющий обычно во всех описанных типах месторождений аллотриоморфнозернистую структуру, здесь нередко колломорфный. Одни исследователи считают что подобные месторожения были изначально гидротермально-метасоматическими; другие предполагают их первичную вулканогенно-осадочную (эксгаляционно-осадочную) природу и последующее их метасоматическое преобразование. Месторождения этого типа немногочисленны, запасы руд невелики, как правило, до 100–150 млн.т.
Для образования скарново-магнетитовых руд и мощных зон околорудных изменений необходимы сохранение в течение длительного времени (порядка сотен тысяч, возможно, до первых миллионов лет) высокотемпературного прогрева вмещающих пород и интенсивного флюидного потока - высокотемпературного насыщенного многими рудными и кислотными компонентами гидротермального (водного) раствора. Длительное время считалось, что таким источником тепла, а также рудообразующих флюидов и отчасти рудного вещества являются интрузии, находящиеся в пределах месторождений; в качестве основного источника рудного вещества рассматривались обычно вмещающие их вулканиты. Однако в последнее время рядом исследователей показана недостаточность этих представлений для объяснения условий образования крупных постмагматических месторождений. В настоящее время формирование месторождений, особенно крупных и уникальных по запасам руд, все чаще связывается с восходящими интрателлурическими потоками флюидов, поднимающихся из больших глубин по тектонически ослабленным зонам, к которым обычно приурочены интрузии, субвулканические дайки и вулканические аппараты. В этом случае интрузии, особенно те, которые имеют относительно крутые контакты с вмещающими их породами, становятся лишь проводниками рудообразующих растворов от нижерасположенных и глубокозалегающих в мантии рудогенерирующих очагов.
На современном уровне знаний о структурно-геологических и геолого-генетических особенностях всех крупнейших месторождений Урала можно достаточно уверенно утверждать, что все главнейшие типы магнетитовых месторождений скарновой формации могут быть обусловлены не только постмагматической деятельностью интрузивного магматизма, но в равной мере и вулканизмом (вулкано-плутонизмом), и эволюцией интрателлурических потоков флюидов. Исходя из различных соотношений роли интрузивного магматизма, вулканизма и мантийных интрателлурических флюидов в процессах рудообразования, удается вполне адекватно охарактеризовать геолого-генетические особенности магнетитовых месторождений Урала и представить их в виде соответствующего "гомологического" ряда, в котором различные типы месторождений, от позднемагматических и типично скарновых контактово-метасоматических до скаполитовых и вулканогенно-осадочных, рассматриваются с точки зрения уменьшения в процессе их образования роли интрузивного магматизма и усиления роли мантийных флюидов
Скарново-магнетитовые руды Урала совместно с титаномагнетитовыми рудами служат основной сырьевой базой металлургических предприятий Урала. Комплексный состав скарновых сульфидно-магнетитовых (Cu, Co, Zn, отчасти Au, Ag) и титаномагнетитовых руд (Ti, V, отчасти Sc и платиноиды), усовершенствование старых и внедрение новых технологий обогащения в перспективе, несомненно, должны способствовать повышению эффективности работы железорудных горно-добывающих и перерабатывающих предприятий Урала. Так, по оценке сотрудников Института "Уралмеханобр" суммарная стоимость сопутствующих элементов (Co, Cu, Au, Ag и S) в скарновых сульфидсодержащих рудах некоторых месторождений Тагило-Кушвинского рудного района составляет более половины стоимости железа в этих рудах. Вместе с тем, в связи с длительной и интенсивной эксплуатацией, особенно в военные и послевоенные десятилетия, запасы скарновых магнетитовых руд сильно уменьшились: практически все крупнейшие на Среднем и Южном Урале месторождения -Гороблагодатское, Высокогорское и Магнитогорское - находятся в завершающей стадии отработки. Положение с резервными запасами сильно осложнилось и в связи с распадом СССР, в результате которого основная группа разрабатываемых крупнейших в стране и в мире скарновых магнетитовых месторождений Соколовско-Сарбайской группы и Качарского отошла к Казахстану. Весьма крупные запасы скарновых руд имеются в Курганской области, но они залегают на больших глубинах (470–1500 м) и в ближайшем будущем вряд ли будут эксплуатироваться. Наиболее реальными направлениями по приросту запасов руд в экономически освоенных районах представляются доразведка и поиски руд на глубоких горизонтах и флангах известных месторождений.
Месторождения сидеритов
Промышленные месторождения сидерита известны на западе Челябинской области - Бакальские в Саткинском районе и Ахтенское в Кусинском районе. Они расположены в Центрально-Уральской структурно-геологической зоне в северной части Башкирского мегантиклинория. Сидеритовые месторождения относятся к гидротермально-метасоматическому классу и залегают в карбонатных породах. Бакальская группа сидеритовых месторождений крупнейшая в мире для данного класса.
Бакальские месторождения расположены в карбонатно-терригенных породах бакальской свиты нижнего рифея. Последняя состоит из двух подсвит: нижняя (макаровская) песчано-глинистая мощностью 600 м и верхняя (малобакальская), состоящая из 5 циклов - чередующихся пачек терригенно-глинистого и карбонатного состава общей мощностью 900 м. Рудоносная свита согласно залегает на карбонатных породах саткинской свиты, перекрывается с угловым (около 15о) и стратиграфическим несогласием кварцитовидными песчаниками зигальгинской свиты среднего рифея мощностью 60-80 м. Выше залегает мощная песчано-сланцевая толща зигазино-комаровской свиты среднего рифея. Структура рудного поля представляет собой синклиналь шириной 8-12 км северо-западного простирания, осложненную многочисленными тектоническими нарушениями взбросо-сбросового характера с амплитудой до 500 м и мелкими складками. К поверхности вышележащих кварцитовидных песчаников приурочено до 85 % запасов сидеритовых руд, расположенных в карбонатных пачках. Магматические породы в рудном поле представлены дорудными и послерудными дайками диабазов.
Железные руды Бакальских месторождений представлены двумя типами: эпигенетическими сидеритовыми залежами и бурыми железняками зон окисления сидеритов. Месторождения разрабатываются уже около 240 лет и высококачественные бурожелезняковые руды в значительной степени отработаны. Запасы сидеритов составляют около 1 млрд. т., что позволяет рассматривать Бакальские месторождения в разряде уникальных. В рудном поле площадью 150 км2 известны более 20 месторождений, содержащих около 200 рудных тел. Месторождения выделяются по границам крупных тектонических нарушений.
Сидеритовые залежи имеют пластообразную и линзовидную форму. Размеры рудных тел достигают длины до 2–3 км, максимальной мощности 80 м, имеют как пологое, так и крутое залегание.
Сидерит представляет собой карбонат железа (FeCO3) c изоморфной примесью магния в количестве 5–12% (до 19%) и относится к изоморфному ряду минералов сидероплезит - пистомезит. Выделяют несколько минеральных типов руд: 1) высококачественные мономинеральные руды, 2) биминеральные с примесью анкерита и 3) полиминеральные с примесью железистого доломита и кальцита. Мономинеральные руды содержат более 30% FeO (до 49 %), 1,5–2% MnO и не более 1,5–2% CaO. Примесь серы и фосфора составляет менее 0,05 %. Рудные залежи сложены в основном моно- и биминеральными рудами, причем первые преобладают в верхних частях залежей, а полиминеральные руды слагают фланги рудных тел. Сидеритовые залежи в известняках всегда имеют зону контактовых метасоматических доломитов. Контакты рудных тел ступенчатые тупые метасоматические, секущие слоистость (М.Т.Крупенин, 1999). В пределах сидеритовых месторождений обнаружено также несколько проявлений сульфидно-полиметаллической (с галенитом, сфалеритом, баритом) и медной (халькопиритовой) минерализации (В.А.Тимесков, 1963).
В настоящее время действует три рудника, добывающих сидеритовую руду открытым способом: Новобакальский, Иркускан, Шуйдинский (в последнем добывают также и остатки высококачественных гематит-гидрогетитовых руд – турьитов) и шахта “Сидеритовая”. Всего за время эксплуатации Бакальских рудников в XX веке было добыто 105647 тыс. т сидеритов и 130464 тыс. т бурожелезняковых руд, т.е. всего более 236 млн т железной руды (Н.В.Гринштейн, 1997). В Бакале действует аглофабрика по производству агломерата из смеси сидерита и бурого железняка. Перспектива развития Бакальских месторождений должна определяться комплексным использованием природных ресурсов рудного района.
Ахтенское месторождение расположено в 30 км восточнее г. Куса. Оно приурочено к доломитам нижнекусинской подсвиты саткинской свиты. Сближенные пластообразные и линзообразные залежи образуют крутопадающую зону длиной до 2 км мощностью до 100 м, на глубину они прослежены до 400 м. Сидерит содержит изоморфную примесь магния (не менее 4 %), характеризуется повышенным содержанием кварца (в среднем 14 %). Запасы месторождения составляли 10 млн т. Они наполовину отработаны открытым способом.
Месторождения железистых кварцитов
Известны в блоках древних протерозойских метаморфических пород: Тараташском, Уфалейском, Сысертском, Ильменогорском и Салдинском. Промышленные месторождения (по современным требованиям) известны в Тараташском блоке, расположенном в Центрально-Уральской зоне, к северо-западу от г. Златоуста. Тараташская группа включает Куватальское, Радостное, Магнитный Ключ, Западно-Лысогорское и Шигирское месторождения железистых кварцитов. До 1917 г. руды этих месторождений добывались и поставлялись на Уфалейский и Кыштымский металлургические заводы.
Железистые кварциты тараташских месторождений залегают в нижней части тараташской свиты, сложенной кварцитами, гнейсами, амфиболитами. Рудные тела имеют пластовую и линзовидную форму. Они образованы в основном магнетитом, кварцем, пироксеном с небольшим количеством роговой обманки, граната, апатита. Содержание железа в рудах составляет 30-35%.
Наиболее крупным из них является Куватальское месторождение, расположенное в северо-восточной части Тараташского блока. Рудовмещающие породы имеют субмеридиональное простирание и западное падение под углом 20-80о. Рудные тела залегают согласно с полосчатостью вмещающих пород. Разрывными нарушениями они разорваны на несколько частей (блоков) и смещены относительно друг друга. Самое крупное рудное тело прослежено по простиранию на 1800 м, по падению – на 850 м при наибольшей мощности 60 м. Рудные тела месторождения прослежены скважинами до глубины 1000 м. Ориентировочные запасы руд до указанной глубины оцениваются в 270 млн т (Формации титаномагнетитовых руд и железистых кварцитов, 1984).
Месторождения железистых кварцитов сформировались в результате метаморфизма
осадочных железных руд, а также высокожелезистых осадочных и магматических
пород. В процессе метаморфизма из пород выносились калий, натрий, кальций,
алюминий, а содержание железа возрастало до промышленных концентраций.
Месторождение Радостное, расположенное в 15 км к юго-западу от Куватальского,
отработано открытым карьером в конце 80-х гг. ХХ века. Другие месторождения
Тараташской группы не эксплуатируются.
Месторождения бурых железняков
Из других типов железорудных месторождений, которые в перспективе могут стать одним из важных источников железа в связи с их большими запасами (до 10 млрд. т.), следует отметить экзогенные железные руды. Среди них выделяются два подтипа -остаточный и собственно осадочный. К первому подтипу относятся бурые железняки Серовского рудного района на Среднем Урале и Орско-Халиловского - на Южном, связанные с мезозойскими корами выветривания ультраосновных пород. Поэтому они содержат в повышенных количествах Cr, Ni и Co и, таким образом, являются природнолегированными рудами. По данным В.И. Лещикова (1993), Серовское месторождение с запасами руд в 770 млн. т. при среднем содержании в них Fe–36,64, Сr–1,70, Ni–0,21 и прогнозными ресурсами 900 млн т до глубины 150 м вполне пригодно для открытой добычи.
Ко второму подтипу, или оолитовой железорудной формации, относятся очень крупные месторождения с многомиллиардными (до 10 млрд т) запасами бурых железняков Кустанайского Зауралья. Здесь они, по данным А.Е.Бекмухаметова (Железорудные формации Урало-Тяньшанского пояса, 1987), формировались в двух различных обстановках: в прибрежно-морских условиях в отложениях верхнего мела образовались руды Аятского месторождения, а в континентальных - в речных долинах олигоцена (в виде узких ложбин) – руды Лисаковского месторождения с протяженностью оолитовых руд до 100 км. Эти руды представлены сидеритом, гидроокислами и силикатами железа (шамозит, тюрингит) и характеризуются невысоким содержанием железа (30–38%), но повышенными содержаниями кремнезема, окиси алюминия и фосфора (0,3–0,4%). А. Е. Бекмухаметовым высказывается предположение о том, что источником рудного вещества могли быть как древние коры выветривания основных пород, так и скарново-магнетитовые месторождения Тургайского прогиба.
Среди железорудных месторождений западного склона Южного Урала на территории Башкортостана заслуживает внимание большая группа мелких инфильтрационно-остаточных бурожелезняковых месторождений, залегающих в коре выветривания терригенно-карбонатных толщ верхнего протерозоя. Эти месторождения выделяются в качестве зигазино-комаровского подтипа. Они интенсивно разрабатывались еще в ХIX веке, но к середине ХХ века эксплуатация большинства из них была прекращена. Здесь выделяются Зигазино-Комаровский, Авзянский, Инзерский и Лапыштинский железорудные районы, в которых расположены более 30 месторождений.
Железные руды месторождений характеризуются сравнительно простым и однообразным вещественным составом, представленным в основном гидроокислами железа с незначительной примесью окислов и гидроокислов марганца; в некоторых месторождениях присутствуют сульфиды железа и меди -пирит и халькопирит, а на наиболее глубоких горизонтах (более 100м) встречаются также тонкие прослои сидеритов.
Наиболее распространенными формами рудных тел являются пласты, линзы и гнезда, приуроченные к нижней части коры выветривания. Бурые железняки зигазино-комаровского подтипа содержат Fe 2 O 3 - 42–65%, P 2 O 5 - 0,12–0,18% и S - 0,01–0,02%. Наиболее крупным является Туканское месторождение, рудные зоны которого, состоящие из пяти рудных пластов, вытянуты по простиранию от сотен метров до 3 км и более при мощности от 1 до 10 м. На рудах месторождений Туканского и Майгашля работает Белорецкий металлургический комбинат. Руды данного подтипа составляют основную железорудную базу Башкортостана, балансовые запасы которой оценены около 115 млн. т. и прогнозные – около 65 млн. т. Следует отметить, что в связи с геологическими условиями размещения железных руд данного типа, особых перспектив на открытие новых промышленных месторождений по современным оценкам не имеется.
В заключение следует сказать, что опыт изучения закономерностей размещения железорудных месторождений на Урале и анализ состояния железорудной сырьевой базы Урала в целом свидетельствуют о том, что на Урале перспективы обнаружения новых объектов на малых глубинах (до 200 м), т. е. неглубоко залегающих крупных месторождений легкоплавких и легкообогатимых скарновых железных руд, весьма ограниченны; прогнозные же ресурсы этих руд связываются с большими глубинами (от 200 до 2000 м). Поэтому наибольший интерес представляют титаномагнетитовые месторождения высокотитанистых и особенно малотитанистых руд, характеризующиеся большими запасами и залеганием руд вблизи поверхности. Резервной сырьевой базой являются железо-хром-никелевые бурые железняки Серовского месторождения после разработки технологии их переработки.
Полезные ископаемые Урала представлены как ювелирными алмазами, так и другими минералами, а также различными металлами и неметаллами.
Самые первые Урала, которые начали добываться, это история их добычи началась около 4 тысяч лет назад.
Намного позднее, приблизительно в V—III векам до н. э., начали добывать железную руду. Золото начали добывать в 1 тысячелетии до н.э. Так как месторождения, выходящие на поверхность, где находились полезные ископаемые Урала, быстро иссякли, необходимо было проводить более глубокие разработки. Но временно этот вид деятельности человека пришел в упадок, так как в первом тысячелетии до н.э. весь Южный Урал заселяют кочевники, которые добычей и плавкой металлов не занимались.
Только спустя 1,5 тысячи лет люди снова начали добывать полезные ископаемые Урала, и началась новая эра использования этих ресурсов.
Полезные ископаемые южного Урала
Черные металлы
Начиная с конца XVIII века и по сегодняшний день, добываются бурые железняки. В начале прошлого века большими темпами начали разрабатывать месторождение железных руд, и был построен Магнитогорский металлургический комбинат, но на сегодняшний день запасы руды здесь практически исчерпаны. Недалеко от Магнитогорска разрабатывается месторождение магнетитовых и титаномагнетитовых руд, которое называется Малый Куйбас.
Полезные ископаемые Урала представлены не только железными рудами также здесь добываются другие такие как титан, хром, ванадий, марганец.
В настоящее время проводится разработка месторождений железотитанованадиевых руд, запасы которых очень большие. Они имеют высокое содержание железа - до 57%, титана - до 6,5%, ванадия - до 0,4%.
Цветные металлы
На Южном Урале есть много руд различных цветных металлов. Уже разработано большое количество месторождений колчеданной меди, а также залежей сульфидных руд. Так как они находятся на незначительной глубине, то проводится открытая их разработка. Недалеко от заповедника "Аркаим" в конце прошлого века открыто и сейчас разрабатывается цинковое месторождение. Главным отличием колчеданных руд является то, что они всегда имеют несколько компонентов. Если основными являются цинк и медь, то вместе с ними имеется достаточно высокое количество золота, свинца, серебра, а также таких редких металлов, как галлий, индий, скандий, ртуть и другие. Также из указанных руд получают серу.
Наряду с колчеданными рудами имеются значительные залежи медно-порфировых руд, в которых значительное количество молибдена.
Уфалейские месторождения никель-кобальтовых руд известны далеко за пределами страны. Часть их уже отработанна, но проводится постоянный поиск новых залежей указанных руд. Есть залежи бокситов, из которых выплавляется алюминий.
Благородные металлы
Южный Урал является главным поставщиком золота в казну государства. Именно на Урале найден самородок из этого металла весом около 36 килограмм. проводится из шахт, глубина которых достигает 700 м. Также золото и серебро добывают при переработке колчеданных руд.
Редкие металлы
К данному относятся вольфрам, олово, тантал, бериллий и другие. Проводится добыча такого редкого минерала, как колумбит. Именно из него производится извлечение ниобия, также идет добыча циркониевых руд, попутно с которыми добывается керамическое полевошпатовое сырье. Имеются залежи руды вольфрама и бериллия.
В нескольких километрах от Сатки имеется уникальное месторождение руд редких металлов, а именно циркония, ниобия, тантала, молибдена, которое называется Симбирка. Данная руда имеет необычный минеральный состав и очень богата на тантал и ниобий, что встречается крайне редко.
На сегодняшний день составлена карта полезных ископаемых Урала, которая постоянно уточняется, так как проводятся новый поиск и разработка месторождений.
Уральский район занимает площадь более 820 тыс. км 2 . В его границах находятся и Башкортостан, Челябинская, Свердловская, Оренбургская и Курганская области, Коми-Пермяцкий АО. Столицей региона считается Екатеринбург.
Климат
Природные условия Урала изменяются с севера к югу. Это обуславливается значительной протяженностью по меридиану (в сравнении с широтой). При этом сменяются климатические зоны тундры и тайги, смешанного леса, лесостепи и степи. Урал разделяют на Предуралье, Зауралье и непосредственно Уральский хребет. В центральной части выделяются Северный, Южный и Средний районы. В целом климат можно охарактеризовать как континентальный, отличающийся, однако, разнообразием. Температура воздуха в зимнее время от запада на восток изменяется от -15 до -20 град., а в летний период - от 15 (на севере) до 22 (на юге). Осень и весна достаточно прохладные. Зима продолжительная, снег лежит до 140-250 дн. Природные условия территории определяются расположением относительно равнин Евразии, а также незначительной высотой и шириной хребтов. Зональные изменения связаны с большой протяженностью с севера на юг. Установлено, что у западного склона выпадает на 150-200 мм осадков больше, чем у восточного. Недостаток влаги остро ощущается в южной части района, где достаточно часто бывает засуха. Между тем, именно здесь условия для ведения сельскохозяйственной деятельности наиболее благоприятны. В южной части района преобладают степи и лесостепи с умеренно теплым климатом. На севере почвенный покров нуждается в качественных мелиоративных работах. В Пермском крае насчитывается порядка 800 болот, требующих осушения. Основным сельскохозяйственным районом считается долина р. Урал. В этой части находятся распаханные черноземные степи.
Особенности экономического развития
Уральский район находится между Сибирью и Казахстаном, на границе азиатской и европейской части страны. Такое расположение весьма благоприятно сказывается на экономическое развитие территории. Природные условия и ресурсы Урала позволяют обеспечивать связь между восточной и западной экономическими зонами, имеющими различную хозяйственную специализацию. Район занимает второе место в России по объемам промышленного производства.
Природные ресурсы Урала
История Урала начинается с 18 столетия. В то время территории еще не считалось благоприятным. Спустя некоторое время ЭГП территории заметно улучшилось. Этому способствовало развитие транспортной сети и строительство дорог. Через район проходят магистрали, которые пересекают всю территорию страны с запада до Тихого океана. Из восточных регионов на Урал поступает топливо и сырье. Западные районы поставляют продукцию обрабатывающих предприятий. Природные ресурсы Урала, таблица которых будет приведена ниже, весьма разнообразны. Здесь обнаружено порядка 1000 видов минерального сырья, около 12 тыс. бассейнов полезных ископаемых. На Урале ведется добыча 48 из 55 элементов из таблицы Менделеева, имеющих большое значение для народнохозяйственного комплекса. На территории района присутствуют залежи нефти, поваренной и известняка, газа. Здесь присутствуют добывают бурый уголь, и прочие природные ресурсы. Горы Урал богаты запасами драгоценных камней, цветного и
ТЭК
Топливные природные ресурсы Уральского федерального округа представлены в широком разнообразии. Нефтяные месторождения располагаются преимущественно в Оренбургской обл. и Пермском крае, в Удмуртии и Башкортостане. Относительно недавно в районе обнаружен газ. Базой газохимического комплекса стало Оренбургское месторождение. Оно считается крупнейшим на европейской части РФ. На некоторых участках ведется добыча угля открытым способом, поскольку он находится достаточно близко к поверхности. Следует сказать, что запасы этого сырья сравнительно невелики - порядка 4 млрд. т. Из них около 75% составляет бурый уголь. Топливные природные комплексы и природные ресурсы Урала обладают энергетическим значением. Это, в частности, относится к Кизельскому и Челябинскому месторождениям каменного и бурого угля. Между тем, как отмечают специалисты, многие бассейны сегодня в значительной мере отработаны, и большая часть сырья поступает из других районов.
Железные руды
Эти природные ресурсы Урала представлены титаномагнетитами, магнетитами, сидеритами и пр. Всего в районе залегает порядка 15 млрд т По объему добычи территория уступает только Центральному Черноземному региону. Однако собственная выработка удовлетворяет только 3/5 потребностей территории. На настоящее время уже выработаны богатые руды Магнитогорского, Тагило-Кушвимского и других бассейнов. Сегодня идет разработка Бакальской и Качканарской групп месторождений. Наиболее перспективным сырьем для металлургии считаются титаномагнетиты. Они залегают в Качканарской группе бассейнов. В Бакальских месторождениях присутствуют сидериты. В Орско-Халиловской группе бассейнов найдены уникальные хромникелевые руды.
Цветные металлы
Эти природные ресурсы Урала представлены в огромном разнообразии. По объему их добычи район уступает только Казахстану. Основные залежи медных руд находятся в Гайском, Блявинском, Дегтярском, Кировградском и других бассейнах. Никелевые запасы присутствуют в Режском, Буруктальском, Орском, Уфалейском бассейнах. Природные ресурсы Урала включают и цинковые (медно-цинковые) руды. Сравнительно недавно было открыто Гайское месторождение. Здесь обнаружены колчеданные руды с высоким содержанием меди. В них также присутствует сера (до 50%), цинк, серебро, золото, редкие металлы. Все руды, присутствующие на Урале, как правило, многокомпонентны. За счет этого их добыча является очень рентабельной.
Другие металлы
Большие запасы бокситов сосредоточены в Североуральском бассейне (в месторождениях Сосьвинское, Красная Шапочка и пр.). Однако многие запасы сегодня уже на грани истощения. В Уральском регионе присутствует 27% от общего объема разведанных месторождений меди и рудных бокситов, 12% никеля, 58% цинка. Обнаружены и разрабатываются запасы изумрудов, россыпных алмазов, редкометаллических руд.
Соли
На Урале обнаружены крупные запасы этого сырья. В районе располагается один и крупнейших в мире соленосных бассейнов - Верхнекамский. Балансовые запасы месторождения оцениваются в 172 млрд т. Крупными соленосными бассейнами являются Илецкое и Соликамское.
Строительные и прочие материалы
Природные ресурсы Урала представлены также крупными запасами кварцитов, глин, кварцевого песка, магнезитов. Здесь находятся залежи асбеста, цементных мергелей, мрамора, графита и пр. Широко известны запасы поделочных, полудрагоценных и драгоценных камней. Среди них гранат, александрит, аквамарин, рубин, топаз, яшма, лазурит, дымчатый хрусталь, малахит, изумруд. Основной объем запасов алмазов на Урале сосредоточен в Пермском крае в Вишерском месторождении. Район находится на втором месте по стране по добыче после Якутии.
Лес
Он занимает порядка 30 млн га (более 40% территории). Доля хвойного леса - 14 млн га. Основные массивы располагаются в северной части Урала. В Пермском крае лес покрывает около 68.9% территории. При этом в Оренбургской обл. присутствует около 4.4% древесных насаждений. Западный склон хребта покрывают преимущественно ели и пихты, восточный - сосны. Общий запас древесины оценивается в 4.1 млрд т. Особую ценность представляют такие породы, как лиственница, пихта, сосна и ель. Предприятия лесного комплекса производят порядка 14% делового сырья, 17% - пиломатериалов и около 16% всей бумаги в стране. Продукция выпускается преимущественно для внутренних нужд. Предприятия располагаются в промышленных районах.
Северные территории
Природные ресурсы представлены минералами, железными рудами. Здесь обнаружены корунд, бирюза, ферримолибдит, клиноцоизит, родохрозит и пр. Объемы железных руд оцениваются в миллионы тонн. Здесь присутствуют залежи марганца, бетонитов, меди, хрома, Разработка бассейнов в северной части Урала позволяет восполнить дефицит сырья в регионе. В 2005-2006 гг. проводились исследования, в ходе которых были выявлены прогнозные и перспективные бассейны. Была запланирована добыча марганцевой, железной, Прогнозируемый объем последней составляет более 300 млн т. Предполагается увеличить добычу каменного угля на 50% к 2020 г. Это будет способствовать улучшению энергетической ситуации в государстве. Кроме этого, на северных территориях запланирована добыча таких ископаемых, как золото, вольфрам, фосфориты, свинец, цинк, уран, молибден, бокситы, тантал, ниобий, платиноиды.
Природные ресурсы Урала
Таблица, представленная ниже, поможет лучше понять, какими богатствами располагает этот край. В ней - основные категории запасов, расположенных в районе.
Крупные центры |
|
Соликамское, Илецкое, Верхнекамское месторождения |
|
Пермский край |
|
Медные руды | Гайское, Блявинское, Дегтярское, Кировградское и др. месторождения |
Вишерский бассейн |
|
Североуральское месторождение |
|
Режский, Буруктальский, Орский, Уфалейский басс. |
|
Колчеданные руды | Гайское месторождение |
Каменный и бурый уголь | Кизельский и Челябинский басс. |
Пермский кр. и Оренбургская обл., Удмуртия, Башкортостан |
Водные запасы
Речная сеть региона относится к бассейнам Каспийского (р. Урал и Кама) и Карского (река Тобол) морей. Общая ее протяженность составляет более 260 тыс. км. На территории региона протекает около 70 тыс. рек. В бассейн р. Камы включено 53.4 тыс., р. Тобол - 10.86 тыс. Что касается подземных вод, то удельная их величина в пересчете на ед. площади - 115 м/сут./км 2 , на душу населения - 5 м/сут./чел. Они сосредоточены преимущественно в горных районах Урала. Они занимают более 30% площади всей территории и включают в себя 39.1% от общей доли подземных вод. На распределение запасов влияет зависимость стока от структурно-гидрогеологических, литологических факторов. Предуралье считается более обеспеченным водными ресурсами, чем Зауралье. Такая ситуация обуславливается климатическими условиями. Горные хребты задерживают массы влажного воздуха, поступающие со стороны Атлантики. Соответственно, в этих районах формируются неблагоприятные условия для образования подземных стоков.