Полезные ископаемые


Полезные ископаемые, минеральное сырье, природные минеральные образования земной коры неорганич. и органич. происхождения, к-рые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. На территории Челябинской обл. имеется широкий спектр горных пород и минералов. Они сыграли большую роль в развитии горнодоб. и металлургической пром-сти, нар. х-ва региона в целом. Образованию на территории области П. и. способствовали осадочные, магматич. и др. геол. процессы, протекавшие в недрах в теч. длит. периода (ок. 3,0—3,5 млрд лет). Месторожд. П. и., запасы к-рых учитываются Гос. балансом, являются минерально-сырьевой базой действующих в регионе горноперерабатывающих предпр. Спектр добываемого сырья включает металлич. и неметаллич. П. и.; горючие, минеральные строит. мат-лы, пресные и минеральные подземные воды.

 

Металлические П. и. представлены рудами, содержащими в общей сложности 26 важнейших элементов: алюминий, бериллий, ванадий, галлий, германий, железо, золото, индий, кадмий, кобальт, марганец, медь, молибден, мышьяк, никель, ниобий, тантал, теллур, титан, ртуть, свинец, селен, серебро, хром, цинк, цирконий. Условно они разделяются на 4 группы: черные, цветные, благородные, редкие и рассеянные металлы.

Черные металлы (железо, марганец, титан, хром) входят в состав руд, образующих разнотипные по генезису и минеральному составу месторожд. К числу железных руд с пром. запасами относятся магнетитовые, сидеритовые, бурожелезняковые, магнетито-кварцитовые и титаномагнетитовые разности. Магнетитовые руды, представляющие собой в осн. магнетит в скарновых породах, имеют метасоматич. происхождение; содержание железа в них колеблется в пределах от 30 до 55%. Пром. концентрации таких руд имеются на Круглогорском месторождении золото-магнетитовых руд, Магнитогорском, Теченском и ряде мелких месторожд. Сидеритовые руды, в к-рых преобладает минерал сидерит, образуются гидротерм. путем. Они содержат до 34% железа (Ахтенское месторождение железных руд и Бакальская группа железорудных месторождений). Бурые железняки (в осн. лимонит) образуются в зоне хим. выветривания сидеритовых залежей. Содержание железа в них до 55—60%. Магнетито-кварцитовые руды (железистые кварциты) содержат 30—45% железа. Месторожд. таких руд (Магнитный Ключ, Радостное) связаны с метаморфич. архейскими породами. Титаномагнетитовые руды (титаномагнетит) имеют магматич. генезис. Они образовались при раскристаллизации осн. (габброидной) магмы. Содержание железа в них колеблется: от 20—22% во вкрапл. до 45—60% в массивных разностях (Копанское месторождение ильменитовых и титаномагнетитовых руд и Медведёвское месторождение ильменитовых и титаномагнетитовых руд); присутствует также важный легирующий элемент — ванадий (0,3—0,5%). Все железной руды используются в металлургии после предварит. обогащения (электромагнитная сепарация, обжиг-магнитное обогащение, агломерация); получение железа из титаномагнетитовых руд требует применения болев сложных технологий, связ. с большими затратами энергии, и в пром. масштабах пока не производится. Марганцевые руды, содержащие пиролюзит и др. марганецсодержащие минералы, имеют осадочное происхождение. Месторожд. этих руд на территории области редки, размеры их невелики. Наиб. крупным считается Кипчакское месторожд. (Кизильский район), запасы к-рого детально не разведывались. Содержание марганца в руде колеблется в пределах от 12 до 30%. Марганец используется в качестве легирующей добавки при выплавке спец. особо прочных сталей, в медицине, с. х-ве и др. отраслях. Титаномагнетитовые руды используются также для получения титана. Они представлены массивными и вкрапл. разностями. Содержание титана в массивных рудах 8—12%, во вкрапл.— 5—6%. Титансодержащий ильменит извлекается из титаномагнетита флотационным методом. Для этого используются отходы (хвосты) после магнитной сепарации магнетита, идущего в доменную плавку. В воен. и первые послевоен. годы гл. поставщиком ильменита для пр-ва металлич. титана, а также двуокиси титана для лакокрасочной пром-сти было Кусинское месторожд., ныне полностью отработ. (пос. Магнитка Кусинского района). Руды этого месторожд. относительно легко разделялись на магнитный и ильменитовый концентраты. Титаномагнетиты Копанского и Медведевского месторожд. имеют иную структуру, не позволяющую простым измельчением раскрыть рудные зерна и отделить магнетит от ильменита электросепарацией. Разработана технология, при к-рой такое разделение осуществляется путем обжига в электропечах офлюсов. окатышей; железо при этом собирается в центре окатыша, титан — в оболочке. Последующим дроблением окатыши разрушаются, и железо отделяется магнитной сепарацией. Оставшаяся часть представляет собой концентрат, в к-ром содержание титана достигает 50—60%. В пром. масштабах такое разделение пока не проводилось. Титан — прочный, но относительно легкий антикоррозионный металл — используется в самолето-, ракето- и приборостроении; двуокись титана — это сырье для пр-ва титановых белил. В хромовых рудах хром связан с минералами хромшпинелидовой группы (железо- и хромсодержащие оксиды), имеющей общее назв. «хромиты». Залежи хромитов приурочены к ультраосн. породам (дунитам, гарцбургитам), развитым в Карталинском районе и близ В. Уфалея. Хромитовые месторожд. невелики (100—120 тыс. /га); крупных месторожд., к-рые могли бы полностью обеспечить нужды ЧЭМК, на территории области пока не обнаружено. Хром используется в осн. при пр-ве феррохрома, для хромирования металлич. изделий, а также в качестве огнеупорного сырья, дубителя в кож. деле и в др. отраслях пром-сти.

Цветные металлы представлены алюминием, медью, молибденом, никелем, свинцом, цинком. Алюм. руда состоит из алюминийсодержащих минералов (бёмит, диаспор), образующих плотную породу — боксит. Содержание глинозема (AlO) в нем колеблется в пределах от 30 до 70%. Месторожд. боксита сосредоточены в Южно-Уральском бокситоносном районе. Наиболее крупными из них являются Блиново-Каменское месторожд. и Кургазакское месторождение бокситов, руда к-рых поступает на Ср.-Урал. алюм. завод (Свердловская обл.). Алюминий применяется в авиа- и ракетостроении, пром. и гражд. стр-ве, в пр-ве электропроводов, бытовой техники, приборов и т. д. Медные руды встречаются на территории области в 2 разновидностях: колчеданные и порфировые. В медноколчеданных медь связана с сульфидами меди (халькопиритом, борнитом и продуктами их окисления — азуритом, малахитом); ее содержание колеблется в пределах от 1 до 12%. Одноврем. с медью из этих руд попутно извлекаются цинк, свинец, золото, серебро, ртуть, а также редкие и рассеянные элементы (галлий, германий, индий, кадмий, селен, теллур). Руды образуются осадочным путем при подводных вулканич. извержениях. Медно-порфировые руды представляют собой интрузивные и эффузивные породы ср. состава с небольшой вкрапленностью халькопирита, молибденита, золота. Меди в них содержится от 0,4 до 1,0%, кол-во молибдена и золота незначит., однако пром. значение руды имеют только при комплексном извлечении всех компонентов. В настоящее время на гос. балансе числятся только медноколчеданные руды, образующие ряд месторожд., в т. ч. крупные: Карабашское (практически отработано, за исключением участка Южного), Межозерный рудный узел («Молодёжное», Талганское месторождение медных руд, Узельгинское месторождение медных руд, «Чебачье» и др.) в Верхнеуральском районе, Александринское месторождение колчеданных руд близ Магнитогорска. На С. области имеется 2 мелких месторожд.: Султановское (Кунашакский район) и Маукское (район В. Уфалея). Общие запасы меди ок. 1,5 млн т. Месторожд. меднопорфировых руд (Михеевское месторождение медно-порфировых руд, Томинское месторождение медно-порфировых руд и др.) находятся на стадии разведки и подготовки к эксплуатации. Запасы руд этого типа значит., но технология их пром. добычи и извлечения находится на стадии разработки. Медь и попутно извлекаемые цинк и свинец используются при пр-ве электропроводов, электро- и радиотехники, в качестве легирующих добавок при пр-ве бронзы, мельхиора и др. сплавов. Никелевые руды (силикатный тип) образуются в корах выветривания ультраосн. пород (серпентинитов). Никельсодержащим минералом является в осн. гарниерит. Никеля в руде 1,1—1,3%; вместе с ним содержится кобальт (0,3—0,5%). Месторожд. этого П. и. сосредоточены в районе В. Уфалея (Рогожинское, Синарское, Черемшанское и др.) и в южной части области (Арсинское, Сахаринское месторождение никеля, Соляноложское и др.). Общие запасы каждой группы месторожд.— по 200—250 тыс. /га никеля и 15—16 тыс. т кобальта. Никель и кобальт используются в качестве легирующих добавок (при пр-ве сталей), антикоррозионных покрытий, при пр-ве аккумуляторов, в хим. пром-сти.

Благородные металлы — золото и серебро — добываются из кварцевых жил и др. жильных и метасоматич. пород в золоторудных (коренных) месторожд., из золотоносных россыпей, из медных руд (попутно). Коренные золото- и серебросодержащие руды известны в Пластовском (Кочкарское месторождение золота, Светлинское золоторудное месторождение) и Верхнеурал. (Юж. Курасан) районах. Содержание золота в таких рудах от 2 г/т и выше, в медноколчеданных — колеблется в пределах 0,1—0,5 г/т, что при добыче и переработке совм. с медью и др. металлами обеспечивает рентабельность производства. Значительная часть запасов приходится на россыпное золото, несмотря на почти 200-летний период старательской и пром. его добычи. В настоящее время на гос. балансе числится 43 россыпи, располож. в Брединском, Миасском, Нагайбакском и Пластовском районах, разрабатывается 9 (Атлянская, Миасский пруд, Сев.-Светлинская и др.), остальные находятся в резерве. Общие запасы золота ок. 100 /га; 60% его содержится в медноколчеданных рудах, а также в золото-магнетитовых рудах Круглогорского месторождения золото-магнетитовых руд. Серебро содержится вместе с золотом в золото- и меднорудных месторожд. Запасы его не превышают 4,0 тыс. /га. В Новотроицком золоторудном месторожд. вместе с золотом находится мышьяк (используется в осн. в хим. пром-сти).

Редкие металлы (бериллий, ниобий, тантал, цирконий) имеют пром. концентрации только в щелочных пегматитах. На территории области известно 3 месторожд.: Вишневогорское месторождение ниобия (пирохлор) в Каслинском районе, Боёвское месторождение флюорит-бериллиевых руд (бериллий) в Кунашакском районе и Вишневогорское месторожд. циркония. Ниобий используется как антикоррозионная добавка к стали, в сверхпроводниках, керамике. Бериллийсодержащие сплавы играют важную роль в авиа- и ракетостроении, радиотехнике, электронике, лазерной технике и др. областях: бериллий входит в состав жаропрочных мат-лов, не дающих искры при ударах. Цирконий применяется в пр-ве сверхпроводников, жаропрочной керамики, в ядерных реакторах. Рассеянные элементы (галлий, германий, индий, кадмий, селен, теллур), получаемые попутно при переработке медноколчеданных руд, используются как легирующие добавки к стали, в пр-ве полупроводников, зеркал для космич. телескопов и мн. др., в медицине.

 

Неметаллические П. и. представлены минеральным нерудным сырьем для металлургии, индустр. (горнорудным), агрохим. сырьем и минеральными строит. мат-лами. Минеральное нерудное сырье используется для обеспечения необходимыми компонентами процесса извлечения металлов из руд черных и цветных металлов. В эту группу входят огнеупоры, флюсы, кварциты, формовочные мат-лы. К огнеупорному сырью, идущему на изготовление огнеупорного кирпича и смесей для внутр. обкладки (футеровки) доменных и мартеновских печей, относятся магнезит с темп-рой плавления до 3000 °C и доломит (1800...2000 °C). Самым крупным месторожд. магнезита является Саткинское (входит вместе с Березовским, Ельничным и Никольским в Саткинскую группу месторожд., общие запасы к-рых более 200 млн т), доломита — Лисьегорское месторождение доломитов. В металлургической пром-сти используется также доломит, извлекаемый попутно при добыче магнезита из Саткинского месторожд. (общие запасы его ок. 500 млн /га), и огнеупорные глины каолинитмонтмориллонитового состава из Берлинского месторождения огнеупорных глин и Нижне-Увельского месторождения огнеупорных глин (запасы к-рых ок. 170 млн т). Флюсовое сырьё представлено высококачеств. (малосернистыми и малофосфористыми) известняками, к-рые вводятся в доменную шихту как основа для восстановления металлич. железа из оксидов. Наиболее крупными месторожд. флюсовых известняков являются Агаповское месторождение флюсовых известняков (Магнитогорск) и Тургоякское месторождение флюсовых известняков (Миасс). Суммарные запасы их ок. 1,0 млрд /га. В качестве раскислителя, а также мат-ла, понижающего темп-ру при плавлении жел. руд, применяется плавиковый шпат (флюорит). Месторожд. флюорита на территории Челябинской обл. нет; он может быть получен попутно при разработке Боевского месторожд. бериллия. Металлургич. кварциты используются для получения ферросилиция важнейшей составляющей в сталелитейном процессе. Наиболее крупные месторожд. кварцитов — Бобровское, Буландихинское месторождение кварцитов и др. Общие запасы их св. 200 млн т.

Индустриальное сырье (абразивы, барит, вермикулит, графит, каолин, кварц, мусковит, поделочные камни, полевой шпат) используется в разных отраслях пром-сти. Для пр-ва абразивов применяются кремень (ТуйТюбинское месторожд.), корунд (Кызылташское) и гранат (Иссыльское). Запасы их исчисляются в 150 тыс. т. В качестве утяжелителя глинистых растворов при бурении глубоких скважин (при поисках нефти и газа), в пиротехнике и др. пр-вах применяется барит (Медведевское месторожд.). В небольших объемах он может быть получен из медноколчеданных руд (попутно с осн. компонентом). Вермикулит (гидрослюда), имеющий свойство терять при прокаливании входящую в его состав воду и за счет этого увеличиваться в объеме в 15—25 раз, используется как теплоизоляционный иат-л при стр-ве трубопроводов, изготовлении стеновых панелей, для разрыхления глинистых почв и т. д. (Потанинское месторождение вермикулита). Графит, входящий в состав кристаллич. сланцев, используется в ат. реакторах (графитовые стержни), в качестве сухих смазок, для изготовления карандашных стержней и в др. пр-вах. Содержание его в руде не превышает 7% (Тайгинское месторождение графита). Каолинит (алюмосиликат) образует месторожд. белых каолиновых глин, используемых в осн. в керамич. пром-сти. Запасы их в месторожд. Кыштымское, Еленинское месторождение каолинов, Журавлиный Лог составляют более 50 млн т. Кристаллит, кварц используется в электронной пром-сти и радиотехнике (Астафьевское месторождение пьезокварца), в ювелирной пром-сти (аметист, горный хрусталь, раухтопаз, цитрин и др. разновидности; см. Светлинское месторождение пьезокварца). Жильный мелкозернистый кварц идет на изготовление высококачеств. стекла, оптики (Кыштымское месторождение жильного кварца, Ларинское месторождение жильного кварца и др.). Мусковит (слюда), пром. концентрации к-рого встречаются в пегматитах (Златоуст. месторожд., Слюдяногорское месторождение мусковита и др.), используется в качестве диэлектрика в радиотехнике. Полевой шпат, применяемый в осн. в керамич. пром-сти, добывается на Вишневогорском месторожд. (попутно с ниобием). Тальк входит в состав талькитов и талькомагнезитов (месторожд. Кр. Поляна, Новоколодкинское, Сыростанское месторождение талька и др.), используется в качестве наполнителя в резинотехн. изделиях, при изготовлении мед. препаратов, в парфюмерии. Особо чистые сорта талька применяются в пищ. пром-сти. На территории области имеются многочисл. проявления цветных камней, используемых в ювелирном деле, при изготовлении художеств. поделок [агат (см. Халцедон), авантюрин, амазонит, аметист, малахит, яшма], но пром. значение имеют только офиокальциты (Монастырское, Черешковское месторожд.), запасы к-рых равны 10,0 тыс. т.

Агрохимическое сырье представлено фосфоритами (Ашинское месторождение фосфоритов), из к-рых производятся фосфорные удобрения, и мышьяком (Новотроицкое месторожд.).

Минеральные строительные материалы представлены моно- и полиминеральными горными породами, имеющими важное значение в пром-сти строительных материалов, а также непосредственно в гражд. и пром. стр-ве (гипс, глина для грубой керамики, известняк для пр-ва извести, камень строит., камень облицовочный, песок строит., песок стек., сырье для пр-ва цемента). Гипс используется в качестве связующего мат-ла в строит. растворах, при пр-ве гипсокартона, в с. х-ве, медицине и т. д. (Каринское месторождение гипса и ангидрита и Усть-Карабольское месторожд. с запасами 24 млн т). Глина, включающая мельчайшие зерна минералов каолинита, гидрослюд, монтмориллонита и способная во влажном состоянии принимать любую форму, используется для пр-ва кирпича, черепицы, керамзита, аглопорита, а также в цементной пром-сти. На территории области известно 46 месторожд. кирпичных глин, наиб. крупными из к-рых являются Круглянское месторождение кирпичных глин, Малышевское месторождение глин и др. В качестве цементного сырья используются глины Приуральского месторождения цементных глин (Магнитогорск). Общие запасы кирпичных глин в области 154,0 млн м3. Известняк, состоящий из кальцита, используется как строит. камень, для пр-ва извести (Сулеинское, Ухановское и др. месторожд.), в с. х-ве (известкование почв). Цементную пром-сть обеспечивает Шеинское месторожд. известняков и др. Общие запасы известняка, идущего на строит. нужды, оцениваются в 50 млн м3. В качестве строит. камня, используемого для приготовления фракционир. щебня, служат, кроме известняков, габбро, гнейсы, граниты, гранодиориты, доломиты и др. горные породы. Всего известно ок. 80 месторожд. строит. камня (Казанцевское месторождение строительного камня, Мышляевское месторождение гранито-гнейсов, Смолинское месторождение строительного камня, Тимофеевское и др.). Запасы строит. камня в Челябинской обл. более 1 млрд м3. Облицовочный камень представлен крупнозернистым гранитом (Юж.-Султаевское месторожд. гранита), цветными известняками (Лемезинское месторождение строматолитовых известняков, Романовское), известняковой брекчией (Урефтинское), белыми мраморами (Коелгинское, Макаровское, Полоцкое, Прохорово-Баландинское месторождение мрамора, Пугачевское, Шишимское, Юж.-Коелгинское) и серыми мраморами (Каркодинское, Уфалейское месторождение облицовочного мрамора). Из облицовочного камня изготавливают облицовочную плитку, бортовой камень для дорожного стр-ва. Цветная и белая мраморная крошка идет на пр-во искусств. облицовочных плиток. Из находящихся на балансе 14 месторожд. разрабатываются только 11. Запасы облицовочного камня ок. 210 млн м3. Строит. пески и песчано-гравийные смеси, используемые в качестве наполнителей бетона, в штукатурных и кладочных растворах, для изготовления силикатного кирпича, в дорожном стр-ве, представлены 17 месторожд. с запасами более 200 млн м3 (Бобровское, Берлинское, Кременкульское, Миасский пруд, Нагорное и др.). В качестве цементного сырья используются мергели (Гора Груздовник), а также известняки и глины, отвечающие необходимым требованиям (Приуральское месторождение цементных глин, Савинское, Шеинское и др.).

 

Горючие П. и. представлены бурыми и кам. углями и торфом. Кам. угли слабо развиты на территории области и не участвуют в ее топливно-энергетич. балансе. Бурые угли, месторожд. к-рых сосредоточены в Челябинском буроугольном бассейне, наоборот, в развитии региона сыграли весьма заметную роль. Торф используется в осн. в сельском хозяйстве. (См. также Минеральные ресурсы.)