Хромовые руды


Хромовые руды, природные минеральные образования, содержащие хром в таких соединениях и концентрациях, при к-рых технически возможно и экономически целесообразно их пром. использование. Состоят из хромсодержащего минерала — хромшпинелида с общей формулой (Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4. Содержание оксидов колеблется в широких пределах, в связи с чем выделяются минеральные виды: алюмохромит, магнохромит, ферриалюмохромит, феррихромит и др. Кларк хрома в земной коре составляет 0,008%, а ср. его содержание в ультраосн. породах (с ними связаны пром. месторожд. хромитов) 0,2—0,3%. В зависимости от генезиса (происхождения) на Урале выделяется 4 пром. типа Х. р.: раннемагматич. (стратиформные), собственно магматич., пневматолито-гидротерм. и экзогенные (валунчатые). Месторожд. хромитов (см. Хромит) известны на Урале с сер. 19 в. В дорев. период они добывались старательским способом в незначит. кол-вах; поиски и разведка проводились в исключит. случаях до глуб. 30—50 м. Систематич. изучение Х. р. началось с 1928, а в 1930-е гг. Чел. обл. являлась одной из осн. хромитоносных провинций страны. В этот период почти весь объем руды отправлялся на Чел. ферросплавный завод (вступил в строй в 1931). Всего в Челябинской обл. было выявлено и учтено более 300 мелких месторожд. и рудопроявлений (большая их часть к наст. времени почти полностью отработана). Х. р. на территории Челябинской обл. пространственно связаны с гарцбургитами и дунитами дунит-гарцбургитовой (альпинотипной) формации, входящими в состав ориентир. в субмеридиональном направлении массивов серпентинизир. (в различной степ.) ультраосн. пород мантийного происхождения, сгруппир. в пояса (Айдырлинско-Татищевский, Бардымский, Миасско-Кацбахский, Полтавско-Киембайский, Салатимско-Таловский и др.). Наибольшей известностью пользуются Верблюжъегорский гипербазитовый массив, Муслюмовский ультраосновной массив, Уфалейский гипербазитовый массив, Варшавский, Гогинский, Могутовский, Наследницкий, Татищевский, Успенский и др. хромитоносные массивы. Как правило, рудные тела концентрируются в пределах рудных узлов и полей, чаще вытянутых с С. на Ю. вдоль контактов массивов. Руды образуют в большинстве случаев линзовидные, жило- и пластообразные залежи мощностью от 0,5—1,0 до 6—7 (реже до 15—30) м, дл. от неск. до 200—250 м. Рудные тела по объему рудной массы относятся к числу мелких (с запасами от единиц до десятков тысяч тонн); имеется лишь одно месторожд., относящееся к числу ср. (Верблюжьегорский массив), с запасами сырья пром. категорий C1+C2 — 337,3 тыс. т, категории P1 (прогноз) — 60 тыс. т (всего 397,3 тыс. т). По содержанию хромшпинелидов руды делятся на сплошные (более 90%), густовкрапл. (70—90%), средневкрапл. (50—70%), редковкрапл. (30—50%) и убоговкрапл. (менее 30%); по текстуре — на массивные, полосчато-такситовые и пятнистые. Своеобразной разновидностью являются нодулярные руды. Мощность рудных залежей и качество руд зависят от их положения в вертикальном разрезе массивов. Всего от основания до кровли условно выделяются 5 уровней и, соответственно, 5 структурно-веществ. типов хромового оруденения. В ниж. (подошв.) части, представл. дунитами, находятся бедные вкрапл., реже маломощные пластообразные высокохромовые руды кураминского типа. Наиб. богатые руды, с содержанием триоксида хрома 50% и более, относятся к кемпирсайскому типу, залегают выше руд предыдущего типа в зоне частой перемежаемости дунитов и гарцбургитов. Этот тип руд был обнаружен в 1997 на территории Муслюмовского ультраосн. массива. В верх. части разреза залегают массивные, реже вкрапл. руды кракинского типа (Наследницкий и Успенский массивы), характеризующиеся повыш. содержанием Cr2O3 (45,0—57,7%), иногда NiO2 (до 0,44%). Вмещающими породами являются как гарцбургиты, так и дуниты, оливиниты, причем последние образуют оторочки вокруг рудных тел. Одним из распростран. в Челябинской обл. является верблюжьегорский тип сплошных и густовкрапл. умереннохромистых руд, залегающих среди гарцбургитов на площади Варшавского, Верблюжьегорского, Могутовского, Татищевского и др. массивов. Среднее содержание рудообразующих компонентов по 11 месторожд. Верблюжьегорского массива след. (%): SiO2 — 8,38; Cr2O3 — 41,27; FeO — 12,51; MgO — 15,86; А12O3 — 13,32; TiO2 — 0,10; NiO — 0,19; CoO — 0,03; P2O5 — 0,005; ср. содержание Ag — до 2,1 г/т. Изучение состава рудообразующих хромшпинелидов с помощью микрозонда Cameka (И. А. Малахов) показало почти полн. отсутствие хромитов высокохромистой ассоциации, свойств. богатым рудам из дунитов Кемпирсайского массива (Казахстан). Большинство хромшпинелидов относится к высокоглиноземистому типу, что отвечает составу алюмохромитов (Al2O3 14,62—26,4%), залегающих в гарцбургитах, либо они имеют промежуточное положение между дунитовым и гарцбургитовым типами. Данный факт объясняется воздействием процессов высокотемпературного гидротерм. метаморфизма, сопровождающегося выносом глинозема и повышением содержания в рудах триоксида хрома. Для руд верблюжьегорского типа характерно также повыш. содержание 3-валентного железа по сравнению с кемпирсайскими хромовыми рудами, по содержанию FeO и Mg они близки. Завершает геол. разрез альпинотипных хромитоносных массивов таловский тип руд, генетически связ. с дунитами габбро-пироксенит-дунитового комплекса, к-рые из-за малых размеров рудных тел и высокого содержания железа (до 36,26%) не могут быть использованы в металлургической пром-сти. Недра Чел. обл. обладают высоким потенциалом на обнаружение новых залежей Х. р., прогнозные ресурсы к-рых (по всем ультраосн. массивам до глуб. 300 м) составляют: категории P3 — 150 млн т, категории P3 — от 6 млн до 48 млн т. Необходимо провести комплекс детальных геолого-геофиз. работ, в первую очередь на площади наиб. крупных по размерам ультраосн. массивов, дифференцир. по составу (Муслюмовский, Наследницкий, Уфалейский), в к-рых по ряду признаков и критериев есть большая вероятность обнаружения месторожд. с запасами порядка 0,5— 1 млн т со ср. содержанием оксида хрома 45— 50%. Высокая темп-ра плавления, большая твердость и способность образовывать сплавы с др. металлами предопределили использование хрома в металлургической пром-сти. Сплав железа с хромом (феррохром) используется для пр-ва высокопрочных конструкционных, кислотоупорных, нержавеющих и жаропрочных сталей. Металлич. хром применяется гл. обр. для хромирования стальных изделий. По качеству добываемые Х. р. должны соответствовать след. гос. стандартам: содержание хрома — не менее 45%, кремнезема — не более 10%, фосфора — не более 0,015%, серы — не более 0,05%; отношение Cr2O3 к FeO — не менее 2,5. При эксплуатации месторожд. Чел. обл. рентабельной, согласно технико-экон. расчетам (2002), считалась отработка месторожд. с бортовым содержанием Cr2O3 — 15%, миним. пром. содержанием Cr2O3 в рудном теле 24% и миним. мощностью рудного тела 1 м. ЧЭМК в недавнем прошлом использовал местные Х. р. без обогащения и разделения на сорта. В огнеупорной пром-сти Х. р. употребляются для изготовления хроммагнезитовых и др. хромсодержащих огнеупоров, используемых для футеровки мартеновских печей, конвертеров и вращающих печей в цементной пром-сти. Хим. пром-сть потребляет Х. р. преим. для выпуска хромпиков (соли Na и K) и др. соединений хрома, применяемых в качестве красителей, катализаторов, дубителей, протрав и др. Из недр Чел. обл. в 1930—40-е гг. добыто 1,2 млн т хромитов, в т. ч. 650 тыс. т на территории гл. рудного поля Верблюжьегорского ультраосн. массива. В 1938 в связи с открытием крупных месторожд. в Казахстане (Кемпирсайская группа) работы по добыче Х. р. на Южном Урале были приостановлены. Интерес к созданию местной сырьевой базы появился в нач. 1990-х гг., когда чел. геологи стали проводить поиски хромитов на Таловском массиве (Миасский р-н), а группа специалистов во главе с И. В. Жилиным и Н. А. Плохих провела тематич. работы (1989—93) с целью определения прогнозных ресурсов Х. р. Чел. обл. и составления долгосрочной гос. программы поисково-разведочных работ (пока не реализована). Начиная с 1996 в связи с резким сокращением поставок Х. р. из Казахстана осн. их потребитель ОАО «ЧЭМК» преим. за счет собств. средств приступил к поисково-оценочным и добычным работам на территории наиб. перспективных ультраосн. массивов Чел. обл. В результате были доразведаны открытые ранее и разведаны новые месторожд. Песчанской группы месторождений хромовых руд (Уфалейский массив), а также месторожд. Анатольевское, Андреевское, Слава (Татищевский массив) и др. В итоге получен прирост запасов (суммарно по всем месторожд. Чел. обл.) сырья категории C1+C2— 555,6 тыс. т. Эго позволило ОАО «ЧЭМК» с 1996 ежегодно добывать до 60—70 тыс. т Х. р., что составляло 20—30% его потребности. В настоящее время ОАО «ЧЭМК» по экон. причинам переориентировалось на создание сырьевой базы за пределами Чел. обл. (Полярный Урал и др. регионы).