Производство железа и его сплавов, принципы и этапы данного процесса, необходимое оборудование и материалы. Географо-экономическая характеристика района работ. Геологическая, гидрогеологическая, геохимическая, геофизическая характеристика объема работ.
Аннотация к работе
Железо в химически чистом виде представляет собой серебристо-белый, блестящий, вязкий и ковкий металл, имеющий плотность 7,8 грамм на сантиметр кубический (далее - г/см3), твердость по шкале Мооса 4-5 и температуру плавления 1539±1°С. Промышленное значение железа определяется его относительной дешевизной и универсальностью, позволяющей придавать изделиям из него разнообразные свойства, различные геометрические формы и размеры. Доля железа и его сплавов в настоящее время составляет порядка 90% от общего количества металлов, используемых в технике. Наиболее распространенными являются железоуглеродистые сплавы (чугун, стали), сплавы железа с марганцем (ферромарганец), кремнием (феррокремний), хромом (феррохром), кобальтом, вольфрамом, ванадием, ниобием и другими элементами. В зависимости от присадок существует более 100 сплавов железа: магнитные и немагнитные, кислотоупорные, жаростойкие, быстрорежущие, нержавеющие, литейные, обрабатываемые давлением и другие. Сплавы железа с хромом, кобальтом, молибденом, вольфрамом, кремнием, алюминием являются нетрадиционными материалами нового класса, позволяющими погашать шумы и вибрацию непосредственно в источниках их возникновения и значительно увеличить срок службы ведущих деталей машин. В результате металлургической переработки железорудного сырья производятся литейный и передельный чугун, различные виды сталей, порошковые и аккумуляторные изделия.
Производство железа и его сплавов базируется на двух основных источниках: восстановление железа из первичного сырья (железные руды) и регенерация железа из вторичного сырья (металлического лома и железосодержащих отходов). Железо относится к группе сидерофильных элементов, входит в состав более 300 минералов и занимает четвертое место по распространенности в земной коре после кислорода, кремния и алюминия.
Общая масса железа в земной коре оценивается в 755 триллионов тонн, в том числе в собственно железных рудах (оценка на начало 90-х годов прошлого столетия) - около 450 миллиардов тонн. Железо образует в природе ряд оксидов, из которых наиболее широко распространены и имеют основное промышленное значение оксид железа - гематит и закись-оксид железа - магнетит. Кроме вышеотмеченных минералов, промышленное значение имеют мартит (псевдоморфоза гематита по магнетиту), гетит, гидрогетит (лимонит), сидерит, магномагнетит, титаномагнетит.
Основное промышленное значение имеют существенно магнетитовые руды. В ряде случаев железные руды содержат попутные ценные компоненты (титан, медь, никель, кобальт, марганец, германий, золото, серебро, хром, ванадий и другие), повышающие ценность руд и подлежащие учету при геолого-экономической оценке месторождений.
Казахстан обладает крупной сырьевой базой железных руд, около 90% которых сосредоточено в Торгайском регионе. Добыча железных руд производится на Соколовском, Сарбайском, Качарском и других месторождениях скарново-магнетитовых руд и Лисаковском бурожелезняковом месторождении. Казахстан занимает седьмое место в мире по разведанным запасам железных руд.
Целевое назначение проектируемых работ; пространственные границы объекта, основные оценочные параметры объекта.
Целевым назначением проектируемых работ является определение пространственных границ месторождения, геологических условий залегания рудного тела, определение качества минерального сырья с переводом запасов категории «С1» в категорию «В», а также горнотехнических, гидрогеологических, геофизических, геохимических и других условий месторождения.
Геологические задачи, последовательность и основные методы их решения
Заключаются: - в последовательном уточнении и увязки с планами развития горных работ, геологического строения, горно-геологических условий месторождения и качества полезного ископаемого на недостаточно изученном участке месторождения, с переводом запасов категории «С2» и «С1» в категорию «В»
- дополнительное изучение вещественного состава и свойств полезного ископаемого (включая проведение геолого-технического картирования) в случаях уточнения направления его использования, пересмотра требований стандартов или технических условий к качеству добываемого сырья и технологических схем его переработки; разведка площадей месторождения для восполнения отработанных запасов или расширение сырьевой базы действующего предприятия по добыче полезного ископаемого.
- при проведении доразведки, разведочные системы и плотность разведочной сети принимаются аналогичными ранее принятым при детальной разведке с корректировкой по результатам сопоставления, материалов разведки и разработки изучаемого месторождения и рекомендацией ГКЗ, данных при утверждении подсчетов запасов.
Введение
Железо в химически чистом виде представляет собой серебристо-белый, блестящий, вязкий и ковкий металл, имеющий плотность 7,8 грамм на сантиметр кубический (далее - г/см3), твердость по шкале Мооса 4-5 и температуру плавления 1539±1°С. Промышленное значение железа определяется его относительной дешевизной и универсальностью, позволяющей придавать изделиям из него разнообразные свойства, различные геометрические формы и размеры. Доля железа и его сплавов в настоящее время составляет порядка 90% от общего количества металлов, используемых в технике. Наиболее распространенными являются железоуглеродистые сплавы (чугун, стали), сплавы железа с марганцем (ферромарганец), кремнием (феррокремний), хромом (феррохром), кобальтом, вольфрамом, ванадием, ниобием и другими элементами. В зависимости от присадок существует более 100 сплавов железа: магнитные и немагнитные, кислотоупорные, жаростойкие, быстрорежущие, нержавеющие, литейные, обрабатываемые давлением и другие. Сплавы железа с хромом, кобальтом, молибденом, вольфрамом, кремнием, алюминием являются нетрадиционными материалами нового класса, позволяющими погашать шумы и вибрацию непосредственно в источниках их возникновения и значительно увеличить срок службы ведущих деталей машин. В результате металлургической переработки железорудного сырья производятся литейный и передельный чугун, различные виды сталей, порошковые и аккумуляторные изделия.
Производство железа и его сплавов базируется на двух основных источниках: восстановление железа из первичного сырья (железные руды) и регенерация железа из вторичного сырья (металлического лома и железосодержащих отходов). Железо относится к группе сидерофильных элементов, входит в состав более 300 минералов и занимает четвертое место по распространенности в земной коре после кислорода, кремния и алюминия.
Общая масса железа в земной коре оценивается в 755 триллионов тонн, в том числе в собственно железных рудах (оценка на начало 90-х годов прошлого столетия) - около 450 миллиардов тонн. Железо образует в природе ряд оксидов, из которых наиболее широко распространены и имеют основное промышленное значение оксид железа - гематит и закись-оксид железа - магнетит. Кроме вышеотмеченных минералов, промышленное значение имеют мартит (псевдоморфоза гематита по магнетиту), гетит, гидрогетит (лимонит), сидерит, магномагнетит, титаномагнетит.
Основное промышленное значение имеют существенно магнетитовые руды. В ряде случаев железные руды содержат попутные ценные компоненты (титан, медь, никель, кобальт, марганец, германий, золото, серебро, хром, ванадий и другие), повышающие ценность руд и подлежащие учету при геолого-экономической оценке месторождений.
Казахстан обладает крупной сырьевой базой железных руд, около 90% которых сосредоточено в Торгайском регионе. Добыча железных руд производится на Соколовском, Сарбайском, Качарском и других месторождениях скарново-магнетитовых руд и Лисаковском бурожелезняковом месторождении. Казахстан занимает седьмое место в мире по разведанным запасам железных руд.
Целевое назначение проектируемых работ; пространственные границы объекта, основные оценочные параметры объекта.
Целевым назначением проектируемых работ является определение пространственных границ месторождения, геологических условий залегания рудного тела, определение качества минерального сырья с переводом запасов категории «С1» в категорию «В», а также горнотехнических, гидрогеологических, геофизических, геохимических и других условий месторождения.
Геологические задачи, последовательность и основные методы их решения
Заключаются: - в последовательном уточнении и увязки с планами развития горных работ, геологического строения, горно-геологических условий месторождения и качества полезного ископаемого на недостаточно изученном участке месторождения, с переводом запасов категории «С2» и «С1» в категорию «В»
- дополнительное изучение вещественного состава и свойств полезного ископаемого (включая проведение геолого-технического картирования) в случаях уточнения направления его использования, пересмотра требований стандартов или технических условий к качеству добываемого сырья и технологических схем его переработки; разведка площадей месторождения для восполнения отработанных запасов или расширение сырьевой базы действующего предприятия по добыче полезного ископаемого.
- при проведении доразведки, разведочные системы и плотность разведочной сети принимаются аналогичными ранее принятым при детальной разведке с корректировкой по результатам сопоставления, материалов разведки и разработки изучаемого месторождения и рекомендацией ГКЗ, данных при утверждении подсчетов запасов.
Ожидаемые результаты и сроки выполнения работ, с указанием форм отчетной документации
После завершения геологоразведочных работ будут составлены: - Технико-экономический доклад;
- Промышленные требования к минеральному сырью;
- Подсчет запасов руды и металла по категориям, а также сопутствующих компонентов имеющих промышленных значений;
- Оценка прогнозных ресурсов;
- Сроки проведения работ
Начало: 01.04.2013 г.
Дата окончания: 01.08.2013 г. железо геологический месторождение
Местоположение
Месторождения мартит-магнетитовых руд Велиховские находятся в Каргалинском районе Актюбинской области РК, в 90 км к северо-востоку от областного центра г. Актобе и в 36 км к северо-западу от ж. д. ст. Кимперсай Южно-Уральской железной дороги. Сообщение с областным центром возмодно автомобильным транспортом по автодороге Актобе-Ленинское-Рождественка-Велиховка. Рядом (менее 4 км) проходит автострада Актобе-Орск.
Рельеф
Район месторождения Велиховское относится к типичным степным областям Казахстана и представляет собой слабо поднятую равнину, расчлененную врезами долин и рек Айтпайка, Егенды, Косистек и др. Абсолютные отметки колеблются в пределах 300-506 м. Минимальные отметки характерны для долины реки Жаксы-Каргалы, где расположено Каргалинское водохранилище с запасами воды 186 млн. м3 (полная емкость). Максимальные отметки (450-506 м) на водоразделе, разделяющем систему речного стока в р. Косистек и р. Эбита (приток Урала).
Гидрографическая сеть
Через территорию месторождения протекают речки Айтпайка и Егенды с расходом 3-10 л/сек. Для хозпитьевых нужд потребителей в близи разведаны два месторождения подземных вод - Велиховское и Рождественское с дебитом 0,9 и 10,0дм3/сек. Подземные воды преимущественно безнапорные, средняя глубина залегания уровня их - 15-25 м (достигает - 30-100 м). Питание подземных вод осуществляется, в основном, за счет фильтрации атмосферных осадков и регионального притока подземный вод из горно-складчатых бластей. Подземные воды повсеместно пресные и характеризуются значительной пестротой химического состава
Климат
Климат резко континентальный, с большими амплитудами колебаниями температуры воздуха, как в течение года, так и в течение суток. Максимальная температура отмечается в июле, достигая 43°С, а минимальная температура воздуха отмечается в январе, составляя -48°С. Среднегодовая температура воздуха составляет 4,2С°. Среднегодовое количество осадков составляет 275 мм. Распределение осадков в течение года крайне неравномерное. Средняя скорость ветра 3,9-5,1 м/сек. Нередки сильные ветры, зимой снежные шквалы и бураны, летом суховеи. Весна довольна короткая, снежный покров спадает обычно к середине или концу апреля. Лето, как правило, сухое и жаркое. Осень, чаще всего, ясная, сухая, с теплыми днями и с ночными заморозками. Снеговой покров ложится преимущественно в ноябре, его мощность небольшая.
Население
Население в основном состоит из казахов, русских, украинцев. Основное занятие населения - полеводчество, животноводство. Часть населения занята в лесном хозяйстве. Набор рабочей силы в районе практически невозможен.
Экономическое развитие
Район характеризуется хорошо развитой инфраструктурой, что обусловлено вхождением его в советский период в сферу деятельности ПГО «ЮЖУРАЛНИКЕЛЬ».
Транспортные условия района
Сообщение с областным центром возмодно автомобильным транспортом по автодороге Актобе-Ленинское-Рождественка-Велиховка. Рядом (менее 4 км) проходит автострада Актобе-Орск. В 30 км районный центр поселок Батамша, 7 км находится поселок Херсон, в 45 км с. Косистек.
Обеспеченность участка работ энергией, топливом, стройматериалами.
Участок работ электроэнергией не обеспечен, т.к. вблизи его линии электропередач не проходят. Обеспечение запроектированных работ будет производиться за счет собственных электростанций, строить ЛЭП-35/10/0,4 КВ, внешние и внутренние технологические автодороги (8-10 км), АБК и т.д.
Коэффициенты, влияющие на сметную стоимость проектируемых работ
Сметная стоимость работ определяться по каталогу сметной стоимости физической единицы отдельных видов работ по геологическому изучению недр.
Определение стоимости показателей физических единиц производилось по следующим показателям: 1. Основная заработная плата определялась с учетом отраслевого и тарифных коэффициентов без применения районного коэффициента и коэффициента за работу в безводных районах.
2. Дополнительная заработная плата принята от основной заработной платы для ИТР - 7,9%, для рабочих - 5%.
3. Отчисления на специальные страховые предприятия по форме, установленной законом Республики Казахстан в размере 30% от фонда оплаты труда.
4. Основные расходы по статье «Амортизация» определенное из постановления правительства и ГОСКОМСТАТА Республики Казахстан.
5. Материальные затраты определялись исходя из действующих форм расхода сырья, материалов, топлива, энергии на единицу объема работ и фактических цен на момент составлений каталога и с учетом транспортно-заготовительных расходов.
6. Накладные расходы приняты 16,5% от основных расходов.
7. Социальный налог 21% от основной и дополнительной заработной платы.
8. Услуги 15% от основной, дополнительной зарплаты и социального налога.
9. Лимит средств на транспортировку грузов и персонала 6% с учетом расстояния до 200 км.
10. Резерв на непредвиденные расходы и затраты принят 3% от полевых работ.
11. В основные расходы включены расходы на проведение вспомогательных и сопутствующих работ, полученных статистическим анализом и фактической стоимости в том числе: - обсадка, промывка;
- стоимость труб, оставленных в скважине, цемента для затрубной цементации;
- транспортировка грузов и персонала;
- полевое довольствие -3%;
- премии -4%;
- доплаты -4%;
- организация работ -0,8%;
- ликвидация -1%.
1.1 Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ (исследований)
Геологическое изучение района Велиховского месторождения началось в тридцатых годах ХХ столетия. С 1931 по 1939 гг. на территории Актюбинского района проводились мелкомасштабные поисково-съемочные работы, давшие первые систематизированные представления о геологическом строении и металлогении района (Цибульчик М.А., 1931 г.; Агаханов Н.Д., Баранова Е.И., 1939 г.).
Более детальные геолого-геофизические исследования на территории района начаты позднее (Розман Х.С., Сегедин Р.А., 1952 г.; Ким Л.А., Коротков В.П., 1959-1961 гг.).
Открытие железорудных объектов связано с аэромагнитными съемками мсштаба 1: 25000, проводившимися Бачиным А.П. и Комиссаровым Б.И. (1958-1959 гг.).
В1959-1964 гг. на территории района проведены поисково-оценочные работы, определившие масштаб месторождения Велиховское Южное (Л.А. Ким, В.П. Коротков, В.В. Прокопьев).
В 1983 г. завершено геологическое доизучение масштаба 1: 50000 Кемпирсайского района (В.Ф. Коробков, В.Г. Санин и др.).
Последующие поисково-разведочные работы были проведены в 1985-1989 гг. (Улукпанов К.Т., Богач И.И., Кукушкин М.В. и др.).
В 2004-2005 гг. на месторождениях Велиховское Северное и Велиховское Южное проведен комплекс ревизионно-разведочных работ включающий разведочное бурение с керновым опробованием, наземные геофизические работы (магнито- и электроразведку). Основная задача работ - получить представление о достоверности оценки запасов 1985 года.
Недостатки разведки месторождений: - по месторождению ВС не разработаны и не утверждены кондиции, что не позволяет сделать объективную оценку его запасов и ценности руд;
- не разведаны и не оценены фланги и глубокие горизонты обоих месторождений;
- по месторождению не доизучены гидрогеологические, инженерно-геологические и горнотехнические, экологические условия разработки;
- не проверены рекомендуемые схемы обогащения и передела заводскими и опытно-полупромышленными технологическими исследованиями на большеобъемных пробах руды. Нет технологических регламентов;
- не разведаны и не оценены породы вскрыши, пригодные для производства строительных материалов (щебня и отсевного песка), и не оценено их влияние на себестоимость добычи железных руд.
На раннее пройденных работах на месторождении Велиховское Северное были обоснованы запасы по категориям С1 и С2. Было пройдены геолого-съемочные работы. площадь составляет 396 км2, было пройдено 13 маршрутов, с общей протяженностью 8320 п.г.м по всем профилям, а также было отобрано 351 литологическая проба. Ранее были пройдены канавы, предназначены для оконтуривания рудного тела на поверхности, ниже они описаны в разделе 3.1.6. Раннее пройденные скважины на карте изображены черным цветом. Общее количество составляет ранее 12 пройденных скважин. Более точные сведения о них представлены в таблицы 1.1
Таблица 1.1. Реестр раннее проведенных скважин скважины угол наклона глубина (п.м.) мощность (п.м.) выход керна(%) содержание (Fe%)
Скважина 1 90 40 - - -
Скважина 2 90 62 48 95 10,8
Скважина 3 75 115 84 90 14,3
Скважина 4 75 142 - - -
Скважина 5 90 40 - - -
Скважина 6 90 60 50 90 11,9
Скважина 7 75 111 89 90 13,5
Скважина 8 75 160 - - -
Скважина 9 90 40 - - -
Скважина10 90 60 - - -
Скважина11 75 110 - - -
Скважина12 75 160 - - -
В результате проведенных геологоразведочных работ, подсчитанные запасы месторождения были утверждены в ГКЗ РК. В период проведенных геолого-съемочных работ объем бурения составил 1100 п.м. Были установлены кондиции запасов по категории С1.
Целью данного проекта является: доразведка южного фланга железорудного месторождения Велиховское Северное с переводом запасов категории «С1» в категорию «В».
2. Геологическая часть
2.1 Геологическое описание района работ
Стратиграфия и литология
Ордовикская система - О
Средний отдел - О2
Средний отдел ордовикской системы развиты в центральной части Велиховского габброидного массива. Она и прорывающие ее ультрабазиты представляют собой раннепалеозойский офиолитовый комплекс. В ее разрезе (более 1000 м) преобладают базальтовые лавы, спилиты, амфиболиты, глинисто-кремнистые сланцы, финиты. Менее характерны песчаники, алевролиты. Метаморфизм достигает начальных ступеней зеленосланцевой фации.
Девонская система - D
Средний отдел - D2
Эйфейский ярус
Нерасчлененные нижне-среднедевонские отложения представлены монотонной серией глинисто-кремнистых сланцев, с отдельными горизонтами андезито-базальтовых порфиритов, кремнистых брекчий. Мощность ее превышает 200 м. Толща смята в серию малоамплитудных симметричных складок с субмеридиональными шарнирами, падением в крыльях 40-50°. Развита эта толща главным образом в западной части района, по обрамлению интрузивного массива. Залегает со стратиграфическим не согласием, на отложении О2 выпадает из разреза отложения O3, S, D1.
Девонская система - D
Средний отдел - D2
Живетский ярус
Установленная неполная мощность их 200-250 м. Политологическим особенностям это карбонатно-терригенная толща, в которой наиболее распространены углеродистые кремнисто-алевролитовые сланцы и рифовые известняки, как правило, мраморированные. Толща развита преимущественно в долине р. Айтпайка и севернее, где слагает мелкую антиклинальную складку, прорванную телом габбро и моноцитов и сильно нарушенную диагональными и продольными сбросами. Восточный фрагмент толщи представляет собой крупный (4х0,5 км.) ксенолит в теле габброидов и моноцитов, подверженный мраморизации, скарнированию, ороговикованию. Именно с ним связано рудное поле месторождения Велиховское Северное.
Меловая система - К
Верхний отдел - К 2
Верхнемеловые отложения (К2) широко распространены на водораздельных пространствах и залегают на гипсометрическом уровне 415-430 м. В основании их прослеживается горизонт кремнеобломочных мелко-крупногалечных конгломератов с песчано-глинистым заполнителем, иногда фосфатным. Гальки кремнистых пород идеально окатаны, имеют тонкую марганцовистую пленку типа «пустынного загара». Мощность базального горизонта в пределах 0,1-0,5 м. Характерно высокое содержание минералов тяжелой фракции (гранат, магнетит, мартит, ильменит, хромит, шпинель и др.).
Типичными для верхнего мела являются мелкозернистые кварцевые пески, содержащие глауконит и в той или иной степени каолин (заполнитель). В верхней части толщи, мощность которой не превышает 30 м, распространены каолинистые песчанистые глины. В средней части разреза почти повсеместно развит маломощный (0,2-0,4 м) горизонт пластовых фосфоритов (плита).
Залегает со стратиграфическим не согласием, на отложении выпадает из разреза отложения D3, C, T, J, K1.
Четвертичная система-QIII
Четвертичные отложения представлены пески гравийными с песчано-алевролитовым заполнителем. Мощность отложений 1-5 м.
Четвертичная система-QIV
Четвертичные отложения представлены галечник с песчаным заполнителем, пески, ил, супеси. Мощность отложений в пределах 1-3 м. средне ордовикского возраста - яснокристаллическая магматическая порода, содержащая приблизительно одинаковое количество кали-натрового шпата, преимущественно ортоклаза, плагиоклаза, пироксен, амфиболит, биотит. Занимает промежуточное состояние между габбро и сиенитом.
Велиховский комплекс (О2) представлен одноименным массивом габбро и аналогичных пород площадью около 100км2. Габбро - яснокристаллическая порода, обычно с габбровой структурой, состоящая из основного плагтоклаза и моноклинального пироксена. Среди габброидов, представляющих раннюю фазу внедрения, распространены главным образом габбро, в меньшей степени - габбро-диориты и диориты - гибридизированные продукты, характерные для краевой части интрузива. Габбро в свою очередь обнаруживают следующие разновидности: меланогаббро, лейкогаббро, габбро-нориты, биотитовые габбро, оливиновые габбро, эссекситы.
Эссексит - яснокристаллическая интрузивная пород, состоящая из пироксенов, плагиоклазов и биотита. Является разновидностью габбро. б D2 порфирит - общее название пород с порфировыми выделениями плагиоклаза, роговой обманки или пироксена. Являются по составу эффузивным, т.е. продукт механического выветривания или других экзогенных факторов.
Тектоника
Для района характерно горизонтальное залегания слоев. Стратиграфическое несогласие отмечается между среднедевонскими и верхнемеловыми отложениями с выпадением из слоя каменноугольной, триасовой, юрской и нижнемеловой систем.
Тектоника района представлена несколькими незначительными разломами, которые перекрыты четвертичными отложениями. Эти разломы хорошо видны на карте месторождения.
Образования разломов произошло в среднем девоне. В связи с этим центральная часть поднялась на значительное расстояние, что привело поднятию рудного тела. Юго-западный и Большой разломы составляют границу рудного тела, отсекая ее от меловых отложений, что установлено бурением. Юго-восточный разлом отсекает рудное тело с юга.
Судя по карте магнитного поля, западный контакт в южной и северной части массива сравнительно полого (45-50°) погружается под девонскую толщу, что обусловило интенсивную мраморизацию известняков и ороговикование сланцев живета.
Полезные ископаемые
Железо. Здесь залежи бурожелезняковых руд приурочены к верхней зоне коры выветривания (зона охр). Железные руды находятся в контурах балансовых никелевых руд. Среднее содержание Fe в охристых рудах - около 32,6% при колебаниях в пределах 20-53,5%, Ni - 0,49%, Co - 0,067%, Cr - 1,2%, Al2O3 - 12,06%, SIO2 - 23,92%, P - 0,03%, S - 0,049%.
В остаточного типа рудах магнетит является реликтовым минералом, а основная масса железых руд связана с гетитом, гидрогетитом, гидрогематитом, мартитом. Никель и кобольт охристых руд на апосерпентинитовой коре выветривания сосредоточены в гидрооксидах железа.
Марганец. Обследовано и оценено как проявление минерализации инфильтрационного типа, связанного с гипергенными процессами в мраморах. Практического значения оно не имеет.
Хром. Возможным объяснением слабой хромитоносности этой части массива может быть недостаточный эрозионный срез, поскольку основные запасы хромитов сосредоточены в гипербазитах более глубокого уровня эрозионного среза.
Из неметаллических полезных ископаемых наибольшее практическое значение имеют мраморы, ресурсы которых весьма значительны, а также вмещающие железное оруденение вскрышные породы, как источник строительных материалов (щебня, кварцевого песка, отсева и т.д.).
Стратиграфия и литология
Участок месторождения в основном представлен интрузивными породами среднего ордовика - габбро, среднего девона - порфириты, которые перекрыты осадочными отложениями верхнего мела и четвертичной системы.
Ордовикская система - О
Средний отдел - О2
Средний отдел ордовикской системы развиты в центральной части района. Она и прорывающие ее ультрабазиты представляют собой раннепалеозойский офиолитовый комплекс. В ее разрезе (более 1000 м) преобладают габбро.
Девонская система-D
Средний отдел-D2
Среднедевонские отложения представлены монотонной серией глинисто-кремнистых сланцев, с отдельными горизонтами андезито-базальтовых порфиритов, кремнистых брекчий. Развита эта толща главным образом в западной части района, по обрамлению интрузивного массива. Мощность ее превышает 200 м.
С ниже лежащими породами залегают не согласием, отсутствуют отложения верхнего ордовикской системы О3, силурийской системы S и нижнего отдела девонской системы D1.
Меловая система-K
Верхний отдел-K2
Верхнемеловые отложения (К2) широко распространены на водораздельных пространствах и залегают на гипсометрическом уровне 415-430 м. В основании их прослеживается горизонт кремнеобломочных мелко-крупногалечных конгломератов с песчано-глинистым заполнителем, иногда фосфатным. Гальки кремнистых пород идеально окатаны, имеют тонкую марганцовистую пленку типа «пустынного загара».
Мощность базального горизонта в пределах 0,1-0,5 м. Характерно высокое содержание минералов тяжелой фракции (гранат, магнетит, мартит, ильменит, хромит, шпинель и др.). С ниже лежащими породами залегают не согласием, отсутствуют отложения верхнего девонской системы D3, каменноугольной системы С, пермьской системы Р, юрской системы J, триасовой системы T и нижнего отдела меловой системы.
Четвертичная система-QIII
Четвертичные отложения представлены пески гравийными с песчано-алевролитовым заполнителем. Мощность отложений 1-5 м.
Четвертичные отложения залегают не согласно из разреза выпадают отложения палеогеновой, неогеновой систем и четвертичной системы нижнего и среднего отделов.
Магматизм и вулканизм
Велиховский комплекс (О2) представлен одноименным массивом габбро и аналогичных пород площадью около 100км2. Габбро - яснокристаллическая порода, обычно с габбровой структурой, состоящая из основного плагтоклаза и моноклинального пироксена. Среди габброидов, представляющих раннюю фазу внедрения, распространены главным образом габбро, в меньшей степени - габбро-диориты и диориты - гибридизированные продукты, характерные для краевой части интрузива. Габбро в свою очередь обнаруживают следующие разновидности: меланогаббро, лейкогаббро, габбро-нориты, биотитовые габбро, оливиновые габбро. б D2 порфирит - общее название пород с порфировыми выделениями плагиоклаза, роговой обманки или пироксена. Являются по составу эффузивным, т.е. продукт механического выветривания или других экзогенных факторов.
Тектоника
Изучая историю геологического развития месторождения, можно сделать следующие геотектонические заключения. В девонской системе произошло прогибание земной коры, в следствии чего произошло осадконакопления известняков, туфов, песчаников и туфопесчаников. Далее в каменноугольной, триасовую, юрскую и меловую систему осадконакопления прекратилась, в следствии поднятия земной коры. В результате образовались толщи меловой системы.
Тектоника месторождения представлена дизъюнктивным нарушением в виде горста. Поднятая центральная часть сложена девонскими отложениями, периферия сложена меловыми отложениями.
Образования разломов произошло в среднем девоне. В связи с этим центральная часть поднялась на значительное расстояние, что привело поднятию рудного тела. Юго-западный и Большой разломы составляют границу рудного тела, отсекая ее от меловых отложений, что установлено бурением. Юго-восточный разлом отсекает рудное тело с юга.
Описание рудных тел
Рудное тело представлено мартит-магнетитовыми породами, имеет линзообразную форму.
Южный фланг месторождения Велиховское Северное представляет собой единую залежь с меняющимися по простиранию падением и мощностью. Длина рудного тела 400 м, шириной 100-120 м, глубиной до 160 м, рудное тело падает в юго-западном направлении. В минерализованных габбро границы рудных тел определяются только на основании данных опробования, которые позволяют в каждом пересечении выделить интервалы с содержанием железа выше 45%. Таким образом, ведется оконтуривание относительно обогащенных участков и выделяются объемы, соответствующие требованию к рудам, не требующим обогащения. Вмещающими породами являются средне меловые отложения песков, средне ордовикские интрузивными породами габбро.
Вещественный состав руды
Руды месторождения Велиховского Северного представлены двумя минеральными типами: первичными магнетитовыми и вторичными мартитовыми.
Магнетитовые руды месторождения Велиховское Северное, как типичные образования контактово-метасоматического типа, развиваются, замещая скарны или в существенной мере скарнированные породы (чаще габбро, реже известняки). В зависимости от интенсивности железооксидной фазы минерализации магнетитовые руды здесь выражены двумя разностями.
Массивные магнетитовые руды, мелко- и среднезернистые, слагают основной объем залежей, содержание железа в которых превышает 45%. В них распространена вкрапленность пирита, халькопирита, реликты незамещенных пироксена, граната, эпидота, кальцита.
Прожилково-вкрапленные магнетитовые руды представлены прожилками, мелкой вкрапленностью и сравнительно крупными (до 13 см) гнездами в скарнах. Типична брекчированная текстура. В крупных скоплениях магнетит имеет октаэдрическую форму с размером кристаллов до 10 мм. Прожилки сложены субгедральным мелкозернистым магнетитом, мощность их в пределах 0,1-5 мм. В прожилковых рудах в незначительном количестве присутствуют пирротин, пирит, халькопирит, гранат, пироксен, кальцит, актинолит, хлорит.
Генезис месторождений
Из теории следует, что все базитовые и гипербазитовые интрузивы испытывают процесс кристаллизационной дифференциации и расслоения.
В сжатом виде суть теории формирования расслоенных интрузивов сводится к следующему.
1. Формирование расслоенных массивов является следствием последовательного отделения от магматического расплава кристаллических фаз. При этом кристаллический «осадок» (кумулат) длительно сосуществует с межкристальной жидкостью (адкумулат) и определенной частью полностью недифференцированного расплава с медленно эволюционирующим составом.
2. В зависимости от геодинамической обстановки магматический резервуар превращается или в массив расслоенных (псевдостратифицированных) базальт-гипербазитовых пород в объеме его первичного пространства, или в систему интрузивных массивов в случае отжатия части магмы, испытавшей дифференциацию, в породы кровли.
Кроме месторождений Велиховское Северное и Велиховское Южное в районе известно мелкое месторождение Велиховское Юго-Западное, а также рудопроявление скарново-магнетитового типа Курсайское, Айтпайская группа рудопроявлений (II, III, IV), принадлежащая также, как и Велиховское Южное, к качканарскому типу. Эти рудопроявления связаны с ксенолитами ордовикских габбро, в девонских пироксенитах
Гидрогеологические условия месторождения
В районе работ выявлено и разведано 10 небольших месторождений подземных вод с производительностью расчетных водозаборов от 7,6 до 15,0 дм3/с, соответствующей заявленной потребностью в воде.
На месторождении Велиховское Северное водоносный горизонт прослеживается на глубине 80-100 метров. Обводненными породами считаются нижние горизонты девонских отложений, айтпайской свиты. Само рудное тело не обводнено. Меловые отложения сеноманского и туронского яруса обводнены на глубине 70 метров.
Водоупор представлен глиной залегающей на глубине около 100 метров. Обводненными считаются кремнисто-алевролитовые сланцы, мелкозернистые кварцевые пески, конгломератов, известняки.
Дальнейшие работы про определению гидрогеологии месторождения описаны в разделе «Гидрогеологические и инженерно-геологические работы»
Горнотехнические условия месторождения
Поверхность месторождения Велиховское Северное представляет собой слабо поднятую равнину, расчлененную врезами долин и рек Айтпайка, Егенды, Косистек и др. с абсолютными отметками рельефа от 300 до 506 м. В настоящее время поверхность только на северном фланге месторождения Велиховское Северное не претерпела техногенных изменений, на южном фланге месторождения Велиховское Северное поверхность нарушена в результате горно-добычной деятельности в 2006 г.
Специальные геохимические работы на рудном поле месторождений Велиховское Северное и Велиховское Южное не проводились, за исключением региональных исследований, касающихся, в основном, металлогении района и чисто опробовательских работ (шлиховое, штуфное, керновое опробование) при съемочных и поисково-разведочных работах.
Район месторождения Велиховское Северное охвачен аэрогеофизической съемкой 1:25000 масштаба в площади листа М-40-XI (Бачин А.П., 1960 г.), а также наземной магнитной съемкой масштаба 1: 25000 (участок Велиховский, А.П. Бачин, 1960 г.). По результатам аэромагнитных работ была выявлена аномалия ?Z интенсивностью до 100 м и выше, детализированы и проведены наземные поисково - оценочные работы с привлечением буровых работ, по результатам которых установлены рудная природа магнитной аномалии.
Магнитная восприимчивость. Изучение магнитной восприимчивости горных пород и руд производилось по образцам из керна разведочных скважин каппаметром КТ-5 и по данным каротажа магнитной восприимчивости (КМВ) по стволам разведочных скважин.
Поляризуемость. Данные о поляризуемости свидетельствуют о том, что поляризуемость пород находится в прямой зависимости от степени и обогащения магнетитом и сульфидами.
Электрическое сопротивление. Изучалось по данным каротажа сопротивлений (КС), выполненного в разведочных скважинах.
Установлено, что значения электросопротивления варьирует от первых сотен ом, причем распределение электросопротивления (Рк) не приурочено к конкретным литологическим разностям пород и имеет тенденцию к увеличению параметра в призабойной части скважин.
Таблица физических свойств пород и руд Велиховского района
Породы и руды Количество образцов Плотность (у), г/см3 Радиоактивность, (г) мкр/час Магнитная восприимчивость (ж), 10-6ед.СГС Электросопротивление (ск), ом. м.
Объем геофизических наземных работ, выполненных в 2004 г.
№ п/п Виды работ Ед. изм. Объем Сумма (тенге)
1 Магниторазведка по сети 100х20 м пог. км 68,0 450432
2 Электроразведка методом ВП (профильная съемка с шагом 20 м) пог. км 23,3 2315088
3 Топогеодезические работы (разбивка профилей наблюдений с шагом 20 м) пог. км 68,0 552000
3. Производственно-методическая часть
3.1 Геологические задачи и условия проведения проектируемых работ, подсчет ожидаемого прироста (перевода), запасов полезного ископаемого
Геологическим заданием предусматривается доразведка южного фланга железорудного месторождений «Велиховское» с целью перевода запасов категории «С1» в «В»
В результате проведенных работ будет выполнена разведка скважинами колонкового бурения флангов и нижних горизонтов мартит-магнетитового месторождения Велиховское Северное участка Южное, дополнительно изучены вещественный состав, свойства полезного ископаемого, морфология, внутреннее строение, условия залегания рудных тел, вещественный состав и технологические свойства руд. Гидрогеологические условия месторождений будут изучены с детальностью, позволяющей прогнозировать возможные водопритоки выработки, определить источники питьевого и технического водоснабжения рудника. Проведение инженерно-геологических, горнотехнических и геоэкологических исследований, позволят выполнить инженерно-геологическое районирование месторождений и оценить экологические условия разработки. Технологические свойства руд будут изучены с детальностью, позволяющей разработать и рекомендовать технологические схемы их переработки.
Рудное тело представлено средней по мощности жилообразным телом. Исходя из этого по имеющейся инструкции ГКЗ «Классификация запасов к месторождениям черных металлов» 1986 года выпуска. Данное рудопроявление можно отнести к группе 2в и данное месторождение будет разведаться вертикальными буровыми скважинами, а также рудное тело будет оконтурено канавами. На основании ранее пройденных работ проектная глубина скважины составляет до 140 метров, рудное тело залегает на глубине 0-130 метров.
Таблица 3.1
Группа месторождений Тип месторождения Расстояние межу выработками, в м
В С1
По простиранию По падению По простиранию По падению
2 в Крупные средние по размерам линзо-, жило-, штоко-, столбо-, трубообразные тела сложного строения или не выдержаны качеством руд 75-150 50-100 150-300 100-200
Раннепройденные работы по категории по С1 разбивались 150х100. Следовательно для запасов по категории В будет разбиваться сетка профилей по простиранию 75-150, по падению 50-100, это отображено в таблице 3.1. Исходя из этих данных, расстояние между профилями по категории В будет составлять 75 м., а расстояние между скважинами 50 м.
Рудные залежи месторождений перекрыты сплошным покровом отложений мощностью от 3 до 5 м. Поэтому для решения вышеперечисленных задач проектом предусматривается следующий основной комплекс геологоразведочных работ: - оконтуривание рудного тела при помощи проходки канав;
- бурение колонковых разведочных скважин с поверхности;
- геофизический комплекс каротажных работ в скважинах;
- геохимические работы;
- опробование и лабораторные работы;
- камеральные работы;
Для определения попутных компонентов из рядовых проб будут сформированы удельного веса, физико-механических и технологических свойств пород и руд будут отобраны специальные пробы, для определения качества вод будут отобраны пробы на воду. Так как вся площадь месторождения достаточно плотно охвачена площадной геофизикой, включающей в себя аэрогеофизическую съемку, графику, магниторазведку, электрометоды геофизические исследования проектируются только в скважинах методами КС, ГК.
Геолого-съемочные работы
Настоящим проектом геолого-съемочные работы не предусмотрены, так как геолого-съемочные работы были пройдены в стадию поисковой разведки.
Были проложены маршруты в крест простирания горных пород, масштаб съемки составляет 1:2000, следовательно в 1 см - 20 м. Расстояние между профилями составило 50 метров, между пикетами 20 метров. Из этого следует, что сеть геологической съемки составляет 50х20. Общая площадь работы составляет 396 км2. было пройдено 13 маршрутов по профилям, общая протяженность маршрутов составило 8320 п.г.м п
Список литературы
1. Г.И. Сапфиров «Структурная геология и геологическое картирование» М., Недра 1982 г.
2. Инструкция «Современные требования к содержанию и оформлению курсовых и дипломных проектов по специальности 1801» город Семей, ГРК 1994 г.
3. В.С. Красулин «Справочник техника-геолога» М., Недра 1986 г.
4. В.И. Бирюков «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых» М., Недра 1987 г.
5. А.И. Кабанцев «Охрана труда на геологоразведочных работах» М., Недра 1986.
6. А.А. Якжин «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых» М., 1959.
7. С.М. Башлык, Г.Т. Загибайло «Бурение скважин» М., Недра 1990.
8. Д.И. Дьяконов, Е.И. Леонтьев, Г.С. Кузнецов «Общий курс геофизических исследований скважин» М., Недра 1984.
9. В.М. Бондаренко, Г.В. Демура, А.М. Парионов «Общий курс геофизических методов разведки» М., Недра 1986.