Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста

Рассматриваемое месторождение — крупнейшее в Казахстане и одно из крупнейших в мире — расположено в 5 км на юго-восток от районного центра — г. Житикары.

Название месторождение получило от города житикара (раньше в русской транскрипции — Джетыгара). Слово «Житикара» в переводе с казахского означает «смотри зорче, пристальней». И действительно, причины смотреть зорче здесь были. Земля Житикаринская богата полезными ископаемыми. Наличие золота послужило для основания здесь поселения человека, которое называлось «Веселый аул». С 1915 г. оно было переименовано в Житикару. Статус города поселок получил в 1939 г. и развивался в основном за счет добычи золота.

Второе свое рождение Житикара получила после решения правительства бывшего СССР по освоению месторождения хризотил — асбеста.

Наличие асбеста в Джетыгаринском ультрамафитовом массиве было обнаружено в начале XX в. Предварительные исследования дали возможность сделать вывод о том, что асбестопро-явление заслуживает дальнейшего изучения. Впервые поисково-разведочные работы здесь проводились в 1939;1942 гг. под руководством Н. Д. Меркурьева. В результате этих работ асбестопро-явление было переведено в разряд месторождения. [37].

Систематические геологоразведочные работы на месторождении начались в 1950 г. В 1950;1967 гг. всесторонними исследованиями, включавшими разведку месторождения, занимались В. Р. Артемов, Н. С. Черемных, В. Н. Кузнецова, И. И. Волчек, А. А. Скрипни, А. И. Наумов, Л. Я. Шишкова и мн. др.

В 1967 г. вышла в свет монография «Месторождения хризотил-асбеста СССР», где в разделе о Джетыгаринском месторождении В. Р. Артемовым, Н. С. Черемных, А. И. Наумовым, Л. Я. Шишковой был обобщен фактический материал по геологическому строению ультрамафитового массива и месторождения хризотил-асбеста.

С 1976 г. началось изучение глубоких горизонтов Основной залежи, выполнялись поисково-разведочные работы на асбест в массиве. В эти же годы продолжалось исследование вещественного состава рудовмещающих серпентинитов месторождения. А. С. Варлаков выделил в составе серпентинитов месторождения (лизардиты, хризотил и антигорит, уточнил физико-химические условия их возникновения).

В 1988 г. были начаты и с перерывами продолжаются геологоразведочные работы по доразведке месторождения с целью пересчета запасов с геологических сортов на классы крупности волокна в соответствии с требованиями единой методики.

В настоящее время продолжается эксплуатационная разведка месторождения, и выполняются работы по подготовке новых эксплуатационных кондиций на ближайшие 10 лет. [38].

Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста расположено в одноименном массиве ультрамафитов притобольско-аккаргинского комплекса и относится к баженовскому геолого-промышленному типу. [35].

Массив (протрузия) ультрамафитов залегает среди толщ серицитовых, серицит-хлоритовых, кремнистых, кремнисто-углистых сланцев, известняков. Протрузия вытянута в близмеридиональном направлении на 18 км и разделяется на три части апофизами гранитоидов Милютинско-Джетыгаринского массива милютинского комплекса. В разрезе протрузия имеет форму расширяющейся на глубину линзы, падающей на восток под углами 40−70° (висячий бок залегает положе лежачего). Северная часть массива вытянута в меридиональном направлении на 8 км узкой полосой шириной до 1,5 км. [33].

Центральная часть массива представлена линзой северо-западного направления. Размеры ее по длинной оси составляют 3,3 км, а по короткой — 1,2 км. Установлены два направления разломов северо-западное и северо-восточное. В этой части массива размещается Гейслеровская залежь.

Южная часть массива самая крупная. Протяженность ее около 8 км при максимальной ширине до 3 км. На востоке, в висячем боку Малого ультрамафитового ядра, серпентинитовая кайма достигает максимальной ширины (до 1,5 км). В южной части массива В. Р. Артемов выделил 11 основных разломов преимущественно меридионального направления и восточного падения. Особо выделяются две зоны разломов, протягивающиеся на 4−5 км с севера на юг. Первая, Восточная, зона разломов включает два разлома и протягивается вдоль восточного контакта ультрамафитового массива, ограничивая с востока серпентинитовую кайму. Вторая, Центральная, зона разломов, образованная одним главным разломом с многочисленными оперяющими, проходит в центре южной части массива. Некоторые разломы разбивают Большое ультрамафитовое ядро на более мелкие блоки. Полости разломов выполнены дайками авгитовых порфиритов и спессартитов. В южной части массива локализовано восемь асбестовых залежей, в том числе самая крупная — Основная.

Джетыгаринский массив сложен в различной степени серпенти-низированными ультраосновными породами.

По структурно-тектоническому положению асбестовых залежей в Джетыгаринском ультрамафитовом массиве выделяются три асбестоносных поля: Главное, Северное, Западное.

Главное асбестоносное поле охватывает залежи, расположенные вокруг Малого ультрамафитового ядра южной части протрузии, -Основную, Восточную и Западную. С запада и востока оно ограничено зонами разломов, а внутри него наблюдаются два параллельных диагональных разлома северо-западного направления. Одним из этих разломов Восточная залежь отделена от Основной.

Основная залежь самая крупная на месторождении. Она приурочена к восточному контакту Малого ультрамафитового ядра и протягивается в виде широкой дуги на 3900 м. Залежь имеет пластообразную форму и падает согласно с контактом ультрамафитового ядра на восток. С глубиной мощность залежи уменьшается. В пределах Основной залежи выделено шесть типов асбестоносностности, которые характерны для всего месторождения. При их выделении учитывались не только геологические факторы (форма жилкования, длина волокна и т. п.), но и промышленное содержание асбеста класса крупности +0,5 мм.

Одиночные жилы хризотил-асбеста имеют мощность 5−20 мм, редко 25−30 мм они залегают в серпентинизированных ультрамафитах и окаймлены оторочками массивного плотного темно-зеленого серпентинита. Мощность оторочек в зависимости от мощности асбестовых жил колеблется от 2−3 до нескольких десятков сантиметров. Существует прямая линейная зависимость между мощностями серпентинитовых оторочек и асбестовых жил, подтверждающая привнос вещества для асбестовых жил из вмещающих серпентинитов.

Сложные жилы представлены сериями ориентированных параллельно друг другу жил хризотил-асбеста, которые залегают среди серпентинитов и серпентинизированных ультрамафитов. Мощность серий колеблется от 10−20 до 50 см, количество жил в серии 20−50, мощность в сериях варьирует в пределах 2−15 мм. Краевые жилы серий имеют наибольшую мощность. Расстояние между сериями жил 10−20 см и более. Количество просечек магнетита и серпентинита в жилах незначительное, длина волокна часто соответствует мощности жил.

Мелкопрожил сходен с типом сложных жил и отличается от него меньшей мощностью жил хризотил-асбеста. В типичном мелко-прожиле отдельные жилы имеют мощность 1−3 мм, причем мощность жил в серии почти одинакова.

Крупная cетка состоит из разноориентированных крупных простых жил хризотил-асбеста, залегающих в серпентинитах с ядрами серпентинизированных ультрамафитов. Мощность жил и длина волокна в них колеблются от 2 до 20−25 мм. Размеры ячеек пород между жилами хризотил-асбеста изменяются от 10×10 до 50×90 см. Просечки магнетита встречаются редко.

Мелкая сетка по морфологии жилкования аналогична крупной и отличается от нее лишь меньшей мощностью жил хризотил-асбеста (до 7 мм) и меньшим размером ячеек безрудных вмещающих пород (менее 12×12 см), заключенных между жилами асбеста. Магнетитовые просечки редки.

Просечки — непромышленный тип асбестоносности, образованный мелкими одиночными маломощными жилами асбеста.

Залежь Восточная находится на северном окончании Главного асбестоносного поля и отделяется от Основной залежи одним из диагональных разломов. Она протягивается в северозападном направлении на расстояние около 700 м параллельно залежи Основной. Форма ее пластообразная, мощность колеблется от 20 до 70 м, падение в восточных румбах под углами 75−80°. Залежь на поверхность не выходит.

Залежь Западная расположена к востоку от Центральной зоны разломов и приурочена к южному окончанию Малого ультрамафитового ядра. Мощность залежи меняется от 3 до 90 м, длина составляет всего 250 м. Асбестоносность в висячем боку, ближе к Малому ультрамафитовому ядру, представлена сложными жилами (20% запасов руд) с высоким содержанием волокна класса крупности +0,5 мм — 7,3%.

Северное асбестоносное поле размещается в центральной части протрузии. Оно включает единственную, но вторую по величине на месторождении залежь Гейслеровскую, которая имеет форму пласта. Залежь погружается на северо-запад. Длина залежи более 3 км, мощность от 40 до 154 м. Промышленные руды характеризуются бедными (среднее содержание асбеста по классу крупности + 0,5 мм в залежи 2,94%) и неустойчивыми содержаниями асбеста. С внешней стороны залежи располагаются полностью серпенти-низированные ультрамафиты.

Среди асбестоносных жил преобладает тип мелкой сетки (77% общего объема руды), наблюдающийся на всем протяжении залежи. Мелкосетчатая асбестоносность развита в серпентинитах хризотил-лизардитового состава и от ультрамафитового ядра отделяется полосой просечек и сложных жил. Мощность зоны мелкой сетки изменяется от первых до 154 м. Содержание асбеста класса + 0,5 мм составляет 3,0%. Асбестоносность типа сложных жил развита подчиненно (23% общего объема руды), прослеживается на четырех разобщенных участках залежи в связи с серпентинитами лизардитового состава. Содержание асбеста по классу + 0,5 мм 2,69%.

Залежь Лидинская приурочена к северному контакту Большого ультрамафитового ядра. В плане она имеет линзовидную форму и ориентирована в северо-западном направлении. Длина залежи составляет 820 м, ширина не превышает 75 м. В промышленных рудах асбестоносность представлена мелкой сеткой и мелкопрожилом. Они отличаются невысоким содержанием асбеста по классу +0,5 мм -2,03%. В распространении типов асбестоносности не наблюдается четкой закономерности.

Залежь Промежуточная расположена на восточном контакте Большого ультрамафитового ядра в полосе с профиров, диоритовых порфиритов, зонами дробления и расслан-цевания, имеющих согласное с залежью простирание и падение. Залежь имеет протяженность 830 м при мощности 60−100 м и падает на восток под углами 70−85°. Асбестоносность в залежи представлена мелкой сеткой, за исключением небольшого участка, где распространены сложные жилы. Содержание асбеста по классу +0,5 мм низкое — 1,77%. Хотя асбестовые жилы поперечно-волокнистые, по трещинам встречены примазки продольно-волокнистого хризотил-асбеста, что свидетельствует о пострудных тектонических подвижках, которые привели к деформациям ранее образованного хризотил-асбеста.

Залежь Отдельная приурочена к юго-восточной части небольшого ультрамафитового ядра, отделенного от Большого ядра разломом субмеридионального направления. Асбестоносность представлена исключительно мелкосетчатым типом с низким содержанием асбеста по классу +0,5 мм — 2,4%.

Залежь Малая примыкает к восточному контакту небольшого ультрамафитового ядра, отколотого от Большого ядра разломом. Залежь имеет пластообразную форму с восточным падением и прослеживается в северо-восточном направлении на 415 м при ширине от 15 до 90 м. Вмещающие породы представлены хризотил-антигоритовыми серпентинитами. В целом насыщенность асбестом низкая и составляет 2,27% по классу +0,5 мм.

Залежь Новая локализована на юго-восточном контакте Большого ультрамафитового ядра (см. рис. 21). С востока она ограничена Центральной зоной разломов. Простирается залежь в меридиональном направлении, имеет пластообразную форму. Асбестоносность представлена главным образом мелкосетчатым типом (88% общего объема руды). Содержание асбеста по классу крупности +0,5 мм составляет 1,83%. На контакте с ультрамафитовым ядром в лежачем боку залежи развиты одиночные жилы (9% общего объема руды), встречается мелкопрожил. Переход от промышленных руд к пустым породам постепенный и проходит через зоны просечек (см. Приложение 1). [28].

Асбестоносность отдельных участков зависит не только от благоприятного вещественного состава вмещающих пород. Определенную роль в количественном распределении асбеста играют также структурно-тектонические особенности участка, где эти породы встречаются. Об этом свидетельствует различное содержание асбеста в одинаковых по составу вмещающих породах в одних и тех же типах асбестоносности на разных участках Основной залежи, характеризующихся различной напряженностью тектоники.

Эксплуатация месторождения.

Джетыгаринское месторождение хризотил-асбеста эксплуатируется с 1965 г. открытым способом. К эксплуатации привлечена Основная залежь (за последние годы в контурах балансовых запасов Западной залежи добыты незначительные объемы руды). Длина карьера с учетом выездной траншеи составляет 4,3 км, ширина в центре — 1,4 км, глубина в максимуме — 255 м. [39].

За более чем 40 лет из карьера вывезено около 1140 млн. т горной массы, из них на фабрику подан 221 млн. т руды. Средний коэффициент вскрыши составил 4,16 т/т. Содержание асбеста в руде, поданной на фабрику, составило 3,95%. За это время произведено около 13,3 млн. т товарного асбеста. [40].

Если в начале 1980;х гг., когда асбестовая промышленность достигла своего апогея, Казахстан по объему производства занимал третье место в мире, то в настоящее время он занимает шестое место после России, Канады, ЮАР, Зимбабве и Китая.

Кроме политических и экономических причин снижение производства асбеста было связано с повсеместной антиасбестовой кампанией в мире. Суть этой кампании заключается в пропаганде якобы вредного воздействия асбеста на человеческий организм. Во многих странах мира проводились и продолжаются исследования влияния асбеста на организм человека, и медики считают, что паники по поводу губительного влияния асбеста на здоровье людей не должно быть. Скорее всего, компания вокруг вреда асбеста связана с борьбой за рынок сбыта продукции многих предприятий химической промышленности, выпускающей искусственные волокна — заменители асбеста. В настоящее время идет много споров вокруг заменителей асбеста, безопасность которых для здоровья человека пока не доказана. На изучение безопасности искусственных заменителей асбеста необходимы десятилетия, но уже полученные первые данные свидетельствуют не в их пользу. [41].

На комбинате «Костанайские минералы» выпускается асбест 3-й, 4-й, 5-й и 6-й групп. Из продуктов, улавливаемых пылеочистительными установками, вырабатывается асбест 7-й группы. Каждая группа делится на марки. Длинноволокнистый асбест II сита (в Джетыгаринском асбесте присутствует только в товарном асбесте 3-й и 4-й групп, и марка определяется по его количеству (А-3−60 и т. п.). При содержании II сита 50% и более товарный асбест маркируется как 3-я группа, менее — как 4-я.

В 5-й и 6-й группах марка определяется по количеству III сита (А-5−65 и т. п.). Содержание III сита 50% и более характерно для 5-й группы, ниже — для 6-й.

С учетом того, что руды Джетыгаринского месторождения обладают относительно низким содержанием III сита (45−49%), но более богаты асбестом II сита (2% и более), традиционно здесь выпускается товарный асбест 3−4-й групп более высоких марок. Для производства 1 т товарного асбеста 3−4-й групп на комбинате «Костанайские минералы» расходуется 0,3−0,4 т волокна II сита, в 2000 г. этот показатель был 0,37 т. Поэтому доля производства товарного асбеста 3−4-й групп на комбинате «Костанайские минералы» обычно составляет 12−13%, а это меньше, чем на комбинате «Оренбурские минералы». Выработанный товарный асбест дозируется по 50 кг, прессуется на специальных машинах в брикеты размером 200×400×800 мм, упаковывается в пропиленовые мешки. Упаковочная линия фирмы «СИГНОДЕ» позволяет вести упаковку готовой продукции согласно мировым стандартам и повышает конкурентоспособность джетыгаринского асбеста на мировом рынке.

Результаты анализов показывают, что товарный асбест 3−6-й групп Джетыгаринского месторождения, не содержащий амфиболовые минералы, по суммарной удельной активности естественных радионуклидов (ЕРН), равной 28−33 Бк/кг, относится к первому классу применения. Граничное значение первого класса материалов установлено на уровне 370 Бк/кг по суммарной удельной активности. [13].

Житикаринский асбест в основном экспортируется в страны СНГ и дальнего зарубежья. Всего около 7% асбеста покупают казахстанские потребители. Основными потребителями Житикаринского асбеста из стран СНГ являются Россия, Узбекистан, Украина, Азербайджан и др., из стран дальнего зарубежья — Иран, Индия, Таиланд и др. [15].