Сибайское медно-колчеданное месторождение « Новый Сибай ».

2.1.1. Геологическое описание и сведения о районе.

Сибайское медно-колчеданное месторождение «Новый Сибай»расположено в Башкортостане, в 110 км к юго-западу от г. Магнитогорска и в 65 км к востоку от подошвы восточных предгорий хребта Ирандык, в административном отношении – в пределах городской черты города Сибай Республики Башкортостан.

В экономическом отношении район месторождения характеризуется сильно развитой горнорудной промышленностью. Кроме запасов руд цветных металлов в районе имеются месторождения строительного камня, известняков, строительных песков и кирпичных глин. Наиболее крупным предприятием является Башкирский медно- серный комбинат.

В 70 км на юго- запад расположено месторождение медно-колчеданных руд «Юбилейное», южнее расположены месторождения медно-цинковые колчеданные «Подольское» и «Октябрьское». Производительность Сибайского подземного рудника 1200 тыс.т. в год, в том числе 800 тыс.т. в год по «Новому Сибаю» и 400 тыс.т. в год по «Нижней Залежи».

В геологическом отношении месторождение «Новый Сибай» приурочено к восточному крылу антиклинальной складки, сложенной альбитофирами, кварцевыми альбитофирами, спилитами, их туфами и брекчиями. Восточная часть участка месторождения сложена вулканическими брекчиями спилитов, западная часть (подрудная) – альбитофирами, центральная (рудовмещающая) - кварцевыми альбитофирами с прослоями их вулканических туфов и брекчий.

Толща пирокластических разностей спилитов с востока ограничивается меридиональным тектоническим нарушением с падением на запад под углом 65-70 градусов, по которому брекчии спилитов контактируют с молодой Улутауской слоистой толщей, представленной туфами и брекчиями порфиритов, песчаниками, кремнистыми сланцами. Породы рудовмещающего комплекса прорваны жилообразными экструзивными телами кварцевых альбитофиров меридионального простирания с падением на восток под углом 30-70°. Месторождение пересечено сетью тектонических нарушений. Сочетание тектонических нарушений различных направлений предопределило блоковую структуру месторождения. Месторождение вытянуто в меридиональном направлении. Оно имеет протяженность около 2 км. По морфологическим особенностям месторождение делится на 3 участка: (с севера на юг) Старый или Северный Сибай, Новый Сибай, Слепая Залежь или южная часть месторождения.

Участок месторождения «Старый Сибай» в настоящее время отработан и выработанное пространство заложено породами вскрыши. Южная часть месторождения представлена маломощными рудными телами, залегающими на глубине 90-300 метров от поверхности, и к отработке не проектируется. Участок месторождения «Новый Сибай» сложен более крупными рудными телами, чем остальные два участка. Он отрабатывается открытым способом с 1940 года.

Рудный столб месторождения в грубой схеме представляет собой параллелепипед между меридиональным и северо-восточным нарушениями,с плоскостями падения под углом 80-85°и 55-60° на восток и юго-восток. Вблизи верхних выклиниваний сульфидная залежь представляет ряд апофиз (линз), с глубиной эти апофизы соединяются, образуя единое тело. Так на современном уровне карьера, горизонт +5 метров, залежь представлена едиными рудным телом.

2.1.2. Минералогическая характеристика руды месторождения

«Новый Сибай».

Главными и рудообразующими элементами месторождения являются железо, сера, цинк, медь, в незначительных количествах присутствует свинец, мышьяк, кадмий. Акцессорные элементы представлены селеном, теллуром, золотом, серебром, германием, молибденом, висмутом, таллием, галлием.

Ценными компонентами в рудах месторождения являются медь, цинк, сера, в распределении которых наблюдаются четко выраженные горизонтальная и вертикальная зональность. Медь концентрируется в лежачем боку, цинк в висячем боку и на выклинках рудных тел, а сера в центральной части и в висячем боку месторождения.

- Текстурно-структурные особенности руд.

Наиболее характерными текстурами руд являются: массивная, брекчиевидная, колломорфная, полосчатая, прожилковая и слабосцементированная. Массивная и брекчиевидная текстуры являются весьма распространенными в рудах месторождения. Среди структурных особенностей распространены зернистые, метаколлоидные, петельчатые и эмульсионные текстуры. Зернистые структуры пользуются преимущественным распространением.

- Минеральные типы руд.

На основании изучения минералогического состава, текстурно-структурных особенностей руд, их измельчаемости и раскрытия зерен минералов в рудах Сибайского месторождения было выделено два

технологических сорта руд:

А.) Медная руда

Б.) Медно-цинковая руда.

Технологические сорта делятся на технологические типы.

А.) Медная руда

А.1. Халькопирит-пиритовый тип, в котором выделяют руды:

а) Сплошные массивные и сплошные пористые, пористые делятся по строению зерен пирита:

- с зернистым пиритом,

- со сливными агрегатами пирита

б) вкрапленные

А.2. Халькопирит-пирротиновый тип

А.3. Магнетит пирротиновый вкрапленник

А.1. Халькопирит -пиритовый тип обладает мелко-среднезернистым строением и плотным массивным до пористого, трещиноватого и слабосцементированного сложением. Плотные руды характерны для лежачего бока месторождения. Размер скопления медного колчедана до 1-2 см, однако, вследствие того, что они содержат многочисленные включения пирита, магнетита, карбонатов и кварца, размер свободных его участков не превышает 0,5 мм, в среднем составляет 0,07-0,15. Руды неплотного сложения обладают гнездово - пористой текстурой и мелко-среднезернистым строением. В прожилках присутствуют включения пирита и сфалерита, в связи с чем, размер свободных участков халькопирита – 0,5 мм, в среднем составляет 0,15-0,20 мм. Пространственно прожилковые руды располагаются в центральной части месторождения, местами окаймляя пиритовый тип, местами располагаясь в нем.

Пористый медный колчедан состоит: пирит – 82%, халькопирит – 3%, нерудных – 15%.

Пирит представлен зернистыми агрегатами с многочисленными порами между зернами пирита. Размер отдельных зерен – 0,2-0,5 мм.

Халькопирит – весьма неправильные выделения с многочисленными включениями мелких зерен пирита, так что размер свободных участков – 0,01-0,06 мм.

А.2. Халькопирит-пирротиновый тип характеризуется тонко-мелкозернистой структурой и весьма плотной неоднородной, полосчатой, прожилковой и гнездовой текстурой. Основными минералами являются пирротин (5-80%), халькопирит (1-20%), магнетит (0-25%), пирит (5-50%), карбонаты кальция, магния, железа и кварц.

Халькопирит в рудах представлен весьма неправильными выделениями, прожилками, гнездами.

Размер свободных участков колчедана не превышает 0,2 мм, в среднем составляет 0,03-0,05 мм.

А.3. Магнетит-пирротиновый вкрапленник.

Пирротин – 20%, магнетит – 31%, пирит – 4%, халькопирит – 1%, нерудные – 40%.

Пирротин представлен неправильными выделениями и сложными сращениями с магнетитом. Неправильные выделения его среди нерудных размером 0,1-0,3 мм часто окружены пиритовой каймой или содержат резкие мелкие включения магнетита. Магнетит-пирротиновые срастания субграфической структуры со сложными взаимными срастаниями минералов. Размер выделений 0,001-0,05 мм. Магнетит - субграфические срастания с пирротином.

Халькопирит – редкие мелкие срастания с пирротином.

Пирит – кайма вокруг зерен пирротина и редкие изолированные выделения среди нерудных.

Нерудные представлены хлоритом.

- Характер вкрапленности минералов.

Пирит. В рудах Сибайского месторождения содержится от 40 до 95 % пирита, в среднем, составляя 80-85 %, выделяются макроскопически следующие разновидности: тонко и мелкозернистые выделения, зернистые агрегаты и кристаллы, грубоколломорфные образования и жилки. Под микроскопом помимо того выявляются глобулярные скопления и землистые массы. Пирит-сфалерит образует простые, сложные и весьма сложные прорастания. Размер включений пирита,при сложных срастаниях с цинковой обманкой, от нескольких миллиметров до 1-2 см. При весьма сложных прорастаниях пирит присутствует в виде мелких пойкилитовых включений в сфалерите (0,001мм-0,01мм), глобули его цементируются цинковой обманкой, а колломорфные образования образуют тонкий ажурный рисунок чередования мельчайших (0,01мм-0,05мм) полосок со сфалеритом.

Пирит-пирротин встречается в виде сложных и весьма сложных взаимных прорастаний. Первые характерны для прожилковых выделений, рассекающих сплошные массы пирротина. Весьма сложные прорастания пирита отмечаются в сплошных выделениях пирротина, заключающих массу мельчайших 0,005-0,5мм включений дисульфида железа с весьма неровными границами зерен.

Пирит-нерудные минералы отличаются простым срастанием.

Сфалерит. В рудах Сибайского месторождения пользуется значительным распространением 1-35 %. Представлен он неправильными выделениями, колломорфными образованиями и прожилками.

Неправильные выделения весьма многочисленны (50%). Размер выделений варьируется от 0,01 до 0,1 мм, в среднем составляя 0,03-0,05 мм. Нередко цинковая обманка включена в более крупные выделения пирита или халькопирита, размер включений 0,001-0,05мм, в среднем составляя 0,01-0,02мм. Колломорфные выделения также значительно распространены (до 35%), мощность выделений варьирует в широких пределах от долей миллиметра до 3-5мм иногда 1см, в среднем составляя 0,05-0,1мм. Прожилки цинковой обманки составляют 15%, представлены выдержанными по простиранию полосками мощностью 0,1-1см, иногда 1,5-2см. Связь сфалерита с другими минералами почти всегда сложная, реже простая. Весьма сложные прорастания характерны для первой её разновидности, когда срастания с пиритом и халькопиритом настолько тонки, что напоминают эмульсионные структуры. Сложные связи появляются в рудах с колломорфными структурами. Простые связи характерны для прожилково-гнездовых выделений цинковой обманки, также части грубо-колломорфных образований, когда мощность зон достигает 0,5-1см.

Халькопирит является основным минералом – концентратором меди в рудах Сибайского месторождения. Содержание его варьирует от 0,5% в серно-колчеданных рудах до 3,5% в медно-пирротиновых рудах. Представлен он неправильными выделениями, гнездами, прожилками и эмульсионными вкраплениями в сфалерите. Неправильные выделения халькопирита пользуются преимущественным распространением на месторождении (60%). Размер выделений 0,01-0,5мм в среднем составляет 0,03-0,07мм. Форма зерен медного колчедана ксеноморфная по отношению к пириту и пирротину, размер их 0,005-0,1мм. Гнезда и прожилки халькопирита занимают существенную часть его в руде Сибайского месторождения. Наблюдаются две их разновидности - существенно халькопиритовые, характеризующиеся довольно крупным строением зерен (0,1-1,0мм), редко 1-3мм и прямолинейным строением самих прожилков, мощностью от 0,2 до 0,7 см. Эмульсионные включения халькопирита в сфалерите в виде линейно вытянутых пунктиров – точек, размером 0,005-1мм и беспорядочных выделений, размер включений 0,005-1мм.

Срастания халькопирита с другими минералами простые и сложные, реже весьма сложные: последние характерны для эмульсионных включений в сфалерите.

Ковеллин замещает халькопирит и сфалерит, образуя тонкие прожилки в халькопирите. Размер выделений 0,04-0,004мм.

Халькозин – подобно ковеллину замещает халькопирит и сфалерит.Формы замещения халькозина наблюдаются чаще, чем ковеллина. В некоторых зернах замещение халькопирита и сфалерита происходит полностью с незначительными реликтами последних.

Борнит – образует вкрапленность неправильной формы с извилистыми очертаниями в сфалерите, реже в пирите и кварце.

Галенит – образует вкрапленность неправильной формы с извилистыми очертаниями в сфалерите, реже в пирите и кварце. Размер включений галенита 0,05-0,001мм.

Нерудные минералы – представлены кварцем, плагиоклазом, хлоритом. Кварц часто заполняет межзерновые промежутки рудных минералов. Остальные минералы входят в состав вмещающих пород.

На основании приведенной минералогической характеристики руд Сибайского месторождения следует вывод:

1.Многокомпонентность руд и разнообразие текстур и структур их в пределах одного сорта руды обуславливает сложность технологии переработки.

2.Характерной особенностью руд является неравномернозернистость составляющих их минеральных агрегатов. В пределах небольших участков размеры рудных зерен минералов изменяются в пределах от микрон до одного и более см. Причем наблюдается тонкое взаимопрорастание пирита, сфалерита, и халькопирита. Даже в классе –30 микрон содержатся сложные трехкомпонентные сростки. Поэтому для получения качественных показателей обогащения из руд Сибайского месторождения необходим тонкий помол до 95-98% класса -74 микрона с доизмельчением продуктов медного и цинкового циклов.