Хризотил-азбест Казахстану. 
Розвиток гірничодобувної промисловості Казахстану (на прикладі родовища хризотил-азбесту)

В природе встречаются более семи разновидностей асбеста, они отличаются по химическому составу и влиянию на организм человека. Хризотил-асбест производят всего шесть стран, в том числе Казахстан. Зимбабве, Китай, Бразилия и некоторые другие страны базируются на амфиболовом асбесте, он запрещен из-за опасности для здоровья. [15].

К настоящему времени на территории нашей республике известно 3 крупных, 5 мелких месторождений и более 100 проявлений хризотил-асбеста. Казахстан является третьей страной в мире по разведанным запасам хризотил-асбеста.

Изучение геологии месторождений, поиски и разведка, методика поисков и разведки, оценка и подсчет запасов месторождений, классификация объектов хризотил-асбеста, разработка вопросов генезиса, определение рудоконтролирующих факторов и закономерностей размещения месторождений хризотил-асбеста, выявление критериев, прогноз и оценка перспектив территорий, количественная прогнозная оценка перспектив регионов — вот далеко не полный перечень геологических аспектов проблемы хризотил-асбеста, решению которой посвящены многочисленные исследования. [16].

Первые работы по геологии и минералогии рудных объектов в связи с серпентинитами появились на английском, немецком и русском языках в первой половине прошлого века. Чуть позже была выявлена хризотил-асбестоносность Урала. Месторождения хризотил-асбеста, прежде всего Баженовское, стали объектом изучения и последующей разработки. [17].

На Казахстанском Урале хризотил-асбестоносность была установлена в 1915 г. В. А. Вознесенским в Джетыгаринском районе. В 1927 г. Гейслер сделал первую попытку оценить район на хризотил-асбест. После этого район стал объектом длительных поисковых, оценочных и разведочных работ, в результате которых здесь в 1965 г. Началась разработка уникального месторождения хризотил-асбеста. Почти одновременно с открытием асбестоносности Джетыгаринского района, в 1912 г., была установлена асбестоносность Восточного Казахстана и выявлено месторождение Ешкиольмес, что известно из длительного свидетельства на имя И. Г. Белова. Тогда же была установлена асбестоносность на северо-востоке Казахстана, в Алтае — Саянской складчатой области. Таким образом, сведения о крупнейших асбестопроявлениях Казахстана стало известно к началу XX века. [18].

Крупнейшим исследователем проблемы хризотил-асбеста, под идеологическим руководством которого она развивалась в советское время, был П. М. Татаринов. Им фактически создано учение о хризотил-асбесте. В обобщенном виде оно было представлено в вышедшей в 1967 г. под его редакцией и при его непосредственном участии монографии «Месторождения хризотил-асбеста СССР» .

Дальнейшее развитие и совершенствование это учение получило в работах таких ученых, как К. Золоев, Н. Н. Ведерников, О. Б. Бейсеев, В. Р. Артемов, А. С. Варлаков, А. К. Сибилев, В. Д. Перлин, К. Г Башта и многие др. Изучением особенностей геологического строения хризотил-асбестовых месторождений Казахстана занимались В. Р. Артемов, К. Г. Башта, О. Б. Бейсеев, А. С. Варлаков, Н. Н. Ведерников, И. И. Волчек, Р. Г. Глухое, Н. Н. Джафаров, К. К. Золоев, В. А. Зырянов; Б. В. Корнеев, М. М. Кравченко, А. И. Наумов, В. Д: Перлин, А. В. Струтынский, Н. С. Черемных, Л. Я. Шишкова, Б. А. Шкуропат. Над вопросами классификации месторождений хризотил-асбеста работали П. М. Татаринов, К. К. Золоев, О. Б. Бейсеев, в определенной мере — В. Артемов.

Оценкой перспектив выявления хризотил-асбестовых месторождений всей территории бывшего СССР и определением его сырьевой базы занимались в свое время П. М. Татаринов, В. Р. Артемов, К. К. Золоев. На территории Казахстана оценку перспектив и прогнозную количественную оценку на хризотил-асбест проводили О. Б. Бейсеев, И. И. Бок, М. М. Будай, Н. Н. Ведерников, Ш. Е. Есенов, Е. М. Мендельсон, А. Е. Суханов [19].

Как было упомянуто, к асбестам относится группа минералов, которая образует параллельно-волокнистые агрегаты. Они обладают определенными текстильными свойствами. Асбестовые месторождения залегают практически в любых геологических образованиях и могут формироваться в широком температурном диапазоне. Главными физико-химическими условиями отложения асбестов являются замкнутость системы и резкое падение давления в растворе или геле, идентичном по составу вмещающим породам и потому не реагирующем с ними. [20].

Рассматриваемый нами хризотил-асбест обладает среди асбестов наилучшими текстильными свойствами, которые обусловлены особенностями кристаллов минерала, имеющими трубчатое строение. Большинство природных скоплений хризотил-асбеста пространственно приурочено к альпинотипным ультрамафитам, и лишь ограниченное количество связано с магнезиальными карбонатами. В связи с этим выделяются всего две рудные формации месторождений: залегающие в породах габбро-перидотитовой формации и залегающие в доломитах осадочных формаций.

В зависимости от расположения волокон минерала по отношению к стенкам асбестоносных жил на месторождениях можно выделить асбест поперечно-волокнистый, продольно-волокнистый и волокно массы. В поперечно-волокнистом волокна располагаются перпендикулярно к простиранию жилы, под прямым углом к ее стенкам. В этих случаях волокна хризотил-асбеста тонкие и нежные. Иногда отмечаются отклонения от перпендикулярности (косоволокнистый асбест) или изгибы волокна на коротких участках. Асбест продольно-волокнистый образует массы, волокно которых параллельно стенкам вмещающих полостей, часто встречается в виде примазок и корок на глыбах серпентинитов. Он наиболее распространен в рассланцованных серпентинитах. Качество асбеста в таких жилах изменяется от очень высокого (длина > 200 мм) с высокими текстильными свойствами волокна до низкого (малой и средней прочности; жесткий, ломкий асбест). Содержание асбеста колеблется от 1,5 до 8,0%.

В отдельных случаях встречаются тонкие прожилки (микроскопические жилы) хризотил-асбеста, иногда почти нацело слагающие массивные серпентиниты. При тонком помоле из таких серпентинитов извлекают значительное количество волокна длиной 0,2−0,4 мм. Такой асбест получил название волокно массы.

На известных месторождениях выделяются различные геологические типы асбестоносности, которые определяются формой, мощностью, протяженностью, взаимоотношениями и интенсивностью асбестоносных жил. П. М. Татаринов выделяет семь геологических типов асбестоносности.

Простые отороченные жилы, сложенные чистым длиннои поперечно-волокнистым хризотил-асбестом, имеют обычно мощность 8−25 мм, иногда 50−60 мм, очень редко 150−160 мм. При исключительном развитии в рудных телах этого типа жил содержание асбеста в породе невелико и колеблется в пределах 0,5−2,0%, очень редко достигает 4%. Зальбанды жил сложены массивным серпентинитом с «петельчатой» структурой, который сменяется серпентинизированным ультрамафитом.

Сложные отороченные жилы представляют собой серию параллельных жил, отделенных друг от друга массивным серпентинитом. Наиболее мощные, а потому содержащие наиболее длинноволокнистый асбест жилы располагаются по периферии серии. К ее центру мощность жил сокращается. Сложные жилы дают больший выход асбестового волокна из горной массы, чем жилы простые (2−12%), однако процент длинного волокна ниже, чем в жилах простых.

Крупная сетка жил отмечается в массивном серпентините в случаях, когда отдельные жилы находятся близко друг от друга. Тогда в межжильном пространстве, как правило, возникают мелкие, хаотично расположенные жилы поперечно-волокнистого асбеста. В совокупности жилы образуют крупную сетку, в ячейках которой находятся Небольшие участки (ядра) неизмененных ультрамафитов. Размеры отдельных ячеек сетки по длинной оси достигают 0,5−1,0 м. Этот тип асбестоносности связан постепенными переходами с простыми отороченными жилами. Обычно в нем содержится от 3 до 10% асбестового волокна длиной до 10−20 мм. Он является наиболее удобным для промышленной отработки.

Мелкая сетка жил наблюдается обычно в нацело серпентинизиро-ванных участках ультрамафитов. Размеры ячеек сетки по длинной оси 10−50 см. Из этого типа извлекается волокно средней длины (4−10 мм) при содержании волокна в горной массе 8−10%, а иногда 20−25%.

Мелкопрожил представляет собой серию параллельных мелких прожилков асбеста небольшой мощности (1−5 мм). Мелкопрожил связан постепенными переходами с мелкой сеткой. Из него извлекается самое короткое промышленное волокно длиной 1−3 мм. Содержание волокна в породе от 2 до 30%. [23].

В Казахстане среди месторождений хризотил-асбеста в зависимости от морфологии залежей, типов асбестоносности, расположения волокон асбеста по отношению к стенкам жил можно выделить четыре геолого-промышленных типа: баженовский, лабинский, карачаевский и аспагашский. [21].

Геолого-промышленный тип месторождений устанавливается на основании минерального состава руд и их особенностей, определяющих промышленную ценность объекта и морфологию основных рудоносных тел. Следует обратить внимание на то, что не каждому геолого-промышленному типу в Казахстане соответствует объект класса месторождений. В основу систематики положены сведения, полученные геологами в пределах СНГ. [22].

Как было сказано выше в природе существует несколько геологических типов асбеста: Лабинский, Баженовский, Карачаевский, Аспагашский типы. В этой работе Мы остановимся на более распространенном Баженовском типе.

Баженовский геолого-промышленный тип является наиболее широко распространенным типом среди хризотил-асбестовых месторождений. К нему принадлежат такие месторождения-гиганты, как Баженовское, Киембаевское, Актовракское (Россия), Манро, Тетфорд (Канада), Шабани, Машаба (Зимбабве), Джетыгара (Казахстан), а также менее крупные объекты — Алапаевское, Лесное, Режевское, Красноуральское, Кривское, Ильчирское, Молодежное (Россия), Батмановское, Хантау (Казахстан) и мн. др. Месторождения этого типа дают подавляющее количество товарного хризотил-асбеста на мировом рынке.

Объекты баженовского типа приурочены к альпинотипным массивам тектонизированных ультрамафитов, принадлежащих к дунит-гарц-бургитовой ассоциации габбро-перидотитовой формации. В районах месторождений гарцбургиты и дуниты серпентинизированы в различной степени и образуют полную гамму переходов от неизмененных пород или пород слабо серпентинизированных до пород нацело сер-пентинизированных. Тектонизированные ультрамафиты образуют ядра, размеры которых колеблются от первых сантиметров до нескольких километров по длинной оси. Кроме указанных пород встречаются лерцопиты и вебстериты, амфиболиты. Массивы имеют линейную ориентировку вдоль сутурных линий или надвиговых фронтов и представляют собой лротрузии. Большинство рудных тел окаймляют ультрамафиговые ядра и имеют форму линз, лент и пластов. Каждое тело имеет внутри зональность асбестоносности в соответствии с первыми шестью ее типами, рассмотренными выше. Все залежи объединяются в рудные поля, количество которых часто зависит от такового крупных ядер ультрамафитов. Массивы ультрамафитов и рудные тела рассечены системами более поздних разрывных нарушений, полости которых часто выполнены дайками кислого состава. В контакте с последними руды испытывают антигоритизацию и оталькование. Запасы асбеста на этих месторождениях достигают десятков миллионов тонн. Качество хризотил-асбеста зависит от типа асбестоносности, развитого в рудных телах. Подавляющее большинство жил поперечно-волокнистое. Оптимальным является широкое развитие крупной и мелкой сетки жил, которые, с одной стороны, дают максимальный выход волокна, а с другой — характеризуются максимальной интенсивностью асбестонос-ныхжил.

В Казахстане объекты баженовского типа широко распространены. В Уральском щите это два месторождения — Джетыгаринское и Батмановское — и многочисленные проявления, залегающие во фрагментах океанских литосферных плит, которые расположены как вблизи структурных линий, так и в зонах обдукции. В Восточно-Казахстанском щите объекты, которые можно отнести к баженовскому типу, также многочисленны и занимают сходную геологическую позицию. Они известны во фрагментах океанских литосферных плит вблизи Тектурмасской, Шидертинской, Кентерлауской, Жа-лаир-Найманской, Акшатауской, Тарбагатайской, Чарско-Горностаевской и других сутурных линий, а также среди ультрамафитов Боровской, Шидертинской, Кендыктасской, Прибалхашской, Акбастау-Косму-рынской обдукционных зон. [24].

Среди геологических объектов баженовского геолого-промышленного типа в Восточно-Казахстанском щите выделяется Хантауское месторождение. Остальные проявления изучены слабо.

Джетыгаринское месторождение занимает ведущее место среди асбестовых месторождений Казахстана. Особенность геологического строения, методика изучения и результаты эксплуатации этого уникального по количеству запасов месторождения будут рассмотрены в следующем разделе.

Батмановское месторождение хризотил-асбеста расположено на Южном Урале, в пределах Карабалыкского района Костанайской области, в 28 км к юго-юго-востоку ст районного центра Карабалык (бывший Комсомолец). В 1962 г. при оценке коры выветривания Батмановского ультраосновного массива на никель и кобальт и в 1962;1964 гг. во время комплексной геологической съемки масштаба 1:50 000 в керне скважин были отмечены прожилки поперечно-волокнистого асбеста. Целенаправленные поиски хризотил-асбеста здесь были осуществлены в 1980;1982 гг., а в 1982;1985 гг. были проведены поисково-оценочные работы с подсчетом запасов месторождения (А.Н. Ле-пилов, Е. В. Зоренко и др.).

Месторождение приурочено к Батмановскому ультраосновному массиву, который относится к притобольско-аккаргинскому ультрамафито-вому силур-девонскому магматическому комплексу Уральского щита. В плане массив имеет сложную форму: вытянут в северо-восточном направлении на 5,5 км при ширине до 2 км и серией даек диоритовых порфиритов расчленен на Западный и Восточный блоки, с которыми связаны одноименные залежи хризотил-асбеста. Для крутопадающих асбестовых залежей массива свойственна зональность баженовского типа, имеющая кольцевое расположение вокруг перидотитовых ядер как в плане, так и в разрезе.

Западная залежь протяженностью 1,8 км при ширине до 0,7−0,8 км окаймляет сгруппированные многочисленные ядрышки серпентинизи-рованных ультрамафитов. Промышленная асбестоносность представлена сложными, простыми и отороченными жилами и жилками сетчатого типа в хризотиловых и хризотил-лизардитовых серпентинитах. Восточная залежь гораздо больше Западной и в виде эллипсоида с крутым субвертикальным падением вытянута на 5 км при ширине блока 1,6 км. Центральная часть блока представлена раздробленным крупным ядром серпентинизированных ультрамафитов, вокруг которого серпентиниты смешанного состава содержат промышленную асбестоносность. Установлено, что с глубиной насыщенность пород асбестом заметно не уменьшается, так что возможность обнаружения новых залежей на более глубоких горизонтах не исключается.

Предварительно оцененные запасы до глубины 200−300 м классифицированы по категории С2 в количестве 2638 тыс. т, а по категории Р1 — 406 тыс. т. Среднее содержание волокна в целом в пределах промышленных типов асбестоносности по сумме) I-VI сортов (класс круп-поста +0,5 мм) равно 1,36% при бортовом содержании волокна 1% условного VI сорта. В дальнейшем целесообразно провести на Батмановском месторождении хризотил-асбеста предварительную разведку до глубины 500 м с подсчетом запасов по категории В+Сг Ожидаемый прирост запасов ориентировочно составляет 3 млн. т волокна.

Хантауское месторождение хризотил-асбеста расположено в Жамбылской области, в 22 км от железнодорожной станции Хантау. Хризотил-асбест в горах Хантау выявлен в 1959 г. И. Л. Клименко и др., а последующими работами к 1966 г. установлено наличие месторождения. Оно приурочено к массиву ультрамафитов габбро-перидотитовой формации. Хантауский массив прослежен на 9 км с северо-запада на юго-восток при небольшой ширине (200−220 м). Местами он прерывается и делится на части — Северо-Западую, Центральную, Юго-Восточную.

Асбестоносной является Центральная часть, где поисково-разведочными работами установлены две асбестоносные зоны: Западная и Восточная. Они отличаются друг от друга формой асбестовых залежей, типами жилкования, содержанием и длиной волокна хризотил-асбеста и др.

Западная асбестоносная зона более богатая. Она протягивается на 1800 м при мощности от 20 до 90 м. Рудное тело имеет форму крутопадающей пластины и прослежено на глубину до 280 м. [25].

Разведанные запасы асбеста в мире оцениваются около 250 млн. т. Почти три четверти этих запасов сосредоточены в России (около 150 млн. т.) и Канаде (37 млн. т.). Казахстан обладает 26,702 млн. т. Разведанных запасов асбеста, стоящих на балансе, и занимает третье место после России и Канады. Значительные запасы Асбеста сосредоточены также ЮАР (15 млн. т.), США (4 млн. т), Бразилии (3,5 млн. т), Австралии (1,9 млн. т), Италии (1 млн. т). Собственное потребление асбеста странами — производителями, за исключением России, как правило, незначительное. Основная масса сырья экспортируется. Главными импортерами асбестовой продукции являются США, Япония, Великобритания и другие высокоразвитые страны. В последние годы потребность в асбесте резко возросла в Китае, Иране и странах Юго-Восточной Азии.

Техника и технология добычи асбестовых руд за рубежом и в Казахстане практически одинаковые. Во всем мире добыча асбеста в основном производится открытым способом, а в ЮАР, Зимбабве и Канаде — в небольших объемах подземным. Среднее содержание асбеста в руде на месторождениях России и Казахстана 3,5−4 5, Зимбабве — 5−7 5. данных по месторождениям других стран нет. В Канаде, повидимому, оно ниже, чем 3,5−4 5, поскольку асбестовая промышленность этой страны в последнее десятилетие переживает большие трудности, связанные не только с ухудшающейся конъектурой асбеста в мире, но и с качеством сырья. [26].

В освоении мирового рынка хризотил-асбеста конкуренция требует от производителей асбеста выпускать более качественную продукцию. Это касается не только соответствия выпускаемой продукции мировым стандартам, но и выпуска асбеста более высоких марок. Если первое в основном связано с технологическими процессами производства, то второе — больше с природными факторами, вернее, с содержанием длинноволокнистого асбеста на месторождении.

Номенклатура выпускаемой товарной продукции меняется в зависимости от требований потребителя, области применения асбеста и природных возможностей эксплуатируемого месторождения. Межгосударственным стандартом ГОСТ 12 871–93 «Асбест хризотиловый» утверждено, что марки асбеста зависят от фракционного состава волокна, определяемого методом сухого рассева на контрольном аппарате, состоящем из набора четырех сит с разными размерами ячеек сеток (см. таблицу 1).

Таблица 1.

Размеры стороны ячейки в свету на ситах контрольного аппарата.

В зависимости от содержания того или другого сита товарный асбест делится на группы и марки. Кроме того, товарному асбесту в обязательном порядке присваивается сертификат радиационного качества, который составляется на основании исследования лабораторных проб, отобранных на складе готовой продукции. [27].

Вся асбестовая промышленность Казахстана сосредоточена в г. Житикара Костанайской области и развивается на базе Джетыгаринского месторождения. В настоящее время глубина карьера на месторождении составляет 260 м при достаточно высоком среднем коэффициенте вскрыши. На месторождении достаточно низкое содержание высоких сортов волокна (6−8%). Для сравнения отметим, что на месторождениях Зимбабве этот показатель 20%. Запасы других хризотил — асбестовых месторождений Казахстана, таких, как Ешкиольмес, Шайтантас, Джангабул, Южный Аиртау и Акжал, сняты с баланса запасов в связи с их не качественностью. [28].