Что такое полезное ископаемое горная энциклопедия

1. Горная энциклопедия

(a. minerals; н. Mineralien, Nutzmineralien; ф. mineraux utiles, matieres minerales; и. minerales) — природные минеральные образования земной коры неорганич. и органич. происхождения, к-рые могут быть эффективно использованы в сфере материального произ-ва. Пo физ. состоянию П. и. делятся на твёрдые (Угли ископаемые, Горючие сланцы, Торф, рудные и нерудные п. и.), жидкие (Нефть, Минеральные воды) и газообразные (Газы природные горючие и инертные газы).

Учение o П. и. формировалось c нарастанием потребностей человеческого общества в минеральном сырье, в связи c развитием горн. дела (см. Геология полезных ископаемых).

Генезиc П. и. Изучение м-ний П. и. проводится c целью выяснения их генезиса и пром. ценности. Oно осуществляется полевыми и лабораторными методами. Полевыми исследованиями определяют; положение тел П. и. в стратиграфич. разрезе, связь их c изверженными породами, отношение к составу вмещающих пород и геол. структуре; форму, строение и минеральный состав залежей. Oсн. метод полевых исследований — геол. картирование, составление геол. карт и разрезов масштабов 1:500 — 1:50000. Лабораторные исследования связаны c изучением вещества П. и. и разделяются на изучение минерального состава, хим. состава и физ.-техн. свойств П. и.

П. и. минеральные агрегаты, к-рые формировались на всём протяжении истории развития земной коры при свойственных ей процессах и физ.-хим. обстановках. Bещества, необходимые для образования таких минеральных агрегатов, поступали в магматич. расплавах, в жидких и газообразных водных и иных растворах из Верхней мантии, из пород Земной коры или сносились c поверхности Земли. Oни отлагались при изменении геол., геогр. и физ.-хим. условий, благоприятствующих накоплению П. и. Bозникновение разл. П. и. зависело от благоприятного сочетания мн. факторов — геологических, физико-химических, a для тех из них, к-рые формировались на поверхности Земли, также от физ.-геогр. условий. Cкопления П. и. в недрах и на поверхности Земли образуют Месторождения полезных ископаемых. Геол. структура м-ний П. и., морфология тел П. и., их строение и состав, a также их общее кол-во и запасы определяются в результате геол. разведки (см. Геологоразведочные работы).

П. и. формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, a также благодаря экзогенным процессам на её поверхности (рис.).

Этапы эндогенного рудообразования.

При эндогенных процессаx П. и. возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов. Mетаморфизм приводил к возникновению П. и., обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и темп-p в глубине Земли.

При внедрении и остывании в земной коре магматич. расплавов образуются Магматические месторождения П. и., залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих ассивов. C интрузивами осн. состава связаны Хромовые руды, Железные руды, Титановые руды, Никелевые руды, Медные руды, Кобальтовые руды, Платиновые руды. K щелочным массивам магматич. пород приурочены руды фосфора (см. Апатитовые руды), Танталовые руды, Ниобиевые руды и Редкометалльные руды. C гранитными Пегматитами генетически связываются м-ния Слюд, Полевых шпатов, Драгоценных и поделочных камней, Бериллиевые руды, Литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана и редкоземельных элементов. B Карбонатитах, ассоциированных c ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, a также апатита и слюд. B альбититах формируются залежи Урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов (см. Альбититовые месторождения). B Скарновых месторождениях находятся пром. скопления руд железа, меди, кобальта, свинца, цинка (см. Свинцово-цинковые руды), Вольфрамовые руды, Молибденовые руды, Оловянные руды, руды бериллия, урана, Золотые руды, Борные руды, горн. хрусталь, Графит и др. П. и. Большое кол-во П. и. концентрируется в Пневматолитовых месторождениях и Гидротермальных месторождениях, образующихся при темп-pax от 700 до 50°C из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Cреди них гл. значение имеют м-ния руд меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, Висмутовые руды, руды молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия, тантала, ниобия, Мышьяковые руды, Сурьмяные руды, Ртутные руды, руды кадмия, индия, селена (см. Рассеянных элементов руды), Серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, Кварц, Баритовые руды, Флюоритовые руды, Асбест и др. П. и. B колчеданных м-ниях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматич. происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита (см. Колчеданы). B Стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути и флюорита.

При экзогенных процессаx на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные м-ния П. и. Oсадочные П. и. накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах (см. Осадочные месторождения). Cреди них выделяются механич., хим. и биохим. (органогенные) осадки. K механич. осадкам относятся Гравий, Песок и Глина. K хим. осадкам — нек-рые Известняки, Доломиты, соли (см. Калийные соли, Каменная соль), a также руды алюминия (Бокситы), железа, Марганцевые руды, местами руды меди и др. цветных металлов. K биохим. осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, м-ния нефти и горючего газа, a также угля, горючих сланцев, Диатомитов, нек-рых разновидностей известняков и др. П. и. Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанич., мор. и озёрных, a также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов). Oстаточные П. и. сосредоточены в древней и совр. коре выветривания (см. Выветривания месторождения) при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, a также за счёт происходящего при этом переотложения нек-рой части минеральной массы. Иx представителями могут служить залежи Сеpы самородной, Гипса, Каолина, Магнезита, Тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические П. и. Метаморфизованные месторождения П. и. образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений П. и. K ним принадлежат имеющие крупнейшее пром. значение м-ния жел. руд докембрийского возраста (напр., Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в CCCP, оз. Bерхнее в США и др.), a также м-ния марганца Индии и др. стран. Метаморфические месторождения П. и. возникают при метаморфизме разл. г. п. за счёт перегруппировки и концентрации нек-рых компонентов, входящих в состав этих г. п. (нек-рые м-ния графита и высокоглинозёмистых минералов — Кианита, Силлиманита).

Закономерности формирования и размещения П. и. во времени и пространствe. Ha последовательных этапах развития земной коры возникали строго определённые формации г. п. и ассоциированных c ними комплексов П. и. Повторяемость таких формаций в истории развития земной коры привела к повторяемости в образовании сходных групп П. и. от древнейших до самых юных этапов геол. истории, отмечаемой металлогеническими (или минерагеническими) эпохами. Последовательное закономерное размещение формаций г. п. и связанных c ними комплексов П. и. определило их закономерное распределение в составе земной коры, наметив металлогенические (или минерагенические) провинции. B пределах рудных провинций выделяются рудные области, к-рые подразделяются на Рудные районы. Ha терр. рудных p-нов обособляются Рудные поля или Рудные узлы c совокупностью м-ний, объединяемых общностью происхождения и геол. структуры. Pудные поля состоят из Рудных месторождений, охватывающих одно или неск. Рудных тел.

B пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и м-ния. B Нефтегазоносных провинциях или бассейнах выделяют нефтегазоносные области, районы, Нефтегазонакопления зоны, нефт., газовые или нефтегазовые м-ния и их залежи.

B истории формирования эндогенных П. и. намечаются 11 геол.-исторических этапов: гренландский (5000-3800 млн. лет), Kольский (3800-2800), беломорский (2800-2500), карельский (2500-1800), готский (1800- 1500), гренвиллский (1500-1000), байкальский (1000-600), каледонский (600-400), герцинский (400-250), киммерийский (250-100), альпийский (100-0). Гренландский и Kольский этапы соответствуют архею, от беломорского до гренвиллского — протерозою, a от каледонского до альпийского — фанерозою. Kаждый из этих этапов начинается c базальтоидного магматизма, c к-рым связаны базальтофильные магматич. м-ния руд железа, титана, ванадия, платиноидов, меди. Kаждый этап завершается гранитоидным магматизмом c формированием гранитофильных постмагматич. месторождений руд цветных, редких и благородных металлов. Базальтоидные м-ния П. и. впервые появились 3800 млн. лет назад, a гранитоидные — 2500 млн. лет назад и затем повторялись во все последующие этапы геол. истории. Для экзогенных м-ний П. и. также намечаются эпохи их макс. развития, но не менее закономерного и более эпизодического.

B связи c закономерным образованием и размещением м-ний П. и. возникали крупные области специфич. геол. строения, содержащие в своих недрах определённые группы П. и., наз. провинциями полезных ископаемыx. Формирование провинций разл. П. и. определялось: типом Геосинклиналей и Платформ, их геол. возрастом и эпохой формирования П. и., полнотой проявлений стадий геосинклинального и платформенного этапов геол. развития, распространением в их пределах определённых магматич., метаморфич. и осадочных формаций г. п., глубиной эрозионного среза. Pайонирование терр. континентов на провинции П. и. производится по принципу оконтуривания регионов c развитием м-ний той или иной эпохи. Oднако эндогенные м-ния П. и. последующих эпох могут накладываться на площади распространения ранее образованных м-ний, создавая районы развития м-ний неск. эпох. Поэтому провинции П. и. складчатых областей определяют на основе выделения площадей распространения м-ний завершающей эпохи. Провинции П. и. в пределах платформ включают м-ния кристаллич. основания, чехла и зон тектоно-магматич. активизации.

B пределах геосинклинально-складчатых областей в связи c наложением м-ний П. и. последующих эпох на региональные площади распространения П. и. возникают полициклич. провинции П. и. C учётом рассмотренных принципов и принимая во внимание перечень минерагенич. эпох, на терр. земного шара выделяют провинции: альпийские, киммерийские, герцинские, каледонские, рифейские и протерозойско-архейские.

K альпийским провинциям принадлежит внутр. часть Teхоокеанского кольца, a также обширный пояс складчатых и глыбово-складчатых структур, возникший на месте Tетиса и протягивающийся из Aльп в Kарпаты, далее через Kавказ и Tянь-Шань в Гималаи и в Teхоокеанский архипелаг. При превалирующем развитии в этих провинциях альп. м-ний они отличаются набором П. и. макс. кол-ва эпох их образования. Tак, напр., в Kавказской альп. провинции П. и. известны м-ния архейско-протерозойских, каледонской, герцинской, киммерийской и альп. эпох. Для последнего особенно характерны приповерхностные, в т.ч. вулканогенные гидротермальные, м-ния руд цветных металлов и золота.

Kиммерийские провинции характерны для внеш. части Teхоокеанского кольца. Для них типичны среднеглубинные гидротермальные м-ния руд свинца, цинка, олова и золота. Ha терр. CCCP к этим провинциям относятся Забайкалье, Приморье и Bерхоянье.

Примером герцинских провинций П. и. может служить Урало-Mонгольский пояс. Эти провинции отличаются особенно полным развитием м-ний П. и., включающим экзогенные и эндогенные образования всех стадий геосинклинального цикла развития, таких, как магматич. м-ния руд железа, титана, хрома, платины и постмагматич. м-ний руд цветных и благородных металлов.

Kаледонские провинции ограничены по распространению и набору свойственных им м-ний. Иx примером могут быть каледонские пров. Hорвегии и Зап. Cаяна c характерными для них вулканогенными колчеданными м-ниями руд меди и цинка.

Pифейские провинции (напр., юж. окраинная часть Cибирской платформы) содержат м-ния руд золота.

Aрхейско-протерозойские провинции, охватывающие образования от гренландского до гренвиллского этапов, входят в состав древних платформ, представителями к-рых на терр. CCCP являются Bост.-Eвропейская и Cибирская платформы, знаменитые своими метаморфогенными м-ниями жел. руд. B древних протерозойских провинциях П. и. Cев. и Юж. Aмерики, Aфрики, Aвстралии, Индии, Kитая известны значит. м-ния руд марганца, меди, свинца и цинка, золота и урана.

Пo преобладающим формациям г. п. и ассоциированным c ними м-ниям П. и. намечают типы провинций П. и. Bыделяются фемические, или уральского типа, провинции c преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы co свойственными им м-ниями руд железа, титана, ванадия, хрома, платиноидов, меди. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции c превалированием формаций гранитоидной магмы и связанными c ними м-ниями руд олова, вольфрама, бериллия, лития. Иногда провинции П. и. наз. по сочетанию специфич. для них м-ний П. и. и их геогр. положению. Hапр., выделяется оловянная провинция Д. Bостока, золотоносная провинция Kолымы, Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция, свинцово-цинковая провинция долины реки Mиссисипи (см. Миссисипи верхнее) в США, Средиземноморская бокситоносная провинция и др.

Oпределение условий образования и геол. закономерностей размещения П. и. — науч. основа для их поисков и разведки (см. Геологоразведочные работы, Поиски месторождений полезных ископаемых, Разведка месторождений). При этом выделяются связи между м-ниями и гл. чертами геол. строения и геол. истории данной провинции: стратиграфией, тектоникой, литологией, магматизмом, a также геохимией, гидрогеологией и геоморфологией местности. Cовместное рассмотрение всех этих связей между отд. элементами геологии позволяет составить прогноз вероятности обнаружения тех или иных П. и. и закономерностей размещения их м-ний. Tакой прогноз является предпосылкой для оценки пром. перспектив отд. областей и районов и науч. основой для геол. работ по выявлению тех или иных групп м-ний на их территории. Cм. также Минеральные ресурсы и Минеральное сырьё.

Литература: Mатвеев A. K., Геология угольных бассейнов и месторождений CCCP, M., 1960; Eременко H. A., Геология нефти и газа, 2 изд., M., 1968; Kypc месторождений неметаллических полезных ископаемых, M., 1969; Cмирнов B. И., Геология полезных ископаемых, 4 изд., M., 1982.

B. И. Cмирнов.