Что такое учение о полезных ископаемых

Объектом нашего изучения является месторождение полезного ископаемого. Месторождение — геологическое тело или совокупность геологических тел, разработка которых при данной экономической конъюнктуре целесообразна.
Геологическое тело — это различные по форме, размерам и условиям залегания образования земной коры (пласты, жилы, линзы, штоки и т. д.), сложенные полезным минеральным веществом или содержащие его в рассеянном виде. В ряде месторождений наблюдается несколько геологических тел.
Полезное ископаемое — природное минеральное вещество, которое в качественном и количественном отношениях пригодно для использования в народном хозяйстве.
Рудопроявление — природное скопление в горных породах полезных минералов небольших и невыясненных размеров. Иногда в результате разведки и изучения рудопроявление может быть переведено в месторождение. Специально для тех, кто занимается инвестициями, приглашаем на форум о заработке и инвестициях, где подробно описана стратегия «

Стрэдл

».
Полезные ископаемые могут использоваться либо в естественном состоянии (высококачественный уголь, кварцевый песок), либо после предварительной обработки путем сортировки, дробления, обогащения (большинство руд).
Полезные ископаемые находят самое разнообразное применение в различных отраслях народного хозяйства. В настоящее время почти любая горная порода определенного качества и в определенных экономических условиях может быть использована для тех или иных целей, а поэтому «бесполезных ископаемых» почти не существует.
По характеру использования различают три рода полезных ископаемых: рудные, неметаллические и горючие.
Руда — это агрегат минералов, из которого валовым способом технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или металлическое соединение. В настоящее время рудами называют и некоторые нерудные, неметаллические полезные ископаемые. Например, говорят: «асбестовая руда», «апатитовая руда», «графитовая руда» и др.
Неметаллическое полезное ископаемое — извлекаемое из недр Земли минеральное неметаллическое вещество, которое по качеству и количеству пригодно для использования в естественном или переработанном виде в различных отраслях народного хозяйства.
Горючее полезное ископаемое — это минеральное вещество, извлекаемое из недр Земли в массовом количестве и используемое в естественном или переработанном виде как энергетическое топливо или служащее сырьем для металлургической и химической промышленности.

При определении руды говорят о экономической целесообразности извлечения из неметалла; при определении неметаллического полезного ископаемого, так же как и горючего ископаемого, отмечается его пригодность для народного хозяйства при условии определенной качественной и количественной оценки. Следовательно, учение о полезных испопае-мых не только геологическая, но и экономическая дисциплина, включающая определение масштаба оруденения, понятия промышленного и непромышленного содержания металла в руде, оценку технологических свойств минерального сырья, анализ развития добычи полезных ископаемых в СНГ и за рубежом и др.
Анализируя данные о химическом составе земной коры, прежд всего поражает неравномерность распределения элементов в зем ной коре. Девять ведущих элементов слагают главным образом неметаллические полезные ископаемые. Из элементов, входящих в состав рудных месторождений, фигурируют здесь лишь желез (4,20%) и аллюминий (7,45%), причем оба элемента играют суще ственную роль и в составе неметаллических месторождений. Углерод, слагающий в основном месторождения углей и нефти, содержится в земной коре в среднем всего лишь в количеств 0,35%
Среднее содержание в земной коре цветных и редких металлов входящих в состав рудных месторождений, составляет сотые, тысячные и даже миллионные доли процента:

Медь……………………………. 0,01 Свинец………………….. 0,0016

Цинк…………………………… 0,02 Олово ………………… 0.00008

Кобальт …………………… 0,004 Золото……………………. 0,0000001

Крайне незначительное среднее содержание полезных элемен тов в изверженных породах не позволяет использовать их непосредственно как источник полезных ископаемых. Однако в земноь коре протекают геологические процессы, которые ведут к местное концентрации рудных элементов. Эти обогащенные рудными элементами участки и являются рудными месторождениями
По мере развития человеческого общества расширялся круг используемых химических элементов в настоящее время используются практически вся таблица Менделеева из них в количестве более 1 млн. т в год более 20 элементов: О, Р, С, Н, С1, N, В, А1, Fe, Ва, Са, K, Na, Мn, Сr, Сu, Ni, Рb…
Большое внимание в последние годы в отечественной и зарубежной печати привлекают вопросы обеспеченности человечества минеральным сырьем. Действительно, за последнее столетие добыча полезных ископаемых во всем мире резко возросла. Так, например, добыча железа увеличилась более чем в 120 раз, нефти в 100 раз, бокситов за 35 лет (с 1930 по 1965 г.) в 137 раз и т. д. Современная добыча полезных ископаемых за каждые 8—10 лет примерно удваивается.
Поскольку добыча полезных ископаемых непрерывно увеличивается, а запасы их в земной коре не возобновляются, то неизбежно встает вопрос о том, достаточное ли количество полезных минеральных веществ находится в доступной нам верхней части земной коры? На этот вопрос можно ответить утвердительно.
Кроме прироста запасов руд с помощью известных методов поисково-разведочных работ дальнейшее развитие минеральносырье-вой базы мира возможно следующими путями.
1. Открытие месторождений, не выходящих на поверхность (слепые залежи), с помощью геохимических или технически совершенных геофизических методов.
2. Открытие и освоение новых видов минерального сырья, например азота, из воздуха; ряда полезных элементов (К, Мg, Вг, В и др.) из морской воды; использование океанических марганцевых конкреций (Мn, Ni, Со, Сu, Fе); эксплуатация подводных морских россыпей (золото, алмазы, олово, тантало-ниобаты и др.). Запасы этого сырья в отличие от месторождений на континенте возобновляются.
3. Развитие и совершенствование технологических методов (металлургия, обогащение, химическое извлечение) позволяют широко внедрять комплексную переработку руд с полным использованием всех их составляющих компонентов. При обогащении руд можно шире использовать бедные вкрапленные руды, в которых, по В. И. Красникову, сосредоточено до 65% металла (от общего его количества в данном типе руд).
4. Громадный резерв будущего представляет верхний слой земной коры мощностью 2 км. Количество металлов нем в рассеянном (кларковом) состоянии многократно превосходит суммарные запасы всех известных месторождений, например для железа в 10 000 раз, меди в 600 000 раз, олова в 6 000 000 раз и т. д.
Несколько сложнее обстоит дело с источниками энергии (особенно нефти и угля), но и здесь существуют достаточно мощные и надежные резервы: 1) возможность выявления новых видов топлива; 2) более широкое использование возобновляемых источников энергии (гидроэнергоресурсы, энергия Солнца, геотермические источники); 3) расширенное потребление энергии радиоактивных элементов; 4) открытие новых видов энергии (термоядерной и др.).

Источник

Учение о полезных ископаемых – это древнейшая наука, основной задачей которой
является изучение закономерностей образования и распределения в земной коре
скоплений минеральных веществ с промышленным содержанием ценных компонентов в
количествах, экономически оправдывающих их добычу и переработку с целью
использования в народном хозяйстве.

Знание этих закономерностей позволяет:

1. рационально вести поиски месторождений,

2. эффективно проводить разведочные работы,

3. осуществлять выбор наиболее экономичных систем разработки месторождений и
наилучшего способа переработки сырья.

Основные понятия

Полезными ископаемыми называют природный минерал или минеральный агрегат, по
своим физическим свойствам или химическому составу находящий применение в
современном материальном производстве в своем природном виде или в качестве
сырья дли извлечения одного или нескольких ценных компонентов.

Месторождением называется участок земной коры, в котором в результате
геологических процессов произошло накопление минерального вещества по
количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного
использования. В настоящее время это определение конкретизируется предъявлением
требования к месторождению, что при его освоении должен быть создан избыточный
доход, остающийся после покрытия эксплуатационных расходов и достаточный, чтобы
обеспечить приемлемую прибыль с инвестированного капитала.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимально
допустимое содержание вредных примесей, при которых возможна эксплуатация
месторождения, называют промышленными кондициями.

Понятия о месторождении, о кондициях не являются строго определенными, раз и
навсегда заданными. Они изменяются по следующим причинам:

1. исторически, по мере изменения потребностей человечества в минеральном сырье:
развитие цивилизации сопровождается неуклонным ростом потребления полезных
ископаемых, что приводит к тому, что со временем разрабатываются месторождения с
более бедными рудами;

2. совершенствование техники добычи и технологии переработки минерального сырья;

3. промышленные кондиции неодинаковы для разных природных условий и каждый раз
определяются при помощи экономических расчетов.

Общие сведения о месторождениях полезных
ископаемых

Площади распространения полезных ископаемых

В зависимости от масштабов проявления выделяются следующие категории рудоносных
площадей: провинция;

1. область (пояс, бассейн);

2. район (узел);

3. поле;

4. месторождение;

5. рудное тело.

К провинциям относят
крупные структурные элементы земной коры, относящиеся к платформам, складчатому
поясу, дну морей и океанов с размещенными в их пределах свойственными им
месторождениями.

Область полезных ископаемых входит
составным элементом в провинцию, она характеризуется набором определенных по
составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к
тектоническим элементам первого порядка (мульдам, поднятиям, грабенам и др.).
Вытянутые линейные области, приуроченные к прогибам, глубинным разломам,
рифтовым системам, называют рудными поясами. Бассейны полезных ископаемых
представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения
пластовых полезных ископаемых.

Рудным районом называют
местное скопление месторождений в пределах более крупных таксонов (провинций,
областей, поясов и бассейнов), приуроченное к определенным тектономагматическим
и литолого-фациальным обстановкам. В случае концентрации серии месторождений
определенных видов полезных ископаемых к местам пересечения разломов, такой
район называют рудным узлом.

Рудное поле представляет
собой небольшой участок земной коры, в пределах которого располагаются
одновременно образовавшиеся , генетически родственные месторождения и
объединяемые единством геологической структуры.

Рудным телом называется
локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному
структурно-геологическому элементу или их комбинации.

Морфология тел полезных ископаемых

Рудные тела чрезвычайно разнообразны по форме. Можно выделить лишь главные типы
рудных тел:

1. пласты;

2. линзы;

3. жилы;

4. трубы или столбы;

5. штокверки;

6. штоки;

7. тела неправильной формы;

8. гнезда;

9. комбинированные залежи.

Пластами называют
плоские тела полезных ископаемых, образующиеся в водных бассейнах синхронно с
вмещающими осадочными породами. Метасоматические тела, развивающиеся по
отдельным пластам осадочных пород, приобретают характер пластообразных залежей.
Различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы),крутопадающие,
с углами падения более 45о, и пологопадающие,
с углами падения менее 45о.

Линзы представляют
собой плоские тела дискообразной или лентообразной формы.

Жилы –
это трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом, но имеются и
метасоматические жилообразные тела.
Выделяют следующие элементы жил: зальбанды – контакты жилы с вмещающими
породами; апофизы – ответвления, отходящие от жил в боковые породы. В пределах
жил обособляются участки с повышенным содержанием полезных компонентов, их
называют рудными
столбами. По особенностям морфологии среди жил выделяются:

четковидные;

камерные;

седловидные;

лестничные;

оперенные

Различные типы жил:
1- простая жила;
2- лестничные жилы;
3 – четковидная жила;
4 – камерная жила.

Трубы, трубки и трубообразные и
столбообразные залежи представляют
собой удлиненные по одной оси рудные тела. Они часто имеют форму удлиненных,
опрокинутых вершиной на глубину конусов.

Штокверк –
это некоторый объем горных пород, интенсивно рассеченных разноориентированными
системами коротких трещин, по которым развивается рудная минерализация. Часто
между трещинами располагается вкрапленное оруденение. Штокверковую форму имеют
некоторые месторождения меди, молибдена, олова, вольфрама, асбеста и других
полезных ископаемых

Штокверк

Шток:
1 — сланцы;
2 –известняки;
3 — зона трещиноватости;
4 – рудное тело.

Минеральный и химический состав полезных
ископаемых

По химическому составу выделяются следующие типы руд:

1) оксидные – в форме оксидов и гидроксидов, характерные для месторождений
железа, марганца, олова, урана, хрома, алюминия;

2) силикатные – наиболее типичны для неметаллических полезных ископаемых (слюды,
асбест и др.);

3) сернистые – в виде сульфидов, арсенидов, антимонидов меди, цинка, свинца,
никеля, сурьмы и других элементов;

4) карбонатные – свойственные некоторым месторождениям железа, марганца, магния,
свинца, цинка, меди;

5) сульфатные, к которым относятся месторождения бария, стронция и других
элементов;

6) фосфатные, образующие месторождения фосфора;

7) галоидные – типичные для месторождений солей и флюорита;

8) самородные – сложенные самородными металлами и сплавами.

По соотношению рудных и нерудных минералов выделяют руды массивные или сплошные
(рудных минералов больше 80 %) и вкрапленные (рудных минералов меньше 80 %).

По составу руды бывают простые (монометальные) – железа, хрома, алюминия,
марганца, асбеста, графита и сложные (комплексные)
– медно-молибденовые, полиметаллические, содержащие, кроме свинца и цинка, медь,
золото, серебро, никель, германий, индий, кадмий и т.д.

Этапы и стадии минералонакопления

Этапом называется
длительный период, когда происходило накопление руд одного генетического типа,
например, магматического, пегматитового и др. Обычно месторождения формируются в
один этап, реже в два и более.

Стадии фиксируют
части этапов, в течение которых происходило накопление минералов определенного
состава. Стадия отделяется одна от другой перерывом в минерализации. Критериями
для выделения стадий служат пересечение разновозрастных жил, брекчирование и
цементация минеральных агрегатов ранних стадий более поздними , контрастным
изменением физико-химических параметров процессов минералообразования.

Минеральные ассоциации последовательных стадий называют минеральными
генерациями. Выделяют парагенетические
минеральные ассоциации (или
парагенезисы), в которые объединяют совместно залегающие агрегаты минералов,
имеющие общее происхождение и отлагавшиеся в определенной последовательности.

Руды, образовавшиеся синхронно с вмещающими породами, называют сингенетическими,
а возникшие в уже существовавших породах – эпигенетическими.

Источник

Издание:Издательство Иркутского государственного технического университета, Иркутск, 2009 г., 104 стр., УДК: 553.2

В первой части пособия рассматриваются общие вопросы строения, состава и образования месторождений полезных ископаемых. Вторая часть содержит описание генетических серий, классов и типов месторождений. При этом схема описания по возможности унифицирована и включает определение каждого типа, его промышленное значение, особенности геологического строения, процессы образования и главные рудные формации. Пособие составлено на основе курсов лекций «Основы учения о месторождениях полезных ископаемых» и «Генетические проблемы рудообразования», которые автор читает более 35 лет в Иркутском государственном техническом университете (политехническом институте).

Пособие может использоваться для студентов, обучающихся по программе специалистов и бакалавров.

В предлагаемом учебном пособии излагаются в краткой форме основные положения курса лекций по генетической части учения о месторождениях полезных ископаемых, который автор читает в Иркутском государственном техническом университете (политехническом институте) с 1968 года. Пособие предназначено для студентов-геологов, изучающих дисциплины «Основы учения о полезных ископаемых» и «Генетические проблемы рудообразования». Кроме того, оно может быть использовано студентами негеологических специальностей по курсу «Геология и полезные ископаемые».

В первой части пособия рассматриваются общие вопросы строения, состава и образования месторождений полезных ископаемых. Вторая, большая по объему часть содержит описание генетических серий, классов и типов месторождений. При этом схема описания по возможности унифицирована и включает определение каждого типа, его промышленное значение, особенности геологического строения, процессы образования и главные рудные формации.

Необходимо отметить традиционную дискуссионность генетической классификации месторождений полезных ископаемых, поскольку далеко не все процессы рудообразования являются понятыми до конца. В предлагаемой нами классификации отражаются те типы МПИ, которые признаются подавляющим большинством геологов. В то же время введены месторождения сложного (а может быть неясного) генезиса, формировавшиеся при воздействии эндогенных и экзогенных рудообразующих процессов (полигенные и полихронные). Генетическая классификация МПИ безусловно будет совершенствоваться еще многие годы.

При написании настоящей работы использовались учебники и учебные пособия, которые были созданы известными профессорами вузов – специалистами по геологии месторождений полезных ископаемых и изданные в период с 1970 по 2007 годы, а также методические работы автора, что отражено в библиографическом списке. Наиболее ценный материал учебно-методического характера, обеспечивающий, как нам кажется, преемственность научной школы отечественных геологов в области учения о полезных ископаемых, мы нашли в классических трудах В.Н. Котляра, В.И. Смирнова, С.А. Вахромеева, Ф.И. Вольфсона, П.М. Татаринова, В.М. Крейтера, В.И. Синякова, В.И. Старостина. Из этих и других работ взяты в частности примеры (рисунки) типичных месторождений полезных ископаемых, отдельные определения генетических типов МПИ и другие данные.

Учитывая назначение предлагаемого пособия, автор старался сделать его максимально кратким, доступным для студентов – геологов и горняков, в том числе обучающихся по программе бакалавров.

Полезные ископаемые имеют первостепенное значение в жизнедеятельности человеческого общества. Успешное развитие и процветание большинства государств в значительной степени определяется использованием собственной минерально-сырьевой базы или возможностью приобретения минерального сырья за рубежом. Энергетическое сырье: нефть, уголь, газ, а в последние десятилетия и уран; металлы: железо, марганец, никель, свинец, цинк, медь, молибден, вольфрам, олово, золото, серебро, платина; нерудное сырье: соли, асбест, флюорит, графит – это далеко неполный перечень необходимых и наиболее широко используемых полезных ископаемых

Скачать

Все права на материалы принадлежат исключительно их авторам или законным правообладателям. Все материалы предоставляются исключительно для ознакомления. Подробнее об авторских правах читайте здесь!

Внимание! Если Вы хотите поделиться с кем-то материалом c этой страницы, используйте вот эту ссылку:
https://local.www.geokniga.org/books/3132
Прямые ссылки на файлы работать не будут!

Источник