Образование полезных ископаемых из горных пород
Образование месторождений — сложное явление. Для того чтобы его понять, нужно найти ответы на многие вопросы: что такое месторождение, полезное ископаемое, где искать источник рудного вещества, в результате каких геологических процессов происходит отложение и накопление полезных компонентов, составляющих руду. В геологической летописи рудообразования на территории Хибинскго края выделяются пять эпох: верхнеархейская — древнее 2,6 миллиардов лет, нижнепротерозойская — 2,6-1,9 миллиардов лет, среднепротерозойская — 1,9-1,6 миллиардов лет, палеозойская — 570-230 миллионов лет и кайнозойская — моложе 67 миллионов лет.
В каждую из этих эпох формировались различные полезные ископаемые, причем условия образования месторождений были тоже неодинаковыми. Добывались полезные ископаемые двумя способами: открытым и подземным, но на сегодняшний день количество открытых работ на горных массивах снижается. Вскоре добыча полезных ископаемых на Кольском полуострове будет вестись только подземным способом. Следует отметить, что на территории Хибинского горного массива насчитывается приблизительно 500 видов минералов. Такое большое количество полезных ископаемых, в том числе минералов, не встречается больше нигде на Земле. Практическую ценность имеют более десятка ископаемых минералов, а ста видов из них не имеют аналогов.
Поскольку руды являются полезными горными породами, то и условия их образования следует изучать в тесной связи с историей развития земной коры. По способам образования полезные ископаемые можно разделить на три группы: осадочные, магматические и метаморфические. Самыми древними полезными ископаемыми в Мурманской области являются железистые кварциты Оленегорской группы месторождений. Их возраст — приблизительно 3 миллиардов лет. Большинство геологов считают, что рудные минералы — магнетит, гематит и кварц накапливались в виде осадков на дне древнего моря, существовавшего в архейскую эру, то есть имеют первично-осадочное происхождение. В результате длительного разрушения горных пород суши под воздействием трех стихий — воды, ветра и солнца, из них выносились железо и кремний, которые осаждались на дне моря.
В пользу такого предположения свидетельствует полосчатое строение пластов, напоминающее слоеный пирог: полосы рудных минералов чередуются с полосами из кварца. По мере накопления масс рудного вещества такие участки погружались в глубь земной коры, где подвергались метаморфизму, то есть воздействию высоких температур и больших давлений. За многие сотни миллионов лет рудные пласты крепко сцементировались, кристаллизовались и даже оказались сдвинутыми и перевернутыми. И если во время рудоотложения они залегали горизонтально, то потом были наклонены под разными углами. В таком виде мы наблюдаем их и в настоящее время.
Однако имеются и другие объяснения происхождения железистых кварцитов. Некоторые геологи считают, что накопление железа и кремния на дне моря связано с подводными извержениями вулканов, а потом уже рудное вещество претерпело метаморфизм. Выдвигалась и внеземная гипотеза осаждения железа из космической пыли. Известно, например, что в составе пылевидных туманностей Млечного Пути содержатся крупинки железа. Наша планета, проходя через эти туманности, подобно магниту, притягивала железистые частицы, которые и явились источником рудного вещества, а кремний поступал из земных горных пород. Такое объяснение небесспорно. Дело в том, что в этом случае вместе с железом из Космоса на Землю поступал бы и никель, который всегда встречается в железных метеоритах. Однако в железистых кварцитах минералы никеля отсутствуют.
Источник
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 8 мая 2020;
проверки требует 1 правка.
Поле́зные ископа́емые — минеральные и органические образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства (например, в качестве сырья
или топлива). Различают твёрдые, жидкие и газообразные полезные ископаемые.
Описание[править | править код]
Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей и пр.).
Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны.
Научные основы добычи полезных ископаемых разрабатывают горные инженеры.
Области науки и технологии о добыче полезных ископаемых:
- Горное дело
- Горные науки.
Виды полезных ископаемых[править | править код]
По назначению выделяют следующие виды полезных ископаемых:
- Горючие полезные ископаемые (нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь)
- Руды (руды чёрных, цветных и благородных металлов)
- Гидроминеральные (подземные минеральные и пресные воды)
- Нерудные полезные ископаемые — строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит) и пр.
- Камнесамоцветное сырьё (яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др.) и драгоценные камни (алмаз, изумруд, рубин, сапфир).
- Горнохимическое сырьё (апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты и др.)
Последние три группы совместно могут рассматриваться как нерудные (неметаллические) полезные ископаемые[1][2].
Признаки полезных ископаемых[править | править код]
Отдельными примерами поисковых признаков полезных ископаемых, без разделения на прямые и косвенные, являются:
- Минералы — спутники рудных месторождений (для алмаза — пироп, для рудного золота — кварц и пирит, для платины нижнетагильского типа — хромистый железняк и пр.)
- Их присутствие в перенесённых обломках, валунах и т. п., попадающихся на склонах, в ложбинах, руслах водотоков и пр.
- Прямое наличие в горных обнажениях, выработках, керне
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в минеральных источниках
- Повышенное содержание их элементов-индикаторов в растительности
При разведке найденного месторождения закладывают шурфы, проходят канавы, разрезы, бурят скважины и др.
См. также[править | править код]
- Полезные ископаемые России
- Разубоживание
- Месторождение
Примечания[править | править код]
- ↑ Нерудные полезные ископаемые // Моршин — Никиш. — М. : Советская энциклопедия, 1974. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 17).
- ↑ Под редакцией Е. А. Козловского. Неметаллические полезные ископаемые // Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия (рус.). — 1984—1991. — статья из Горной энциклопедии. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.
Литература[править | править код]
- Смирнов B. И. Геология полезных ископаемых. — М.: Недра, 4-е изд., 1982. — 668 с.
- Смирнов В. И. Геологические основы поисков и разведок рудных месторождений. — М.: Изд-во Московского университета, 1954.
- Милютин А. Г. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых: Учебн. пособие для вузов. — М.: Недра, 1989. — 296 с.
- Игнатов П. А., Старостин В. И. Геология полезных ископаемых. — М.: МГУ, 1997. — 304 с.
- Романович И. Ф., Кравцов А. И., Филиппов Д. П. Полезные ископаемые. — М.: Недра, 1982. — 384 с.
Источник
Месторождения полезных ископаемых формируются в результате различных геологических процессов. При образовании осадочных горных пород в определенных условиях, связанных с наличием рудного вещества в водах, с климатическими и палеотектоническими особенностями, возникают осадочные месторождения железа, марганца, минеральных солей, фосфора и других видов минерального сырья. В генезисе месторождений полезных ископаемых большую роль играет изменение физико-химических условий среды, например, изменение температуры, давления, щелочности растворов и др. Эти факторы влияют на концентрацию компонентов, приносимых как горячими гидротермальными растворами, так и холодными водами. Понижение температуры магматических расплавов обусловливает дифференциацию состава с обособлением особых рудных расплавов или выделением полезных компонентов в твердые фазы.
Существенное значение в концентрации полезных компонентов нередко имеют различные живые организмы или их остатки. Некоторые организмы могут концентрировать железо, марганец, ванадий, разлагать те или иные минералы (например, ангидрит с выделением из него сероводорода, который впоследствии преобразуется в самородную серу). Органические остатки нередко изменяют pH среды, что влияет на рудообразовательные процессы.
Немаловажную роль в формировании месторождений играют горные породы, вмещающие залежи полезных ископаемых. Особенности их состава нередко влияют на изменение состава растворов, содержащих полезные компоненты, и связанное с этим осаждение компонентов. Из вмещающих пород могут заимствоваться полезные компоненты, которые концентрируются в рудных залежах.
Существенное значение в рудогенезе имеют климатические и палеотектонические условия. Именно они обусловливают приуроченность ряда видов минерального сырья к определенным стратиграфическим подразделениям. Палеогеографический фактор следует учитывать при проведении поисково-оценочных работ, так как от него зависит определенная зональность в распределении минеральных фаций. Например, менее ценные карбонатные руды марганца по мере приближения к древней прибрежной зоне сменяются более ценными оксидными рудами.
Большая роль среди условий образования месторождений полезных ископаемых принадлежит структурно-тектоническим факторам: наличию зон повышенной проницаемости для растворов, в том числе разломов и зон рассланцевания и дробления, тектоническим контактам, структурным ловушкам в виде антиклинальных структур, участкам выклинивания пластов высокопористых горных пород среди малопроницаемых и др.
Сходство геохимических особенностей элементов приводит к определенным сонахождениям полезных минералов — их ассоциациям. Под генетической ассоциацией понимается совместное нахождение минералов на том или ином локальном участке — в рудной жиле, пласте, зоне и др., обусловленное генезисом этих минералов. Минералы, входящие в состав генетической ассоциации, могут образоваться одновременно или в разное время. Например, ассоциация более раннего пирита с развивающимся по нему гидрогематиту и гидрогётиту будет закономерной генетической, так как железо, входящее в состав новообразованных минералов, заимствуется из более раннего сульфида железа. Парагенетическая ассоциация минералов — частный случай генетической ассоциации. Важнейшее условие этой ассоциации — практически одновременное или близкоодновременное образование минералов. Примером может служить совместное нахождение галенита и сфалерита в гидротермальных жилах, талька и кальцита в метасоматических тальковых залежах и др.
Месторождения полезных ископаемых могут возникать одновременно или практически одновременно с формированием тех или иных горных пород, вмещающих промышленные залежи. Такие месторождения называют сингенетическими. Пример — залежи каменного угля в глинистых сланцах или алевролитах, алмазоносные кимберлиты и др. Во многих случаях залежи полезных ископаемых образуются значительно позже, чем горные породы, вмещающие промышленные залежи. Такие месторождения получили название эпигенетических. Пример — месторождения сульфидов металлов, возникших из горячих вод и находящихся в жилах, секущих слои вмещающих пород жилах, или сульфидов меди, никеля и других металлов, цементирующих предварительно раздробленные основные породы в определенных зонах и др.
Источник
Методическая разработка открытого урока.
Тема: «Горные породы, минералы, полезные ископаемые».
Тип урока: комбинированный урок
Цель урока:познакомить учащихся с горными породами, полезными ископаемыми и минералами, слагающими земную кору, закрепить знания учащихся.
Задачи урока:
Образовательные: 1.Сформировать у учащихся понятие о свойствах горных пород и минералов. 2.Познакомить с некоторыми видами минералов. Воспитательные: 1.Способствовать пониманию учащимися материальности и познаваемости мира. 2.Воспитывать умение работать в группе, уважительно относиться к товарищам. Развитие личности: 1.Продолжить обучение учащихся анализу, сравнению и обобщению полученных знаний с помощью сопоставления данных различных источников информации (данных учебника, мультмедийной презентации). 2.Для развития научного языка включить в урок следующие термины: магматические, осадочные и метаморфические горные породы, минерал, магма.
Оснащение урока:
ИКТ: ноутбук, мультимедийный проектор, экран, мультимедийная презентация «Горные породы, полезные ископаемые и минералы».
Дидактический и раздаточный материал: набор горных пород и минералов, дидактические карточки.
Ход урока
I. Организационный этап (1-2 минуты)
Мотивация этапа: подготовить учащихся к работе на уроке. Настрой детей на работу. Создание благоприятной обстановки для работы на уроке.
II. Этап мотивации (2-3 минуты)
Мотивация этапа: создать мотивирующую ситуацию для организации и направления к цели познавательной деятельности учащихся.III. Этап повторения опорных знаний (3-5 минут) Для начала давайте повторим пройденный материал. У некоторых учащихся имеются дидактические карточки с заданиями (Приложение №1). Они работают с ними, остальные со мной. На доске имеются цветы, на обратной стороне которых находятся вопросы, я вам предлагаю ответить на них:
Как называется каменная оболочка Земли? (литосфера)
Из чего она состоит? (из почвы и горных пород)
Как называются предметы, которые нас окружают? (тела)
Из чего состоят все тела? (из веществ)
В каких состояниях могут находиться вещества? (твердое, жидкое, газообразное)
Какими свойствами обладают твердые тела? (имеют постоянную форму и объем)
Молодцы!!!
III. Изучение нового материала (15мин) (беседа учителя с учащимися)
1. Сообщение темы и цели (слайд №2)
–Мы вспомнили, что такое тела и вещества и какими свойствами они обладают. Некоторые из них спрятаны в коробку и чтобы узнать, что там лежит, вы должны отгадать три загадки:
– Хотите узнать, что там лежит?
1) Белый, как сахар. Пока руки им не испачкаешь, ума-разума не наберешься (мел)
2) Черен, как ворон, а греет, как Солнце? (уголь)
3) Что сперва в воде родится, а потом воды боится? (соль)
– Мел, уголь, соль.
– Как их можно назвать одним определением? (горные породы, минералы, полезные ископаемые.)
– Скажите, как называется тема нашего сегодняшнего урока? (Горные породы, минералы, полезные ископаемые).
– Итак, сегодня мы узнаем, чем же отличается горная порода от минералов и что такое полезное ископаемое, научимся различать горные породы по их происхождению, распознавать отдельные горные породы.
Запишем определение (слайд 3): горные породы – это вещества, из которых состоит земная кора. Как вы думаете, чем сходны все горные породы? (дети высказывают версии: являются твердыми телами, находятся в земной коре, являются полезными ископаемыми и т.п.) А чем отличаются? (Версии детей: по цвету, по форме, по блеску и т.п.) Горные породы отличаются, друг от друга по цвету, блеску, температуре, по плотности.).
Рассмотрим классификацию горных пород по происхождению (слайд 4). Все горные породы делятся на 3 группы: магматические, осадочные и метаморфические.
Магматические горные породы сформировались из магмы – расплавленной каменной массы, возникающей во время извержения вулканов (слайд 5). Магма может застыть как на поверхности земли, так и в толще земной коры. Магматические горные породы очень прочные, твердые. Образцы магматических горных пород представлены на слайде 6.
Осадочные горные породы образуются на земной поверхности и вблизи неё в условиях низких температур и давлений (слайд 7). По происхождению осадочные горные породы делятся на обломочные (обломки древних пород), глинистые и биохемогенные (осадок из частиц отмерших организмов). Образцы осадочных горных пород представлены на слайде 8.
Метаморфические горные породы образуются в толще земной коры в результате изменения (метаморфизма) осадочных или магматических горных пород (слайд 9). Магматические и осадочные горные породы под действием высокой температуры и давления видоизменяются и превращаются в метаморфические. На слайде 10 вы увидите примеры образования метаморфических горных пород.
Большинство горных пород – в основном твердые тела, их главная особенность – постоянство формы, которую и использовали древние люди.
Мы выяснили, что такое горные породы и как они классифицируются, а теперь давайте попытаемся ответить на следующий вопрос: почему самый древний период истории человечества назвали каменным веком? (ответы детей: люди изготавливали оружие и орудия труда из камня, они делали ножи, наконечники для копий и стрел, скребки, топоры). Молодцы!!!! Все горные породы состоят из минералов. Минерал – чистое вещество. Минералы – это вещества, из которых состоят горные породы (слайд11).Некоторые минералы представлены на слайдах 12-14. Посмотрите, пожалуйста, все они отличаются друг от друга по цвету, по блеску, по форме.
И у нас остались полезные ископаемые…может, кто нибудь знает, что это такое? (Мнения учащихся).(Полезные ископаемые – это горные породы и минералы, которые использует человек (слайд15)).
IV. Закрепление.(13 мин)
А сейчас мы совершим небольшую экскурсию в мир камней (слайд 16).
Вы, наверное, заметили на столе коллекции с минералами. Мы будем рассматривать их, слушать сообщения и заполнять таблицу (слайд 17):
Название
Происхождение
Цвет
Плотность
Использование
гранит
(слайд18)
магматическое
Серый, розовый, красный, желтый
плотный
В строительстве, скульптуре.
Облицовочный материал
Мел
(слайд19)
осадочное
белый
мягкий
В сельском хозяйстве
Слюда
(слайд20)
метаморфическое
От бесцветного до черного, блеск
Тонкие пласты, чешуйчатые
Электро и радиотехника
Глина
(слайд21)
осадочное
От серого, коричневого до красного
рыхлый
В строительстве
Каменный уголь
(слайд22)
осадочное
От серого до черного
плотный
Твердое топливо
(после каждого сообщения учитель вместе с детьми проверяет правильность заполнения таблицы)
На этом наше путешествие в мир горных пород и минералов закончено (слайд23).
V. Этап подведения итогов урока (2-3 минуты)
Мотивация этапа: сообщить учащимся о домашнем задании, подвести итоги урока, выставить оценки за работу на уроке.
Домашнее задание: составить кроссворд на данную тему (слайд24).
(Приложение №1)
Задание №1
Каково внутреннее строение Земли?
Задание №2
Что представляет собой земное ядро?
Задание №3
Что представляет собой мантия?
Задание №4
Что такое тело? Привести 5 примеров тел.
Задание №5
Что такое вещество? Привести 5 примеров веществ.
Задание №6
Что такое явление? Привести 5 примеров явлений.
Источник