Образование полезных ископаемых в земной коре

Главная
Случайная страница

Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать неотразимый комплимент
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника

Полезные ископаемые — природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут эффективно использоваться в хозяйстве.

По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на следующие группы:

— твёрдые (угли ископаемые, горючие сланцы, торф, рудные и нерудные полезные ископаемые);

— жидкие (нефть, минеральные воды);

— газообразные (газы природные горючие и инертные газы).

Полезные ископаемые находятся в земной коре в виде скоплений различного характера (жил, штоков, пластов, гнёзд, россыпей). Скопления полезных ископаемых образуют месторождения, а при больших площадях распространения — районы, провинции и бассейны.

Полезные ископаемые разделяются на металлические, неметаллические, горючие и гидроминеральные.

1) Металлические (рудные) — это полезные минеральные массы, из которых извлекаются металлы. К ним относятся:

• руды чёрных металлов — железо, марганец, хром;
• руды цветных металлов:

ü тяжелых металлов – медь, цинк, свинец, олово, никель;

ü легких металлов — алюминий, титан, магний;

• благородные металлы — золото, серебро, платина.

2) Неметаллические (нерудные) — это минералы, горные породы, которые используются целиком. К ним относятся:

• строительные материалы (известняк, песок, глина и др.), строительные камни (гранит);
• горнохимическое сырьё — апатит, фосфаты, минеральные соли, барит, бораты;
• камнесамоцветное сырьё — яшма, родонит, агат, оникс, халцедон, чароит, нефрит и др. и драгоценные камни — алмаз, изумруд, рубин, сапфир.

3) Горючие – используются для получения энергии. К ним относятся: нефть, природный газ, горючие сланцы, торф, уголь.

4) Гидроминеральные — подземные минеральные и пресные воды.

Генезис полезных ископаемых.

Полезные ископаемые формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, а также благодаря экзогенным процессам на её поверхности.

При эндогенных процессах полезные ископаемые возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов.

При внедрении и остывании в земной коре магматических расплавов образуются магматические месторождения полезных ископаемых, залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих массивов.

С интрузивами основного состава связаны хромовые руды, железные руды, титановые руды, никелевые руды, медные руды, кобальтовые руды, платиновые руды.

К щелочным массивам магматических пород приурочены руды фосфора (апатитовые руды), танталовые руды, ниобиевые руды и редкометалльные руды.

С гранитными пегматитами (с кислыми магматическими породами) генетически связываются месторождения слюд, полевых шпатов, драгоценных и поделочных камней, бериллиевые руды, литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана и редкоземельных элементов.

В карбонатитах, ассоциированных с ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, а также апатита и слюд.

В альбититах формируются залежи урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов.

В скарновых месторождениях находятся промышленные скопления руд железа, меди, кобальта, свинца, цинка (свинцово-цинковые руды), вольфрамовые руды, молибденовые руды, оловянные руды, руды бериллия, урана, золотые руды, борные руды, горный хрусталь, графит и другие полезные ископаемые.

Большое количество полезных ископаемых концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях, образующихся при температурах от 700 до 50°С из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Среди них главное значение имеют месторождения 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, серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, кварц, баритовые руды, флюоритовые руды, асбест и другие полезные ископаемые.

В колчеданных месторождениях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматического происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита.

В стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути и флюорита.

При экзогенных процессах на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные месторожденияполезных ископаемых.

Осадочные полезные ископаемые накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах.

Среди них выделяются механические, химические и биохимические (органогенные) осадки.

К механическим осадкам относятся гравий, песок и глина.

К химическим осадкам — некоторые известняки, доломиты, соли (калийные соли, каменная соль), а также руды алюминия (бокситы), железа, марганцевые руды, местами руды меди и других цветных металлов.

К биохимическим осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, месторождения нефти и горючего газа, а также угля, горючих сланцев, диатомитов, некоторых разновидностей известняков и других полезных ископаемых.

Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанических, морских и озёрных, а также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов).

Остаточные полезные ископаемые сосредоточены в древней и современной коре выветривания при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, а также за счёт происходящего при этом переотложения некоторой части минеральной массы. Их представителями могут служить залежи серы самородной, гипса, каолина, магнезита, тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана.

Метаморфизм приводил к возникновению полезных ископаемых, обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и температур в глубине Земли. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические полезные ископаемые.

Метаморфизованные месторождения полезных ископаемых образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений полезных ископаемых. К ним принадлежат имеющие крупнейшее промышленное значение месторождения железных руд докембрийского возраста (например, Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в Pоссии, озеро Верхнее в США и др.), а также месторождения марганца Индии и других стран.

Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают при метаморфизме различных горных пород за счёт перегруппировки и концентрации некоторых компонентов, входящих в состав этих горных пород (некоторые месторождения графита и высокоглинозёмистых минералов — кианита, силлиманита).

Под геолого-промышленными типами месторождений полезных ископаемых понимаются такие, которые зарекомендовали себя как основные поставщики данного вида минерального сырья для промышленности. Далеко не все рудные формации могут иметь промышленное значение и включать геолого-промышленные типы месторождений.

Принято считать, что к основным мировым геолого-промышленным типам следует относить такие, на долю которых приходится не менее 1 % мировой добычи.

Значение отдельных геолого-промышленных типов месторождений в сырьевой базе тех или иных полезных ископаемых разное, в связи с чем, среди них выделяются главные, на которые приходится выше 5 — 10 % запасов (или добычи) соответствующего полезного ископаемого, и второстепенные — обычно менее 2 — 2,5%.

При этом нужно иметь в виду, что в минерально-сырьевой базе отдельных государств ведущими геолого-промышленными типами могут служить такие, которые в мировом балансе запасов и добычи существенной роли не играют, и наоборот.

Например, если в мировой минерально-сырьевой базе на долю стратиформных свинцово-цинковых месторождений в карбонатных формациях приходится 15,6 % запасов свинца и 17 % цинка, то в России только около 2,5 % запасов как свинца, так и цинка.

Таблица 11 — Диапазон промышленных кондиций для некоторых руд

1. Порядок выполнения работ

Date: 2015-11-13; view: 876; Нарушение авторских прав

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.

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.