Полезные ископаемые и формы их залегания

По форме залегания месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.

К правильным месторождениям относятся пласты (рис. 1.3) и пластообразные залежи.

Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Весьма тонкие пласты, не разрабатываемые вследствие малой мощности (до 0,4 м), называются пропластками. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.

Пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.

Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.). Часть пласта, выходящая на земную поверхность или находящаяся неглубоко от нее под наносами, называется выходом пласта (под наносы). Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту.

К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис 1.4). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.

Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.

Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами. Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.

Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.

Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными.

К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 1.5).

Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.

К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 1.6).

Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся линия простирания, линия падения, угол падения и мощность пластов.

Линия простирания пласта — это линия (АВ), образующаяся на поверхности пласта при пересечении его горизонтальной плоскостью (рис. 1.7). Простирание пласта определяется азимутом направления линии простирания, т.е. углом по часовой стрелке между магнитным меридианом (направлением на север) и положительным направлением линии простирания.

Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения (СD), а само направление этой линии — падением пласта. Линия падения пласта образуется при пересечении пласта вертикальной плоскостью, перпендикулярной линии простирания.

Угол, образованный между линией падения пласта СD и ее проекцией на горизонтальную плоскость СЕ, называется углом падения пласта α. В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 1.1).

Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.

Мощность пласта или иной залежи как элемент залегания представляет собой расстояние по нормали между кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной, или нормальной. Расстояние между кровлей и почвой, измеряемое по горизонтали, называют горизонтальной мощностью mг а по вертикали — вертикальной мощностью mв.

Поскольку в пределах залежи полезного ископаемого мощность ее, как правило, изменяется, поэтому на практике употребляют термин — средняя мощность. Так как пласты, например, угля, нередко имеют сложное строение, то различают полезную (без прослойков) и полную (с прослойками) мощность. При разработке угольных месторождений иногда вынимают только часть мощности пласта, которую называют вынимаемой мощностью. Различают также минимальную мощность пласта. Минимальная мощность, при которой разработка пласта целесообразна, называется рабочей мощностью.

Классификация угольных пластов и рудных залежей по нормальной мощности представлена в табл. 1.2. Различие классификаций также обусловлено особенностями технологии и способа разработки.

Элементы залегания пластовых месторождений являются более или менее выдержанными. Для рудных тел они изменяются, как правило, в широких пределах.

Таблица 1.1 — Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения

Тип пласта (залежи) по углу падения	Угол падения, градус
угольных пластов	рудных месторождений
при подземной разработке	при открытой разработке
горизонтальный	–
пологий	0–18	до 10	до 25
наклонный	19–35	10–30	25—45
крутонаклонный	36–55	–	–
крутой	>55	>30	>45

Таблица 1.2 — Классификация залежей полезных ископаемых по мощности

Дата добавления: 2016-10-30; просмотров: 4003 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

Лекция № 3

Тема лекции: Элементы и формы залегания месторождений полезных ископаемых

План лекции

1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.

2. Формы и элементы залегания месторождений.

3. Минеральный состав месторождений

Литература

1. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил.с. 23-31

Содержание лекции

1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.

Полезные ископаемые — минеральные массы (твердые, жидкие, газообразные), которые добываются из недр Земли с целью использования их в народном хозяйстве.

Руда — горная порода или минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим целесообразность извлечения их при современном состоянии экономики и техники.

До недавнего времени рудами называли только те агрегаты, из которых добывали металлы; в настоящее время термин руда распространен и на некоторые неметаллические полезные ископаемые (руды асбеста, апатита, бора и др).

Понятие полезных ископаемых и руды не являются постоянными, а изменяются в связи с изменением потребностей народного хозяйства, развитием техники добычи и переработки минеральных веществ. Например, горные породы, в которых находятся германий, галлий, рений, индий и другие элементы, относящиеся к группе рассеянных, до недавнего прошлого имели минералогический интерес, а теперь есть рудами.

Среди полезных ископаемых выделяют следующие главнейшие группы:

-металлические (руды), из которых извлекаются металлы или соединения металлов;

-неметаллические (часто тоже называемые рудами), которые используются либо как готовый минеральный агрегат (глина, песок, каменные строительные материалы), либо как сырье, из которого выделяют определенные минералы или химические соединения;

-каустобиолиты, к которым относятся в основном горючие полезные ископаемые (ископаемые угли, горючие сланцы, нефть, газ).

Месторождение — естественное скопление полезного ископаемого в земной коре, разработка которого при данной экономической конъюнктуре целесообразна.

Запасы твердых полезных ископаемых — весовое количество полезного ископаемого, заключенное в земных недрах на определенной площади. Качество полезных ископаемых определяется кондиционным содержанием в нем металлов или неметаллических компонентов, достаточным для экономически рационального использования полезных ископаемых в промышленности. Качество полезных ископаемых зависит от примесей в нем других полезных или вредных компонентов и других факторов.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимальные содержания вредных примесей в минеральном сырье определяются для каждого месторождения промышленными кондициями.

Месторождения твердых полезных ископаемых по промышленному использованию разделяются на рудные (черные, цветные, легкие, редкие, радиоактивные и благородные металлы, рассеянные и редкоземельные элементы), нерудные (сырье для химической и металлургической промышленности, строительные материалы и др.), горючие (уголь).

Рудный пояс — большой по размерам (регионального масштаба), вытянутый в определенном направлении участок земной коры, в котором сосредоточены месторождения одного или нескольких близких генетических типов и определенных металлов. Рудный пояс обычно в свою очередь подразделяется на ряд рудных зон.

Рудная зона — значительная по размерам, обычно линейно-вытянутая зона, в пределах которой располагаются месторождения определенных типов полезных ископаемых. Приуроченность месторождения к этой зоне обусловлена особенностями ее геологического строения.

Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади рудных полей обычно имеют размер от нескольких до десятков квадратных километров.

Тело, или залежь, полезных ископаемых — ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-геологическому элементу или комбинации таких элементов.

Рудопроявление — естественное скопление в горных породах рудных минералов невыясненных или небольших размеров, требует изучения.

Рудная точка — рудопроявление непромышленного характера (по размерам или содержанию полезных ископаемых).

2. Формы и элементы залегания месторождений.

Каждое тело полезного ископаемого имеет три измерения в пространстве. В зависимости от соотношения этих величин различают четыре типа тел полезных ископаемых: изометрические, плитообразные, трубо — или столбообразные и тела сложной формы.

Шток — большая, более или менее изометрическая залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья.

Гнездо — рудное тело, размеры которого по каждому из трех измерений измеряются единицами метров.

Штокверк — более или менее изометрический объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества.

Пласт — наиболее распространенная форма рудных тел осадочных месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Это плитообразное тело осадочного происхождения, отделенное от других пород плоскостями напластования. Пласты могут иметь длину, измеряемую десятками километров, и столь же большую ширину. Мощность пластов может изменяться от десятков сантиметров до сотен метров. Различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).

Жила — плитообразное тело, образовавшееся в результате заполнения трещинной полости жильной породой или метасоматического замещения горных пород вдоль трещин минеральными веществами. В связи с этим различают жилы выполнения и жилы замещения.

Линза — плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающуюся до краев. Линзы по длине достигают сотен метров .

Чечевица — отличается от линзы меньшими размерами при большей мощности.

Трубчатые рудные тела встречаются сравнительно редко. Типичным представителем трубчатых тел трубки кимберлитов. Трубки имеют эллиптическое или круглое сечение, измеряется десятками и сотнями метров, а на глубину прослеживаются на несколько километров.

Рудные тела сложной формы возникают обычно в комбинированных структурах рудных полей. Примерами могут служить, пластообразные тела в рудных скарнах, рудные тела, которые носят название «конского хвоста».

Рудные столбы. Тела полезных ископаемых, главным образом жильные рудные тела, не бывают одинаково богаты рудой на всем протяжении. Обычно в них первичные рудные минералы концентрируются на некоторых участках, называемых рудными столбами, в отличие от убогих частей рудных тел. Если обогащенные рудными минералами участки имеют небольшие размеры, их называют кустами, ячейками, карманами.

Установление и определение таких обогащенных участков рудных телах, выяснение закономерностей их образования является одним из важнейших задач при разведке месторождения.

3. Минеральный состав месторождений

Месторождения полезных ископаемых, кроме минералов, содержащих ценные металлы или используются в качестве неметаллического сырья, обычно содержат минералы, которые не имеют практической ценности. Эти минералы в постмагматических месторождениях, имеющие форму жил, называются жильными, а в месторождениях других генетических типов — нерудными. Для полезных ископаемых, которые используются полностью (блоки мрамора, гранита, диабаза и др), разделение на полезные компоненты и нерудные минералы не проводится.

Жильными и нерудными минералами обычно являются кварц, опал, халцедон; карбонаты — кальцит, доломит, сидерит, родохрозит;

сульфаты — преимущественно барит, в меньшей степени гипс;

силикаты — полевые шпаты, хлорит, серицит, гранат, родонит, каолинит, турмалин; апатит, плавиковый шпат, пирит, марказит, пирротин; иногда роль жильных и нерудных минералов играют обломки изверженных, осадочных и метаморфических пород, среди которых залегает рудное тело.

В зависимости от состава полезных компонентов, содержащихся в рудах, различают мономинеральные, либо простые и комплексные (сложные) руды. Мономинеральные руды — это руды, в которых содержится в основном один полезный компонент, например железо, алюминий, хром; комплексные руды содержат несколько полезных компонентов.

По составу преобладающей части рудных минералов выделяют следующие главные типы руд:

1) окислительные — характерные в форме окислов и гидроокислов для месторождения марганца, железа, олова, урана, хрома, алюминия;

2) силикатные — типичные для неметаллических полезных ископаемых (слюда, асбест, тальк и др.);

3) сернистые — в виде сульфидов, арсенидов, антимонидов, типичные для месторождений меди, цинка, свинца, никеля, сурьмы и других металлов;

4) карбонатные — характерные для некоторых месторождения железа, марганца, магния, свинца, цинка и меди;

5) сульфатные — типичные для месторождений бария, стронция и других элементов;

6) фосфатные — характерны для месторождений фосфора и связанных с ним соединений;

7) галоидные — типичные для месторождения солей и флюорита;

8) самородными (золото, платина, медь).

По составу всей рудной массы, включая рудные и нерудные минералы, руды подразделяются на кремнистые, силикатные, карбонатные, сульфидные, сульфатные, окислительные, галоидные и органогенные (газа битумные).

Контрольные вопросы

1. Дайте определение полезных ископаемых?

2. Дайте определения месторождения полезных ископаемых?

3. Перечислите формы залегания месторождения?

4. Перечислите главные типы руд по составу преобладающей части рудных

минералов.

Домашнее задание:

1. Изучение материала конспекта лекций.

2. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил., с. 16-23

Источник

Форма полезных ископаемых (рудных тел) определяется двумя
обстоятельствами. Во-первых, природными геологическими условиями их образования
и послерудного преобразования. Во-вторых, геолого-экономическими погружениями,
которые устанавливают, исходя из требование промышленности к данному виду
минеральною сырья, горно-геологическим условиям отработки объекта,
местоположению месторождения и др. Последние называют кондициями, по которым из
рудоносных зон при подсчете запасов руд оконтуривают рудные тела. Контуры рудных
тел только в редких случаях являются четкими, совпадающими с геологическими
границами. Как правило они постепенные и определяются по результатам
опробования.

Среди бесконечного разнообразия форм рудных тел можно выделить следующие
главные типы: пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела
неправильной формы, гнезда (карманы) и комбинированные залежи (рис.
2.10).

Рис. 2.10. Схематические
формы рудных тел (по В. М. Григорьеву и др. с дополнениями): А — изометричные (а
— шток, б — гнездо, в — карман); Б — уплощенные (а — пласт, б — линза, в- жила);
В — вытянутые в одном направлении (а — столбообразное, б — трубообразное, в —
воронковидное); 1 — рудные тела; 2 — гранит; 3 — песок; 4 — гравий, галька и
минералы тяжёлой фракции; 5 — глина.

Пластами называют плоские, пластинообразные тела полезных ископаемых, образующихся водных
бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами. Морфологически на них
похожи пластообразные метасоматические тела, формировавшие по осадочным толщам.
Кроме того, выделяют магматогенные пластообразные залежи в стратифицированных
ультраосновных и щелочных плутонах.

Основными элементами пластов являются элементы залегания (азимут и угол
падения, длины по падению и простиранию и мощность). В зависимости от угла
падения выделяют пологие (меньше 45°) и крутые (больше 45°). Различают несколько
экономических категорий мощностей: рабочую — минимальную, при которой
рентабельно разрабатывать, эксплуатационную — сумму всех прослоев с рудным
веществом и без него, входящих в рабочую часть пласта, и полезную,
представляющую собой суммарную мощность пачек полезного ископаемого,
извлекаемого при добыче.

Линзы представляют собой плоские тела дискообразной или
лентообразной формы Они типичны для осадочных и вулканогенно-осадочных
месторождений, но могут встречаться и в метасоматических и магматических
объектах. Как и пластовые тела, они бывают полого- и крутопадающими.

Жилы относятся к эпигенетическим рудным образованиям и в подавляющем
большинстве представляют собой трещины в горных породах, выполненные минеральным
веществом. Но имеются и метасоматические жилообразные тела. Выделяют следующие
элементы жил: зальбанды — контакты жилы с вмещающими породами со стороны
висячего и лежачего боков; апофизы — ответвления; ореолы измененных околожильных
пород. В пределах жил обособляются участки с повышенными содержаниями полезных
компонентов. Их называют рудными столбами. Они бывают морфологическими,
обусловленными местными раздувами жилы, и концентрационными, связанными
локальными высокими концентрациями ценных компонентов.

Как и в пластовых телах, в жилах измеряют элементы залегания, длины по
простиранию и падению, мощность и склонение. В морфологическом отношении
различают типы жил: простые и сложные, четковидные, камерные, седловидные,
ленточные и оперенные.
Месторождения представлены либо одной крупной жилой
сложного строения, либо серией сближенных мелких жил. Выделяют жильные рудные
поля, включающие несколько сближенных месторождений.

Трубы, трубки и трубообразные и столбообразные залежи представляют
собой удлиненные по одной оси рудные тела. Они часто имеют форму удлиненных,
опрокинутых вершиной на гущину конусов. Важными элементами этого типа тед
является угол ныряния, который измеряется между осью тела и горизонтальной
плоскостью, и диаметр залежи на разных гипсометрических уровнях. Наиболее
типичны такие формы для алмазоносных трубок, полиметаллических и
золото-серебряных залежей в вулканических аппаратах и рудных столбов в узлах
пересечений вертикальных трещин на гидротермальных месторождениях.

Штокверк — не морфологическое понятие. Это некоторый объем горных
пород, интенсивно рассеченных разноориентированными системами коротких трещин,
по которым развивается рудная минерализация. Часто между трещинами располагается
вкрапленное оруденение. Штокверки могут иметь самую разнообразную форму —
трубки, изометрические тела, линейные жилообразные системы, пологие линзо-и
пластообразные залежи.

Шток — грушевидное крутоориентированное рудное тело с округлым,
эллиптическим горизонтальным сечением, быстро выклинивающееся на глубине,
коническое и аркообразное в разрезе. Эта форма типична для
гидротермально-метасоматических, медно-порфировых, скарновых и
альбитит-грейзеновых месторождений.

Тела неправильной формы — ящичные, караваеобразные с выступами и
пережимами, амебообразные. Могут быть изометричными, уплощенными,
дискообразными, удлиненными, призматическими. Характерны для сумбаринных
колчеданных и железно-марганцевых месторождений, скарновых залежей,
разнообразных рудных образований в карстовых структурах.

Гнезда — небольшие изометричные скопления рудного, вещества. Для
золоторудных, ртутных, хромитовых и редкометальных и некоторых дугих типов
месторождений в роде случаев являются ведущим морфологическим трюм. Промышленный
интерес представляют участки, насыщенные рудными гнездами. В магматических
месторождениях они часто имеют форму шлиров, линзочек, шарообразных выделений. К
этой же категории относят и рудные карманы — изометричные накопления
рудного
материала в зоне выветривания, в карстовых кавернах, в полостях и пустотах
вблизи экранирующих поверхностей на гидротермальных месторождениях.

Комбинированные залежи представляют собой сложные формы рудных тел,
состоящие из нескольких простых морфологических элементов. Наиболее
распространены грибообразные и медузообразные залежи. Они имеют верхнюю пологую,
иногда дискообразную часть «шляпку», одну или серию подводящих жилообразных
«ножек». Эти залежи характерны для субмаринных вулканогенно-осадочных
месторождений и остаточных залежей в корах выветривания. Кроме того, возможны и
другие сочетания: пластовых и жильных форм, штоков и жил, трубообразных,
линзовидных и ярильных элементов и ряд других.

Рудные столбы (бонанцы) представляют собой участки рудных тел,
которые отличаются резко возросшей мощностью или содержанием полезного
компонента. Помимо упомянутых выше морфологических и концентрационных,
встречаются и комбинированные их разности.
Элементы залегания рудных тел
включают: утлы и азимуты их падения и простирания для уплощенных рудных тел;
утлы и азимуты простирания и ныряния осей для столбообразных тел; азимуты и углы
склонения для линзовидных и жильных рудных тел.
По условиям залегания рудные
тела и месторождения могут быть: открытыми, выходящими на дневную поверхность;
перекрытыми чехлом рыхлых отложений; слепыми (скрытыми), залегающими в коренных
породах на определенной глубине (рис. 2.11 — 2.13).

Рис. 2.11. Геологический
разрез выходящих на поверхность рудных тел ванадиеносных титаномагентитов
Гусевогорского и Качканарного месторождений. (По В. В. Авдонину и др.). 1 —
амфиболиты; 2 — габбро; 3 — рудные залежи.

Рис. 2.12. Перекрытое чехлом
мезозойских и кайнозойских отложений залегание алмазоносной кимберлитовой трубки
имени XIII съезда КПСС, Малоботуобинскии район (Якутия). (По А. Д. Харькиву и
др.).

Рис. 2.13. Схематический
разрез слепого (скрытого) сурьмяного месторождения Сигуаньшань КНР. (По Ильину).
1 — известники; 2 — глинистые сланцы; 3 — рудоносный
горизонт.

Источник