Реферат по предмету "Геология"

Узнать цену реферата по вашей теме


Введение в курс геологии месторождений полезных ископаемых (МПИ)

Прежде чем перейти к рассмотрению представлений о месторождениях, нужно уяснить самое понятие «месторождение ПИ». Это понятие геолого-экономическое. Помимо чисто геологических и генетических оно включает такие характеристики, как 1) качество ПИ (концентрация полезных и вредных компонентов в сырье), 2) количество сырья (запасы руд и полезных компонентов), 3) рентабельность разработки, определяемая соотношением цены на сырье и получаемые из него товарные продукты и затрат на их получение, 4) востребованность сырья в настоящее время и в перспективе.
Месторождением называют природные скопления минералов любого состава и происхождения, которые при современном уровне развития техники, технологии и цены данного минерала выгодно (или стратегически необходимо) добывать в настоящее время или в ближайшем будущем. Рудой называют минеральное образование, в единице объема или массы которого котором заключено количество полезного компонента, извлекаемое рентабельно (или стратегически необходимое). В условиях эффективной рыночной экономики практически любое месторождение следует рассматривать, как комплексное, многокомпонентное. То есть наряду с основным полезных компонентом целесообразно попутное извлечение других ценных минералов и горных пород. Месторождения разделяют на две серии – эндогенную и экзогенную. Между ними нет непреодолимой границы. Давний спор «плутонистов» и «нептунистов» о происхождении месторождений.
Лекция 1. Источники металлов и других полезных компонентов «Геолог должен держать свой ум свободным в отношении гипотез рудообразования, ибо они еще слишком несовершенны» акад. С. С. Смирнов Источники энергии для мобилизации и переноса полезных компонентов
Источники энергии, необходимые для мобилизации полезных компонентов, их транспортировки к поверхности – тепло мантии, магматических расплавов в земной коре, энергия радиоактивного распада, естественные электрические поля в недрах. Несомненно постоянное пополнение энергии недр колоссальным потоком солнечного электромагнитного излучения, преобразуемого в другие виды внутренней энергии Земли и неравномерно перераспределяемого в недрах. Источник полезных компонентов для большинства месторождений до сих пор является наиболее спорным, особенно для эндогенных. Традиционно выделяют источники мантийные, магматические, осадочные, биогенные источники металлов и других ценных минеральных компонентов Мантийные источники Теоретические основы концепции мантийных источников. 1. наличие зон Беньофа на активных окраинах континентов и под островными дугами, как современных, так и древних, фиксируемых очагами землетрясений с глубиной до 750 км. С ними связана мощная магматическая активность 2. наличие в разрезе мантии ослабленных зон пониженных скоростей сейсм. Волн – астеносферы 3. представление о конвективном круговороте массы и тепла в мантии до глубин 1000 км. 4. наличие куполообразных поднятий перегретого вещества мантии как под океанами, так и под континентами. 5. флюдный (газово-жидкий) дренаж по зонам глубинных разломов, уходящих корнями в мантию, таких агрессивных в смысле растворения металлов, компонентов, как вода, водород, углеводороды, хлор, сера, фтор, углерод и его соединения, включая цианиды. Пути проникновения флюидов, формирующих впоследствии месторождения, в верхние горизонты земной коры – рифтовые зоны, глубинные разломы, магматические каналы. Предполагается, что на мантийных глубинах металлы в продуктивных флюидах присутствуют в виде карбидов (MeC), гидридов MeH, цианидов (MeCN), а также хлоридных, фторидных, сернистых соединений. В верхних горизонтах, богатых кислородом, эти соединения раскисляются до образования гидратных (MeOH), кислород и карбонатсодержащих ионизированных форм. Таким образом, ни в одном месторождении мира мы не знаем руд первичного мантийного состава (гидридного, карбидного, цианидного и т.д.) Очевидно, что даже приняв на веру гипотезу об участии в образовании некоторых месторождений мантийных источников, приходится признать, что в исходном виде эти предполагаемые мантийные флюиды до верхних горизонтов земли не доходят. По пути они неизбежно взаимодействуют с магматическими расплавами, веществом базальтового и гранитогнейсового кристаллического слоя, осадочной оболочки, гидросферы. Таким образом, месторождения чисто мантийного происхождения вряд ли возможны. В настоящее время мантийное или отчасти мантийное происхождение предполагается для таких металлов и неметаллов, как Hg, Cu, Ni, Co, Zn, Fe, U, As, Sb, Bi, Au, Ag, F, углеводороды. Яркий пример локализации молодого, практически современного оруденения, предположительно связанного с мантией – океанические рифты (впадина Атлантис-2 в Красном море, где в морских илах разведано крупное месторождение сульфидных руд меди, цинка, свинца, серебра, впадина Логинова в срединно-океаническом хребте Атлантического океана с месторождением меди, цинка), а также на склонах островных дуг (сульфидные холмы близ Галапагосских островов, островов Фиджи и др., содержащие медь, свинец, цинк, золото, серебро, барит). Понятие о черных курильщиках. Температура металлоносных газов на выходе на дно моря – до 600-700 градусов. При смешении с морской водой (в том числе захороненной в морских отложениях) они образуют перегретые растворы с температурой от 30-40 градусов до 300-500 градусов. Отложение сульфидных частиц в виде темных хлопьев из фонтанирующего источника с образованием сульфидных рудных холмов. Часть рудного отлагается не на поверхности моря в виде сульфидных осадков, а в трещинах разломного канала, по которому сквозь вулканогенно-осадочную толщу дренируют металлоносные флюиды. Древними аналогами таких современных полиметаллических месторождений в сульфидных холмах и трубах черных курильщиков, металлоносных илах и трещиноватых каналах дренажа флюидов являются колчеданные месторождения Урала (Гайское, Учалинское, Сибайское и др.), горной системы Кордильер Северной Америки, Рио-Тинто в Испании и др. Существует достаточно обоснованная гипотеза о мантийном (то есть неорганическом) происхождении месторождений углеводородов. Кстати, одним из первых авторов идеи неорганического происхождения нефти был Менделеев. В основе гипотезы лежат многочисленные факты обнаружения метана и других углеводородов в ультраосновных и основных магматических породах, предположительно связанных с мантией, наличие месторождений нефти и газа в молодых вулканогенно-осадочных толщах, например, в Мексике, на склонах островных вулканических дуг, в кристаллических породах фундамента платформ (Саудовская Аравия) и интрузивах в складчатых поясах (Белый Тигр во Вьетнаме). Повсеместно месторождения нефти обнаруживают тесную связь с крупными разломами, что не очень вписывается в гипотезу чисто органического происхождения. С другой стороны, несомненно, что по пути сквозь осадочную оболочку, насыщенную биогенной органикой, первичные мантийные углеводороды претерпевают значительное изменение своего первичного состава.
Таким образом, участие мантийного вещества в образовании месторождений металлов, углеводородов вполне вероятно, но в земной коре такое вещество сильно преобразовано. Магматические источники Магматические расплавы зарождаются в океанических и континентальных рифтах, зонах субдукции, зонах активизации платформ, активных континентальных окраинах, островных дугах. Толчком к появлению расплавов служит появление тепловых потоков мантийного и нижнекорового происхождения. Основная часть металлов в расплавы попадает из самих расплавляемых пород, меньшая – из мантийных флюидов.
В океанической коре формируются расплавы в основном ультраосновного и основного состава. В них способны накапливаться Сr, Pt, Fe, фосфор. В расплавах того же состава в континентальной коре, кроме того, также характерны Ni, Co, Cu, Au, Ti, V. Агентом растворения и переноса металлов является перегретая до состояния пара вода, насыщенная агрессивными ионами Сl-1, F-1, S-2, CO3-2 OH-1, H+1 и др., превращающими воду в электролит. По мере подъема расплавов основного и ультраосновного состава фвверх происходит их постепенное взаимодействие с более кислыми породами и раскисление до среднего и кислого состава (андезиты, диориты, граниты и др.). С этими породами связан широкий круг металлов – Сu, Zn, Pb, Fe, Au, Ag, U, Bi, Sb, Sn, Mo, W, Be и др. При остывании расплавов от них отделяются перегретые воды и летучие компоненты, насыщенные металлами. Этот газово-водный фронт движется вверх в область более низких температур и давлений, где возникают гидротермальные растворы, благодаря которым сформировано огромное количество рудных месторождений. Осадочные источники гидротермально-метаморфогенных месторождений В последние 25 лет широкое признание получили взгляды, что многие месторождения (ранее традиционно рассматриваемые, как гидротермальные, связанные с гранитоидами) следует считать гидротермально-метаморфогенными. Генерация рудоносных растворов связывается согласно этой точке зрения не с гипотетическими гранитами (часто не обнаруживаемыми вблизи и под месторождениями), а с энергетическим (в первую очередь тепловым) потоком, обусловленным зональным метаморфизмом осадочных и вулканогенно-осадочных пород. К таким объектам относят некоторые месторождения золота, урана, сурьмы, полиметаллов и др. Источником металлов в них являются сами метаморфизуемые толщи. Условием для реализации такого механизма является наличие толщ, изначально обогащенных (со значительным превышением кларка) соответствующим металлом и сопутствующими ему элементами – спутниками. Такие толщи можно рассматривать, как «рудоматеринские». Примером являются некоторые стратиграфические горизонты триаса в золотоносном Яно-Колымском поясе, резко обогащенные золотом, серебром, серой, мышьяком, сурьмой и вмещающие многочисленные месторождения золота. Другой пример – поляковская свита ордовикских базальтов в Учалинском районе, к которой тяготеет большинство известных золоторудных объектов района. Надкларковые концентрации металлов в рудоматеринских толщах могут мобилизоваться в принципе любыми процессами, выводящими толщу из начального равновесного состояния – метаморфическими, интрузивными, тектоническими. Эти процессы способны превратить водонасыщенные породы (с токопроводящими захороненными морскими и ювенильными водами) в некоторое подобие гальванической ванны, где роль электродов (в том числе концентрирующих металлы) играют разно заряженные геологические тела, как правило, различного состава. Источники металлов экзогенных месторождений Экзогенные (гипергенные) руды непрерывно образуются на поверхности Земли путем разрушения эндогенных пород и руд механическим, химическим, биологическим путем. Для этих руд намечается 3 основных источника металлов. 1. рудные минералы и металлы, заключенные в горных породах в рассеянном виде. При разрушении пород легко растворимые компоненты выносятся, а концентрация химически стойких металлов в выщелоченных породах коры выветривания растет до промышленного уровня. Так образуются месторождения железа, марганца, алюминия (бокситы), фосфоритов, силикатных руд никеля, кобальта. При более интенсивном растворении (особенно в присутствии сульфат-иона от растворения сульфидов) могут растворяться и вышеназванные металлы, переноситься в виде коллоидных взвесей и отлагаться на дне континентальных и морских водоемов в виде твердого осадка образуя осадочные месторождения. 2. При окислении поверхностных выходов руд месторождений и непромышленных концентраций металлов происходит их растворение. В этом случае некоторые слабо растворимые металлы часто накапливаются в так называемых «железных шляпах» сульфидных месторождений, откуда выщелочены сера, цветные металлы, часть кремнезема. В железняках этих шляп накапливаются железо, золото, серебро, особенно богатые в низах зоны окисления. Растворимые соединения меди, цинка, свинца и других металлов мигрируют вниз и на границе с первичными эндогенными рудами образуют зону вторичного сульфидного обогащения. Подобным образом из пород выщелачиваются медь, ванадий, уран, серебро, железо, марганец, которые мигрируют с подземными водами, накапливаясь затем в определенных пластах осадков (карбонатов, торфяников, углей, углеродистых и битуминозных пород и др.), образуя инфильтрационные месторождения. 3. Руды и непромышленные концентрации металлов, локализованных в труднорастворимых и тяжелых минералах, разрушающиеся главным образом механическим путем, почти не переходя в растворимые соединения (самородные золото и платина, вольфрамит Fe,MnWO4, касситерит SnO2, ильменит FeTiO3, рутил TiO2, монацит Ce,La,ThPO4 и др.). Их миграция производится текучими водами (речными, талыми ледниковыми и морскими). Биогенные источники Академик В.И. Вернадский обосновал чрезвычайно важную роль биосферы в образовании месторождений ПИ, как рудных так и нерудных. Несомненна роль растительных остатков в образовании торфа и угля – это практически единственный источник образования данных видов топлива. Что касается металлов, то давно известны особые виды микроорганизмов, которые окисляют, растворяют и поглощают определенные металлы (Fe, Mn, Cu и др., возможно даже Au) и после отмирания способны создавать горизонты «оруденелых бактерий». Известны виды бактерий, живущих в бескислородной обстановке недр, близ выходов горячих источников, насыщенных агрессивными металлическими соединениями серы, хлора, углекислоты. Другая роль органического вещества, и растительного и животного происхождения – это прекрасные сорбенты многих металлов – меди, ванадия, урана, золота, серебра, платиноидов и др. Очень часты находки обломков растительного детрита, костей животных, чешуи и скелетов рыб, нацело замещенных минералами этих металлов. При вовлечении горизонтов с металлоносной органикой в другие процессы (напрмер, гидротермальный) из них могут заимствоваться металлы и переотлагаться в рудных телах. Наконец, карбонатные породы животного происхождения – коралловые рифы – замечательные коллекторы нефти и газа.
Техногенный источник С развитием техники все более важным источником металлов и других ценных компонентов становятся техногенные месторождения – отвалы пород вскрыши недровых месторождений, хвосты обогащения руд, металлургические шлаки и т.д. По мере постоянного понижения содержаний полезных компонентов в недровых рудах отходы деятельности человека становятся всё более конкурентоспособными для их вовлечения в повторную переработку.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Доработать Узнать цену написания по вашей теме
Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме:

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат 4. СНГ как зона пересечения интересов России и стран блока нато III
Реферат 4. Діаграма структури програми навчання
Реферат Применение современных средств вычислительной техники на примере ОАО "Сахалинский аэропорт Оха"
Реферат 4. статистичні показники
Реферат 4. процесс маркетингового управления в коммерческом банке тема процесс маркетингового управления в коммерческом банке 1
Реферат 4. оскудение или усложнение
Реферат 4. 1 Современные идеологические концепции и доктрины
Реферат 4. Список использованной литературы
Реферат 4000 увлекательных фактов. Энц шк
Реферат Ответственность за вред, причиненный актами власти
Реферат 4. Министерству экономики разъяснять вопросы, связанные с применением настоящего постановления
Реферат 4. Данные о государственной регистрации
Реферат 4. Относительных разн
Реферат 4. стили речи функциональный стиль это исторически сложившаяся и общественно осознанная разновидность литературного языка (его подсистема), функционирующая в определенной сфере человеческой деятельности и общения
Реферат 400-летия добровольного вхождения калмыцкого народа в состав Российского государства получила свое выражение в поручении главы региона К. Илюмжинова республиканским министерствам активизировать подготовку проектно-сметной документации объектов, включ