ТЕМА: «ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ»
1. Основные понятия и определения.
Полезным ископаемымназывают природное минеральное образование, которое используется в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки (переработки) путем дробления, сортировки, обогащения для извлечения ценных металлов или минералов. По физическому состоянию полезные ископаемые бывают газообразными, жидкими и твердыми. К газообразным относятся горючие газы углеводородного состава и негорючие инертные газы, к жидким — нефть, рассолы, воды, к твердым — большинство полезных ископаемых, которые применяются как химические элементы или их соединения, а также кристаллы, минералы, горные породы.
По промышленному использованию полезные ископаемые разделяются на металлические, неметаллические, горючие, или каустобиолиты, гидро- и газоминеральные.
1) Металлические полезные ископаемыеслужат для извлечения из них металлов и элементов: черных (железо, титан, хром, марганец); легирующих (никель, кобальт, вольфрам, молибден); цветных (алюминий, медь, свинец, цинк, сурьма, ртуть); благородных (золото, серебро, платина, палладий); радиоактивных (уран, радий, торий); редких и рассеянных (висмут, цирконий, ниобий, тантал, галлий, германий, кадмий, индий); редкоземельных (лантан, церий, иттрий, прометий, самарий, лютеций).
2) К неметаллическим полезным ископаемымпринадлежат строительные горные породы (естественные строительные камни, пески, глины, сырье для каменного литья, стекол и керамики), индустриальное (алмаз, графит, асбест, слюды, драгоценные и поделочные камни, пьезокристаллы, оптические минералы), а также химическое и агрономическое сырье (сера, флюорит, барит, галит, калийные соли, апатит, фосфориты).
3) Горючие ископаемыевключают торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, озокерит, нефть, горючий газ. Они служат энергетическим и металлургическим (кокс) топливом, а также сырьем для химической промышленности.
4) К газоминеральному сырьюотносятся негорючие инертные газы: гелий, неон, аргон, криптон и др.
5) Гидроминеральные полезные ископаемыеразделяют на подземные воды: питьевые, технические, бальнеологические или минеральные и нефтяные, содержащие ценные элементы (бром, йод, бор, радий и др.) в количестве, позволяющем извлекать их, а также рассолы (озерные рассолы, минеральные грязи, илы). Важным гидроминеральным сырьем являются также |воды морей и океанов, используемые для получения пресной воды и извлечения многих ценных элементов.
Рудойназывается минеральное сырье, содержащее ценные полезные компоненты (металлы, их соединения, минералы) в количестве, достаточном для промышленного извлечения при современном состоянии экономики, техники и технологии. В зависимости от вида извлекаемого компонента выделяются руды металлические (железные, медные, свинцово-цинковые и т. д.) и неметаллические (серные, асбестовые, графитовые, апатитовые и др.). По количеству компонентов различают руды монометалльные (мономинеральные), биметалльные (биминеральные) и полиметалльные (полиминеральные).
Понятия «полезное ископаемое» и «руда» являются, в известной степени, условными, отражают характерные для определенного исторического периода потребности народного хозяйства в различных видах минерального сырья, технологические возможности и экономические условия их добычи, переработки и промышленного использования.
Так, согласно В. И. Вернадскому, человек потреблял в древние века только 18 элементов, к XVIII в. их число возросло до 25, в XIX в.— до 47, в начале XX в.— до 54, а в середине XX в. применялось 80 элементов таблицы Д. И. Менделеева, не считая 12 трансурановых. В XX в. полезными ископаемыми стали калийные соли, урановые руды, нефелин, перлит, волластонит и многие другие. Промышленное значение приобрели также железистые кварциты (после разработки технологии их обогащения в 1955 г.) и апатит-магнетитовые руды (благодаря применению томасовского способа плавки). В последние годы возросла потребность новых отраслей техники в рассеянных металлах (германий, галлий, рений, индий и др.). Разработка технологии разделения редкоземельных элементов привела к интенсивному использованию их в металлургии специальных высококачественных сталей и сплавов.
Увеличение потребности в полезных ископаемых обусловило значительный рост объемов их добычи. Все новые виды минерального сырья вовлекаются в промышленное использование в связи с запросами вновь возникающих отраслей техники, нуждающихся в новых конструкционных материалах обладающих высокой твердостью, прочностью и другими специфическими свойствами. Некоторый дефицит отдельных металлов предопределяет необходимость замены их другими металлами или неметаллическим сырьем, добыча которого также резко возросла в связи с ростом строительства, широким применением минеральных удобрений, развитием химической промышленности. Огромные масштабы добычи полезных ископаемых вызывают необходимость наиболее полного извлечения их при добыче и переработке, комплексности использования и уменьшения потерь.
Месторождением полезного ископаемогоназывается его природное скопление в земной коре в виде геологических тел, которое по условиям залегания, количеству и качеству минерального сырья при данном состоянии экономики и техники может служить объектом промышленной разработки в настоящее время или в ближайшем будущем. К месторождениям полезных ископаемых промышленность предъявляет требования, определяемые технической возможностью и экономической целесообразностью их разработки. Совокупность требований называется кондициями.Они не являются постоянными и зависят от экономических условий и состояния техники и технологии добычи и переработки минерального сырья.
Площади распространения полезных ископаемыхв порядке их уменьшения разделяются на провинции, области (пояса, бассейны), районы (узлы), поля, месторождения, тела.
Провинция полезных ископаемыхпредставляет собой крупный участок земной коры, относящийся к платформе или складчатой геосинклинальной зоне, со свойственными ему и размещенными в его пределах месторождениями. По этому признаку выделяют провинции Русской и Сибирской платформ, Уральскую (герциниды Урала), Кавказскую (альпиниды Кавказа) и т. п. Различают также провинции по видам минерального сырья: металлогенические, угленосные, нефтегазоносные. Среди металлогенических отмечаются провинции докембрийских платформ, каледонских, герцинских, мезозойских и альпийских складчатых зон. Угленосные провинции разделяют по основным эпохам угленакопления на карбоновые, пермско-юрские, позднемеловые, палеоген-неогеновые. Площади провинций весьма значительны и могут составлять от сотен тысяч до миллиона и более квадратных километров.
Область полезных ископаемыхсоставляет часть провинции и характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых. Они приурочены к одному или к группе крупных тектонических элементов, обусловливающих геологическое строение провинции. К таким структурам на платформах относятся щиты, антеклизы и синеклизы, в пределах геосинклиналей – антиклинории, синклинории, краевые и межгорные прогибы, срединные массивы. Площади
областей изменяются от десятков тысяч до первых сотен тысяч квадратных километров. В пределах областей размещение месторождений полезных ископаемых может иметь поясовой или бассейновый характер.
Пояс полезных ископаемыхпредставляет собой область, в пределах которой месторождения приурочены к линейно-вытянутым тектоническим структурам. Выделяют пояса металлогенические, или рудные, нефтегазоносные и угленакопления. Типичными рудными поясами являются полиметаллический пояс Рудного Алтая размером 300х40 км и Яно-Индигиро-Колымский золоторудный размером 1000х (60—100) км.
Бассейн— это область почти непрерывного распространения пластовых осадочных полезных ископаемых с площадью от нескольких сотен до нескольких сотен тысяч квадратных километров. Известны бассейны нефти (Волго-Уральский, Западно-Сибирский, Днепрово-Донецкий), угля (Донецкий, Печорский, Кузнецкий, Подмосковный), минеральных солей (Соликамский, Иркутский, Артемовско-Славянский), металлических и неметаллических руд (железа — Криворожский, Керченский; марганца — Никопольский).
Район (узел) полезных ископаемыхсоставляет часть области и характеризуется местным сосредоточением месторождений. Площади рудных районов колеблются от сотен до первых тысяч квадратных километров, площади узлов угленакопления значительно больше. В качестве примера следует назвать 29 узлов полиметаллических месторождений Восточного Забайкалья.
Поле полезных ископаемых— группа месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади полей составляют от нескольких до десятков квадратных километров. Примерами рудных полей можно считать Алмалыкское, Талнахское, Джезказганское и др. Поля полезных ископаемых состоят из месторождений, а последние - из тел полезных ископаемых.
Телом полезного ископаемогоназывают ограниченное со всех сторон скопление минерального вещества, которое приурочено к отдельным структурным элементам или их комбинациям.
Контрольные вопросы и задания
1. Что называется полезным ископаемым, рудой?
2. Как разделяются полезные ископаемые по физическому состоянию и промышленному использованию?
3. Дайте определение следующих понятий: провинция, пояс, бассейн, район (узел), поле, месторождение, тело полезных ископаемых. Приведите примеры.