WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Коваль И.К.

ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ учебноепособие по специальности геология 011100 Воронеж 2003 2 Утверждено научно-методическим советом геологического факультета протокол № 7 от 29 мая 2003г.

Автор Коваль И.К.

Учебноепособиеподготовлено на кафедре полезных ископаемых и недропользования геологического факультета Воронежского государственного университета.

Рекомендуется для студентов 4 - 5 курсов геологического факультета дневного и заочного отделений.

3 ВВЕДЕНИЕ Основные задачи науки Учение о полезных ископаемых – это древнейшая наука, основной задачей которой является изучение закономерностей образования и распределения в земной коре скоплений минеральных веществ с промышленным содержанием ценных компонентов в количествах, экономически оправдывающих их добычу и переработку с целью использования в народном хозяйстве.

Знаниеэтих закономерностей позволяет:

• рационально вести поиски месторождений, • эффективно проводить разведочные работы, • осуществлять выбор наиболее экономичных систем разработки месторождений и наилучшего способа переработки сырья.

Основные понятия учения о полезных ископаемых Полезные ископаемые бывают газообразными, жидкими и твердыми. К газообразным полезным ископаемым относятся горючие и благородные газы, к жидким принадлежат нефть, подземные и поверхностные воды.

Основная масса полезных ископаемых относится к твердым, которые используются в «сыром» виде (гранит, мрамор, глина), для извлечения из них ценных компонентов (металлы), в таком случае они называются рудой, могут использоваться целиком, но для дальнейшей переработки (соли), могут применяться кристаллы (пьезокварц, исландский шпат).

Месторождением называется участок земной коры, в котором в результатегеологических процессов произошло накоплениеминерального вещества по количеству качеству и условиям залегания пригодного для, промышленного использования.

По промышленному использованию месторождения подразделяют на рудные или металлические нерудные или неметаллические горючие,, (каустобиолиты) и гидроминеральные. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Так, рудные месторождения подразделяются на месторождения черных, цветных, легких, благородных, радиоактивных, редких и рассеянных металлов. Среди нерудных полезных ископаемых выделяют месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья. К горючим полезным ископаемым относятся месторождения нефтяные, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа. Гидроминеральные месторождения разделяют на месторождения питьевых вод, технических, бальнеологических и минеральных.

Количество минерального сырья в недрах называется его запасами или ресурсами. Качество минерального сырья определяется содержанием в нем ценных и вредных компонентов. Качество многих неметаллических соединений связано с их физическими и химическими свойствами.

Качество горючих полезных ископаемых определяется теплотворной способностью.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимально допустимое содержание вредных примесей, при которых возможна эксплуатация месторождения, называют промышленными кондициями.

Понятия о месторождении, о кондициях не являются строго определенными, раз и навсегда заданными. Они изменяются по следующим причинам:

1) исторически, по мере изменения потребностей человечества в минеральном сырье: развитиецивилизации сопровождается неуклонным ростом потребления полезных ископаемых, что приводит к тому, что со временем разрабатываются месторождения с более бедными рудами;

2) совершенствованиетехники добычи и технологии переработки минерального сырья;

3) промышленные кондиции неодинаковы для разных природных условий и каждый раз определяются при помощи экономических расчетов.

Краткий исторический очерк Развитиечеловечества немыслимо без освоения полезных ископаемых.

История развития представлений об условиях образования месторождений достаточно детально описана в учебниках (В.И.Смирнов, 1989;

В.И.Старостин, П.А.Игнатов, 1997 и др.). В настоящем пособии приводится лишь краткий обзор материала.

Период зарождения современной горной промышленности и теории формирования месторождений полезных ископаемых в нашей стране связан с активной деятельностью Петра I и М.В.Ломоносова. Именно с появлением трудов М.В.Ломоносова зародилась наука о минеральных месторождениях.

Второй период развития горной промышленности и науки о полезных ископаемых связан с открытием в г. Санкт-Петербург горного училища, с 1834 г. – это институт горных инженеров, а позже Ленинградский горный институт. Выпускники института многое сделали для своей страны.

Появляются новые районы горной добычи (наряду с Уралом, это Алтай, Западная Сибирь, Забайкалье). Расширяется перечень полезных ископаемых, по объему добычи многих из которых Россия вышла на место в мире.

Период развития капитализма в России связан с дальнейшим прогрессом геологических исследований. К добыче традиционных полезных ископаемых прибавились новые отрасли, среди которых исключительное место заняла разработка месторождений нефти и угля. Расширилась территория Российской Империи, включающая всю Сибирь, Дальний Восток, Кавказ, Казахстан и Среднюю Азию сих неповторимым набором разнообразных месторождений полезных ископаемых. Возросла необходимость научного осмысления все увеличивающегося объема фактических материалов. В 1882 году в Петербурге создан Геологический комитет. В его состав вошли выдающиеся ученые того времени – В.Обручев, М.Усов, А.Карпинский, А.Герасимов, И.Губкин, И.Мушкетов и др.



Советский период выделяется расцветом всех наук, в том числе геологии с ее важнейшей ветвью – учением о полезных ископаемых.

Совершенствуется теория формирования месторождений минерального сырья. В этой связи должен быть особо отмечен значительный вклад в науку о полезных ископаемых большой группы ученых: А.Бетехтин, Ю.Билибин, И.Гинзбург, А.Заварицкий, Д.Коржинский, И.Магакьян, С.Смирнов, В.Смирнов, Н.Страхов, П.Татаринов, А.Ферсман и другие многочисленные ученые.

К концу ХIХ - началу ХХ в. в области теории формирования месторождений сложилось несколько мировых научных школ:

американская, немецкая, французская, японская и русская.

В работах американских геологов преобладает анализ геологических структур, контролирующих процесс рудообразования, немецкая школа характеризуется выдающимися исследованиями вещественного состава руд, французская отличается содержательными работами в области региональной металлогении, японская – вулканогенного рудообразования, русская характеризуется анализом всесторонних связей условий образования месторождения стектоникой, магматизмом, метаморфизмом.

Развитие учения о геологии полезных ископаемых помимо представителей русской школы связано с именами зарубежных ученых:

А.Бэтмана, В.Линдрена, П.Ниггли, П.Рамдора, Г.Шнейдерхена, де Лоне, Эли де Бомона, П.Рутье, Т.Като, Т.Ватанабе и других ученых разных стран.

В новое время господствующую позицию в современных теориях занимает понятие о многообразии механизмов рудообразования, о многоэтапности и длительности формирования. Учение о полезных ископаемых окончательно стало на рельсы фундаментальной науки естествознания. В настоящее время геолог владеет всем арсеналом научных методов: математическим и физическим моделированием, компьютерными технологиями, оценки минеральных ресурсов различных территорий, аэрокосмическими поисковыми системами, мощной буровой и геофизической аппаратурой, разнообразными тонкими приемами изучения минерального состава и строения месторождений. Только синтез этих знаний позволяет выдвинуть новые идеи, способные решить минеральносырьевые проблемы человечества в ХХI в.

ГЛАВА I. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Площади распространения полезных ископаемых В зависимости от масштабов проявления выделяются следующие категории рудоносных площадей: провинция, область (пояс, бассейн), район (узел), поле, месторождение, рудноетело.

К провинциям относят крупные структурные элементы земной коры, относящиеся к платформам, складчатому поясу, дну морей и океанов с размещенными в их пределах свойственными им месторождениями.

Область полезных ископаемых входит составным элементом в провинцию, она характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к тектоническим элементам первого порядка (мульдам, поднятиям, грабенам и др.). Вытянутые линейные области, приуроченные к прогибам, глубинным разломам, рифтовым системам, называют рудными поясами.

Бассейны полезных ископаемых представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых полезных ископаемых.

Рудным районом называют местное скопление месторождений в пределах более крупных таксонов (провинций, областей, поясов и бассейнов), приуроченное к определенным тектономагматическим и литолого-фациальным обстановкам. В случае концентрации серии месторождений определенных видов полезных ископаемых к местам пересечения разломов, такой район называют рудным узлом.

Рудное поле представляет собой небольшой участок земной коры, в пределах которого располагаются одновременно образовавшиеся, генетически родственные месторождения и объединяемые единством геологической структуры.

Рудным телом называется локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурногеологическому элементуили их комбинации.

Морфология тел полезных ископаемых Рудные тела чрезвычайно разнообразны по форме. Можно выделить лишь главные типы рудных тел: пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы, гнезда, комбинированные залежи.

Пластами называют плоские тела полезных ископаемых, образующиеся в водных бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам осадочных пород, приобретают характер пластообразных залежей. Различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы), крутопадающие, с углами падения более 45о, и пологопадающие, с углами падения менее 45о.

Линзы представляют собой плоские тела дискообразной или лентообразной формы.

Жилы – это трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом, но имеются и метасоматические жилообразные тела.

Выделяют следующие элементы жил: зальбанды – контакты жилы с вмещающими породами; апофизы – ответвления, отходящие от жил в боковые породы. В пределах жил обособляются участки с повышенным содержанием полезных компонентов, их называют рудными столбами. По особенностям морфологии среди жил выделяются четковидные, камерные, седловидные, лестничные и оперенные (рис. 1).

Трубы, трубки и трубообразные и столбообразные залежи представляют собой удлиненные по одной оси рудные тела. Они часто имеют форму удлиненных, опрокинутых вершиной на глубинуконусов.





Штокверк – это некоторый объем горных пород, интенсивно рассеченных разноориентированными системами коротких трещин, по которым развивается рудная минерализация. Часто между трещинами располагается вкрапленное оруденение Штокверковую форму имеют.

некоторые месторождения меди, молибдена, олова, вольфрама, асбеста и других полезных ископаемых (рис.2).

Штоком называется более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья. Примером могут служить штоки каменной соли, гидротермально-метасоматические меднопорфировые, скарновые и грейзеновые месторождения (рис.3).

Гнездом называется некрупное локальное скопление полезных ископаемых. К ним принадлежат тела некоторых месторождений золота, свинца и цинка, хромитовых, ртутных и других руд.

Помимо перечисленных простых форм рудных тел полезных ископаемых в природе встречаются сложные залежи, представляющие собой их комбинацию.

Рис.1.Различные типы жил: 1- простая жила; 2- лестничные жилы; 3 – четковидная жила; 4 – камерная жила.

Рис.2. Штокверк. Рис.3. Шток:1 - сланцы; 2 – известняки;3 - зона трещиноватости; 4 – рудноетело.

Минеральный и химический состав полезных ископаемых Месторождения неоднородны по составу помимо рудных (ценных) :

обычно есть сопутствующиеминералы (их часто называют жильными).

По химическому составувыделяются следующиетипы руд:

1) оксидные – в форме оксидов и гидроксидов, характерные для месторождений железа, марганца, олова, урана, хрома, алюминия;

2) силикатные – наиболее типичны для неметаллических полезных ископаемых (слюды, асбест и др.);

3) сернистые – в виде сульфидов, арсенидов, антимонидов меди, цинка, свинца, никеля, сурьмы и других элементов;

4) карбонатные – свойственные некоторым месторождениям железа, марганца, магния, свинца, цинка, меди;

5) сульфатные, к которым относятся месторождения бария, стронция и других элементов;

6) фосфатные, образующиеместорождения фосфора;

7) галоидные – типичные для месторождений солей и флюорита;

8) самородные – сложенные самородными металлами и сплавами.

Среди нерудных преобладают кварц, карбонаты, хлорит, турмалин, тремолит, серицит, каолинит.

По соотношению рудных и нерудных минералов выделяют руды массивные или сплошные (рудных минералов больше 80%) и вкрапленные (рудных минералов меньше 80%). Массивные руды характерны для руд железа, марганца, хрома, меди, свинца, цинка, графита, серы. Вкрапленные руды наблюдаются в золоторудных месторождениях, молибденвольфрамовых, оловорудных, никелевых, асбеста, слюд.

По составу руды бывают простые (монометальные) – железа, хрома, алюминия, марганца, асбеста, графита и сложные (комплексные) – медномолибденовые, полиметаллические содержащие кроме свинца и цинка,,, медь, золото, серебро, никель, германий, индий, кадмий и т.д.

Минеральное вещество, составляющее полезное ископаемое обладает, соответствующей текстурой и структурой.

Структура руды определяется формой, размерами и взаимоотношениями зерен слагающих ее минералов.

Текстура руды определяется формой, размерами и взаимоотношениями агрегатов зерен.

Этапы и стадии минералонакопления Процессы минералонакопления при формировании месторождений по длительности сопоставимы с геологической шкалой времени. Они протекают в течениеэтапов и стадий.

Этапом называется длительный период, когда происходило накопление руд одного генетического типа, например, магматического, пегматитового и др. Обычно месторождения формируются в один этап, реже в два и более.

Стадии фиксируют части этапов, в течение которых происходило накоплениеминералов определенного состава. Стадия отделяется одна от другой перерывом в минерализации. Критериями для выделения стадий служат пересечение разновозрастных жил, брекчирование и цементация минеральных агрегатов ранних стадий более поздними, контрастным изменением физико-химических параметров процессов минералообразования.

Минеральные ассоциации последовательных стадий называют минеральными генерациями. Выделяют парагенетические минеральные ассоциации (или парагенезисы), в которые объединяют совместно залегающие агрегаты минералов, имеющие общее происхождение и отлагавшиеся в определенной последовательности.

Руды, образовавшиеся синхронно с вмещающими породами, называют сингенетическими, а возникшие в уже существовавших породах – эпигенетическими.

Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых Месторождения полезных ископаемых формируются в процессе дифференциации при круговороте минеральных масс в эволюционном развитии земли. В соответствии с этим все месторождения полезных ископаемых разделяются на три серии: магматогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, а последниена классы.

Магматогенные (глубинные, гипогенные, эндогенные) месторождения полезных ископаемых связаны с внутренней энергией земли. Местом их локализации служат глубинные геологические структуры, определяющие условия накопления минеральных веществ, морфологию, состав и строениетел полезных ископаемых.

Магматическая группа объединяет месторождения, образовавшиеся при застывании фракций магматических расплавов, в которых сконцентрировались ценные минеральные соединения.

Карбонатитовая группа формировалась из расплавов, связанных с ультраосновными щелочными интрузиями центрального типа.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 11 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.