Предмет: НЕРУДНЫЕ ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ УЗБЕКИСТАНА Семестр 2 Лекция 1 Тема: ВВЕДЕНИЕ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЙ. КЛАССИФИКАЦИЯ и.о. доцента каф. «Геологии» PhD, Шарафутдинова Л.П. 2020-2021 учебный год План лекции: •Предмет курса, цели и задачи •Классификация полезных ископаемых •Уровни распространения МПИ Предметом курса, как и большинства наук геологического цикла, является земная кора, только с точки зрения размещения месторождений нерудных полезных ископаемых. Курс «Геология нерудных полезных ископаемых Узбекистана» нацелен на формирование представлений о геологических, физико-химических и геодинамических условиях образования месторождений; знакомство с современными теориями и гипотезами возникновения промышленных концентраций нерудных полезных ископаемых в земной коре. Задачи: Изучение геологических условий образования месторождений, их размещений, геологического строения; - Определение характеристик отдельных видов полезных ископаемых (использование, запасы, добыча, геохимические и минеральные особенности и пр.) Науки о Земле Тектоника Минералогия Петрография Литология Геология МПИ Экономика мин.сырья Технология переработки и обогащения мин.сырья Металлургия Анализ истории развития цивилизации показывает, что месторождения полезных ископаемых представляют собой важнейшую составляющую часть естественных производительных сил человеческого общества. Месторождением полезных ископаемых называется участок земной коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества, по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. Руда представляет собой минеральный агрегат, в котором содержание ценных компонентов достаточно для промышленного извлечения и экономически выгодно. Любое месторождение – исключительное природное явление. Задача геологов: Определить те особые геологические и физикохимические условия, которые привели к локальной концентрации минерального сырья на фоне его регионального рассеяния. Особенно это относится к крупным и суперкрупным месторождениям: в них сосредоточено около половины запасов минерального сырья, при том, что они составляют только ¼ часть (25%) от общего числа месторождений. Полезные ископаемые – это природные вещества земной коры, пригодные при существующем уровне техники и технологии для использования в народном хозяйстве. Минеральное сырье – добытое полезное ископаемое. По агрегатному состоянию полезные ископаемые делятся на: твердые, жидкие и газообразные. Твердые полезные ископаемые разделяются на: рудные, нерудные и горючие. Рудные полезные ископаемые содержат минералы или минеральные соединения, являющиеся источником получения различных химических соединений или элементов (металлических, химических, агрономических). Нерудными называются полезные ископаемые, продуктами переработки которых являются агрегаты минералов или кристаллы (абразивы, диэлектрики, драгоценные и поделочные камни, пъезо- и оптические минералы), а также горные породы, используемые промышленностью без существенной переработки (флюсы, огнеупоры, строительные и керамические материалы). Твердые горючие полезные ископаемые: угли, горючие сланцы, асфальтиды и озокериты. Жидкие и газообразные полезные ископаемые подразделяются на: горючие (нефть, горючие газы); пресные, минеральные, соленые и нефтяные воды; инертные газы. Группировка скоплений полезных ископаемых В зависимости от количества, качества, горно-геологических условий и степени изученности, а также природных и экономических условий размещения скопления полезных ископаемых принято разделять на месторождения, проявления (рудопроявления), пункты минерализации. Месторождение - это скопление полезного ископаемого в земной коре, по количеству, качеству, условиям залегания и др. свойствам отвечающее требованиям промышленности и при существующем уровне техники и технологии рентабельное для промышленного освоения в настоящее время или в недалеком будущем. Проявление (рудопроявление) естественное скопление полезного ископаемого, по качеству отвечающее или почти отвечающее требованиям промышленности, но из-за небольших запасов или недостаточной изученности не может быть отнесено к месторождениям. Пункт минерализации - участок недр, где обнаружены визуально и подтверждены данными опробования незначительные по размерам и низкие по качеству скопления полезных ископаемых. КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ КЛАССИФИКАЦИЯ полезных ископаемых по физическому состоянию Газообразные Жидкие Твердые К газообразным относятся горючие газы углеводородного состава и инертные негорючие газы – гелий, неон, аргон и др. К жидким – нефть, подземные и поверхностные воды. К твердым принадлежит большинство полезных ископаемых, которые используются как отдельные элементы (металлы – Au, Ag, Fe и др.), кристаллы (горный хрусталь, алмаз, тальк, слюда), минералы (соли, графит, тальк, слюда), горные породы (гранит, мрамор, глина). КЛАССИФИКАЦИЯ полезных ископаемых по промышленному использованию Рудные (металлические) Нерудные (неметаллические) Горючие (каустобиолиты) Гидротермальные Рудные (или металлические) полезные ископаемые (и соответствующие месторождения) в свою очередь подразделяются на черные, легкие, цветные, редкие, благородные и радиоактивные металлы. Черные металлы: Fe, Ti, Cr, Mn Легкие: Al, Li, Be, Mg Цветные: Си, Zn, Pb, Sb, Ni Редкие: W, Mo, Sn, Co, Hg, Bi, Zr, Cr, Nb, Ta Благородные: Аu, Ag, Pt, Os, Ir Paдиоактивные: U, Ra, Th КЛАССИФИКАЦИЯ полезных ископаемых по промышленному использованию Рудные (металлические) Нерудные (неметаллические) Горючие (каустобиолиты) Гидротермальные Нерудные (или неметаллические) полезные ископаемые (и соответствующие месторождения) подразделяются по области применения: химическое, агрономическое, металлургическое, техническое, строительное сырье. КЛАССИФИКАЦИЯ полезных ископаемых по промышленному использованию Рудные (металлические) Нерудные (неметаллические) Горючие (каустобиолиты) Гидротермальные Горючих полезные ископаемые (или каустобиолиты) (и соответствующие месторождения) делятся на: нефтяные, горючих газов, углей, горючих сланцев, торфа. КЛАССИФИКАЦИЯ полезных ископаемых по промышленному использованию Рудные (металлические) Нерудные (неметаллические) Горючие (каустобиолиты) Гидротермальные Гидротермальные (гидроминеральные) полезные ископаемые (и соответствующие месторождения) разделяются на подземные и поверхностные воды следующего назначения: бытовые, технические, бальнеологические, минеральные. В ряде случаев воды содержат ценные элементы (Br, J, B, Li, Ra и др.) в количестве, достаточном для их извлечения. Уровни распространения и строения МПИ • Земная кора, в которой заключены месторождения полезных ископаемых, неоднородна в своем строении. Каждый ее отдельный участок отличается определенными геологическими условиями, которые определяют наличие месторождений, их строение и состав. • Среди геологических условий важнейшими являются тектонические, точнее палеотектонические, которые определяют возможность образования и последующую сохранность горных пород и их совокупностей - геологических формаций. • Геологической формацией называется естественная ассоциация горных пород, члены которой тесно парагенетически связаны друг с другом в возрастном и пространственном отношении (Н.С.Шатский). • Месторождения полезных ископаемых приурочены к определённым геологическим структурам, что определяет уровневое распространение месторождений. • В.И.Смирнов выделяет следующие уровни распространения МПИ: провинция - область - район - поле – месторождение - тело. Провинции ПИ • Выделяются на глобальном уровне и соответствуют самым крупным тектоническим элементам земной коры: докембрийским платформам, фанерозойским складчатым областям и эпифанерозойским плитам. Например: провинция Восточно-Европейской платформы, провинция Туранской плиты. • Для платформенных провинций обычно характерны три комплекса формаций горных пород: формации докембрийского складчатого фундамента, осадочного чехла и зон фанерозойской тектоно-магматической активизации • Для складчатых областей: ранней (спрединговой, дивергентной) стадии формирования складок, средней (субдукционной, конвергентной) и поздней (коллизионной); • Для плитных - кроме складчатых фанерозойских формаций фундамента характерны формации осадочного чехла. • Каждому комплексу формаций соответствует свой набор полезных ископаемых и месторождений различного происхождения. Области полезных ископаемых • Характеризуют следующий уровень строения литосферы, комплексы формаций горных пород которого сформировались в течение какойлибо стадии тектонического цикла развития провинции. • На платформах области имеют часто более или менее изометричную форму и именуются бассейнами. • В складчатых регионах они отличаются узкой вытянутой в плане формой и называются поясами. • Например: можно привести Гиссарский угольный бассейн, приуроченный к полосе распространения пород песчано-глинистой формации юры, или пояс титаномагнетитовых месторождений Урала, протягивающийся на несколько тысяч километров и приуроченный к полосе распространения интрузивных пород габбро-пироксенитовой формации. III. Район месторождений полезных ископаемых Наличие районов или узлов полезных ископаемых бывает обусловлено распространением благоприятных для размещения месторождений структур, толщ осадочных или интрузий магматических горных пород. Например: существование Тагило-Кушвинского рудного района площадью 53х11 км обусловлено сосредоточением диоритсиенитовых массивов, контактирующих с вулканогенно-осадочными и Поле месторождений полезных ископаемых (рудное поле) • Образует совокупность близких по составу и условиям образования месторождений, сконцентрированных на участке территории внутри рудного района. • Например: Кокпатасское рудное поле (золото-сульфидные мышьяковистые руды). Месторождение полезных ископаемых • Участок земной коры, в котором в результате геологических процессов произошло накопление минерального вещества по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для рентабельного промышленного использования. Площади месторождений составляют около nх10 км2. • Например: Месторождение флюорита Аурахмат (Чаткал, около Газалкента). Тело или залежь полезного ископаемого • Локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определённому геологоструктурному элементу. Ограничено со всех сторон вмещающими породами иного состава. • Границы тел ПИ могут быть естественными и искусственными. • По морфологии различают: - изометричные (шток, штокверк, гнездо, занорышь и пр.); - плоские (пласты, жилы, линзы и линзообразные залежи); - вытянутые (трубы, трубки и трубообразные тела). Промышленные кондиции минерального сырья Количество минерального сырья (руды) в недрах называется его запасами или ресурсами. Качество минерального сырья (руды) определяется содержанием в нем ценных компонентов. Для промышленной оценки некоторых видов полезных ископаемых, кроме того, имеет значение наличие в них вредных компонентов или примесей, затрудняющих переработку и использование руд. Чем выше содержание ценных компонентов и ниже вредных, тем больше ценность руды. Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также допустимое максимальное содержание вредных примесей в минеральном сырье, при котором возможна эксплуатация месторождений полезных ископаемых, называются промышленными кондициями. Промышленные кондиции не являются строго определенными и раз навсегда заданными. В разработку вовлекаются все менее богатые руды. Например, в начале 19 века среднее содержание Cu в руде составляло 10 %, в 1930 г. – 1.5 %, в начале 20 века – 2 %, а к настоящему времени оно снизилось до 0.5 %. Промышленные кондиции зависят от: 1) минимальных запасов полезного компонента; 2) содержания ценных компонентов; 3) допустимого максимального содержания вредных примесей; 4)горно-геологических факторов, которые характеризуют геологические условия проведения работ по добыче полезных ископаемых (глубина залегания, гидрогеологические и инженерно-геологические условия); 5) географо-экономических условий, которые отражают положение скоплений полезных ископаемых относительно транспортных артерий, горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, источников энергоснабжения и т.п. Промышленные кондиции меняются во времени (со временем в переработку вовлекаются всё менее богатые руды), с совершенствованием технологий обогащения руды, зависит от природных условий и от ценности минерального сырья. Классификации геолого-промышленных типов месторождений обычно разрабатываются применительно к каждому виду полезного ископаемого. Для целей поисков и разведки полезных ископаемых наиболее приемлема классификация промышленных типов месторождений, построенная по рудноформационному принципу. Рудная формация – это естественная ассоциация месторождений, близких по генезису, минеральному составу и возрасту, сформировавшаяся в определенной геотектонической обстановке и пространственно связанная с той или иной геологической формацией. Генетическая классификация месторождений Магматогенная (эндогенная ) серия Группа Магматическая Карбонатитовая Пегматитовая Класс Ликвационный Раннемагматический Позднемагматический Магматический Метасоматический Комбинированный Простые пегматиты Перекристаллизованные пегматиты Метасоматически замещенные пегматиты Группа Альбититгрейзеновая Класс Альбититовый Грейзеновый Скарновая Известковых скарнов Магнезиальных скарнов Силикатных скарнов Плутоногенный Вулканогенный андезитоидный Вулканогенный базальтоидный (гидротермальнометасоматический гидротермально-осадочный комбинированный) Гидротермальная Седиментогенная (экзогенная) серия Группа Выветривания Россыпная Осадочная Класс Остаточный Инфильтрационный Элювиальный Делювиальный Пролювиальный Аллювиальный Литоральный Гляциальный Механический Химический Биохимический Вулканогенный Метаморфогенная (эндогенная ) серия Группа Класс Метаморфизованная Регионально-метаморфизованный Контактово-метаморфизованный Метаморфическая Метаморфический Учебная литература Основная Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М.: Изд-во МГУ, 2006 Дополнительная Смирнов В.И. Геология полезных ископаемых. М.: Изд-во МГУ, 1982 Полезные ископаемые /под ред. проф. И.Ф.Романовича, 1982
