Месторождения полезных ископаемых и методы их изучения

Т.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МПИ

Основные вопросы учения о полезных ископаемых

Глава I. Введение. Задачи, построение курса и методы изучения месторождений полезных ископаемых

Краткая история развития учения о месторождениях полезных ископаемых

Современное состояние науки о рудных месторождениях

Задачи и методы изучения МПИ

История развития учения о МПИ

Связь учения о МПИ с горным делом и зарождением знаний о минеральных месторождениях

Развитие научных представлений о рудообразовании

Развитие теории рудообразования в России

Современное состояние науки о рудных месторождениях

Задачи и методы изучения месторождений полезных ископаемых

Учение о месторождениях полезных ископаемых представляет собой одну из важнейших отраслей геологических наук, изучающих процессы образования руд и закономерности их нахождения в природе — их геологическое положение, форму рудных тел, состав руд и их изменения, а также генезис и размещение месторождений в земной коре, что необходимо для научного прогнозирования и правильного направления их поисков и разведки. Выяснение закономерностей формирования месторождений и их размещения вооружает геолога научными, практически необходимыми знаниями, где искать и как разведывать месторождения и какие полезные ископаемые он может обнаружить в том или ином месте. Без этих знаний поиски и разведки являются малоэффективными и, наоборот, чем полнее учитываются условия образования месторождений и закономерности размещения природных типов их, тем более значительны получаемые результаты.

Основные задачи и предмет курса могут быть охарактеризованы следующими словами великого русского ученого и геолога М. В. Ломоносова: «Велико есть дело достигать во глубину земную разумом, куда рукам и оку достигнуть возбраняет натура . . . проникать рассуждением сквозь тесные расселины и вечною ночью помраченные вещи и деяния выводить на солнечную ясность» («Прибавление о слоях земных», 1794, стр. 168—169). Наука «достигать во глубину земную разумом», т. е. распознавать руды и разнообразные геологические признаки, указывающие па их нахождение, чтобы выявлять по этим признакам скрытые в недрах месторождения полезных ископаемых, предсказывать их поведение на глубину, и составляет предмет данного курса.

Основной задачей курса является изучение процессов и условий образования месторождения полезных ископаехгых для выяснения закономерностей их нахождения в природе, т. е. для выявления их закономерных связей с горными породами, геологическим строением и всеми другими геологическими факторами, в совокупности определяющими условия и г .чубину их залегания, форму их проявления, состав руд и размещение.

Полезными ископаемыми называются минеральные агрегаты, которые могут быть использованы человечеством. Полезные ископаемые составляют основу материальной жизни общества. Чем богаче ими недра страны и чем шире и интенсивнее они используются в народном хозяйстве, тем выше уровень материальной жизни народа дайной страны.

Полезные ископаемые используются человеком со времен глубокой древности. Еще в палеолите, т. е. много десятков тысяч лет до и. э., первобытный человек применял для изготовления орудий и утвари халцедон, кварц, обсидиан, серпентин, янтарь и другие минеральные образования. За несколько десятков тысяч лет до н. э. человечество научилось широко применять глину для гончарных изделий и строительный камень для строительства жилищ. Примерно за 25 тыс. лет до н. э. человеку уже было известно золото, а 12 тыс. лет назад он стал применять медные руды. Возникновение древнеегипетской, древнегреческой, славянской и других культур теснейшим образом было связано с вовлечением в использование различных видов полезных ископаемых. Зарождение и развитие промышленности, проявление все Новых и новых ее отраслей и вся дальнейшая история развития человечества неразрывно связаны с развитием производительных сил н, в первую очередь, с выявлением и освоением полезных ископаемых. Этот процесс все более широкого использования полезных ископаемых продолжается до наших дней и будет продолжаться в дальнейшем.

В эпоху построения коммунистического общества мы являемся свидетелями вовлечения в производство целого ряда полезных ископаемых, которые приводят к коренным изменениям в области промышленности и условий жизни человека. Так, например, применение титана, ниобия, тантала н других редких металлов позволило во много раз увеличить скорости движения самолетов. Родившееся на наших глазах производство урана из урановых руд в настоящее время стало одним из показателей технического прогресса в области энергетики, а редких металлов — в области космонавтики. Открытие полупроводников н использование германия, селена и других металлов также характеризует собой новую ступень технического прогресса в области средств связи н оказывает огромное влияние на дальнейшее развитие целого ряда отраслей народного хозяйства. Все более широкое использование полезных ископаемых отражает творческий путь человеческого гения, ведущий к светлому будущему человечества.

Полезные ископаемые могут быть разделены па три основные группы:

1) металлические, или рудные, полезные ископаемые, из которых путем переработки извлекают различные металлы или их соединения, используемые промышленностью; сюда входят месторождения черных, цветных, благородных, легких, редких н радиоактивных металлов;

2) неметаллические полезные ископаемые, используемые в химической, строительной и многих других отраслях промышленности в виде минеральных агрегатов целиком (например, мергели, стройматериалы в виде гранита, известняка, туфа и т. п., каменная соль и др.) или же путем выделения из добываемых руд полезных компонентов (например, алмазов, слюд, асбеста, серы и многих др.);

2) горючие полезные ископаемые — нефть, газ, каменный уголь п торф.

Полезные ископаемые разделяются также по их физическим свойствам на твердые, жидкие и газообразные. Курс месторождений полезных ископаемых делится на четыре части:

I часть общая, или теоретическая, где рассматриваются природные процессы рудообразоваиия, геологические условия формирования месторождений полезных ископаемых, их размещение в земной коре; этой задаче посвящена настоящая книга;

II часть, в которой дается характеристика промышленных типов рудных (металлических) месторождений по отдельным металлам и генетическим группам;

Ш и IV части, где рассматриваются месторождения неметаллических и горючих полезных ископаемых по отдельным их видам, используемым в промышленности.

В первой части излагаются преимущественно теоретические вопросы образования месторождений важнейших типов, встречающихся в природе, во II и III частях дается описание конкретных месторождений, их груши и приводятся геолого-экономические сведения о месторождениях, используемых промышленностью. При этом в III н IV частях курса месторождения неметаллических п горючих полезных ископаемых рассматриваются лишь в общем виде, так как для специализации по ним имеются особые руководства. Для специальности геология и разведка редких и радиоактивных месторождений также составляется специальный учебник.

Для успешного усвоения курса месторождений полезных ископаемых необходимы знания в области минералогии и геохимии, петрографии, структурной геологии, а также кристаллохимии, химической термодинамики, экономики и технологии. Прохождение курса должно сопровождаться лабораторными занятиями по изучению коллекций каменных материалов, схем, диаграмм и иной графики, моделей и т. п., характеризующих отдельные месторождения и их генетические типы, а также лабораторными занятиями по изучению рущ под микроскопом. При прохождении курса предусматривается самостоятельная проработка учебного материала путем составления курсовой работы по геологии одного из месторождений пли грушпы их на базе материалов производственной практики и изучения соответствующей литературы.

Учение о месторождениях полезных ископаемых обладает своими методами исследований. К ним относятся детальная геологическая съемка в масштабах от 1 : 25 000 до 1 : 500, подземное геологическое картирование в масштабах 1 : 200—1 : 50 с составлением геологических планов и разрезов, методы геологоструктурного анализа и геологической документации, металлогенпческие исследования с составлением металлогенических карт и карт прогнозов, специальные методы петрографических и минералогических исследований руд и вмещающих пород, методы минераграфии и парагенетического анализа, обычно сочетающиеся с методами спектрального, рентгено- структурного, термического, фотометрического, полярографического и микрохимического анализа. Большое значение в изучении месторождений полезных ископаемых имеет сравнительный метод, основанный на выявлении типов месторождений, характеризующихся общими чертами и закономерностями. Наконец, очень важное значение имеют экспериментальные работы, воспроизводящие природные условия образования руд, которые все шире начинают применяться при изучении данного курса.

Преподавание курса полезных ископаемых сопровождается специальным курсом минераграфии, задачей которого является изучение вещественного состава руд и условий кристаллизации рудного вещества.

Дата добавления: 2016-11-22; просмотров: 1039 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Читайте также:

Рекомендуемый контект:

Поиск на сайте:

Источник

В соответствии с определением месторождения полезного ископаемого как сложного геологического тела и руды как агрегата минералов, изучение месторождений требует всестороннего геологического подхода. Для характеристики месторождения и выяснения условий его образования необходимо знать: геологические условия залегания, морфологические особенности рудных тел, вещественный состав и структуры руд и, наконец, генезис месторождения.
Геологические условия залегания — положение месторождения среди окружающих горных пород, а также выяснение геологического строения той или иной рудоносной области устанавливаются в результате геологических съемок масштаба 1:200 000—1:50 000. Дешево и быстро купить курсовую работу на заказ вы сможете на сайте reshaem-kr.ru. Специалисты учебного центра «Решаем», помогут вам в сжатые сроки выполнить любые контрольные, курсовые, дипломы на любые сложные темы.
Структура рудного поля — строение рудоносного участка, контролируемое региональными структурными элементами, в пределах которых находятся генетически родственные месторождения (Вольфсон, Яковлев, 1975 г.). Структура рудного поля выявляется в результате детального геологического картирования масштабов 1 : 10 000 и 1 :5000.
Условия залегания и морфология месторождений— взаимоотношение руды с вмещающими породами, пространственная ориентировка рудных залежей, их форма и размеры. Морфология и условия залегания месторождения выясняются в результате его разведки с помощью бурения или горноразведочных выработок, причем результаты этого изучения отражаются на продольных и поперечных разрезах и погоризонтных планах масштабов 1:1000 и 1 : 500.
Вещественный состав и структуры руд — качественный и количественный минеральный и химический состав руд, а также их строение. Вещественный состав и структура руд определяются при изучении рудных забоев, документации керна разведочных скважин или исследовании образцов руд, взятых из поверхностных обнажений. При изучении забоев рудных тел делаются зарисовки масштабов 1 : 100, 1 :50 и даже 1 : 10.
Генезис месторождения определяется на основе всего фактического материала, полученного при разведке и эксплуатации месторождения, а также данных специальных исследований. Установление генезиса — очень важная, но и наиболее трудная задача, которая заключается в выяснении всей истории его “формирования и является конечной целью изучения месторождения.
Рассмотренные элементы месторождений полезных ископаемых в основном определяют и методы их исследования. Главными методами, применяемыми в учении о полезных ископаемых, являются: наблюдение, опыт, гипотеза и экономический анализ.
Наблюдение. Этот метод широко используется в учении о полез¬ных ископаемых, как и вообще в естествознании. Геолог — специалист по полезным ископаемым — производит наблюдения в поле, изучает естественные выходы или искусственные обнажения горных пород и руд в карьерах рудников или в подземных выработках, определяет морфологию тел полезных ископаемых и их отношение с вмещающими породами и, наконец, при документации забоев или керна буровых скважин изучает строение и состав руд.
Одновременно с геологическими методами наблюдения широко применяются и геофизические. С их помощью можно оконтурить вмещающие породы, установить геологические структуры месторождения, проследить границы рудных залежей в плане, определить глубину распространения рудоносных зон и форму геологи¬ческих тел, с которыми связано оруденение.
За последнее десятилетие для поисков месторождений и их изучения стали широко применяться геохимические (металлометрические, гидрохимические, биогеохимические), а также аэрогеологические и аэрогеофизические методы. При камеральной обработке собранных материалов метод наблюдения имеет также широкое применение. При микроскопических исследованиях руд в отраженном свете (минераграфия) определяются качественный и количественный минеральный состав руд и их структурные особенности. При микроскопическом исследовании вмещающих горных пород выясняются их состав, строение и процессы изменения.

Опыт. Изучение руд с помощью опытов или экспериментальных исследований проводилось еще в прошлом столетии. Важное значение для выяснения генезиса постмагматических месторождений имели экспериментальные исследования Р. Горансона (1931 г.) по нагреванию при высоких давлениях и температуре в запаянных 22 чугунных бомбах порошка гранита с водой, показавшие ограниченную растворимость летучих соединений в магме.
Интересны исследования Ф. В. Сыромятникова и Н. И. Хитарова (1944 г.) по переносу нелетучих компонентов водным газом и паром. Этими экспериментами доказано, во-первых, что критическая температура минерализованных растворов значительно выше критической температуры чистой воды, и, во-вторых, установлена возможность переноса в газовой фазе заметных количеств кремнезема, молибдена и других компонентов. Большое значение имеют экспериментальные исследования Я. И. Ольшанского и В. В. Иваненко (1958 г.) о растворимости сульфидов железа, меди, серебра и кобальта в водных растворах при комнатной и повышенной температурах. Экспериментальные исследования о переносе и отложении металлов гидротермальными растворами продолжены Р. П. Рафальским (1973 г.) — учеником и последователем Я. И. Ольшанского.
На основании произведенных исследований были заново освещены сложные вопросы генезиса гидротермальных сульфидных месторождений.
В последние годы широко развиты экспериментальные исследования синтеза минералов, необходимых для различных отраслей народного хозяйства. В СНГ были получены при температуре 1200—1500°С и давлении до 30 000 кгс/см2 синтетические алмазы, использующиеся в абразивной и других отраслях промышленности. Кроме того, у нас производят искусственные кристаллы пьезокварца, рубина и других минералов.
Гипотеза. В учении о полезных ископаемых важная роль отводится гипотезам. При изучении месторождений полезных ископаемых как в полевых, так и в камеральных условиях получают фактические данные о геологических условиях залегания, форме тел, составе и строении руд. На основе всех этих данных строится рабочая гипотеза о генезисе месторождения. Если при последующих геологических и разведочных работах будет получен новый фактический материал, не согласующийся с первоначальной гипотезой, то последняя видоизменяется или выдвигается новая, отвечающая как вновь собранным, так и ранее известным фактам наблюдений.
Экономический анализ. Учение о полезных ископаемых не просто геологическая, а геолого-экономическая дисциплина. Объектом геологического изучения и разведки является не любое минеральное скопление в земной коре, а лишь удовлетворяющее современным требованиям народного хозяйства. При оценке месторождений полезных ископаемых необходим экономический подход. Следует принимать во внимание не только размеры месторождений и качество сырья, но и ряд других факторов: географическое положение месторождения, транспортные условия, наличие в районе строительных материалов, рабочей силы. Решающее значение нередко имеет потребность государства в данный момент в том или ином минеральном сырье.
Различное поведение жилы по обе стороны сброса. Если сброс является дорудным, то жила с одной и с другой стороны сброса обычно различается по морфологии и текстурам руд. Например, перед сбросом мощность тела бывает большая, а за ним — меньшая. Перед сбросом наблюдалась пре¬имущественно массивная, сплошная руда, а за сбросом встречена руда прожилково-вкрапленного характера и др.
Загибание первичной полосчатости жилы по направлению сброса. Первичная полосчатость в рудных телах (жилах и линзах) обычно согласна с их простиранием. При дорудном сбросе полосчатость загибается вдоль сбрасывателя (в частном случае вдоль дайки, рис. 1) и следует несогласно с залеганием рудного тела, иногда даже поперек его.
Пересечение сброса рудными прожилками. Секущие прожилки представляют собой надежный критерий относительного возраста геологических тел. Если сместитель, выполненный глиной или другим минеральным веществом, дорудный, то можно наблюдать проникновение в него руды в виде секущих рудных жилок и прожилков, отходящих от основного рудного тела.
Наличие в сбросовой дайке продольных жилок. Если основное рудное тело примыкает к сбросовой дайке, а в последней наблюдаются рудные прожилки, параллельные контакту основного тела с дайкой, то это является достаточным критерием для утверждения, что руда моложе сброса. Для окончательного доказательства того, что сброс дорудный, следует еще установить общность вещественного состава и строения руды в основном рудном теле и прожилках дайки. Ф. И. Вольфсоп (1965 г.) приводит многочисленные примеры постмагматических месторождений как в СНГ, так и в зарубежных странах, когда оруденение моложе всех пород дайковой фации. К их числу относятся магнетитовые месторождения Урала, золото-кварцевые — Урала и Австралии, медноколчеданные — Урала, США, Испании, сульфидно-касситеритовые — Забайкалья, полиметаллические — Казахстана, США и др.

Источник