Основные сведения о месторождениях полезных ископаемых

Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых МПИ

Минеральное сырье
– природное или техногенное минеральное образование, которое в сыром или переработанном виде может быть использовано в практической жизнедеятельности человека.

В большинстве случаев минеральную базу необходимо обогащать, подвергая ее сложным процессам преобразования.

Для концентрирования ПИ используют такие способы как: гравитация, магнитная, электромагнитная, рентгеновская сепарация, флотация (всплывание на пене), пирометаллургия (выжигание лишнего), бактериальное выщелачивание.

Виды минерального сырья выделяются по позициям:

· Металлические и неметаллические.

· Твердые, жидкие, газообразные.

· Породы, минералы, элементы.

· Общераспространенные и не….

· Находящиеся в местном или федеральном управлении.

· Стратегические и прочие.

Выделяют до 400 видов минерального сырья. С правовой точки зрения в РФ выделяют 2 вида ПИ – общераспространенные и НЕ общерастпространенные.

Полезный компонент
– горная порода, минерал, химическое соединение или элемент, которые являются предметом добычи.

Руда
– природное или техногенное образование, которое содержит полезный компонент в концентрациях, которые определяют рентабельность при добыче из недр.

Концентрацию полезных компонентов могут определять в % металла, в граммах на тонну, в каратах на тонну.

Для россыпей содержание полезных компонентов определяется я в граммах, кг, каратах на метр кубический.

Руды могут быть моно- и поликомпонентными (комплексные). В этом случае выделяется главный и второстепенный (попутный) компонент.

Рудовмещающие
– горные породы или отдельные элементы геологического строения, содержащие руду.

Промышленный концентрат
– продукт переработки и обогащения руды, который является предметом поставки (продажи) для их дальнейшего использования в промышленности.

Хвосты
– отходы переработки руд.

Вскрышные породы
– пустые породы, которые извлекаются из недр с рудной массой.

Месторождение
– природное или техногенное скопление минерального сырья, которое по своим качественным, количественным, географо-экономическим, гео-экологическим параметрам соответствует условиям ренатабельной разработки.

Качественные параметры включают содержание главных и второстепенных компонентов, вредных компонентов.

Состав руд и структурно-текстурные особенности руд.

Количественные параметры включают запасы руд – оконтуренные и подсчитанные или предварительно оцененные объемы руды в недрах.

Ресурсы
– предполагаемые объемы руд.

В России существует 4 категории запасов по степеням их разведанности – A (полностью изученные), B (изучены в основных особенностях), C1 (в общих чертах), C2 (по единичным пересечениям или находкам).

Горно-технические параметры включают условия и элементы залегания горных тел. Это: трещиноватость, обводненность, загазованность и др.

Географо-экономические параметры характеризуются инфраструктурой, строительными материалами, местоположением, энергией.

Рудопроявления
– скопления минерального сырья, которое соответствует требованиям промышленности по своим качественным параметрам, но не имеет больших запасов.

Рудоконтролирующие структуры
– составляющие геологического строения, которым подчиняются рудные тела.

Минералого-геохимические и структурно-текстурные характеристики руд

Рентабельность добычи в большой степени зависит от структурно-текстурных особенностей руд.

Структура руды характеризуется размерами составляющих компонентов. Размеры минералов могут изменяться от скрытокристаллических до гигантокристаллических. Текстура определяется формой, размерами, особенностями срастания минеральных агрегатов.

Рудный минер
ал – химическое соединение или самородный элемент, который содержит полезный компонент.

Сопутствующий нерудный минерал
– минерал, включенный в руду, но не содержащий ПК (кварц, карбонаты, слюда).

Процессы минералообразования при формировании месторождения, сопоставим с геологической шкалой и длится миллионы лет.

Морфология рудных тел природных ископаемых.

Морфология рудных тел определяется двумя обстоятельствами:

1) Природными геологическими условиями их образования.

2) Геолого-экономическими положениями, исходящими из требований промышленности, конъюнктурой рынка, горно-геологическими условиями.

Контуры рудных тел только иногда бывают четкими. Как правило, границы определяются по результатам опробывания. Выделяют основные формы рудных тел: пласты, линзы, жилы, столбы, истокверки, истоки, гнезда, комбинированные залежи.

Пласты
– плоские пластинообразные тела, которые образуются в водных бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами.

Линзы
– представляют собой плоские чечевицеобразные, дисковидные. Они типичны для осадочных и вулканических пород (железо, магний, фосфаты).

Жилы
– эпигенетические образования и в своем большинстве представляют трещины в горных породах, заполненные рудным веществом. Апофизы
– ответвления от центральных жил в трещинах.

Столбы
– удлиненные по одной оси рудные тела. Часто имеют форму удлиненных опрокинутых вершиной вниз конусов. Такие формы характерны для алмазосодержащих пород, полиметаллических или золото-серебрянных залежей в вулканических аппаратах.

Кимберлит
– трубчатые месторождения алмазов.

шток, верк
– (не морфологическое понятие) – некоторый V горной массы, интенсивно рассеченной разноориентированной системой трещин, по которой развивается рудная минерализация. Место, где много трещин, их пересечение.

Гнезда
– небольшие изометричные скопления рудного вещества. Такая форма тел характерна для ртутных, хромовых, редкометаллических и других месторождений полезных ископаемых. До сотен метров.

Карман
– небольшое гнездо – десятки метров.

По условиям залегания рудные и тела и месторождения могут быть:

1) Открытыми – выходящими на земную поверхность или перекрытые незначительным объемом чехлом рыхлых отложений.

2) Слепыми – залегающие в глубине под породами.

Площади распространения ПИ.

В зависимости от масштабов оруднения выделяют категории рудоносных площадей:

Провинция
– крупные структурные элементы земной коры, которые относятся к платформам.

Область (бассейн)
– входит составным элементом в провинцию, имеет изометрические очертания и характеризуется определенным набором месторождений области, приуроченной к определенным структурам. Мульды ( структуры), горсты ( не структуры). Они имеют приуроченность к зонам субдукции (растяжения) и зонам обдукции (сжатия). Их размеры могут быть от сотен до тысяч км кВ.

Рудный район
– местное скопление месторождений в пределах отдельных структурных образований.

Рудное поле
– небольшой участок земной коры (единицы-десятки км кВ) в пределах которого располагаются сближенные одновременно образовавшиеся генетически родственные месторождения.

Месторождение представляет собой одно или несколько тел, объединенных общностью происхождения, приуроченной к одной локальной геоструктуре (единицы-десятки км кВ).

Рудная зона
– совокупность сближенных рудных тел, которая подчиняется единой инфраструктуре, она занимает площадь сотни м кв до первых км кВ.

Рудное тело
– скопление в недрах или на поверхности минерального сырья, которое ограниченно контуром экономически выгодной выемки.

Классификация МПИ.

Классификация МПИ должна удовлетворять ряду принципов их обоснованного подразделения. Именно наличие системности, выдержанности основных показателей, непрерывности классификационных подразделений.

Классификация МПИ проводится по подразделениям:

По форме рудных тел, по сложности строения, по видам сырья, по промышленным типам, по типам рудных формаций, по генетическим типам.

Все МПИ условно разделяются на: эндогенные, экзогенные, метаморфогенные.

Эндогенные МР (6 групп):

Связывают с внутренней энергией Земли.

· Магматические и карбонатовые образуются из сплавов в процессе их дифференциации и связаны с основными, ультраосновными магмами, т.е. количество кремниевой кислоты меньше 50%.

· Еще 4 группы: пегматитовая, альбитгрейзеновая, скарновая, и гидротермальная ассоциируют с кислыми, щелочными магматическими компонентами и сформировались на последних стадиях формирования рудных плутонов.

Экзогенные МР (гипергенные):

Месторождения формируются в результате механической, химической и биохимической дифференциации вещества под влиянием солнечной энергии.

· Выветривания – связаны с древней или современной корой выветривания.

· Осадочные – возникают в результате механической, химической, биохимической, вулканической дифференциации вещества в бассейнах осадконакопления.

· Эпигенетические – в этом случае рудообразование происходило в осадочных бассейнах в результате деятельности артезианских вод.

· Метаморфогенные – возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием высоких температур, давлений, и концентрации компонентов. В этой группе выделяют 2 серии образований: метаморфизованную – формируется в результате преобразования в новых РГС условиях уже существующего месторождения. Метаморфорическая – образуется впервые, обусловлена преобразованием минерального состава или в результате гидротермальной активности.

Геологические формации – естественные комплексы, парагенетически связанные во времени и пространстве и ассоциирующие с ними МР.

Формации выделяются эмпирически в результате многократной статистической повторяемости пород.

Выделяют группы формаций:

· Рудогенерирующие – в них промышленное скопление руд представляется естественным компонентом.

· Рудоносные – содержат месторождения, но связь их с оруднением не определена.

· Рудообразующие – являются источником энергии при формировании МР.

· Рудовмещающие – содержат продукты рудогенеза более древних, чем данная формация веков.

Для региональной оценки рудоносности используют понятия: метало-генической формации. Это комплекс парагенетически связанных горных пород магматического, осадочного и метаморфического отложения и ассоциирующих с ними отложений полезных ископаемых. И обусловленных единством происхождения формационно-структурных условий.

ЛЕКЦИИ ПО КУРСУ

“РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ”

ДЛЯ НАПРАВЛЕНИЯ “ГОРНОЕ ДЕЛО” (I КУРС)

Лекция 1

Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых

Основные понятия.

Морфология и элементы залегания тел полезных ископаемых

Вещественный состав, структуры и текстуры руд.

Влияния морфологии тел, состава, структуры и текстуры на технологию разработки и переработки полезных ископаемых.

Основные понятия

Полезное ископаемое – это естественное скопление на поверхности континентов, дне морей и океанов или в недрах природного минерального образования в твердом, жидком или газообразном состоянии. В процессе геологоразведочных работ выявляют их пространственные очертания, формы, размеры, количественную и качественную характеристики, и при экономической их значимости они могут стать минеральными ресурсами.

По технологическим особенностям, обусловливающим области использования полезных ископаемых, их разделяют на металлические, неметаллические, горючие (каустобиолиты) и гидроминеральные. В геологической литературе металлические полезные ископаемые традиционно отождествляют с рудными, а неметаллические, ошибочно, с нерудными полезными ископаемыми. В действительности как металлические, так и частично неметаллические полезные ископаемые являются рудными образованиями. Понятие “неметаллические” лишь отрицает принадлежность к металлическим образованиям, поэтому к ним часто добавляют определение “твердые”, поскольку они, как и металлические полезные ископаемые, находятся, за редким исключением, в твердом состоянии.

Горючие и гидроминеральные полезные ископаемые могут быть в твердой, жидкой или газообразной фазах.

Металлические и некоторые твердые неметаллические полезные ископаемые извлекаются из руд. Рудой называется горная минеральная масса, содержащая один или более ценных компонентов в количестве, обеспечивающем возмещение затрат на их извлечение.

Часть минеральных ресурсов в результате разведочных работ трансформируется в запасы, переходящие в процессе их разработки в минеральное сырье. Запасы обладают стоимостью возникшей в процессе их поисков и разведки. Ее реализация осуществляется в процессе их эксплуатации и включается в стоимость минерального сырья, которая выражается в оптовых ценах.

Твердое минеральное сырье, предназначенное для технологической переработки, называется товарной рудой. Часть неметаллического минерального сырья и твердых каустобиолитов, подобно жидкому и газообразному сырью, используется без предварительной переработки.

Размещение минеральных ресурсов контролируется локальными и региональными структурами. Минеральные ресурсы приуроченные к локальным структурам, концентрируются в месторождения. Другими словами, месторождение представляет собой скопление полезного ископаемого, занимающее определенное пространственное положение в локальной геологической структуре и характеризующееся практически значимыми качественными и количественными показателями. Месторождение может быть промышленным, если, согласно утвержденным кондициям, оно имеет балансовые запасы, и непромышленным, если использование его запасов в настоящее время экономически нецелесообразно или технически и технологически невозможно.

Тела, или залежи, представляют собой продуктивные части месторождения, имеющие природные геолого-структурные границы или условные контуры, устанавливаемые по результатам опробования и соответствующим кондиционным параметрам. Их внутреннее строение характеризуется неоднородностью слагающих элементов. Встречаются участки повышенных концентраций полезных компонентов и участки, практически лишенные их. При достаточно высокой плотности участков повышенных концентраций тело становится рудным телом. Близким по значению является понятие рудная залежь.

Рудное тело характеризуется рудонасыщенностью или рудоносностью, рудная залежь – продуктивностью.

На месторождении может быть одно-два, чаще несколько рудных тел или залежей.

Небольшие скопления рудных образований в локальных геологических структурах называют рудопроявлениями. Незначительное по размерам рудопроявление называют рудной, или минерализованной, точкой.

Площадь распространения сближенных в общей локальной геологической структуре генетически связанных месторождений или рудопроявлений представляет собой рудное поле.

Размещение рудных полей районов (узлов), зон, поясов и провинций, а также бассейнов различной минерально-сырьевой специализации контролируется региональными структурами в совокупности с другими геологическими факторами. Изучением этих вопросов занимается специальная наука – металлогения, или минерагения.

Для познания геологических закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых важными являются понятия о геологических формациях, фациях, рудных формациях и комплексах. Отметим лишь те характеристики этих понятий, которые будут необходимы для рассмотрения рудопродуктивных структурно-формационных комплексов.

Из разнообразия геологических формаций рассмотрим магматические, осадочные и метаморфические. Эти формации объединяют близкие по составу и происхождению сообщества (парагенезы) горных пород, образующие геологические тела в определенных структурных элементах земной коры, С такими парагенетическими ассоциациями горных пород связаны конкретные рудные формации.

Рудная формация объединяет близкие по происхождению минеральному составу, набору основных и сопутствующих полезных компонентов рудообразования генетически или парагенетически связанные с определенными (магматические, осадочные или метаморфические) формациями.

По Ю.А. Билибину, рудный комплекс является как бы синонимом рудной формации. С технолого-экономических позиций рудными комплексами являются парагенетические ассоциации в месторождениях основных и сопутствующих полезных компонентов, при соотношении их промышленной ценности от паритета до минимума, обеспечивающего техническую возможность и экономическую целесообразность комплексного использования руд.

Фации указывают на общность геологических условий формирования определенных рудопродуктивных формационных комплексов. Они будут рассмотрены в следующей главе.

Число месторождений, отличающихся по вещественному составу, условиям образования и локализации, во всем мире достигает многих десятков тысяч и продолжает непрерывно увеличиваться. Только месторождений металлических руд выявлено более 20 тыс. Поэтому необходимо совершенствование их систематизации, имеющей большое практическое значение для повышения эффективности поисков, разведки, геолого-экономической оценки, технологии добычи и переработки минерального сырья. При этом учитываются как отдельные признаки так и их совокупности.

Универсальное значение имеют генетические, промышленные и структурно-морфологические модели месторождений, учитывающие совокупность определяющих их признаков, или факторов.

Генетические модели составлены по факторам, позволяющим реконструировать общие условия и процессы образования. Их составляют для магматогенной, экзогенной и метаморфогенной групп месторождений. Магматогенная группа объединяет магматический, карбонатитовый, пегматитовый, скарновый, альбитит-грейзеновый и гидротермальный классы месторождений. К экзогенной группе откосятся месторождения выветривания и осадочные. Осадочные подразделены на обломочные и россыпные, биогенные, хемогенные и вулканогенно-осадочные. Наряду с ними выделяют стратиформные месторождения. Метаморфогенные делятся на метаморфизованные и метаморфические.

На основе генетических моделей можно выделить одноименные промышленные типы месторождений. Иногда внутри таких промышленных генетических группировок выделяют рудные формации.

При формировании общих моделей промышленных типов учитывают минералого-геохимические и технологические характеристики и области использования полезных ископаемых. Их подразделяют на металлические, неметаллические и горючие, или каустобиолитовые.

Металлические полезные ископаемые – подразделены на черные (Fe, Мп, Сг) легирующие тугоплавкие (Ті, V, W, Mo, Ni, Со), цветные (Al, Си, Pb, Zn, Mg, Sn, ВІ, Sb, Hg), драгоценные (Au, Ag, платиноиды) и металлы радиоэлектроники и ядер но-космической техники, включающие редкие литофильные (Be, Zr, Lit Nb, Та, Cs, Rb, Hf и Sr), в том числе и редкоземельные (TR), халькофильные (Cd, Са, Ge, In, Re, Ті, Те, Se), сидерофильный Se, а также радиоактивные (U, Th).

Неметаллические полезные ископаемые объединяют индустриальное, химическое и строительное сырье; каустобиолиты – ископаемые угли, горючие сланцы, нефть и твердые битумы, природные горючие

Каждый вид металлических и неметаллических полезных ископаемых характеризуется определенными структурно-морфологическими параметрами рудных тел, или залежей и условиями залегания.