Полезные ископаемые и формы их залегания
По форме залегания месторождения твердых полезных ископаемых подразделяются на правильные и неправильные.
К правильным месторождениям относятся пласты (рис. 1.3) и пластообразные залежи.
Пластом называется плитообразная залежь, имеющая значительное распространение в земной коре и ограниченная двумя более или менее параллельными плоскостями. Весьма тонкие пласты, не разрабатываемые вследствие малой мощности (до 0,4 м), называются пропластками. Плоскости соприкосновения пластов отдельных пород называются плоскостями напластования.
Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком.
Пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. Тонкие слои пустой породы, заключенные в пласте, называются прослойками.
Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.). Часть пласта, выходящая на земную поверхность или находящаяся неглубоко от нее под наносами, называется выходом пласта (под наносы). Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту.
К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис 1.4). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.
Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.
Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами. Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.
Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.
Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными.
К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 1.5).
Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.
К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 1.6).
Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся линия простирания, линия падения, угол падения и мощность пластов.
Линия простирания пласта — это линия (АВ), образующаяся на поверхности пласта при пересечении его горизонтальной плоскостью (рис. 1.7). Простирание пласта определяется азимутом направления линии простирания, т.е. углом по часовой стрелке между магнитным меридианом (направлением на север) и положительным направлением линии простирания.
Линия, лежащая в плоскости пласта перпендикулярно линии простирания, называется линией падения (СD), а само направление этой линии — падением пласта. Линия падения пласта образуется при пересечении пласта вертикальной плоскостью, перпендикулярной линии простирания.
Угол, образованный между линией падения пласта СD и ее проекцией на горизонтальную плоскость СЕ, называется углом падения пласта α. В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 1.1).
Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.
Мощность пласта или иной залежи как элемент залегания представляет собой расстояние по нормали между кровлей и почвой. Такую мощность m называют истинной, или нормальной. Расстояние между кровлей и почвой, измеряемое по горизонтали, называют горизонтальной мощностью mг а по вертикали — вертикальной мощностью mв.
Поскольку в пределах залежи полезного ископаемого мощность ее, как правило, изменяется, поэтому на практике употребляют термин — средняя мощность. Так как пласты, например, угля, нередко имеют сложное строение, то различают полезную (без прослойков) и полную (с прослойками) мощность. При разработке угольных месторождений иногда вынимают только часть мощности пласта, которую называют вынимаемой мощностью. Различают также минимальную мощность пласта. Минимальная мощность, при которой разработка пласта целесообразна, называется рабочей мощностью.
Классификация угольных пластов и рудных залежей по нормальной мощности представлена в табл. 1.2. Различие классификаций также обусловлено особенностями технологии и способа разработки.
Элементы залегания пластовых месторождений являются более или менее выдержанными. Для рудных тел они изменяются, как правило, в широких пределах.
Таблица 1.1 — Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения
| Тип пласта (залежи) по углу падения | Угол падения, градус | ||
| угольных пластов | рудных месторождений | ||
| при подземной разработке | при открытой разработке | ||
| горизонтальный | – | ||
| пологий | 0–18 | до 10 | до 25 |
| наклонный | 19–35 | 10–30 | 25—45 |
| крутонаклонный | 36–55 | – | – |
| крутой | >55 | >30 | >45 |
Таблица 1.2 — Классификация залежей полезных ископаемых по мощности
Дата добавления: 2016-10-30; просмотров: 4713 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов
Читайте также:
Рекомендуемый контект:
Поиск на сайте:
© 2015-2020 lektsii.org – Контакты – Последнее добавление
Лекция № 3
Тема лекции: Элементы и формы залегания месторождений полезных ископаемых
План лекции
1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.
2. Формы и элементы залегания месторождений.
3. Минеральный состав месторождений
Литература
1. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил.с. 23-31
Содержание лекции
1. Понятие о месторождениях полезных ископаемых.
Полезные ископаемые – минеральные массы (твердые, жидкие, газообразные), которые добываются из недр Земли с целью использования их в народном хозяйстве.
Руда – горная порода или минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим целесообразность извлечения их при современном состоянии экономики и техники.
До недавнего времени рудами называли только те агрегаты, из которых добывали металлы; в настоящее время термин руда распространен и на некоторые неметаллические полезные ископаемые (руды асбеста, апатита, бора и др).
Понятие полезных ископаемых и руды не являются постоянными, а изменяются в связи с изменением потребностей народного хозяйства, развитием техники добычи и переработки минеральных веществ. Например, горные породы, в которых находятся германий, галлий, рений, индий и другие элементы, относящиеся к группе рассеянных, до недавнего прошлого имели минералогический интерес, а теперь есть рудами.
Среди полезных ископаемых выделяют следующие главнейшие группы:
-металлические (руды), из которых извлекаются металлы или соединения металлов;
-неметаллические (часто тоже называемые рудами), которые используются либо как готовый минеральный агрегат (глина, песок, каменные строительные материалы), либо как сырье, из которого выделяют определенные минералы или химические соединения;
-каустобиолиты, к которым относятся в основном горючие полезные ископаемые (ископаемые угли, горючие сланцы, нефть, газ).
Месторождение – естественное скопление полезного ископаемого в земной коре, разработка которого при данной экономической конъюнктуре целесообразна.
Запасы твердых полезных ископаемых – весовое количество полезного ископаемого, заключенное в земных недрах на определенной площади. Качество полезных ископаемых определяется кондиционным содержанием в нем металлов или неметаллических компонентов, достаточным для экономически рационального использования полезных ископаемых в промышленности. Качество полезных ископаемых зависит от примесей в нем других полезных или вредных компонентов и других факторов.
Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимальные содержания вредных примесей в минеральном сырье определяются для каждого месторождения промышленными кондициями.
Месторождения твердых полезных ископаемых по промышленному использованию разделяются на рудные (черные, цветные, легкие, редкие, радиоактивные и благородные металлы, рассеянные и редкоземельные элементы), нерудные (сырье для химической и металлургической промышленности, строительные материалы и др.), горючие (уголь).
Рудный пояс – большой по размерам (регионального масштаба), вытянутый в определенном направлении участок земной коры, в котором сосредоточены месторождения одного или нескольких близких генетических типов и определенных металлов. Рудный пояс обычно в свою очередь подразделяется на ряд рудных зон.
Рудная зона – значительная по размерам, обычно линейно-вытянутая зона, в пределах которой располагаются месторождения определенных типов полезных ископаемых. Приуроченность месторождения к этой зоне обусловлена особенностями ее геологического строения.
Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади рудных полей обычно имеют размер от нескольких до десятков квадратных километров.
Тело, или залежь, полезных ископаемых – ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-геологическому элементу или комбинации таких элементов.
Рудопроявление – естественное скопление в горных породах рудных минералов невыясненных или небольших размеров, требует изучения.
Рудная точка – рудопроявление непромышленного характера (по размерам или содержанию полезных ископаемых).
2. Формы и элементы залегания месторождений.
Каждое тело полезного ископаемого имеет три измерения в пространстве. В зависимости от соотношения этих величин различают четыре типа тел полезных ископаемых: изометрические, плитообразные, трубо – или столбообразные и тела сложной формы.
Шток – большая, более или менее изометрическая залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья.
Гнездо – рудное тело, размеры которого по каждому из трех измерений измеряются единицами метров.
Штокверк – более или менее изометрический объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества.
Пласт – наиболее распространенная форма рудных тел осадочных месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Это плитообразное тело осадочного происхождения, отделенное от других пород плоскостями напластования. Пласты могут иметь длину, измеряемую десятками километров, и столь же большую ширину. Мощность пластов может изменяться от десятков сантиметров до сотен метров. Различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).
Жила – плитообразное тело, образовавшееся в результате заполнения трещинной полости жильной породой или метасоматического замещения горных пород вдоль трещин минеральными веществами. В связи с этим различают жилы выполнения и жилы замещения.
Линза – плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающуюся до краев. Линзы по длине достигают сотен метров .
Чечевица – отличается от линзы меньшими размерами при большей мощности.
Трубчатые рудные тела встречаются сравнительно редко. Типичным представителем трубчатых тел трубки кимберлитов. Трубки имеют эллиптическое или круглое сечение, измеряется десятками и сотнями метров, а на глубину прослеживаются на несколько километров.
Рудные тела сложной формы возникают обычно в комбинированных структурах рудных полей. Примерами могут служить, пластообразные тела в рудных скарнах, рудные тела, которые носят название «конского хвоста».
Рудные столбы. Тела полезных ископаемых, главным образом жильные рудные тела, не бывают одинаково богаты рудой на всем протяжении. Обычно в них первичные рудные минералы концентрируются на некоторых участках, называемых рудными столбами, в отличие от убогих частей рудных тел. Если обогащенные рудными минералами участки имеют небольшие размеры, их называют кустами, ячейками, карманами.
Установление и определение таких обогащенных участков рудных телах, выяснение закономерностей их образования является одним из важнейших задач при разведке месторождения.
3. Минеральный состав месторождений
Месторождения полезных ископаемых, кроме минералов, содержащих ценные металлы или используются в качестве неметаллического сырья, обычно содержат минералы, которые не имеют практической ценности. Эти минералы в постмагматических месторождениях, имеющие форму жил, называются жильными, а в месторождениях других генетических типов – нерудными. Для полезных ископаемых, которые используются полностью (блоки мрамора, гранита, диабаза и др), разделение на полезные компоненты и нерудные минералы не проводится.
Жильными и нерудными минералами обычно являются кварц, опал, халцедон; карбонаты – кальцит, доломит, сидерит, родохрозит;
сульфаты – преимущественно барит, в меньшей степени гипс;
силикаты – полевые шпаты, хлорит, серицит, гранат, родонит, каолинит, турмалин; апатит, плавиковый шпат, пирит, марказит, пирротин; иногда роль жильных и нерудных минералов играют обломки изверженных, осадочных и метаморфических пород, среди которых залегает рудное тело.
В зависимости от состава полезных компонентов, содержащихся в рудах, различают мономинеральные, либо простые и комплексные (сложные) руды. Мономинеральные руды – это руды, в которых содержится в основном один полезный компонент, например железо, алюминий, хром; комплексные руды содержат несколько полезных компонентов.
По составу преобладающей части рудных минералов выделяют следующие главные типы руд:
1) окислительные – характерные в форме окислов и гидроокислов для месторождения марганца, железа, олова, урана, хрома, алюминия;
2) силикатные – типичные для неметаллических полезных ископаемых (слюда, асбест, тальк и др.);
3) сернистые – в виде сульфидов, арсенидов, антимонидов, типичные для месторождений меди, цинка, свинца, никеля, сурьмы и других металлов;
4) карбонатные – характерные для некоторых месторождения железа, марганца, магния, свинца, цинка и меди;
5) сульфатные – типичные для месторождений бария, стронция и других элементов;
6) фосфатные – характерны для месторождений фосфора и связанных с ним соединений;
7) галоидные – типичные для месторождения солей и флюорита;
8) самородными (золото, платина, медь).
По составу всей рудной массы, включая рудные и нерудные минералы, руды подразделяются на кремнистые, силикатные, карбонатные, сульфидные, сульфатные, окислительные, галоидные и органогенные (газа битумные).
Контрольные вопросы
1. Дайте определение полезных ископаемых?
2. Дайте определения месторождения полезных ископаемых?
3. Перечислите формы залегания месторождения?
4. Перечислите главные типы руд по составу преобладающей части рудных
минералов.
Домашнее задание:
1. Изучение материала конспекта лекций.
2. Ю. Ф. Васючков. Горное дело: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1990.- 512 с.: ил., с. 16-23
ПРОМЫШЛЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Основные понятия о руде и ее месторождениях
Полезными ископаемыми называют природные минеральные вещества, которые при современном уровне развития техники экономически целесообразны для промышленного использования.
Месторождением полезного ископаемого называется естественное скопление этого ископаемого в земной коре — геологическое тело или группа близко расположенных тел.
Месторождения подразделяют на промышленные, разработка которых экономически целесообразна в настоящее время, и н е п р о м ы ш л е н н ы е, разработка которых нецелесообразна в настоящее время, но может быть целесообразна в будущем. При определении промышленной ценности месторождения большое значение имеют масштабы оруденения (запасы) и содержание полезного ископаемого. Возможность промышленного использования месторождения зависит также от его географического положения, потребности народного хозяйства в том или ином сырье и развития производительных сил страны.
Р у д а является одним из видов полезного ископаемого и представляет собой природное минеральное вещество, из которого экономически целесообразно извлекать различные металлы или минералы путем промышленной переработки.
Необходимость последующей переработки отличает руды от других видов полезных ископаемых, которые используют в народном хозяйстве без переработки (большинство строительных материалов, каменная соль и др.).
Руды в зависимости от вида содержащегося в них полезного компонента делят на металлические (железные, медные и др.) и неметаллические (фосфоритные, серные и др.)
Горные породы, окружающие рудное тело или включенные в него и добываемые попутно с полезными ископаемыми, но не используемые в народном хозяйстве, называют пустой породой.
В некоторых случаях пустой породой считают полезное ископаемое непромышленных месторождений. Например, огнеупорные глины специально добывают на карьерах вблизи заводов черной металлургии для нужд литейного и металлургического производства, но әта глина считается пустой породой при разработке некоторых россыпных месторождений.
В практике разработки рудных месторождений часто пользуются термином «рудная масса», под которой подразумевают руду с примешанной к ней в процессе добычи пустой породой. В этом случаё рудой следует считать минеральное вещество в том составе и с тем содержанием полезных компонентов, в каком оно находится в рудном теле месторождения.
Товарной называют руду, выданную на поверхность и отправленную для переработки на металлургический завод. Часто рудная масса непосредственно на шахте подвергается дроблению и сортировке по составу или крупности. В этом случае товарная руда является продуктом первичной переработки рудной массы.
Горной массой называют всю выдаваемую на поверх-ность добытую массу руды и пустои породы как.в смешанном виде, так и раздельно, включая пустую породу из горно-капитальных и подготовительных работ.
Формы и элементы залегания месторождений
Знание форм и элементов залегания месторождения имеет исклю-чительно важное значение для выбо.ра способа отработки и соста-вления проекта рациональной эксплуатации месторождения. Форма месторождения, его размеры и условия залегания большое влияние оказывают на выбор системы разработки и технико-экономические показатели работы горных предприятий.
По форме рудные тела подразделяют на пластовые, пластообразные, столбообразные, линзообразные, жильные, штокообразные, гнездообразные и сложные.
Для пластовых р у д н ы х т е л (рис. 1, а) характерен четкии контакт с вмещающими породами по мощности месторождения и параллельность плоскостей контакта. Болыпинство пластовых месторождений осадочного происхождения, поэтому они залегают согласно с вмещающими породами. Примером пластовых месторожде-ний являются Никопольское марганцевое, Керченское мссторождение железных руд.
Пластообразные рудные т е л а (рис. 1, б) отли-чаются от пластовых менее выдержанной формой и моищостыо. Для них характерны прерывистость оруденения, наличие резких утонений и раздувов, выклинивание одних рудных тел по простиранию и появлению других на том же рудоносном горизонте. Для пластообразных рудных тел, так же как и для пластовых, характерна согласованность залегания рудного тела и вмещающих пород.
Большнство залежей Криворожского железорудного бассейна является пластообразными рудными телами.
С т о л б о о б р а з н ы е р у д н ы е т е л а имеют значительную протяженность по падению (в глубину) и неболыпие размеры по простиранию, чем они и отличаются от пластообразных тел. Примером столбообразных тел является Ангаро-Илимское месторождение железных руд, некоторые залежи Криворожского бассейна. Разновидностью столбообразных рудных тел являются трубообразные тела, имеющие в горизонтальном сечении грубоэллиптическую форму и большую протяженность в глубину. Характерным примером таких рудных тел могут служить алмазоносные «трубки» якутских и южноафриканских месторождений.
Л и н з о о б р а з н ы е р у д н ы е т е л а (рис. 1, е) имеют отчетливо выраженную линзовидную форму и значительную мощность от 10 до 50 м ниболее. К типичным представителям этой формы рудных тел относят Дегтярское, Красноуральское, Сибайское и другие медноколчеданные месторождения Урала.
Ж и л о й принято называть рудное тело, сформировавшееся в результате заполнения минеральным веществом трещины в каких-либо горных породах. Рудные жилы по морфологическому признаку делят иа простые и сложные (рис. 1, г). Простая жила представляет собой одиночное рудное тело пластообразной формы, имеющее четкий контакт с вмещающими породами. Сложные жилы по своему строонию довольно разнообразны. Среди них преобладают сближенные параллельные, ветвящиеся и сетчатые жилы.
Изометрические рудные тела одинаково развиты во всех трех направлениях в пространстве. К их числу относят штокообразны е и гнездообразные рудные тела (рис. 1, д, е). ІІІтоки отличаются от гнезд большими размерами, измеряемыми
десятками и сотнями метров. Гпездообразные рудные тела каждое в отдельности не представляют промышленного значения. Характерным примером штокообразного рудного тела является Коунрадское медное месторождение, а гнездообразного Ачисайское свинцово-цинковое месторождение.
Примером месторождения с особо сложной и изменчивой формой слагающих его рудных тел является Тырныаузское вольфрамо-молибденовое месторождение. Рудное тело в плане имеет форму подковы с мощной линзообразной частью в перегибе и менее мощными пластообразными крыльями.
Линейные размеры рудных тел характеризуются мощностью, длиной по простиранию и глубиной распространения.
В горнорудной промышленности при наклонном и крутом падении рудного тела принято характеризовать его горизонтальной мощностью, а при пологом падении — истинной мощностью, определяемой величиной нормали к бокам месторождения.
По мощности месторождения делят на пять групп: весьма тонкие, мощность которых меньше 0,6 гм; тонкие (от 0,6 до 2 м); средней мощности (от 2 до 5 м); мощные (от 5 до 20 м); весьма мощные (бо-лее 20 м).
По углу падения месторождения делят на горизонтальные, пологие, с углом падения от 0 до 25°, наклонные (от 25 до 45°) и крутые (более 45°).
Длина рудных месторождений по простиранию может быть различной. Наибольшую длину обычно имеют пластовые месторождения осадочного пррисхождения. Месторождения линзообразного и жильного типа в большинстве случаев имеют ограниченную длину. Однако известны линзообразные и жильные рудные тела, имеющие длину по простиранию в несколько километров. Например, линза Дегтярского месторождения — 4,5 км.