Б С Панов, О О Кущ, Ю Б Панов - Корисні копалини - страница 9

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50 

Большую роль играли биохимические процессы в образовании редко встречаю­щихся, но крупных месторождений вана­дия, а также урана. Типично биогенное происхождение имеют месторождения уг­лей, горючих сланцев и нефти.

Вулканогенно-осадочные месторождения образованы отложением эндогенного рудно­го вещества осадочным путем на дне морей и океанов, а также на дневной поверхности. Еще в 1817г известный минералог А. Брейтгаунт наблюдал при извержении вулкана Везувия (Италия) заполнение в те­чение 10 дней трещины шириной около 1 м минералом гематитом (Ре203). В 1936г из кратера вулкана Сираетоко в Японии изли­лось около 20тыс. т чистой расплавленной серы, а в Перу (Южная Амазонка) недавно были выявлены лавовые потоки высокогор­ного вулкана Лако, состоящие из магнетита (Бе304), с запасами до 70млн.т.

В 60х-70х годах прошлого столетия океа­нологами и геологами были обнаружены на дне Красного моря, в осевой части Восточ­но-Тихоокеанского поднятия и других мес­тах мирового океана повышенные в тысячи и более раз концентрации свинца, цинка, ме­ди, серебра и других металлов в придонныхпридонних водах. Установлені на глиби­нах 2,5 км і більше масивні сульфідні ру­ди із вмістом до 50% цинку, 6% міді та інших металів. Незвичайна форма рудних тіл - у вигляді коминкових (пічних) труб, висотою до 10-50м і більше. З них вики­дався темний рудоносний газово-рідкий розчин з температурою близько 380оС, що дало підставу назвати ці геологічні утворення «чорними курцями». Відкрит­тям стала також наявність біля гарячих джерел на цих глибинах різноманітних форм життя (краби, молюски, корали і т. д.) у тому числі раніше невідомих (вес-тиментифери - новий вид тварин з пого­нофор, тобто нитковидних морських без­хребетних). Відомо більше 100 ділянок прояву підводної гідротермальної діяль­ності сучасного рудоутворення на дні океанів. Подібні рудоутворювальні про­цеси відбувалися протягом усієї геологі­чної історії Землі і призводили до нагро­мадження найбільших запасів руд. Родо­вище Калахарі (ПАР), протерозойського віку, наприклад, містить 7,5млрд.т руд марганцю і заліза.

Матаморфогенні родовища утворю­ються під впливом процесів метаморфіз­му, обумовлених впливом високої темпе­ратури (450-900оС), великого тиску (бі­льше 2-10 Па) і хімічно активних речовин (Н2О, С2О та ін.). Метаморфогенні родо­вища підрозділяються на дві групи: ме-таморфізовані і метаморфічні. Мета­морфізму можуть піддаватися раніше ви­никлі родовища, внаслідок цього зміню­ються як самі корисні копалини, так і їх вміщуючі породи. Форма тіл корисних копалин набуває шароподібного, лінзо­подібного і стрічкоподібного вигляду, виникають сланцюваті, плойчаті і подібні до них текстури. Змінюється і мінераль­ний склад руд, так наприклад, гідроокси­водах. Установлены на глубинах 2,5км и бо­лее массивные сульфидные руды с содержа­нием до 50% цинка, 6% меди и других ме­таллов. Необычна форма рудных тел - в ви­де каминных (печных) труб, высотой до 10-50м и более. Из них извергался темный ру­доносный газово-жидкий раствор с темпера­турой около 380оС, что дало основание на­звать эти геологические образования «чер­ными курильщиками». Открытием явилось также наличие около горячих источников на этих глубинах разнообразных форм жизни (крабы, моллюски, кораллы и т. д.) в том числе ранее неизвестных (вестиментиферы -новый вид животных из погонофор, т.е. ни­тевидных морских беспозвоночных). Из­вестно более 100 участков проявления под­водной гидротермальной деятельности с со­временным рудообразованием на дне океа­нов. Подобные рудообразующие процессы происходили в течение всей геологической истории Земли и приводили к накоплению крупнейших запасов руд. Месторождение Калахари (ЮАР), протерозойского возраста, например, содержит 7,5млрд.т руд марганца и железа.

Метаморфогенные месторождения об­разуются под влиянием процессов мета­морфизма, обусловленных воздействием высокой температуры (450-900о), большого давления (более 2-10 Па) и химически ак­тивных веществ (Н2О, СО2 и др.). Мета-морфогенные месторождения подразделя­ются на две группы: метаморфизованные и метаморфические. Метаморфизму могут подвергаться ранее возникшие месторож­дения, в результате этого изменится как са­мо полезное ископаемое, так и вмещающие его породы. Форма тела полезного иско­паемого приобретет пластообразный, лин-зовидный и лентообразный вид, возникнут сланцеватые, плойчатые и подобные им текстуры. Изменится и минеральный составди заліза і марганцю переходять в оксид­ні сполука, марказит заміщається піритом і т. д. Такі родовища називаються мета-морфізованими (залізні руди Кривого Ро­гу, золото-уранові родовища Вітватерс-ранду в Південній Африці та ін.).

Метаморфічні родовища виникли в ході процесів метаморфізму у зв'язку з перегрупуванням мінеральної речовини порід. Наприклад, замість глинистих по­рід при регіональному метаморфізмі ви­никають кристалічні сланці, що містять дистен, силіманіт і андалузит, що є цін­ними високоглиноземистими мінералами. Алюмосилікатні породи дають початок родовищам ставроліту, корунду і нажда­ку, з вапняків утворюється мармур, із кременистих осадових порід виникають яшми і т.д.

Метаморфічні процеси протікають на контактах інтрузій і порід, що вміщують, (контактовий метаморфізм) чи захоплю­ють величезні товщі порід, які опуска­ються в ході коливальних геотектонічних рухів у зони високих температур і тисків. Відповідно, при розгляді метаморфоген­них родовищ враховується характер ме­таморфізму. Прикладами регіонально-метаморфізованих родовищ служать залі­зорудні родовища Кривого Рогу, родо­вища антрацитів Донецького басейну. До контактово-метаморфізо-ваних відно­сяться родовища графіту в зоні впливу інтруізй, що рвуть пласти кам'яного ву­гілля Тунгуського басейну Сибіру, родо­вища корунду та ін. До власне метамор­фічного належать родовища кіаніту на Кольськім п-ові, яшми Південного Уралу та ін.

руд, так, например, гидрооксиды железа и марганца переходят в оксидные соедине­ния, марказит замещается пиритом и т.д. Такие месторождения называются метамор-физованными (железные руды Кривого Рога, золото-урановые - месторождения Витватер-сранда в Южной Африке и другие).

Метаморфические месторождения воз­никли в ходе процессов метаморфизма в связи с перегруппировкой минерального вещества метаморфизуемых пород. Напри­мер, вместо глинистых пород при регио­нальном метаморфизме возникают кри­сталлические сланцы, содержащие дистен, силлиманит и андалузит, которые являются ценным высокоглиноземистыми минерала­ми. Алюмосиликатные породы дают начало месторождениям ставролита, корунда и на­ждака, из известняков образуется мрамор, из кремнистых осадочных пород возникают яшмы и т. д.

Метаморфические процессы протекают на контактах интрузий и вмещающих их пород (контактовый метаморфизм) или за­хватывают огромные толщи пород, опус­кающиеся в ходе колебательных геотекто­нических движений в зоны высоких темпе­ратур и давлений. Соответственно, при рас­смотрении метаморфогенных месторожде­ний учитывается характер метаморфизма. Примерами регионально-метаморфизован-ных месторождений служат железорудные месторождения Кривого Рога, месторожде­ния антрацитов Донецкого бассейна. К кон-тактово-метаморфизованным относятся ме­сторождения графита в зоне воздействия интрузий, рвущих пласты каменного угля Тунгусского бассейна Сибири, месторож­дения корунда и другие. К собственно ме­таморфическим принадлежат месторожде­ния кианита на Кольском п-ове, яшмы Юж­ного Урала и другие.

2.5 Геохімічні особливості елементів і умови утворення корисних копалин

Родовища корисних копалин відно­сяться до різних гірських порід, тому з'я­сування умов утворення цих родовищ можливе лише з урахуванням складу і будови середовища локалізації корисних копалин, тобто порід земної кори. При­йнято вважати, що 15-20 км її верхньої частини складається на 95% з магматич­них і метаморфічних порід і на 5% - з осадових. Хімічний склад цієї частини земної кори, за підрахунками Ф. Кларка, В.І. Вернадського, О.Є. Ферсмана, О.П. Виноградова та інших учених, ви­ражається (у %) такими середніми вели­чинами (кларками): О-47,0; Бі-29,5; А1-8,05; Бе-4,65; Са-2,96; Ш-2,50; К-2,50; М§-1,87; Н-1,00; Ті-0,45. На ці 10 елемен­тів приходиться по вазі 99,58% усієї зем­ної кори, інші зустрічаються в ній у дуже незначних кількостях.

Різні хімічні елементи мають різну здатність утворювати самостійні мінера­ли. Найбільшу таку здатність мають ки­сень і кремній. За підрахунками О. Є. Фе­рсмана, найголовнішими мінералами зе­мної кори (у %) є: польові шпати - 55; мета- і ортосилікати - 15; кварц і його різновиди - 12; вода в різних видах - 9; слюди -3; магнетит, гематит - 3; глини -1,5; кальцит-доломіт - 1,5. Знаючи клар­ки і мінеральний склад земної кори (таб­лиця 2.4), можна обчислити маси хіміч­них елементів у 1 км гірських порід. Кі­лькість заліза, наприклад, у 1 км3 складає 130-106т, нікелю - 500 тис.т, міді - 250 тис.т, урану - 10 тис.т, а золота - 13 т. Таким чином, основна кількість металів розсіяна в гірських породах у кларкових кількостях і лише невелика їхня частина зосереджена в рудних родовищах. Отже, 2.5 Геохимические особенности эле­ментов и условия образования полез­ных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых приурочены к различным горным породам, поэтому выяснение условий образования этих месторождений возможно лишь с уче­том состава и строения среды локализации полезных ископаемых, т. е. пород земной коры. Принято считать, что 15-20км её верхней части состоит на 95% из магмати­ческих и метаморфических пород и на 5% из осадочных. Химический состав этой час­ти земной коры по подсчетам Ф.Кларка, В . И.Вернадского, А.Е.Ферсмана, А.П. Ви­ноградова и других ученых выражается (в %) такими средними величинами (клар­ками): О-47,0; 81-29,5; А1-8,05; Бе-4,65; Са-2,96; N-2,50; К-2,50; М§-1,87; Н-1,00; Т1-0,45. На эти 10 элементов приходится по весу 99,58% всей земной коры, остальные встречаются в ней в очень незначительных количествах.

Разные химические элементы имеют раз­личную способность образовывать самостоя­тельные минералы. Наибольшей такой спо­собностью обладают кислород и кремний. По подсчетам А. Е. Ферсмана главнейшими ми­нералами земной коры (в %) являются: поле­вые шпаты - 55; мета- и ортосиликаты - 15; кварц и его разновидности - 12; вода в раз­ных видах - 9; слюды -3; магнетит, гематит -3; глины - 1,5; кальцит-доломит - 1,5. Зная кларки и минеральный состав земной коры (таблица 2.4) можно вычислить массы хими­ческих элементов в 1 км горных пород. Ко­личество железа, например, в 1 км3 составляет 130-106т, никеля 500тыс.т, меди - 250тыс.т, урана - 10тыс.т, а золота - 13т. Таким обра­зом, основное количество металлов рассеяно в горных породах в кларковых количествах и лишь небольшая их часть сосредоточена в рудных   месторождениях. Следовательно,будь-яке родовище корисних копалин є винятковим природним явищем, і найго­ловніше завдання дослідника - визначити геологічні і фізико-хімічні умови його утворення. Здатність до концентрації чи розсіювання елементів визначається їх­німи геохімічними особливостями, тобто будовою атомів, форм хімічних зв'язків, потенціалів іонізації та інших важливих рис. Усі вони в остаточному підсумку за­лежать від положення елементів у пері­одичній таблиці Д.І. Менделєєва.

Г. Вашингтон запропонував розділити всі елементи цієї таблиці на петрогенні і металогенні. Петрогенні елементи відно­сяться до верхньої частини періодичної таблиці і тому мають відносно малі атом­ні маси. Вони входять головним чином до складу гірських порід земної кори і скла­дають основну масу неметалевих корис­них копалин. Характеризуючись спорід­неністю з киснем, зустрічаються в основ­ному у вигляді силікатів, оксидів, карбо­натів, сульфатів і фосфатів. При ендоген­них процесах вони не утворюють, як пра­вило, різко підвищених концентрацій, а мають властивість накопичуватися в ек­зогенних умовах, внаслідок чого виника­ють великі родовища солей, гіпсу, фос­форитів, вапняків та інших корисних ко­палин. Металогенні елементи знаходять­ся в нижній частині періодичної таблиці Д. І. Менделєєва і мають великі атомні маси. Вони складають в основному руди металевих корисних копалин і в дуже не­великій кількості (крім заліза) містяться в породах земної кори. Для них характерна спорідненість із сіркою, у зв'язку з чим вони зустрічаються в природі, головним чином у вигляді сульфідів, хоча деякі з них відомі в самородному стані (золото, мідь, срібло). Глибокі розходження у властивостях петрогенних і металогенних любое месторождение полезного ископаемо­го является исключительным природным яв­лением, и главнейшая задача исследователя -определить геологические и физико-химические условия его образования. Спо­собность к концентрации или рассеиванию элементов определяется их геохимическими особенностями, т. е. строением атомов, форм химических связей, потенциалов ионизации и другими важными чертами. Все они в конеч­ном итоге зависят от положения элементов в периодической таблице Д. И.Менделеева.

Г.Вашингтон предложил разделить все элементы этой таблицы на петрогенные и металлогенные. Петрогенные элементы приурочены к верхней части периодической таблицы и поэтому имеют относительно малые атомные массы. Они входят главным образом в состав горных пород земной ко­ры и слагают основную массу неметалличе­ских полезных ископаемых. Характеризу­ясь сродством с кислородом, встречаются в основном в виде силикатов, оксидов, кар­бонатов, сульфатов и фосфатов. При эндо­генных процессах они не образуют, как правило, резко повышенных концентраций, а имеют свойство накапливаться в экзоген­ных условиях, в результате чего возникают крупные месторождения солей, гипса, фос­форитов, известняков и других полезных ископаемых. Металлогенные элементы на­ходятся в нижней части периодической таблицы Д.И.Менделеева и имеют большие атомные массы. Они слагают в основном руды металлических полезных ископаемых и в очень небольшом количестве (кроме железа) содержатся в породах земной коры. Для них характерно средство с серой, в свя­зи с чем они встречаются в природе глав­ным образом в виде сульфидов, хотя неко­торые из них известны в самородном со­стоянии (золото, медь, серебро). Глубокие различия в свойствах петрогенных и метал­елементів обумовлені головним чином тим, що перші утворюють іони з вісьма електронами в зовнішній оболонці, а інші - з вісімнадцятьма. Ця обставина виріша­льним чином впливає на їхню здатність віддавати чи захоплювати електрони в ході хімічних реакцій у земній корі. При цьому одні елементи накопичуються в глибинних умовах у зв'язку з магматич­ними процесами, а інші - у поверхневих, що відносяться до осадових утворень, треті можуть давати концентрації і в тих, і в інших умовах. Цей зв'язок різних хімі­чних елементів і їхніх скупчень з різними гірськими породами був уже давно помі­чений вченими і практиками. Він і зараз широко використовується при пошуко­вих і розвідувальних роботах, тому вста­новлення закономірних зв'язків метале­вих і неметалевих корисних копалин з магматичними, осадовими і метаморфіч­ними породами має велике практичне значення. Найбільше типові зв'язки родо­вищ з визначеними породами наведені в таблиці 2.3.

логенных элементов обусловлены главным образом тем, что первые образуют ионы с восемью электронами во внешней оболоч­ке, а вторые - с восемнадцатью. Это обстоя­тельство решающим образом влияет на их способность отдавать или захватывать элек­троны в ходе химических реакций в земной коре. При этом одни элементы накаплива­ются в глубинных условиях в связи с маг­матическими процессами, а другие - в по­верхностных, будучи приурочены к осадоч­ным образованиям, третьи могут давать концентрации и в тех, и в других условиях. Эта связь различных химических элементов и их скоплений с разными горными поро­дами была уже давно замечена учеными и практиками. Она и сейчас широко исполь­зуется при поисковых и разведочных рабо­тах, поэтому установление закономерных связей металлических и неметаллических полезных ископаемых с магматическими, осадочными и метаморфическими порода­ми имеет большое практическое значение. Наиболее типичные связи месторождений с определенными породами приведены в таб­лице 2.3.

Контрольні питання до глави II

1. Що таке мономінеральні і поліміне-ральні руди? Наведіть приклади.

2. Визначення поняття «структура руд», значення його вивчення.

3. Текстури руд, їх наукове і практичне значення.

4. Методи вивчення корисних копалин.

5. Ендогенні   родовища  та  умови їх утворення. Наведіть приклади.

6. Магматичні родовища.

7. Пегматитові родовища та їх генезис.

8. Особливості   карбонатитових родо­вищ, їх генезис.

9. Скарнові родовища, умови їх утво­рення.

10. Альбітит-грейзенові родовища, їх ко­рисні копалини.

11. Гідротермальні родовища, їх підроз­діл.

12. Колчеданні родовища і їх генезис.

13. Екзогенні родовища, їх особливості і класифікація.

14. Глинисте і латеритне вивітрювання. Наведіть приклади.

15. Умови утворення інфільтраційних ро­довищ.

16. Розсипові родовища. Наведіть при­клади.

17. Осадові родовища, їх підрозділ. Наве­діть приклади.

18. Вулканогенно-осадові  родовища, їх генезис.

19. Метаморфогенні родовища та умови їх утворення.

20. Хімічний склад земної кори. Кларки.

21. Мінеральний склад земної кори.

22. Металогенні і петрогенні хімічні еле­менти, їхня характеристика.

23. Зв'язок корисних копалин з гірськими породами.

Контрольные вопросы и задания к главе II

1. Что такое мономинеральные и поли­минеральные руды? Примеры.

2. Определение «структура руд», значе­ние её изучения.

3. Текстуры руд, их научное и практиче­ское значение.

4. Методы изучения полезных ископае­мых.

5. Эндогенные месторождения и усло­вия их образования. Примеры.

6. Магматические месторождения.

7. Пегматитовые месторождения и их генезис.

8. Особенности карбонатитовых место­рождений, их генезис.

9. Скарновые месторождения, условия их образования.

10. Альбитит-грейзеновые месторожде­ния, их полезные ископаемые.

11. Гидротермальные месторождения, их подразделение.

12. Колчеданные месторождения и их генезис.

13. Экзогенные месторождения, их осо­бенности и классификация.

14. Глинистое и латеритное выветрива­ние. Примеры.

15. Условия  образования инфильтраци-онных месторождений.

16. Россыпные месторождения. Примеры.

17. Осадочные месторождения, их под­разделение. Примеры.

18. Вулканогенно- осадочные месторож­дения, их генезис.

19. Метаморфогенные месторождения и условия их образования.

20. Химический   состав   земной коры. Кларки.

21. Минеральный состав земной коры.

22. Металлогенные и петрогенные хими­ческие элементы, их характеристика.

23. Связь полезных ископаемых с горны­ми породами.

НАЙГОЛОВНІШІ РУДНІ МІНЕРАЛИ

Таблиця 2.1

Метал

Мінерал

Хімічна формула

Вміст металу в мінералі, %

1

2

3

4

1 Мінерали металевих родовищ

Залізо

Магнетит

ГЄ304

72

 

Гематит

Бе203

70

 

Лімоніт

ГЄ203іН20

48-63

 

Сидерит

БеС03

48

 

Шамозит, тюрингіт

Ге4А1[8І3А10ю]-[0Н]6-пН20

28-37

Марганець

Піролюзит

Мп02

63

 

Манганіт

Мп02-Мп(0Н)2

62

 

Псиломелан

шМп0-Мп02-пН20

45

 

Брауніт

Мп203

69

 

Гаусманіт

Мп304

72

 

Родохрозит

МпС03

48

Хром

Хроміт

БеСГ204

46

Титан

Рутил

ТІ02

60

 

Ільменіт

БеТі02

32

Нікель

Пентландит

(№, Бе)8

24-42

 

Нікелін

МАб

44

 

Мілерит

МБ

65

 

Анабергит

КІ3[АБ04]2-8Н20

37

 

Гарнієрит

(Кі,М§)4[8і4-0ю][0Н]4-4Н20

46

Кобальт

Кобальтин

СоАбБ

35

 

Шмальтин

СоАб2-3

28

 

Лінєїт

С0304

58

 

Асболан

М-(Со,М)0-Мп02-пН20

до 32%СоО

 

Еритрин

С03[АБ04]2'8Н20

37,5%СоО

Молібден

Молібденіт

МоБ2

60

Вольфрам

Вольфраміт

(Бе, Mn)W04

60

 

Шеєліт

CaW04

64

Ванадій

Ванадиніт

РЬ5[У04]3С1

11

 

Патроніт

УБ4

28

Продовження таблиці 2.1

1

2

3

4

Мідь

Халькопірит

01^2

35

 

Борніт

0^84

63

 

Халькозин

 

80

 

Ковелін

Си8

66

 

Куприт

С112О

89

 

Енаргіт

Си3Ав84

48

Свинець

Галеніт

РЬ8

86

 

Церусит

РЬСО3

77

 

Англезит

РЬ8О4

68

Цинк

Сфалерит

2п8

67

 

Смітсоніт

2пСО3

52

 

Каламін

4[8І2От][ОН]22О

54

Олово

Каситерит

8пО2

78

 

Станін

Си2Бе8п84

27

Алюміній

Діаспор

На1О2

47

 

Беміт

А1ООН

47

 

Гідраргіліт

А1(ОН)3

36

 

(гібсит)

 

 

 

Нефелін

ЩА18ІО4]

19

Магній

Магнезит

МвСО3

29

 

Доломіт

СаМв[СО3]2

13

 

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36  37  38  39  40  41  42  43  44  45  46  47  48  49  50 


Похожие статьи

Б С Панов, О О Кущ, Ю Б Панов - Корисні копалини