kl_geol_pol_iskop_050706
.pdf
2. Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протяженными и одним коротким размером (пласты, жилы).
Пласты – типичные для осадочных месторождений (железо), угля и нерудных полезных ископаемых. Различают простые пласты (без прослоя породы) и сложные (с прослоями породы).
Метасоматические тела по осадочным породам называются пластообразными залежами. Пластовые залежи в длину могут достигать нескольких десятков километров (Донбасс).
Рабочей считается минимальная мощность пласта, при которой пласт можно эксплуатировать.
Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и прослоев породы для рабочей части пласта.
Полезная мощность – это сумма мощностей пачек полезного ископаемого.
Продуктивная толща – это породы, заключающие несколько пластов полезных ископаемых (в Донбассе – 100 пластов).
Рис. 2. Строение пласта полезного ископаемого 1 – пачки и слои полезного ископаемого; 2 – прослои породы
Жилы – это трещины в горных породах, выполненные минеральным веществом. Подразделяются на простые и сложные.
Рис. 3.
1 – простая жила, точками покрыта площадь измененных околожильных вмещающих пород; 2 – сложная жила
По форме выделяются разновидности жил (рис. 4).
Рис. 4. Морфологические разновидности жил 1 – четковидные;. 2 – камерные; 3 – лестничные; 4 - седловидные
Зальбанд – поверхность контакта жилы с вмещающими породами. Околожильные изменения – ареол изменений вмещающих пород,
прилегающих к жиле.
Апофизы – ответвления жилы, отходящие в боковые породы.
Рудные столбы – участки в жиле, обогащенные ценными компонентами. Подразделяются на морфологические (раздув жилы), концентрационные (зоны повышенной концентрации ценных компонентов).
Основные элементы жил: простирание, длина; направление падения, угол падения, длина по падению; склонение; мощность.
Крутопадающие (угол более 45°). Пологопадающие (угол менее 45°).
Жильные поля объединяют серию рудных жил.
Линзы и линзообразные залежи принадлежат к образованиям,
переходным между изометричными и плоскими телами.
В ряде месторождений выделяются вторичные и комбинированные формы рудных тел (лентовидные, куполообразные и сложной морфологии) (рис. 7).
Рис. 7. Морфология рудных тел колчеданно-полиметаллических месторождений Рудного Алтая [ ]
1 – куполообразная залежь Риддер-Сокольного месторождения с штокверками и жильными телами в корневой части; 2 – пластообразные тела Камышинского месторождения; 3 – вторичные лентовидные формы тел НовоБерезовского и Иртышского месторождений; 4 – сложная форма деформированных тел Зыряновского месторождения
3. Вытянутые по одной оси тела полезных ископаемых
Трубы, трубки и трубообразные залежи – это вытянутые по одной оси тела полезных ископаемых. Определяются углом погружения (угол между ее осью и горизонтальной плоскостью), длиной вдоль оси и поперечным сечением
(рис. 5).
Для оценки степени изменчивости качественных и морфологических параметров тел полезных ископаемых вычисляют коэффициент вариации этих параметров.
Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых выделяют залежи:
Пластовые залежи приурочены к пласту – коллектору проницаемых пород, заключенных среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов. Залежи крупные (длина – более 80 км, ширина – до 70 км).
Массивные залежи – скопление жидкости или газа в выступах проницаемых пород, перекрытых плохо проницаемыми осадками.
Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных непроницаемыми породами.
Рис. 5. Элементы залегания трубообразного тела α – угол погружения (ныряния)
Рис. 6. Формы нефтяных залежей 1 – пластовая сводовая залежь нефти или газа; 2 – линзовидная залежь
нефти или газа в пластах выклинивающихся песков среди глин.
Минеральный и химический состав тел полезных ископаемых
В минеральном составе месторождений выделяют: рудные (ценные) минералы – главные минералы месторождения, и жильные минералы – это те, которые сопутствуют рудным минералам.
По составу минералов выделяются следующие типы руд:
1)оксидные (Fe, Mn, Al);
2)силикатные (слюда, асбест);
3)сернистые (сульфиды);
4)карбонатные (Fe, Mn, Cu, Pb, Zn);
5)сульфатные (Ba, Sr);
6)фосфатные – месторождения фосфора;
7)галоидные – типичные для месторождения соли и флюорита;
8)самородные металлы и сплавы (для Au и Pt).
Минеральный состав углей определяется соотношением фюзена, дюрена, кларена и витрена.
Фюзен – матовая часть угля с волокнистым строением. Дюрен – то же, плотное строение. Кларен – блестящий или полуматовый уголь, массивного или слоистого строения. Витрен – блестящий уголь, но имеет поперечную трещиноватость и раковистый излом.
Технический анализ угля – содержание золы, влаги, кокса и летучих веществ. Горючая масса определяется вычитанием из его состава золы и влаги. Содержание золы – 1,5 до 25%. Содержание в горючей массе угля: C (60-96%), H (12%), N, O, P, S.
Нефть состоит, в основном, из углеводородов, подчиненное значение имеют кислородные, сернистые и азотистые соединения. По содержанию углеводородного компонента разделяются на 3 класса:
а) метановые (парафиновые), содержание парафина – более 50%; б) нафтеновые (нафтена – более 50%);
в) ароматические.
Горючие газы состоят из метана в смеси с этаном, пропаном и бутаном (примесь CO2, N, сероводород).
Текстуры и структуры минерального вещества
Текстуры и структуры руд определяются условиями образования месторождений, этапностью и стадийностью рудообразующего процесса, способом рудоотложения и вторичными процессами изменения руд. Структуры и текстуры руд различны для разных по генезису месторождений.
Текстура минерального вещества определяется пространственным расположением минеральных агрегатов, отличающихся друг от друга по форме, размерам, составу и структуре.
Мегатекстура отличается взаиморасположением крупных по площади минеральных агрегатов, наблюдаемых в срезах тел полезных ископаемых (обнажение очистных пространствах, забоях). Макротекстура различается глазомерно в отдельных штуфах. Микротекстура наблюдается под микроскопом.
Структура минерального вещества определяется размером и способом сочетания минералов или их обломков в пространственно-обособленных минеральных агрегатах. Макроструктура – наблюдается в крупно-зернистых минеральных агрегатах (на глаз). Микроструктура – в тонкозернистых минеральных агрегатах (под микроскопом).
Изучение текстурно-структурных особенностей руд имеет важное значение для разработки схемы опробования и технологии переработки руд. Выяснение возрастных взаимоотношений минералов и минеральных агрегатов позволяет получить необходимые данные об условиях образования руд, последовательности минералообразования, стадийности рудообразования и генезисе месторождения.
Ниже приведены характерные текстуры и структуры руд колчеданнополиметаллических месторождений Рудного Алтая (рисунки 8, 9).
Рис. 8. Текстуры руд 1 – Пятнистая текстура серноколчеданно-медно-цинковой руды
(Орловское месторождение); 2 – Прожилково-вкрапленная текстура серноколчеданной руды (Орловское); 3 – Полосчатая колчеданнополиметаллическая руда (Тишинское); 4 – Брекчиевая (Риддер-Сокольное).
Рис. 9. Структуры руд 1 – Порфиробластическая структура (Тишинское); 2 – Реликтовая
структура (Риддер-Сокольное); 3 – Концентрически-зональная структура (Риддер-Сокольное); 4 – Аллотриоморфнозернистая структура (Зыряновское).
Этапы и стадии минералонакопления
Этап – это длительный период минералонакопления одного генетического процесса (магматического, пегматитового и др.).
Стадия – период времени в рамках одного этапа, в течение которого происходило накопление минералов определенного состава, отделенные перерывом минерализации от других стадий.
По числу стадий выделяются месторождения простые одностадийные и многостадийные.
Критерии выделения стадий:
а) пересечение ранних минералов жилами и прожилками последующих стадий;
б) брекчирование минеральных агрегатов ранней стадии (цементацией их обломков минеральной массой новых стадий).
Минеральными генерациями называются минеральные ассоциации последовательных стадий минералонакопления. Минералы разные или могут повторяться.
Парагенезис – это совместное нахождение минералов, обусловленное общностью происхождения и выраженное определенным порядком их накопления. Диаграмма последовательности накопления минералов приведена в работе [9].
Классификация месторождений полезных ископаемых
Классификация месторождений полезных ископаемых позволяет объединить в группы месторождения, близкие по своим вещественногенетическим признакам, и тем самым облегчает их изучение и поиски новых месторождений.
Виды классификаций:
1. Морфологическая, месторождения группируются по форме тел и условиям залегания их среди вмещающих пород (предложенная Б. Котом).
I. Правильно залегающие месторождения: а) пласты;
б) жилы (пластовые, секущие, контактовые, чечевицеобразные). II. Неправильно залегающие месторождения:
а) штоки (наклонные, вертикальные); б) вкрапленности.
2. Химико-технологическая, месторождения классифицируются по вещественному составу руд с учетом требований промышленности к качеству рудоминерального сырья.
I. Металлические полезные ископаемые:
1группа — черные металлы: железо, хром, титан, марганец
2группа — цветные металлы: медь, свинец, цинк, никель, кобальт, алюминий, магний
3группа — редкие металлы: ванадий, молибден, вольфрам, олово, ртуть, сурьма, мышьяк, висмут, литий, бериллий, цирконий, ниобий, тантал
4группа — благородные металлы: золото, серебро, платина.
5группа — радиоактивные элементы: уран, радий, торий.
6группа — рассеянные элементы: кадмий, германий, галлий, селен, теллур, индий, таллий, рений, цезий, рубидий, скандий, гафний.
7группа—редкие земли.
цернивая п/группа: церий, лантан, неодимий, прометий, празеодимий, самарий, европий, гадолиний, тербий;
иттриевая п/группа: иттрий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций.
II. Неметаллические полезные ископаемые:
1.Сырье для химической промышленности и сельского хозяйства: поваренная соль, калийные соли, фосфорит, апатит, сера, барит, флюорит, бораты и др.
2.Строительные материалы и их сырье: изверженные и метаморфические породы, известняки, мергели, гипс, песчаники, кварциты, гравий, галечники, пески, глины и др.
3.Абразивные материалы и их сырье: алмаз, корунд, наждак, гранат, диатомит, боксит и др.
4.Изоляционные материалы: асбест, слюда, мрамор, тальковый камень.
5.Керамические, огнеупорные и кислотоупорные материалы и их сырье: глины, каолин, полевой шпат, силлиманит, кварц, кварцит, магнезит, асбест, графит, тальковый камень, андезит, амфибол-асбест.
6.Драгоценные и цветные камни: алмаз, рубин, топаз, изумруд, нефрит, малахит и др.
7.Наполнители, краски, адсорбенты: тальк, барит, каолин, графит, мел, глины, диатомит.
III. Горючие полезные ископаемые. Сюда относятся ископаемый уголь, нефть, горючие сланцы, торф и природные газы.
Приведенная классификация по роду вещества не исключает генетической классификации в пределах отдельных ее подразделений. Месторождения железа, например, можно классифицировать на различные генетические группы и типы; то же самое можно сделать в отношении и других рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых.
3.Генетическая, месторождения подразделяются в зависимости от условий их образования.
Месторождения полезных ископаемых формируются в процессе дифференциации минеральных масс при круговороте в магматическом, осадочном и метаморфическом циклах образования горных пород и геологических структур, а также в результате техногенной деятельности человека. В соответствии с этим все месторождения полезных ископаемых разделяются на три класса: эндогенный, экзогенный и техногенный. Эндогенный класс подразделяется на два подкласса: магматогенный и метаморфогенный. Внутри классов выделяются группы и генетические типы месторождений (табл. 1).
Таблица 1. Сводная генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
Класс |
Группа |
Генетический тип |
Эндогенный |
|
Ликвационный |
|
Магматическая |
Раннемагматический |
|
|
Позднемагматический |
|
|
Магматический |
|
Карбонатитовая |
Метасоматический |
|
|
Комбинированный |
|
|
Блоковый микроклиновый |
|
Пегматитовая |
Редкометалльный пегматитовый |
|
|
Хрусталеносных пегматитов |
Магматогенный |
Альбитит- |
Альбититовый |
грейзеновая |
Грейзеновый |
|
подкласс |
|
Известковых скарнов |
|
Скарновая |
Магнезиальных скарнов |
|
|
Силикатных скарнов |
|
|
Плутоногенный |
|
Гидротермальная |
Вулканогенный |
|
Амагматогенный |
|
|
|
|
|
|
(телетермальный, стратиформный) |
|
|
Гидротермально-осадочный |
|
Колчеданная |
Гидротермально-метасоматический |
|
|
Комбинированный |
|
Метаморфизованная |
Регионально-метаморфизованный |
Метаморфогенный |
Контактово-метаморфизованный |
|
подкласс |
Метаморфическая |
Метаморфогенный |
|
||
|
|
|
Экзогенный |
Выветривания |
Остаточный |
|
Инфильтрационный |
|
|
|
|
|
|
Элювиальный |
|
|
Делювиальный |
|
|
Пролювиальный |
|
|
Аллювиальный |
Седиментогенный |
Россыпная |
(подклассы: косовый, русловой, долинный, |
дельтовый, террасовый) |
||
подкласс |
|
Литоральный |
|
|
(подклассы: озерный, морской, океанический) |
|
|
Гляциальный |
|
|
(подклассы: моренный, флювио-гляциальный) |
|
|
Механический |
|
Осадочная |
Химический |
|
Биохимический |
|
|
|
|
|
|
Вулканогенный |
Техногенный |
Горная |
|
|
|
|
|
|
|
|
Обогатительная |
|
|
|
|
|
Металлургическая |
|
|
|
|
Магматогенные (глубинные, гипогенные, эндогенные) по условиям образования связаны с геохимическими процессами в глубинных частях земной коры и верхней мантии. Подразделяются на группы:
1)магматическая группа – объединяет залежи полезных ископаемых, образовавшихся при застывании магматических расплавов;
2)карбонатитовая группа – образовалась из расплавов, связанных с ультраосновными щелочными интрузиями центрального типа;
3)пегматитовая группа – формируется при кристаллизации магматического тела из остаточных силикатных расплавов. Включает месторождения, представляющие собой порции застывших расплавов кислой и щелочной магм, подвергшиеся метасоматическому воздействию горячих минерализованных газоводных растворов.
4)альбитит-грейзеновая группа – создана постмагматическими растворами в апикальных частях массивов кислых и щелочных пород.
5)скарновая группа – или контактово-метасоматическая группа охватывает месторождения, возникшие в результате метасоматоза в области разогретых контактов остывающих массивов силикатных магматических пород
ипримыкающих к ним карбонатсодержащих осадочных и эффузивноосадочных толщ.
6)гидротермальная группа – формируется из гидротермальных жидких растворов при более низких температурах, чем грейзены. Контролируются разломами и отходят от массивов на значительные расстояния.
7)колчеданная группа – объединяет месторождения, возникшие в связи с поствулканической газогидротермальной деятельностью базальтовой магмы.
Метаморфогенные. Месторождения формировались при интенсивном преобразовании горных пород на значительной глубине от поверхности земли в обстановке высоких температур и давлений. Эта серия объединяет две группы месторождений
1)метаморфизованная группа – охватывает глубоко метаморфизованные месторождения, существовавшие до метаморфизма образования полезных ископаемых магматогенной и седиментогенной серий, это первичные месторождения или рудные тела, подвергшиеся метаморфическим преобразованиям.
2)метаморфическая группа – включает месторождения, в которых рудное вещество возникло из вмещающих пород в процессе их регионального и локального метаморфизма, в связи с перегруппировкой минерального вещества.
Седиментогенные (экзогенные, поверхностые, гипергенные) связаны с процессами, развивающимися на поверхности Земли (механические, физические, биохимические). Дополнительные источники вещества – продукты подводного вулканизма. Места накопления: поверхность Земли, приповерхностная зона (до уровня грунтовых вод), дно океанов, морей, озер и болот.
Подразделяются на группы:
1)группа выветривания (остаточная) – вещество полезных ископаемых накапливается ввиду выноса поверхностными водными растворами нерудных