3.6. Закономерности размещения месторождений полезных ископаемых

Хотя месторождения полезных ископаемых формируются в связи с различными геологическими процессами, для локализации оруденения обычно необходимо совмещение нескольких благоприятных факторов: стратиграфических, литолого-фациальных, магматических, структурно-теконических и др. Эти факторы контролируют локализацию полезного ископаемого в конкретном участке земной коры и поэтому называются рудоконтролирующими. Изучение этих факторов необходимо на всех стадиях геологоразведочных работ (ГРР); знание рудоконтролирующих факторов предопределяет научный прогноз размещения месторождений и является теоретической основой их поисков и разведки.

Металлогенией называется наука о закономерностях формирования и размещения месторождений полезных ископаемых в земной коре. Основным методом металлогенического анализа является структурно-формационный, основанный на выделении важнейших тектонических структур для данного региона и установлении взаимосвязи разных геологических образований, прежде всего месторождений, с осадочными, вулканогенно-осадочными, магматическими и метаморфическими формациями.

Следует иметь в виду, что месторождения могут быть обусловлены различными этапами формирования структур земной коры (геосинклинально-складчатых, платформенных областей), а могут быть связаны с источником вещества в мантии, а также с горизонтальными перемещениями крупных блоков земной коры.

В настоящее время одной из задач металлогении является прогноз и открытие крупных и богатых месторождений, прежде всего в экономически благоприятных районах, в связи с этим важное значение приобретает научный прогноз размещения месторождений на локальных площадях, что должно способствовать расширению и улучшению минерально-сырьевой базы действующих горно-рудных предприятий.

Раздел 4. Геолого-экономический обзор важнейших промышленных типов месторождений металлических и неметаллических полезных ископаемых

По агрегатному состоянию полезные ископаемые могут быть твёрдыми, жидкими и газообразными. Одни из них используются в качестве источников ценных компонентов: химических элементов (например, свинца, железа, серы и др.), минералов (талька, хризотил-асбеста, гипса и др.) или кристаллов с определёнными качественными характеристиками (мусковит, исландский шпат, драгоценные камни и т.п.). В других случаях полезные ископаемые используются целиком (строительные камни, уголь, яшма и др.). В жидком состоянии встречаются нефть, подземные воды и природные рассолы, а в газообразном - природный горючий газ. По характеру использования полезные ископаемые подразделяются на металлические, неметаллические, горючие (или каустобиолиты), воды и негорючие газы (табл. 12). Зачастую одно и то же полезное ископаемое может иметь различные области использования и входить в различные классификационные группы, например, хромиты, используемые как металлическое полезное ископаемое (источник хрома) и в качестве неметаллического сырья (огнеупорного материала), или нефть, которая служит энергетическим и химическим сырьём одновременно.

Таблица 12.

Классификация полезных ископаемых по направлению использования

	Группа	Класс			Виды и разновидности
	Металлические	Чёрные металлы			Fe, Cr, Mn,V
		Лёгкие металлы			Al, Ti, Be, Mg, Li
		Цветные металлы			Cu, Pb, Zn, Sb, Ni
		Редкие и малые металлы			W, Mo, Sr, Sn, Co, Hg, Zr, Bi, Ta, Nb
		Благородные металлы			Au, Ag, Pt, Pd, Os, Ir, Rh, Ru
		Радиоактивные металлы			U, Th, Ra
		Рассеянные элементы			Sc, Ga, Rb, Cs, Ge, Cd, In, Hf, Re, Te, Se, Tl
		Редкоземельные элементы			La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y
	Неметаллические	Горнохимическое сырьё			Химическое сырьё: минеральные соли, серное, борное, фторное, мышьяковое, кальциевое и др. сырьё
					Агрохимическое сырьё: фосфор-ное, калийное, азотное, борное, известковое и др.
		Индустриальное сырьё			Флюсы и плавни: известняк, доломит, флюорит, полевой шпат, кварц, нефелин
					Формовочные материалы: кварцевый песок, маршаллит, глины и др.
					Огнеупоры и теплоизоляторы: графит, хромит, асбесты, вермикулит, тальк, магнезит, брусит, кварцит, боксит, глины и др.
					Высокоогнеупорное сырьё: андалузит, силлиманит, кианит, диаспор и др.
					Каменные кислото- и щёло-чеупоры: андезиты, базальты, диабазы, кварциты, фельзиты и др.
					Диэлектрики: мусковит, фло-гопит, хризотил-асбест и др.
					Сорбенты и иониты: бенто-нитовые глины, опока, трепел, диатомит, цеолиты, боксит, вермикулит, глауконит и др.
					Наполнители: тальк, каолинит, гипс, диатомит и др.
					Абразивы и антиабразивы: алмаз, гранат, халцедон и др.
			Самоцветы и пьзо-оптическое сырьё		Оптическое сырьё: флюорит, исландский шпат, горный хрусталь и др.
					Пьезоэлектрическое сырьё: кварц, турмалин и др.
					Ювелирные камни: алмаз, рубин, сапфир, изумруд, жадеит-империал, александрит и др.
					Ювелирно-поделочные камни: малахит, лазурит, родонит, нефрит и др.
					Поделочные камни: селенит, серпофит, мраморный оникс, гагат, окаменелое дерево, агальматолит, змеевик, кварцит, порфир и др.
				Строительные материалы и сырьё для их производства		Пильный (стеновой) камень: извест-няк, доломит, песчаник, травертин, туф и др.
						Колотый и тёсаный камень: базальт, диабаз, габбро, гранит, диорит, доломит, известняк, песчаник, кровельный сланец и др.
						Облицовочные камни: мрамор, квар-цит, гранит, лабрадорит, габбро, извест-няк, и др.
						Сырьё для каменного литья: диабаз, диорит, сиенит, базальт, известняк и др.
						Цементное сырьё и вяжущие материалы: мергель, известняк, глины, гипс, мел, диатомит, радиолярит, опока, трасс, пемза, трепел и др.
						Наполнители бетонов и бутовые камни: гравий, галька, дресва и щебень прочных горных пород, песок, пемза, туф и др.
						Сырьё для производства лёгких наполнителей: шунгит, перлит, вермикулит, аргиллит, глины, диатомит, трепел, опока и др.
						Минеральные пигменты: охра, мумия, умбра, мел, вивианит, малахит, барит, витерит, глауконит и др.
						Стекольно-керамическое сырьё: пег-матит, аплит, нефелин, глины, каолин, стекольные пески, лёсс, суглинки и др.
	Горючие			Твёрдое топливно-хи-мическое сырьё		Гумусовые: торф, бурый уголь, камен-ный уголь, антрацит
						Сапропелевые: сапропель, богхед, горючие сланцы
				Жидкое и газообразное топливно-химическое сырьё		Нефть, газовый конденсат
						Природный горючий газ
	Воды и него-рючие газы			Вода пресная		Вода: питьевая, техническая, терми-ческая
				Минеральная бальнеологическая вода		Углекислая, сероводородная, радоновая и др.
				Инертные газы		He, Rn

Понятие “вещественный состав” объединяет минеральный и химический состав. Тела металлических и неметаллических полезных ископаемых состоят из минеральных агрегатов. В рудах выделяют рудные минералы и жильные, не используемые минералы. Содержание рудных минералов в различных рудах колеблется в широких пределах: от 80 - 100% в сплошных (массивных, богатых) рудах до долей процента во вкрапленных (бедных, убогих) рудах. Химический состав руды определяется составом слагающих её рудных и жильных минералов, набор которых зависит от типа полезного ископаемого и типа месторождения. В зависимости от химического состава главных рудных минералов руды могут быть:

• самородные - сложенные самородными веществами и их природными сплавами (например, руды золота, платины, меди, графита, алмаза, серы);

• сульфидные, например, руды свинца, цинка, меди, никеля, сурьмы и др.;

• оксидные, сложенные, главным образом, оксидами и гидроксидами (руды железа, марганца, хрома, алюминия, урана и др.);

• галоидные, например, галитовые, сильвиновые и флюоритовые руды;

• сульфатные (гипсовые, ангидритовые, баритовые и др.);

• карбонатные (марганцевые, цинковые и др.);

• фосфатные (фосфорные, урановые);

• силикатные (никелевые, хризотил-асбестовые, тальковые и др.).

К числу наиболее часто встречающихся жильных минералов относятся основные породообразующие минералы: полевой шпат, кварц, кальцит, доломит, барит, оливин, пироксены, амфиболы, гранаты, слюды, хлориты, глинистые минералы. Использование жильных минералов может резко повысить рентабельность эксплуатации месторождения и уменьшить масштабы её экологических последствий за счёт сокращения площадей отвалов и хвостохранилищ.

В настоящее время наблюдается стабилизация или снижение добычи ряда металлов, прежде всего черных. Значительная часть общемировой потребности в ряде металлов обеспечивается за счет вторичных ресурсов-остатков механической обработки изделий, бытовых отходов, списанного оборудования, а именно от 20 до 45% для Pb, Zn, Cu, Al, W, Co. Резко возросла потребность в редких и рассеянных элементах, особенно в галии, индии, редких землях) в связи с дальнейшим развитием электронно-вычислительной, копировальной, космической и др. техники.

Среди месторождений полезных ископаемых выделяют промышленные типы, понятие о которых было введено В.М. Крейтером в 1940 г. Промышленные типы объединяют месторождения - устойчивые поставщики данного минерального сырья, обеспечивающие не менее 1% его мировой добыче и экономически рентабельно разрабатываемые.

Единых принципов классификации промышленных типов не разработано, чаще за основу принимают генетические признаки, то есть условия образования месторождений. однако, для целей поисков и разведки важнее группировка месторождений по формационном признаку, т.е. особенностям геологической обстановки формирования, а для целей разработки по особенностям формы и условий залегания рудных тел (пластовые, жильные, штокверковые), с учетом горно-технических, технологических и экономических особенностей. В общем геолого-промышленный тип месторождения можно определить как совокупность промышленных месторождений, близких по структуре объектов, морфологии рудных тел, по составу полезных ископаемых с учетом условий образования, требующих однотипных систем разведки, разработки и переработки сырья.

Студенты знакомятся с главными промышленными типами перечисленных в программе полезных ископаемых на лабораторных занятиях и самостоятельно.