ВІКІСТОРІНКА
Навигация:
Інформатика
Історія
Автоматизація
Адміністрування
Антропологія
Архітектура
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Військова наука
Виробництво
Географія
Геологія
Господарство
Демографія
Екологія
Економіка
Електроніка
Енергетика
Журналістика
Кінематографія
Комп'ютеризація
Креслення
Кулінарія
Культура
Культура
Лінгвістика
Література
Лексикологія
Логіка
Маркетинг
Математика
Медицина
Менеджмент
Металургія
Метрологія
Мистецтво
Музика
Наукознавство
Освіта
Охорона Праці
Підприємництво
Педагогіка
Поліграфія
Право
Приладобудування
Програмування
Психологія
Радіозв'язок
Релігія
Риторика
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Статистика
Технології
Торгівля
Транспорт
Фізіологія
Фізика
Філософія
Фінанси
Фармакологія


Понятие о полезном ископаемом. Промышленные кондиции

Полезное ископаемое - природное минеральное образование, которое используется в народном хозяйстве непосредственно (уголь, торф, горючий газ, песок и др,) или после определенной переработки (руды металлов и др.) или обработки (драгоценные камни и др.). Полезные ископаемые бывают газообразными (горючие газы, инертные газы), жидкими (нефть, подземные воды), вязкими (битумы) и твердыми (минералы и горные породы). Они отличаются от горной породы содержанием ценных компонентов, количество которых должно быть больше установленного предела, называемого минимальной промышленной кондицией. Для некоторых видов она определяется содержанием вредных примесей (угли для получения доменного кокса должны содержать не более 0,012 фосфора) или мощностью пласта полезного ископаемого. Например, коксующиеся угли разрабатываются при мощности не менее 0,6-0,7 м (в Донбассе - 0,5-0,55 м), энергетические угли - 0,7-1,0 м. При оценке качества неметаллического полезного ископаемого существующие кондиции отражают технологические свойства минерального сырья. Так, для слюды учитывают ее электроизоляционные свойства, размер и прозрачность пластин, для асбеста - огнестойкость, длину волокна, его прочность и эластичность. Качество горючих полезных ископаемых определяется удельной теплотой сгорания, способностью к коксованию, зольностью, содержанием серы и фосфора.

Кондиции не являются строго постоянными, они изменяются в связи с конъюнктурой, совершенствованием техники и технологии добычи и переработки минерального сырья. К примеру, на Никитовском поле в первые годы эксплуатации (начали разрабатывать с 1886г.) добывались руду с содержанием ртути не ниже 1,0%, сейчас - 0,006-0,02%. Влияние на величину устанавливаемой минимальной промышленной кондиции оказывают географо-климатические и социальные условия, энергообеспеченность, наличие людских резервов и транспортных путей.

Промышленное использование

По промышленному использованию полезные ископаемые подразделяются на рудные или металлические, нерудные или неметаллические, горючие или каустобиолиты (каустос - горючий, биос - жизнь, литое - камень). Иногда выделяют гидротермальные полезные ископаемые, куда входят термальные (теплые 20-37 °С, горячие 37-42 °С и очень горячие выше 42 °С), минеральные (углекислые, сероводородные и радиоактивные) и промышленные (йодные, бромные, содовые и др.) подземные воды.

Рудные или металлические полезные ископаемые (руда) - агрегаты минералов, из которых технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или металлические соединения. Они подразделяются на руды черных (железо, марганец, хром), легирующих (титан, ванадий, никель, кобальт, молибден, вольфрам), цветных (алюминий, магний, медь, цинк, свинец, олово, ртуть, сурьма, висмут), благородных (золото, серебро, группа платины), радиоактивных (уран, торий) и редких (литий, рубидий, цезий и др.) металлов.

Нерудные или неметаллические полезные ископаемые - неметаллическое вещество, которое по качеству пригодно для использования в народном хозяйстве. Среди них выделяют индустриальное (драгоценные, поделочные и технические камни - алмаз, графит, слюды, асбест, флюорит, исландский шпат и др.), химическое и агрономическое сырье (минеральные соли, фосфатное, серное и борное сырье), строительные материалы (керамическое сырье, глины и каолины, песок и гравий и др.).

Горючие полезные ископаемые - минеральное вещество, которое используется в качестве энергетического (тепло), технологического и химического сырья. К ним относят торф, бурый уголь, каменный уголь и антрацит, образующие угольный ряд, сапропель, горючий сланец, сапропелит, асфальт, асфальтит, озокерит, нефть и природные газы, составляющие нефтяной ряд.

Площади распространения

Площади распространения полезных ископаемых подразделяются на провинции, области (бассейны и пояса), районы (узлы), поля, месторождения, рудопроявления и тела.

Провинция полезных ископаемых охватывает крупный участок земной коры - гескинклиналь, платформу, дно океана (Карпатская провинция, провинция Русской платформы, провинция дна Тихого океана и др.). С целью конкретизировать вид полезного ископаемого указывают: металлогеническая (рудные полезные ископаемые), минералогеническая (нерудные полезные ископаемые), угленосная, нефтегазоносная и гидрогеологическая провинции.

Область полезных ископаемых - часть провинции, характеризующаяся присутствием минерального сырья определенного состава и близкого происхождения, размещение которого подчинено крупному тектоническому элементу (антиклинорий и синклинорий, внутренние и периферические зоны геосинклиналей, зоны активизации платформ и др. Как правило, в складчатых областях такие тектонические элементы обычно вытянуты в одном направлении и скопления полезных ископаемых образуют протяженные пояса, расположенные вдоль разломов в земной коре. Например, южный ртутный пояс Большого Кавказа прослеживается на 500км. Полезные ископаемые осадочного происхождения слагают бассейны, площадь которых может достигать нескольких тысяч квадратных километров (Днепрово-Донецкий нефтегазоносный бассейн, Донецкий угольный бассейн, Никопольский марганцеворудный бассейн и др.).

Район полезных ископаемых занимает часть области с высокой концентрацией (узлом) полезных ископаемых в земной коре. На территории Донбасса выделено 30 угленосных районов, Северного Кавказа - 8 ртутных районов.

Поле полезного ископаемого входит в состав района и включает несколько месторождений (рудопроявлений) аналогичного состава и происхождения, приуроченных к единой геологической структуре. Никитовское ртутное рудное поле включает ртутные месторождения Железнянское, Чегарникское, Софиевское, Полукупол Новый, Новозаводское и Чернокурганское, рудопроявление Чернобугорское с единственным промышленным минералом - киноварью и размещено в пределах Горловской антиклинали II порядка по отношению к Главному антиклиналу Донбасса вдоль крутопадающих разрывов, характеризующихся общностью происхождения.

Месторождение полезного ископаемого - скопление минерального сырья в земной коре в таком количестве, при таком качестве и при таких горногеологичеcких условиях, когда экономически целесообразно его извлечение подземным или открытым способом.

Рудопроявление - небольшие или слабо изученные скопления полезного ископаемого в земной коре, эксплуатация которого в настоящее время экономически нецелесообразна. Перевод месторождения в рудопроявление и наоборот часто зависит от спроса на минеральное сырье.

Тело полезного ископаемого - локальное скопление минерального вещества различной формы и размеров, приуроченное к благоприятному стратиграфическому, литологическому и структурному элементу или ких комбинации. Граница между телом и вмещающей породой может отчетливо наблюдаться и устанавливаться визуально (каменный уголь, богатые железные руды, глина и др.), может визуально не наблюдаться и устанавливаться по результатам опробования. Тела полезного ископаемого бывают сложными и содержащими безрудные участки.

Форма тел

По соотношению размеров в трех взаимноперпендикулярных направлениях тела твердых полезных ископаемых подразделяются на изометричные, плоские и столбообразные.

Изометричные тела характеризуются примерно одинаковыми размерами в трех направлениях. К ним относятся штоки, гнезда и штокверки (рис.1). Шток - крупное (размером более 10 м) тело, практически полностью сложенное полезным ископаемым (штоки хромита, медных руд, каменной соли). В отличие от штоков размеры гнезд не превышают 10 м (гнезда ртутных и сурьмяных руд и др.). Штокверк - блок горной породы разных размеров, пронизанный секущими маломощными жилками и насыщенный вкраплениями минерального вещества (оловянные, молибденовые, ртутные и другие руды).

В плоских телах два размера (простирание и падение) значительно преобладают над третьим (мощность). Наиболее характерными представителями таких тел являются пласты и жилы. Пласт - тело, вытянутое по простиранию и падению на сотни и более метров, ограниченное верхней (кровля) и нижней (почва) поверхностями напластования. Пласт является характерной формой тел осадочных месторождений (уголь, фосфориты, марганцевые и железные руды).

По строению пласты бывают простыми (не содержит породных прослоев), умеренно сложными (содержит 1-2 породных прослоя) и очень сложными (переслаивание многочисленных прослоев минерального вещества и породных прослоев - рис.2).

Кратчайшее расстояние от кровли до почвы называется истинной мощностью пласта. В угольных пластах различают несколько видов замеряемой мощности: I) общая геологическая мощность всех угольных и породных прослоев от кровли до почвы; 2) общая полезная - суммарная мощность прослоев (пачек) в пласте; 3) кондиционная рабочая - суммарная мощность угольных и породных прослоев той части угольного пласта, которая удовлетворяет требованиям кондиций; 4) вынимаемая общая - суммарная мощность разрабатываемых угольных пластов.

В зависимости от мощности угольные пласты подразделяются на весьма тонкие (до 0,5 м), тонкие (0,5-1,3 м), средние (1,3-3,5 м), мощные (3,5-15 м) и весьма мощные (более 15 м). Мощность пласта по простиранию и по падению, как правило, изменяется. У выдержанных по мощности плас­тов отклонение от средней величины составляет до 25 %, у относительно выдержанных - 25-50 %, у невыдержанных - более 505 %.

Разновидность пласта - пластообразная залежь и линза.

Пластообразная залежь отличается от пласта меньшей длиной и шириной, но большей невыдержанной мощностью. Она характерна для месторождений выветривания (бокситы, каолины, железные руды), а также скарновых и гидротермальных месторождений, приуроченных к благоприятным литологическим толщам (платовые залежи киновари в песчаных толщах Никитовского поля).

Линза напоминает сжатое изометрическое тело с максимальной мощностью в центре (линзообразные тела углей Подмосковного бассейна).

Жила образуется в результате заполнения трещины или метасоматического замещения горных пород вдоль трещины минеральным веществом. Жильные тела характерны для большинства гидротермальных месторождений (руды меди, свинца, цинка, золота, ртути и др.). Они могут прослеживаться по простиранию и падению на десятки и сотни метров. Мощность их изменяется от сантиметров до нескольких метров. Жилы мощностью менее сантиметра называются прожилками. При горизонтальном и наклонном залегании жилы породы над ней образуют висячий бок, под ней - лежачий (рис.3). Контакт минерального вещества жилы с вмещающей породой - зальбанд. За ним расположена зона околожильного изменения под влиянием нагретых минеральным раствором вмещающих пород, в которой нередко присутствуют вкрапления полезных минералов. По отношении к вмещающим породам жилы бывают согласными (расположены вдоль слоистости или сланцеватости) и секущими (заполняют трещины, ориентированные под углом к слоистости или сланцеватости), по форме - простыми и сложными. Последние образуются при заполнении минеральным веществом системы субпараллельных, взаимнопересекающихся трещин и слагают минерализованные зоны. Иногда они появляются в результате преимущественного отложения минерального вещества в благоприятной толще (рис.5).

У столбообразных тел длина по падению значительно превышает остальные размеры. Такие тела называются трубками или столбами. Форма поперечного сечения - изометрическая, эллиптическая и неправильная. Угол падения (ныряния) тела может изменяться в широких пределах (от 0 до 90°).

Размеры тел могут достигать значительных размеров. Мощность угольного пласта на Коркинском месторождении (Челябинский бассейн) достигает 250 м. Золоторудная жила («Материнская жила») в Калифорнии (США) прослежена по простиранию на 200 км. На буроугольном месторождении Латроб Велли (Австралия) мощность пласта составляет 330 м, а на месторождении Хат-Крик (Канада) – 450 м (нижняя часть пласта сложена каменным углем, верхняя – торфом). Золотосодержащие пласты на рудном поле Витватерсранд (ЮАР) разрабатываются на руднике Вестерн Дип Левелз (Западный Глубокий) на 3900 м. Пласты некоторых осадочных (уголь, железные, марганцевые и алюминиевые руды) и метаморфических месторождений занимают десятки и сотни квадратных километров.

Минеральный состав

Твердые полезные ископаемые, кроме угля, состоят из минералов.

Полезными могут быть рудные (слагают металлические полезные ископаемые) и нерудные (слагают неметаллические полезные ископаемые) минералы. Из рудных минералов наиболее важными для получения железа являются магнетит, гематит, сидерит, гетит и гидрогетит, марганца - пиролюзит, манганит и псиломелан, хрома - хромит, титана - рутил, ильменит и перовскит, ванадия - роскоэлит, карнотит и ванадинит, никеля - пентландит, никелистый пирротин, нонтронит и гарниерит, алюминия - бемит, гидраргилит и диаспор, магния - доломит и карналлит, меди - халькопирит, борнит и халькозин и т.д. Металлы могут извлекаться как попутные компоненты при переработке медноколчеданных, колчеданно-полиметаллических и полиметаллических руд (кадмий, галлий, индий, таллий, германий, селен и теллур), цирконовых руд (гафний и скандий), углей (галлий и германий), медно-никелевых руд (селен и таллий) и т.д. Присутствующие вместе с рудными минералами кварц, карбонаты (кальцит, доломит, анкерит и др.), барит, хлорит, слюды и другие называются жильными.

Основные минералы нерудных полезных ископаемых: корунд, берилл, гранат, топаз, турмалин, шпинель, оливин, циркон, бирюза, кварц, халцедон, алмаз, графит, слюды (мусковит и флогопит), асбесты, тальк, магнезит, брукит. кварц, флюорит, барит, витерит, исландский шпаг, цеолиты - индустриальное сырье; галит, сильвин, бишофит. карналлит, апатит, сера, датолит, данбурит, бура, колеманит - химическое и агрономическое сырье; плагиоклазы, ортоклаз, микроклин, кианит, силлиманит, волластонит, каолинит, монтмориллонит, гидрослюда, кальцит, доломит, гипс, ангидрит - сырье для строительных материалов.

Полезное ископаемое может быть представлено одним минералом (мономинеральное: самородное золото, алмаз, графит и т.д.) или несколькими (полиминеральное: марганцевые руды - пиролюзит, псиломелан, манганит, родохрозит и манганокальцит, медные руды - халькозин, борнит, халькопирит, калийное сырье - сильвин, карналлит, каинит и лангбейнит). Из простого по составу полезного ископаемого извлекается один компонент (ртуть - из киновари, свинец - из галенита и т.д.), а из комплексного - несколько (ванадиеносные титано-магнетитовые и платиносодержащие с осмием, иридием и рутением хромитовые руды Бушвельдского рудного района в ЮАР, минеральные соли - галит, эпсомит, астраханит и мирабилит - залива-лагуны Кара-Богаз-Гол в Каспийском море). Часто в минералах, слагающих полезное ископаемое, присутствуют в небольших количествах (как правило, до 1%) различные элементы - примеси. Они могут рассматриваться как дополнительный источник минерального сырья. Например, в никитовских ртутных рудах установлено повышенное содержание в киновари сурьмы, мышьяка, висмута и селена, в антимоните - мышьяка, свинца и таллия, в пирите - мышьяка, сурьмы, германия и скандия, в кварце - висмута, в анкерите - иттербия, в дикките - висмута, германия и иттербия.

 

© 2013 wikipage.com.ua - Дякуємо за посилання на wikipage.com.ua | Контакти