Промышленный тип месторождений /генетический тип Структурно-морфологический тип рудных тел Ведущие текстуры руд Главные рудные минералы Наиболее характерные попутные компоненты Качество руд Примеры месторождений
1. Меднопорфировый /гидротемальный Штокверки Халькопирит, халькозин, молибденит, пирит Аu, Ag, Mo, Re, Se, Те Бедные, средние Чукикамата Чили, Поргера (Папуа), Грасберг (Индонезия), Брисби США, Алмалык (Узбекистан), Коунрадское, (Казахстан), Эрдентуин-Обо (Монголия), Михеевское (Россия),
2. Медистых песчаников и сланцев /гидрогенный (инфильтрационный) Пластовые и лентовидные залежи Прожилково-вкрапленные, вкрапленные Халькопирит, борнит, халькозин Ag, Со, Re, Se, Те, Pb, Zn, S, Pt и МПГ, иногда уран, ванадий Средние, богатые Удоканское (Россия), Джезказганское (Казахстан), Мансфельд (Германия), Люблин-Серошовицы (Польша), Айнакское (Афганистан), медный пояс Замбии и Заира
3. Медноколчеданный /гидротермально-осадочный Пласто- и линзообразные залежи Массивные, полосчатые, вкрапленные Пирит, халькопирит, сфалерит, иногда пирротин Аu, Ag, Zn, S, Pb, Se, Cd, Co, In, Те, Ge Средние, реже богатые Гайское, Учалинское, Подольское, (Россия), Оутокумпу (Финляндия), Маунт-Айза (Австралия), Риотинто (Испания)
4. Медно-никелевый /ликвационный Согласные пластообразные залежи, линзо- и жилообразные тела Гнездово-вкрапленные, массивные, брекчиевые Пирротин, пентландит, халькопирит, кубанит Со, платиноиды, S, Аu Богатые, средние, бедные Норильская и Печенгская группы (Россия), районы Седбери, Томсон (Канада), Бушвельда, Карру (ЮАР), Камбалда (Австралия)
5. Медно-железо- скарновый /контактово-метасоматический Пласто- и столбообразные, сложной формы залежи Массивные, гнездовые, вкрапленные, прожилковые Халькопирит, магнетит, борнит, пирротин, пирит Аu, Ag, Fe, Co, Mo, Se, Те, S Средние Турьинская группа (Россия), Саякская группа (Казахстан), Малко-Тырново (Болгария), Речк (Венгрия), Эрмсбре (Индонезия)
6. Кварцево-сульфидный жильный /гидротермальный Жилы, жильные зоны, иногда сочетающиеся с метасоматическими залежами Массивные, гнездовые, брекчиевидные, вкрапленные и прожилково-вкрапленные Халькопирит, сфалерит, пирит Ag, Аu, Pb, Zn, Cd, Те, Se, Bi, Sb, Mo Богатые, средние Кафанское (Армения), Чатыркульское (Казахстан), Россен (Болгария), Бьют (США)

В общемировой добыче приоритет названных типов определяется их порядковым номером в таблице. Таким образом, значение убывает от порфирового типа к остальным. В Российской медной добыче общемировые приоритеты нарушены наличием супергиганта – Норильского рудного района с медно-никелевыми рудами, занимающего о первое место, в то время как промышленные объекты порфирового типа пока не выявлены. За рубежом медно-никелевые месторождения имеют резко подчиненное значение.



На втором месте по добыче в РФ стоят медноколчеданные месторождения Уральского региона, хотя все их суммарные запасы уступают запасам медистых песчаников Удоканского месторождения, которое ныне только начинает осваиваться. Ниже приведем краткую характеристику пром. типов медных месторождений в том порядке, который присущ минерально-сырьевой базе РФ.

Сульфидные медно-никелевые месторождения генетически связаны с дифференцированными массивами ультраосновных и основных магматических пород (перидотитов, габбро-норитов, габбро и габбро-диабазов). Медно-никелевые рудные тела располагаются преимущественно в придонной части интрузивов, а иногда во вмещающих интрузивы породах. Руды представлены сплошными, брекчиевыми, прожилковыми и вкрапленными разностями. Рудные тела имеют, как правило, крупные размеры: протяженность по простиранию и падению от сотен метров до нескольких километров, мощность до 100 м; плитообразные, пластообразные, линзообразные, жилообразные и более сложные формы; залегают субгоризонтально, реже полого- или крутонаклонно. Господствующее развитие имеют согласные пластообразные залежи вкрапленных руд. К лежачему боку этих залежей приурочены сплошные руды, образующие отдельные пласты, линзы и жилы, сложенные массивными, брекчиевидными и густовкрапленными разновидностями. Характерной особенностью сульфидных медно-никелевых месторождений является сравнительно выдержанный минеральный состав руд. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также золото, серебро, селен, теллур и серу. Содержание меди в руде 1-5 %.



Месторождения медистых песчаников и сланцев приурочены к красноцветным формациям и располагаются в краевых прогибах, наложенных мульдах, рифтовых зонах и дру­гих подобных структурах складчатых областей и древних щитов.

Мощности продуктивных толщ меняются в широких пределах. Рудные тела располагаются обычно в нескольких горизонтах (до 10, иногда более) серых лагунно-дельтовых терригенных, реже карбонатных отложений, залегающих среди красноцветных терригенных толщ. Общее количество рудных залежей в крупных месторождениях весьма велико – до нескольких сотен; размеры их разнообразны; границы с вмещающими породами нечеткие и определяются опробованием.

Характерной является пластовая, а также линзо- и лентообразная форма рудных залежей. Для внутреннего строения характерно относительно равномерное распределение полезных компонентов; среди преобладающего количества вкрапленных руд среднего качества наблюдаются прослои, линзы и гнезда более богатых руд.

Отличительной особенностью этих руд является разнообразие ценных компонентов (медь и попутные: серебро, кобальт, цинк, свинец, теллур, рений, иногда уран и ванадий), их минеральных форм (халькопирит, халькозин, борнит, сфалерит, галенит и др.), степени окисленности при значительных колебаниях содержаний (1-10 %) .

Meдноколчеданные (медные и медно-цинковые) месторождения связаны в основном с формациями базальтоидного магматизма натровой серии: базальт-риолитовой и базальт-андезит-дацит-липаритовой. В комплексе вулканитов колчеданные руды локализованы преимущественно среди пород кислого состава, нередко образующих несколько горизонтов.

Все разнообразие форм рудных тел медноколчеданных месторождений определяется наличием пяти главных структурно-морфологических типов, отдельные из которых обычно являются ведущими для конкретных рудных полей:

Пластообразные тела, залегающие согласно с напластованием рудовмещающих пород;

Тела комбинированной формы, верхние части которых согласны с напластованием, а сопоставимые с ними по размерам апофизы лежачего бока секут напластование под большими углами;

Крутопадающие линзообразные, реже жилообразные тела, занимающие отчетливо секущее положение относительно напластования;

Залежи, которые характеризуются взаимными переходами между крутопадающими линзообразными телами и залежами комбинированной формы;

Залежи сундучной формы, обладающие в поперечном сечении угловатыми очертаниями и характеризующиеся изменчивыми сочетаниями крутых и пологих составляющих.

Наиболее крупные по запасам месторождения характеризуются преобладанием тел сложной сундучной и комбинированной формы.

Внутреннее строение медноколчеданных рудных тел характеризуется сочетанием руд массивной (часто полосчатой) и вкрапленной текстур. Тела массивных руд обычно имеют четкие геологические границы; вкрапленные руды, как правило, связаны постепенными переходами со слабо минерализованными вмещающими породами. Существенная особенность массивных руд – тонкозернистость, переходящая нередко в эмульсионную вкрапленность.

Руды преимущественно пирит-халькопирит-сфалеритового состава с халькозином, борнитом, арсенопиритом, галенитом, баритом и др. Главными полезными компонентами в них кроме меди и цинка являются железо и сера, из попутных – золото, серебро, кадмий, селен, теллур. Руды медноколчеданных месторождений являются комплексными; в зависимости от содержания меди и цинка они разделяются следующим образом:

По количеству слагающих их сульфидов (содержанию серы) в медном и медно-цинковом типах руд выделяются: сплошные (более 35 % серы) и вкрапленные (до 35 % серы).

Масштаб месторождений весьма различен, но преобладают средние по запасам месторождения. Содержание меди в руде 1-2 %.

Вблизи поверхности для медноколчеданных месторождений характерно наличие зоны окисления, которая в классическом виде (сверху–вниз) имеет три этажа:

- «железная шляпа», представляющая собой скопления бурого железняка, где главными минералами являются гидроксиды и оксиды железа с незначительными количествами малахита; как правило, обогащены золотом и серебром;

Окисленные руды, где более 50 % минералов представлены оксидными соединениями – малахитом, азуритом, хризоколлой и др; эти руды плохо поддаются обогащению флотацией, но легко выщелачиваются сернокислыми растворами;

Зона вторичного сульфидного обогащения, представленная халькозином, купритом и др; это, как правило, богатые, легко обогатимые флотацией руды.

К медноколчеданному типу относится также немногочисленная группа колчеданных медных, медно-цинковых месторождений в терригенных комплексах. Рудные тела залегают в целом согласно с вмещающими породами, которые смяты в крупные складки и нарушены зонами дробления и рассланцевания.

Околорудно-измененные породы в колчеданных месторождениях представлены серицит-хлорит-кварцевыми, хлорит-гематит-карбонатными метасоматитами, на участках наложенного метаморфизма - кордиерит-антофиллитовыми породами. Нередко околорудно измененные породы содержат те же рудные минералы, что и промышленные руды и являются таким образом бедными рудами меди, цинка, золота.

Меднопорфировые месторождения пространственно и генетически связаны с малыми интрузиями порфировых пород умеренно кислого состава (диориты, гранодиориты и их субвулканические аналоги) и локализуются в их эндоконтактах и апикальных выступах, трубообразных телах объемных брекчий.

Месторождения этого типа представляют собой крупные, измеряемые сотнями метров и первыми километрами, штокверки с весьма значительными запасами металла; обычно они не имеют резких геологических границ, постепенно переходя в слабо минерализованные породы. Форма их зависит в основном от конфигурации рудоносного интрузива, свойств вмещающих пород, характера дорудной и послерудной трещиноватости. По характеру очертаний рудных тел в плане выделяются месторождения сложной овальной или кольцевой формы и месторождения удлиненной формы.

В вертикальном разрезе промышленные меднопорфировые руды образуют горизонтальные или слабо наклонные линзообразные, плащеобразные тела большой мощности или штокверки; для многих месторождений типична форма чаши или опрокинутого конуса.

Весьма характерной общей чертой меднопорфировых месторождений является вторичная вертикальная зональность; обычно выделяется до пяти зон (сверху – вниз): выщелачивания, окисленных руд, смешанных руд, вторичного сульфидного обогащения и первичных руд; мощность зон колеблется в широких пределах – от первых метров до первых сотен метров.

Руды прожилково-вкрапленные, преимущественно халькопиритового или молибденит-халькопиритового состава с развитием вторичных сульфидов меди и минералов зоны окисления. Характерна неравномерная вкрапленность и тонкое прорастание сульфидов, и прежде всего молибденита. В молибдените в виде изоморфной примеси проявляется рений, существенно влияющий на ценность руд. Среднее содержание меди в рудах 0,4-1,0 %

Все месторождения этого типа сопровождаются хорошо выраженными зонами гидротермально-измененных пород преимущественно биотит-серицит-хлорит-кварцевого состава.

Скарновые медные месторождения генетически связаны с дифференциатами габбро-диорит-гранодиоритовой и гранодиорит-сиенитовой формаций. Месторождения располагаются в зонах скарнирования и ороговикования.

По условиям залегания и морфологическим особенностям среди контактово-метасоматических месторождений выделяются пластообразные и неправильные залежи в слоистых осадочно-вулканогенных толщах, рудные тела в непосредственных контактах интрузивов с известняками, залежи в ксенолитах пород кровли интрузивных массивов, а также рудные тела в тектонических зонах. Размеры рудных тел невелики, их форма разнообразна. Преобладают пластообразные тела с различными осложнениями в виде апофиз, раздувов, жильные зоны, столбообразные залежи.

Главные рудные минералы –халькопирит, пирит, пирротин, магнетит, борнит, халькозин, второстепенные –сфалерит, галенит, минералы кобальта, серебра, самородное золото, реже платина. В зоне окисления образуются малахит и азурит, до образования сплошных мономинеральных глыб ювелирного качества.

Характерные околорудные изменения, наложенные на скарнированные породы, представлены актинолитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, сидеритизацией, баритизацией и доломитизацией.

1.5.6. Кварцево-сульфидные (жильные) месторождения , образовавшиеся в результате выполнения трещинных структур или метасоматического замещения вмещающих пород (преимущественно гранитоидных и вулканогенных), обычно отличаются небольшими размерами (первые сотни метров по простиранию и падению при мощности 0,5–2 м, иногда более), сложной морфологией рудных тел, наличием раздувов и пережимов, разветвлений и апофиз. Рудные жилы часто сопровождаются ореолами прожилково-вкрапленной минерализации. Внутреннее строение их характеризуется развитием вкрапленно-полосчатых, гнездовых и массивных текстур.

Месторождения данного типа обычно заключают в себе небольшие запасы меди, и в настоящее время их практическое значение невелико.

Кроме описанных типов известны промышленные месторождения самородной меди в районе оз. Верхнего в измененных базальтах (США), карбонатитовое месторождение Палабора (ЮАР), уран-золото-медное месторождение Олипик-Дэм типа структурного несогласия в Австралии и Волковскоеместорождение ванадиево-железо-медное в расслоенных габброидах на Урале.

Самостоятельный интерес для освоения представляют техногенные месторождения , образовавшиеся в результате складирования забалансовых медных руд, медьсодержащих отходов обогатительного (пиритный концентрат, хвосты) и металлургического (шлаки, кеки) процессов. Состав и строение техногенных месторождений определяются геолого-промышленным типом исходного природного месторождения, способом добычи и технологической схемой переработки минерального сырья, а также условиями складирования и сроками хранения отходов.

Группировка месторождений меди по запасам: мелкие – менее 100 тыс. т меди, средние 100 тыс. т – 1 млн. т меди, крупные – более 1 млн. т. меди.

Классификация месторождений полезных ископаемых как природных объектов должна удовлетворять ряду принципов их обоснованного подразделения: наличия цели разделения; системности или соответствия рангов классифицируемых объектов, например нельзя сравнивать рудопроявления и месторождения; непрерывности классификационных ячеек; выдержанности оснований подразделений; невозможности вхождения одного и того же объекта в разные классификационные ячейки; непрерывности подразделений; предсказуемости свойств классифицируемых объектов и др. Исходя из них, существуют различные по целям и основаниям группировки месторождений, чему посвящена обширная литература. Из практически важных надо отметить подразделения месторождений по следующим критериям; форме рудных тел и рудоносных зон; степени сложности их строения — классификация Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) I ; видам минерального сырья

Виды месторождений

Эндогенные месторождения. Их называют также гипогеннымн и связывают с внутренней энергией Земли, В данной серии выделяют шесть групп. Две группы — магматическая и карбонатитовая — образуются из расплавов в процессах их дифференциации и ликвации, связанных со средними, основными и ультраосновными магмами. Четыре остальные группы — пегматитовая, альбитит-грейзеновая, скарновая и гидротермальная — ассоциируют с кислыми, средними и щелочными магматическими комплексами и формировались на позднеинтрузивной и цостинтрузиеной стадиях их становления.

Экзогенные (поверхностные, гипергенные) месторождения формировались вследствие механической, химической и биохимической дифференциации вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. Здесь выделяются три группы: выветривания, месторождения в которой связаны с древней и современной корой выветривания; осадочную, руды которой возникли при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральномго вещества в бассейнах седиментации, включающую россыпи и эпигенетическую, рудообразонание в которой происходило в осадочно-породных бассейнах в связи с деятельностью грунтовых или артезианских подземных вод

Метаморфогенные месторождения возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием подствующих там высоких давлений и температур. В этой серии выделяют две группы рудных образований: метаморфизоваиную, включающую преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса, и собственно метаморфическую, образовавшуюся впервые в результате метаморфогенного преобразования минерального вещества или обусловленную процессами гидротермально-метаморфогенного концентрирования рассеянных рудных элементов или их соединений.

Важным способом характеристики особенностей рудной минерализации различных территорий является представление о геологических и рудных формациях.

Геологические формации — это естественные комплексы парагенетически связанных во времени и пространстве горных пород и ассоциирующих с ними минеральных месторождений. При изучении формаций учитываются процессы, исследуемые литологией; петрологией и тектоникой. Формации выделяются эмпирически на основании многократной, статистически установленной повторяемости определенных параге-незисов пород в аналогичных структурах. По отношению к процессам оруденения различают следующие группы геологических формаций:

1.рудогенерирующие, в которых промышленные скопления руд представляются естественным компонентом;

2.рудоносные — хотя и содержат рудные месторождения, но связь их с оруденением не определена;

3.рудообразущие, являющиеся источником энергии при формировании месторождений;

4.рудовмещающие — содержат продукты рудогенеза более древних, чем данная формация, эпох.

В 70-х годах XX в. возникло учение о рудных формациях, разработанное В. А. Кузнецовым, В. Н. Козе-ренко, Д. И. Горжевским, Р. М. Константиновым и др. Под рудной формацией понимали естественное сообщество рудных образований, объединяемых между собой сходными парагенетическими ассоциациями главнейших рудных минералов и тектоно-магматическимн условиями проявления, а также близкими особенностями развития рудного процесса.

В рудные формации объединяются близкие по составу месторождения, формировавшиеся в сходных тектоно-магматических условиях, определяемых единством тектонического режима. Выделяемые формации могут быть конвергентными, поскольку они определяются главнейшими минеральными парагенезисами и геологической обстановкой, влиявшими на текстурно-структурные и другие особенности руд. Названия формаций определяются двумя главными характеристиками ─ составом ведущих минералов или элементов (металлов) и происхождением рудной массы (генезисом). Например, медно-никелевая, сульфидно-касситеритовая гидротермальная и т. д. Закономерное нахождение эндогенных рудных формаций выделяют в качестве генетических рядов, представляющих собой естественную ассоциацию рудных формаций, связанных с одной магматической формацией или определённым магматическим комплексом. В основу систематики рядов положен тектонический принцип и учёт источников рудного вещества.

Отдельная рудная формация и их ряды служат основной еденицей классификации месторождений полезных ископаемых и определяют металлогенический тип рудных районов и провинций. Один или несколько рядов рудных формаций, объединённых по их связи с определёнными типами магм и различными источниками вещества, выделяют в качестве генетических серий. Известны серии формаций, связанных с магмами: ультраосновного состава, базальтоидного, траппами, внутрикоровыми гранитоидами и т.д.

Для региональной оценки рудоносности используют понятие о металлогенической формации, под которой понимают комплекс парегенетически связанных горных пород магматического, осадочного и метаморфического происхождения и ассоциированных с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленных единством происхождения в определённых структурно-формационных условиях.

Запасы полезных ископаемых,─ количество минерального сырья в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод, определяемое по данным геологической разведки.

Эти данные позволяют вычислить объём тел полезных ископаемых, а при умножении объёма на плотность позволяют определить запасы полезных ископаемых в весовом исчислении. При подсчёте запасов жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, подземные воды, горючий газ), помимо объёмного метода, применяется способ расчёта запасов по притокам в скважинах. Для некоторых месторождений полезных ископаемых, кроме того, подсчитывается количество содержащихся в них запасов ценных компонентов, например запасы металлов в рудах. Запасы полезных ископаемых в недрах измеряются в м 3 (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руды), в килограммах (благородные металлы) или в каратах (алмазы). Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчёта, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки.

По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В СНГ действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1 и C2. На сегодняшний день практически для всех людей стиральная машина автомат является чем- то обычным из всего перечня бытовой техники, которая должна иметь среднестатистическая семья. Огромную популярность среди русскоязычного населения получили стиральные машины Vestel, которые славятся своей долговечностью и тихой работой.

К категории А принадлежат детально разведанные запасы полезных ископаемых с точно определёнными границами тел полезных ископаемых, их формами и строением, обеспечивающими полное выявление природных типов и промышленных сортов минерального сырья в недрах месторождения, а также геологических факторов, определяющих условия их добычи. К категории В относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых, с примерно определёнными контурами тел полезных ископаемых, без точного отображения пространственного положения природных типов минерального сырья. В категорию C1 включают запасы разведанных месторождений сложного геологического строения, а также слабо разведанные запасы полезных ископаемых на новых площадях или на площадях, непосредственно прилегающих к детально разведанным участкам месторождений; они подсчитываются с учётом экстраполяции геологических данных детально разведанных участков месторождений.

К категории C2 относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений на основании толкования их геологического строения, с учётом аналогии сходных и подробно разведанных тел полезных ископаемых.

Из зарубежных наиболее распространена американская классификация запасов полезных ископаемых. В ней выделяются три категории запасов: 1) измеренные (measured), определяемые на основании замеров в горных выработках и буровых скважинах, 2) выверенные (indicated), подсчитываемые при распространении данных горных работ и бурения за их пределы, 3) предполагаемые (inferred), оцениваемые по общим геологическим данным. По правилам, существующим в странах СНГ , месторождения полезных ископаемых могут быть введены в эксплуатацию при условии, если они обладают определённым соотношением запасов полезных ископаемых различных категорий.

Группы месторождений по сложности строения

По степени сложности геологического строения выделяются три группы месторождений с различным соотношением категорий полезных ископаемых.

К 1-й группе относятся месторождения полезных ископаемых простого геологического строения с равномерным распределением ценных компонентов; для этой группы не менее 30 % запасов должно быть разведано по категории А и В, в том числе не менее 10 % по категории А.

Ко 2-й группе принадлежат месторождения сложного геологического строения (не менее 20 % запасов должно быть разведано по категории В).

К 3-й группе относятся месторождения очень сложного геологического строения и исключительно невыдержанного содержания ценных компонентов; проектирование горнодобывающих предприятий и выделение капитальных вложений на их строительство или реконструкцию допускается при наличии запасов категории C1.

Балансовые и забалансовые запасы

Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые.

К балансовым принадлежат такие запасы полезных ископаемых, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым относятся запасы полезных ископаемых, которые из-за их малого количества, низкого качества, сложных условий эксплуатации или переработки ныне не используются, но в дальнейшем могут явиться объектом промышленного освоения. Для определения показателей балансовых запасы полезных ископаемых производят специальные расчёты, характеризующие промышленные кондиции минерального сырья (минимальную мощность тел полезных ископаемых, минимальное промышленное содержание ценных компонентов в полезных ископаемых и максимально допустимые включения горных пород); когда залежь полезного ископаемого постепенно сливается с окружающими её горными породами, рассчитывают т. н. бортовое содержание, то есть содержание ценного компонента, по которому проводится граница между телом полезного ископаемого и вмещающими его горными породами. В странах СНГ утверждение кондиций для подсчёта запасов, проверка правильности подсчёта запасов, распределения их по балансовой и забалансовой группам, а также утверждение запасов и определение подготовленности месторождения для промышленного освоения по категориям возложено на Государственные комиссии по запасам полезных ископаемых, деятельность которых регламентируется национальными законодательствами.

Месторождения полезных ископаемых по классификации В. Линдгрена, предложенной еще в 1911 г., подразделяются на две основные группы: месторождения, образованные механическими процессами; месторождения, образованные химическими процессами. Месторождения второй группы наиболее распространены. Они одразделяются в зависимости от среды отложения на три класса, бразовавшиеся: А — в поверхностных водах, В — в горных породах и из магмы путем ее дифференциации. В класс В входят месторождения, связанные с магматической деятельностью. Они, в свою очередь, подразделяются на гидротермальные (эпи-, мезо- и гипотермальные) и эманационные (контактово-метасоматические, пирометасоматические и фумарольные Классификация В. Линдгрена, в свое время широко распро-страненная, подверглась серьезной критике советских и некоторые арубежных ученых, особенно в отношении гидротермальных ме-горождений. С. С. Смирнов указал, что классификация гидротермальных месторождений В. Линдгрена, основным принципом которой служат месторождения известного класса, определяющегося способами извлечения вещества, могут разделяться на подклассы, образующиеся в различных физико-химических условиях. Например, магматические месторождения ювенильного класса (I ) будут резко отличны от магматических месторождений сиалического класса (IV ).

Таблица 1

Генетическая классификация эндогенных месторождений.

По Я- Н. Белевцеву

Генетический тип

Генетический класс

Генетический подкласс

А. Симатический, или ювениль-ный

I . Магматические, связанныесультраосновными и основными породами

II . Эндогидрогенные, связанные сподъемомфлюидовиз подкоровых глубин

1. Сегрегационные (раннемаг матические)

2.Ликвационные

3. Позднемагматические

(гистеромагматические)

4. Гидрогенныезоныглубин-
ных разломов

5. Гидрогенныетектоно-мета-
соматические зоны

Б. Сиалический, или коровый

III .Метаморфические, связанные с региональным динамотермальным метаморфизмом

IV . Ультраметаморфические,связанные с
гранитизацией пород
земной коры

6.Метаморфизованные

7.Метаморфические

8. Магматические, связанные сгранитоидными плутонамиполигенногообразования

9.Пегматитовые

10.Плутоногидротермальные

В. Полигенный (смешанный)

V . Телетермальные

VI . Гидротермальные

Послегранитизационные

VII .Вулканогенногидро-термальные

11. Глубинно-телетермальные

12. Приповерхностные телетермальные

13. Гидротермальные тектонометасоматических зон

14. Глубинно-вулканические

15.Субвулканические

16.Вулканические

Особенно многообразны по условиям концентрации гидротемальные месторождения, которые могут образовываться с помощью ювенильных подкоровых флюидов (V ), плутоногидротермальных (IV ), метаморфогенногидротермальных (VII ) растворов или растворов смешанного происхождения.

В данном модуле на основе мирового практического опыта разведки и эксплуатации месторождений различных видов минерального сырья (модули 4 и 5) рассматриваются их промышленные типы во взаимной связи с геологическими факторами размещения (модуль 2) и генетическими моделями (модуль 3). Знание промышленных типов месторождений, в особенности тех, которые определяют профиль специализации, необходимо бакалавру и горному инженеру в их профессиональной деятельности.

Промышленные типы месторождений металлических полезных ископаемых

Месторождения черных металлов Железные руды

Железо входит в состав железоуглеродистых сплавов (чугун, стать), ферромарганца, феррохрома, феррокремния и других сплавов с вольфрамом, ванадием и ниобием, играющих ведущую роль в технике. Исходным минеральным сырьем для их производства служит железная руда.

Главнейшими железосодержащими минералами, определяющими технологическую и промышленную ценность руд, являются магнетит Fe 3 (), (72,4% Fe); гематит Fe 2 (). } (70% Fc); сидерит FeC0 3 (48,3% Fc); гидрогетит (лимонит) HFe0 2 (62,9% Fe): гетит Fe0 2 H 2 0 (52,0-62,9% Fe); магно- магпетит (Mg, Fe)() Fe 2 (). s (24-38% Fe). Псевдоморфозы гематита по магнетиту называются мартитом, а сам процесс такого замещения - мартитизацией.

Требования металлургов к доменным рудам ниже, чем к мартеновским. Содержание железа в магнетитовых рудах должно быть более 50%, гидрогетитовых - более 45%. Для вредных примесей установлен верхний предел, содержащий: серы и фосфора - 0,3% каждого; меди - 0,2%; мышьяка - 0,07%; цинка и свинца - 0,1%; олова - 0,08%. В мартеновских рудах концентрации железа в магнетитовых, гематитовых, гидрогетитовых и смешанных рудах должны быть более 57%; вредных примесей не более: кремнезема - 5%; серы и фосфора - 0,15% каждого; меди, мышьяка, свинца, цинка, хрома, никеля - 0,04% каждого; марганца - 0,5%.

Для руд регламентируется кусковатость: доменные руды на 70-75% должны быть представлены классами 10-100 мм, а мартеновские на 70% - классами 10-250 мм. Руды, содержащие 80-92% класса 10 мм и не более 8-20% класса 10-20 мм, нуждаются в предварительном окусковании.

Важной характеристикой богатых руд является коэффициент основности (К.О.), представляющий собой отношение СаО + MgO / SiO., + Л1 2 0 3 . При К.О. 1,1 - к основным. Другим показателем качественных свойств руды служит кремневый модуль Si0 2 / Л1 2 0. ? , величина которого не должна быть ниже 2.

Бедные железные руды, нуждающиеся в обогащении, подразделяются на легко- и труднообогатимые. К легкообо- гатимым относятся железные руды магнетитового состава, прежде всего магнетитовые кварциты. Труднообогатимыми являются руды со скрытокристаллическими и коллоидальными железистыми образованиями. Магнетитовые руды обогащаются методами сухой и мокрой магнитной сепарации, магнетит-гематитовые - магнитно-флотационным (тонковкрапленные руды) и магнитно-гравитационным (крупновкрапленные руды) методами. При наличии в магнетитовых рудах промышленных концентраций апатита, ильменита, редких и редкоземельных металлов, сульфидов кобальта, меди и цинка, боратов и золота, они могут извлекаться флотацией отходов магнитной сепарации. При этом возможно производство апатитового, ильменитового, медного, кобальт-никелевого, бадделеитового, золотосульфидного и борагового селективных концентратов.

В процессе обогащения железных руд получают концентраты с содержанием железа от 48,0 до 69,5%, агломерат и окатыши. Попутные легирующие металлы (титан и ванадий) подобно полезным примесям (никель, кобальт и марганец), могут переходить в продукты металлургического предела, улучшая их свойства, или извлекаться из отходов.

На мировом рынке в 2010 г. цена руды с содержанием железа 67,4% составила 1,62 долл, за 1% Fe в 1 т (БИКИ от 19.03.2011).

Промышленные типы месторождений железа ассоциируют с магматическими, осадочными и метаморфическими формациями и комплексами, которые входят в состав почти всех генетических групп: магматической, карбонатитовой, скарновой, гидротермальной, осадочно-морской и континентальной, коры выветривания и метаморфогенной.

В магматической группе выделяется титано-магиети- товый комплекс, месторождения которого характеризуются в общем виде как кристаллизационные. Представителем карбонатитовой группы является месторождение Ковдор (см. рис. 3.6).

Группа скарновых магнетитовыхместорождений - одна из самых многочисленных. Из них добывают более 50 млн т товарной железной руды.

В качестве примера рассмотрим отрабатываемое карьером Канарское месторождение как самое крупное в Тур- гайской железорудной провинции (Кустанайская обл. в Казахстане). Месторождение сложено палеозойской вулканогенно-осадочной толщей андезитовых и пироксен- плагиоклазовых порфиритов и их пирокластов с прослоями туффитов, известняков, песчаников и покровами базальтов и андезитов (рис. 6.1). Эта толща смята в брахискладки и разбита сбрососдвиговыми нарушениями. В нижней части разреза выявлены небольшие штокообразные тела гранит-порфиров. На контакте с ними, а также с кварцевыми порфирами образовались пироксен-скаполитовые метасоматиты, по которым развились вкрапленные и массивные магнетитовые руды, сформировавшие пластообразные пологие рудные залежи протяженностью по простиранию до 3,5 км, по падению до 1700 м при мощности 60 м и более. В рудной залежи отмечены следующие средние содержания: железо - 44,9%; сера - 0,42%; фосфор - 0,23%; марганец - 0,15%. В повышенных концентрациях присутствует кобальт.

Рис. 6.1.

  • 1 - мезокайнозойские отложения платформенного чехла;
  • 2-4 - верхнепалеозойские отложения (2 - аргиллиты,
  • 3 - конгломераты, 4 - базальты); 5-9 - красноцветные отложения андреевской свиты (С,) (5 - песчаники и гравелиты, 6 - андезитовые афириты, 7 - гилерстен- плагиоклазовые порфирита, 8 - вулканические брекчии плагиоклазовых полифировых порфиригов, 9 - пирокссн- плагиоклазовые порфириты); 10-13 - отложения соколовской свиты (С,) (10 - слоистые туффиты, 11 - известняки,
  • 12 - ангидритсодержащие породы, 13 - вулканические туфы); 14-15 - отложения сарбайской свиты (С) (14 - вулканические брекчии крупновкрапленных порфиритов,
  • 15 - андезитовые порфириты); 16 - кварцевые порфириты;
  • 17 - фанит-порфириты; 18 - пироксен-скаполит-альбититовые метасоматиты; 19-20 - магнетитовые руды (19 - богатые,
  • 20 - бедные); 21 - мартитовые руды; 22 - разрывные нарушения

Группа гидротермальных месторождений включает крупные магномагнетитовые месторождения, ассоциирующие с траппами Сибирской платформы. Они приурочены к субвертикальным трубкам взрыва, с развитием в зонах сочленения глубинных разломов. Трубки выполнены ксенолитами вмещающих пород и субвулканическими телами основного состава.

В плане они имеют эллипсовидную форму с размером 2,3 х 0,6 км (Коршуновское месторождение) или 2x1 км (Тагарскос).

Наиболее крупным с разведанными запасами в 637 млн т, является Нерюндинское месторождение. Содержание железа в богатых рудах составляет более 45%.

Группа осадочных морских месторождений объединяет разведанные месторождения: сидеритовые комарово- зигазинской группы (Южный Урал), гематитовые (Нижне- Ангарское), сидерит-лептохлорит-гидрогетитовые (Керченское, Аятское). По прогнозным ресурсам железных руд в Западно-Сибирском железорудном бассейне эта группа месторождений не имеет себе равных. В пределах бассейна на площади в 66 тыс. км 2 скважинами вскрыт горизонт осадочных руд. На этой площади известны крупные месторождения, например Бакчарское, расположенное в 200 км к северо-западу от г. Томска. Среди песков и алевролитов залегают четыре горизонта оолитовых лептохлорит-гидроге- титовых руд (рис. 6.2). Бакчарский горизонт имеет мощность


Рис. 6.2.

  • 1 - пески, суглинки, галечники; 2 - пески; 3 - пески с гравием; 4 - алевриты; 5 - глины; 6 - глины пестроцветные; 7 - глины известковистые; 8 - бурые угли, лигниты; 9 - руда глауконит- сидеритовая; 10 - песчаники, алевролиты; 11 - песчаники рудные; 12 - руды оолитовые; 13 - кварцевые кератофиры
  • 26 м на площади 700 км 2 , среднее содержание руд следующее: железо - 37,4%; фосфор - 0,38-0,69%; ванадий - 0,13%. Запасы оцениваются в 28 млрд т. Мощность перекрывающих пород изменяется от 155 до 275 м. В них вскрыто пять водоносных горизонтов. Горно-геологические, гидро-геологические и географо-экономические условия на этом месторождении неблагоприятны для его освоения.

Другими условиями характеризуется месторождение Аятское (Казахстан). Здесь на небольшой глубине залегает выдержанный по простиранию и мощности пласт оолитовых лептохлорит-сидеритовых руд. Среднее содержание в рудах составляет: железо - 37,1%; оксид марганца - 0,5- 5,0%; сера - 0,36%; фосфор - 0,4%. Группа осадочных континентальных железорудных месторождений по запасам и промышленной значимости значительно уступает рассмотренной группе месторождений морских осадков. Примером скарнового-титано-магнетитового оруденения служит месторождение Малый Куйбас (рис. 6.3), расположенное в пределах Магнитогорского рудного поля. Оруденение представлено мощными крутопадающими жилами, окруженными орелом богатых вкрапленных ильминит- содержащих магнетитовых руд. В рудах содержится большое количество пирротина и титаномагнетита.

В группу коры выветривания входят бурожелезняковые зоны окисления месторождений - осадочных сидерито- вых (Бакальское, Южный Урал), скарновых (Высокогорское, Средний Урал), мартитовых (КМА). Значительную промышленную ценность представляют мартитовые руды в железистых кварцитах. Технологически сложными являются руды месторождения коры выветривания ультра- основных пород.

Группа метаморфогенных железорудных месторождений. Стойленское месторождение магнетитовых кварцитов зеленосланцевой фации метаморфизма сложено архейскими гнейсами и мигматитами, протерозойскими кварцевыми порфирами, амфиболитами михайловской и кварцито-слан- цами курской серий (рис. 6.4). В составе последней выделяют три свиты - нижнюю, среднюю и верхнюю. Железистые кварциты приурочены к средней свите. На неровной поверхности железистых кварцитов развиты горизонтально залегающие плащеобразные залежи богатых магнетит-мар- титовых и мартитовых остаточных руд. Их средняя мощность составляет 5-15 м. Запасы двух наиболее крупных

Рис. 63.

  • 1 - скарново-магнетитовые руды; 2 - плагиоклазовые и биотит- амфибол-плагиоклазовые метасоматиты; 3 - граниты;
  • 4 - габбро; 5 - субщелочные базальты;
  • 6 - дайки основного состава

залежей оцениваются в 153 млн т, среднее содержание железа - 55%. Запасы железистых кварцитов достигают 2,3 млрд т при среднем содержании железа 35,2%.

Месторождения железных руд по морфологии рудных тел, изменчивости их параметров и качеству руд соответствуют 1-3 группам классификации РФ. Разведка месторождений черных металлов ведется системами скважин. Основное промышленное значение имеют месторождения 1-й и 2-й групп. Месторождения 1-й группы (Керченское, Лиса-


Рис. 6.4.

  • 1 - терригенные отложения фансрозоя; 2 - диориты;
  • 3 - габбродиориты; 4-8- породы курской серии (4 - сланцы верхней свиты, 5 - железистые кварциты средней свиты,
  • 6 - сланцы средней свиты, 7 - сланцы нижней свиты,
  • 8 - песчаники и конгломераты нижней свиты); 9 - кварцевые порфириты, сланцы и амфиболиты михайловской серии;
  • 10 - гнейсы и мигматиты архея; И - богатые железные руды; 12 - тектонические нарушения

ковское, Аятское) представлены крупными горизонтально и полого залегающими пластовыми залежами с выдержанными мощностью и качеством руд. Скважины располагаются по квадратной сети со стороной: для категории запасов А - 200 м, В - 400 м, С[ - 800 м. Рудные тела месторождений 2-й группы (КМА, Кривбасс) дислоцированы, расстояния между скважинами сокращаются в 2-4 раза.

В рудах определяют содержание Fe, FeO, Fe магнетита, Si0 2 , MgO, CaO, Mn, P 2 0 5 , S, As и др.

Хромиты

В промышленных концентрациях хром находится в природных скоплениях минералов группы хромшпинелидов, образующих сплошные и густовкрапленные руды. Хром- шпинелиды, выражающиеся пятикомпонентной системой (Mg, Fe) 2+ (Al, Cr, Fe)| + 0 4 , характеризуются изоморфизмом входящих в нее металлических элементов. От этого зависит состав хромшпинелидов.

Основными минералами группы хромшпинелидов являются следующие минеральные виды: магнохромит MgFcCr 2 0 4 (Cr 2 O s - 50-65%), хромпикотит (35-55%) и алюмохромит (Mg, Fe)(CrAl) 2 0 4 (35-50%). Визуально они не различимы и называются хромитами.

Качественный состав хромшпинелидов и их содержание в руде обусловливают технологию ее переработки и области использования. Руды с низкими концентрациями хромшпинелидов или вредными примесями (СаО, Р) нуждаются в обогащении. Руды с содержанием Сг 2 0 3 > 45% и Si0 2 2,5 относят к металлургическим сортам. Их используют для производства феррохрома. Высокоглиноземистые руды с содержанием Сг 2 0 3 - 32-45%, А1 2 0 3 > 15% и СаО

В странах СНГ 95% запасов хромитов в основном металлургических сортов сосредоточено в кемпирсайской группе месторождений (Южный Урал, Казахстан), 5% высокоглиноземистых - на Сарановском месторождении (Средний Урал). По запасам хромитов Казахстан занимает 1-е место и экспортирует руды металлургических сортов. Мировые запасы хромитов оцениваются в 3,5 млрд т, добыча - более чем в 13 млн т, из них 60% приходится на Казахстан, ЮАР и Зимбабве, остальные - на Турцию, Филиппины и Индию. Цена 1 т хромитовой руды металлургических сортов составляет 185-250 долл., для огнеупоров - 370-450. Цена 1 т хрома составляет 13-14 тыс долл. (ВИКИ от 17.03.2011). Промышленные типы хромитовых месторождений ассоциируют с офиолитовыми габбро-анортозит-пироксеновым и протоплатформенным расслоенным мафит-ультрамафи- товым (базальтоидным) комплексами. Кроме того, известны незначительные по запасам хромитов элювиальные и элювиально-делювиальные россыпи.

Среди офиолитового комплекса по многочисленности месторождений хромитов металлургических сортов выделяется Кемпирсайский массив (Южный Урал, Казахстан). Из 160 месторождений массива 17 являются промышленными, из которых широко известно Алмаз-Жемчужина (рис. 6.5).

Высокохромистые руды локализованы в дунитовых обособлениях среди гарцбургитов глубоких горизонтов Центрального рудного поля. Высокоглиноземистые руды залегают в других рудных полях массива, в мелких дунитовых телах среди гарцбургитов более высоких стратиграфических горизонтов. Рудные тела имеют залегание, близкое к горизонтальному, и наклонное (до 50°) на восток. Часть этих тел склоняется на север, другие - на юг. Жилообразные, реже шлирообразные тела с четкими контактами имеют размеры по протяженности от десятков метров до 1,5 км при мощности до 180 м. Они разделяются обособлениями дунитов, иногда перидотитов и субширотными разрывными нарушениями разбиты на отдельные перемещенные блоки.

Рис. 6.5.

  • 1 - дуниты; 2 - гарцбургиты; 3 - дунит-гарцбургиты;
  • 4 - хромитовые руды; 5 - отработанная часть рудного тела;
  • 6 - разрывные нарушения; 7 - контур карьера

Текстура руд преимущественно вкрапленная, массивная и нодулярная. Среди вкрапленных руд по насыщенности вкрапленниками выделяют густо-, средне- и редковкрап- ленные, а по размерам зерен хромшпинелидов - мелко- (до 1 мм), средне- и крупнозернистые (> 3 мм).

На месторождении Алмаз-Жемчужина содержание Сг 2 0 3 в сплошных рудах составляет 58%, густовкрапленных - 50-57%, средневкрапленных - 37-49% и редковкрап- ленных - 28-36% при следующих средних содержаниях: Сг 2 0 3 - 49,05%; Si0 2 - 8,1%; СаО - 0,42%; Р - 0,002%.

Примером смешанных бедных и богатых высокохромистых руд служит месторождение Центральное, расположенное в массиве Рай-Из на полярном Урале. Месторождение залегает в краевой части крупного дунитового тела и гарц- бургитов, насыщенных шлирово-полосчатыми выделениями дунитов, и представляет собой хромитоносную зону протяженностью до 1700 м, шириной 400-450 м (рис. 6.6).

Месторождения дифференцированных базалътоидных интрузивов протоплатформ сосредоточены на юге Африки в Бушвельдском дополите, имеющем площадь 20 тыс. км 2 и мощность 7,5 км, и в Великой Дайке, протягивающейся в близмеридиональном направлении более чем на 500 км при мощности 3-10 км. В Бушвельдском расслоенном интрузиве в вертикальном разрезе выделяют несколько зон. Одна из них, Критическая, мощностью около 1 км, сложена норитами с прослоями пироксенитов, анортозитов и перидотитов, в которых сосредоточены страгиформные залежи хромитов.

В норитах распространены ликвационные платиноносные медно-никелевые месторождения (горизонт Мерен- ского). Залегающие выше Критической зоны габбронориты и анортозиты Главной зоны мощностью от 0,2 до 1,8 м прослеживаются на многие километры. Качество руд низкое. Отношение Сг 2 О э к FeO изменяется от 1,5 до 2,0. Запасы хромитов оценены в 500 млн т при содержании Сг 2 0 3 50%.

Месторождения хромовых руд соответствуют 2-й и 3-й группам классификации ГКЗ РФ. Ко 2-й группе относятся месторождения (Алмаз-Жемчужина) с крупными линзо- и жилообразными залежами протяженностью по простиранию более 300 м. Скважины располагаются по следующей сети: 40-80 х 20-60 м для запасов категории В; 80-120 х 40-80 м для запасов категории С,. В рудах определяют содержания Cr 2 0 3 , FeO, Si0 2 , СаО, Р 2 0 3 . Предельно допустимые относительные среднеквадратичные погрешности анализов (Р ) Сг 2 0 3 по классам содержаний 40-60, 20-40, 10-20 и 5-10% соответственно составляют 1,2, 1,8, 2,5 и 3,0%, т.е. чем выше содержание, тем меньше Р тчх.

Рис. 6.6. Геологический план (а) и разрезы (б)месторождения Центральное, массив Рай-Из (по Б. В. Перевозчикову):

  • 1 - дуниты; 2 - гарцбургиты со шлирово-полосчатыми выделениями дунитов (а - до 10%, б - 10-30%, в - 30-50%, г - свыше 50%); 3 - хромитовые тела и их номера;
  • 4 - диабазы; 5 - талькиты; 6 - геологические границы;
  • 7 - зона Полойшорского разрыва; 8 - тектонические разрывы и их номера; 9 - полосчатость гарцбургитов; 10 - склонение хромитовых и дунитовых тел с указанием угла (градус);
  • 11 - линии геологических разрезов
  • БИКИ - Бюллетень иностранной коммерческой информации.

Под месторождениями подразумевают скопления полезных веществ в различных слоях земной коры, пригодные для разработки и дальнейшего использования в промышленности. К основным критериям определения экономической значимости месторождения являются количество, качество и условия залегания его основного компонента. сайт

Существует множество система классификации месторождений по различным признакам в зависимости от цели разделения. Рассмотрим основные из них с точки зрения промышленно-экономической целесообразности разработки и ценности для народного хозяйства. оффбанк.ру

По использованию

По виду основных элементов месторождения принято делить на:

  • Рудные (металлические). Это залежи минералов, из которых технологически возможно и экономически выгодно извлекать ценные металлы или их соединения (чёрные, цветные, благородные и радиоактивные металлы). Наиболее широко распространены в земной коре железные руды и бокситы (главное сырьё для выработки алюминия).
  • Нерудные (неметаллические). Запасы веществ, которые можно использовать в чистом или переработанном виде для различных отраслей экономики (глина, гравий, песок, минеральные удобрения, соли).
  • Горючие. Вещества, используемые для производства топлива и в качестве сырья для химической и металлургической промышленности (нефть, уголь, газ, горючие сланцы). Наиболее распространенный вид топливного ресурса – уголь. Его доля среди всех запасов горючих полезных ископаемых составляет около 75%. Остальные 25% примерно поровну приходятся на нефть и горючий газ.
  • Камнесамоцветные. Включают запасы драгоценных, полудрагоценных и поделочных камней (алмазы, изумруды, сапфиры, опал, яшма и многие другие).
  • Гидроминеральные. Поверхностные и подземные воды для бытового и технического использования. Этот вид месторождений отличается от всех предыдущих возобновляемостью. https://www.сайт/

Хотя регулярно сообщается о конце нефтяной эры и ограниченности запасов, этот вид горючего ископаемого остаётся самым востребованным. Практически каждая нефтяная залежь содержит и сопутствующее вещество – горючий газ, поэтому по сути они являются нефте-газовыми. Встречаются месторождения чистого газа. Наиболее значительные запасы нефти расположены на территориях стран Персидского Залива, России и США. www.сайт

Для атомной энергетики главным сырьём является уран. 45% всех разведанных и экономически выгодных месторождений расположены в Австралии, Казахстане и Канаде.

Очень значимы для человечества месторождения металлических руд, в том числе и благородных металлов. Территориально они не связаны с осадочными отложениями, в отличие от нефтяных залежей. Большинство таких месторождений образовалось в результате подвижек тектонических плит, сформировав значительные по протяжённости бассейны, а их предположительное расположение вполне прогнозируемо. https://www.сайт/

Золото встречается в природе в небольших количествах в виде россыпей или самородков, разведка и разработка его запасов связана с большими затратами, а потребность в этом металле достаточно велика.

Бесполезных видов полезных ископаемых не существует. Все они в большей или меньшей степени находят применение и облегчают жизнь человека. оффбанк.ру

По расположению

Глубина залегания полезных ископаемых – основной фактор, определяющий способ разработки месторождения. По этому признаку запасы делят на:

  • Открытые – выходят на поверхность Земли или находятся в самых верхних слоях. Их добывают карьерным способом – такие месторождения самые простые и экономически выгодные для разработки, но наиболее разрушительны для ландшафтов. Карьеры, в отличие от шахт, характеризуются более низкими энергозатратами, высокой производительностью и степенью механизации. Как следствие – себестоимость конечной продукции, добытой из открытых месторождений, значительно ниже. Карьерным способ добывают уголь, руду, нерудные ископаемые.
  • Закрытые – находятся в глубоких недрах. Для их добычи используются более технологичные методы – шахтные для твёрдых ископаемых, насосный или фонтанный метод для выкачивания нефти. Эти способы более дорогостоящие, а также наиболее опасные для здоровья и жизни работников. сайт

По степени достоверности

Это один из важнейших критериев экономического обоснования разработки. В странах СНГ придерживаются системы, включающей 4 группы:

  1. Категория А. Точно и подробно разведанные запасы, о которых известны все основные характеристики: форма и размер залежей, сорт и тип сырья, условия добычи.
  2. Категория В. Условно разведанные месторождения без точных данных о размерах и пространственном расположении.
  3. Категория С1. Слабо разведанные участки или запасы сложного геологического строения.
  4. Категория С2. Перспективные месторождения, выявленные по геологическому строению участка. оффбанк.ру

Сопоставляя эти и многие другие факторы, месторождения относят к:

  • балансовым, которые имеет смысл разрабатывать при современном уровне развития техники и технологий;
  • или забалансовым – они могут быть использованы в будущем, но пока не представляют ценности из-за малых объёмов, низкого качества сырья или геологических особенностей, затрудняющих добычу.

Разнообразие условий, при которых образовывались разные виды природных ископаемых, объясняют неравномерность их распределения, хотя определённая закономерность есть. Так, на равнинных участках тектонических плит скапливались осадочные породы, а теперь там с большей вероятностью можно найти залежи горючих веществ. В складчатых образованиях земной коры чаще всего формируются полезные ископаемые магматического происхождения. Однако такое распределение имеет много исключений – часто на равнинах расположены месторождения руд, а в горах находят нефть. https://www.сайт/

Экспорт природных ресурсов – основа российской многострадальной экономики. На экспорт отправляется большая их часть. Наибольшая концентрация и разнообразие видов сосредоточена в Западной Сибири – самой суровой по природным условиям и удалённой от основных транспортных магистралей зоне.

В этой главе разбираются морфологические особенности месторождений, т. е. их формы и размеры, пространственная ориентировка тел среди вмещающих пород и послерудные нарушения.

Правильное представление о морфологии месторождений полезных ископаемых и условиях залегания рудных тел имеет значение прежде всего при составлении проектов рациональной эксплуатации месторождений. Поэтому изучение формы и условий залегания рудных тел является одной из важных задач при проведении детальной и эксплуатационной разведки месторождений. Правильное решение этого вопроса имеет значение также и при определении генезиса разведываемого месторождения, что, в свою очередь, предопределяет план разведочных работ.

1. Сингенетические и эпигенетические месторождения

По относительному возрасту месторождений полезных ископаемых и вмещающих их горных пород различают две группы месторождений: сингенетические и эпигенетические. Первые образуются одновременно с вмещающими породами в результате одного и того же геологического процесса. Типичными представителями таких месторождений являются пластовые залежи каменного угля, ископаемых солей, бокситов, залегающие среди пластов осадочных пород и образовавшиеся одновременно с ними в одном процессе седиментации или осадконакопления (осадочные месторождения). Месторождения эпигенетические возникают позднее тех пород, среди которых они залегают; образование месторождений и вмещающих пород происходит в этом случае в результате различных геологических процессов. Характерными примерами эпигенетических месторождений могут служить жильные рудные тела постмагматического генезиса, залегающие в трещинах, развившихся в различных горных породах.

2. Формы тел полезных ископаемых

Каждое геологическое тело имеет три измерения в пространстве (в длину, в ширину, в глубину); в зависимости от соотношения величин этих трех измерений различают трн вида форм полезных ископаемых:

1) тела изометричные, имеющие примерно равные три измерения;

2) тела столбообразные, у которых один размер велик по сравнению с двумя другими - вытянутость в глубину большая, а длина и ширина значительно меньше;

3) тела штокобразные, у которых два измерения велики (протяженность в глубину и длину), а третье (мощность) мало.

Между этими тремя видами существуют переходные формы. Кроме того, в природе встречаются такие формы месторождений, которые нельзя уложить ни в одни из указанных видов, например совокупность мелких по размерам скоплений минерального вещества. Эти неправильные формы месторождений выделяются в особый четвертый вид - сложные тела.

Классификация форм тел месторождений полезных ископаемых представлена в табл. 1.

Изометричные формы тел месторождений полезных ископаемых не имеют большого распространения. Шток и гнездо отличаются друг от друга размерами. Размер штока в поперечнике определяется минимум десятками метров. Поперечник гнезда измеряется несколькими метрами. Примерами сингенетичных месторождений изометричной формы могут служить гнезда хромитов и платиноносных хромитов в ультраосновных породах (Нижне-Тагильское месторождение на Урале). Для эпигенетических месторождений характерны как штокообразные, так и гнездообразные формы рудных тел, но все же преобладают гнезда. Например, часто встречаются гнездообразные тела свинцово-цинковых руд в известняках, возникшие метасоматическим путем (Нерчинские месторождения в Забайкалье). Штоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья (рис.1).

Рис. 1. Шток медной руды месторождения Цителсонели. 1 - четвертичные рыхлые отложения; 2- четвертичная лава; 3 - верхнемеловые туфы; 4 - огипсованные туфы; 5 - вторичные кварциты; 6- дайки кварцевых альбитофиров; 7 - рудное тело;8 - буровые скважины.

Примером могут служить штоки каменной соли, гидротермальные метасоматические рудные залежи и др.

Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении и наблюдается переход от этих тел к плитообразным, возникают линзы и чечевицы. В отличие от изометричных тел линза имеет неодинаковую мощность: в центре мощность ее максимальная, а к краям она сходит на нет. Чечевица отличается от линзы относительно большей мощностью, но меньшими общими размерами.

Гнездом называется относительно некрупное локальное скопление полезного ископаемого. К ним принадлежат тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и других руд.

Рис. 2. Гнезда руды в минерализованной породе

Столбообразные тела всегда эпигенетические. Встречаются они сравнительно редко. Характерными представителями их являются трубы и столбообразные жилы. Трубы имеют эллиптическое или округлое сечение, измеряемое в поперечнике сотнями метров, а на глубину они протягиваются иногда на несколько километров. Классическими примерами трубообразных тел, залегающих почти вертикально, являются магматические месторождения алмазов в Якутии и Южной Африке, приуроченные к соответствующим по форме интрузивам ультраосновных пород - кимберлитов. Столбообразные тела встречаются и среди рудных постмагматических месторождений: Клаймекс (Мо) в штате Колорадо и Месторождения в России - Ангаро-Илимское и Микояновское. Столбчатые жилы имеют в горизонтальном сечении небольшую длину и не значительную мощность, но по вертикали они прослеживаются на сотни метров, а иногда и более километра.

Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричных тел, является их поперечное сечение.

Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протяженными и одним коротким размером. Наиболее характерными представителями их будут: для эпигенетических месторождений - жила, для месторождений сингенетических - пласт.

Пласт представляет собой плитообразное тело осадочного происхождения, имеющее однородный состав и ограниченное двумя более или менее параллельными (за исключением пережимов) поверхностями напластования. Пласты обычно занимают большую площадь: вытянуты по простиранию и падению на сотни и тысячи метров, имея сравнительно небольшую мощность, измеряющуюся метрами, реже десятками метров. В ненарушенных геологических разрезах подстилающие пласт полезного ископаемого породы являются более древними, а покрывающие - более молодыми, чем располагающийся между ними пласт. Пласты, как и жилы, имеют пережимы и раздувы, могут утоняться и выклиниваться.

Известны пластовые месторождения многих полезных ископаемых: марганцевых руд (Никопольское), фосфоритов (Каратаусское), солей (Соликамское), углей (Донбасс, Иркутский бассейн) и др.

Пласты наиболее типичны для осадочных месторождений руды, угля и нерудных полезных ископаемых. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам осадочных толщ пород, приобретают характер пластообразных залежей. Пласт полезного ископаемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы; пачки в свою очередь могут распадаться на слои. В соответствии с этим различаются пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).

Рис. 3. Строение пласта полезного ископаемого (в разрезе). 1 - пачки и слои полезного ископаемого; 2 - прослои породы

Основными элементами, определяющими геологическую позицию и размеры пластов, являются направление простирания и длина по простиранию, направление падения, угол падения и длина по падению и, наконец, мощность пласта. Обычно пластовые залежи имеют большую длину, достигающую, например, в Донецком бассейне, нескольких десятков километров. По падению некоторые пласты, например золотоносных конглометров Витватерсранда в Южной Африке, разрабатываются до глубины более 3 км. Пласты разделяются на крутопадающие, с углами падения более 45°, и пологопадающие, с углами падения менее 45°. Мощность пластов полезных ископаемых изменяется от едва заметных пропластков до нескольких сот метров. Так, например, мощность рабочих пластов угля в Донбассе обычно 0,45-2,5 м (средняя 0,7 м), мощность пластов бурых углей третичных бассейнов Южного Урала достигает 150 м, а мощность залежи соли в Соликамске на Урале 500 м.

Тонкие пласты полезных ископаемых не разрабатываются. Поэтому, помимо геологического определения мощности, существуют промышленные понятия мощности пластов полезных ископаемых. Рабочей считается минимальная мощность, при которой пласт целесообразно эксплуатировать. Для углей она колеблется от 0,1 до 1 м. Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и прослоев породы для рабочей части пласта. Полезная мощность определяется как сумма мощностей пачек полезного ископаемого, извлекаемых при добыче из пласта.

Месторождения пластовой формы бывают однопластовыми и многопластовыми. В последнем случае выделяется продуктивная толща пород, заключающая серию пластов полезных ископаемых. Число таких пластов в продуктивной толще может быть различно. Так, в Подмосковном бассейне только два рабочих пласта, в Донбассе - около 100, в Верхне-Силезском бассейне - 140. Богатство продуктивной толщи определяется коэффициентом продуктивности - отношением суммарной мощности пластов полезного ископаемого к общей мощности толщи.

Жилой принято называть тело, сформировавшееся в результате заполнения минеральным веществом трещины в каких-либо горных породах.

¤

Рис. 4. Оперенная жила и схема тектонического перемещения по стволу жилы

В том случае, если жила имеет не вертикальное, а наклонное падение, породы, которые залегают над жилой, называются висячим боком, а породы, залегающие под жилой, - лежачим боком жилы. Поверхность, по которой жильное минеральное вещество соприкасается с боковой породой, носит название зальбанда. Размеры жил самые разнообразные. Длина их измеряется десятками метров, первыми сотнями метров, реже километрами, а иногда и десятками километров. Наиболее протяженная золотосодержащая Материнская жила в Калифорнии прослежена с перерывами на 112 км.

Рис. 5. Жилы.

а - простая; 6- сложная. Точками покрыта площадь неизмененных околожильных вмещающих пород

Мощность жил изменяется от десятых долей метра до десятков метров. По падению жилы иногда выклиниваются довольно быстро, но могут протягиваться на значительную глубину, превышающую километр. Так, например, золото-кварцевые жилы месторождения Колар в Индии вскрыты на глубину около 3 км.

Мощность жил редко остается постоянной; обычно же она меняется как по простиранию, так и по падению жилы, то увеличивается в местах раздувов, то уменьшается в местах пережимов. Жила; характеризующаяся раздувами, следующими одни за другим, называется рубцово й или камерной. Если эти раздувы находятся близко друг от друга, жила считается четковидной .

Рис. 6. Четковидная жила х Рис. 7. Камерная жила

Выклинивание жил может быть простым, тупым и сложным. При простом выклинивании мощность жилы постепенно уменьшается вплоть до нуля. При тупом выклинивании мощность жилы резко обрывается. При сложном выклинивании жилы разбиваются на ряд отдельных выступов, или так называемых пальцев. Такое сложное выклинивание очень характерно, например, для пегматитовых жил Мамского слюдоносного района.

Жилы мотут различным образом располагаться среди вмещающих пород, В соответствии с этим выделяются пластовые жилы, залегающие согласно с напластованием горных пород, и жилы секущие, располагающиеся несогласно с напластованием или сланцеватостью вмещающих пород. Как уже отмечалось ранее, жилы, залегающие в полостях отслоения антиклинальных складок, носят название седловидных. Классическим представителем их является система седловидных жил золоторудного месторождения Бендиго в Австралии (см. рис. 8).

Рис. 8. Седловидная жила

Сложные формы рудных тел широко распространены. Встречаются они преимущественно среди эпигенетических месторождений. Иногда наблюдаются сложно построенные пластовые тела и в сингенетических месторождениях.

В этом случае в них наблюдается чередование прослоев полезного ископаемого с прослоями пустой породы. Например, пласт Чиатурского марганцевого месторождения разделяется на 10-15 рудных и нерудных прослоев. Среди сложных по форме эпигенетических месторождений, возникших в большинстве случаев в комбинированных структурах, наиболее распространены штокверки и сложные жилы.

Штокверк состоит из сети пересекающихся между собой мелких рудных жил и прожилков, сопровождаемых вкрапленностью рудных минералов; общая форма распространения такого прожилково-вкрапленного оруденения неправильная, иногда изометричная либо вытянутая и напоминает раздробленную минерализованную зону (см. рис. 9). Штокверки характерны для многих гидротермальных месторождений олова, золота, меди, молибдена, вольфрама, бериллия и др.


Рис. 9 Схематический разрез штокверкового месторождения Альтенберг;

1 - гранит-порфир: 2 - штокверк в грейзенизированном граните; 3 - вмещающие породы по трещинам отрыва (и скола) в дайках гранит-порфиров

Сложные жилы по своему строению довольно разнообразны. Среди них преобладают сближенные параллельные жилы и, кроме того, выделяются ветвящиеся жилы, жилы разлистования и сетчатые жилы.

Ветвящаяся жила характеризуется наличием многочисленных ответвлений, так называемых апофиз, отходящих от основной рудной жилы в сторону лежачего и висячего боков, Подобные формы тел свойственны многим месторождениям слюдоносных и редкометалльных пегматитов.

Жила разлистования представляет собой систему жил, прожилков, линз и чечевиц, образованных вследствие выполнения минерализованными растворами сложной сети тонких более или менее параллельных трещин, приуроченных к зоне рассланцевания (рис.10). Примером месторождения с такими сложными телами является гидротермальное Ключевское медно-кобальтовое месторождение на Урале. В том случае, если мелкие жилки в вытянутой зоне рассланцевания ориентированы в разных направлениях, сложная жила называется сетчатой. Все упомянутые рудные тела могут выходить на дневную поверхность либо располагаться на глубине, не достигая поверхности. В последнем случае они называются «слепыми», или «скрытыми» телами.

Поверхность контакта жилы с вмещающими породами называется зальбандом. Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и минерализованы; такие зоны метаморфизованных боковых пород создают ореол околожильного изменения, иногда содержащий промышленные концентрации ценных компонентов. Отходящие от жил в боковые породы прожилки, называются апофизами. Основными геологическими элементами, определяющими размеры и условия залегания жил, являются направление простирания и длина по простиранию, направление, угол падения и длина по падению, склонение, а также мощность. Длина жил полезных ископаемых колеблется в очень широких пределах, от коротких прожилков размером 1 м и менее до колоссальной протяженности в 200 км (например, Материнская жила золотых руд в Калифорнии).

Рис. 10. Схематический план лестничной жилы в трещинах растяжения Березовского месторождения на Урале: 1 - зеленокаменные породы (сланцы, порфириты, туфы); 2 - дайки гранит-порфира (березита); 3 - лестничные кварцево-сульфидные, золотоносные жилы

Жилы, так же как и пласты, разделяются на крутопадающие (более 45°), и пологопадающие (менее 45°). По падению некоторые жилы выклиниваются неглубоко от земной поверхности, а другие, как, например, Садонская жила свинцово-цинковых руд на Кавказе, прослеживаются на расстоянии более 1,5 км; золотоносные кварцевые жилы Колар в Индии разрабатываются на глубине свыше 3,2 км. Склонением называется погружение линий; выклинивания жилы по ее простиранию; углами склонения - углы, образованные линиями склонения с линией простирания. У жил, так же как и у пластов, различают геологическую и рабочую мощность, т. е. такую наименьшую величину ее, при которой становится возможной эксплуатация жильного месторождения.

Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще из групп - пучков или семейств жил. Рудные поля, образованные жильными месторождениями, называются жильными полями .

Линзы и линзообразные залежи по морфологии принадлежат к образованиям, переходным между изометричными и плоскими телами.

Вытянутые по одной оси тела полезных ископаемых называются трубами, трубками, или трубообразными залежами. Морфология и условия их залегания определяются углом погружения, или ныряния, длиной по направлению погружения и поперечным сечением. Угол ныряния трубки полезного ископаемого измеряется между ее осью и горизонтальной плоскостью. Он может изменяться в широких пределах: от 90° у вертикальных труб до 0° у горизонтальных трубообразных залежей. Поперечное сечение и длина по оси труб также довольно изменчивы. Так, например, поперечное сечение алмазоносных трубок кимберлитов в Сибири колеблется от 100 до 1000 м.

Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, вода, горючий газ), в соответствии с классификацией И. Брода и Н. Еременко, по морфологическим признакам могут быть выделены пластовые, массивные и линзовидные залежи.

Пластовые залежи жидких и газообразных полезных ископаемых приурочены к пласту-коллектору проницаемых пород, заключенному среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов, в той или иной степени тектонически-дислоцированных. Такие залежи обычно являются наиболее крупными, достигая в длину по простиранию более 80 км при ширине до 70 км.

Массивные залежи представляют собой скопления жидкости или газа в выступах проницаемых пород (структурных, эрозионных, рифовых), перекрытых плохо проницаемыми осадками. Они могут быть, как мелкими, так и значительными по размерам, достигая 50 км 3 (Ачалуки-Карабулак) и даже нескольких сот ку6ических километров (Меджид Сулейман в Иране, Киркук з Ираке, Абкаик в Саудовской Аравии и др.).

Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных со всех сторон непроницаемыми породами.