Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Рудные месторождения
Покупка
Новинка
Тематика:
Геология полезных ископаемых
Издательство:
ПГНИУ
Год издания: 2021
Кол-во страниц: 278
Дополнительно
Вид издания:
Учебное пособие
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7944-3725-6
Артикул: 836857.01.99
Изложены основы общепрофессиональной дисциплины «Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Рудные месторождения». Использована разработанная автором универсальная генетическая классификация месторождений, опирающаяся на базовые положения петрографии и литологии. Сформулировано понятие о геологопромышленном типе. Охарактеризованы типы месторождений руд черных, легирующих,
цветных, лёгких, благородных, радиоактивных, редких металлов и рассеянных элементов. Рассмотрены получение и применение каждого металла, его геохимические особенности. Описаны промышленные минералы, изложены требования к рудам. Проанализировано распределение геолого-промышленных типов по генетическим группам месторождений, представлен рейтинг типов по экономической значимости. Учтены сведения Государственного
доклада о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов РФ, а также Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых.
Пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлению подготовки «Геология», а также геологическим специальностям университетов. Оно будет также полезно студентам технических вузов, в чью сферу обучения входит изучение месторождений полезных ископаемых. Может быть использовано профессионалами-геологами, географами и экономистами, занимающимися проблемами полезных ископаемых, рационального недропользования, рынками минерального сырья.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 05.03.01: Геология
- ВО - Магистратура
- 05.04.01: Геология
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «ПЕРМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Р. Г. Ибламинов ГЕОЛОГО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ РУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ Допущено методическим советом Пермского государственного национального исследовательского университета в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки магистров «Геология» и по специальности «Прикладная геология» Пермь 2021
УДК 553.2 ББК 26.325 И14 И14 Ибламинов Р. Г. Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Рудные месторождения : учебное пособие / Р. Г. Ибламинов ; Пермский государственный национальный исследовательский университет. – Пермь, 2021. – 278 с.; ил. ISBN 978-5-7944-3725-6 Изложены основы общепрофессиональной дисциплины «Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых. Рудные месторождения». Использована разработанная автором универсальная генетическая классификация месторождений, опирающаяся на базовые положения петрографии и литологии. Сформулировано понятие о геологопромышленном типе. Охарактеризованы типы месторождений руд черных, легирующих, цветных, лёгких, благородных, радиоактивных, редких металлов и рассеянных элементов. Рассмотрены получение и применение каждого металла, его геохимические особенности. Описаны промышленные минералы, изложены требования к рудам. Проанализировано распределение геолого-промышленных типов по генетическим группам месторождений, представлен рейтинг типов по экономической значимости. Учтены сведения Государственного доклада о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов РФ, а также Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Пособие предназначено для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлению подготовки «Геология», а также геологическим специальностям университетов. Оно будет также полезно студентам технических вузов, в чью сферу обучения входит изучение месторождений полезных ископаемых. Может быть использовано профессионалами-геологами, географами и экономистами, занимающимися проблемами полезных ископаемых, рационального недропользования, рынками минерального сырья. УДК 553.2 ББК 26.325 Печатается по решению ученого совета геологического факультета Пермского государственного национального исследовательского университета Рецензенты: кафедра разработки месторождений полезных ископаемых Пермского национального исследовательского университета (зав. кафедрой – профессор, д-р техн. наук, С. С. Андрейко); профессор кафедры минералогии, петрографии и геохимии Уральского государственного горного университета, д-р геол.-минерал. наук А. Ю. Кисин ISBN 978-5-7944-3725-6 © ПГНИУ, 2021 © Ибламинов Р. Г., 2021
Памяти учителя – профессора Владимира Фадеевича Мягкова (1929 – 2013) Имя доктора геолого-минералогических наук профессора Владимира Фадеевича Мягкова связано с детальным изучением различных геолого-промышленных типов месторождений полезных ископаемых Урала, Казахстана, Азербайджана и других регионов бывшего СССР. В течение 32 лет (1962–1994) он заведовал кафедрами методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых в Пермском госуниверситете, а затем в Уральском горно-геологическом госуниверситете (Свердловском горном институте). Родился Владимир Фадеевич Мягков 10 августа 1929 г. в г. Камышлов Свердловской области. Во время Великой Отечественной войны в течение 1944 – 1945 гг. работал слесарем в паровозном депо. В 1949 г. после окончания средней школы поступил на горное отделение технического факультета Пермского государственного университета. В 1954 г. успешно окончил обучение, получив диплом с отличием и квалификацию «горный инженер-геолог». После университета он был оставлен на кафедре в должности ассистента, где руководил крупными хоздоговорными исследованиями на Березниковском и Соликамском калийных комбинатах. По их результатам была написана кандидатская диссертация «Основные вопросы рудничного опробования калийных солей и некоторые методы их решения», защищённая в 1961 г. в Институте геологии и геохимии в г. Свердловске (ныне Екатеринбург). Исследованиями В.Ф. Мягкова было доказано, что измерения, выполняемые в геологическом пространстве, фиксируют состояние геологических полей, а решаемые при этом задачи являются пространственными и только при определенных условиях они могут быть сведены к статистическим. Под его руководством разрабатывалось новое направление научных исследований – «Геометризация и анализ геологических полей месторождений полезных ископаемых». В 1972 г. Министерство черной металлургии СССР поручило В.Ф. Мягкову разработать инструктивно-методические руководства по геологическому обслуживанию горнодобывающих предприятий. Был создан творческий коллектив из молодых преподавателей геологического факультета, работавших в тесном контакте с ВЦ Пермского университета. Ими разработаны методические руководства для скарново-магнетитовых, титаномагнетитовых, хромитовых, а также для Орско-Халиловской и Атасуйской групп, для Оленегорского и Ковдорского месторождений. Опираясь на полученные результаты, члены творческого коллектива ассистенты Р.Г. Ибламинов, Г.В. Лебедев, А.С. Сунцев под научным руководством В.Ф. Мягкова успешно защитили кандидатские диссертации. В 1977 г. в Москве в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ) В.Ф. Мягковым была защищена докторская диссертация «Геохимический метод парагенетического анализа руд (разработка и экспериментально-теоретическое обоснование метода)». В Свердловском горном институте в сферу его интересов попадают колчеданные месторождения. Им были разработаны теория и методика построения многофакторных геометро-статистических моделей рудных тел, примененные к анализу медно-колчеданных (Молодежное, Урупское) и меднопорфировых (Каджаранское) месторождений. В этот период он становится ответственным редактором межвузовского научного тематического сборника «Геология, поиски и разведка рудных и нерудных полезных ископаемых Урала», подготавливает учебник «Рудничная геология». Осенью 1994 г. В.Ф. Мягков возвращается в Пермский университет, активно разрабатывает основы геоинформатики. Владимира Фадеевича всегда отличало умение находиться на острие научной мысли, создавать творческие коллективы для решения крупных теоретических и прикладных задач. В.Ф. Мягков – автор более 100 печатных работ, в том числе 3 монографий. Он подготовил 14 кандидатов и 2 докторов геолого-минералогических наук, создав научную школу в области геометризации и анализа геологических полей. Заслуженный деятель науки Российской Федерации (2000), почетный академик Академии горных наук Российской Федерации (2008), награжден знаком Мингео РСФСР «Отличник разведки недр» (1984), дважды Минвузом СССР знаком «За отличные успехи в работе» (1985, 1991), медалями «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.», «Ветеран труда», «50 лет Победы в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».
ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых» входит в федеральный компонент перечня базовых дисциплин учебных планов университетских геологических специальностей, а также бакалавриата и магистратуры направления «Геология». Имеющиеся учебные пособия по дисциплине устарели или были изданы малыми тиражами. Современные сведения о месторождениях полезных ископаемых, взгляды на их формирование изложены в статьях, опубликованных в различных журналах и сборниках, часто недоступных для широкой массы читателей. Издание представляет собой продолжение пособия «Геология месторождений полезных ископаемых», опубликованного автором в 2019 г. В настоящем пособии описываются месторождения по видам минерального сырья. Оно является обобщением исследований месторождений железных, хромовых, марганцевых, медных, золотых руд, солей, общераспространённых полезных ископаемых Урала, Казахстана, Азербайджана, Грузии, в том числе титаномагнетитовых (Качканарское, Первоуральское, Кусинское), скарново-магнетитовых (Высокогорское, Гороблагодатское, Дашкесанское), железомарганцевых (Атасуйская группа), апатит-магнетитовых (Ковдорское), хромшпинелидовых подиформных (Кемпирсайское рудное поле) и стратифицированных (Сарановское), пластовых марганцевых (Чиатурское), а также колчеданных (Дегтярское) и золоторудных (Берёзовское), в которых автор принимал непосредственное участие. При подготовке к изданию и в процессе чтения лекций по дисциплине на геологическом факультете Пермского государственного национального исследовательского университета в течение 1968 – 2019 гг. для студентов, обучающихся по геологическим специальностям, а также в магистратуре направления «Геология», были проанализированы современные источники информации о геологии и условиях образования месторождений, их экономической значимости. Материал изложен на основе единой разработанной автором универсальной генетической классификации месторождений, которая увязана с современными взглядами на образование магматических, осадочных и метаморфических горных пород, представленными, в частности, в Петрографическом кодексе России (2009). В пособии использованы достижения российской геологической школы в области науки о полезных ископаемых, работы А.Г. Бетехтина, И.Г. Магакьяна, П.М. Татаринова, В.И. Смирнова, В.И. Старостина, а также зарубежных учёных: А. Бэтмана, А. Митчелла, М. Гарсона, Ф. Соукинса и др. В первом, вводном, разделе излагаются общие вопросы и базовые понятия дисциплины. Показано место науки о месторождениях в экономической деятельности людей, её связь со сферой производства. Рассмотрены вопросы распространённости химических элементов в земной коре, её влияние на экономику минерального сырья. Показано распределение элементов в пространстве и образование геохимических ассоциаций в месторождениях. Следующие разделы пособия дают необходимый объем знаний о геолого-промышленных типах месторождений руд черных, легирующих, цветных, лёгких, благородных, радиоактивных, редких металлов и рассеянных элементов. Описано применение каждого вида полезных ископаемых в промышленности, проанализированы геохимические особенности элемента, главного для вида (распространённость, распределение содержаний по горным породам), полезные минералы, требования к полезным ископаемым, геолого-промышленные типы месторождений, их распределение по генетическим группам и классам, рейтинг типов по промышленной значимости. Современные фактологические данные приведены на основании Государственного доклада о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 г. (2019), а в типизации месторождений учтены Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Автор признателен за поддержку издания декану геологического факультета, профессору, доктору геолого-минералогических наук В.Н. Катаеву, профессору кафедры минералогии и петрографии, на которой выполнена работа, заслуженному деятелю науки и техники РФ, профессору, доктору геолого-минералогических наук Б.М. Осовецкому, директору Издательского центра Т.А. Абасовой, зав. РИО О.Н. Бастыревой, редактору Л.Г. Подоровой. С благодарностью примет замечания по учебному пособию, которые просит направлять по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15, Пермский госуниверситет, геологический факультет, кафедра минералогии и петрографии Ибламинову Рустему Гильбрахмановичу. E-mail: riaminov@psu.ru.
Глава 1. Предмет и значение дисциплины 5 РАЗДЕЛ 1 ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ Глава 1 ПРЕДМЕТ И ЗНАЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Дисциплина «Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых» изучает совокупности месторождений, объединяемых в типы по близости состава и строения. У каждого вида полезного ископаемого (руда железа, меди, золота) может быть несколько типов, количество которых зависит от геохимических свойств элемента и состояния рудообразующей геологической среды. 1.1. Понятие о геолого-промышленных типах месторождений Существуют два аспекта исследования месторождений: теоретический и практический. Они тесно взаимосвязаны. Теоретический аспект связан с разработкой ретроспективных моделей месторождений, объясняющих причины концентрации полезных ископаемых в данном месте геологического пространства и времени. Для этого рассматриваются палеотектонические обстановки, существовавшие в течение геологической истории развития территории, выявляются наиболее благоприятные из них для образования полезных ископаемых. Проводится формационный анализ региона, и выявляются продуктивные формации горных пород. Устанавливается, существовали ли геологические и физико-химические условия, благоприятные для минералообразования. В конечном счете создаётся модель объекта полезного ископаемого, определяется её место в генетической классификации месторождений и устанавливается принадлежность природной концентрации к определенному генетическому типу. При этом под типом понимается совокупность месторождений, имеющих общие особенности состава, строения, и на этой основе предполагается одинаковое происхождение – генезис. Практический аспект исследования концентраций полезных ископаемых заключается в решении задачи создания минерально-сырьевой базы региона путём стадийного исследования недр в процессе региональных, поисковых, разведочных работ, работ по освоению и эксплуатации месторождений полезных ископаемых. В процессе её решения возникает сложная ситуация с неоднозначным выбо- ром среди многообразия объектов полезных ископаемых наиболее перспективного для освоения. Для упрощения решения подобных вопросов геологи-практики ввели понятие «геолого-промышленный тип месторождений». Одним из первых в России это сделал в 1940 г. Владимир Михайлович Крейтер (1897–1966) в своей монографии «Поиски и разведки полезных ископаемых» (рис. 1.1, 1.2). Для понятия «геолого-промышленный тип» важнейшими являются три показателя, позволяющие объединять отдельные месторождения в тип. 1. Состав полезного ископаемого, который бы обеспечивал одинаковую технологию его переработки. 2. Горно-геологические условия объекта, главным образом форма залегания тел полезных ископаемых (пластовая, жильная, линзовидная и т.п.), которая бы позволяла использовать сходные способ и систему разработки месторождений. 3. Значение месторождений типа в мировой добыче. Месторождения, входящие в геолого-промышленный тип, должны быть надёжными источниками минерального сырья в мире. Другими Рис. 1.1. Владимир Михайлович Крейтер (1897–1966) словами, они должны быть достаточно широко распространены на земном шаре и обладать крупными запасами. Этому критерию отвечает требование того, чтобы на совокупность месторождений, объединяемых в тип, приходилось не менее 1% ежегодного мирового объема добычи вида полезного ископаемого. В отличие от геолого-промышленного генетический тип включает любое скопление полезного ископаемого: промышленное, непромышленное, крупное, мелкое, т.е. генетический тип – это наиболее широкое понятие, характеризующее скопление вида полезного ископаемого (табл. 1.1). Характеристики генетических типов, приведённые в таблице, целесообразно использовать при оценке минерагенического потенциала территорий.
РАЗДЕЛ 1. Геолого-геохимическое введение Рис. 1.2. Обложка и титульный лист книги В.М. Крейтера «Поиски и разведки полезных ископаемых» Таблица 1.1. Классификация генетических типов месторождений по промышленной значимости (Авдонин, 1999, с добавлениями) Промышленная значимость генетического типа Характеристика генетического типа Промышленный Соответствует геолого-промышленному типу Потенциально промышленный По количеству ресурсов полезных ископаемых после их освоения может перейти в разряд промышленных Перспективный Может стать промышленным с появлением новых технологий переработки минерального сырья или потребностей в новом сырье Непромышленный Не имеет перспектив освоения из-за низкого качества и количества сырья Понятие «геолого-промышленный тип» носит относительный характер. Это связано 1) с совершенствованием технологии добычи и переработки полезных ископаемых (был непромышленным, стал промышленным), 2) с региональной спецификой размещения месторождений, т.е. наряду с мировыми могут быть региональные геолого-промышленные типы, например магномагнетитовый тип месторождений для Восточной Сибири. Показателем относительности понятия «геолого-промышленный тип» в истории развития горного дела может служить тип титаномагнетитовых руд в пироксенитах. Качканарское месторождение этого типа на Урале было известно с XVIII в. (П.С. Паллас, 1786). В начале XX в. на месторождении велись разведочные работы с применением самых совершенных методов геологической разведки: алмазного бурения и магнитометрии. Однако месторождение оказалось непромышленным из-за преобладания руд вкрапленной текстуры. Только после разработки технологии обогащения руд и получения ванадиевого концентрата при его металлургическом переделе месторождение в середине ХХ в. перешло в разряд промышленных. Примером перспективного генетического типа могут служить месторождения высокотитанистых титаномагнетитовых руд западного склона Южного Урала. В этих рудах ильменит и магнетит образуют тончайшие срастания, называемые структурами распада твёрдых растворов. Минералы с такими
Глава 1. Предмет и значение дисциплины 7 структурами не поддаются механическому разделению и руды не обогащаются. После создания новых технологий обогащения эти месторождения могут перейти в разряд промышленных. 1.2. Цель и задачи науки Цель науки о типах месторождений полезных ископаемых – разработка теории образования и размещения групп месторождений, соответствующих типам. Создание подобной теории является сложной проблемой, связанной с восстановлением по конечным продуктам, которыми являются концентрации полезных ископаемых, геологических и физико-химических процессов минералообразования, которые протекали в течение длительного геологического времени в недрах Земли. Наука о месторождениях постепенно приближается к созданию теории, формулируя и отвергая гипотезы формирования месторождений. Результатом теоретических исследований является создание обобщённых моделей геолого-промышленных типов месторождений. Выводы теории служат основой поисков и разведки месторождений, имеют большое значение в горном деле. Геология типов месторождений полезных ископаемых – наука синтетическая (рис. 1.3). В своей прикладной части она тесно связана с наукой о поисках и разведке полезных ископаемых, являясь её теоретической основой, с экономикой минерального сырья. Решаемые проблемы Размещение месторождений Строение месторождений Состав месторождений Процессы рудообразования Рис. 1.3. Связи науки о месторождениях с другими и решаемые с их помощью проблемы 1.3. Значение дисциплины в геологическом образовании 1. Дисциплина относится к числу фундаментальных, поскольку в ней рассматриваются теоретические проблемы возникновения и размещения типовых месторождений во всех известных на Земле геологических обстановках. 2. Усвоение дисциплины позволит узнать «анатомию» природных геологических объектов. Закладывается теоретический базис прикладной геологии, связанной с прогнозированием, поисками, разведкой и освоением минеральных ресурсов. 3. Всесторонний анализ проблем, связанных с полезными ископаемыми, помогает формированию цельного естественно-научного мировоззрения, творческого мышления. 4. Осведомленность в вопросах размещения месторождений на земном шаре, а следовательно, в конъюнктуре мирового рынка минерального сырья, способов его использования является основой знаний об экономике, маркетинге и менеджменте, вырабатывает геолого-экономическое мышление (добытое полезное ископаемое становится товаром горного производства). 5. Важен политический аспект размещения источников минерального сырья на территориях различных государств мира. В процессе его изучения развивается геополитическое мышление. 6. Гуманитарный аспект изучения дисциплины связан с использованием полезных ископаемых в прошлом и настоящем, с влиянием минерального сырья на историю человеческой цивилизации. Накапливаются естественно-исторические знания. Стратиграфия Историческая геология Геотектоника Геолого-промышленные типы месторождений полезных ископаемых Структурная геология Поиски и разведка месторождений Геохимия Общая химия Физическая и коллоидная химия Геохимия Минералогия Петрография Геоморфология Литология
РАЗДЕЛ 1. Геолого-геохимическое введение Глава 2 ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ И МЕСТОРОЖДЕНИЯ 2.1. Понятие о рудных полезных ископаемых, их классификация Рудное или металлическое полезное ископаемое – природное вещество земной коры, пригодное для использования с реальной или ожидаемой выгодой для извлечения металлов. Это понятие содержит четыре аспекта. Геологический аспект заключается в том, что полезное ископаемое – это часть геологической среды и составная часть минеральных ресурсов. Вещественный аспект дает представление о том, что полезное ископаемое представляет собой агрегат минералов. В нём должен содержаться металл, делающий полезное ископаемое пригодным для использования. Исторический аспект показывает разнообразие полезных ископаемых, используемых людьми. Экономический аспект заключается в том, что не всякое природное вещество земной коры может быть полезным ископаемым, а только то, которое экономически выгодно использовать. Каждое полезное ископаемое имеет свою стоимостную оценку, которая выражается в его цене. Как и цена любого товара, цена полезного ископаемого определяется соотношением спроса и предложения (Ore deposits, 1984). Предложение полезного ископаемого – это доступность его для извлечения из недр и экономичность технологии переработки добытого минерального сырья. Спрос на полезное ископаемое соответствует потребительским свойствам продукта его переработки, т.е. области применения и количеству потребления. При одних и тех же потребительских свойствах легко извлекаемое и легко перерабатываемое полезное ископаемое будет иметь и более низкую цену. В качестве примера рассмотрим два металла, обладающих близкими технологическими свойствами, например, титан и железо. Казалось бы, они должны иметь одинаковую цену, однако месторождения титана менее распространены в земной коре, чем месторождения железа. Так, мировые запасы железных руд в недрах составляют около 214 млрд т, а запасы титана в пересчете на TiO2 – 735 млн т (Экономика …, 1999). Кривая предложения титана, как менее доступного металла, располагается выше кривой предложения железа (рис. 2.1). На одной и той же кривой спроса цена на железо будет меньше цены на титан. Цена Ti Fe ЦTi ЦFe КTi КFe Количество сырья Рис. 2.1. Соотношение цен на металлы с высокой (Fe) и низкой (Ti) доступностью для извлечения Таблица 2.1. Промышленная классификация рудных полезных ископаемых Группа Виды полезных ископаемых Руды черных металлов Руды железа, хрома, марганца Руды легирующих цветных металлов Руды титана, ванадия, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена Руды собственно цветных металлов Руды олова, меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути Руды лёгких цветных металлов Руды алюминия, магния, лития, бериллия Руды благородных металлов Руды золота, серебра, платиноидов: платины, рутения, родия, осмия, иридия, палладия Руды радиоактивных металлов Руды урана, тория, радия Руды редких металлов Руды лития, бериллия, скандия, рубидия, цезия, стронция, редких земель (иттрия и лантаноидов), циркония, гафния, ниобия, тантала, рения Руды рассеянных элементов Руды галлия, германия, кадмия, индия, селена, теллура, таллия
Глава 2. Полезные ископаемые и месторождения 9 По использованию в промышленности рудные полезные ископаемые традиционно подразделяются на группы по отраслям металлургического производства и применению (табл. 2.1). Так, руды черных металлов являются сырьевой основой черной металлургии, все остальные металлы и их соединения производятся на предприятиях цветной металлургии по различным технологиям. Группы включают виды полезных ископаемых. Вид полезного ископаемого – это совокупность его разновидностей, содержащая один главный полезный компонент, обусловливающий основную область применения вида в промышленности. Например, железные руды как вид полезных ископаемых включают такие разновидности руд, как магнетитовые, гематитовые, сидеритовые, бурожелезняковые. Необходимо обратить внимание на многообразие применения рудных полезных ископаемых. Многие из них используются ещё и как нерудное (неметаллическое) ископаемое. Например, хромовые руды используют для получения металла, как огнеупоры и как химическое сырьё. Полезные ископаемые, добытые из недр и являющиеся товарной продукцией горного производства, называются минеральным сырьем. 2.2. Понятие о месторождениях полезных ископаемых, требования, предъявляемые к месторождениям Месторождение полезного ископаемого (англ.: mineral deposit) – это участок земной коры, содержащий скопление полезного ископаемого, которое по количеству, качеству, условиям залегания, экономическим и социально-политическим факторам пригодно для рентабельной разработки. По своей природе и условиям размещения месторождение является геологическим объектом. Использование месторождения в экономической деятельности людей, которая, прежде всего, требует рентабельности разработки, превращает его в геолого-экономический объект. Количество полезного ископаемого, сосредоточенное в месторождении, получило название запасы полезного ископаемого. Они оцениваются по результатам геологоразведочных работ. Прогнозные ресурсы полезного ископаемого – это приблизительно оцененное его количество. В зависимости от вида полезного ископаемого запасы измеряются в единицах массы руды или металла. В единицах массы руды (Q1, т; 1.1) измеряются запасы руд черных металлов (железа, хрома, марганца): Q1 = S ⋅ h ⋅ d (т), (1.1) где S – площадь тела, h – мощность. d, т/м3 – объемная плотность тела полезного ископаемого. В единицах массы металла (Q2; 1.2) измеряются запасы большинства руд остальных полезных ископаемых: например, меди, золота и т.п.: Q2 = V⋅ d ⋅ C/100 (т), (1.2) где V – объем тела полезного ископаемого, C (%) – среднее содержание полезного компонента в контуре подсчитываемых запасов. Качество полезного ископаемого определяется совокупностью его химических, технологических и технических свойств. Химические свойства отражают содержание в полезном ископаемом полезных и вредных химических элементов. Технические свойства включают различные физико-химические показатели: объемную плотность, влажность, пористость, прочность, крепость, размер минеральных индивидов и др. Технологическими свойствами определяется способ обогащения полезных ископаемых, от них зависит возможность рентабельного отделения полезных минералов и компонентов от неполезных и получения концентрата. В настоящее время в мировой горной промышленности существует тенденция вовлекать в разработку месторождения с крупными запасами, эксплуатация которых могла бы продолжаться более 30 лет даже при относительно низком содержании полезного компонента (качестве). Требования к условиям местонахождения месторождений делят на горно-геологические и географо-экономические. Горно-геологические – характеризуют геологические особенности проведения работ по добыче полезных ископаемых. Среди них ведущую роль играют глубина залегания тела полезного ископаемого, гидрогеологические и инженерно-геологические условия. Географо-экономические условия отражают положение залежей полезных ископаемых относительно транспортных артерий, горно-добывающих и перерабатывающих предприятий, источников энергоснабжения и т.п. Благоприятные горно-геологические и географо-экономические условия обеспечат вовлечение в эксплуатацию небольших месторождений с относительно низким качеством
РАЗДЕЛ 1. Геолого-геохимическое введение сырья. Сложные географические условия с неразвитой инфраструктурой для обеспечения рентабельной разработки потребуют вовлечения в эксплуатацию крупных месторождений. Экономические факторы являются важнейшими, поскольку требованием рентабельности горного производства определяется возможность вовлечения месторождения в разработку или прекращение добычи. Важную роль, особенно с точки зрения инвестиций в развитие горного производства, могут играть социально-политические факторы. Политическая стабильность в регионе позволяет с меньшим риском вкладывать капиталы в разработку даже относительно низких по качеству руд, тогда как нестабильная ситуация не способствует инвестициям, а если они и вкладываются, то только в освоение наиболее крупных месторождений. 2.3. Методология, принципы и методы изучения месторождений полезных ископаемых Месторождения полезных ископаемых как объекты исследования представляют собой крупные пространственные многоуровневые многопризнаковые объекты, недоступные для непосредственных наблюдений. Специфику геологических наблюдений, обусловленную особенностями исследуемых объектов, характеризуют следующие основные свойства: дискретность, малообъемность, системность (Ибламинов, 2019). Специфика месторождений обусловливает широкое применение моделирования как основы методологии изучения месторождений (рис. 2.2). Рис. 2.2. Разновидности временных моделей месторождений Статические модели отражают состояние месторождений на момент исследования. Они строятся на основе комплексного анализа всей совокупности геологической информации об объекте. Ретроспективные модели отражают условия и процессы возникновения, существования и преобразования месторождений в природных условиях и используются при решении теоретических вопросов геологической истории месторождений, т.е. это генетические модели. Перспективные модели чаще всего используются при прогнозировании вероятной картины изменения месторождения в процессе его эксплуатации. При отнесении месторождения к тому или иному геолого-промышленному типу обычно ориентируются на статические модели, находя в них общие черты. Для решения вопроса о принадлежности к генетическому типу прежде всего ориентируются на ретроспективные модели. Бывают случаи, когда генезис геолого-промышленного типа не однозначен. Наиболее общие исходные положения методики исследования получили наименование принципов (рис. 2.3). Рис. 2.3. Принципы исследования месторождений Методы исследования месторождений образуют две большие группы: теоретическую и эмпирическую. Обе группы методов находятся в тесной взаимосвязи, ибо основой любой теории являются достоверные факты, полученные в результате наблюдений и экспериментов, а направление и методика выполнения эмпирических исследований полностью определяются хорошей теорией. Принципы методики исследования месторождений 1. Стадийности 2. Аналогии 3. Равномерности 4. Полноты исследований 5. Максимальной эффективности Временные модели месторождений Статические Динамические Ретроспективные Перспективные