Модуль 1. Лекция 1

ГЕОРЕСУРСЫ ЮГА РОССИИ.
МОДУЛЬ 1. ВВОДНЫЙ РАЗДЕЛ.
Лекция 1. Введение.
Преподаватель кафедры месторождений полезных
ископаемых Рыбин Илья Валерьевич
На фоне возрастающей роли угля в мировом энергетическом
балансе, в нашей стране наблюдается противоположная тенденция снижение добычи и потребления угля с замещением его в энергетике
природным газом и нефтепродуктами, что связано с исчерпанием
доступных для экономически рентабельной эксплуатации ресурсов
углей в благоприятно расположенном Донецком бассейне, параллельно
с негативными изменениями экономической конъюнктуры. В
результате были закрыты многие угледобывающие предприятия, часть
из которых могла бы работать еще достаточно долго. Определенную
роль в этом процессе сыграла и необходимость соблюдения
международных соглашений, касающихся экологических параметров
используемых энергоносителей.
На территории Восточного Донбасса, имеются угольные ресурсы,
а также ресурсы других полезных ископаемых, в том числе различные
стройматериалы и сырье для их производства, флюсовые известняки,
керамическое и опал-кристобалитовое сырье, минеральные воды,
техногенные полезные ископаемые - отвалы шахт и обогатительных
фабрик, причем последние приурочены к шахтерским территориям.
Экологическая обстановка на территории Восточного Донбасса
находится в критическом, местами - катастрофическом состоянии.
Окружающая
среда
испытывает
сильное
воздействие
разнообразных антропогенных факторов, включая освоение угольных
месторождений, ликвидацию угольных шахт.
Реструктуризация
угольной
промышленности
Восточного
Донбасса и связанное с этим закрытие шахт повлекли за собой ряд
проблем экологического характера.
Ликвидационные мероприятия вызывают активизацию негативных
природно-техногенных процессов, которые охватывают значительные
территории как в городах и шахтерских поселках, так и на
прилегающих площадях Восточного Донбасса.
В связи с ликвидацией осуществляются меры по охране
урбанизированных площадей и экологической реабилитации
территории.
В
пределах
региона
ведется
мониторинг
показателей
экологического состояния среды, направленный в основном на
изучение
поверхностных,
шахтных
и
подземных
вод,
водогазовыделений из закрытых шахт.
Основные термины и определения:
Акватория - в данном случае - участок водной поверхности моря в
установленных для каждого государства границах
Глобализация экономики - создание общего рынка сырья, в том числе топливно-энергетического и минерального, товаров и трудовых ресурсов для
крупных групп стран, континентов и, в конечном итоге, мирового сообщества
в целом
Горное дело - раздел техники, охватывающий комплекс процессов, необходимых для извлечения из недр полезных ископаемых, их предварительной
обработки с целью использования в промышленности (синоним: добыча
полезных ископаемых)
Грязи природные - илы морские, озерные, лиманные, речные, ключевые.
Применяются для лечебных целей. Синоним: грязи лечебные.
Дефицит платежей - ситуация, при которой в стране образуется недостаток
валютных средств для оплаты поступающих по импорту товаров и сырья
Добыча полезных ископаемых - извлечение полезных ископаемых из недр в
результате их разработки различными методами
Добыча - количество полезного ископаемого, извлеченного из недр за
определенный промежуток времени (горно-экономический термин).
Различаются: добыча общая, т.е. все количество полезного ископаемого,
извлеченного из недр, и товарная добыча - количество полезного
ископаемого, поступившего потребителям, т.е. за вычетом потерь его при
добыче и транспортировке
Запасы - достоверно подсчитанное по результатам геологоразведочных работ
количество полезного ископаемого (минерального сырья), заключенного в
земных недрах на определенной площади
Концентрат - продукт, полученный в результате обогащения руд, с
содержанием ценного компонента значительно выше, чем в исходном
материале.
Минерально-сырьевая база (МСБ) - различают: МСБ какой-либо отрасли
промышленности, т.е. обеспеченность ее необходимыми запасами
минерального сырья (например, «минерально-сырьевая база черной
металлургии») и МСБ территории - округа, страны, группы стран, континента и
мира в целом - обеспеченность их различными видами полезных ископаемых
(например, «минерально-сырьевая база России»)
Обогащение полезных ископаемых (руд) - комплекс процессов первичной
обработки минерального сырья для выделения из него всех видов полезных
минералов и отделения пустой породы, не представляющей практической
ценности в данном производстве. Синоним: кондиционирование руд
Полезные ископаемые – это минеральные массы, извлекаемые из недр
земли и используемые человеком. Они разделяются на металлические,
неметаллические и горючие.
Металлические (рудные) - это полезные минеральные массы, из которых извлекаются
металлы. Неметаллические (нерудные) - это минералы, горные породы, которые
используются целиком. Горючие – используются для получения энергии, органических
материалов и изделий.
Руда - это минеральный агрегат, в котором содержание ценных компонентов
достаточно для промышленного извлечения.
Попутные полезные компоненты - полезные компоненты - металлы или минералы,
находящиеся непосредственно в составе основного полезного ископаемого и
извлекаемые из недр одновременно с ним.
Прогнозные ресурсы - количество полезных ископаемых в недрах Земли, установленное ориентировочно, на основе геологических прогнозов
Сопутствующие полезные ископаемые - полезные ископаемые, содержащиеся в
породах почвы или кровли залежей основного полезного ископаемого, которые
можно добывать из недр параллельно с основным полезным ископаемым.
Техногенные месторождения - это техногенное геологическое тело или его часть,
представляющие собой скопление минерального вещества на поверхности Земли,
возникшее в результате связанной с природопользованием хозяйственной деятельности человека (техногенеза), и которое по качеству и количеству может быть
предметом эффективного использования в сфере материального производства в
данных экономических условиях при данном состоянии техники и технологии, либо в
ближайшем будущем.
Эмбарго - в данном случае - запрещение государственной властью ввоза из какойлибо страны или вывоза в какую либо страну или группу стран золота, товаров, сырья, в том числе и минерального, ценных бумаг и пр. Применяется как метод
репрессий.
Энергоемкость - количество энергии, затрачиваемой на производство единицы
какой-либо продукции или товара. В данном случае - на добычу и обогащение 1
тонны полезных ископаемых (минерального сырья)
Месторождения полезных ископаемых – это отдельные участки земной коры, где
в результате тех или иных геологических процессов накопилось минеральное
вещество, которое по качеству, количеству, условиям залегания экономически
выгодно добывать и использовать.
Рудное тело – это локальное природное скопление полезного ископаемого,
имеющее геометрический контур.
Морфология тел полезных ископаемых. Главные формы рудных тел – пласты,
линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы,
гнезда (карманы), комбинированные залежи.
По генезису месторождения полезных ископаемых разделяются на магматические,
карбонатитовые, пегматитовые, альбититовые и грейзеновые, скарновые,
гидротермальные, колчеданные месторождения эндогенной серии; месторождения
выветривания, россыпные, осадочные экзогенной серии; метаморфизованные и
метаморфические месторождения метаморфогенной серии.
Магматические
месторождения
формируются
в
процессе
дифференциации металлоносной магмы непосредственно из расплава
ультраосновного кислого или щелочного состава. По способу образования
они
разделяются
на
ликвационные,
раннемагматические
и
позднемагматические. Ликвационные месторождения образуются при
разделении рудносиликатной магмы на две несмешивающиеся жидкости –
силикатную и рудную, кристаллизация которых происходит раздельно.
Примером являются медно-никелевые месторождения (Норильская группа,
Садбери). Раннемагматические месторождения формируются в
результате обособления ранних фракций минералов кристаллизационной
дифференциации, их концентрации под воздействием силы тяжести и
конвективных течений магмы. Примером являются месторождения алмазов
кимберлитового и лампроитового типов (Якутия, ЮАР, Австралия); хромитов,
платины в расслоенных массивах ультраосновного-основного состава
(Бушвельдский
массив).
Позднемагматические
месторождения
образуются из остаточных расплавов после застывания главной массы
породобразующих силикатов, для них характерны ксеноморфный облик
рудных минералов и эпигенетический характер рудных тел. Примером
являются месторождения хромитов (Кемпирсайское), титаномагнетитов
(Качканар), апатитов (Хибинский массив).
Карбонатитовые месторождения – это рудоносные эндогенные скопления
кальцита, доломита и других карбонатов, которые пространственно и генетически
ассоциированы с интрузиями ультраосновного щелочного состава центрального
типа, формирующихся в обстановках тектономагматической активизации древних
континентов. Карбонатитовые массивы имеют кольцевое строение. В карбонатитах
встречаются месторождения тантала, ниобия, редких земель, железных руд, апатита,
флогопита, меди, флюорита, титана, карбонатного сырья. Примером являются
месторождения железа Ковдор, меди - Палабора.
Пегматитовые месторождения связаны с формированием магматических или
метаморфических пегматитов – крупнокристаллических агрегатов алюмосиликатных
минералов, залегающих в материнских породах тождественного состава (либо
вблизи их контактов). Магматические пегматиты формируются на завершающих
ступенях отвердевания интрузивных массивов из остаточных расплавов,
обогащенных летучими компонентами, а также за счет постмагматических
пневматолитово-гидротермальных растворов, приводящих к трансформации ранних
пегматитов с образованием полезных ископаемых. Наибольшим распространением
пользуются гранитные пегматиты, реже встречаются щелочные пегматиты.
Метаморфические пегматиты формируются как продукты метаморфизма на его
регрессивном этапе. Они характерны для докембрийских гранитогнейсовых
комплексов. К пегматитам приурочены месторождения металлургического
кварцевого сырья, керамического (полевошпатового) сырья, мусковита и флогопита,
горного хрусталя, оптического флюорита, драгоценных камней (топаза, аквамарина,
турмалина, граната, аметиста), руд редких металлов (лития, бериллия и др.)
Альбититовые и грейзеновые месторождения связаны с апикальными
выступами массивов кислых и щелочных гипабиссальных изверженных
пород, подвергшихся постмагматическому щелочному метасоматозу. При
этом вследствие натрового метасоматоза верхние части гранитных
куполов и их апофиз альбитизируются, а избыток калия выносится и
связывается
в
грейзенах,
накапливающихся
на
границе
альбитизированных гранитов и вмещающих их пород, а также среди
последних, близ кровли интрузивов. С альбититами связаны
месторождения ниобия, циркония, редких земель, урана. В грейзенах
сосредоточены ресурсы олова, вольфрама, лития, бериллия, изумруда.
Скарновые месторождения образуются в приконтактовых областях
кислых интрузий среди карбонатных пород за счет контактовометасоматических
(биметасоматических,
диффузионных)
и
постмагматических
гидротермально-инфильтрационных
процессов.
Наиболее значительны известково-скарновые месторождения железа
(Соколовско-Сарбайское, г. Магнитка и др.), свинца и цинка (Верхнее),
вольфрама и молибдена (Тырныауз).
Гидротермальные месторождения – создаются циркулирующими в земной
коре горячими минерализованными растворами, из которых отлагаются
полезные минералы в пустотах, трещинах горных пород, а также при замещении
горных пород. Источником минерального вещества гидротермальных растворов
может быть ювенильный магматический, ассимиляционный магматический,
фильтрационный внемагматический. Среди источников воды в гидротермальных
растворах выделяют: магматическую, метаморфическую воду, захороненную воду
древних осадков, атмосферную, морскую воду. Гидротермальные месторождения
разделяются на высокотемпературные (свыше 300˚С), среднетемпературные (300
- 200˚С), и низкотемпературные (менее 200˚С). По глубине их образования
выделяют гипотермальный (более 5 км), мезотермальный (2-5 км) и
эпитермальный (менее 2 км) классы. По генезису гидротермальные
месторождения делятся на плутоногенно-гидротермальные, вулканогенногидротермальные
и
амагматогенные.
Плутоногенно-гидротермальные
месторождения пространственно и генетически связаны с кислыми интрузиями.
Примерами являются месторождения золота (Березовское), меди (Коунрадское).
Вулканогенно-гидротермальные
месторождения
пространственно
и
генетически связаны с наземным, преимущественно андезит-дацитовым
вулканизмом. К ним относятся золото-серебряные месторождения Камчатки,
Балейское (Читинская обл.), Потоси (Боливия).
Амагматогенные
месторождения
образуются
из
растворов
немагматического происхождения или эпигенетических гидротермальных
растворов, удалившихся от родоначальных магматических источников на
значительные расстояния и потерявшие с ними связь. Эти месторождения
приурочены к площадям развития осадочных пород, где отсутствуют
магматические проявления. Рудные тела этих месторождений часто имеют
форму стратифицированных залежей, а руды образуются за счет
собственных ресурсов осадочно-породных бассейнов при участии
низкотемпературных растворов. Примером являются месторождения
медистых песчаников (Джесказган), стратиформные месторождения свинца
и цинка (Миссисиппи-Миссури), ртути (Никитовское).
Колчеданные месторождения пространственно и генетически связаны
субмаринными базальт-риолитовыми вулканогенными формациями. Их
руды сложены преимущественно сульфидами железа. Генезис
месторождений комплексный и связан с вулканогенно-гидротермальными и
вулканогенно-осадочными
процессами.
Примерами
являются
месторождения меди (Ю.Урал), свинца и цинка (Рудный Алтай).
«Черные и белые курильщики» - колчеданные и колчеданнополиметаллические месторождения, формирующиеся на океаническом дне
в результате проникновения гидротерм по зонам глубинного разлома
(месторождение Кизил-Дере в Дагестане).
Месторождения выветривания образуются в результате накопления
полезного ископаемого в коре выветривания. Остаточные месторождения
выветривания
образуются
вследствие
растворения
и
выноса
приповерхностными водами не имеющей ценности минеральной массы
горных пород и концентрации в остатке вещества полезного ископаемого.
Инфильтрационные месторождения формируются в связи с растворением
этими водами ценных составляющих горных пород, их инфильтрации и
переотложением в нижние части коры выветривания. Примерами являются
месторождения алюминия Боке (Гвинея), бурых железняков Бакал (Ю.Урал),
никеля (Куба, Ю. Урал), каолина (Украина).
Россыпные месторождения формируются вследствие концентрации ценных
тяжелых и устойчивых к разложению минералов среди обломочных
отложений. Они возникают в процессе разрушения и переотложения вещества
горных пород и коренных месторождений полезных ископаемых у
поверхности
Земли.
Россыпи
подразделяются
на
элювиальные,
делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, литоральные, гляциальные,
эоловые. Пример – россыпи алмазов (ЮАР, Якутия), драгоценных камней,
редких металлов (Бразилия), золота (Приморье, Красноярский край,
Магаданская область, Аляска), касситерита (Якутия).
Осадочные месторождения возникают в процессе осадконакопления на дне
водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные,
озерные и морские. По генезису выделяются механические, химические,
биохимические
осадочные
месторождения.
Примером
являются
месторождения песка (Люберецкое, Миллеровское), соли (Соликамское),
бокситов (СУБР), железа (Керченское), марганца (Никопольское, Чиатурское),
фосфора (Каратау, Фосфория), угля (Донбасс), нефти и газа (Уренгой).
Метаморфогенные месторождения образуются в связи с процессами
метаморфизма горных пород и полезных ископаемых. Метаморфизованные
месторождения подверглись изменению одновременно с окружающими
породами в такой степени, что метаморфические признаки в форме,
строении и составе тел полезных ископаемых оказываются резко
доминирующими. Примером являются месторождения железистых
кварцитов
(КМА,
Криворожское),
золотоносных
конгломератов
(Витватерсранд). Метаморфические месторождения возникли вновь в
процессе метаморфизма в связи с перегруппировкой минерального вещества
метаморфизуемых пород. Например, месторождения кварцитов, мрамора,
графита. Месторождения ударного метаморфизма – образуются в результате
падения крупных колчеданных тел на поверхность Земли (астроблемы).
Пример – Аризонский кратер, Попугайская астроблема (Таймыр) и др.