Геология месторождений полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВННЫЙ ГЕОЛОГГРАВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГООРДЖОНОКИДЗЕ

РЕФЕРАТ

Геология

ТЕМА

Геология месторождений полезных ископаемых

Работу выполнил

Студент группы ФП-20

Шодиев Али Шавкатбекович

Проверил Малютин С.А.

2021

Введение

Геология полезных ископаемых опирается на две ветви геологических знаний: вещественную, изучающую состав полезных ископаемых и включающую геохимию, минералогию и петрографию; пространственную, выясняющую закономерности размещения месторождений полезных ископаемых и объединяющую структурную геологию, тектонику, историческую геологию и региональную геологию.

Полезное ископаемое - природный минерал, минеральный агрегат или неминеральное вещество, по своим физическим свойствам или химическому составу находящие применение в современном материальном производстве в своем природном виде или в качестве сырья для извлечения одного или нескольких ценных компонентов для удовлетворения индивидуальных потребностей человека или общества.

Месторождение полезных ископаемых (deposit) - участок земной коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования.

1.Магматические месторождения

Магматические месторождения являются производными магмы и формируются в процессе внедрения и затвердевания ее расплавов. Магмообразующие очаги могут быть мантийного (на глубине порядка 100--130 км) или корового (на глубине около 20 км) происхождения. Мантийные расплавы содержат повышенные концентрации сидерофильных и халькофильных элементов, а коровые обогащены литофильными элементами.

Дифференциация (разделение) компонентов в магматическом расплаве осуществляется под действием силы тяжести или гравитации.

При подъеме и внедрении магматического расплава происходит его смешение с переплавленными вмещающими породами или легколетучими компонентами. Такое изменение состава магмы называется контаминацией. Процесс усвоения магмой постороннего вещества с полным его переправлением называется ассимиляцией.

Таким образом, часть рудных компонентов могла быть захвачена расплавом из магматического очага, а другая часть мобилизована из вмещающих пород в процессе ассимиляции. Контаминация расплава существенно влияет на ход кристаллизационной дифференциации.

Кристаллизация металлоносного расплава может начаться в магматическом очаге и продолжаться как на пути подъема расплава, так и на месте становления интрузива.

При постепенном подъеме глубинного расплава по магматической колонне и относительно спокойном внедрении кристаллизация происходит синхронно с дифференциацией и приводит к образованию расслоенных интрузий. Дифференциации основных-ультраосновных расплавов при благоприятных петрохимических и термодинамических факторах может предшествовать ликвация. Она происходит при 1500-- 1200°С и заключается в разделении сульфидносиликатной магмы на два несмешивающихся расплава: силикатный и сульфидный. Кристаллизация сульфидного расплава в определенных тектонических условиях может завершиться образованием медно-никелевых руд.

При быстром подъеме мантийного ультраосновного- щелочного расплава и эксплозивном внедрении его в гипабиссальной зоне образуются эруптивные брекчии, состоящие из раскристаллизованных протомагматических пород порфировой структуры и захваченных обломков вмещающих пород. Такие неоднородные по составу породы называются кимберлитами. В них могут находиться алмазы в промышленных концентрациях. Их раскристаллизация происходила раньше всех других минералов. Поэтому месторождения алмазоносных кимберлитов относят к раннекристаллизационным образованиям.

Содержания рудных компонентов ранней кристаллизации редко достигают промышленных значений.

Большая часть рудных минералов затвердевает в позднюю стадию, после раскристаллизации основной массы силикатных и алюмосиликатных минералов. Однако обособление рудных компонентов начинается уже в жидкой и газообразной фазах в результате процессов конвекционного теплового движения вещества магмы и обусловленной ими диффузии металлических соединений. Диффузия -- это перемещение химических компонентов в направлении убывания их концентрации.

С поздней стадией кристаллизации металлических соединений связано образование сидеронитовой структуры руд, отражающей последовательную раскристалли- зацию вначале породообразующих силикатных и алюмосиликатных минералов, а затем рудных, играющих роль цементирующего вещества. Иногда образуются массивные сплошные руды, состоящие целиком из рудных минералов. Среди позднемагматических образований встречаются промышленные скопления хромитов, платины, титаномаг- нетитов, литофильных редких и редкоземельных металлов, апатитов.

Геологическое положение магматических месторождений определяется их приуроченностью к определенным интрузивным комплексам, сформировавшимся в различных геодинамических обстановках в эпохи реювенации.

Морфология рудных тел магматических месторождений обусловлена процессами ликвациониой и кристаллизационной дифференциации расплавов, динамикой, механизмом и последовательностью их внедрения и тектоническими факторами, определяющими формирование различных типов структур месторождений.

Вещественный состав руд кристаллизационных тига- номагнетитовых месторождений характеризуется низким содержанием железа, повышенными, иногда промышленными концентрациями титана и сопутствующей полезной примесью ванадия. Иногда отмечается рассеянная платина. Хромитовая руда представлена хромшпинелидами, среди которых выделяют магнохромит, алюмохромит и другие минеральные виды.

В нефелин-сиенитовых полифазных дифференцированных интрузивах локализованы пластовые залежи, секущие жилы и линзы апатитовых и редкометалльно- редкоземельных месторождений. Особенность месторождений поздней кристаллизации -- их большие размеры.

С эксплозивным внедрением ультраосновных щелочных магм связывают алмазоносные диатремы. Высокие температура и давление образования кристаллов алмазов, их идиоморфный облик свидетельствуют о ранней стадии кристаллизации, а брекчиевые текстуры кимберлитов и трубчатые формы тел указывают на взрывную динамику внедрения пикритовых расплавов. Диатремы в плане могут иметь округлую сложную конфигурацию.

С глубиной сечение трубок значительно сокращается и они принимают форму даек. Спутником алмазов в кимберлитовых трубках является пироп. Месторождения алмазов, связанные с лампроитовой формацией, имеют жильную форму, а спутником алмазов служит минерал из группы хромшпинелидов.

2. Гидротермические вулканогенные

Вулканогенные гидротермальные месторождения образуются в процессе вулканизма из поствулканических газово-гидротермальных растворов. Они являются близповерхностными и малоглубинными месторождениями. Глубина их формирования составляет от 0 до 1-1,5 км. Рудообразование происходило в условиях резкого падения давления и температур. Начальная температура рудообразования могла быть высокой (600-500°С), но затем она резко понижалась до низких температур (200-100°С). На небольшой глубине происходило сравнительно быстрое охлаждение рудоносных растворов и это приводило к рудоотложению в небольшом по вертикали интервале и наложению низкотемпературных минеральных ассоциаций на высокотемпературные.

Вулканогенные гидротермальные месторождения связаны преимущественно с андезит-дацитовым вулканизмом, а также с трапповым магматизмом.

Геолого-структурное положение вулканогенных месторождений и морфология рудных тел определяются вулканическими и вулкано-тектоническими структурами. Рудные тела имеют линзовидную, пластообразную, жильную, штокверковую, трубообразную и неправильную форму. Рудные тела небольших размеров, с невыдержанными элементами залегания по простиранию и падению, с неравномерным распределением полезных компонентов и сложным минеральным составом руд.

Формирование вулканогенных гидротермальных месторождений сопровождалось околорудными гидротермальными изменениями вмещающих пород. Наиболее распространенными процессами околорудных изменений являются окварцевание, серицитизация, хлоритизация, пропилитизация, алунитизация, аргиллизация.

Окварцевание в вулканогенных месторождений нередко проявляется в виде образования вторичных кварцитов, в состав которых входит кварц, серицит, каолинит, пирофиллит, алунит, андалузит и др.

Пропилитизация характерна для вулканогенных пород среднего и основного состава, с замещением их эпидотом, хлоритом, кальцитом, серицитом и др. месторождение серицитизация магматический

Алунитизация связана с воздействием сернистых вулканических газовых растворов на алюмосиликатные породы с образованием алунита, кварца, гипса, ангидрита, каолинита и др.

Аргиллизация заключается в замещении полевых шпатов каолинитом, галлуазитом, диккитом, гидраргиллитом, кварцем и гидрослюдами.

По глубине образования вулканогенные гидротермальные месторождения разделяются на следующие группы:

1) глубинно-вулканические гидротермальные месторождения, связанные с вулканогенно-интрузивными комплексами и образованные на глубине от 1 до 1,5 км;

2) субвулканические гидротермальные месторождения, связанные с субвулканическими телами при глубине образования 0,5-1 км;

3) наземные и приповерхностные вулканические газово-гидротермальные месторождения, связанные с наземной фумарольно-сольфаторной деятельностью вулканов, с глубиной образования от 0 до 0,5 км.

3.Месторождения коры выветривания

Это месторождения, которые образуются в процессе механического или химического разрушения пород под влиянием колебаний температуры, деятельности воды, газов, растительных и животных организмов с последующей концентрацией полезных компонентов в виде рудных тел.

Прежде всего, происходит физическое выветривание. Оно особенно интенсивно в пустынях, арктических и субарктических областях, где резко колеблется температура. Формирование месторождений при выветривании происходит путем:

-- растворения и выноса приповерхностными водами массы горных пород, не имеющих ценности, и накопления в осадке полезных компонентов;

-- растворения и выноса приповерхностными водами ценных компонентов, их инфильтрации и переотложения;

-- обогащения ценными компонентами в процессе окисления ранее сформированных месторождений;

-- накопления ценных пород и минералов в элювии и делювии.

Соответственно выделяются месторождения выветривания: 1) обломочные (элювиальные и делювиальные); 2) остаточные (коры выветривания); 3) инфильтрационные; 4) зон окисления.

Остаточные месторождения (коры выветривания)

Коры выветривания -- это месторождения, представляющие собой продукты разложения и выщелачивания коренных горных пород под воздействием атмосферных агентов с образованием новых полезных ископаемых.

Рисунок 1. Схема образования коры выветривания в умеренном и тропическом поясах Земли (по Н. М. Страхову):

1 -- свежая порода; 2--5 -- зоны: 2 -- дресвы, 3 -- гидрослюдистая,

4 -- каолиновая, 5 -- охр; 6 -- атмосферные осадки; 7 -- температура;

8 -- растительный отпад

Наибольшее промышленное значение имеют месторождения силикатных Ni руд, бурых железняков, бокситов, каолинов, а также Аи, Мп, апатита, талька, магнезита и др.

Главными агентами формирования кор выветривания В. И. Смирнов считает:

-- воду (растворение, перенос, отложение продуктов в коре выветривания), которая наиболее активна до уровня грунтовых вод, где она может обогащаться такими элементами, как S, С1, О;

-- кислород (атмосферный, минеральных соединений), играющий главную роль в процессах окисления;

-- углекислоту, активно преобразующую некоторые силикаты в карбонатные соединения, другие кислоты (органические, неорганические), которые активно участвуют в процессе окисления;

-- жизнедеятельность организмов;

-- температуру, которая изменяет растворимость газов в воде и, соответственно, скорость реакций разложения пород.

По климатическим условиям наиболее благоприятны повышенные температуры, обилие осадков, усиленный распад растительных веществ, что имеет место в гумидном климате (рис. 1).

Заключение

Полезные ископаемые весьма разнообразны, но все вместе относятся к минеральному сырью, залегающему в недрах. Они могут быть твердыми, жидкими и газообразными. Скопления полезных ископаемых называются месторождениями, если их размеры и качества позволяют их добывать и использовать с известной степенью выгоды. По составу полезные ископаемые могут быть представлены отдельными минералами и сочетаниями нескольких минералов, а также горными породами или содержащимися в них жидкостями и газами. В некоторых случаях полезными ископаемыми оказываются минералы и горные породы, содержащие примесь ценного химического элемента или металла (полезного компонента).

Процессы образования месторождений полезных ископаемых, как и все геологические процессы, можно разделить на эндогенные (рождающиеся внутри), которые происходят за счет внутренней тепловой энергии земного шара, и экзогенные (рождающиеся снаружи), которые связаны с внешней солнечной энергией, получаемой с поверхности земного шара. Метаморфические месторождения полезных ископаемых, которые образуются при трансформации эндогенных и экзогенных отложений в определенных физико-химических условиях, выделяются в отдельную группу.

Список литературы

1.Ананьев В.П. Специальная инженерная геология: Учебник / В.П. Ананьев, А.Д. Потапов, Н.А. Филькин. -- М.: Инфра-М, 2017. -- 320 c.

2.Ананьев В.П. Специальная инженерная геология. / В.П. Ананьев, В.Д. Потапов. -- М.: Высшая школа, 2008. -- 263 c.

3.Арбузов В. Н. Геология. Технология добычи нефти и газа. Практикум. -- М.: Юрайт, 2020. -- 68 c.

4.Басарыгин, М.Ю. Строительство и эксплуатация морских нефтяных и газовых скважин. В 4. т. Т. 4 кн. 3 / М.Ю. Басарыгин. -- М.: Краснодар: Просвещение Юг, 2017. -- 342 c.

5.Болысов С. И. Геоморфология с основами геологии. Практикум. -- М.: Юрайт, 2020. -- 139 c.

6.Бухаленко Е.И. Справочник по нефтепромысловому оборудованию / Е.И. Бухаленко. -- М.: Недра, 2016. -- 399 c.

7.Владимирская А.Р. Почвоведение и инженерная геология: Учебное пособие / А.Р. Владимирская. -- СПб.: Лань, 2016. -- 258 c.

8.Георгиевский Б. В. Управление геологическими рисками и стратегия геологоразведочных работ. -- М.: ВНИИОЭНГ, 2019. -- 176 c.

9.Губкин И. М. Геология нефти и газа. Избранные сочинения. -- М.: Юрайт, 2020. -- 406 c.

10.Гудымович С. С. Геология: учебные практики. -- М.: Юрайт, 2020. -- 154 c.

11.Семинский Ж. В. Геология и месторождения полезных ископаемых. -- М.: Юрайт, 2020. -- 348 c.

12.Сергеев Е.М. Инженерная геология: Учебник / Е.М. Сергеев. -- М.: Альянс, 2014. -- 248 c.

13.Серебряков А. О. Экологическое и геологическое моделирование месторождений. Монография. -- М.: Лань, 2019. -- 356 c.

Размещено на Allbest.ru