Введение в полезные ископаемые

Полезные ископаемые – это природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые технологически возможно и экономически целесообразно использовать в сфере материального производства.
Общие сведения о полезных ископаемых
Полезные ископаемые могут находиться в твердом, жидком и газообразном состоянии.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

ВЫДЕЛЯЮТ ГРУППЫ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ:
Топливно – энергетическое сырье.
Металлические полезные ископаемые.
Неметаллические полезные ископаемые.
Водные ресурсы.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Каустобиолиты – угли, горючие сланцы, нефть, природные газы, торф; руды урана.
То п л и в н о –э н е р г е т и ч е с к о е с ы р ь е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Среди них известны монометальные (железо, золото, марганец и др.).
Биметальные (свинцово-цинковые, ртутно – сурьмяные и др.).
Полиметальные (руды со свинцом, цинком, золотом и др.).
М е т а л л и ч е с к и е п ол е з н ы е и ск о п а е м ые
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Используются как готовый минеральный агрегат (каменная соль, стройматериалы и т.п.) или как сырье, из которого выделяют минералы или химические соединения.
Н е м е т а л л и ч е с к и е п о л е з н ы е и с к о п а ем ы е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Вода питьевая
Техническая
Минеральная
В о д н ы е р е с у р с ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Месторождение
М е с т о р о ж д е н и я п о л е з н ы х и с к о п а е м ы х
Промышленное –естественное скопление п.и. в земной коре, которое в количественном и качественном отношении может быть предметом промышленной разработки при данном состоянии техники и данных экономических условиях.
Непромышленное – скопление полезного ископаемого, которое можно разрабатывать лишь тогда, когда изменяются технико-экономические условия его разработки.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Промышленное месторождение
Непромышленное
месторождение
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Выделяют бассейны полезных ископаемых для осадочных или первичноосадочных образований. Например: угольные (Кузнецкий), нефтегазоносные, неметаллические:
(соляной бассейн Соликамский), металлические (Никопольский марганцевый, Криворожский железорудный и др.).
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

ПРОМЫШЛЕННАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
1. Топливно-энергетическое сырье.
2. Черные металлы.
3. Цветные и легкие металлы.
4. Благородные металлы.
5. Химическое и агрономическое сырье.
6. Техническое сырье.
7. Флюсы и огнеупоры.
8. Строительные материалы.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Газ, уголь, уран.
То п л и в н о-э н е р г е т и ч е с к о е с ы р ь е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Руды железа, марганца, хрома, титана, ванадия, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена, циркония, тантала и ниобия.
Ч е р н ы е м е т а л л ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Руды алюминия, магния, меди, свинца, олова, цинка, висмута, ртути, сурьмы, лития, бериллия.
Ц в е т н ы е и л е г к и е м е т а л л ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Золото, серебро, платина и платиноиды.
Б л а г о р о д н ы е м е т а л л ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Калийные соли, фосфатное сырье (фосфориты и апатиты), борные руды, сера, бром, йод, плавиковый шпат (флюорит).
Х и м и ч е с к о е и а г р о н о м и че с к о е с ы р ь е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Алмазы, асбест, графит, пьезооптическое минеральное сырье (пьезокварц, оптический флюорит, исландский шпат), слюды (мусковит, флогопит).
Те х н и ч е с к о е с ы р ь е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Известняки и доломиты, магнезит, огнеупорные глины, кварциты.
Ф л ю с ы и о г н е у п о р ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

С т р о и т е л ь н ы е м а т е р и а л ы
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород
Цементное сырье, каменные строительные материалы.

МИНЕРАГЕНИЯ
Минерагения – раздел геологии, изучающий региональные геологические закономерности формирования и размещения месторождений всех разновидностей полезных ископаемых.
Общая минерагения -исследует эпохи формирования всех групп полезных ископаемых и их совокупное распределение по структурно-формационным зонам платформ, геосинклинально-складчатых территорий, дна морей и океанов.
Частная минерагения характеризует эти процессы для отдельных разновидностей полезных ископаемых. Наиболее крупный ее раздел – металлогения, определяющая региональные особенности образования и распределения рудных месторождений. Минерагения нефти и газа описывает закономерности формирования нефтегазоносных бассейнов земного шара. Минерагения угля исследует эпохи угленакопления в истории развития осадочной оболочки Земли. Развивается минерагения ископаемых солей, фосфоритов, подземных вод и др.
Генетическая минерагения изучает региональные геологические закономерности возникновения и пространственного распределения отдельных генетических групп и классов месторождений полезных ископаемых, таких как осадочная, коры выветривания, стратиформная, гидротермальная, скарновая, карбонатитовая, пегматитовая, магматическая и др.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

В соответствии с геодинамическими процессами, происходящими в Земле и ее коре, среди месторождений полезных ископаемых выделяют три серии:
1) эндогенные, сформировавшиеся в недрах Земли при высоких температурах и давлении;
2) экзогенные, образовавшиеся на поверхности планеты при низких температурах и давлении;
3) метаморфогенные, возникшие в процессе геологического преобразования горных пород.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Стратиграфическое и пространственное размещение месторождений полезных ископаемых
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

В геологической истории Земли намечаются три главные эпохи формирования месторождений полезных ископаемых: архейская, протерозойская и фанерозойская.
С т р а т и г р а ф и ч е с к о е р а з м е щ е н и е
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Были образованы древние эндогенные месторождения руд хрома, меди, никеля и золота, а также древнейшие метаморфогенные месторождения железистых кварцитов, слюдяных и редкоземельных пегматитов. В позднем архее за счет скопления многоклеточных водорослей начали формироваться залежи горючих сланцев.
Архейская эпоха (4 000–2 500 млн лет)
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Протерозойская эпоха (2500–500 млн лет) рис.1
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Протерозойская эпоха (2500–500 млн лет) рис. 2
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

ФАНЕРОЗОЙСКАЯ ЭПОХА
(542 МЛН ЛЕТ – НАСТ. ВРЕМЯ)
Месторождения полезных ископаемых формировались как при геосинклинальных, так и при платформенных режимах. В подвижных зонах геосинклинальных складчатых систем фанерозоя возникли многочисленные эндогенные месторождения руд черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов, а также экзогенные месторождения углей, бокситов, фосфоритов. С начала фанерозоя появились и развивались в возрастающих количествах экзогенные промышленные месторождения горючих сланцев, угля, нефти и газа, солей, фосфоритов, серы. В спокойно залегающих слоистых комплексах пород, перекрывающих платформы, сформировались экзогенные месторождения нефти и газа, углей, фосфоритов, нерудных строительных материалов. В переходных зонах передовых прогибов, протягивающихся вдоль границ геосинклиналей и платформ, и в платформенных прогибах возникли благоприятные условия для образования экзогенных месторождений солей, нефти и газа. Вдоль крупных разломов платформ образовались зоны тектономагматической активизации, сопровождающиеся цепями эндогенных месторождений алмазоносных кимберлитов, редкометалльных карбонатитов, сульфидных медно-никелевых руд, руд цветных металлов и золота.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Полезные ископаемые мира
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

МИНЕРАГЕНИЧЕСКИЕ
(МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИЕ) ЭТАПЫ.
В истории формирования эндогенных полезных ископаемых намечаются следующие этапы:
гренландский (4 600–3 800 млн лет),
кольский (3 800–2 800),
беломорский (2 800–2 500),
карельский (2 500–1 600),
готский (1 600–1 400),
гренвильский (1 400–1 000),
байкальский (1 000–542),
каледонский (542–400),
герцинский (400–250),
киммерийский (250–100),
альпийский (100 – настоящее время).
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Каждый из этапов начинается с базальтоидного магматизма, с которым связаны базальтофильные магматические месторождения руд железа, титана, ванадия, платиноидов, меди, и завершается гранитоидным магматизмом с формированием гранитофильных постмагматических месторождений руд цветных, редких и благородных металлов. Базальтоидные месторождения впервые появились 3 800 млн лет назад, а гранитоидные – 2 500 млн лет назад и затем повторялись во все последующие этапы геологической истории.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

МИНЕРАГЕНИЧЕСКИЕ
(МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИЕ) ПРОВИНЦИИ
Архейско-протерозойские провинции
Каледонские провинции
Герцинские провинции
Киммерийские провинции
Альпийские провинции
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Охватывают образования от гренландского до байкальского этапов, входят в состав древних платформ, представителями которых являются Восточно-Европейская и Сибирская платформы, знаменитые своими метаморфогенными месторождениями железных руд. В древних протерозойских провинциях полезных ископаемых других районов известны значительные месторождения руд марганца, меди, свинца и цинка, урана, золота и других благородных металлов.
А р х ей с ко-п р отер о з о й с кие п р о в и н ц и и
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Ограничены по распространению и набору свойственных им месторождений. Примером их могут быть провинции Норвегии и Западного Саяна с характерными для них вулканогенными месторождениями руд меди и цинка.
К а л е д о н с к и е п р о в и н ц и и
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Отличаются особенно полным развитием месторождений полезных ископаемых, включающим экзогенные и эндогенные образования всех стадий геосинклинального цикла развития, таких как месторождения магматические (руд железа, титана, хрома, платины) и постмагматические (руд цветных и благородных металлов). Примером может служить Урало-Монгольский пояс.
Ге р ц и н с к и е п р о в и н ц и и
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Характерны для внешней части Тихоокеанского кольца. Для них типичны среднеглубинные гидротермальные месторождения руд свинца, цинка, олова и золота. В пределах России, например, к ним относятся Забайкалье, Приморье и Верхоянье.
К и м м е р и й с к и е п р о ви н ц и и
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

(внутренняя часть Тихоокеанского кольца, Альпы, Карпаты, Тянь-Шань, Гималаи и др.) при доминирующем развитии в них соответственно альпийских месторождений отличаются набором полезных ископаемых максимального количества эпох их образования. Так, в Кавказской альпийской провинции полезных ископаемых известны месторождения архейско-протерозойских, каледонской, герцинской, киммерийской и альпийской эпох. Для последней особенно характерны приповерхностные, в т.ч. вулканогенные гидротермальные месторождения.
А л ь п и й с к и е п р о в и н ц и и
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

Месторождения всех трех серий неравномерно распространены по основным тектоническим элементам земной коры. На платформах могут быть выделены комплексные месторождения полезных ископаемых дофанерозойского метаморфического фундамента, платформенного чехла и зон тектономагматической активизации.
П р о с т р а н с т в е н н о е р а з м е щ е н и е
В фундаменте сосредоточены метаморфогенные месторождения руд железа, марганца, цветных, редких и благородных металлов.
В осадочном чехле находятся экзогенные месторождения нефти, газа, угля, горючих сланцев, торфа, руд железа, марганца и бокситов, различных нерудных строительных материалов
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

С зонами тектономагматической активизации, представленных молодыми разломами древней земной коры, связаны пояса эндогенных месторождений цветных, редких и благородных металлов, алмазов, а с экзогенными образованиями в межгорных впадинах – месторождения нефти и газа. В подвижных поясах геосинклинально-складчатых систем выделяется ранняя группа эндогенных месторождений полезных ископаемых доорогенной стадии (движение),
связанная с базальтовым магматизмом и представленная рудами железа, титана, хрома, ванадия и платиноидов, а также поздняя группа орогенной (останов) стадии, ассоциированная с гранитным магматизмом, для которой характерны эндогенные месторождения руд золота, серебра, меди, молибдена, олова, вольфрама, лития, тантала и ниобия. С миогеосинклинальными зонами складчатых областей связано образование месторождений нефти и газа, концентрирующихся в синклинориях, грабен-синклинориях и наложенных грабенах
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

В породах дна Мирового океана пока не выявлено существенных эндогенных месторождений. Однако установлены весьма крупные скопления экзогенных железо-марганцевых конкреций, в которых запасы руд железа, марганца, никеля, кобальта и меди на несколько порядков выше мировых запасов руд этих металлов в месторождениях континентов. На подвижных окраинах континентов находятся значительные месторождения нефти и природного газа. По некоторым оценкам, около половины запасов нефти и газа Земли находятся на шельфе и в более глубоких районах подводных окраин континентов. Пески пляжа и бенча, неуплотненные осадки шельфа часто содержат руды тяжелых металлов: железо, олово, титан, цирконий, золото. Воды Мирового океана – практически неисчерпаемый источник различных солей.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород

сиалические, или верхоянского типа, провинции с превалированием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд олова, вольфрама, бериллия, лития. Иногда провинции полезных ископаемых называют по сочетанию специфических месторождений полезных ископаемых и их географическому положению.
По преобладающим формациям горных пород и ассоциированным с ними месторождениям полезных ископаемых намечают типы провинций полезных ископаемых :
фемические, или уральского типа, провинции с преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы со свойственными им месторождениями руд железа, титана, ванадия, хрома, платины и платиноидов, меди.
Например, выделяется оловянная провинция Дальнего Востока, золотоносная провинция Колымы, Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция, свинцово-цинковая провинция долины реки Миссисипи, Средиземноморская бокситоносная провинция и др.
АПГ-20 Основы освоения недр и физика горных пород