Месторождения металлических полезных ископаемых

(рудные месторождения)

 

Программа

Месторождения руд черных металлов: железа, марганца, хрома.

Месторождения руд легирующих металлов: титана, ванадия, никеля и кобальта, вольфрама и молибдена.

Месторождения руд цветных металлов: олова, меди, цинка и свинца, ртути и сурьмы.

Месторождения руд легких металлов: алюминия, магния.

Месторождения руд благородных металлов: золота, серебра, платины.

Месторождения руд радиоактивных металлов: урана, тория.

Месторождения редких металлов: лития, рубидия, цезия, бериллия, тантала и ниобия, циркония и гафния, редких земель.

Понятие об источниках сырья для производства рассеянных элементов: галлия, германия, кадмия, индия, селена, теллура, рубидия, цезия.

 

Методические указания

 

Каждый вид полезных ископаемых следует изучать по следующей схеме: 1) главные области применения металла; 2) общие сведения о запасах руд и масштабах добычи; 3) краткие геохимические сведения (распространенность, распределение средних содержаний металла по главным типам горных пород); 4) главные минералы руд, химические элементы - полезные примеси в рудах; 5) основные требования промышленности к рудам;

6) главнейшие генетические группы, классы и формации месторождений по В.И.Смирнову, их пространственное распределение и промышленное значение, примеры месторождений.

Для лучшего усвоения и закрепления материала необходимо внимательно проанализировать приведенные в учебниках [2, 4] схемы строения месторождений. Следует научиться самостоятельно схематично изображать геологическое строение месторождений, перечисленных ниже. Месторождения, положение которых указано в тексте учебников, следует отыскать на географической карте. Это облегчит процесс запоминания. При изучении полезных компонентов-примесей в рудах обязательно используйте периодическую систему химических элементов Д.И.Менделеева.

Промышленные месторождения железа [2, 4] относятся к следующим генетическим группам: магматической, карбонатитовой, скарновой, гидротермальной, выветривания, осадочной, регионально-метаморфизованной. Запомните, к каким группам относятся расположенные на Урале Качканарское, Соколовско-Сарбайское, Бакальское рудные поля, а также месторождения других регионов: Ковдорское, Коршуновское, Яковлевское, Лисаковское, Керченское, Криворожское. Обратите внимание, что среди месторождений выветривания выделяются природно-легированные бурые железняки и железные шляпы железистых кварцитов (КМА) и сидеритов, что в метаморфогенных месторождениях сосредоточены главные запасы железа. Руды последних делятся на богатые и бедные (железистые кварциты); выясните их различие с учетом залегания и условий образования.

Среди месторождений марганцевых руд выделяются месторождения выветривания и осадочные (Никопольское, Чиатурское). Актуальной стала проблема добычи железо-марганцевых конкреций дна океанов.

Хромовые руды добываются главным образом из магматических месторождений (Кемпирсайские, Сарановское) и значительно меньше из россыпей.

Месторождения титана относятся к магматической и осадочной группам. Первые являются комплексными железо-титан-ванадиевыми, причем титан извлекается из руд, в которых кристаллы ильменита обособлены от магнетита. Среди вторых главное значение для добычи имеют современные и ископаемые прибрежно-морские россыпи.

Никель и кобальт принадлежат к побочной подгруппе восьмой группы периодической системы и в природе часто концентрируются в одних и тех же месторождениях: ликвационных (Норильские), гидротермальных (Ховуаксы), выветривания (Бурыктальское). Иногда кобальт концентрируется отдельно от никеля, что особенно характерно для скарновых железорудных месторождений, в которых кобальт входит в состав пирита или образует собственные минералы. Гидротермальные амагматогенные кобальтово-медные месторождения известны в Центральной Африке.

Вольфрам и молибден относятся к шестой группе периодической системы и часто встречаются вместе в одних месторождениях: скарновых (Тырныауз), альбитит-грейзеновых (Караоба). Однако способность вольфрама образовывать кислородные соединения, а молибдена - соединяться с серой приводит к накоплению молибдена отдельно от вольфрама в гидротермальных месторождениях. При рассмотрении месторождений этих металлов необходимо иметь в виду следующее: 1) альбитит-грейзеновые месторождения в пособии [2, с. 220-221, 228-229] названы высокотемпературными гидротермальными; 2) главным источником молибдена являются гидротермальные плутоногенные кварцевые месторождения прожилково-вкрапленных (порфировых) молибденовых и медно-молибденовых руд во вторичных кварцитах (Коунрад) [2. с. 221, 223-226, 243-245].

Олово [2,4] обычно концентрируется вместе с вольфрамом и молибденом, что характерно для альбитит-грейзеновых месторождений кварц-касситеритовой формации [2, с. 266-267, 270-273]. В группе гидротермальных месторождений олова выделяются класс плутоногенных (кварцевые и сульфидносиликатные) и класс вулканогенных месторождений. Меньшее значение для добычи имеют пегматитовые и россыпные месторождения.

Промышленные минералы меди [2,4] достаточно разнообразны. Нужно знать, какие из них характерны для первичных руд эндогенных месторождений, руд зоны окисления и зоны вторичного сульфидного обогащения. Выделяются магматическая (Норильские), скарновая (Саякские), гидротермальная (Коунрадское, Джезказганское), вулканогенно-осадочная и осадочная группы. Гидротермальные месторождения медных руд делятся на классы: плутоногенный (кварцевые прожилково-вкрапленные руды во вторичных кварцитах), вулканогенный (медно-цеолитовые руды), амагматогенный (руды в медистых песчаниках).

Необходимо изучить следующие генетические группы месторождений свинца и цинка: скарновую (Дальнегорское), гидротермальную (классы: плутоногенный - месторождения в карбонатных породах и жильные; вулканогенный, амагматогенный), вулканогенно-осадочную (Рудный Алтай), осадочную и метаморфизованную.

Месторождения сурьмы и ртути относятся к амагматогенному (Хайдаркан) и вулканогенному классам.

Алюминиевое сырье добывается из месторождений магматической (Хибиногорское), гидротермальной, выветривания и осадочной (Красная Шапочка, Тихвинское) групп. Перспективными являются метаморфогенные месторождения. За рубежом весь алюминий получается из бокситового сырья экзогенных месторождений.

Золоторудные месторождения скарновой, гидротермальной (плу-тоногенные – Березовское, и вулканогенные), осадочной (россыпи) групп и группы регионального метаморфизма достаточно подробно описаны в книге [4].

Серебро извлекается попутно из руд полиметаллических (свинцово-цинковых) скарновых, гидротермальных и колчеданных месторождений. Среди собственно серебряных выделяются гидротермальные, плутоногенные и вулканогенные месторождения [4].

Металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, осмий, рутений) извлекаются из магматических и россыпных месторож-дений, среди которых особенно следует выделить ликвационные сульфидные медно-никелевые, кристаллизационные месторождения, а также аллювиальные россыпи.

Для урановых месторождений необходимо обратить внимание на минералогию и металлогению урана, альбититовых, гидротермальных плутоногенных и вулканогенных, инфильтрационных, осадочно-диагенетических, метаморфизованных месторождений. Новым важным типом месторождений являются так называемые полигенные месторож-дения, залегающие в зонах несогласия в фундаментах платформ среди пород протерозоя. В их образовании последовательно участвовали процессы осадкообразования, метаморфизма и выветривания.

Основным источником другого радиоактивного элемента – тория служит минерал монацит, концентрирующийся в россыпях [4].

Редкие и рассеянные элементы по геохимическим особенностям можно разбить на две группы: литофильные (Li, Be, Ta, Nb, Zr, Hf, Rb, Cs, редкие земли) и халькофильные (Ga, Ge, Cd, Se, Те, Re), которые четко обособляются в периодической системе. Элементы первой группы концентрируются в магматических, карбонатитовых, пегматитовых и альбитит-грейзеновых месторождениях, связанных с кислыми или щелочными интрузиями, а при наличии устойчивых к выветриванию минералов еще и в россыпях. Элементы второй группы обычно не образуют самостоятельных минералов и накапливаются в сульфидных рудах ликвационных, гидротермальных и вулканогенно-осадочных месторождений цветных металлов.

 

Вопросы для самопроверки

 

1. С какими формациями горных пород генетически связаны магматические, карбонатитовые и скарновые месторождения железа?

2. В какой геологической обстановке встречаются месторождения марганца и хрома?

3. В каких генетических группах и формациях месторождений концентрируется преимущественно никель, а в каких - кобальт?

4. Каковы особенности геологического строения плутоногенных медно-молибденовых месторождений?

5. Какими геологическими факторами контролируется положение гидротермальных и вулканогенно-осадочных свинцово-цинковых месторождений?

6. Какие минералы являются концентраторами алюминия в магматических, гидротермальных и осадочных месторождениях?

7. Какие формации золоторудных месторождений относятся к гидротермальной группе?

8. В какой геологической обстановке встречаются вулканогенные и инфильтрационные месторождения урана?

9. В каких генетических группах месторождений концентрируются редкие и рассеянные элементы?