2. Геологические факторы формирования МПИ
Месторождения полезные ископаемых формируются в процессе дифференциации при круговороте минеральные масс в эволюционном развитии земли. В соответствии с этим все месторождения полезные ископаемые разделяются на три серии: магматогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, а последние на классы.
Магматогенные глубинные, гипогенные, эндогенные месторождения полезных ископаемые связаны с внутренней энергией земли. Местом их локализации служат глубинные геологические структуры, определяющие условия накопления минеральных веществ, морфологию, состав и строение тел полезные ископаемые.
Магматическая группа объединяет месторождения, образовавшиеся при застывании фракций магматических расплавов, в которые сконцентрировались ценные минеральные соединения.
Карбонатитовая группа формировалась из расплавов,связанные с ультраосновными щелочными интрузиями центрального типа.
Пегматитовая группа включает месторождения, представляющие собой порции заставших расплавов кислой и щелочной магм, подвергшиеся метасоматическому воздействию горячих минерализованные газововодных растворов.
Алъбитит-грейзеноваягруппа создана постмагматическими щелочными растворами в апикальные частях массивов кислых и щелочных пород.
Скарновая или контактово-метасоматическая группа охватывает месторождения, возникшие в результате метасоматоза в области разогретых контактов остывающих массивов магматических пород и примыкающих к ним карбонатсодержащих осадочных и эффузивно - осадочных толщ.
Гидротермальная группа образуется в глубинах земной коры вследствие отложения минеральных веществ из горячих минерализованные газововодные растворов.
Колчеданная группа заключает месторождения, возникшие в связи с поствулканической газогидротермальной деятельностью базальтовой магмы.
Экзогенные поверхностные, гипергенныш, седиментогенныш месторождения связаны с геохимическими процессами, протекавшими в прошлом и развивающимися в настоящее время на поверхности и в приповерхностном слое Земли. Местом накопления минеральных веществ служат:
1) поверхность планеты;
2) приповерхностная зона до уровня грунтовые вод;
3) дно болот, рек, озер, морей и океанов.
Формирование экзогенные месторождений связано с механической, химической и биохимической дифференциацией вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. В этой серии выщеляются три группы месторождений: группа выветривания, россышные и осадочныш.
Месторождения выветривания связаны с корой выгеетривания, в которой полезные ископаемые накапливаются ввиду выноса поверхностными водами бесполезных соединений и в результате переотложения части ценные веществ в нижней зоне коры выветривания и ниже ее.
Россыпная группа формируется при физическом выветривании и связанныш с ним механическим разрушением тел полезные ископаемых, в состав которых входят механически прочные и химически устойчивые минералы, создающие россыпи.
Осадочная группа объединяет месторождения, возникающие при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральных веществ в процессе накопления толщ осадочных пород.
Метаморфогенные месторождения формировались при интенсивном преобразовании горных пород на значительной глубине от поверхности земли в обстановке высоких температур и давлений. Эта серия объединяет две группы месторождений. Метаморфизованные месторождения включают преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса. Метаморфические образовались впервые в результате метаморфического преобразования минерального вещества.
Группы, классы и подклассы генетической группировки по мере необходимости подразделяются на формации полезных ископаемыгх. Рудной формацией называют месторождения одинакового минерального состава, сформированные в сходных физико-химических и геологических условиях. Металлогенической формацией называют комплекс парагенетически связанных горныгх пород магматического, осадочного или метаморфического происхождения и ассоциированные с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленный единством происхождения в определенных структурно-формационных условиях.
Выделяются четыре уровня формирования месторождений полезных ископаемые: приповерхностный 0 - 1,5 км, гипабиссальныш 1,5 - 3,5 км, абиссальный 3,5 - 10 км и ультраабиссальный больше 10 км.
Приповерхностные месторождения представлены: всеми типами экзогенных накоплений, вулканогенными и эксгаляционно-осадочными рудами. Их формирование протекало в обстановке обилия кислорода, низких давлений и температур. Для руд характерны колломорфные и мелкозернистые агрегаты.
Гипабиссалъный уровень наиболее богат разнообразием рудных образований. Здесь локализуются практически все промышленно- генетические типы эндогенных месторождений. Эта область преимущественного развития гидротермальных, скарновых и магматических в расслоенные интрузиях скоплений полезных ископаемые.
Абиссалъная зона бедна рудными образованиями. Здесь формируются главным образом альбитит-грейзеновыш, карбонатитовые, пегматитовые и часть магматических месторождений, ассоциирующих с крупными гранитоидными, основными и ультраосновными плутонами.
В улътраабиссалъной зоне образуется небольшая группа метаморфических месторождений дистеновыш, силлиманитовыш и андалузитовые сланцы, рутил, корунд. Кроме того, здесь испытывают значительные преобразования руды, сформировавшиеся на выше расположенные уровнях, прежде всего метаморфизованные месторождения железа и марганца.
Таким образом, в верхней оболочке земной коры мощностью около 15км рудосфере концентрация полезные ископаемые наиболее значительна на приповерхностном и гипабиссальном уровнях. Ниже интенсивность рудообразования уменьшается и в ультраабиссальной зоне практически прекращается.
Время формирования месторождений вполне соизмеримо с продолжительностью геологических процессов и, прежде всего, временем образования горных пород. Непосредственные определения абсолютного возраста указывают на то, что рудообразование может протекать в зависимости от генетической природы и стабильности рудно- металлогенических процессов от ты1сяч до десятков миллионов лет. В короткие отрезки времени до десятков тыюяч лет возникают жильные и штокверковые месторождения, ассоциирующие с гранитоидным магматизмом. Более длительные эпохи 5 - 10 млн. лет. необходимы для формирования осадочные железорудные пластов или рудных комплексов расслоенных ультраосновных массивов.
3. Руды цветных металлов
Руды цветных металлов делятся на две основные группы: легкие алюминий, магний и тяжелые медь, цинк, свинец, олово. Среди легких цветных металлов по объемам производства и потребления резко преобладает алюминий.
Алюминий - руда алюминия были открыт в 1865 г. В 1886 году был изобретен способ получения алюминия путем электролиза криолита глиноземных расплавов. Алюминий благодаря своей легкости плотность 2,7 г/см3, высокой электропроводности, большой коррозионной устойчивости и достаточной механической прочности особенно в сплавах с Cu, Si, Mg, Mn, Zn, Ni и другими металлами нашел применение в авиационной его называют крылатым металлом, автомобильной и электротехнической отраслях промышленности, на транспорте, в строительстве, а также при изготовлении упаковочных материалов. Некоторые сорта бокситов используют для производства абразивов и огнеупоров.
В эндогенных условиях алюминий концентрируется в щелочных нефелин и лейцит содержащих породах и анортозитах. Он накапливается также при процессах алунитизации, связанных с гидротермальной переработкой кислых вулканических образований.
В экзогенных условиях алюминий в форме коллоидных соединений мигрирует и осаждается в прибрежной зоне водоемов.
Алюминий входит в состав около 250 минералов, но промышленное значение из них в настоящее время имеют бемит и диаспор AlO(OH), гиббсит гидраргиллит Al(OH)3, нефелин Na3[AlSiO4]4, лейцит K[AlSi2O6] и алунит KAl3(OH)6[SO4]2. Перспективны для извлечения алюминия кианит, силлиманит, андалузит и каолинит.
Бокситы - важнейшая алюминиевая руда. Это горная порода, состоящая из гидроксилов алюминия, оксидов и гидроксидов железа, глинистых минералов и кварца. В промышленных бокситах содержание Al2O3 больше 28%, соотношение Al2O3SiO2 не меньше 2,6, содержание железа должно быть меньше 7,5%. Все бокситовые месторождения относятся к экзогенным образованиям.
Бокситы характеризуются высоким содержанием глинозема 51-62%, низким содержанием кремнезема 1-2%, оксидов железа 2-6%.
Магний - один из самых распространенных металлов в земной коре. Он входит в состав многих минералов: карбонатов, силикатов и др.
К числу важнейших из таких минералов относятся, в частности, углекислые карбонатные породы, образующие огромные массивы на суше и даже целые горные хребты - магнезит MgCO3 и доломит MgCO3ћCaCO3. Под слоями различных наносных пород совместно с залежами каменной соли известны колоссальные залежи и другого легкорастворимого магнийсодержащего минерала - карналлита MgCl2ћKClћ6H2O. На поверхности Земли магний легко образует водные силикаты тальк, асбест, примером которых может служить серпентин 3MgOћ2SiO2ћ2H2O. Однако природные соединения магния широко встречаются и в растворенном виде. Кроме различных минералов и горных пород, 0,13% магния в виде MgCl2 постоянно содержатся в водах океана и в соленых озерах и источниках. Металлический магний был впервые получен в 1828 г. Основной способ получения магния - электролиз расплавленного карналлита или MgCl2. Металлический магний имеет важное значение для народного хозяйства. Он используется при изготовлении сверхлегких сплавов для авиационной и ракетной техники, как легирующий компонент в алюминиевых сплавах, как восстановитель при магния термическом получении металлов титана, циркония, в производстве высокопрочного “магниевого” чугуна с включенным графитом.