ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ГЕОЛОГИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Учебно-методическое пособие для вузов
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2009
Стр.1
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………….……………………………….....5
1. Общие сведения……………………………….………………………………….………....6
1.1. Основные понятия…………………………………..………………..……..…...…..6
1.2. Промышленная систематика полезных ископаемых…………………….….....….9
1.3. Площади распространения полезных ископаемых………………..…………..….11
1.4. Формы рудных тел……………………………..………………………………..….12
1.5. Строение руд………………………………………...………….………………......13
1.6. Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых………….18
2. Изучение вещественного состава, строения руд и вмещающих пород……………...…19
2.1. Серия эндогенных полезных ископаемых………………………………………...19
2.1.1. Группа собственно магматических месторождений …………………….....19
2.1.2. Группа карбонатитовых месторождений…………………………………....22
2.1.3. Группа пегматитовых месторождений……………………………......…..…23
2.1.4. Группа скарновых месторождений…………………………………………..25
2.1.5. Группа альбитит-грейзеновых месторождений…………………………..…31
2.1.6. Группа собственно гидротермальных месторождений……………………..32
2.1.7. Группа колчеданных месторождений…………………………………..…....35
2.2. Серия метаморфогенных месторождений полезных ископаемых………………36
2.2.1. Метаморфизованные месторождения……………………………………….36
2.2.2. Метаморфические полезные ископаемые…………………………...…..….37
2.3.Серия экзогенных месторождений…………………………………………………38
2.3.1. Группа месторождений выветривания……………………………...…….....38
2.3.1.1. Поверхностные изменения месторождений полезных
ископаемых..……………………………………………...…………………....44
2.3.1.2. Зона вторичного сульфидного обогащения……………….………...45
2.3.2. Группа месторождений россыпей………………………………………...….46
2.3.3. Группа осадочных месторождений…………………………………………..47
3. Закономерности размещения месторождений……...…………………………………...52
3.1. Геологические структуры рудных полей и месторождений…………….……….53
3.2. Периодичность формирования месторождений в истории Земли………..…..….57
3.3. Геотектонические обстановки размещения полезных ископаемых……….…….58
3.4. Формирование месторождений с позиций концепции геосинклиналей
и тектоники литосферных плит………………………………………………………...65
4. Геологические предпосылки поисков полезных ископаемых…………………………..70
4.1. Принципы прогнозно-металлогенического районировния……………………...71
4.2. Стадийность геологоразведочных работ…………………………………….……72
4.3. Основы подсчета запасов…………………………………………………………..74
5. Примеры промышленно-генетических типов месторождений полезных
ископаемых……………………………………………………………………...……..……...76
3
Стр.3
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
1.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Перед изучением коллекций образцов руд и вмещающих пород необходимо усвоить
важнейшие понятия из курса «Геология месторождений полезных ископаемых» Приведем
некоторые из них.
Полезное ископаемое – природное минеральное образование, которое может быть
использовано промышленностью или из которого можно извлекать металлы или минералы
для ее нужд.
Руда – минеральный агрегат, из которого технологически возможно и экономически
выгодно извлекать металлы, их соединения или минералы с целью их промышленного
использования.
Рудное тело – обособленное скопление полезного ископаемого (руды) среди горных
пород. Оконтуривание рудного тела может совпадать с естественными геологическими
границами раздела рудного минерального агрегата и вмещающих горных пород, а может
быть проведено в соответствии с кондициями руд.
Кондиции руд – минимальные запасы и концентрации (содержания) ценных компонентов,
а также максимально допустимое содержание вредных примесей в минеральном
сырье, при котором возможна эксплуатация месторождения полезного ископаемого.
Как следует из определения, кондиции – категория, содержание которой меняется в
соответствии с изменением потребностей и технических возможностей использования
минерального сырья. Кондиции разрабатываются геологическими организациями и потребителями
полезных ископаемых на основе материалов разведки месторождения.
Примерные кондиции для некоторых рудных месторождений приведены в табл 1.
Таблица 1
Кондиции для рудных месторождений
Металлы
Fe, Mn
Cu, Pb, Zn, Ni
W, Mo, Sn, Hg,
Li, Be
Минимальные
содержания, %
20–25 %
0,4–1,0 %
0,1–0,2 %
Минимальные
запасы
N*105 т
N*103 – Nx104 т
N*10 – Nx102 т
6
Запасы крупных месторождений,
тонн
N*109 т
N*107 т
N*105 т
Стр.6
U, Th
Au, Pt
0,05–0,1 % N*10 – Nx102 т
N*10-1 кг
0,0005 %
(5г/т)
N*105 т
N*104 т
Месторождение полезного ископаемого – участок земной коры с характерной геологической
структурой, в котором полезное ископаемое (руда) залегает в количестве,
достаточном для эксплуатации, и в качественном отношении удовлетворяющее требованиям
промышленности.
Издавна существует разделение месторождений твердых полезных ископаемых на
рудные (металлические) и нерудные (неметаллические). Согласно определению Л.Н.
Овчинникова [11] «рудные месторождения – это месторождения, во всех случаях образованные
в результате концентрации металлов из рассеянного состояния». «Месторождения
нерудных полезных ископаемых – это обычно сама горная порода, возникновение
которой может быть обусловлено совершенно иными факторами и механизмами,
чем формирование рудых месторождений». Таким образом, существующее разделение
имеет глубокий генетический смысл.
В минеральном составе руд следует различать рудные минералы и нерудные (жильные).
К рудным относятся минералы, ради которых ведется добыча полезного ископаемого
с целью извлечения из них металлов или использования в промышленности. К
жильным (нерудным) относятся минералы, уходящие в отвал при добыче рудных минералов.
По концентрации рудных минералов визуально принято различать: руды массивные
(80–100 % рудных минералов), густо вкрапленные (50–80 %), средне вкрапленные
(30–50 %), бедные вкрапленные (менее 30 %).
По преобладающей части рудных минералов различают типы руд.
1. Оксидные – к ним относятся большинство руд Fe (магнетит, гематит), Mn (гаусманит),
Sn (касситерит), U (уранинит), Cr (хромит), Al (диаспор, бемит, гидраргиллитгидрооксиды)
и др.
2. Силикатные представлены, главным образом, неметаллическими полезными ископаемыми
(слюды, асбест, полевые шпаты и т.п.).
3. Сернистые – в виде сульфидов, а также арсенидов и антимонидов включают руды,
главным образом, цветных металлов – Cu (халькопирит, халькозин, борнит, ковеллин),
Zn (сфалерит), Pb (галенит), Ni (пентландит, миллерит и др), Sb (антимонит), Hg (киноварь)
и др.
7
Стр.7
4. Карбонатные руды представлены преимущественно рудами Fe (сидерит), Mn (родохрозит,
манганокальцит), Pb (церуссит), Zn (смитсонит и др.), редких земель (паризит,
бастнезит), а также неметаллических полезных ископаемых (калицит, доломит).
5. Сульфатные – руды Ba (барит), Sr (целестин) и др.
6. Фосфатные – руды сложены, главным образом рудами P и редких земель (апатитом,
монацитом, ксенотимом и др.).
7. Галоидные руды сложены хлоридами и фторидами металлов (галит, сильвин,
флюорит и др.).
8. Самородные руды представлены самородным золотом, серебром, платиноидами,
редко медью.
Главные промышленные рудные минералы приведены в табл. 2.
Таблица 2
Основные промышленные рудные минералы
Химческий
элемент
Au
Pt
Cu
Zn
Pb
Mo
Hg
Sb
As
Bi
Ni
Ag
Fe
Mn
Cr
Ti
Рудный
минерал
Самородное золото
Самородная платина
Халькопирит
Халькозин
Борнит
Сфалерит
Галенит
Молибденит
Киноварь
Антимонит
Арсенопирит
Реальгар
Аурипигмент
Висмутин
Самородный висмут
Миллерит
Никелин
Пентландит
Аргентит
Магнетит
Гематит
Гетит
Пиролюзит
Псилимелан, вад
Манганит
Хромит
Ильменит
Рутил
Химический состав
Au
Pt
CuFeS2
Cu2S 79.8
Cu5FeS4
ZnS
PbS
MoS2
HgS
Sb2S3
FeAsS
AsS
As2S3
Bi2S3
Bi
NiS
NiAs
(Fe,Ni)S
FeO(OH)
MnO2
FeCr2O4
FeTiO3
TiO2
8
34.5
63.6
67.0
86.6
60.0
86.2
71.7
46.0
70.0
61.9
In, Se, Te
Cd, Ga, In, Ta
Ag, Se, Te
Re, Se, Te
Se
Содержание
главного
металла в %
Извлекаемые
примеси
81.8 Te
100
64.7
43.9
22.0
Ag2S 87.1
Fe3O4
Fe2O3
Te, Te
72.4 V, Ge
70.0
62.9
63.2
mMnO.MnO2.nH2O 45–60
Mn2O3
62.4
46.5
31.6 V
60.0
Стр.8