Lekciya_2_Klassifikacii_MPI

1.

Лекция 2
Классификации
месторождений
полезных
ископаемых

2.

Классификация – очень эффективное средство свертывания
информации, представления огромных массивов материала в
компактном, обозримом виде. Поэтому классификация – основа
и средство научной коммуникации.
Классификации пород и месторождений полезных ископаемых
связаны понятиями объектов классификации. Понятия
«порода» («горная порода») и «полезное ископаемое» в
значительной мере родственны и пересекаются по своему
содержанию: порода может быть полезным ископаемым,
полезное ископаемое – это порода, если не в строгом
петрографическом смысле, то методологически – как
образование соответствующего уровня организации вещества.
Классификации пород и месторождений полезных ископаемых
(особенно – генетические классификации) родственны потому,
что их объекты генетически родственны: и тело породы, и тело
полезного ископаемого формируются процессами из одного и
того же природного набора, процессы рудогенеза часто
являются элементами, этапами процессов петро- и литогенеза.

3.

Месторождения подразделяются
по различным признакам:
1) генетическим;
2) формационным;
3) геолого-промышленным типам;
4) по размерам запасов;
5) по сложности строения;
6) по добываемым полезным ископаемым;
7) по способам отработки;
8) по морфологии и др.
Геологический словарь, 2011

4.

Группы МПИ по сложности геологического строения

5.

Группы МПИ по размерам запасов

6.

Выделяют 4 типа полезных ископаемых
1. Металлические (руды металлов)
2. Неметаллические (горно-химическое,
агрохимическое,
индустриальное
и
пьезооптическое, камнесамоцветное
сырьё,
стекольно-керамическое
и
техническое
сырьё,
природные
строительные материалы и сырьё для их
производства)
3. Горючие (нефть и газ, уголь, горючие
сланцы, торф)
4. Гидроминеральные (воды, рассолы)

7.

Группы МПИ по их использованию
по Романовичу (1990) и Наркелюну (1996)

8.

9.

Классификация минеральных ресурсов

10.

Геолого-генетический тип МПИ (рудная
формация) отвечает современным требованиям
горнодобывающей промышленности. Общая
характеристика требований промышленности к
качеству и количеству (запасам) полезных
ископаемых, промышленные кондиции.

11.

12.

Российская практика подсчета запасов и их
постановка на государственный учет как балансовых
(экономических), так и забалансовых (потенциально
экономических) делает их статичными. Это делает
обычной ситуацию, когда балансовые запасы, подсчет
которых был выполнен в существенно иных
рыночных условиях, чем текущие, например, во
времена Советского Союза, в настоящий момент
рентабельными для отработки не являются. В
результате
мы
не
располагаем
объективной
информацией о качестве и конкурентоспособности
отечественной МСБ в целом и многих конкретных
объектов в частности, а управленческие решения,
принятые на основании подобных данных, опираются
на заведомо недостоверную информацию.

13.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В соответствии с основными геологическими процессов,
приводящими к образованию пород, все месторождения
полезных ископаемых подразделяются на три (четыре)
серии: 1) эндогенную (магматогенную); 2) экзогенную
(седиментогенную); 3) метаморфогенную; 4) техногенную.

14.

15.

Круговорот пород
Экзогенные МПИ
Метаморфогенные МПИ
Магматогенные МПИ
Тонкие стрелки показывают, что породы из одной группы могут быть преобразован
в любую из двух других групп. Широкие стрелки - идеализированный круговорот

16.

17.

18.

19.

Необходимость создавать общую (интеграционную)
классификацию ГП и классификацию МПИ,
единую для полезных ископаемых различного
агрегатного
состояния
и разных уровней
организации вещества
Задачи
1.
Необходимо
создавать
одну
(общую)
классификацию всех горных пород.
2.
Необходимо
создавать
одну
(общую)
классификацию всех месторождений полезных
ископаемых.
3. Необходимо, чтобы эти общие классификации
ГП и МПИ строились на сходных принципах и
легко корреспондировали друг с другом.

20.

21.

22.

23.

24.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В соответствии с основными геологическими
процессов, приводящими к образованию пород, все
месторождения полезных ископаемых подразделяются
на три (четыре) серии:
1) эндогенную (магматогенную);
2) экзогенную (седиментогенную);
3) метаморфогенную;
4) техногенную.
Серии, в свою очередь, подразделяются на группы,
группы - на классы, классы иногда - на подклассы.

25.

26.

27.

Генетическая классификация МПИ
Все МПИ разделяются на три серии:
1)
Эндогенная
серия
–
месторождения
магматические, карбонатитовые, пегматитовые,
скарновые,
альбититовые,
грейзеновые
и
гидротермальные.
2)
Экзогенная
серия
–
месторождения
выветривания,
осадочные,
экзогенные
эпигенетические.
3) Метаморфогенная серия – месторождения
метаморфизованные и метаморфические.
Каждая серия разделяется на группы, а последние на классы и подклассы.

28.

Эндогенные
(магматогенные,
гипогенные)
месторождения полезных ископаемых связывают с
внутренней энергией Земли.
Экзогенные
(седиментогенные,
поверхностные,
гипергенные) месторождения полезных ископаемых
формировались
вследствие
механической,
химической и биохимической дифференциации
вещества земной коры под влиянием солнечной
энергии и воды.
Метаморфогенные
месторождения
полезных
ископаемых возникают в глубинных зонах земной
коры под воздействием высоких давлений и
температур.
Техногенные месторождения полезных ископаемых
образуются
при
хозяйственной
деятельности
человечества.

29. Генетическая классификация МПИ

Эндогенные
Магматические
месторождения
Карбонатитовые
Скарновые
Гидротермальные
Экзогенные месторождения
Осадочные
Коры выветривания
Метаморфогенные
месторождения

30.

Генетическая классификация МПИ
Серии, в свою очередь, подразделяются на группы, группы - на
классы, классы иногда - на подклассы.

31.

Эндогенные месторождения
⚫
⚫
⚫
⚫
Эндогенные
месторождения,
их
называют
также
гипогенными, связывают с внутренней энергией Земли.
В данной серии выделяют шесть групп.
Две группы - магматическая и карбонатитовая - образуются
из расплавов в процессах их дифференциации и ликвации,
связанных со средними, основными и ультраосновными
магмами.
Четыре
остальные
группы
пегматитовая,
альбитит-грейзеновая, скарновая и гидротермальная ассоциируют с кислыми, средними и щелочными
магматическими
комплексами
и
формировались
на
позднеинтрузивной
и
постинтрузивной
стадиях
их
становления.

32.

Экзогенные месторождения
⚫
⚫
⚫
⚫
⚫
⚫
Экзогенные месторождения
Экзогенные
месторождения
полезных
ископаемых (поверхностные, гипергенные) формировались
вследствие
механической,
химической
и
биохимически
диффенциации вещества земной коры под влиянием солнечной
энергии.
Здесь выделяются три группы:
выветривания, месторождения в которой связаны с древней и
современной корой выветривания;
осадочную, руды которой возникли при механической,
химической, биохимической и вулканической дифференциации
минерального вещества в бассейнах седиментации, включающую
россыпи;
эпигенетическую, рудообразование в которой происходило в
осадочно-породных бассейнах в связи с деятельностью грунтовых
или артезианских подземных вод.

33.

МЕТАМОРФОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
⚫
⚫
⚫
⚫
⚫
Метаморфогенные месторождения
Метаморфогенные месторождения полезных ископаемых
возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием
господствующих там высоких давлений и температур.
В этой серии выделяют две группы рудных образований:
метаморфизованную, включающую преобразованные в новой
термодинамической обстановке ранее возникшие
месторождения любого генезиса,
собственно метаморфическую, образовавшуюся впервые в
результате метаморфогенного преобразования минерального
вещества или обусловленную процессами гидротермальнометаморфогенного концентрирования рассеянных рудных
элементов или их соединений

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

Геология рухнет — не будет России

44.

Классификация минеральных ресурсов

45.

1- черные металлы,
2 – легирующие металлы,
3 – редкие металлы,
4 – цветные металлы,
5 - благородные металлы,
6 – радиоактивные металлы,
7 – редкоземельные и
рассеянные металлы

46.

Металлические полезные ископаемые
К месторождениям металлических полезных
ископаемых
относятся
такие
виды
минерального
сырья,
которые
перерабатываются плавкой с целью извлечения
металлов. Они в основном являются объектами
переработки черной и цветной металлургии.
Качество руд, относящихся к металлическим
полезным
ископаемым,
определяется
содержанием полезных и вредных компонентов.
Среди металлических полезных ископаемых
выделяют черные, цветные, благородные,
редкие, редкоземельные и радиоактивные
металлы.

47.

Месторождения руд черных металлов
К черным металлам относятся железо и добавки к нему в процессе плавки марганец, хром, титан, ванадий.
1- черные металлы,
2 – легирующие металлы,
3 – редкие металлы,
4 – цветные металлы,
5
- благородные металлы,
6
– радиоактивные металлы,
7 – редкоземельные и рассеянные металлы

48.

3 группы месторождений: магматогенные,
экзогенные и метаморфогенные
Главные
промышленногенетические
типы
месторождений
железа

49. Основные типы руд

Магнетитовые и титаномагнетитовые
(главные минералы – магнетит,
ильменит, титаномагнетит)
Гематитовые и мартитовые (гематит)
Бурые железняки (гидроксиды железа –
гетит, гидрогетит)
Карбонатные (сидерит)
Силикатные (железистые хлориты)

50.

•В России около 200 железорудных месторождений
•Разведанные запасы железных руд в России - 57 млрд. т
•Основные железорудные районы находятся в пределах 9 главных железорудных провинций: Курская, Уральская,
Карело-Кольская, Алтае-Саянская, Ангарская, Ангаро-Енисейская, Забайкальская, Алданская, Дальневосточная

51.

52.

53. Линейно-площадная кора выветривания с богатыми железными (мартитовыми) рудами Михайловского месторождения

54. Гематит-магнетитовые железистые кварциты в карьере Михайловского месторождения

55.

Буровзрывные скважины

56.

57. Железная дорога на фабрику

58.

Двери в славу - двери узкие,
но как бы ни были они узки,
навсегда войдете вы,
кто в Курске добывал железные куски
В. Маяковский
Добыча магнетитовых руд
Михайловского месторождения (КМА)

59. Обогатительная фабрика. Магнитная сепарация руд

В склепах-фабриках железо жрала ржа
Владимир Маяковский
Обогатительная фабрика.
Магнитная сепарация руд

60.

Автоматизированная система управления ФОК

61. Продукция фабрики окомкования - железные окатыши

62.

Классификация минеральных ресурсов

63. Благородные (драгоценные) металлы

Золото – Аu
Серебро –Ag
Платиноиды:
платина – Pt, палладий – Pd,
иридий - Ir, родий – Rh, осмий
– Os, рутений - Ru

64.

Генетические типы месторождений золота
Гидротермальные плутоногенные месторождения золота. Кварцево-золоторудные,
кварц-золото-сульфидные жильные и штокверковые месторождения (Березовское –
Урал; Дарасунское – Восточное Забайкалье; Мурунтау – Узбекистан; Бендиго –
Австралия, Колар – Индия).
Вулканогенные
гидротермальные
золотые,
золото-серебряные
и
золотополиметаллические месторождения. (Балей – Восточное Забайкалье; Карамкен – СВ
России; Крипл-Крик - США, Колорадо).
Эпитермальные месторождения золота невадийского типа (Карлин –США, Невада;
Куранах – Якутия, Алдан).
Метаморфогенные месторождения золота.
Древние золотоносные конгломераты (Витватерсранд – ЮАР;).
Метаморфогенно-гидротермальные месторождения золота в черных углеродистых
сланцах и региональных зонах смятия (Советское –Енисейский кряж; Сухой лог –
Северное Прибайкалье; Бакырчик – Казахстан; Хоумстейк – США, Южная Дакота).
Месторождения золота в архейских зеленокаменных поясах (Поркьюпайн – Канада,
пров. Киватин; Калгурли – Австралия)
Золоторудные месторождения в полях докембрийских железистых кварцитов
(провинция Минас-Жерайс, Бразилия; кратон Зимбабве, Южная Африка).
Скарновые месторождения золота (Ольховское–Восточный Саян и др.).
Осадочные месторождения – элювиальные, аллювиальные, литоральные россыпи

65.

ПРИМЕРЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА
(африк. Witwatersrand — хребет белой воды)

66.

Золотоносный
конгломерат

67.

Площадь рудного поля месторождения составляет 350x200 км. Золотоносная
толща состоит из ритмичных серий конгломератов, сланцев, песчаников с
горизонтами порфиров, андезитов и их туфов. В составе рудного тела
присутствуют более 70 минералов, в том числе пирит (наиболее
распространен), пирротин, халькопирит, сфалерит, галенит, арсенопирит,
колумбит, молибденит, кобальтин, теннантит, ильменит, касситерит. Золото
содержится в сульфидах, среднее содержание составляет 8-20 и доходит до
3000 г/т, пробность — 900—935.

68.

Шахта Тау Тона (ЮАР), глубина 5000 м

69.

Шахта Витватерсранд (ЮАР), глубина
4500 м

70.

Измельчённая в порошок руда поступает в цех обогащения. На
предприятиях «Полюса» оно осуществляется по гравитационной
или флотационной схеме. На фото – как раз флотомашины. Также
сейчас в компании активно внедряют флэш-флотацию.

71.

В ходе флотации измельченная в пыль руда смешивается с
реагентами и водой. Содержащие золото сульфиды отделяются
от породы и поднимаются на поверхность в виде пенного

72.

Флотационный концентрат проходит ещё несколько стадий –
бактериальное окисление, сорбционное цианирование,
десорбцию, электролиз, а также сушку и прокалку катодного
осадка. И только после этого попадает на плавку.

73.

Плавка — финальный этап
производства золота на
золотоизвлекательной фабрике.
Температура плавления золота
— 1064°С.
В печах изготавливают сплав
Доре (от фр. doré — золотой,
позолоченный).

74.

Сразу после выплавки слитки
имеют чёрный цвет,
а привычный золотистый
отлив появляется после
очистки. Часто слиток
получается пористым из-за
возникающих при выплавке
пузырьков газа.
С золотоизвлекательной
фабрики слитки отправятся
на аффинажный завод,
где их очистят от примесей и
переплавят ещё раз, придав
уже привычный вид с
печатью пробы.

75.

76.

Классификация минеральных ресурсов

77.

78.

79.

Рухнет геология — не будет России
Старостин В. И.

80.

Самотлорское месторождение.

81.

82.

Платформа Лунская – А (ЛУН-А)

83.

84.

85.

86.

Классификация минеральных ресурсов

87.

Балансовая ценность полезных ископаемых России
Полезные ископаемые
Балансовая ценность полезных
ископаемых категории А + В + С1 и С2
- нефть
- газ
- уголь
млрд. долл.
26 788
18 540
3 775
8 374
5 871
%
100,0
69,2
14,1
31,3
21,9
черные и цветные металлы
3 783
14,1
- железо
- медь
1 945
183
7,3
0,7
- никель
188
0,7
- бокситы
редкие и благородные металлы и алмазы
- золото
470
378
99
1,8
1,4
0,4
- платина
89
0,3
- палладий
100
0,4
- алмазы
74
0,3
неметаллические ископаемые
4 084
15,2
- калийная соль
3 120
11,6
Всего
топливно-энергетические ресурсы

88.

89.

90.

91.

92.

93.

94.

Верхнекамское месторождение
калийно-магниевых и
каменных солей

95.

96.

97.

Классификация минеральных ресурсов

98.

Хемогенный
и биохимический
классы МПИ

99.

1960
2012

100.

101.

Классификация минеральных ресурсов

102.

Карбонаты. Применение

103.

104.

105.

106.

107.

108.

Начало разработки карьера Шах Тау. 1950 год

109.

Современный вид карьера Шах Тау. 2015 год.

110.

111.

112.

113.

Ювелирно-поделочные и
облицовочные камни

114.

115.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

116.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

117.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

118.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

119.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

120.

121.

«Рябина на склоне
горы»
(яшма учалинская,
80×130 мм).

122.

«Побережье Баренцева моря»
(казахстанский моховой агат, 95×140 мм)

123.

«Ночь в Каракумах» (яшма орская, 77х110 мм)

124.

«Лесная чаща» (южноуральский серпентинит, 85х135 мм).

125.

«Лесотундра» (южноуральский офикальцит, 90х130 мм)

126. Письменный гранит (еврейский камень)

127.

128.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский

129.

«Красота спасет мир»
Ф. М. Достоевский