Определение МПИ, классификация ПИ по применению в народном хозяйстве

2. Определение МПИ, классификация ПИ по применению в народном хозяйстве

Месторождением полезных ископаемых называется участок земной коры, в котором в результате геологических процессов произошло накопление минерального вещества по количеству, качеству и условиям залегания пригодного для промышленного использования. Полезные ископаемые бывают газообразными, жидкими и твердыми. К газообразным полезным ископаемым относятся горючие и благородные газы, к жидким принадлежат нефть, подземные и поверхностные воды. Основная масса полезных ископаемых относится к твердым, которые используются в «сыром» виде гранит, мрамор, глина, для извлечения из них ценных компонентов металлы, в таком случае они называются рудой, могут использоваться целиком, но для дальнейшей переработки соли, могут применяться кристаллы пьезокварц, исландский шпат.

По промышленному использованию и применению месторождения подразделяют на рудные или металлические, нерудные или неметаллические, горючие и гидроминеральные. Каждая из этих групп делится на подгруппы. Так, рудные месторождения подразделяются на месторождения черных, цветных, легких, благородный, радиоактивных, редких и рассеянных металлов. Среди нерудных полезных ископаемых выделяют месторождения химического, агрономического, металлургического, технического и строительного минерального сырья. К горючим полезным ископаемым относятся месторождения нефтяные, горючих газов, углей, горючих сланцев и торфа. Гидроминеральные месторождения разделяют на месторождения питьевых вод, технических, бальнеологических и минеральных.

Количество минерального сырья в недрах называется его запасами или ресурсами. Качество минерального сырья определяется содержанием в нем ценных и вредных компонентов. Качество многих неметаллических соединений связано с их физическими и химическими свойствами. Качество горючих полезных ископаемых определяется теплотворной способностью.

Минимальные запасы и содержание ценных компонентов, а также максимально допустимое содержание вредных примесей, при которых возможна эксплуатация месторождения, называют промышленными кондициями.

Понятия о месторождении полезных ископаемых, о кондициях не являются строго определенными, раз и навсегда заданными. Они изменяются по следующим причинам:

1)  исторически, по мере изменения потребностей человечества в минеральном сырье: развитие цивилизации сопровождается неуклонным ростом потребления полезных ископаемых, что приводит к тому, что со временем разрабатываются месторождения с более бедными рудами.

2)  совершенствование техники добычи и технологии переработки минерального сырья.

3)  промышленные кондиции неодинаковы для разных природных условий и каждый раз определяются при помощи экономических расчетов.

В зависимости от масштабов проявления месторождений полезных ископаемых выделяются следующие категории рудоносных площадей: провинция, область пояс, бассейн, район узел, поле, месторождение, рудное тело.

К провинциям относят крупные структурные элементы земной коры, относящиеся к платформам, складчатому поясу, дну морей и океанов с размещенными в их пределах свойственными им месторождениями.

Область полезных ископаемых входит составным элементом в провинцию, она характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к тектоническим элементам первого порядка. Вытянутые линейные области, приуроченные к прогибам, глубинным разломам, рифовым системам, называют рудными поясами. Бассейны полезных ископаемых представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых полезных ископаемых.

Рудным районом называют местное скопление месторождений в пределах более крупных таксонов провинций, областей, поясов и бассейнов, приуроченное к определенным тектономагматическим и литолого-фациальным обстановкам. В случае концентрации серии месторождений определенных видов полезных ископаемых к местам пересечения разломов, такой район называют рудным узлом.

Рудное поле представляет собой небольшой участок земной коры, в пределах которого располагаются одновременно образовавшиеся, генетически родственные месторождения и объединяемые единством геологической структуры.

Рудным телом называется локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-геологическому элементу или их комбинации.

Рудные тела чрезвычайно разнообразны: по форме. Можно выделить лишь главные типы рудных тел: пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы, гнезда, комбинированные залежи.

Пластами называют плоские тела полезных ископаемых, образующиеся в водных бассейнах синхронно с вмещающими осадочными породами. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам осадочных пород, приобретают характер пастообразных залежей. Различают пласты простые без прослоев породы и сложные с прослоями породы, крутопадающие, с углами падения более 45^о, и полого падающие, с углами падения менее 45^о.

Линзы представляют собой плоские тела доскообразной или лентообразной формы.

Жилы - это трещины в горных породах, выполненные минеральных веществом, но имеются и метасоматические жилообразные тела. Выделяют следующие элементы жил: зальбанды - контакты жилы с вмещающими породами; апофизы - ответвления, отходящие от жил в боковые породы. В пределах жил обособляются участки с повышенным содержанием полезных компонентов, их называют рудными столбами. По особенностям морфологии среди жил выделяются четко видные, камерные, седло видные, лестничные и оперенные.

Трубы, трубки и трубообразные и столбообразные залежи представляют собой удлиненные по одной оси рудные тела. Они часто имеют форму удлиненных, опрокинутых вершиной на глубину конусов.

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 тысяч до десятков миллионов лет. В короткие отрезки времени до десятков тысяч лет возникают жильные и штокверковые месторождения, ассоциирующие с гранитоидным и магматизмом. Более длительные эпохи 5 - 10 млн. лет необходимы для формирования осадочные железорудные пластов или рудных комплексов расслоенных ультраосновных массивов.

Выделяются четыре уровня глубины формирования месторождений полезных ископаемые: приповерхностный 0 - 1,5 км, гипабиссальный 1,5 - 3,5 км, абиссальный 3,5 - 10 км и ультраабиссальный больше 10 км.

Приповерхностные месторождения представлены: всеми типами экзогенных накоплений, вулканогенными и осадочными рудами. Их формирование протекало в обстановке обилия кислорода, низких давлений и температур. Для руд характерны голоморфные и мелкозернистые агрегаты.

Гипабиссальный уровень наиболее богат разнообразием рудных образований. Здесь локализуются практически все промышленно-генетические типы эндогенных месторождений. Эта область преимущественного развития гидротермальных, скарбовых и магматических в расслоенные интрузия скоплений полезных ископаемые.

Абиссальная зона бедна рудными образованиями. Здесь формируются главным образом альбитит-грейзеновыш, карбонатитовые, пегматитовые и часть магматических месторождений, ассоциирующих с крупными гранитоидными, основными и ультраосновными полутонами.

В ультраабиссальной зоне образуется небольшая группа метаморфических месторождений дистеновыш, силлиманитовые и андалузитовые сланцы, рутил, корунд. Кроме того, здесь испытывают значительные преобразования руды, сформировавшиеся на вышерасположенные в уровнях, прежде всего метаморфизованные месторождения железа и марганца.

Таким образом, в верхней оболочке земной коры мощностью около 15км рудной сфере концентрация полезные ископаемые наиболее значительна на приповерхностном и гипабиссальном уровнях. Ниже интенсивность рудообразования уменьшается и в ультраабиссальной зоне практически прекращается.

 Месторождения полезных ископаемых классифицируются по применению в народном хозяйстве по технологии использования. Применяется также генетическая классификация, в основу которой положены возраст и особенности происхождения; при этом обычно выделяют ресурсы докембрийской, нижнепалеозойской, верхнепалеозойской, мезозойской и кайнозойской геологических эпох.

Месторождения полезных ископаемых классифицируются по технологии использования:

1.  Топливно-энергетическое сырье нефть, уголь, газ, уран, торф, горючие сланцы.

2.  Черные, лимитирующие и тугоплавкие металлы железо, хром, марганец, кобальт, никель, вольфрам.

3.  Цветные металлы - цинк, алюминий, медь, свинец.

4.  Благородные металлы - серебро, золото, металлы платиновой группы.

5.  Химическое и агрономическое сырье - фосфориты, апатиты.

Классификация по технологии использования:

1.  Топливные ресурсы. Их принято учитывать по двум главным категориям - обще геологических и разведанных ресурсов. В целом в мире на долю угля приходится 70-75% всех топливных ресурсов, а остальная часть примерно поровну распределяется между нефтью и природным газом.

Уголь широко распространен в земной коре: известно более 3,6 тыс. его бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% земной суши.

Нефть распространена в земной коре еще более чем уголь: геологи выявили примерно 600 нефтегазоносных бассейнов и обследовали около 400 из них. В результате реально перспективные на нефть и природный газ территории занимают, по разным оценкам, от 15 до 50 млн. км². Однако мировые ресурсы нефти значительно меньше угольных.

Это относится к обще геологическим ресурсам, оценки которых обычно колеблются в пределах от 250 до 500 млрд. т. Иногда, правда, они поднимаются до 800 млрд. т.

Природный газ распространен в природе в свободном состоянии - в виде газовых залежей и месторождений, а также в виде газовых шапок над нефтяными месторождениями. Используются также газы нефтяных и угольных месторождений.

Обще геологические ресурсы природного газа в различных источниках оцениваются от 300 трлн. м³ до 600 трлн. и выше, но наиболее распространена оценка в 400 трлн. м³.

Металлические ресурсы рудные также широко распространены в земной коре. В отличие от топливных, генетически всегда связанных с осадочными отложениями, рудные залежи встречаются в отложениях как осадочного, так и в еще большей мере кристаллического происхождения. Территориально они также нередко образуют целые пояса рудо накопления, иногда такие гигантские, как Альпийско-Гималайский или Тихоокеанский.

Наиболее широко представлены в земной коре руды железа и алюминия.

Бокситы - главное алюминиево содержащее сырье, состоящее в основном из гидроокислов алюминия. Месторождения их находятся в осадочных породах и большей частью связаны с участками коры выветривания, причем расположенными в пределах тропического и субтропического климатических поясов. Обще геологические ресурсы бокситов обычно оценивают примерно в 250 млрд. т, а разведанные их запасы в 20-30 млрд. т. Содержание глинозема в бокситах примерно такое же, как железа в железных рудах, поэтому запасы бокситов, как и запасы железных руд всегда оценивают по руде, а не по ее полезному компоненту.