4.2. Классификация месторождений полезных ископаемых

Понятие о рудных телах и рудах

Месторождение полезного ископаемого может быть представлено одним, несколькими и даже многими обособленными рудными телами, сгруппированными на ограничеснном участке.

Рудное тело (или рудная залежь) – обособленное скопление полезного ископаемого (руды), отчетливо ограниченное от окружающих пород.

Разнообразие процессов и условий образования месторождений обусловливает разнообразие формы рудных тел, изучение которых имеет первостепенное значение как для подсчета запасов полезного ископаемого, так и для определения горнотехнических условий разработки месторождения.

В зависимости от соотношений величин главных или характерных сечений академик В.И. Смиронов выделяет четыре основных типа рудных тел:

1) изометрические или близикие к ним; 2) плитообразные; 3) трубообразные.

4) сложной формы, имеющие неправильные, резко изменяющиеся очертания.

К рудным телам изометричной формы относятся (рис. 63):

- рудые или оруденелые массивы со сплошным или вкрапленным оруденением имеют большие размеры (1 км и более), часто являются объектами промышленной разработки в очень крупных масштабах (например, железорудные месторождения, месторождения нефелиновых сиенитв и др.);

- штоки – изометрические рудные тела средних размеров, измеряемые первыми сотнями метров. Они характерны для многих полиметаллических, колчеданных, железорудных и других месторождений;

- гнёзда – небольшие по размерам (от нескольких до десятков метров) изометрические рудные тела, характерные для многих хромитовых, платиновых, ртутных, сурьмяных, пьезокварцевых и других месторождений.

Среди рудных тел плитообразной формы различают (рис. 64):

- рудные пласты – пласты, залегающие согласно с вмещающими породами. К ним относятся месторожденияосадочных полехных ископаемых, например, некоторых железных руд, минеральных солей, ископаемых углей, бокситов, золотоносных и ураноносных конгломератов и др.);

- пластообразные залежи – пласты с менее выдержанные по мощности, пространию и падению, а также с прерывистым залеганием (например, месторождения медистых песчаников, фосфоритов, некоторых свинцово-цинковых месторождений и др.);

- линзы – сравниетльно короткие, быстро выклинивающиеся рудные тела (например, медноколчеданные, свинцово-цинкоые, апатитовые и другоие месторождения);

- седловинные залежи – согласные, изогнутой формы тела, образующиеся в сводовых частях куполов и антиклиналей (например, месторождения сурьмы, ртути, золота и др.).

К жилообразным рудным телам относятся (рис. 65):

- жилы – тела, характеризующиеся несложной формой без разветвлений и резких изменений мощности и залегания (например, кварцевые, кварц-вольфрамовые и другие жилы);

- ветвящиеся или сложные жилы – обычная форма рудных тел многих золоторудных, меднорудных, оловорудных, вольфрамовых и других месторождений;

- прожилковые зоны и штокверки – широко распространенные в природе рудные тела многих крупных месторождений меди, свинца, цинка, золота и других металлов.

Трубообразные тела часто контролируются трещинными структурами сопряжения и пересечения. Нередко они приурочены к древним вулканическим жерлам. Они характерны для некоторых свинцово-цинковых, околорудных, медных и молибденовых месторождений (рис. 66).

Рудные тела сложной, или неправильной, фомы часто залегают в карбонатных и других благоприятных разрывных структурах. Сложные тела замещения в карбонатных породах являются широко распространенной формой проявления свинцово-цинковых некоторых медных месторождений (рис. 67).

Рудные тела сложены рудами. Под рудой понимаются минеральные агрегаты, из которых технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металлили металлическое соединение. Раньше термин “руда” применялся только для металлических полезных ископаемых, сейчас им широко пользуются и при классификации неметаллических полезных ископаемых (графитовые, асбестовые, серные и другие руды).

Руды подразделяются на: 1) мономинеральные, остоящие из одного рудного минерала; 2) полиминеральные, представленные несколькими минералами.

В природе чаще встречаются полиминеральные руды.

В состав руд могут входить рудные и нерудные минералы. В зависимости от количественного соотношения рудных и нерудных минералов различают: 1) руды сплошные, состоящие преимущественно из рудных минералов; 2) вкрапленные руды, в которых рудные минералы распределены в виде вкрапленности.

Вкрапленность рудных минералов может быть густой (рудные минералы составляют 20-50% от общей массы) и будной (доля рудных минералов менее 20%).

По содержанию полезного компонента руды подразделяются на: 1) простые, из которых извлекается один полезный компонент (например, железо, алюминий, марганец, фосфор, графит и др.); 2)комплексные, из которых могут извлекаться несколько полезных компонентов (например, железо и титан, тантал и ниобий, свинец и цинк, медь, золото, серебро, мышьяк, сурьма, кадмий и др.).

В рудах помимо основного полезного компонента обычно присутствуют примеси.Полезные примесимогут извлекаться с основными компонентами, тем самым повышая ценность руд. Например, присутствие примеси серебра, золота, кадмия и некоторых других элементов увеличивает ценность свинцово-цинковых руд, присутствие кобальта, платины и палладия – руд медно-никелевых месторождений и т.д. Некоторые металлы, в частности, кадмий, гафний, индий, рений, иридий, палладий, висмут и др., добываются из руд, в которых они являются примесями.

Вредными примесями считают такие, которые усложняют или затрудняют технологическую обработку руд и их металлургический передел или же ухудшают качество получаемого продукта. Так, например, присутствие повышенных количеств серы, фосфора или мышьяка в железных рудах усложняет металлургию производства чугуна и стали, а присутствие значительных количеств железа в бокситах делает их неприменимыми для получения алюминия.

Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых

По геологическим условиям образования, месторождения полезных ископаемых подразделяются на группы: седиментогенные,магматогенныеиметамофогенные.

Седиментогенные месторождения

Седиментогенные месторождения представляют собой обширную группу месторождений, которые образуются в ходе экзогенных процессов в результате химической, биохимической и механической дифференциации вещества земной коры. В данную серию входят месторождения химического, керамического и цементного сырья, разнообразных строительных материалов, каменного угля, а также многие месторождения железа, марганца, бокситов, ряда благородных и редких металлов. По способу накопления осадочного материала среди седиментационных месторождений различают месторождения выветриванияиосадочные.

Месторождения выветривания. К данной группе относятся элювиально-делювиальные россыпи, остаточные и инфильтрационные месторождения.

Элювиально-делювиальные россыпи образуются в результате разрушения горных пород или руд процессами выветривания.Элювиальные россыпиприурочены к выходам коренных пород, содержащих ценный минерал. Содержание полезного компонента в элювиальных россыпях обычно выше, чем во вмещающих коренных породах. Например, элювиальные россыпи алмазов над кимберлитовыми трубками богаче, чем сами кимберлитовые трубки, элювиальные россыпи над золотоносными жилами содержат больше золота, чем рудный кварц, и т.д.

Делювиальные россыпиформируются при сползании разрушенного материала вниз по склону. Различают собственно делювиальные россыпи, залегающие на склонах, и коллювиальные россыпи, залегающие у подножий склонов. Делювиальные россыпи являются не только объектами возможной добычи тех или иных полезных минералов, но и поисковым признаком, приводящим к установлению коренного месторождения.

Остаточные месторожденияполезных ископаемых образуются при химическом выветривании горных пород, которое сопровождается гидролизом породообразующих минералов, растворением выносом неустойчивых компонентов. В результате в остаточных продуктах выветривания происходит накопление в виде труднорастворимого остатка таких полезных ископаемых, как каолин, бокситы, нонтрониты, бурые железняки, марганец и др.

Растворение и перемещение от места образования вещества при определенных физико-химических условиях могут выпасть в осадок, образуя инфильтрационные скопленияжелеза, урана, меди, ванадия и др.

Осадочные месторождения. К осадочным месторождениям относятся аллювиальные и прибрежно-морские россыпи, химические и биохимические осадочные месторождения.

Аллювиальные россыпишироко распространены и имеют промышленное значение. В них сосредоточены золото, платина касситерит и многие другие минералы. Аллювиальные россыпи образуются в результате переноса и отложения обломочного материала водными потоками.

Прибрежно-морские россыпи располагаются в виде узких протяженных полос вдоль берега на уровне моря или ниже него. С ними связаны месторождения титана, циркона, ниобия, тория, редких земель и др.

К числу осадочных относятся также месторождения химического и биохимического происхождения (фосфориты, карбонаты, кремнистые породы, угли, горючие сланцы, различные соли, руды железа, марганца, алюминия).

Магматогенные месторождения

Магматогенные месторождения подразделяются на собственно магматические, пегматитовые и постмагматические.

Магматические месторождения образуются из жидких магматических расплавов в процессе их внедрения и раскристаллизации. При подъеме магматических расплавов в верхние горизонты земной коры и остывании происходит дифференциация вещества, с которой связана концентрация, а иногда и полное обособление рудных компонентов. Процессы образования магматических месторождений сложны и разнообразны: 1) месторождения могут образовываться в результате внедрения магмы, обогащенной рудными компонентами еще на глубине; 2) рудные концентрации могут возникать из магмы при ее подъеме; 3) месторождения связаны с самим интрузивом.

Главная особенность магматических месторождений заключается в их связи с материнскими интрузивами, которые рассматриваются как источник оруденения.

Магматические месторождения подразделяются на следующие генетические группы: ликвационные, раннемагматические и позднемагматические.

Ликвационые месторождения образуются из расплавов и связанных с ними растворов в результате процессов магматической дифференциации в глубинных или близповерхностных условиях. Наиболее характерными ликвационными магматическими образованиями являются сульфидные медно-никелевые месторождения в основных и ультраосновных породах.

Раннемагматическиеместорождения характеризуются отчетливыми признаками наиболее ранней кристаллизации полезных минералов, сцементированных позднее выделившимися породообразующими минералами. К раннемагматическим относятся месторождения алмазов.

Позднемагматическиминазываются месторождения, которые образуются путем обособления обогащенных рудным веществом остаточных рудных расплавов и их кристаллизации на поздних стадиях затвердевания интрузива. К типу позднемагматических относятся месторождения хромита и титаномагнетита. Они генетически связаны с ультраосновными или основными интрузивами, а иногда со сложными интрузивными комплексами, обладающими чередованием полос различных ультраосновных и основных пород.

Пегматитовыминазываются месторождения, образующиеся при формировании пегматитов, являющихся промежуточными образованиями между магматическими породами и рудными жильными телами. Они пространственно, генетически и по составу связаны с магматическими породами. Для пегматитов характерны типичные структуры представляющие собой прорастания кварца и полевого шпата, часто с крупными кристаллами различных минералов, в том числе редких.

Пегматиты представляют собой магматические тела (располагаются в эндо- и экзоконтактовых зонах интрузивных массивов и выкристаллизовываются из расплавов) и метасоматические образования/

Пегматитовые месторождения подразделяются на:

1) пегматитовые месторождения, связанные с гранитами (гранитные пегматиты), среди которых выделяются редкоземельные, редкометальные, мусковитные и хрусталеносные пегматиты;

2) пегматитовые месторождения, связанные с нефелиновыми сиенитами (щелочные пегматиты), среди которых выделяются ниобиево-редкоземельные и циркониевые пегматиты.

Под постамагматическимиместорождениями понимаются месторождения, образованные под воздействием газовых или жидких растворов в связи с прямым или косвенным участием магматизма.

Постмагматические месторождения имеют огромное распространение и очень важное народнохозяйственное значение. К этой большой группе относятся многие месторождения цветных, благородных, редких и отчасти черных металлов, являющихся основной базой различных отраслей промышленности.

Постмагматические явления в основном сводятся к гидротермальному процессу, обычно сочетающемуся с метасоматозом.

Постмагматическая минерализация является логическим продолжением магматического процесса и тесно связана с ним. Следовательно, постмагматическая минерализация завершает формирование магматических комплексов, характеризующих собой этапы тектоно-магматического развития геосинклинальных областей или зон активизации.

К постмагматическим месторождениям относятся скарновые, альбититовые, грейзеновые, карбонатитовые, колчеданные, плутоногенные гидротермальные и вулканогенные гидротермальные месторождения.

Метаморфогенные месторождения

Различаю две группы метаморфогенных месторождений: метаморфизованные и метаморфические.

Метаморфизованные месторождения– это месторождения любого происхождения, испытавшие метаморфические преобразования одновременно с вмещающими породами. При этом процессы метаморфизма могут выражаться в изменении и преобразовании структуры и текстуры руд с образованием новых структур и текстур, изменении характера минерального состава руд (например, вместо лимонита образуется гематит или магнетит, вместо пиролюзита (MnO₂) – браунит (Mn₂O₃) и т.п.), а также в переотложении рудного вещества, изменении формы рудных тел, рассланцевании и изменении состава вмещающих пород.

Метаморфические месторождения – месторождения, возникшие в результате метаморфизма горных пород, до того не содержавших промышленных рудных скоплений и не представляющих собой полезного ископаемого. К возникающим в процессе метаморфизма собственно полезного ископаемого. К возникающим в процессе метаморфизма собственно метаморфическим месторождениям относятся месторождения высокоглиноземистого сырья (кианит, андалузит, силлиманит), графита, гранулированного кварца, слюды, амфибол-асбеста, корунда, наждака, граната, титана и др.