Промышленные типы рудных месторождений. Учебное пособие для вузов

Рассмотрены промышленные типы месторождений черных, цветных, благородных, радиоактивных и редких металлов различных районов мира. В основу положена промышленная систематика месторождений, базирующаяся на морфологии рудных тел, геологических условиях их залегания, минеральном и вещественном составе руд, особенностях их технологической переработки. Охарактеризованы наиболее интересные месторождения Советского Союза и зарубежных стран. По каждому металлу приведены свойства и применение, геохимические особенности, промышленные минералы и типы руд. Для студентов горно-геологических вузов, изучающих курс «Промышленные типы рудных месторождений».

Постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР обращено внимание на необходимость усиления работы по экономии и рациональному использованию минерального сырья, топливно-энергетических и других материальных ресурсов. В свете этих решений важное значение приобретает изучение вопросов экономики. Министерству высшего и среднего специального образования СССР предложено усилить работу по воспитанию студентов, улучшению преподавания экономических дисциплин, повысить роль учебного процесса в экономическом образовании студентов.

Экономическая подготовка студентов по специальности 0101 (геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых) в значительной мере определяется содержанием и методикой преподавания курса промышленных типов рудных месторождений. По существу он является курсом экономической геологии. Преподавание его может осуществляться различными путями.

Первый заключается в том, что изучение промышленных месторождений каждого металла осуществляется по генетическому принципу. Рассматриваются месторождения магматические, пегматитовые, карбонатитовые, постмагматические, экзогенные, метаморфогенные. Промышленные типы месторождений рассматриваются как рудные формации внутри генетических типов [15]. Такой подход к изучению предмета обеспечивает более высокую подготовку специалистов по поискам рудных месторождений.

Второй путь состоит в том, что студенты изучают главнейшие промышленные типы месторождений в порядке их промышленной значимости независимо от генезиса. В этом случае развивается интерес студента к экономике минерального сырья, так как она становится в курсе определяющей, студент овладевает основами экономической оценки месторождений. В этом случае обеспечивается тесная связь курсов рудных месторождений и разведки, а следовательно, и более высокая подготовка инженеров-геологов, специализирующихся по разведке месторождений.

В настоящей книге изложение материалов осуществлено по второму пути на основе многолетнего опыта преподавания курса рудных месторождений проф. Е. Е. Захаровым и доц. П. Д. Яковлевым на кафедре полезных ископаемых МГРИ им. С. Орджоникидзе. В ней описаны главные промышленные типы месторождений 43 металлов или групп металлов: черных, легирующих, цветных, благородных, радиоактивных и редких. Названия многих промышленных типов сохранены традиционными, давно сложившимися (медно-порфировые, колчеданные, стратиформные свинцово-цинковые в карбонатных породах и т. д.). Уточнено название ряда промышленных типов месторождений олова, золота, урана, бериллия и других металлов. В этом случае в название типа входят металл, главные промышленные минералы (или ассоциация минералов), морфология рудных тел. Для комплексных месторождений сначала перечисляются второстепенные металлы, а последним называется металл, имеющий основное значение. В процессе обучения внимание студентов концентрируется на главнейших промышленных типах, на крупных и уникальных месторождениях, являющихся основными источниками металлов. Месторождения второстепенного промышленного значения и потенциальные источники металлов изучаются менее основательно.

На протяжении всей истории человечества люди осваивали различные полезные ископаемые, особенно металлы. Семь из них, известных с древнейших времен — золото, серебро, медь, олово, железо, свинец и ртуть,— принято называть доисторическими [19].Первым ставшим известным человеку металлом было золото. Оно использовалось для изготовления украшений и монет. Затем люди стали использовать медь, роль которой в становлении человеческой культуры особенная. Из самородной меди были изготовлены первые металлические орудия труда, в результате век каменный сменился веком медным. Использование олова и получение бронзы привело к веку бронзовому. Затем наступил век железа, который длится и поныне.По мере развития науки и техники, открытия новых элементов, создания сталей и сплавов используется все большее число металлов. В настоящее время в огромных масштабах осуществляется добыча руд железа, марганца, алюминия, меди, свинца, цинка, никеля и др. В современную эпоху научно-технической революции, в эпоху электроники, атомной энергетики, ядерной и космической техники также широко применяются радиоактивные и редкие металлы. Но перспективы потребления их в будущем еще более грандиозны [22].В условиях развитого социализма и построения материально-технической базы коммунизма в нашей стране неизмеримо возросла роль металлических полезных ископаемых. Осуществление главной стратегической линии в политике КПСС — максимальное повышение уровня жизни советских людей — возможно лишь при наличии надежной минерально-сырьевой базы металлов, увеличении их добычи и производства.Огромная работа проделана советскими геологами. Большой вклад в развитие науки о рудных месторождениях и создание надежной сырьевой базы металлов в нашей стране внесли академики В. А. Обручев, А. Е. Ферсман, С. С. Смирнов, А. Н. За-варицкий, А. Г. Бетехтин, Д. С. Коржинский, В. И.Смирнов.В. М. Крейтер (1960 г.), а вслед за ним и В. И. Красников (1965 г.) под промышленными типами месторождений понимали такие естественные геолого-минералогические типы месторождений, при эксплуатации которых в сумме во всем мире извлекается несколько процентов данного вида полезного ископаемого.За последние 10 лет промышленная систематика месторождений рассматривалась многими исследователями [1, 4, 9, 11, 17, 31, 36, 38 и др.]. Но наиболее удачно промышленные типы рудных месторождений определены и систематизированы сотрудниками ВИЭМСа по железу, хромитам, никелю и кобальту, вольфраму, молибдену, меди, свинцу и цинку, олову, сурьме и ртути, бериллию и другим металлам [2, 7, 10, 16, 28, 32, 37, 40 и др.].Систематика промышленных типов [11] для многих металлов разработана недостаточно, и в дальнейшем ее следует усовершенствовать. При разработке систематики необходимо исходить из того, что промышленными являются такие месторождения с балансовыми запасами, которые экономически целесообразно разрабатывать при современном состоянии техники. Промышленный тип месторождений определяется прежде всего геологическими условиями залегания и морфологией рудных тел, минеральным и вещественным составом руд, от которых зависят методы отработки месторождений и технология получения металлов.В зависимости от величины запасов металла месторождения делятся на крупные и уникальные, средние и мелкие. Мировая практика показывает, что крупные месторождения играют главную роль в разведанных запасах и добыче металлов. Так, например, только 6 % общего числа разведанных месторождений меди заключают 70 % запасов этого металла, 8,3 % месторождений олова — 69% запасов, 6% месторождений свинца и цинка — соответственно 51 и 42 % запасов и т. д. [4]. При проектируемых на ближайшее время масштабах добычи минерального сырья небольшие и средние по размерам запасов месторождения не могут существенно влиять на состояние обеспеченности растущих потребностей народного хозяйства. От масштабов месторождений зависит эффективность их разведки и разработки. Поэтому желательно, чтобы месторождения, открываемые и разведуемые в новых рудных районах, были крупными.Качество руд должно соответствовать установленным требованиям по содержанию главного металла (кондиции) и допустимым содержаниям вредных элементов. Необходимо учитывать также наличие в руде ценных элементов-примесей. Руды могут быть монометальными и комплексными (двух-, трехметальными и более). По содержанию основных компонентов среди них выделяются богатые, средние и бедные. Наиболее ценными являются руды богатые, из которых можно получать металл без предварительного обогащения. Однако в связи с ростом добычи металлов и совершенствованием методов технологической переработки все в больших масштабах добываются руды бедные.Технология переработки руд определяется их минеральным и вещественным составом. Необходимо установить количественный минеральный состав руд и выявить основные и попутные компоненты, определить основные рудные минералы, изучить разновидности и генерации рудных минералов, отличающихся по составу и обогатимости. Необходимо также изучить пространственное распределение рудных минералов и составить мйнералого-технологйческие карты, сопоставить баланс распределения рудных элементов по минералам и выяснить формы вхождения их в состав руд, изучить гипергенные изменения руд и решить ряд других вопросов [8]. Лишь после этого следует разрабатывать схему технологической переработки руд, которая должна предусматривать извлечение не только главных, но и попутных компонентов. В настоящее время из сульфидных медноникелевых и колчеданно-полиметаллических руд извлекается по 10—15 элементов. Наиболее сложными для переработки являются руды редких металлов. Важно не только извлечь из руды все элементы, но извлечь их экономически выгодно.Горно-геологические условия эксплуатации также должны обеспечивать рентабельную и высокоэффективную отработку месторождений. Наиболее эффективна отработка месторождений открытым способом, удельный вес которой все более возрастает, особенно при добыче руд железа, никеля, молибдена, вольфрама, олова, урана, некоторых редких металлов. В ряде случаев при добыче урана, меди эффективными оказываются методы подземного выщелачивания. В сложной геологической или гидрогеологической обстановке даже крупные месторождения с высоким содержанием металлов оказываются недоступными для отработки. Однако при совершенствовании техники эти вопросы успешно решаются.Географо-экономическое положение месторождений также в ряде случаев оказывает существенное влияние на их экономическую оценку. Промышленное месторождение должно отвечать следующим требованиям: обладать крупными запасами, иметь руды высокого качества, хорошо поддающиеся переработке, характеризоваться горно-геологическими условиями, доступными для эффективной отработки, и, наконец, находиться в благоприятном географо-экономическом районе. Однако с развитием науки и техники, особенно в век научно-технической революции, все эти требования не остаются постоянными, меняется и понятие о промышленных месторождениях. В отработку вовлекаются все новые месторождения, которые до недавнего времени считались непромышленными.'