- •Белорусский национальный технический университет
- •Министерство образования республики беларусь
- •Белорусский национальный технический университет
- •Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине «геология и разведка месторождений полезных ископаемых»
- •Список использованных сокращений
- •Оглавление
- •Часть 1.Основы геологии…………………………………………………………………………………...........13
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка……………………………………………167
- •Введение
- •Характеристики рекомендуемых методов и технологий обучения
- •Организация самостоятельной работы студентов
- •Диагностика компетенции студента
- •Примерный тематический план курса
- •Часть 1. Основы геологии
- •Объекты изучения, методы и науки геологического цикла
- •1.2. Общие сведения о Земле
- •1.2.1. Строение Земли
- •1.2.2. Внутренние геосферы
- •1.2.2.1.Методы изучения внутреннего строения и состава Земли
- •1.2.2.2. Сейсмическая модель Земли
- •1.2.2.3.Вещественный состав мантии и ядра Земли
- •1.3. Физические поля и геофизическая характеристика Земли
- •1.3.1.Распределение массы между внутренними геосферами.
- •1.3.2.Тепловое поле Земли. Источники тепловой энергии.
- •1.3.3.Магнетизм Земли
- •1.3.4.Гравитационное поле Земли
- •1.4. Земная кора
- •1.4.1. Строение земной коры
- •1.4.2. Химический состав земной коры
- •1.5. Минералы
- •1.5.1. Общая характеристика минералов
- •1.5.2. Кристаллографические свойства минералов
- •1.5.2.1.Факторы определяющие строение кристаллических структур.
- •1.5.3.Изучение форм природных выделений минералов.
- •1.5.4.Физические и химические свойства минералов.
- •1.5.5 Классификации минералов.
- •Раздел I. Самородные элементы и интерметаллические соединения
- •1.5.5.1.Характеристика минералов по классам
- •1.5.5.2.Методика определения главных породообразующих и рудных минералов.
- •1.6. Горные породы
- •1.6.1.Основные понятия и определения.
- •1.6.2.Возраст горных пород
- •1.6.2.1.Относительная геохронология
- •1.6.2.2.Абсолютная геохронология
- •1.6.2.3.Периодизация геологической истории. Стратиграфическая и геохронологическая шкалы
- •1.6.3.Формы залегания горных пород
- •1.6.3.1.Слой и слоистость
- •1.6.3.2.Первичное и нарушенное залегание слоёв
- •1.6.3.3.Тектоносфера и тектонические дислокации
- •1.6.3.4.Пликативные дислокации горных пород
- •1.6.3.5.Разрывные нарушения (дизъюнктивные дислокации)
- •1.6.3.6.Причины выхода на поверхность коренных пород
- •1.6.3.7.Элементы залегания горных пород и их измерение
- •1.6.3.8. Графическое моделирование участков земной коры
- •1.7. Магматизм. Магматические горные породы
- •1.7.1.Общее представление об эффузивном и интрузивном магматизме
- •1.7.2.Магматические горные породы
- •Лабораторная работа 1.7.2.1.«Изучение и описание отличительных признаков интрузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.2.«Изучение и описание отличительных признаков эффузивных пород».
- •Лабораторная работа 1.7.2.3.«Разделение магматических горных пород на группы по содерержанию оксида кремния».
- •1.7.2.4. Лабораторная работа. «Макроскопическое определение магматических пород».
- •1.8. Метаморфизм. Метаморфические горные породы
- •1.8.1. Факторы метаморфизма
- •1.8.2.Метаморфические реакции
- •1.8.3. Классы метаморфизма
- •1.8.4.Фации метаморфизма
- •1.8.5.Метасоматоз. Метасоматические горные породы
- •1.8.5.1.Систематика метасоматических горных пород
- •1.8.6.Мигматиты и мигматитообразование
- •1.8.7.1. Лабораторная работа «Изучение состава и структурно – текстурных особенностей метаморфических пород»
- •1.8.7.2. Лабораторная работа «Изучение метаморфических горных пород в зависимости от условия их происхождения».
- •1.8.7.3. Лабораторная работа «Описание и определение метаморфических горных пород»
- •1.9. Экзогенные геологические процессы
- •1.9.1.Гипергенез
- •1.9.1.1.Процессы выветривания
- •1.9.1.2.Коры выветривания.
- •1.9.2. Процессы денудации и денудационные агенты
- •1.9.3.Аккумулятивные процессы
- •1.9.4.Процессы диагенеза
- •1.9.5.Осадочные горные породы
- •1.9.5.1. Диагностические признаки осадочных горных пород.
- •1.9.5.2.Лабораторная работа. «Изучение обломочных горных пород и их классификация».
- •1.9.5.3.Лабораторная работа. «Описание и определение органогенных и хемогенных горных пород».
- •Часть 2. Месторождения полезных ископаемых и их разведка
- •2.1. Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых
- •2.1.1.Основные понятия и определения
- •2.1.2.Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых
- •2.1.3.Вещественный состав полезных ископаемых
- •2.1.4. Геологические условия образования месторождений полезных ископаемых
- •2.1.4.1.Генетическая классификация месторождений
- •2.1.4.2.Связь месторождений с основными структурными элементами земной коры
- •2.1.4.3.Геологические и физико-химические факторы, определяющие условия образования и размещения месторождений
- •2.2.Система геологического изучения недр.
- •2.3.Классификация запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых
- •2.4. Геологическая съемка и поиски
- •2.5. Методология разведки месторождений полезных ископаемых
- •2.5.1.Задачи разведки
- •2.5.2.Принципы разведки
- •2.5.3. Основные задачи стадий разведки
- •2.5.4. Методы разведки
- •2.5.5. Технические средства разведки
- •2.5.6. Системы разведки
- •2.5.7. Расположение разведочных выработок
- •2.6. Геолого-промышленная оценка месторождения
- •2.6.1. Задачи оценки
- •2.6.2.Понятие о кондициях
- •2.6.3.Подготовленнсть меторождения для промышленного освоения
- •2.6.4. Опробывание
- •2.6.5. Оконтуривание тел полезных ископаемых
- •2.6.6. Подсчет запасов
- •2.7. Геологическая документация
- •2.8.Учебная практика
- •2.8.1. Разведка (учебная) торфяного месторождения
- •2.8.1.1.Методика проведенияполевых работ
- •2.8.1.2.Камеральные работы
- •2.8.1.3. Построение плана торфяного месторождения
- •2.8.2.Изучение месторождения песка
- •2.8.2.1. Полевые работы
- •2.8.2.2. Примеры описания обнажений
- •2.8.2.3.Определение образцов и графические работы
- •Использованная литература
- •Список используемой литературы
2.1.4.2.Связь месторождений с основными структурными элементами земной коры
На оглавление
Месторождения полезных ископаемых пространственно и генетически связаны с определенными участками земной коры, или ее основными структурными элементами, от истории геологического развития которых зависят в конечном итоге как характерные для каждого из них типы месторождений, так и условия их формирования. В связи с этим выделяются месторождения:
1)геосинклинальных областей;
2)платформенных областей;
3)дна морей и океанов.
Месторождения геосинклинальных областей. Геосинклинальные области представляют собой наиболее подвижные в тектоническом отношении участки земной коры. На всем протяжении развития этих мобильных областей при их постепенном превращении в относительно стабильные складчатые сооружения образуются эндогенные и экзогенные месторождения многих полезных ископаемых. Однако условия формирования месторождений существенно различаются на разных стадиях эволюции геосинклиналей. В их геологической истории выделяют две основные стадии: раннюю (ортогеосинклинальную) и позднюю (орогенную).
Ранняя стадия развития геосинклинали охватывает наиболее длительный отрезок времени - от ее заложения до основных фаз складчатости. Геологические процессы, в том числе и рудообразующие, происходят в это время в обстановке преобладающего растяжения земной коры, приводящего к нарушению ее сплошности, а также в условиях общего прогибания территории, мощного осадконакопления, интенсивного проявления подводного базальтового вулканизма. В прогибах накапливаются мощные толщи вулканогенных и осадочных пород, а по крупным разломам внедряются магмы основного и ультраосновного состава, слагающие интрузивные тела.
Ко всем комплексам пород ранней стадии геосинклинального развития - осадочным, эффузивным и интрузивным - приурочены определенные группы полезных ископаемых, причем в формировании рудных скоплений основное значение имеют мантийные источники вещества.
С осадочными комплексами связаны месторождения обломочных и глинистых пород, карбонатных пород с пластовыми залежами железных и марганцевых руд, бокситов, фосфоритов и др.
В субмаринных условиях образуются мощные вулканогенные толщи базальт-липаритового состава, с которыми ассоциируют вулканогенно- и гидротермально-осадочные месторождения меди, цинка, свинца, а также оксидных руд железа и марганца.
Ультраосновные и основные интрузивы продуцируют месторождения хромитов, титаномагнетитов, металлов платиновой группы.
Поздняя (орогенная) стадия соответствует проявлению главных фаз складчатости и постепенному превращению мобильной геосинклинальной области в молодое горно-складчатое сооружение. Она характеризуется сменой знака тектонических движений и общим воздыманием территории, которое начинается в центральных ее частях и постепенно разрастается к периферии. Интенсивно проявляются процессы метаморфизма.
Главным фазам складчатости свойственна мощная интрузивная деятельность, приводящая к образованию батолитовых тел гранитоидного состава. Для них типичны пегматитовые, альбититовые, грейзеновые месторождения олова, вольфрама, тантала, лития, бериллия. С умеренно кислыми гранитоидами ассоциируют скарновые месторождения вольфрама и гидротермальные золота, меди, молибдена, реже свинца и цинка. С малыми интрузиями заключительных этапов развития геосинклиналей генетически связаны гидротермальные месторождения руд цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также скарновые месторождения комплексных руд (свинцово-цинковых, вольфрам-молибденовых).
С наземными эффузивами преимущественно андезитдацитового состава ассоциируют гидротермальные вулканогенные месторождения золота, серебра, олова, ртути. Предполагается, что источники рудного вещества на этой стадии имеют смешанный мантийно-коровый характер.
С процессами осадконакопления, которые в течение орогенной стадии развиваются в пределах прогибов, связано образование месторождений строительных материалов, каустобиолитов, минеральных солей. Большинство месторождений геосинклинальных областей отличается сложной морфологией тел полезных ископаемых, их сильной тектонической нарушенностью, что предъявляет особые требования к процессам их разработки.
Месторождения платформ. Платформы являются относительно устойчивыми в тектоническом отношении областями земной коры, характеризующимися двухъярусным строением с соответствующими каждому из ярусов комплексами месторождений полезных ископаемых.
Нижний структурный ярус, или фундамент платформ, сложен обычно складчатыми сильно метаморфизованными формациями пород архейского, протерозойского или более молодого возраста. Верхний ярус - платформенный чехол - представлен относительно спокойно залегающими осадочными, реже вулканогенно-осадочными породами фанерозоя.
Для гранито-гнейсового основания наиболее типичны месторождения слюдяных и редкометалльных пегматитов. К метаморфическим образованиям этого же структурного яруса относятся крупнейшие месторождения железистых кварцитов.
Многие месторождения платформ образованы в связи с проявлениями магматизма. С трапповым магматизмом связано формирование месторождений сульфидных медно-никелевых руд, исландского шпата. В случаях, когда траппы контактируют с пластами углей, возникают месторождения графита. Очень характерны для платформ месторождения алмазоносных кимберлитов. С ультраосновными — щелочными породами, часто слагающими многофазные кольцевые интрузии, ассоциируют месторождения флогопита, редких земель, алюминиевого сырья.
Месторождения платформенного чехла формируются в основном в ходе экзогенных геологических процессов. Среди них следует назвать месторождения бокситов, железных и марганцевых руд, фосфоритов, калийных и каменных солей, углей, огнеупорных глин и различных строительных материалов. В образовании экзогенных месторождений значительную роль играют процессы, обусловленные жизнедеятельностью различных организмов.
Месторождения дна морей и океанов. Мировой океан занимает 70,8 % поверхности нашей планеты и является областью с особым океаническим типом строения земной коры. Безусловно, он представляет собой область образования многих месторождений полезных ископаемых. Однако наши знания о них пока очень ограничены.
К особому типу рудных месторождений здесь принадлежат железо-марганцевые конкреции, приуроченные к глубинным зонам большинства океанов и заключающие в себе грандиозные по масштабам запасы полезных компонентов. Конкреции - полиметалльные образования, содержащие железо, марганец, кобальт, никель, ванадий. Наибольшие запасы таких конкреций обнаружены вдоль западного побережья США на глубинах 1500—3000 м, где они покрывают площадь около 5 млн. км2. В ряде стран предпринимаются попытки наладить промышленную разработку этих богатейших руд.
Другой сравнительно недавно обнаруженный тип рудных проявлений - установленные в глубоководных частях океанов металлоносные горячие рассолы и полиметалльные рудные жилы, приуроченные обычно к зонам крупных разломов. В их локализации большое значение имеют рифтовые структуры.
Наконец, общеизвестно содержание в морской воде большого числа полезных металлических и неметаллических компонентов, суммарные запасы которых во много раз превышают таковые во всех известных месторождениях континентов. Однако из-за низкого содержания химических элементов и отсутствия дешевой технологии массового извлечения их из вод морей и океанов пока не производится, хотя попытки освоения этих ресурсов уже предпринимаются во многих странах.