Полезные ископаемые — основные понятия и определения

1 Полезные ископаемые. Основные понятия и определения. Промышленная классификация месторождений полезных ископаемых.

Полезным ископаемым называют природное минеральное образование, которое используется в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки (переработки) путем дробления, сортировки, обогащения для извлечения ценных металлов или минералов. По физическому состоянию полезные ископаемые бывают газообразными, жидкими и твердыми. К газообразным относятся горючие газы углеводородного состава и негорючие инертные газы, к жидким — нефть, рассолы, воды, к твердым большинство полезных ископаемых, которые применяются как химические элементы или их соединения, а также кристаллы, минералы, горные породы.

По промышленному использованию полезные ископаемые разделяются на металлические, неметаллические, горючие, или каустобиолиты, гидрои газоминеральные.

Металлические полезные ископаемые служат для извлечения из них металлов и элементов; черных (железо, титан, хром, марганец); легирующих (никель, кобальт, вольфрам, молибден); цветных (алюминий, медь, свинец, цинк, сурьма, ртуть); благородных (золото, серебро, платина, палладий); радиоактивных (уран, радий, торий); редких и рассеянных (висмут, цирконий, ниобий, тантал, галлий, германий, кадмий, индий); редкоземельных (лантан, церий, иттрий, прометий, самарий, лютеций).

К неметаллическим поленым ископаемым принадлежат строительные горные породы (естественные строительные камни, пески, глины, сырье для каменного литья, стекол и керамики), индустриальное сырье (алмаз, графит, асбест, слюды, драгоценные и поделочные камни, пьезокристаллы, оптические минералы), а также химическое и агрономическое (сера, флюорит, барит, галит, калийные соли, апатит, фосфориты).

Горючие ископаемые включают торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, озокерит, нефть, горючий газ. Они служат энергетическим и металлургическим (кокс) топливом, а также сырьем для химической промышленности.

К газоминеральному сырью относятся негорючие инертные газы: гелий, неон, аргон, криптон и др.

Гидроминеральные полезные ископаемые разделяют на подземные воды: питьевые, технические, бальнеологические, или минеральные, и нефтяные, содержащие ценные элементы (бром, йод, бор, радий и др.) в количестве, позволяющем извлекать их, а также рассолы (озерные рассолы, минеральные грязи, илы). Важным гидроминеральным сырьем являются также воды морей и океанов, используемые для получения пресной воды и извлечения многих ценных элементов.

Одним из важнейших видов твердых полезных ископаемых являются руды.

Рудой называется минеральное сырье, содержащее ценные полезные компоненты (металлы, их соединения, минералы) в количестве, достаточном для промышленного извлечения при современном состоянии экономики, техники и технологии. В зависимости от вида извлекаемого компонента выделяются руды металлические (железные, медные, свинцово-цинковые и др.) и неметаллические (серные, асбестовые, графитовые, апатитовые и др.). По количеству компонентов различают руды монометальные (мономинеральные) биметальные (биминеральные) и полиметальные (полиминеральные).

Провинция полезных ископаемых представляет собой крупный участок земной коры, относящийся к платформе или складчатой зоне, со свойственными ему и размещенными в его пределах месторождениями

Область полезных ископаемых составляет часть провинции и характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых. Они приурочены к одному или к группе крупных тектонических элементов, обусловливающих геологическое строение провинции.

Пояс полезных ископаемых представляет собой область, в пределах которой месторождения приурочены к линейно-вытянутым тектоническим структурам.

Бассейн это область почти непрерывного распространения пластовых осадочных полезных ископаемых с площадью от нескольких сотен до нескольких тысяч квадратных километров.

Район (узел) полезных ископаемых составляет часть области и характеризуется местным сосредоточением месторождений.

Поле полезных ископаемых группа месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади полей составляют от нескольких до десятков квадратных километров.

Месторождением полезного ископаемого называется его природное скопление в земной коре в виде геологических тел, которое по условиям залегания, количеству и качеству минерального сырья при данном состоянии экономики и техники может служить объектом промышленной разработки в настоящее время или в ближайшем будущем.

Совокупность требований к количеству и качеству полезных ископаемых в недрах и горно-геологическим условиям месторождений называют промышленными кондициями. Они не являются постоянными и могут меняться в зависимости от экономических условий, состояния техники и технологии добычи и переработки минерального сырья.

Телом полезного ископаемого называют ограниченное со всех сторон скопление минерального вещества, которое приурочено к отдельным структурным элементам или их комбинациям .

Промышленные классификации металлов многочисленны, разнообразны, но в значительной мере условны, так как базируются на различных принципах (иногда даже в одной классификации) областях или промышленных отраслях применения, физических и химических свойствах, степени распространенности месторождений и др.

В зависимости от свойств металлов, определяющих направления промышленного использования, их разделяют на следующие группы:

1. Черные и легирующие: железо, марганец, хром, титан, ванадий, никель, кобальт, вольфрам.

2. Цветные: алюминий, медь, цинк, свинец, олово, сурьма, висмут, ртуть.

3. Благородные: золото, серебро, металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, рутений, осмий).

4. Радиоактивные: уран, радий, торий.

5. Редкие и рассеянные: литий, бериллий, рубидий, цезий, гафний, скандий, галлий, рений, кадмий, индий, таллий, германий, селен, теллур, тантал, ниобий, цирконий.

6. Редкоземельные: лантан, церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, иттрий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций.

Неметаллические полезные ископаемые существенно отличаются от металлических и горючих особенностями оценки их качества и направлений промышленного использования.

Классификация неметаллических полезных ископаемых по принципу промышленного применения вследствие их разнообразия и многоцелевого назначения представляет сложную задачу промышленного применения.

1. Индустриальное сырье: драгоценные, поделочные и технические камни алмаз, рубин, сапфир, изумруд, гранаты, малахит, агаты и др.; пьезооптическое и электротехническое сырье пьезокварц, исландский шпат, оптический кварц, оптический флюорит, мусковит, флогопит; теплои звукоизоляционные, кислотои щелочеупорные, а также огнеупорные материалы и добавочное сырье для металлургии графит, асбесты хризолитовые и амфиболовые, тальк, магнезит, флюорит, барит, витерит; природные сорбенты цеолиты, бентониты и др.

2. Химическое и агрономическое сырье: минеральные соли — калийные, калийно-магниевые, поваренная, сульфат натрия,

природная сода; фосфатное сырье апатит и фосфориты; серное и борное сырье.

3. Минеральное сырье для промышленности строительных материалов: для производства заполнителей легких бетонов и термоизоляционных материалов пемза, вулканические и известковые туфы, диатомиты, трепелы, опоки, перлит, вермикулит; строительный и облицовочный камень — изверженные, осадочные и метаморфические горные породы; сырье для получения вяжущих материалов карбонатные породы, гипс и ангидрит; строительный песок и песчано-гравийные материалы; керамическое сырье глины и каолины, полевые шпаты, пегматиты; стекольное сырье; породы для каменного литья; минеральные пигменты.

Первая группа объединяет полезные ископаемые — минералы и горные породы, обладающие специфическими физическими свойствами — теплостойкостью, огнеупорностью, высокой тврдостью, пьезоэлектрическими и оптическими эффектами и др. Они используются в естественном виде или после обогащения. Химические и агрономические руды подвергаются более глубокой переработке для извлечения ценных химических элементов и соединений. В третью группу входят горные породы, которые применяются в промышленности строительных материалов в естественном виде, а также после термической или физико-химической переработки.

Границы между выделенными группами не являются строгими. Отдельные виды неметаллических полезных ископаемых, имеющие многоцелевое назначение (барий, магнезит, гипс, ангидрит, флюорит, кварц, полевые шпаты, нефелин и др.), могут попадать в различные классификационные группы.