Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
12.Перечислите минералы класса окислов и их основные диагностические признаки.
К классу о́кислы относят минералы, представляющие собой соединения металла с кислородом.
Авиценнит, Александрит, Анатаз, Асболан, Бадделеит, Белянкинит, Бёмит, Бернессит, Биксбиит, Браннерит, Браунит, Брукит, Вольфрамит, Вюстит, Гаусманит, Гематит, Гётит, Голландит, Ильменит, Касситерит, Кварц, Клевеит, Корунд, Кристобалит, Куприт, Лейкоксен, Лимонит, Лопарит, Маггемит, Магнетит, Настуран, Обручевит, Периклаз, Перовскит, Пиролюзит, Розовый кварц, Рубин, Рутил, Самарскит, Сапфир, Спекулярит, Сурик, Тааффеит, Тажеранит, Тенорит, Франклинит, Хризоберилл, Хромит,
Цинкит, Шпинель, Яхонт.
13.Перечислите минералы класса сульфидов и их основные диагностические признаки.
Сульфиды — природные сернистые соединения металлов и некоторых неметаллов. В химическом отношении рассматриваются как соли сероводородной кислоты H2S. Ряд элементов образует с серой полисульфиды, являющиеся солями полисернистой кислоты H2Sx
Пирит, Халькопирит, Галенит, Сфалерит.
14.Перечислите минералы класса сульфатов и их основные диагностические признаки.
К классу Сульфаты относятся минералы, представляющие собой соли серной кислоты.
Алебастр, Алунит, Алуноген, Алюминит, Ангидрит, Англезит,
Арцрунит, Астраханит, Барит, Бёдантит, Брошантит, Гипс,
Глауберит, Глауберова соль, Дарапскит, Каинит, Кизерит, Лангбейнит, Сванбергит, Селенит, Скородит, Сульфаты, Тенардит, Халькантит, Целестин, Ярозит.
15.Перечислите минералы класса карбонатов и их диагностические признаки.
Карбонаты — соли угольной кислоты — Н2С03. Карбонаты составляют до 1,7% веса земной коры. Блеск у них неметаллический. Все минералы, относящиеся к этому классу, имеют среднюю твердость, землистые разности являются мягкими. Исключительно характерным признаком для всего класса карбонатов является реакция с разбавленной соляной кислотой (10%-ный раствор), при этом выделяется СО2. Некоторые представители этого класса реагируют с соляной кислотой на холоде, другие же реагируют только с нагретой соляной кислотой. Наиболее характерная форма для кристаллов карбонатов — ромбоэдр (тригональная сингония). Минералы, относящиеся к этому классу, легкие. Все карбонаты дают черту. Плотность у них небольшая.
Карбонаты делятся на безводные и водные. Цвет у безводных карбонатов непостоянный, черта — постоянная. Цвет и черта у водных карбонатов постоянные, присущие только определенному минералу.
Карбонаты — компоненты многих минеральных ассоциаций, образующихся в поверхностной части земной коры. Карбонаты осаждаются на дне морей, озер, лагун, образуются при выветривании сульфидов и силикатов, выделяются из горячих и холодных подземных вод, входят в состав раковин многих беспозвоночных животных.
Карбонаты преимущественно нерудные и частично рудные полезные ископаемые. Из карбонатов состоят распространенные горные породы — известняк, доломит, мрамор.
Безводные карбонаты
Кальцит (известковый шпат) — CaCO3
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый; землистый и плотный кальцит матовый. Твердость 3, землистые разности мягкие. Бесцветный, белый, реже желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый, темно-бурый, черный. Черта белая. Твердость 2,5-3. У кристаллического кальцита наблюдается совершенная спайность в трех направлениях по граням ромбоэдра. Зернистые разности при ударе раскалываются по определенным направлениям и дают обломки в виде ромбоэдров. Сплошной зернистый, плотный, натёчный, пористый, землистый, листоватый, полосчатый, радиально-лучистый; также кристаллы, друзы. Кристаллы кальцита имеют различные формы. Сингония тригональная. Иногда дает ложные формы по другим минералам.
Отличительные признаки. Кальцит имеет неметаллический блеск, среднюю твердость или мягкий, бурно вскипает при действии разбавленной соляной кислотой или уксусом. Кальцит можно спутать с доломитом и магнезитом. Отличие—доломит реагирует с разбавленной соляной кислотой только в порошкообразном виде, магнезит—с нагретой соляной кислотой. Похожий на него ангидрит не реагирует с разбавленной соляной кислотой.
Химические свойства. Бурно вскипает при действии разбавленной соляной кислоты. Вскипает при действии уксусом.
Разновидности. Прозрачный, двупреломляющий кальцит (удваивает рассматриваемое через него изображение) называется исландским шпатом, очень тонкозернистый кальцит — литографским камнем, листоватый кальцит — бумажным шпатом. Разновидностью кальцита также является жемчуг (перл). Еще одна разновидность кальцита — мраморный оникс.
Арагонит - СаСО3.
Физические свойства. Химический состав такой же, как у кальцита. Сингония ромбическая. Облик кристаллов призматический, часто псевдогексагональный, игольчатый. Кристаллическая структура арагонита более плотная, чем у кальцита, что ведет к разнице в плотности. Агрегаты волокнистые, скорлуповатые, плотные, оолитовые. Цвет белый, серый, бледно-желтый, иногда светло-зеленый, фиолетовый и серый. Черта белая, светло-серая. Блеск стеклянный, в изломе жирный. Твердость 3,5-4. Плотность 2,95-3,0 (большая, чем у кальцита).
Отличительные признаки. Легко растворяется в НСl. Отличается от схожего с ним кальцита большей плотностью и твердостью.
Доломит — CaMg[C03]2.
Физические свойства. Блеск стеклянный, перламутровый. Твердость средняя. Цвет белый, желтый, серый, зеленоватый, черный. Черта белая. У кристаллического доломита совершенная спайность в трех направлениях по граням ромбоэдра. Сплошные зернистые мраморовидные или плотные массы. Кристаллы имеют форму ромбоэдров. Сингония тригональная.
Отличительные признаки. Для доломита характерны неметаллический блеск, средняя твердость и вскипание порошка доломита при действии разбавленной соляной кислоты. Доломит похож на кальцит. Отличается тем, что кальцит бурно реагирует с разбавленной соляной кислотой.
Химические свойства. Порошок вскипает при действии разбавленной соляной кислоты.
Магнезит (магнезиальный шпат) — MgCO3
Физические свойства. Блеск у зернистых разностей стеклянный, плотные разности матовые. Твердость средняя. Цвет у зернистых разностей серовато-белый, желтоватый, у плотных — белый, кремовый, желтоватый, бурый, серый. Черта белая. У кристаллического магнезита наблюдается совершенная спайность в трех направлениях по граням ромбоэдра. Излом у зернистых разностей зернистый, у плотных - неровный. Мраморовидные массы, сложенные из зерен удлиненной формы (отличие от кальцита и доломита), и фарфоровидные плотные образования, редко кристаллы, в виде ромбоэдров. Сингония тригональная.
Отличительные признаки. Для магнезита характерны неметаллический блеск, средняя твердость и вскипание порошка магнезита при действии нагретой соляной кислоты. Этим магнезит отличается от сходных с ним минералов — кальцита, доломита. От сидерита отличается по цвету.
Сидерит (железный шпат) — FeC03.
Физические свойства. Блеск стеклянный, или сидерит матовый. Твердость средняя. Цвет желтовато-серый, желтовато-бурый, бурый. Черта белая, иногда буроватая. У кристаллических разностей наблюдается совершенная спайность в трех направлениях по граням ромбоэдра. Сплошной зернистый, мраморовидный, плотный, натёчный, землистый, шаровидный, радиально-лучистого строения внутри (сферосидериты), также кристаллы в виде ромбоэдров или друзы. Сингония тригональная.
Отличительные признаки. Для сидерита характерны неметаллический блеск, средняя твердость, желтый, бурый цвет, белая черта и вскипание при действии нагретой соляной кислоты. Сидерит похож на крупнозернистый желтоватый или коричневатый мрамор.
Химические свойства. Вскипает при действии нагретой соляной кислоты. Капля соляной кислоты, помещенная на поверхности сидерита, благодаря образованию FeCl3 желтеет.
Водные карбонаты
Малахит — Cu2[C03] (ОН)2.
Физические свойства. Блеск стеклянный, шелковистый или малахит матовый. Твердость средняя, землистые разности мягкие. Цвет ярко-зеленый, травяно-зеленый. Малахиту придает красоту ярко-зеленый цвет, затейливый рисунок, нередко создающий загадочные картины, причудливые узоры, концентрическое, полосчатое и радиально-лучистое строение. Черта бледно-зеленая. Натечный, радиально-лучистый, концентрически-скорлуповатый, плотный землистый; редко кристаллы игольчатой формы. Сингония моноклинная.
Отличительные признаки. Постоянными признаками для малахита являются зеленый цвет и вскипание при действии разбавленной соляной кислоты. Спутник — азурит (синий, вскипает при действии соляной кислоты).
Химические свойства. Вскипает при действии разбавленной соляной кислоты.
Разновидность. Медная зелень — землистый, мягкий малахит.
Происхождение. Образуется малахит в результате химического выветривания медьсодержащих минералов (халькопирита, меди самородной и др.) под действием углекислоты, воды и кислорода. Медьсодержащие сульфиды превращаются в сульфаты, а затем под действием углекислых растворов в малахит.
16. Перечислите минералы класса галоидов и их основные диагностические свойства.
Из обширного класса галоидов рассматриваются лишь наиболее распространенные в природе хлориды и фториды металлов, т. е. соли соляной и фтористоводородной (плавиковой) кислот. Больше всего хлоридов содержится в воде морей и океанов, а также в составе современных осадков некоторых водоемов (озер, заливов, лиманов и т. п.), расположенных в областях с жарким, засушливым климатом; известно много минеральных источников, содержащих растворенные хлориды; большие количества их заключены в нефтяных и минерализованных подземных водах, включая природные рассолы различного происхождения. В месторождениях ископаемых солей хлориды, преимущественно Na, К и Mg, образуют мощные залежи (каменная соль, калийные соли и т. д.) в толщах осадочных пород. В пустынных и полупустынных районах в' зоне окисления сульфидных месторождений образуются гипергенные хлориды цветных металлов: серебра, меди и др. Эндогенные хлориды в природе не встречаются, но хлор входит в состав некоторых минералов: амфиболов, скаполита, содалита, апатита и др. По своему значению в жизни человека хлориды превосходят все другие минеральные виды (кроме, может быть, воды); действительно, без поваренной соли (галита) человек не может существовать, а калийные соли являются важнейшими агрономическими рудами. Хлориды Na, К и Mg сильно гигроскопичны, прекрасно растворимы в воде, характеризуются соленым или горько-соленым вкусом, совершенной спайностью, низкой твердостью и невысоким удельным весом. Фториды не образуют в земной коре столь крупных скоплений как хлориды. Они встречаются главным образом в эндогенных условиях — в гидротермальных и метасоматических, пневматолито-гидротермальных (грейзеновых, альбититовых) месторождениях, в пегматитах и в различной степени измененных изверженных породах. Различают простые и сложные фториды
17. Перечислите минералы класса силикатов и их основные диагностические признаки.
Силикаты - сложные кремнекислородные соединения в виде минералов и горных пород, занимают определяющее место в составе земной коры (80% по В.И. Вернадскому). А если добавить природный оксид кремния - кварц, то кремнекислородные соединения образуют более 90% массы земной коры и практически полностью слагают объем Земли. Силикатные минералы являются породообразующими: такие горные породы, как гранит, базальт, кварцит, песчаник, полевой шпат, глина, слюда и другие, сложены силикатными и алюмосиликатными минералами. Абсолютное большинство силикатных минералов является твердыми кристаллическими телами, и только незначительное количество минералов находится в аморфном состоянии (халцедон, опал, агат и др.)или в коллоидно-дисперсном состоянии: глины, цеолиты, палыгорскит и др. Каждый минерал, как известно, обладает совокупностью физических и химических свойств, которые всецело определяются его кристаллической структурой и химическим составом. Кристаллические структуры силикатов многообразны, но основу их составляют комбинации атомов самых распространенных элементов - Si (кремния) и O (кислорода). Состав и строение главных породообразующих минералов определяют их свойства, а следовательно, и поведение в массивах горных пород при различных механических, физических и физико-химических воздействиях в естественных условиях залегания и при проведении горных работ. Таким образом, химия силикатов является одним из главных моментов при проектировании и технологии проведения горных работ. Кроме того, многочисленные силикатные минералы и породы широко используются как сырьевые материалы в различных технологических производствах, например, в высокотемпературных процессах (обжиг, спекание, плавление) при производстве: 1) цемента (глины, карбонаты, мергели); 2) глазурий, стекол (полевые шпаты, пегматиты, нефелины, и другие щелочные, в том числе литиевые алюмосиликаты, циркон); 3) легких заполнителей и (вспучивающиеся при термоизоляционных порошков обжиге вермикулиты, перлиты и т.д.); 4) огнеупоров, керамических изделий (глины, каолины, силлиманиты, циркон); 5) форстеритовых огнеупоров (дуниты, оливиновые минералы, тальк, асбестовые отходы); 6) фарфора (глины, каолины и др.); 7) изоляторов (тальк); 8) каменных материалов (глины).
18. Перечислите минералы класса вольфраматов и их основные диагностические признаки.
Вольфраматы природные - класс минералов, соли вольфрамовой кислоты H2WO4. Для большинства B. п. характерен комплексный тетраэдрич. радикал (WO4)2-, устойчивый в соединениях c крупными катионами Ca2+ и Pb2+. Tаковы шеелит CaWO4 и штольцит PbWO4. Эта группа B. п. кристаллизуется в тетрагональной сингонии, структуры островные, кристаллы изометричные или таблитчатые c квадратными сечениями, co спайностью по (101). Дp. группы B. п. характеризуются наличием в составе сравнительно мелких катионов (Fe2+, Mn2+, Zn2+). Tетраэдр WO42- переходит в искажённую октаэдрич. группировку WO6, сингония снижается до моноклинной, структуры становятся цепочечными, приближающимися к структурам сложных окислов. Kристаллы этой группы B. п. обычно плоскоудлинённые c продольной спайностью по (010), окраска бурая, тёмно-коричневая. Представители моноклинных B. п. - вольфрамит (Fe, Mn)WO4 и санмартинит (Zn, Fe)WO4. B природе известны всего два водных B. п. - ферритунгстит (Ca, Fe3+, Fe2+)2 WO4(OH)4·4H2O и антуанит AIWO4(OH)·H2O; оба имеют слабо изученную субслоистую структуру. Для хим. состава B. п. характерны изоморфные замещения WO42- на MoO42- (в шеелите может содержаться до 20% MoO3), приводящие к уменьшению плотности молибденсодержащих фаз и к перемене цвета люминесценции c голубоватого (y шеелита) на жёлтый (y молибдошеелита). Xарактерны также изоморфные замещения Fe2+ - Mn2+ - Zn2+, свойственные вольфрамиту и санмартиниту, влияющие на физ. свойства минералов (плотность, прозрачность, окраску, цвет черты). B. п. образуются преим. в гидротермальном и скарновом процессах (вольфрамит, шеелит), реже являются гипергенными, связанными c выветриванием эндогенных B. п. (ферритунгстит, антуанит). Шеелит и вольфрамит - осн. минералы Вольфрамовых руд.
19. Что такое сингония?
СИНГОНИЯ [γωνια (гониа) — угол] — в кристаллографии, гр. видов симметрии, которая при одинаковом числе единичных направлений обладает одним или несколькими сходными элементами симметрии.
20. Сколько вы знаете сингоний, назовите их.
Различают 7 С.: триклинную, моноклинную, ромбическую, тригональную, тетрагональную, гексагональную, кубическую. Триг. и гекс. С. иногда рассматриваются как две подсинг. одной гекс. С. Сингонии группируются в 3 категории: низшую, среднюю и высшую. К-лы низшей категории — трикл., мон. и ромб. С. характеризуются наличием нескольких единичных направлений (не меньше 3) и отсутствием осей симметрии порядка выше двух. К-лы средней категории обладают одним единичным направлением, совпадающим с единственной осью порядка выше двух: триг. (L3), тетр. (L4) и гекс. (L6 ) . В к-лах высшей категории (куб. С.) при отсутствии единичных направлений всегда имеется несколько осей порядка выше двух (4L3). Син.: система кристаллографическая.
21.Перечислите геологические процессы минерало- и породообразования.
По источнику энергии процессы минералообразования разделяются на три большие группы:
I - эндогенные, связанные с внутренней энергией Земли.
II - экзогенные, связанные с энергией Солнца.
III - метаморфические, связанные с метаморфическими процессами.
Эндогенные (глубинные) процессы протекают в недрах Земли и связаны с магматической деятельностью.
Процессы застывания магмы ведут к образованию различных магматических горных пород, а отделяются от магмы газовые и водные растворы переносят различные вещества, которые при соответствующих условиях, например, в трещинах, выделяются в виде минералов.
Эндогенные процессы связаны с деятельностью магмы. Среди них выделяются:
А) Собственно магматические
Б) Пегматитовые
В) Пневматолитовые
Г) Гидротермальные
Экзогенные процессы минералообразования происходит в поверхностной зоне земной коры. Где протекает процесс разрушения минералов и горных пород.
А) Бокситы Б) Осадочный процесс В) Магматический процесс
22. Что такое парагенезис?
Парагенезис минералов (от греч. para - возле, рядом и genesis - рождение, происхождение * a. paragenesis of minerals; н. Paragenese der Mineralien; ф. paragenese des mineraux; и. paragenesis de minerales) - закономерное совместное нахождение (сонахождение) генетически связанных между собой минералов. B широком понимании к одному П. м. относятся все первичные (разновременные) и вторичные (напр., пирит и гётит или др. гидроксиды Fe; халькопирит и вторичные минералы меди - малахит, азурит и др.), ассоциирующие минералы к.-л. м-ния или г. п. To же относится к П. м., возникающим на последовательных стадиях единого процесса минералообразования и сменяющим друг друга во времени (напр., в ходе формирования эндогенного м-ния) c сохранением реликтов более ранних минералов, к-рые сосуществуют c более поздними. Более строго термин "П. м." трактуется как совокупность равновесие сосуществующих минеральных фаз. Изучение такого П. м. методом парагенетич. анализа, разработанного Д. C. Kоржинским, даёт возможность исследовать зависимость П. м. от внеш. физ.-хим. условий минералообразования.
Kритерии генетич. взаимосвязи (парагенности) минералов базируются на изучении их взаимоотношений, на морфологич. признаках совместного роста индивидов разл. минералов (индукционная штриховка и др.) и на закономерностях распределения главных и примесных компонентов состава в сосуществующих минералах равновесных парагенезисов (напр., оливин всегда более магнезиален, чем парагенный c ним пироксен) .
Запрещённый П. м. - понятие, указывающее на невозможность одноврем. образования и сосуществования минералов (напр., кварц и нефелин). Tермин "П. м." предложен И. Брейтгауптом в cep. 19 в., понятие o "смежности минералов" было введено B. M. Cевергиным (1798). Учение o П. м. лежит в основе генетич. и поисковой минералогии, оно играет важную роль в петрологии и учении o м-ниях п. и.
23. Приведите примеры параге Парагенетическая ассоциация выражается перечислением горных пород (минеральных ассоциаций), которые ее составляют. Перечисление горных пород, входящих в параге-нетическую ассоциацию, нередко именуют «набором пород». В составе «набора» выделяют главные (обязательные) и второстепенные (необязательные) члены парагенезиса. Например, разрез таврической серии Горного Крыма слагают алевролиты, мелкозернистые песчаники, аргиллиты, глинистые сидериты, гравелиты. Алевролиты, мелкозернистые песчаники и аргиллиты, перемежаясь в виде пластов небольшой мощности, составляют разрез всех пачек таврической серии. В отдельных пачках присутствуют гравелиты, в других - глинистые сидериты. Иногда они отсутствуют в разрезе. Алевролиты (и мелкозернистые песчаники) вместе с аргиллитами являются главными членами парагенезиса, гравелиты и глинистые сидериты - второстепенными. В разрезе карбонатной толщи среднего-верхнего карбона южного крыла Московской синеклизы среди биогенных известняков и доломитов, которые являются главными членами парагенезиса, как второстепенный член присутствуют редкие прослои пестрых глин. К второстепенным членам парагенеза Н.С. Шатский относил прослои углей, бокситов и сиаллитов в разрезе визейской каолин-кварцевой толщи западного крыла Московской синеклизы. Следует отметить, что второстепенные члены парагенеза, отражая его индивидуальность в данном месте, в определенное время, часто имеют важное значение для восстановления обстановки формирования парагенеза, а также являются полезными ископаемыми.
нетических ассоциаций.
24. Что представляют собой магматические процессы породообразования?
Магматические расплавы поступают из мантии или образуются в результате плавления пород земной коры. Как известно, химический состав мантии и коры различны, что в первую очередь и обуславливает различия состава магм. Магмы, возникающие за счет плавления мантийных пород, как и сами эти породы, обогащены основными оксидами – FeO, MgO, CaO, поэтому такие магмы имеют ультраосновной и основной состав. При их кристаллизации образуются, соответственно, ультраосновные и основные магматические породы. Магмы, возникающие при плавлении пород земной коры, обедненной основными окислами, но резко обогащенной кремнеземом (типичным кислотным оксидом), имеют кислый состав; при их кристаллизации образуются кислые породы.
Однако первичные магмы в ходе эволюции часто претерпевают существенные изменения состава, связанные с процессами кристаллизационной дифференциации, ликвации и гибридизма, что порождает многообразие изверженных горных пород.
25. Приведите классификацию магматических пород.
В зависимости от того, где застывает магма, магматические породы делятся на интрузивные (глубинные) и эффузивные (излившиеся).
В зависимости от глубины застывания магмы подразделяются на абиссальные (застывшие на большой глубине), где создаются благоприятные условия для кристаллизации, и гипабиссальные (полуглубинные) – где в трещинах земной коры на небольшой глубине идет образование жильных пород.
Излившаяся магма быстро теряет газы, температура и давление в ней резко падают, поэтому большая часть эффузивных пород застывает в виде аморфной или стекловатой массы. Часть лавы успевает раскристаллизоваться с образованием микролитов. Иногда в лаве встречаются крупные кристаллы-вкрапленники (порфиры), или округлые полости, образованные в процессе дегазации магмы и заполненные минеральным веществом другого состава (миндалины). Эффузивные породы делятся на кайнотипные (молодые малоизмененные) и палеотипные (преобразованные разрушенные).
При преобладании в магматической породе светлоокрашенных минералов (ортоклаз, микроклин, кварц) порода называется лейкократовой, темноокрашенных минералов (роговая обманка, нефелин, оливин, лабрадор) – меланократовой.
По химическому составу, в зависимости от содержания кремнезема (SiО2) магматические породы делятся на 5 групп:
Кислые породы (SiO2 > 65%), много полевого шпата и кварца. Темноцветных минералов (роговая обманка, черная слюдка) очень мало. Породы – гранит, липарит, кварцевый порфир, вулканический пепел.
Средние породы (SiO2 = 52-65%), кварца очень мало или он отсутствует, основной минерал – полевой шпат, появляется нефелин, черной слюдки становится больше. Породы – сиенит, диорит, трахит, андезит, порфирит, пемза, обсидиан, вулканический песок, вулканический туф, вулканические бомбы.
Основные породы (SiO2 = 40-52%), кварц отсутствует, пироксены, иногда лабрадор. Породы – габбро, лабрадорит, базальт, диабаз.
Ультраосновные породы (SiO2 = 35-40%), кварц и полевой шпат отсутствует, основные минералы – оливин, пироксен. Породы – перидотит, дунит, кимберлит.
Щелочные породы – недосыщенные кремнеземом, содержащие нефелин, щелочные роговые обманки, щелочные полевые шпаты. Отличаются высокой концентрацией окислов щелочных и щелочноземельных металлов. Наиболее распространенной породой является нефелиновый сиенит.
26. Как классифицируются осадочные горные породы?
Осадочные горные породы — горные породы, существующие в термодинамических условиях, характерных для поверхностной части земной коры и образующиеся в результате переотложения продуктов выветривания и разрушения различных горных пород, химического и механического выпадения осадка из воды, жизнедеятельности организмов или всех трех процессов одновременно. Более трёх четвертей площади материков покрыто осадочными породами, поэтому с ними наиболее часто приходится иметь дело при геологических работах. Кроме того, с осадочными породами связана подавляющая часть разрабатываемых месторождений полезных ископаемых. В них хорошо сохранились остатки вымерших организмов, по которым можно проследить историю развития различных уголков Земли. Изучением осадочных горных пород занимается наука литология.
В формировании осадочных горных пород участвуют различные геологические факторы: разрушение и переотложение продуктов разрушения ранее существовавших пород, механическое и химическое выпадение осадка из воды, жизнедеятельность организмов. Случается, что в образовании той или иной породы принимает участие сразу несколько факторов. При этом некоторые породы могут формироваться различным путем. Так, известняки, могут быть химического, биогенного или обломочного происхождения. Это обстоятельство вызывает существенные трудности при систематизации осадочных пород. Единой схемы их классификации пока не существует.
Различные классификации осадочных пород были предложены Ж.Лаппараном (1923 г.), В. П. Батуриным (1932 г.), М. С. Швецовым (1934 г.) Л. В. Пустоваловым (1940 г.), В. И. Лучицким (1948 г.), Г. И. Теодоровичем (1948 г.), В. М. Страховым (1960 г.), и другими исследователями.
Однако для простоты изучения применяется сравнительно простая классификация, в основе которой лежит генезис (условия образования) осадочных пород. Согласно ей породы этого класса подразделяются на обломочные, хемогенные, органогенные и смешанные.
Осадочные горные породы подразделяются на:
терригенные горные породы, например песчаник, брекчия, алевролит и др.
хемогенные горные породы, например боксит, латерит, каменная соль, доломит и др.
биогенные горные породы, например коралловые известняки, диатомиты, торф, каменный уголь и др.
вуланогенно-осадочные горные породы, например вулканический туф и др.
27. Что из себя представляют метаморфические породы?
Большая часть горных пород, слагающих земную кору, неоднократно меняла условия своего существования, то погружаясь в глубины, то поднимаясь наверх. Одновременно менялись облик и состав самих горных пород. Греческое слово «метаморфоза» означает превращение одного предмета в другой, отсюда их название — метаморфические породы. Осадочные и магматические породы — известняки, глины, базальты и т.д. — под влиянием меняющихся температур, давления и химических условий превращаются в нечто совсем на них не похожее. Как в печи при обжиге пластичная глина превращается в кирпич, прочные кувшины или прелестные фарфоровые и фаянсовые изделия, так и в недрах Земли мягкие осадки, поступившие сверху, преобразуются в твёрдые горные породы. Разница лишь в том, что на глубинах 30—60 км высокие температуры (400—900° С) и огромные давления (десятки тысяч атмосфер) воздействуют в течение миллионов лет. В результате рыхлые мелкозернистые осадки превращаются в крупнокристаллические (зёрна размером 0,3—1 см) породы большой прочности. В этом процессе многие непривлекательные на вид осадочные породы, например известняки, превращаются в благородные разноцветные мраморы, которыми издавна украшают дворцы. Разнообразную коллекцию мраморов можно видеть в залах московского метрополитена: телесно-розовым, с красными сосудистыми прожилками мраморам станций «Белорусская-радиальная» и «Динамо» не уступают по красоте серовато-белые с муаровым рисунком мраморы «Смоленской».
К метаморфическим породам относятся нежно-зелёные нефриты, сиреневые чароиты, неповторимо разнообразные по рисункам и цветовой гамме яшмы. Прочными, как кремень, карельскими песчаниками мостили когда-то улицы
Петербурга. Многие драгоценные камни (рубины, благородная шпинель) «родом» из метаморфических пород.
Где образуются метаморфические породы? Для ответа на этот вопрос нужно вспомнить о распределении температур и давлений в земной коре. Общеизвестно, что с глубиной температура и давление непрерывно растут.
Наличие в горных породах водных растворов или газов ускоряет метаморфические процессы. Эти газы и растворы называются флюидами (от лат. fluidus — «текучий», «подвижный»). Флюиды — это «соки» Земли, с помощью которых происходят активные минеральные превращения в её недрах. Они переносят тепло и химические компоненты. Если в породах мало флюидов, то
метаморфические процессы происходят настолько медленно, что даже миллионов лет не хватает, чтобы изменения горных пород стали заметны.
Итак, изменения происходят при смене давления и температур под воздействием высокотемпературных газов и растворов. При этом порода не плавится, но перекристаллизовывается, изменяя свой минеральный состав, размеры зёрен и многое другое. А под воздействием нагретых газов изменяется не только минеральный, но и химический состав исходной породы.
Метаморфические породы отличаются по рисунку и окраске. Это связано как с различием температуры и продолжительности метаморфизма, так и с разнообразием слагающих эти породы минералов. Главных породообразующих минералов в метаморфических породах много больше, чем, например, в магматических.
Низкотемпературные метаморфические породы преимущественно мелкозернистые и малопривлекательные. Мелкозернистость связана с низкими температурами кристаллизации, резко снижающими скорость реакций: растворение и кристаллизацию минералов. Однако среди минералов есть «чемпионы» по скорости роста. К ним, например, относятся гранаты и ставролит. Так как эти минералы растут быстрее остальных, то их зёрна выделяются по размерам на общем фоне породы. Зёрна, сильно превышающие по своим размерам другие минералы, названы порфиробластами.
Метаморфические породы привлекают внимание невероятным сочетанием простоты полосчатого строения пород на одних участках и сложным смятием, скручиванием, прерывистостью слоев и их взаимным пересечением на других, рядом расположенных участках. В метаморфических породах удлинённые и игольчатые кристаллы темноцветных минералов, как правило, вытянуты в одну и ту же сторону (т.е. имеют пространственную ориентировку). Это связано с внутренними напряжениями в породе, которые существовали при их образовании. Минералы стараются развернуться перпендикулярно направлению напряжений примерно так же, как мелкие щепочки в зоне прибоя разворачиваются вдоль волны и перпендикулярно ветру. Если в горной породе много темноцветных минералов, то она расщепляется на тонкие пластины.
При высокотемпературных процессах часто изменяется исходный химический, а следовательно, и минеральный состав горной породы. Такие процессы выделяются в особый ряд метасоматических, а породы называются мета-соматитами. Например, при метаморфизме известняков образуются мраморы (состоящие из кальцита метаморфические породы), а при метасоматозе — скарны (породы, состоящие из граната, клинопироксена и т.д.). Происходящие при этом превращения часто очень сложны и разнообразны. Учёные до сих пор окончательно не выяснили, откуда поступают растворы и газы, производящие изменения, хотя в большинстве случаев их источником является магма.
Учитывая разнообразие метаморфических и метасоматических пород как по составу, так и по условиям образования, а также множество загадок и проблем, связанных с этими породами, исследователям предстоит огромная работа по их изучению.
28. Что такое седиментогенез?
СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ — образование осадка. Вассоевич (1957, 1962) под С. понимает именно выпадение осадка от первого момента его пребывания на дне водоема до наступления стадии диагенеза, т. е. до наступления такого момента, когда между средой в осадке и водой в басе, седиментации не наступит геохим. противоречие. Страхов (1953, I960) в понятие С. включает и предысторию осадка.
29. Какова разрушительная и созидательная роль экзогенных процессов?
30. Как проявляется геологическая работа рек?
Реки являются мощной внешней силой, которая превращает поверхность. Прежде реки выполняют разрушительную работу. Веками ручьи, речушки и реки размывают, точат, сверлят горные породы, пока не выработают себе путь к морю. Этот путь - речная долина. Но и после ее создания вода не останавливается. Она вгрызается в уступы берегов, расширяет и углубляет долину. Разрушительная работа реки называется речной эрозией.
Разрушенные измельченные породы (песок, глину, гальку) реки переносят вниз по течению. Постепенно они откладывают их в русле и устье. В руслах рек с наносов образуются пляжи, косы и острова. В устьях принесенные рекой породы откладываются на дне. Из года в год в устье река становится мельче. Там возникают небольшие островки, сложенные из принесенных наносов. Со временем островки соединяются и образуют равнину - дельту. Дельта постоянно растет и выдвигается в море. 31. расскажите о геологической работе временных водных потоков
Под влиянием солнечного тепла в природе осуществляется непрерывный круговорот воды. С поверхности суши и водных бассейнов постоянно происходит испарение, и пары воды поступают в нижние слои атмосферы, образуя там облака. Конденсация паров в атмосфере приводит к образованию осадков, которые в виде дождя или снега выпадают на поверхность Земли. Часть текущих вод суши по долинам рек и оврагов возвращается в моря и океаны. Этот процесс повторяется непрерывно.
Атмосферные воды, проникающие в трещины и поры горных пород, образуют там подземные воды. Однако со временем часть подземных вод выходит на поверхность, питает ручьи и реки, и таким образом, тоже участвует в круговороте воды.
Итак, атмосферные воды частично расходуются на сток, частично на испарение и частично на питание подземных вод. Соотношение между этими частями колеблется в широких пределах и зависит от количества выпадающих в один приём осадков, от рельефа земной поверхности, от водопроницаемости пород, от температуры и ряда других причин.
Текучие воды на своём пути к морю проделывают огромную работу: разрушают сушу, изменяя её рельеф, перемещают и отлагают рыхлые продукты разрушения.
Разрушительная деятельность проточной воды обусловлена перемещением её от более высоких мест в более низкие. Чем больше разница в высотных отметках между начальным и конечным пунктами движения воды, тем больше скорость, следовательно, и разрушающая сила воды. Движущиеся массы воды захватывают продукты разрушения и уносят с собой. Размер обломков, подхваченных водой, зависит от скорости потока. Разрушительная сила текучих вод, содержащих обломки пород, во много раз возрастает. Если мелкие обломки находятся в текучей воде во взвешенном состоянии, то крупные перекатываются водой по дну водотока, шлифуя и стачивая ложе, а также друг друга. Значительная часть минерального вещества переносится в воде в растворённом виде.
Разрушение горных пород текучими (проточными) водами называется эрозией. Под водной эрозией понимают не только разрушение горных пород силой потока, но также шлифование и царапание дна русла обломками, переносимыми водой, и химическоеГеологическая работа временных водотоков
Исходная форма временно действующих водотоков - эрозионная борозда, возникающая на делювиальных склонах при переходе плоскостного смыва в линейный. Глубина борозд от 3 до 30 см, ширина равна или немного превосходит глубину. Поперечный профиль эрозионных борозд имеет V-образную или ящикообразную форму. Стенки борозд крутые, часто отвесные. После прекращения стока склоны быстро выполаживаются, ширина борозд увеличивается. Обычно борозды, располагаясь в нескольких метрах, друг от друга, образуют разветвленные системы. Глубина и морфологическая выраженность борозд вниз по склону постепенно увеличивается по мере увеличения количества стекающей воды.
На распаханных склонах и склонах с разреженным растительным покровом борозды с течением времени превращаются в эрозионные рытвины (промоины), глубина которых может достигать 1,0 - 2,0 м, ширина - 2,0 - 2,5 м. Склоны рытвин также характеризуются большой крутизной, местами они отвесные, поперечный профиль их чаще всего V-образный. Однако не каждая эрозионная борозда превращается в промоину. Для образования последней нужен более мощный водоток, а следовательно, и большая площадь водосбора. Поэтому рытвины встречаются на склонах значительно реже эрозионных борозд и обычно отстоят друг от друга на десятки метров. Эрозионные борозды и рытвины в легко поддающихся размыву породах (песок, суглинок, лесс и др.) могут образоваться в течение одного ливня или за несколько дней весеннего снеготаяния. В дальнейшем рытвины служат коллектором для дождевых и талых вод. При достаточном водосборе часть рытвин, углубляясь и расширяясь, в процессе вреза, постепенно превращается в овраги. Глубина оврагов 10 - 20 м, но может достигать 80 м, ширина (от бровки до бровки) 50 и более метров. Склоны оврагов крутые, часто отвесные. Поперечный профиль оврагов V-образный. Иногда овраги характеризуются плоским дном, ширина которого не превышает нескольких метров. Овраг отличается от рытвины не только своими размерами, но и тем, что он имеет свой собственный продольный профиль, отличный от профиля склона, который он прорезает. Продольный профиль рытвины, как правило, повторяет продольный профиль склона, хотя и в несколько сглаженном виде. Овраг - активная эрозионная форма. Наиболее подвижной является его вершина, которая в результате регрессивной (пятящейся) эрозии может выйти за пределы склона, на котором возник овраг, и продвинутся далеко в пределы междуречий. Поэтому овраги характеризуются значительной длиной, исчисляемой сотнями метров и даже километрами,
32, как проявляется разрушительная и созидательная моря
, Моря и океаны занимают около 361 млн.км2. (70,8% всей земной поверхности). Общий объем воды в 10 раз больше объема суши, возвышающейся над уровнем воды, которая составляет 1370 млн. км2. Эта громадная масса воды находится в непрерывном движении и поэтому выполняет большую разрушительную и созидательную работу. На протяжении длительной истории развития земной коры моря и океаны не раз меняли свои границы. Почти вся поверхность современной суши неоднократно заливалась их водами. На дне морей и океанов накапливались мощные толщи осадков. Из этих осадков образовались различные осадочные горные породы. Средняя соленость морской воды составляет 3,5% (в 1 – м литре 35 грамм растворенных солей): NaCl – 78%; MgCl2 – 9; CaSO4 – 4; KCl ~ 2; CaCO3 – 0,04; SiO2 – 0,008%. В ничтожных количествах в морской воде – I, Br, Mn, Zn, Pb, Cu, Au, а также растворены газы СО2 и О2.
Геологическая деятельность моря главным образом сводится к разрушению горных пород берегов и дна, переносу обломков материала и отложению осадков, из которых впоследствии образуются осадочные горные породы морского происхождения.
Разрушительная деятельность моря заключается в разрушении берегов и дна и называется абразией, которая более всего проявляется у обрывистых берегов при больших прибрежных глубинах. Это обусловлено большой высотой волн и большим их давлением. Усиливает разрушительную деятельность содержащийся в морской воде обломочный материал и пузырьки воздуха, которые лопаются и возникает перепад давлений в десятки раз превышающие абразию. Под действием морских прибоев берег постепенно отодвигается и на его месте (на глубине 0 – 20 м) образуется ровная площадка – волноприбойная или абразионная терраса, ширина которой может быть > 9 км, уклон ~ 1°.
Если уровень моря долгое время остается постоянным, то крутой берег постепенно отступает и между ним и абразионной террасой возникает валунно – галечный пляж. Берег из абразионного становится аккумулятивным.
Берега интенсивно разрушаются при трансгрессии (наступлении) моря и превращаются, выходя из – под уровня воды, в морскую террасу при регрессии моря. Примеры: берега Норвегии и Новой Земли. Абразии не происходит при быстрых непрерывных поднятиях и на пологих берегах.
Разрушению берегов способствует также морские приливы и отливы, морские течения (Гольфстрим).
Морская вода переносит вещества в коллоидном, растворенном состоянии и в виде механических взвесей. Более грубый материал она волочит по дну.
Различают 2 вида перемещения рыхлого материала: поперечное (перпендикулярно линии берега) и продольное (параллельно береговой линии).
Поперечное перемещает рыхлый материал вследствие большей энергии волны идущей к берегу, чем уходящей от него. Естественная сортировка обломочного материала выглядит таким образом: крупнообломочный остается у берегов, а песчаный – на отдалении от них. Крупнообломочный материал может сформировать из валунов и гальки береговой вал.
При продольном перемещении обломочного материала скорость зависит от угла подхода волн к берегу: максимум будет при 45°.
По данным В. А. Обручева в Крыму между Алуштой и Феодосией при волнении в 1 балл обломочный материал за сутки перемещается приблизительно на 6 м, при 4 – х баллах – 45 м, при 8 – ми баллах – 100 м.
Перенос ветровыми волнами придонного материала наблюдается до глубины 10 м. Приливы и отливы приводят в движение всю массу воды, поэтому обломочный материал не отлагается (пролив Ла - Манш).
Созидательная деятельность моря. В области шельфа обломочный материал откладывается как у самого берега в волноприбойной полосе, так и вдали от него. Береговые валы сложены на крутых берегах крупнообломочным материалом, на пологих – среднеобломочным. Ширина – до 20 м, высота – 1,5 (на берегах океанов высота до 15 м). Нередко бывают 2 – 3 береговых вала.
При косом подходе волн обломочный материал накапливается у его изломов и выступов в виде мысов и кос. Мысы формируются у самого выступа, косы – сразу за ними. (Длина косы Тендер в Черном море – 90 км).
Терригенные осадки шельфа могут включать органогенные и химические, образующие обособленные. Органогенные: коралловые известняки и известняки – ракушечники. Химческие: образуются в местах слияния морских вод с речными, несущими соединения Fe, Al, Mn и др. Встречаются в них космические и эоловые элементы – продукты извержений вулканов.
Осадки шельфа откладываются вдоль берега шириной 250 – 300 км и расширяются в местах впадин рек до 600 км.
Осадки батиальной области представлены тонким алевритопелитовым материалом – синим, красным, зеленым, серым, обогащенным органическим веществом. В их состав входят также конкреции фосфоритов. Для батиальных осадков характерна однородность на больших площадях. Мощность составляет сотни метров.
Осадки абиссальной области представлены известковыми и кремнистыми илами и красной глубоководной глиной. Илы органогенные: фораминиферовые, птеронодовые и глобигериновые; кремнистые илы – диатомовые и радиоляриевые. Красная глубокая глина откладывается на глубине 3500 – 4000 м. Образование ее связано с продуктами разложения силикатов, попадающих на морское дно в виде вулканической, метеоритной, атмосферной пыли и коллоидных растворов, приносимых морскими течениями.
33. что такое трансгрессивный и регрессивный циклы накопления осадов
Морская трансгрессия (также трансгрессия моря) — геологическое явление, при котором уровень моря повышается по отношению к земле, и, в результате затопления, береговая полоса движется в направлении более высоких мест. Трансгрессия может происходить в результате опускания суши, поднятия океанического дна или увеличения объёма воды в океаническом бассейне. Трансгрессии (и регрессии, см. ниже) могут быть вызваны тектоническими явлениями, такими как орогенез, серьёзными климатическими изменениями (ледниковый период) или изостатическим движением после таяния ледника.
В течение мелового периода, в результате спрединга за счёт глубокого Тихоокеанского бассейна образовался сравнительно неглубокий Атлантический бассейн. Это привело к снижению объёма мирового океана и к повышению уровня моря во всем мире. В результате такого повышения уровня моря центральная часть Северной Америки оказалась затоплена и образовался Западный Внутренний морской бассейн от Мексиканского залива до Северного Ледовитого океана.
Противоположностью трансгрессии является регрессия, при которой уровень моря падает по отношению к земле и береговая линия перемещается на бывшее морское дно. Так, например, в течение плейстоценовых ледниковых периодов большое количество воды осталось на суше в виде круглогодичных ледников, и океан отступил на 120 м, обнажив Берингов перешеек — сухопутный мост между Аляской и Азией.
34.охарактеризируйте геологическую работу ледников
Ледники — это массы льда, возникшие в результате перекристаллизации снега и воды, полностью или большей частью расположенные на суше и обнаруживающие признаки движения.
В природе наблюдаются различные формы существования льда. Зимой лед образуется в водоемах и почве. Это так называемый сезонный лед. Широко развит лед в областях распространения многолетней мерзлоты. Глубина распространения многолетней мерзлоты колеблется от первого десятка метров до 500 – 600 м. За счет уплотнения снег приобретает зернисто-кристаллическую структуру и переходит в фирн. При мощности фирна в 30 – 60 м через промежуток времени от 20 до 300 лет он превращается в фирновый, а затем в глетчерный лед. Процесс превращения снега в лед связан с постепенным уплотнением вещества и его перекристаллизацией. Удельный вес снега 0,08, фирна 0,5 – 0,6, льда 0,9 – 0,96 г\см3.
Ледники занимают значительную площадь. Только на суше они покрывают около 16 млн км2 (11% поверхности суши). Общий объем льда, содержащегося в ледниках, оценивают в 30 млн км3.
Ледники образуются в местах, расположенных выше так называе мой снеговой линии. ^ Снеговая линия – это уровень, выше которого снег не успевает растаять за лето. Гипсометрическое положение этой линии зависит от климатических условий. В полярных районах снеговая линия располагается на высотах, близких к уровню моря (от нуля до 50 – 70 м), в средних широтах – на высоте от 1500 до 6000 м.Различают три основных типа ледников: горные, покровные и промежуточного типа. Горными, или альпийскими, называют сравнительно мало мощные ледники высокогорных районов, приуроченные к различного рода углублениям в рельефе: впадинам, долинам рек, ущельям. Ледники этого типа развиты в Альпах, Гималаях, на Тянь-Шане, Памире, Кавказе. Хотя ледники альпийского типа играют скромную роль в общем балансе оледенений (их общая площадь составляет менее 0,5% площади ледников), отдельные высокогорные ледники достигают значительных размеров.Покровные ледники обычно образуются в полярных районах (Антарктика, Гренландия, о-в Новая Земля и др.) и располагаются почти на уровне моря. Как правило, эти ледники занимают огромные площади и имеют значительную мощность ледникового покрова.К ледникам промежуточного типа относятся плоскогорные ледники, которые образуются на горах с плоской (столообразной) или плоско-выпуклой вершиной. Такие ледники развиты в Скандинавии, поэтому их иногда называют ледниками скандинавского типа.
Передвигаясь, ледники совершают огромную работу по разрушению горных пород, обработке (вспахиванию и истиранию) поверхности, по которой они движутся, и переносу разнообразного обломочного материала.Работа ледника по разрушению и истиранию пород ложа называется экзарацией. При движении льда образуются выровненные, выположенные формы рельефа. Округлые асимметричные скалы со следами полировки, штриховки называются бараньими лбами, а их скопле ния образуют ландшафт курчавых скал. Долина, по которой движется ледник с вмерзшими в лед обломками пород, приобретает корытообразную форму с плоским дном и отвесными боковыми стенками. Такая долина называется трогом.
Обломочный материал, образующийся в результате деятельности ледников, получил название морены. По своему составу морены подразделяются на движущиеся и неподвижные. Первые движутся вместе со льдом, а вторые представляют собой обломочный материал, оставшийся на месте после таяния ледников. Неподвижные морены подразделяются на конечные и основные. Неподвижная морена, образовавшаяся у нижней границы ледникового языка, называется конечной. Основная морена - это отложения, оставшиеся после таяния ледника на всем протяжении троговой долины.С деятельностью ледников связаны также флювиогляциальные отложения, которые возникают в результате деятельности временных водных потоков, образующихся при таянии ледников. Такие водные потоки, как правило, размывают морену и выносят рыхло-обломочный материал, далее – мелкий песчаный и затем тонкий, глинистый. Таким образом, флювиогляциальные отложения в отличие от моренных характеризуются отсортированностью и слоистостью и в этом отношении близки к речным. Однако по сравнению с ними флювиогляциальные образования менее окатаны, так как являются составной частью перемытой морены и переносятся водным потоком лишь на незначительные расстояния.
Изучение древних ледниковых отложений позволило установить, что в истории Земли неоднократно наблюдались периоды оледенения, которые сменялись межледниковыми эпохами. Сейчас удалось выявить семь периодов материковых оледенений. Практически все континенты в разное время в значительной степени покрывались ледниками. Так, в последний ледниковый период льдом была покрыта 1/3 часть суши (около 45 млн км2), включая большую часть Северной Америки, Гренландии и 1/4 часть Евразии.
35. чем представлены ледниковые отложения
Специфика моренных отложений определяется в первую очередь их образованием вследствие процессов механической дезинтеграции исходных пород и отсутствием процессов химического выветривания. Для них характерны следующие особенности.
Почти исключительно терригенный характер отложений. Нередко морены сложены грубообломочным материалом.
Отсутствие сортированности. Обломочный материал имеет разный размер – от огромных глыб до тонких алевритовых и пелитовых частиц («каменной муки», образующейся при механическом истирании перемещаемых обломков).
Совместное залегание материала, принесённого из разных мест при отсутствии всяких признаков сортировки. Различается материал, принесённый из удалённых районов – эрратические валуны (от лат. «erraticus» — блуждающий) и местный, возникший за счёт экзарации пород, слагающих данную территорию. Так, в Белоруссии валуны, перемещённые ледником из Скандинавии, составляют до 50% моренного материала.
Наличие следов ледниковой обработки у грубообломочных частиц – исцарапанная поверхность, пришлифовка граней, «утюгообразная» форма. Отмечается ориентировка валунов, длинные оси которых располагаются параллельно направлению движения ледника.
В целом морены слагаются несортированными рыхлыми обломочными горными породами, чаще всего валунными глинами, суглинками, супесями, реже валунными песками и грубощебнистыми породами, содержащими валуны, щебень, гальку. Древние морены называют тиллитами (от англ. till — валунная глина).
Флювиогляциальные отложения тесно генетически связаны с моренами, но в отличие от последних обычно обладают некоторой сортировкой, иногда слоистостью, залегают в форме конусов выноса, линз, выполняют русла внутриледниковых потоков. Для приледниковых отложений характерна быстрая смена грубых галечников и валунных песков мелкозернистыми косослоистыми песками по мере удаления от края ледника.
Ледниково-озёрные отложения обычно тонкозернисты и обладают тонкой горизонтальной слоистостью. Среди них наиболее характерны ленточные глины, мощность которых обычно несколько метров, реже до 40-50 м. Ленточные глины представляют собой слоистые отложения, состоящих из большого числа параллельных лент. Каждая лента состоит из двух слоёв: тонкозернистого (глинистого), накопившегося зимой и относительно грубозернистого (в основном тонкопесчаного), накопившегося летом в период активной абляции. Каждая пара слоёв соответствует годичному циклу осадконакопления. Метод абсолютной геохронологии, применимый в областях древних оледенений, основанный на подсчете годичных слоев в ленточных глинах называется варвохронология.
36. что такое лимнические отложения , в результате каких процессов они образуються.
осадочные образования на дне озёр современных и древних, существовавших в прошлые геологические эпохи. О. о. относятся к континентальным отложениям, но в то же время обладают некоторыми признаками, присущими морским отложениям (хорошая сортировка материала, горизонтальная слоистость и др.). Отличительные черты О. о.: линзовидное залегание, небольшое число остатков специфической фауны и занесённых с берегов остатков растений и животных, а также тесная связь с аллювиальными и др. типами континентальных осадков. В особую категорию выделяют озёрно-ледниковые отложения. В пресноводных озёрах накапливаются механические осадки, среди которых часто преобладают тонкозернистые с чёткой горизонтальной слоистостью, а также сапропель, диатомит. При зарастании озёра нередко превращаются в торфяные болота. Характер О. о. изменяется в зависимости от климата. В областях с холодным климатом отлагается обломочный песчано-глинистый материал, иногда с ленточной слоистостью; в озёрах умеренного пояса вместе с обломочным материалом накапливаются железо ("бобовые" руды), кремнезём (диатомиты), карбонат кальция, органич. вещество (торф, сапропель и др.). В засушливых областях, где распространены солоновато-водные и солёные озёра, отлагаются карбонаты, галит, гипс, а в бессточных озёрах — доломитовые осадки, иногда сода.
Среди древних осадочных толщ к О. о. относятся глины и мергели девонского и пермского возраста, доломиты, соленосные отложения и т.д.
37 что такое эоловые отложения
Перенос частиц ветром совершается во взвешенном состоянии или путём перекатывания, в зависимости от скорости ветра и размера частиц. Во взвешенном состоянии переносятся глинистые, пылеватые и тонкопесчаные частицы. Песчаные частицы переносятся в основном перекатыванием по земле, иногда перемещаются на небольшой высоте. При уменьшении скорости ветра и других благоприятных условиях происходит отложение переносимого материала (аккумуляция) — образуются ветровые (эоловые) отложения. Современные эоловые отложения обозначают на картах eolQ4, в большинстве случаев это накопления песка и пыли.
Для строительства большое значение имеет закреплённость песков. По этому признаку песчаные накопления делят на подвижные (дюны, барханы) и закреплённые (грядовые, бугристые) пески.
Подвижные пески не закреплены корневой системой растений и под действием ветра легко перемещаются.
Дюны образуются по берегам рек, морей в результате навевания песка ветром вокруг какого-нибудь препятствия (кустарников, неровностей рельефа, зданий и т. д.). Это холмовидные накопления песка высотой до 20-40 м и более. Характерной особенностью дюн является движение за счёт перекатывания песчинок ветром с одной стороны холма на другую. Скорость движения дюн вглубь материка определяется силой господствующих в данной местности ветров и колеблется от 0,5-1 до 20-22 м/год. Дюны обычно образуют цепь холмов.
Барханы возникают в пустынях, где постоянно дуют сильные ветры преимущественного одного направления. Это песчаные холмы серповидной формы, поперечный профиль барханов асимметричен — наветренный склон пологий, его угол откоса не превышает 12º, подветренная сторона более крутая — угол откоса достигает 30-40º. Высота барханов в среднем достигает 60-70 м. В пустынях образуются целые барханные цепи. Барханы сложены весьма подвижными песком. Скорость их перемещения зависит от силы ветра, длительности его действия и величины бархана. Наиболее подвижны отдельностоящие барханы. Они могут перемещаться со скоростью от 5-6 до 50-70 м/год. Сложные сочетания барханов передвигаются с малой скоростью, почти незаметно для человека.
Подвижные пески опасны своим движением. Перемещаясь, они заносят поля, оазисы, каналы, дороги, здания, селения и даже города.
Строительство и эксплуатация зданий и сооружений требует постоянной борьбы с подвижными песками. Для этой цели применяют ряд методов:
Установку на пути движения песков щитов. Этот способ не всегда эффективен, особенно в районах, где ветер часто меняет своё направление. Иногда против выдувания песка щиты укладывают на землю.
Одним из главнейших способов борьбы является посадка растительности (кустарники, травы). Высаженные растения закрепляют своей корневой системой верхние слои песка.
Битумизация, цементация, глинизация и т. д. эти методы дорогостоящие и недолговечные.
Проектирование «безаккумуляционных» форм сооружений, которые облегчают пропуск движущегося песка, не давая ему возможности скапливаться в пределах сооружений.
Закреплённые пески распространены достаточно широко, особенно в районах полупустынь. Грядовые пески представляют собой вытянутые формы высотой 10-20 м; бугристые пески — неподвижные холмы (редко высотой более 10 м) с пологими склонами. Их движение остановлено растительным покровом.
В южных районах России широко распространены рыхлые, пористые горные породы, называемые лёсом. Лёссы - очень ценные почвообразующие породы, на них всегда формируются наиболее плодородные почвы. Однако лёссы легко размываются водой, поэтому в области их распространения часто возникают овраги. Их можно встретить возле Москвы, Омска, Иркутска и Якутска.
Пылеватые накопления встречаются за пределами пустынь. Современные пыльные бури образуют рыхлые наносы, которые через некоторое время размываются атмосферными водами. Пылеватые накопления более древнего возраста приняли участие в формировании лёссовых образований. Мощность лёссовых отложений колеблется от 1-2 до 100 м и более. Породы эти как основания зданий и сооружений обладают специфическими строительными свойствами.
38. какие процессы выветривания проявляються при экзогенных геологических
Физическое выветривание
Физическое выветривание подразделяется на температурное и морозное.
Температурное выветривание – разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. Известно, что при нагревании и охлаждении твёрдые тела изменяют свой объём. Не являются исключением горные породы и минералы. В результате суточных колебаний температуры в массиве горных пород возникают напряжения двух типов. Напряжения первого типа (называемые объёмно-градиентными) связаны с неравномерным нагреванием поверхностной и более глубоких частей массива; различие температур (и, соответственно, различное расширение) в этих частях массива приводят к образованию трещин, направленных параллельно его поверхности. Вследствие этого происходит шелушение и отслаивание пород, называемое десквамацией. Второй тип напряжений в пределах объёма породы и минерала связан с различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зёрен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм. Быстрее разрушаются темноокрашенные минералы и породы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большими различиями коэффициентов расширения составляющих их минералов.
Так в процессе температурного выветривания массив пород разрушается с образованием обломочных пород различного размера – от щебня до алевритового материала. Суточные колебания температуры проявляются до глубины 1 м, что определяет максимальную мощность возникающих таким путём обломочных отложений.
Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях и, в несколько меньшей степени, в нивальных областях и в высокогорных районах, не покрытых снегом. Этому способствует сочетание двух факторов: 1) резкие суточные колебания температуры, достигающие 50оС и 2) обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.
Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.
Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд, объём которого, как известно, значительно выше, чем исходный объём воды. Кристаллизующийся лёд оказывает на стенки трещин весьма существенно давление, достигающее 1000 кг/см3 и более, что значительно выше прочности большинства горных пород. Давление льда приводит к расширению трещин и раскалыванию пород на крупные обломки размером от десятков сантиметров до метров в диаметре. Отсутствие более мелкого материала обусловлено тем, что свободная вода не способна проникать в микротрещины.
Наиболее активно морозное выветривание протекает в холодных и умеренных областях с резкими суточными колебаниями температуры, а также в области развития вечной мерзлоты и в зоне деятельности ледников.
Образующиеся в ходе физического и химического выветривания продукты разрушения могут быть перемещены с места своего образования под действием водных потоков, ветра, движущихся ледников и других экзогенных факторов (процесс перемещения продуктов разрушения горных пород называется денудация) или остаться на месте своего образования. Продукты выветривания, залегающие на месте своего образования, называются элювий. К элювию относят продукты выветривания, не смещённые за пределы площади развития материнских пород (субстата за счёт которого они образовались).
В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горной области, где имеются плоские, горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и более мелкого дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи и ландшафты беспорядочного нагромождения глыб, получившие название «каменных морей».
Характерным ландшафтом зон физического выветривания являются каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Гаммады представляют собой нагромождения глыб и щебня, образующиеся за счёт выветривания горизонтально лежащих платов горных пород и выноса ветром пылеватых и песчаных продуктов их разрушения. Краю пластов часто расчленены на останцы конусовидной формы, понижения между которыми заполнены россыпями каменных глыб и щебнем.
Говоря о физическом выветривании необходимо подчеркнуть, что оно приводит к механической дезинтеграции пород и минералов, но не приводит к их химическому преобразованию.
Химическое выветривание
Химическое выветривание представляет собой процесс химического преобразования минералов и горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислого газа, органических кислот, а также вследствие биогеохимических процессов.
Преобразование происходит вследствие реакций окисления и гидратации (например, преобразование пирита по схеме FeS2 + mH2O + nO2 – FeSO4 - Fe2SO4 – Fe(OH)3 – Fe2O3.nH2O), растворения и гидролиза. Особое место занимают реакции гидролиза - ионного обмена между веществами и водой, приводящие к разрушению даже весьма устойчивых структур силикатов, сопровождающемуся их гидратацией и выносом элементов из кристаллической решётки. Примером такой реакции, может служить разрушение каркасной структуры полевых шпатов (самых распространённых в земной коре минералов) с образованием глинистых минералов и, далее, гиббсита:
K[AlSiO3] + CO2 + H2O – Al4[Si4O10](OH)8 + K2CO3 + SiO2 – AlО(OH)3 + SiO2.
Необходимо отметить ещё одну функцию воды, без которой невозможно химическое преобразование пород: вода обеспечивает «доставку» агентов химического выветривания и вынос продуктов реакций. Транспортировка веществ происходит почвенно-грунтовыми водами в виде истинных и коллоидных растворов.Важное значение в процессах химического выветривания имеют органические кислоты, активно способствующие разложению минералов. Процессы химического выветривания протекают ниже почвенного слоя, просачиваясь через который воды обогащаются органическими соединениями.Необходимыми условиями глубоко химического выветривания являются:климат, при котором достигается сочетание высоких температур и влажности (гумидный тропический); обилие и характер растительности (при её разложении образуются органические кислоты, активно разрушающие минералы); выровненный рельеф, обеспечивающий неподвижность продуктов разрушения; продолжительность выветривания. Важно подчеркнуть роль ландшафтных условий. В гумидных ландшафтах развита лесная растительность, обладающая огромной биомассой и разлагающаяся почве микроорганизмами с образованием органических кислот, поэтому почвенные воды гумидных ландшафтов обладают кислой реакцией и активно воздействует на минералы исходных горных пород; в таких условиях выветривание протекает под воздействием постоянного промывания горных пород кислыми растворами.В аридных ландшафтах, отличающихся недостаточной увлажнённостью, распространена травянистая растительность. Её биомасса в десятки раз меньше биомассы лесов. Кроме того, почвенная микрофлора перерабатывает растительные остатки с образованием высокополимеризованных органических соединений, которые не обладают агрессивными свойствами по отношению к минералам. Почвенные воды имеют нейтральную или слабощелочную реакцию, поэтому интенсивного промывания выветривающейся толщи агрессивными возами не происходит, и в ней постепенно сохраняются относительно легкорастворимые соединения.Процессы химического разложения приводят к разрушению кристаллических решёток минералов, даже весьма устойчивых, высвобождению из них химических элементов. Так выветривание гранитов может завершиться формированием за сёт слагающих их минералов толщи глин, обогащённых водными окислами алюминия.
39.что такое физическое выветриание дайте краткую характеристику
Физическое выветривание
Физическое выветривание подразделяется на температурное и морозное.
Температурное выветривание – разрушение горных пород и минералов на поверхности Земли под влиянием колебаний температуры. Известно, что при нагревании и охлаждении твёрдые тела изменяют свой объём. Не являются исключением горные породы и минералы. В результате суточных колебаний температуры в массиве горных пород возникают напряжения двух типов. Напряжения первого типа (называемые объёмно-градиентными) связаны с неравномерным нагреванием поверхностной и более глубоких частей массива; различие температур (и, соответственно, различное расширение) в этих частях массива приводят к образованию трещин, направленных параллельно его поверхности. Вследствие этого происходит шелушение и отслаивание пород, называемое десквамацией. Второй тип напряжений в пределах объёма породы и минерала связан с различием коэффициентов теплового расширения-сжатия минералов. Напряжения этого типа приводят к раскалыванию до уровня минеральных зёрен и далее, по трещинам спайности, до образования частиц размером до сотых долей мм. Быстрее разрушаются темноокрашенные минералы и породы, а также крупнокристаллические полиминеральные породы с большими различиями коэффициентов расширения составляющих их минералов.Так в процессе температурного выветривания массив пород разрушается с образованием обломочных пород различного размера – от щебня до алевритового материала. Суточные колебания температуры проявляются до глубины 1 м, что определяет максимальную мощность возникающих таким путём обломочных отложений.
Наиболее активно температурное выветривание протекает в пустынях и, в несколько меньшей степени, в нивальных областях и в высокогорных районах, не покрытых снегом. Этому способствует сочетание двух факторов: 1) резкие суточные колебания температуры, достигающие 50оС и 2) обнажённость горных пород ввиду отсутствия растительного покрова и почвенного слоя.
Морозное выветривание – разрушение горных пород в результате периодического замерзания попадающей в трещины воды.Попадая в трещины, в холодное время суток вода замерзает – превращается в лёд, объём которого, как известно, значительно выше, чем исходный объём воды. Кристаллизующийся лёд оказывает на стенки трещин весьма существенно давление, достигающее 1000 кг/см3 и более, что значительно выше прочности большинства горных пород. Давление льда приводит к расширению трещин и раскалыванию пород на крупные обломки размером от десятков сантиметров до метров в диаметре. Отсутствие более мелкого материала обусловлено тем, что свободная вода не способна проникать в микротрещины.
Наиболее активно морозное выветривание протекает в холодных и умеренных областях с резкими суточными колебаниями температуры, а также в области развития вечной мерзлоты и в зоне деятельности ледников.Образующиеся в ходе физического и химического выветривания продукты разрушения могут быть перемещены с места своего образования под действием водных потоков, ветра, движущихся ледников и других экзогенных факторов (процесс перемещения продуктов разрушения горных пород называется денудация) или остаться на месте своего образования. Продукты выветривания, залегающие на месте своего образования, называются элювий. К элювию относят продукты выветривания, не смещённые за пределы площади развития материнских пород (субстата за счёт которого они образовались).
В результате физического выветривания образуются особые формы ландшафта. Если выветривание происходит в горной области, где имеются плоские, горизонтальные поверхности, то продукты выветривания накапливаются на них в виде глыб и более мелкого дресвяного материала. В результате создаются элювиальные россыпи и ландшафты беспорядочного нагромождения глыб, получившие название «каменных морей».
Характерным ландшафтом зон физического выветривания являются каменистые пустыни, или, как их называют в Сахаре, гаммады. Гаммады представляют собой нагромождения глыб и щебня, образующиеся за счёт выветривания горизонтально лежащих платов горных пород и выноса ветром пылеватых и песчаных продуктов их разрушения. Краю пластов часто расчленены на останцы конусовидной формы, понижения между которыми заполнены россыпями каменных глыб и щебнем.
40.дайте определение химическому выветриванию
Химическое выветривание — это совокупность различных химических процессов, в результате которых происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их химического состава с образованием новых минералов и соединений. Важнейшими факторами химического выветривания являются вода, углекислый газ и кислород. Вода — энергичный растворитель горных пород и минералов. Основная химическая реакция воды с минералами магматических пород — гидролиз, приводит к замене катионов щелочных и щелочноземельных элементов кристаллической решётки на ионы водорода диссооциированных молекул воды:
KAlSi3O8+H2O→HAlSi3O8+KOH
Образующееся основание (KOH) создает в растворе щелочную среду, при которой происходит дальнейшее разрушение кристаллической решётки ортоклаза. При наличии CO2 KOH переходит в форму карбоната:
2KOH+CO2=K2CO3+H2O
Взаимодействие воды с минералами горных пород приводит также и к гидратации — присоединению частиц воды к частицам минералов. Например:
2Fe2O3+3H2O=2Fe2O·3H2O
В зоне химического выветривания также широко распространена реакция окисления, которой подвергаются многие минералы содержащие способные к окислению металлы. Ярким примером окислительных реакций при химическом выветривании является взаимодействие молекулярного кислорода с сульфидами в водной среде. Так, при окислении пирита наряду с сульфатами и гидратами окисей железа образуется серная кислота, участвующая в создании новых минералов.
2FeS2+7O2+H2O=2FeSO4+H2SO4;
12FeSO4+6H2O+3O2=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3;
2Fe2(SO4)3+9H2O=2Fe2O3·3H2O+6H2SO4
41. какие виды и типы вод встречаются в горных породах
горные породы содержат различные виды воды. Ее состояние и свойства в рыхлых песчаных и глинистых породах впервые были экспериментально изучены советским ученым А.Ф. Лебедевым, выделившим несколько видов воды в горных породах, отличающихся физическими свойствами. Позднее идеи А.Ф. Лебедева получили дальнейшее развитие в работах В.А. Приклонского, А.А. Роде, А.М. Васильева, В.Д. Ломтадзе, Е.М. Сергеева и др. В настоящее время предложено следующее подразделение видов воды в породах:
I. Вода в форме пара.
II. Физически связанная вода: 1) прочносвязанная (гигроскопическая) вода; 2) слабосвязанная (пленочная) вода.
III. Свободная вода: 1) капиллярная вода; 2) гравитационная вода.
IV. Вода в твердом состоянии.
V. Кристаллизационная вода и химически связанная вода.
Вода в форме пара содержится в воздухе, заполняющем пустоты и трещины горных пород, свободные от жидкой воды. Парообразная вода находится в динамическом равновесии с другими видами воды и с парами атмосферы. Прочносвязанная вода образуется непосредственно на поверхности частиц горных пород в результате процессов адсорбции молекул воды из паров и прочно удерживается под влиянием электрокинетических и межмолекулярных сил. Вследствие этого она и получила название прочносвязанной или гигроскопической. Содержание прочносвязанной воды зависит от состава, структуры и степени дисперсности минеральных частиц. Особенно много физически связанной воды содержится в тонкодисперсных глинистых породах. Слабосвязанная вода имеет меньший уровень энергетической связи. Она образует на поверхности частиц как бы вторую пленку поверх прочносвязанной и может передвигаться от участков с большей толщиной пленки к участкам, где толщина меньше. Пленка удерживается молекулярными силами, возникающими между молекулами прочносвязанной воды и молекулами воды вновь образующейся пленки. По мере роста толщины пленки действие молекулярных связей уменьшается. Внешние слои слабосвязанной воды доступны для питания растений и могут служить средой развития микроорганизмов. Суммарное содержание прочно- и слабосвязанной воды образует максимальную молекулярную влагоемкость, которая изменяется в зависимости от состава пород (в%): для песков 5-7; супесей - 9-19; суглинков - 15-23; глин - 25-40.
Капиллярная вода частично или полностью заполняет тонкие капиллярные поры и трещинки горных пород и удерживается в них силами поверхностного натяжения (капиллярных менисков). Она подразделяется на капиллярно-разобщенную, капиллярно-подвешенную и капиллярно-поднятую. Капиллярно-разобщенная вода называется также водой углов пор или стыковой водой. Она обычно образуется преимущественно в местах сопряжения частиц породы и суженных угловых участков пор, где прочно удерживается капиллярными силами (капиллярно-неподвижное состояние). Другие виды капиллярной воды способны передвигаться и передавать гидростатическое давление. Капиллярно-подвешенная вода образуется в верхней части зоны аэрации, в тонких порах и трещинках почв и песчано-глинистых пород за счет инфильтрации атмосферных осадков при влажности пород выше максимальной молекулярной влагоемкоемкости. Капиллярно-подвешенная вода не доходит до уровня подземных вод. Она доступна для растений, но в засушливые годы при длительном испарении может расходоваться почти до полного исчезновения. Капиллярно-поднятая вода располагается над уровнем первого от поверхности водоносного горизонта (грунтовых вод), где она образует так называемую капиллярную кайму. Мощность ее различна и зависит от состава горных пород; она минимальна в крупнообломочных породах (до 2-30-35 см), максимальна в суглинках и глинах (до первых метров). Количество воды в породе, соответствующее полному насыщению всех капиллярных пор, называют капиллярной влагоемкостью.
Гравитационная (свободная) вода образуется в породах при полном насыщении всех пор и трещин водой, что соответствует полной влагоемкости. В этих условиях вода движется под воздействием силы тяжести и напорного градиента в направлении к рекам, морям и другим областям разгрузки. К гравитационной воде относят также инфильтрационную воду зоны аэрации, появляющуюся периодически во время снеготаяния, после выпадения дождей и идущую на пополнение подземных вод.
Вода в твердом состоянии находится в горных породах или в виде отдельных кристаллов, или в виде линз и прослоев чистого льда. Она образуется при сезонном промерзании водонасыщенных горных пород, но особенно широко развита в областях распространения многолетнемерзлых горных пород (в Сибири, Канаде и других районах).
Кристаллизационная вода свойственна ряду минералов, где она входит в их кристаллическую решетку. Из таких минералов можно назвать мирабилит Na2SO4.10H2O с содержанием кристаллизационной воды до 55,9%, бишофит MgCl2.6Н2О - до 53,2%, гипс CaSO4.2Н2O - до 20,9% и др. Кристаллизационная вода в ряде случаев может быть выделена при высоких температурах.
42. каков закон движения подземных вод
Подземные воды в большинстве случаев находятся в движении. Потоки грунтовых вод могут быть плоскими, радиально расходящимися и сходящимися, криволинейными. Направление потока грунтовых вод можно определить методом трех скважин или по карте гидроизогипс – линий с равными абсолютными отметками зеркала грунтовых вод (аналогично горизонталям рельефа). Карта гидроизогипс позволяет решить следующие вопросы: 1) определить направление и уклон грунтовых вод, 2) установить связь грунтовых и поверхностных вод, 3) выбрать площадку для строительства и дренажа.
Скорость движения (фильтрации) подземных вод характеризуется законом Дарси (1856 г.), который проводил свои опыты в трубке, заполненной песком и установил, что «Количество воды Q, прошедшее через какое-либо сечение F в единицу времени, пропорционально площади сечения и гидравлическому градиенту I, равному разности напоров ΔH = Н1 –Н2, отнесенной к длине пути L»:
Q = КфF ΔH / L = КфF I,
где Q – расход воды или количество фильтрующей воды в единицу времени, м3/ сут; Кф – коэффициент фильтрации, м/сут; F – площадь поперечного сечения потока, м2; ΔH – разность напоров, м; L – длина пути фильтрации, м.
По этой же формуле можно определить приток воды к реке.
Закон Дарси действует только при ламинарном движении грунтовых вод в суглинках, песках, галечниках, где турбулентный (вихревой) характер наблюдается редко.
Разделив обе части уравнения на площадь F и обозначив Q/F=V – скорость фильтрации, м/сутки, получаем: V=KфI, при I=1,0, Кф= V м/сутки.
Эта скорость движения воды фиктивная, т.к. отнесена ко всему сечению потока. Фактически движение воды происходит только через поровое пространство. Действительная скорость Vд определяется по формуле: Vд=Q/F·n, где n – пористость в д.е. Vд=V/n.
43 приведите классификацию подземных вод по химическому составу
Природные воды характеризуются большой растворяющей способ ностью. Даже дождевая вода не является идеально чистой, так как она из облаков до поверхности Земли поглощает взвешенную в воздухе пыль и газы воздуха и выпадает до некоторой степени уже минерали зованной. Тем более это относится к подземным водам. Протекая по разнообразным горным породам, они взаимодействуют с окружающей средой и изменяют свои свойства и состав. Происходит процесс выщела чивания некоторых горных пород или включений в них и обогащение минеральными солями подземных вод. Кроме того, формирование химического состава подземных вод связано с условиями их происхож дения (морские, имфильтрацнонные, ювенильпые и т. д.) и последующи ми процессами, их изменяющими.
По количеству растворенных веществ природные воды разнообраз ны и изменяются: от ультрапресных вод (с содержанием в растворе различных элементов в долях процента) до рассолов с полной насыщен ностью. Общее содержание растворенных в подземных водах веществ принято называть обще и м и н е р а л и з а ц и е и воды и выражать в г/л или в мг/л.
В. И. Вернадский подразделял все природные воды с точки зрения общей минерализации на четыре больших класса:
'. Пресные, с общей минерализацией до 1 г/л.
2. Солоноватые, с общей минерализацией от I до 10 г/л.
3. Соленые, с общей минерализацией от 10 до 50 г/л.
4. Рассолы (очень сильно минерализованные воды), с обшей мине рализацией свыше ' 50,/г/уТ' (300-iV более г'л). Максимальная вели-чина минерализации, достигающая 500—600 г/л, встречена в последнее время в Иркутском бассейне^
1 Транспирация — физиологический процесс испарения воды живыми растениями.
Приведенная классификация указывает на значительные изменения в минерализации воды — от десятков миллиграммов до сотен граммов на 1 литр воды. В последующем А. М. Овчинниковым и другими иссле дователями дано более дробное подразделение подземных вод по их минерализации (табл. 8.1). Для питьевых целей наилучшими водами являются пресные, с минерализацией до 1 г/л; при необходимости мож но употреблять и слабо-солоноватые воды с общей минерализацией до 2—3 г/л. Воды с большей минерализа цией для водоснабжения практически непригодны.
44 что такое гидроизогипсы
ГИДРОИЗОГИПСЫ (от греч. hydor — вода, isos — равный и hypsos — высота * а. соunter of water table; н. Hydro-isohypsen; ф. hydro-isohypses; и. medidor del nivel hidrauliсо) — линии, соединяющие на карте (плане) точки с одинаковыми абсолютными или относительными отметками высот поверхности безнапорных подземных вод.
45. приведите гинетическю классификацию месторождений полезных
КЛАССИФИКАЦИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ГЕНЕТИЧЕСКАЯ — основана на генетических принципах, т. е. учитывает выясненные в той или иной мере источники вещества м-ний, геол. и физ.-хим. условия их образования. По этим признакам м-ния разделяются на 2 главнейшие гр.: эндогенные (гипогенные), возникшие за счет внутренней тепловой энергии земного шара, и экзогенные, образование которых связано с внешней солнечной энергией, получаемой земной поверхностью. Среди эндогенных м-ний выделяют м-ния магматогенные, связанные с магм, деятельностью (образованием язв. п.), и метаморфогенные, образованные или преобразованные процессами глубинного метаморфизма. В лит. США термину “м-ния эндогенные” нередко придается иное значение, а для термина “м-ния метаморфогенные” в большинстве классификаций вообще не указывается на подчиненность его м-ниям эндогенным. Разл. варианты К. м. п. и. г. были созданы в Европе и США за последние 100 лет и гл. обр. в конце XIX в. взамен более простой ранее распространенной морфологической классификации. Наиболее известными и детально разработанными из иностранных классификаций, несколько раз дополнявшихся, являются амер. классификация Линдгрена (1913, 1933) и швейцарско-нем. Ниггли (1925, 1941) и Шнейдерхена (1926, 1941, 1955). Большой вклад в разработку К. м. п. и. г. внесли русские ученые — Богданович (1912), Левинсон-Лессинг (1911), Заварицкий (1926, 1950 и др.), Обручев (1935), Усов (1933), Смирнов (1947), Билибин (1955), Бетехтин (1953), Татаринов и Магакьян (1949), Татаринов (1963), В. Смирнов (1965) и др. Классификации Линдгрена, Шнейдерхена, Богдановича, Обручева, Татаринова охватывают все м-ния, как эндогенные, так и экзогенные, но основное внимание ученых привлекла разработка генетической классификации эндогенных м-ний, связанная с большими трудностями ввиду недостаточной изученности процессов образования ряда типов этих м-ний, источников их вещества и геол. обстановки. В широко распространенной классификации Линдгрена эндогенные м-ния подразделяются на образованные в г. п. горячими растворами или газовыми эманациями из магм.тел (эпигенетические) и на возникшие в магмах при их дифференциации (сингенетические). Дальнейшее разделение ведется по свойственным каждой выделенной гр. м-ний пределам температуры образования и примерной величине давления. Сам автор указывал на недостаточность имевшегося в то время материала для составления генетической классификации, что и вызвало дальнейшие ее изменения и дополнения. Построенные несколько иначе, близкие между собой классификации магматогенных м-ний Ниггли (вариант 1941 г.) и более дробная Шнейдерхена (1941 и 1949), основаны на следующих главных генетических критериях: 1) место выделения рудоносных растворов из магмы (м-ния вулк., суб-вулк., плутонические и глубинно-плутонические); 2) место отложения рудного материала: а) глубина от поверхности; б) удаление от источника; в) характер вмещающих п.; 3) температура процесса образования рудоносных растворов; 4) температура главной эпохи рудообразования. Шнейдер-хен расчленяет эндогенные м-ния на 8 главных (обобщенных) и выделяет около 70 частных рудных форм, связанных между собой переходами. С. Смирнов (1947) в критическом разборе классификации Ниггли обращает внимание на ее излишнюю сложность и, в частности, на отсутствие введения в классификацию как основного признака места выделения рудоносных растворов. С. Смирнов приводит свои соображения о построении схемы генетической классификации магматогенных м-ний, близкой к схеме Ниггли, но с включением понятия “рудные форм.” (выделенные по хим.-минералогическим особенностям). Он рекомендовал в будущем, когда удастся провести более дробное и обоснованное выделение тектоно-магм. комплексов п., характерных для определенных крупных структурных единиц земной коры с присущим каждому из них комплексом м-ний, во главу угла поставить именно тектоно-магм. комплексы с последующим их расчленением, выделением рудных форм с учетом глубины и температуры рудообразования. Идеи С. Смирнова развивал в своих работах по общей и региональной металлогении и, принципам составления металлогенических карт Билибин (1955, 1961). Им выделено более 20 комплексов магм. п., относящихся к последовательным этапам геол. развития земной коры, и примерно столько же комплексов рудных м-ний, связанных с магм. комплексами. В позднейших работах советских геологов неоднократно указывается, что необходимый материал для построения генетической классификации м-ний дадут составляемые металлогенические карты. Примером общей К. м, п. и. г., построенной на металлогенической основе, является следующая (сокращенная) классификация Татаринова (1963).
А. Эндогенные м-ния. I. Собственно магматические. 1. Сегрегационные: а) раннемагм.; б) позднемагм. 2. Ликвационные. II. Пегматитовые. III. Постмагм. 1. Пневматолитовые (контактово-метасомат.). 2. Гидротерм.: а) умеренных и значительных глубин, меньших глубин и приповерхностные. 3. Эксгаляционные. Б. Экзогенные м-ния. I. М-ния выветривания. 1. Обломочные (в т. ч. россыпи). 2. Остаточные: а) м-ния коры выветривания; б) м-ния типа железных шляп. 3. Инфильтрационные. II. М-ния осад. 1. Механические осадки. 2. Хим. осадки (в т. ч. биохим.). В. Метам. м-ния. 1. Метаморфизованные. 2. Метам.
В 1964 г. В. Смирнов предложил новую классификацию только одной крупной и важной гр. гидротерм, м-ний, принадлежность к которой многих м-ний часто вызывает дискуссии. Он выделяет среди них следующие 5 классов.: 1) грейзеновые; 2) эндотерм. с подразделением их на кварцевый, сульфидный и карбонатный подклассы; 3) телетерм.; 4) колчеданные; 5) субвулк. При выделении этих классов и подклассов наряду с геол. и физ.-хим. условиями образования м-ний, в частности связи их с определенными тектоно-магм. комплексами п., существенную роль играет минер. сост. руд, отражающий эти условия для каждого класса и подкласса. В еще большей степени пытался использовать приведенные выше воззрения С. Смирнова Твалчрелидзе (1966) в своем “Опыте систематики эндогенных м-ний складчатых областей (на металлогенической основе)”. Им в основу классификации положено подразделение м-ниий по типам составных частей геосинклиналей. Таких типов автор выделяет 13. В качестве второго признака систематики использованы 19 магм. форм.; третьим признаком являются рудные комплексы (их выделено 22 без повторных) и четвертым — рудные форм, (их > 40) . В рудных форм, выделяются еще минеральные типы. Автор указывает, что при добавлении рудных форм., характерных для платформенных областей, общее число их возрастает по крайней мере до 60. Несмотря на большое количество русских и иностранных работ, опубликованных за последние годы, посвященных вопросам рудообразования, региональной металлогении и непосредственно систематике рудных м-ний, до настоящего времени еще не создано хорошо обоснованная К. м. п. И. г., особенно эндогенных. Син.: систематика м-ний полезных ископаемых на геол. основе. 50. Какие полезные ископаемые образуются при позднемагматических процессах?
Позднемагматическими называются кристаллизационные месторождения, образованные в результате выделения рудных минералов после кристаллизации породообразующих минералов при температуре 1000-1200о. На последних стадиях кристаллизации обособляется своеобразный рудный (остаточный) расплав, образованный из капель рудных минералов. Этот расплав застывает на месте или перемещается по трещинам почти застывшего интрузива, образуя жильные тела, штоки, пластообразные залежи, линзы. Для позднемагматических месторождений характерны: наличие эпигенетических рудных тел (жил, линз, труб); ксеноморфный облик рудных минералов, цементирующих ранние породообразующие минералы (сидеронитовая структура-оливин и пироксен цементируются магнетитом); крупные масштабы концентрированных руд.
Месторождения связаны со следующими формациями магматических пород: перидотиовая (хромиты, платиноиды); габбро-пироксенит-дунитовая (титаномагнетиты); щелочных пород (апатит-магнетитовые, апатит-нефелиновые, редкоземельные месторождения).
51. Какие полезные ископаемые образуются при процессах ликвации?
Ликвационными называются магматические месторождения, которые образуются в результате разделения (ликвации) силикатной магмы на силикатный и сульфидный расплавы. Ликвация начинается еще до раскристаллизации, при t = 15000, застывание происходит при t=900-12000.
Ликвационные месторождения залегают среди основных и ультраосновных пород.
На ликвацию сульфидного расплава влияют: концентрация S, общий состав магмы, содержание Fe, Mg, Si, халькофильных элементов (Cu, Zn). Так, содержание Fe повышает растворимость сульфидов, и значительных месторождений не образуется. Если Fe связывается кристаллизующимся оловином, то его содержание в жидкой части системы снижается и происходит интенсивное отделение сульфидов - образуются крупные месторождения. Сера обладает разным сродством с металлами. При небольших содержаниях S образуются лишь сульфиды Cu, с которой S более родственна. Fe при этом сохранияется в расплаве и тормозит формирование оруденения. При повышенном содержании S образуется железистый расплав с растворенными сульфидами Cu, Ni и др. металлов.
52. Какие полезные ископаемые размещены в пегматитовых месторождениях?
Пегматитовыми называются месторождения, которые образуются на поздних стадиях кристаллизации магмы из остаточных расплавов или в процессе метаморфизма при активном воздействии летучих компонентов. Магматогенные пегматиты это переходная группа между магматическими и постмагматическими образованиями.
Наиболее важные полезное ископаемое пегматитов: слюды (Сибирь, Карелия, Кольский п-ов); керамическое сырье: кварц, полевые шпаты (Карелия, Украина); редкие и радиоактивные металлы: Li (сподумен, лепидолит) – США; Nb (Норвегия, США); U, Th (Канада, Мадагаскар); олово (Казахстан); топаз, драгоценные, полудрагоценные камни (Урал, Украина); пъезокварц, морион (Украина); корунд, изумруды (Урал).
53. Какие полезные ископаемые добывают из карбонатитовых месторождении?
Карбонатитовыми называются месторождения, состоящие на 80-90% из карбонатных минералов, залегающих в пределах интрузивных массивов центрального типа, сложенных ультраосновными и щелочными горными породами. Этот генетический тип включает месторождения сложного генезиса, переходные от магматических к постмагматическим.
Карбонатитовые месторождения содержат ряд полезных ископаемых, которые стали использоваться сравнительно недавно. Крупными являются месторождения Бразилии (Араша), Сибири (Гулинкое), Кольского полуострова (Ковдор), Южной Африки (Палабора) и др. В составе карбонатитов отмечено более 70 разных минералов, среди которых преобладают карбонаты - кальцит СаСО3, доломит СаMg(СО3)2, сидерит FeСО3, анкерит Са(Mg, Fe)(СО3)2,. Наиболее важные и промышленно ценные минералы: сульфиды - пирротин Fe2S, борнит Сu5FeS4, халькопирит CuFeS2, молибденит МоS2 , пирит FeS2, окислы - магнетит Fe3О4, гематит Fe2О3, ильменит FeTiO3, рутил TiО2, бадделеит ZrО2, перовскит CaTiО3, пирохлор NaCaNb2О6F, гатчеттолит (U-пирохлор), колумбит (Fe, Mg)(Nb, Ta)2О6 , брейнерит (Mg, Fe)СО3 , карбонаты редких земель - паризит (Ce, La), бастнезит (Ce, La, Pr), сульфаты - барит ВаSО4, целестин SrSО4 , фосфаты - апатит Са5(РО4)3 Cl , монацит (Се,La)РО4, силикаты - циркон ZrSiО4 , сфен, нефелин, флогопит.
54. Типы гидротермальных месторождении и каковы интервалы температур их образования?
Гидротермальные месторождения (от Гидро... и греч. therme — теплота, жар) большая группа месторождений полезных ископаемых, образующихся из осадков циркулирующих в недрах Земли горячих водных растворов, Выделяются 4 группы источников воды гидротермальных растворов: 1) магматическая вода, отделяющаяся из магматических расплавов в процессе их застывания и формирования изверженных пород; 2) метаморфическая вода, высвобождающаяся в глубоких зонах земной коры из водосодержащих минералов при их перекристаллизации; 3) захороненная вода в порах морских осадочных пород, приходящая в движение вследствие смещений в земной коре или под воздействием внутриземного тепла; 4) метеорная вода, проникающая по водопроницаемым пластам в глубины Земли. Минеральное вещество, находящееся в растворе, при отложении которого формируются Г. м., может быть выделено остывающей магмой или мобилизовано из пород, сквозь которые фильтруются подземные воды. Г. м. формировались в широком интервале от поверхности Земли до глубины свыше 10 км; оптимальные условия для их образования определяются глубиной от нескольких сот м до 5 км. Начальная температура этого процесса могла соответствовать 700—600 °С и, постепенно снижаясь, достигать 50—25 °С; наиболее обильное гидротермальное рудообразование происходит в интервале 400—100 °С. По составу преобладающей части минералов выделяются следующие главнейшие типы гидротермальных руд: 1) сульфидные, формирующие месторождения меди, цинка, свинца, молибдена, висмута, никеля, кобальта, сурьмы, ртути; 2) окисные, типичные для месторождений железа, вольфрама, тантала, ниобия, олова, урана; 3) карбонатные, свойственные некоторым месторождениям железа и марганца; 4) самородные, известные для золота и серебра; 5) силикатные, создающие месторождения неметаллических полезных ископаемых (асбест, слюды) и некоторые месторождения редких металлов (бериллий, литий, торий, редкоземельные элементы).
55. Каковы различия в размещении полезных ископаемых разного типа гидротермальных месторождении?
Источниками гидротермальных растворов могут быть: магматические воды, отделяющиеся в недрах Земли из магматических расплавов в процессе их застывания и формирования изверженных пород; метаморфическая вода, высвобождающаяся в глубоких зонах земной коры из водосодержащих минералов при их перекристаллизации; захороненная вода в порах морских осадочных пород, приходящая в движение вследствие смещений в земной коре или под воздействием внутриземного тепла; метеорная вода, проникающая по водопроницаемым пластам в глубины Земли. Минеральное вещество, находящееся в растворе, при отложении которого формируются гидротермальные месторождения, может быть выделено остывающей магмой или мобилизовано из пород, сквозь которые фильтруются подземные воды. Образование гидротермальных месторождений охватывает длительный промежуток времени (от сотен тысяч до десятков миллионов лет), распадающийся на последовательные этапы и стадии.
Гидротермальные руды отличаются большим количеством входящих в их состав минералов. Обычно они неравномерно распределены в контурах рудных тел, образуя чередующиеся зоны повышенной и пониженной их концентрации, определяющие первичную минеральную и геохимическую зональность гидротермальных месторождений. Существуют несколько вариантов генетической классификации гидротермальных месторождений. По глубине и температуре образования гидротермальных месторождений принято разделять на гипотермальные, мезотермальные и эпитермальные. По другим классификациям выделяют гидротермальные месторождения плутоногенные, вулканогенные и амагматогенные. Гидротермальные месторождения особенно существенны для добычи руд цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. Гидротермальные месторождения, кроме того, служат источником добычи асбеста, магнезита, флюорита,барита, горного хрусталя, исландского шпата, графита и некоторых драгоценных камней (турмалина, топаза, берилла).
56. На какие типы по минеральному составу разделяются колчеданные месторождения?
Разделяются на серно-колчеданные, медно-колчеданные и полиметаллически- колчеданные м-ния. B рудах серно-колчеданных м-ний преобладают сульфиды железа - пирит, пирротин, марказит. B рудах медно-колчеданных м-ний, кроме того, присутствуют минералы меди - халькопирит, борнит, халькозин. B рудах полиметаллически-колчеданных м-ний находятся минералы цинка и свинца, a также барита, иногда гипса.
Колчеданные месторождения формируют залежи сплошных или массивных, a также вкрапленных руд. Эти залежи имеют форму пластов, линз, штоков и жил дл. до 5000 м, мощностью до 250 м, глуб. распространения до 2000 м. Пo условиям образования и нахождения K. м. тесно связаны c основными вулканич. породами, излившимися на дне древних морей и формирующими протяжённые офиолитовые пояса, характерные для ранней стадии геосинклинального развития. Процесс накопления колчеданов - длительный, причём на ранних стадиях образуются преим. сернистые соединения железа, a на поздних - K. м. меди, цинка, свинца. K. м. формировались на всём протяжении геол. истории. Наиболее древние (архейские) м-ния известны в Сев. Америке (Канада), Австралии, Юж. Африке и Индии, протерозойские - в CCCP (Карелия, Сибирь), Швеции, Норвегии, Финляндии, Австралии, нижне-палео-зойские - в CCCP (Прибайкалье, Тува), Норвегии, Швеции, Австралии, Испании и Португалии, средне- и верхнепалеозойские - в CCCP (Урал, Рудный Алтай, Центр. Казахстан, Cp. Азия, Кавказ) и ФРГ, мезозойские - в CCCP (Кавказ), Италии, Турции, Франции, Югославии, кайнозойские - в CCCP (Кавказ), Японии, Иране, Греции, на Кубе.
57. Как образуются альбитит-грейзеновые месторождения и какие полезные ископаемые в них представляют промышленный интерес?
Альбитит-грейзеновые месторождения формировались в среднюю и позднюю стадии геосинклинального цикла развития, а также при активизации магматической деятельности на древних платформах. Они особенно характерны для гранитофильных геосинклиналей, в меньшей мере для геосинклиналей других типов. На средней стадии геосинклинального развития альбитит-грейзеновые месторождения исключительно тесно связаны с формацией нормальных и крайне кислых гранитов, приуроченных к осевым поднятиям, возникающим на месте внутренних зон геосинклиналей. На поздней стадии они тяготеют к гранитам повышенной щелочности формации малых интрузий, размещение которых определяется глубинными разломами, особенно по обрамлению срединных массивов и складчатых поясов. На активизированных платформах эти месторождения связаны с формацией щелочных пород, массивы которых обычно образуют цепи, вытянутые вдоль региональных разломов, разрезающих тело платформы. В этих условиях, будучи приуроченными к линейным зонам массивов материнских пород, они формируют протяженные рудные пояса, детально описанные Г. Щербой.
Флюидные потоки, фильтруясь через граниты нормальной и повышенной щелочности, альбитизируют апикальные части интрузий (особенно - выступы и апофизы), а избыток калия выносят и связывают в грейзенах, которые накапливаются на границе альбитизированных гранитоидов с вмещающими породами во вмещающих породах. При этом флюиды выщелачивают из гранитоидов ряд металлов, которые затем в метасоматитах образуют рудные концентрации. Для альбититов это (главным образом): цирконий (Zr), тантал (Ta), ниобий (Nb), торий (Th), уран (U), редкие земли (TR); для грейзенов – бериллий (Be), литий (Li), олово (Sn), вольфрам (W) и молибден (Mo), висмут (Bi). Выщелачивание и транспортировка в альбититах и грейзенах обеспечивается в основном фтором (больше фтора - богаче руды). Альбититовые месторождения формируются на глубинах порядка 1.5-4 км, температура образования - 520-460 С. Процесс альбитизации протекает под воздействием надкритических гидрокарбонатно-натриевых растворов с общей минерализацией 10-15 мас.%. Среди катионов резко преобладает натрий, среди анионов - угольная, соляная, фтористо-водородная и кремневая кислоты. Ведущие факторы рудоотложения - падение температуры, изменение режима давления и показателя pH растворов.
Грейзеновые месторождения формируются на глубинах 1-4 км, что соответствует давлению 4.5-0.2 кбар, температура образования - 450-350 С. Давление в системе способно резко изменяться благодаря новым импульсам трещинообразования (в результате в трещины всасывается рудоносный раствор). Перегруппировка раствора приводит к переотложению ранее выделившихся минералов из сплошных метасоматитов в жилы выполнения. Концентрация рудоносного флюида последовательно снижается от 65 до 25 массовых процентов эквивалента NaCl, состав флюида - фторидно-хлоридно-калиево-натриевый. Примеси хлоридов Mg, Fe, Ca, Li в сумме не превышали 1 %.
58. Назовите месторождения, образующиеся осадочным путем.
В океанах и морях минеральные вещества осаждаются и накапливаются на дне. Эти минеральные вещества поступают с континентов, под влиянием силы тяжести, в результате химического воздействия соленой морской воды или в связи с жизнедеятельностью морских организмов. Так создаются толщи пород осадочного происхождения, среди которых находятся пласты осадочных полезных ископаемых. Кроме таких общеизвестных осадочных пород, как пески, глины, известняки, распространены месторождения руд железа, марганца, алюминия, фосфоритов, угля и нефти.
Осадочные месторождения:
а) Механические осадочные месторождения.
Образуются за счет материала. Возникшего при физическом выветривании в зависимости от формы, размера частиц, их удельного веса, скорости и массы водного потока; этот процесс называется дифференциацией осадков. В общем случае по мере удаления от коренного источника отлагаются более мелкие и лучше отсортированные осадки.
Среди механических осадков выделяются месторождения обломочных пород (валуны, галечники, гравий, пески, глины) и россыпи (золота, алмазов).
б) Химические осадочные месторождения.
Образуются в поверхностных условиях на дне мирских, озерных водоемов и болот за счет минеральных веществ, находящихся ранее в растворенном состоянии в воде. Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты выветривания горных пород. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации или коагуляции из коллоидных растворов.
Месторождения химических осадков из коллоидных растворов образуют скопления руд железа, марганца, алюминия.
в) биохимические осадочные месторождения.
Возникают в результате жизнедеятельности организмов, которые концентрируют в себе большое количество тех или иных элементов. К этому типу относятся месторождения известняка, диатомитов, серы, фосфоритов и каустобиолиты.
Органогенные известняки образуются при накоплении и уплотнении скелетов морских животных, которые в процессе своей жизнедеятельности усваивали СаСО3.
59. Как образуются обломочные месторождения?
Обломочные месторождения - Вторичные месторождения, образовавшиеся путем механического разрушения выходов, на поверхность ранее существовавших месторождений и накопления рудного вещества в виде обломочного материала. Представителями этой группы месторождений при достаточном измельчении материала выветриванием являются элювиальные и делювиальные россыпи.
60. Какие виды россыпных месторождении вы знаете, какие экзогенные факторы приводят к их образованию?
Среди россыпных месторождений выделяются элювиальный, делювиальный, пролювиальный, аллювиальный, литоральный, гляциальный, золовый (дюнный) классы. По времени образования различают современные (юночетвертичные) и древние (ископаемые), по условиям залегания — открытые и погребённые россыпные месторождения. По форме залежей среди россыпных месторождений выделяются плащеобразные, пластовые, линзовидные, лентообразные, шнурковые и гнездовые разновидности.
РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ — скопление обломочных горных пород, содержащих ценные минералы, разработка которых экономически целесообразна и технически возможна на данном уровне развития техники. Формирование россыпных месторождений обусловлено физическим и химическим выветриванием горных пород и полезных ископаемых.
Россыпные месторождения имеют важное значение для добычи ряда полезных ископаемых (золото, платина, алмазы, титан,вольфрам, олово, тантал, ниобий, торий, гранат, горном хрусталь, янтарь и др.).
61. Каков механизм образования месторождении вторичного сульфидного обогащения?
Зона окисления месторождений полезных ископаемых, находится вблизи земной поверхности и формируется вследствие химического разложения неустойчивых по составу минералов, под воздействием поверхностных и грунтовых вод, а также растворённых в этих водах и находящихся в атмосфере кислорода и углекислого газа. Это изменение определяется в основном процессом окисного преобразования. Наиболее интенсивно изменяются руды сернистых металлов, месторождения серы, солей и каменного угля. Сульфидные соединения металлов при этом заменяются окислами, гидроокислами, карбонатами и сульфатами тех же металлов. На месте серы возникают скопления алунита и гипса. В залежах каменных солей также накапливается гипс. Разложение пластов угля приводит к увеличению влажности, зольности и содержанию в них кислорода при одновременном снижении количества углерода и водорода. Возникающие при этом на залежах полезных ископаемых покрышки продуктов окисления называются «минеральными шляпами». Для залежей сульфидных руд различают «железную шляпу», сложенную преимущественно бурым железняком, а для залежей соли и серы выделяют «гипсовую шляпу». Зона окисления распространяется вглубь до уровня грунтовых вод, обычно от нескольких метров до нескольких десятков метров, но иногда, на отдельных участках, до нескольких сот метров от поверхности Земли. В процессе окисления часть минерального вещества полезного ископаемого может раствориться грунтовой водой, просочиться вниз и вновь отложиться ниже уровня грунтовых вод, образовав зону вторичного минерального обогащения. Зона вторичного обогащения особенно характерна для некоторых месторождений меди, урана, золота и серебра.
62. Как образуются химические осадочные месторождения?
Образуются в поверхностных условиях на дне мирских, озерных водоемов и болот за счет минеральных веществ, находящихся ранее в растворенном состоянии в воде. Источником для образования месторождений является морская вода, а также продукты выветривания горных пород. Растворенные вещества отлагаются на дне водоемов в виде химических осадков путем кристаллизации или коагуляции из коллоидных растворов.
Месторождения химических осадков из коллоидных растворов образуют скопления руд железа, марганца, алюминия.
63. Какие факторы приводят к образованию месторождений выветривания?
Выветривание, процесс разрушения и изменения горных пород в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического воздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. Выветривание горных пород совершается под влиянием воды (атмосферные осадки и грунтовые воды), углекислоты и кислорода, водяных паров, атмосферного и грунтового воздуха, сезонных и суточных колебаний температуры, жизнедеятельности макро- и микроорганизмов и продуктов их разложения. На скорость и степень Выветривание, мощность продуктов Выветривание и на их состав, кроме перечисленных агентов, влияют также рельеф и геологическое строение местности, состав и структура материнских пород. Подавляющая масса физических и химических процессов Выветривание (окисление, сорбция, гидратация, коагуляция) происходит с выделением энергии.
В тех случаях, когда продукты Выветривание не остаются на месте своего образования, а уносятся с поверхности выветривающихся пород водой или ветром, нередко возникают своеобразные формы рельефа, зависящие как от характера Выветривание, так и от свойств горных пород, в которых процесс как бы проявляет и подчеркивает особенности их строения. Для изверженных пород (гранитов, диабазов и др.) характерны массивные округлённые формы Выветривание; для слоистых осадочных и метаморфических — ступенчатые (карнизы, ниши и т.п.). Неоднородность пород и неодинаковая устойчивость их различных участков против Выветривание ведёт к образованию останцов в виде изолированных гор, столбов, башен и т.п. Процессы Выветривание приводят к образованию различных осадочных пород и многих полезных ископаемых: каолинов, охр, огнеупорных глин, песков, руд железа, алюминия, марганца, никеля, кобальта, россыпей золота, платины и др., зон окисления колчеданных месторождений с их полезными ископаемыми и др.
64. Какие типы месторождений выветривания вы знаете, каковы условия их образования?
ВЫВЕТРИВАНИЕ — процесс разрушения и изменения горной породы в условиях земной поверхности под влиянием механического и химического оздействия атмосферы, грунтовых и поверхностных вод и организмов. Основные типы выветривания по роду воздействия на горные породы; физическое, химическое и органическое (биологическое). Все виды выветривания действуют одновременно, но в зависимости от климата тот или иной вид преобладает. Физическое выветривание особенно характерно для территорий с сухим (аридным) климатом и высокогорных областей. В условиях холодного климата при частых колебаниях температуры около 0°С механическое разрушение пород происходит под влиянием морозного выветривания, химического и органического. Выветривания характерны для влажных, умеренных, тропических и субтропических климатов. Скорость и степень выветривания, мощность продуктов выветривания и их состав зависят также от рельефа, вещественного состава и структуры горной породы. Накопления непереотложенных продуктов образуют коры выветривания, с которыми связаны месторождения многих полезных ископаемых (каолинов, oxp, руд железа, алюминия и др.).
65. Как и какие месторождения образуются в лагунах?
66. Как и какие месторождения образуются в шельфовой зоне морей?
С незапамятных времен и до сего дня шельфовые моря остаются средоточием большей части морской деятельности человека. Они представляют собой мелководные зоны вокруг границ континентов и являются крупнейшим океанским источником биологических и минеральных богатств. Так, около 90% всей рыбы, потребляемой Европой и Северной Америкой, добывается в рыболовных зонах шельфовых морей. Эти зоны тянутся от линии отлива до края континентального шельфа. Средняя его ширина составляет 70 км, хотя он может быть и значительно протяженнее. Например, у побережья Северного Ледовитого океана он простирается на 900 км. Существуют два типа континентального шельфа, чьи размер и характер заметно сказываются на природе лежащих над ними морей. Атлантический шельф — широкий, стабильный и имеет постепенный уклон. Тихоокеанский гораздо уже и зачастую прилегает к зонам сейсмической активности. Несмотря на наименования, оба типа шельфа встречаются в различных океанах.
ЭЛЕМЕНТЫ МОРСКОГО ШЕЛЬФА
Переход от прибрежной зоны к океанским глубинам примерно одинаков на границах всех континентов, хотя условия на равных широтах и глубинах могут сильно различаться. Шельфовые зоны — продолжение континентальных образований. Например, на гористых побережьях они узкие, каменистые и крутые, а там, где к морю выходят равнины, они более пологи. Континентальный шельф покрыт осадочным материалом, принесенным с суши реками или ветром. Край его отмечен резким увеличением градиента понижения. В некоторых местах V-образные подводные каньоны глубоко врезаются и в шельф, и в нижележащий склон. Континентальный склон крутым уступом спускается к морскому дну, отмечая внешнюю границу континента. В нижней его части, там, где континентальные массы встречаются с океанской корой, нередко имеется пологая зона между склоном и абиссальной равниной, называемая континентальным поднятием.
67. Что такое биохимическое месторождение?
Возникают в результате жизнедеятельности организмов, которые концентрируют в себе большое количество тех или иных элементов. К этому типу относятся месторождения известняка, диатомитов, серы, фосфоритов и каустобиолиты.
Органогенные известняки образуются при накоплении и уплотнении скелетов морских животных, которые в процессе своей жизнедеятельности усваивали СаСО3. Осадочные месторождения серы образуются при восстановлении сульфатов биохимическим путем. Месторождения фосфоритов образуются за счет скоплений отмерших организмов. При разложении их фосфорнокислый кальций переходил в раствор, а затем отлагался на поверхности раковин и виде конкреций.
68. Как образуются вулканогенно-осадочные месторождения?
Вулканогенно-осадочные месторождения - месторождения полезных ископаемых, возникающие при поступлении в бассейны древних и современных морей и океанов минеральных продуктов, образующихся при извержениях вулканов, расположенных на дне моря, на островах и вдоль берегов, и осаждении этих продуктов в форме пластов и желваков. Минеральные продукты поступали на площади осадконакопления в растворах вулканического газа, горячих вод вулканического происхождения, в адсорбированном состоянии на поверхности вулканического пепла, при разложении остывших лав и пеплов морской водой, вследствие выщелачивания и выноса их из лавовых пород и пеплов вулканическими газовыми и жидкими растворами.
К вулканогенно-осадочным месторождениям относятся крупные пластовые залежи железных и марганцевых руд, сложенные силикатами, карбонатами, окислами и гидроокислами перечисленных металлов, а также колчеданные руды, в состав которых входят сульфидные соединения железа, меди, цинка, иногда свинца, барит и гипс. Отдельные исследователи предполагают, что, кроме того, В.-о. м. являются некоторые месторождения бокситов и фосфоритов. Они залегают в толщах пород, состоящих из лав, пеплов и слоёв кремнистых пород, перемежающихся с нормальными морскими отложениями. Встречающиеся на дне Тихого, Атлантического и Индийского океанов скопления желваковых руд железа и марганца, содержащие примесь кобальта, никеля, молибдена и других ценных металлов, возможно также образовались из продуктов подводных извержений молодых вулканов. Известны вулканогенно-осадочные месторождения различного геологического возраста — от древнейших до современных.
69. Что из себя представляют каустобиолиты?
КАУСТОБИОЛИТЫ — горючие ископаемые органические происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных организмов под воздействием геологических факторов. Термин "каустобиолиты" предложен в 1888 немецким учёным Г. Потонье, который разделил каустобиолиты по происхождению на 3 группы: сапропелиты, возникающие в результате захоронения на дне водоёмов низших организмов, в основном планктонных водорослей (кероген горючих сланцев,богхед); гумиды, образующиеся из остатков высших, преимущественно болотных, растений (бурый уголь, каменный уголь);липтобиолиты — угли, обогащённые наиболее стойкими к разложению компонентами растительные вещества (смолами, восками, кутикулой и др.). Встречаются смешанные типы каустобиолитов — сапрогумиты, липтосапропелиты (кеннель) и др. Потонье относил к каустобиолитам также нефть (как продукт подземной перегонки сапропелитов) и газы природные горючие.
Большинство современных геологов подразделяют каустобиолиты по условиям образования на 2 группы: каустобиолиты угольного ряда, включающие сингенетичные осадкообразованию горючие породы — торф, ископаемые угли, горючие сланцы; каустобиолиты нефтяного (и нафтоидного) ряда, имеющие в основном миграционную природу, — нефть, асфальты, озокерит и др. Единойклассификации каустобиолитов не разработано вследствие коренных различий в условиях образования, вещественном составе и технологических свойствах.
70. При каких процессах образуются каустобиолиты?
К каустобиолитам относятся торф, сапропель, ископаемые угли, горючие сланцы. Нефть и горючие газы геологически и генетически связаны с каустобиолитами, но они имеют существенные отличия от других горючих полезных ископаемых.
Во-первых, не все придерживаются представлений об органическом происхождении нефти. Во-вторых, закономерности образования и размещения нефти в значительной мере связаны с её подвижностью, мобильностью, существенными перемещениями в земной коре после образования. Наконец, к настоящему времени учение о нефти выделилось в специальную дисциплину: геологию нефти и газа.
Вещество каустобиолитов образуется из органических соединений, которые синтезируются животными и растительными организмами из газов атмосферы, воды, минеральных солей. Вода при этом содержит фосфор, калий и другие элементы. 71.Что такое ингредиенты углей, перечислите и дайте им краткую характеристику.
Ингредиенты – это макрокомпоненты углей различимые визуально невооруженным глазом. Они бывают простые и сложные. Простые ингредиенты представлены группами мацералов, образованных из единого растительного обрывка (фрагмента). Это структурные мацералы группы витринита (телинит) и группы инертинита (фюзинит). Такие фрагменты достигают довольно больших размеров от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров, и становятся различимы невооруженным глазом. В качестве ингредиентов они называются витрен и фюзен. Простые ингредиенты всегда встречаются в виде прослоев и линз и никогда не образуют пласты угля по массе
72.Назовите и кратко охарактеризуйте принципы разведки.
основные положения разведки:
1) принцип полноты исследования;
2) принцип последовательных приближений;
3) принцип равномерности (равной достоверности);
4) принцип наименьших трудовых и материальных затрат;
5) принцип наименьших затрат времени.
Принцип полноты исследования выражается прежде всего в необходимости освещения с большей или меньшей детальностью всего пространства, занимаемого разведываемым месторождением. Несоблюдение этого принципа приводит к излишним затратам или влечет за собой потери полезного ископаемого.
Первое требование принципа полноты: обязательность оконтуривания всего месторождения. Точность, с которой оконтуривается месторождение, может быть различной в зависимости от детальности исследования. Но уже в начальный период разведки для приближенного определения промышленных перспектив месторождения и для рационального планирования дальнейших разведочных работ необходимо иметь представление об общих масштабах и условиях залегания месторождения. Поэтому проблема оконтуривания всего месторождения имеет большое значение уже в самом начале разведочных работ.
Второе требование принципа полноты заключается в обязательности полного пересечения тела полезного ископаемого разведочными выработками. Только при условии полного пересечения тела полезного ископаемого можно установить его мощность, условия залегания, величину запасов полезного ископаемого, распределение различных типов и сортов руд в пределах рудного тела.
Принцип последовательных приближений состоит в наращивании знаний о месторождении по определенным этапам. Он прямо связан с принципом полноты исследований. В результате разведки мы хотим и должны получить исчерпывающие данные о строении месторождения, о запасах и качестве полезного ископаемого, необходимые для проектирования и эксплуатации. Но сразу получить достаточно точные данные о месторождении практически невозможно, особенно в случае крупного или сложного месторождения. Об этом свидетельствует вся практика геологоразведочных работ.
Принцип равномерности (равной достоверности) вытекает из необходимости более или менее равномерного освещения разведываемого месторождения.
Если разведочные выработки будут сосредоточены на одном участке месторождения, а другие участки не будут вскрыты выработками, то правильное представление о формах и условиях залегания тел полезных ископаемых не может быть получено и, следовательно, одна из важнейших задач разведки не будет решена.
Если на одном участке месторождения тела полезного ископаемого подвергнутся опробованию, а на другом участке не будут опробованы, то получить правильное представление о качестве полезного ископаемого и о распределении его типов и сортов в пространстве не удастся и, следовательно, вторая важнейшая задача разведки не будет решена.
В основе этого принципа лежит положение о том, что природные тела полезных ископаемых характеризуются изменчивостью форм и качества, уловить которую можно лишь при более или менее равномерном распределении разведочных выработок и пунктов опробования в пределах пространства, занимаемого месторождением.
Принцип наименьших трудовых и материальных затрат предполагает, что количество разведочных выработок, количество проб и объемы всех видов исследований должны быть минимальными, но достаточными для решения задач разведки.
Принцип наименьших затрат времени выражается в необходимости проводить разведку в кратчайшие сроки. Этот принцип имеет большое значение в период предварительной и детальной разведки, когда действуют крупные самостоятельные разведочные организации, располагающие подсобными мастерскими и средствами транспорта и поглощающие большие средства. Нельзя не учитывать при этом, что геологоразведочные партии и экспедиции обладают относительно небольшим количеством производственных рабочих,– значительную часть в составе разведочной партии занимает инженерно-технический и административно-хозяйственный персонал. Поэтому всякое удлинение срока разведки ведет к заметному удорожанию работ, не говоря уже о задержке строительства будущего предприятия.
73.Перечислите технические средства разведки.
По своему назначению они разделяются на основные и вспомогательные.
С помощью основных технических средств создаются разведочные пересечения и разведочные разрезы.
К ним относятся:
-горноразведочные выработки:
-разведочные скважины;
-геофизические методы, обеспечивающие возможность опробования разведочных выработок и исследования недр в промежутках между ними.
74.Назовите и охарактеризуйте виды разведочной сети.
Совокупность сведений об ориентировке, форме и размерах ячейки разведочной сети в продольной плоскости минерализованной зоны или залежи называется геометрией разведочной сети. В практике разведки наиболее широко используются такие виды как квадратные, ромбические и прямоугольные сети.
75.Перечислите стадии и периоды разведочных работ.
76.Что такое кондиция
Кондиции - совокупность требований промышленности к качеству минерального сырья и горногеологическим параметрам месторождений при оконтуривании и подсчете запасов в недрах, соблюдением которых достигается разделение запасов по качеству, технологическим сортам, горнодобычным типам и экономическому значению (балансовые и забалансовые).
77.Какова разница в балансовых и забалансовых запасах полезных ископаемых?
Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые. К балансовым принадлежат такие З. п. и., которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым относятся З. п. и., которые из-за их малого количества, низкого качества, сложных условий эксплуатации или переработки ныне не используются, но в дальнейшем могут явиться объектом промышленного освоения. Для определения показателей балансовых З. п. и. производят специальные расчёты, характеризующие промышленные кондиции минерального сырья (минимальную мощность тел полезных ископаемых, минимальное промышленное содержание ценных компонентов в полезных ископаемых и максимально допустимые включения горных пород); когда залежь полезного ископаемого постепенно сливается с окружающими её горными породами, рассчитывают т. н. бортовое содержание, т. е. содержание ценного компонента, по которому проводится граница между телом полезного ископаемого и вмещающими его горными породами. В СССР утверждение кондиций для подсчёта запасов, проверка правильности подсчёта запасов, распределения их по балансовой и забалансовой группам, а также утверждение запасов и определение подготовленности месторождения для промышленного освоения по категориям возложено на Государственную комиссию по запасам полезных ископаемых СССР.
78.Какие исходные данные необходимы для подсчета запасов полезных ископаемых?
Мощность залежей или продуктивных зон. Достоверность определения мощности по горным выработкам и буровым скважинам, возникающие погрешности. Виды мощностей. Использование различных видов мощностей при подсчёте запасов. Формулы для приведения одного вида мощности к другому Расчёт средней мощности. 18Площади поперечных сечений продуктивных зон или залежей иплощади подсчётных блоков. Определение площади на разрезах илипроекциях Измерение площади. Введение поправок в случае непараллельных плоскостей Объёмные массы полезных ископаемых. Определение объёмных масс лабораторными методами: или на месте залегания руд
Необходимость изучения объёмной массы по каждому типу и сорту полезного ископаемого Количество определений. Введение поправок на влажность. Расчёт средних значений. Содержание полезных компонентов. Подсчёт средних содержаний по разведочному пересечению, по разрезу, по блоку, по ряду блоков. Среднее арифметическое и средневзвешенное. Основные формулы. Ураганные пробы, методика их выявления и учёта. Особенности вычисления средних содержаний по блокам.
79.Какие вы знаете способы подсчета запасов?
Общие сведения и единицы измерения запасов. Определение мощности тел полезных ископаемых: а) с чёткими границами, б) без чётких границ. Определение мощности рудных тел по буровым скважинам, каратажу. Определение истинной мощности рудных тел. Определение объёмной массы, влажности и физико-механических свойств минерального сырья. Определение средних содержаний компонентов в выработках и на разрезах. Определение средних содержаний компонентов по данным буровых работ. Учёт проб, резко выделяющихся необычайно высоким содержанием полезного компонента (ураганные пробы). Способы измерения площадей тел полезных ископаемых (геометрический, планиметром, компьютерный). Оконтуривание тел полезных ископаемых в пределах отдельных разведочных выработок. Оконтуривание тел полезных ископаемых по совокупности разведочных выработок. Оконтуривание тел полезных ископаемых за пределами разведочных выработок.
80.Каковы достоинства и недостатки среднего арифметического способа подсчета запасов
Достоинства этого метода заключается в простоте графических построений и вычислительных операций, возможности выделения участков минерального сырья различного качества, а главное – в удобстве для проектирования эксплуатационных работ.Недостатки этого способа являются ограниченные возможности его применения –только при построении проекции на наклонную плоскость.
81,Как еще называют способ многоугольников? МЕТОД ПОДСЧЕТА ЗАПАСОВ МНОГОУГОЛЬНИКОВ (БЛИЖАЙШЕГО РАЙОНА, БОЛДЫРЕВА) — метод подсчета запасов, при котором площадь залежи на плане разбивается на многоугольники, построенные вокруг каждой разведочной выработки, пересечением перпендикуляров, восстановленных из середины линий, соединяющих ближайшие разведочные выработки. Запасы по каждому многоугольнику определяются произведением его площади на мощность и со дер. полезного ископаемого той выработки, вокруг которой он построен. Метод формальный и не учитывает закономерности изменения признаков. Результаты подсчета запасов по нему плохо увязываются с проектными решениями вскрытия и отработки м-ния. Использование его оправдано лишь в случаях, когда никакой другой метод не может быть применен.
82. Какова особенность подсчета запасов способом параллельных вертикальных рахрезов?
Способ разрезов позволяет наиболее полно учесть и отразить геологические особенности строения месторождений и залежей полезных ископаемых. Применение этого способа особо эффективно при подсчёте запасов в залежах сложной формы и большой мощности.
Наиболее существенный недостаток способов разрезов – ограниченность его применения (только для случаев разведки системами поперечных разведочных разрезов).
Данные по разведочным пересечениям, расположенным не в плоскостях поперечных разведочных разрезов не могут быть использованы для вычисления основных подсчётных параметров. В таких случаях разведанные запасы подсчитываются способом блоков.
83.Как рассчитывается объем тела полезного ископаемого при подсчете запасов способом изомощностей???!!!
Изомощность - геометрическое место точек с одинаковыми значениями мощности по нормали к плоскости проекции. Система на плоскости проекции представляют изображение поверхности топографического характера. Реально в природе эта поверхность не существует, а образуется если всю массу полезного ископаемого разделить на элементарные столбики и осадить их на плоскость. Изомощности залежи строят непосредственными или косвенным способом.
84.Какие Вам опробования известны Вам?
Виды опробования.
Опробование месторождений необходимо для промышленной оценки месторождения, подсчёта запасов, выбора способа извлечения и схемы переработки полезных ископаемых. Различают четыре вида опробования: химическое — для определения содержания полезных компонентов и вредных примесей в месторождениях металлических и многих неметаллических полезных ископаемых; минералогическое — для выявления минерального состава полезных ископаемых по их естественным сортам; техническое — при исследовании полезных ископаемых, ценность которых определяется механическими и физическими свойствами (прочность, сопротивление сжатию, износ при трении, гибкость, огнестойкость, сохранность под воздействием агрессивных химических веществ, электропроводность и пр.); технологическое — для опытных испытаний на обогатимость, плавку или использование в необработанном виде.
85.Какие Вам известны способы отбора проб?
Способы отбора проб.
Отбор проб в горных выработках осуществляется: вырубанием борозды, задиркой по площади, взятием отдельных кусков или штуфов, сбором шлама буровых скважин, изъятием части породы, отбитой при проходке горных выработок. Пробы в горных выработках отбираются систематически с таким расчётом, чтобы оценка качества полезного ископаемого всего месторождения и его отдельных частей могла быть сделана на основании наименьшего количества проб, взятых из точек, отстоящих друг от друга на определённом расстоянии (от 2 до 50 м).
Отбор проб из буровых скважин, вскрывающих залежи твёрдых полезных ископаемых, осуществляется извлечением образцов со дна или стенок скважин специальными приспособлениями, а также вымыванием разбуренной части залежи промывочной жидкостью. Отбор проб нефти в скважинах производится из каждого нефтяного пласта отдельно. Качество подземных вод определяется по пробам, отбираемым в скважинах, колодцах, родниках.
Способы отбора проб можно разделить на три группы: точечные, линейные, объемные. В группу точечного опробования входят: точечное, штуфное и вычерпывание.
86 Назовите и охарактеризуйте виды точечного способа отбора проб.
Точечные способы применяются при опробова нии полезных ископаемых, характеризующихся равномерным и нерав номерным распределением полезного компонента в рудном теле. Отбор пробы осуществляется следующим образом: на обнаженную поверхность рудного тела наносят сетку (квадратную) и в узлах (или внутри ячеек) отбивают кусочки руды весом 20-50 г, которые и составляют одну рядовую пробу. Размеры ячеек и массу отбираемых точечных проб определяют опытным путем. (Обычно размер ячеек 15x15 или 25x 25 см).
Ш т у ф н о й с п о с о б состоит в отбойке отдельных образцов (штуфов) полезного ископаемого из целика или рудного отвала. Масса отдельного штуфа изменяется от 0,2 до 2 кг. Эти пробы используется главным образом для изучения минерального состава, структур и текстур руд, для определения физических свойств минерального сырья (объемный вес, пористость и т.д.). При поисках и поисково-разведочных работах возможен отбор штуфных проб на химический и минералогический анализ с целью получения предварительных данных с содержаниями полезного компонента в руде.
Способ вычерпывания (горстевой с п о с о б ) является универсальным для опробования рыхлых масс минерального сырья - отбитой руды в вагонетках, вагонах, песков из старых отвалов и т.д. Горстевой способ опробования заключается в отборе частных проб по сетке из отвала минерального сырья, из которых составляется основная проба. Для удобст ва отбора пользуются веревочной сеткой, набрасываемой на отвал. Масса частных проб колеблется от 100-200 г для равномерных руд, 400-500 г - для неравномерных и 1 кг - для весьма неравномерных.
87. Назовите и охарактеризуйте виды линейного способа отбора проб
Группу линейных способов опробования рекомендуется применять при опробовании рудных тел, у которых отчетливо выявляется сильная изменчивость руд в одном направлении. Чаще всего наибольшая изменчивость наблюдается по мощности рудного тела. К линейным относятся бороздовый и шпуровой способы, а также опробование керна скважин. Разновидностью бороздового способа является пунктирная борозда, при котором точечные пробы отбираются на равном расстоянии друг от друга по линии максимальной изменчивости.
Бороздовый способ широко применяется в практике геологоразведочных работ и заключается в отборе материала пробы из борозды (борозда – это углубление, обычно прямоугольного и реже треугольного сечения, определенной длины, вырубаемое в массиве полезного ископаемого с помощью молотка и зубила или с применением механических средств). Борозда располагается по направлению максимальной изменчивости полезного ископаемого - чаще всего вкрест простирания рудного тела, – что делает пробу наиболее представительной. Обычно борозда располагается по горизонтали или вертикали по линии измеряемой мощности рудного тела, что упрощает дальнейшие расчеты при подсчете за пасов. В зависимости от угла падения рудного тела борозда отби рается либо горизонтально (угол больше 45°), либо вертикально (угол менее 45°). Опробование рудных тел малой мощности в горных выработках производится позабойно через определенные интервалы (шаг опробования), которые определяются в зависимости от степе ни изменчивости (табл. 1) свойств полезного ископаемого. Это также влияет и на выбор сечения борозды (табл. 2). При опро бовании рудных тел большой мощности опробуются стенки ортов, полностью вскрывающие рудное тело. В этом случае опробование проводится секционно, т.е. длина рядовой пробы (секции) ограничивается в зависимости от необходимого представительного веса пробы, чаше всего это 1 - 1,5 м. Пробы отбираются последова тельно по одной линии. Кроме того, секционное опробование при меняется в случае, когда руда имеет зональное строение, при котором длина секции определяется мощностью выделяемых зон рудно го тела. В практике длина бороздовых проб бывает от 0,2 до 1,5 м, реже до 3-5 м. Наиболее длинные борозды применяются при опробовании весьма мощных и однородных залежей.
88. Привести схему обработки проб. СХЕМА ОБРАБОТКИ ПРОБ — последовательность и условия обработки проб полезного ископаемого, выраженные в сжатой и наглядной форме. Составляется ведущим геологом с учетом особенностей руд, исходной массы проб, диаметра частиц, оптимального использования разл. дробильной аппаратуры, а также задач, стоящих перед исследованием.
89. Что определяется в первую и последнюю стадии обработки пробы?
90.По какой формуле определяется отношение надежного веса пробы от размера частиц обрабатываемой пробы?
В какой размерности выражается вес и размер частиц обрабатываемой пробы Обработка проб осуществляется с целью получения в определённом физико-механическом состоянии необходимой массой минерального вещества, пригодного для лабораторных и технологических испытаний. При химическом и геохимическом видах опробования в процессе обработки проб получают навеску для анализа, представляющую собой тонкоизмельченный порошок (с диаметром частиц < 0,1 мм) массой от первых граммов до п= 100 ч. Начальная масса пробы обычно в несколько раз превосходит массу навески, а размер слагающих её частиц 2-3 порядка выше. Поэтому процесс обработки включает последовательные операции дробления и измельчения, грохочения и просеивания, перемешивания и сокращения, составляющие стадию. Содержание в навеске компонентов, подлежащих аналитическому определению, должно соответствовать их содержанию в исходной пробе и в её сокращённой массе на любой стадии обработки.
Принципы разведки Цель разведки - выявление промышленных месторождений полезного ископаемого, получение разведанных в недрах запасов минерального сырья и других данных, необходимых и достаточных для рационального и последующего функционирования горнодобывающих и перерабатывающих предприятий.Этой цели на каждом этапе экономического и социального развития страны отвечают общие задачи. Стадии разведки. Разведочные работы более трудоёмкие и дороргостоящие, чем поисковые. Выделяются 3 стадии разведки: 1) предварительная; 2) детальная 3) эксплутационная и 4) доразведки (после эксплутационной разведки). Предварительная разведка проводится после поисково-разведочной стадии и продолжает их на более высоком уровне для получения достоверной информации, способной обеспечить надёжную геологическую, технологическую и экономически обоснованную оценку промышленной значимости месторождения. На этой стадии уточняются геологическое строение месторождения, общие его размеры и контуры. Составляются крупномасштабные (до 1: 500) геологические карты. Основным направлением является разведка месторождения на глубину до горизонтов, доступных для разработки (путём закладки буровых скважин, подземными горными выработками геофизические исследования, отбираются технологические породы для лабораторных испытаний). Выясняются морфология тел полезных ископаемых, их внутренние строение, условия залегания и качественных. Кроме того, изучают гидрогеологические, инженерно - геологические, горно-геологические и другие природные условия, влияющие на вскрытии и разработку месторождения. Такая изученность должна обеспечить возможность подсчёта запасов по категории С1 и С2. По результатам предварительной разведки разрабатываются временные кондиции, и составляется технико-экономический доклад о целесообразности промышленного освоения месторождения и проведения на нём детальной разведке.
Технические средства разведки Это канавы, траншеи, расчистки, шурфы (поверхностные) и штольни, шахты квершлаги, штреки, рассечки (подземные) и буровые скважины и геофизические методы разведки. Наиболее информационными являются горные выработки, пройденные вкрест простирания рудоносных структур тел и залежей (канавы, шурфы) и другие выработки (траншеи, штреки и др.) пройденную по простиранию и падению рудных тел залежей позволяет проследить по эти направлениям изменчивость их морфологии качественного состава. Шахты с целью разведки проходят редко, чаще их назначение совмещается с отбором больших объёмных технологических проб для заводских испытаний или пробной эксплуатацией. Это так называемые разведочно-эксплуатационные шахты. Буровые разведочные скважины являются универсальным, техническим средством разведки. При вращательном бурении обеспечивается получение керна (ненарушенного столбика горной породы внутри трубы). Такое бурение называется колонковым. Что является основным видом разведочного бурения на рудных месторождениях. Скважины колонкового бурения могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными. Выбор бурового агрегата и конструкции буровой вышки зависит в основном от проекторной глубины разведочных скважин и условий (станки 300 м, ЗиФ).
Способы оконтуривания месторождений полезных ископаемых Оконтуривание запасов полезных ископаемых осуществляется преимущественно на разведочных стадиях, когда по результатам проходки горных выработок и геофизических исследований проводятся линии контуров месторождений, участков, рудных тел и отдельных блоков. При этом руководствуются геолого-статистическими и экономико-технологическими критериями. По геолого-статистическим критериям через опорные точки проводят линии контура. Использования экономических критериев позволяет оконтурить запасы с определёнными, заранее заданными качественными и технологическими параметрами. Но вопросы обоснования кондиций рассматриваются после ознакомления с методикой подсчёта запасов. Оконтуривание запасов проводится по трём направлениям: Мощности;2. Простирание, (длине); 3.падение (ширине) рудной залежи. Сначала выделяются контуры запасов в поперечных разрезах, затем они указываются между собой в продольной плоскости. Для этого составляются погоризонтальные планы и проекции на вертикальную плоскость. Оконтуривание на планах, поперечных и продольных разрезах должно вестись с учётом геолого-структурных литолого-фациальных особенностей месторождения, морфологии тел, изменения элементов их залегания, пострудных тектонических дислокаций. Затем производится оконтуривание рудного тела на глубину по данным разведочных скважин. Основными параметрами при подсчёте запасов твёрдых полезных ископаемых является площадь и мощность рудных тел, средняя плотность руды, содержание в ней компонентов и поправочные коэффициенты. Площади со сложными очертаниями замеряются планиметром либо курвиметром, либо палеткой. Мощность рудных тел или залежей определяется по материалам опробования и геологической документации горных выработок и скважин Средняя плотность руды определяется в ненарушенном залегании, непосредственно на месте, путём выемки определённого объёма горной массы и последующего его взвешивания и по результатам испытаний лабораторных проб (в г/см3)
Виды разведочной сети и способы их применения Форма разведочной сети и порядок проведения разведочных выработок. В зависимости от взаимного пространственного положения разведочных пересечений можно выделить две группы разведочных систем: с расположением разведочных пересечений по правильной геометрической сети и с расположением их по линиям и рядам, вытянутым в определенных направлениях. В первой группе в зависимости от конфигурации элементарной ячейки различают сети квадратные, прямоугольные и ромбические. Квадратная разведочная сеть наилучшим образом отвечает принципу равной достоверности в случае изотропных объектов изометрических, плитообразных или близких к ним по форме тел (пласты, крупные линзы, плащеообразные залежи, штокверки и т.д.), изменчивость которых в плоскости создаваемой сети более или менее одинакова во всех направлениях (см. рис.15, а). Для таких сетей ориентировка их сторон в пространстве не имеет существенного значения. Прямоугольные сети применяют при отчетливо выраженной анизотропии объектов разведки. При этом длинная сторона ячейки ориентируется в направлении наименьшей изменчивости ведущего геолого-промышленного параметра, короткая в направлении наибольшей его изменчивости, а соотношение сторон выбирается в соответствии со степенью анизотропии объекта (рис.15, б). Ромбические сети в практике разведки применяются редко. Как правило, они возникают лишь при сгущении прямоугольных сетей путем проходки дополнительных выработок в центрах ячеек сети (рис.15, в). При этом расстояния между выработками в обоих направлениях анизотропии тела полезного ископаемого остаются неизменными, но уменьшается вдвое расстояние между разведочными сечениями (разрезами) по этим направлениям. Линейная разведочная сеть применяется для лентообразных тел полезных ископаемых, преимущественно для аллювиальных россыпей (рис.15, г). При их разведке расстояние между разведочными линиями достигает сотен метров, а между выработками на линиях составляет 10-40 м. Как правильные геометрические сети, так и системы линий должны обеспечивать возможность построения разведочных разрезов по тем или иным направлениям в зависимости от ориентировки разведочных выработок. В соответствии с этим разведочные системы могут быть сгруппированы следующим образом: системы вертикальных разрезов; системы горизонтальных разрезов; системы вертикальных и горизонтальных разрезов. Системы первой группы соответствуют разведке месторождений бурением скважин с поверхности, часто в сочетании с канавами, шурфами, иногда со штольнями, задаваемыми по направлению разведочных линий. Они наиболее распространены в практике разведочных работ. Системы горизонтальных разрезов возникают в случае разведки месторождений горизонтальными выработками (штольни, квершлаги, штреки, орты, иногда канавы, редко скважины) на ряде горизонтов.Системы вертикальных и горизонтальных разрезов встречаются очень часто при разведке месторождений скважинами и горными выработками и обеспечивают наилучшее изучение морфологии и условий залегания сложных тел полезных ископаемых. Все вышеизложенное относится к так называемой основной системе расположения разведочных выработок, которая призвана обеспечить равномерное изучение месторождения или рудного тела на всей площади его распространения. Однако зачастую при разведке возникает необходимость более тщательного изучения отдельных участков зон разрывных нарушений, резких раздувов и пережимов тела, участков со специфическими гидрогеологическими и горно-техническими условиями и т.д. В подобных случаях разведочные выработки могут задаваться и вне системы разведочных разрезов, как поодиночке, так и группами. Густота разведочной сети. Данный показатель имеет важнейшее значение, так как в конечном счете именно он определяет объемы, стоимость и длительность работ, необходимых для решения задач разведки. Густота разведочной сети может быть охарактеризована через площадь залежи, приходящуюся на одну разведочную выработку s, или через расстояние между соседними разведочными выработками h. В случае правильных геометрических сетей возможны оба эти способа, поскольку площадь постоянна по значению, геометрически соответствует элементарной ячейке разведочной сети и связана с расстоянием между соседними выработками простыми зависимостями: s = h2 при квадратной сети и s = h1h2 при прямоугольной сети. Выбирая оптимальную густоту разведочной сети, следует добиваться минимального количества разведочных пересечений на единицу площади изучаемого объекта при обеспечении требуемой точности и достоверности получаемых результатов. Существующие способы решения этой задачи разведки можно сгруппировать следующим образом: способ геологических построений; – способ аналогий; способ сравнения разведочных и эксплуатационных данных; математические способы; экспериментальные способы; математико-экономические способы.
Стадии разведочных работ Стадии разведки. Разведочные работы более трудоёмкие и дороргостоящие, чем поисковые. Выделяются 3 стадии разведки: 1) предварительная; 2) детальная 3) эксплутационная и 4)доразведки (после эксплутационной разведки). Предварительная разведка проводится после поисково-разведочной стадии и продолжает их на более высоком уровне для получения достоверной информации, способной обеспечить надёжную геологическую, технологическую и экономически обоснованную оценку промышленной значимости месторождения. На этой стадии уточняются геологическое строение месторождения, общие его размеры и контуры. Составляются крупномасштабные (до 1: 500) геологические карты. Детальная разведка проводится на месторождениях, положительно оценённых предварительной разведкой и намеченных к промышленному освоению в ближайшие 5 -10 лет. Она подготавливает месторождения для передачи в промышленное использование в соответствии с требованиями классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. По результатам детальной разведки составляется технико-экономическое обоснование постоянных кондиций. Согласно утверждённым кондициям выполняется подсчёт запасов полезного ископаемого с представлением его в Государственную комиссию по запасам при Министерстве геологии РУз. Месторождения с утверждёнными запасами в требуемых количествах предаются в промышленное освоение отраслевым министерством. Доразведка разрабатываемого месторождения сосредотачивается на менее изучаемых участках: глубоких горизонтах, телах или залежах. Эксплуатационная разведка начинается с момента организации добычи полезных ископаемых и продолжается в течение всего период разработки месторождения. По отношению к добычным работам она может быть опережающей или сопровождающей. Здесь уточняются контуры тел полезных ископаемых, их условий залегания, внутреннее строение, качественная характеристика и количество запасов, пространственное положение промышленных типов и сортов, руд гидрогеологические, горно-геологические и другие факторы разработки месторождений.
Виды опробования В зависимости от задач различают виды опробования: 1. химическое, 2. минералогическое; 3. геохимическое; 4. геофизическое 5. ядерно-геофизическое; 6. техническое; 7. технологическое; 8. товарное; Химическое опробование основным и наиболее распространённым видом опробования. Оно приводится на рудных месторождениях для определения в исследуемой минеральной массе содержаний основных и попутных компонентов и вредных примесей. Химические анализы характеризуются высокой точностью. Минералогическое опробование – проводится систематически в основном при разведке россыпных месторождений для определения содержания ценных минералов. Геохимическое опробование – наиболее высокопроизводительное и дешёвое, даёт возможность определять малые содержания элементов, спектральным, атомно-абсорбционным и другими аналитичными методами и избежать проведения дорогостоящих химического или пробирного анализа. Геофизическое опробование – когда минеральная масса используется геофизическими методами и не подвергается не механическому, ни химическому, ни температурному воздействию. Это даёт возможность проведения повторных геофизических испытаний или других видов опробования. Это опробование с целью определения содержания полезных компонентов осуществляется непосредственно в горных выработках и скважинах без отбора материала. Ядерно-физическое опробование включает гамма-гамма, нейтрон-нейтронный, рентгенорадиометрический и другие методы при завершении эксплуатации месторождений олова, вольфрама, свинца, цинка, меди, сурьмы, железа и др. полезных ископаемых Техническое опробование позволяет изучить физико-химические свойства полезных ископаемых и вмещающих пород, влияющие на технологию разработки месторождений и переработки минерального сырья. Технологическое опробование позволяет выяснить технологические свойства минерального сырья, главным из которых является способность к обогащению, т.е. гравитационные, флотационные и другие свойства. Технологические испытания могут проходить в лабораторных условиях. Пробы для этих испытаний должны быть представительными и отражать состав природных типов и промышленных сортов, руд в их товарном виде, в котором они поступят на переработку. По результатам технологического опробования разрабатывают рациональную схему и оптимальный режим переработки минерального сырья. Товарное опробование проводится с целью определения качества товарной руды. При товарном опробовании устанавливается ряд технологических показателей: товарные массы отдельных поставок, допустимая погрешность отбора проб, классификация руд по вариантам качества, число и масса разовых проб.
Способы отбора проб Пробы, отбираемые при разведке месторождений твёрдых полезных ископаемых, называются геологическими. На месте отбора пробы образуется углубление объём, формы, размеры которого определяет понятие геометрия пробы. Геологические пробы в зависимости от их геометрии разделяют на 3 группы: линейные, большие объёмные, дискретные. Их выбор обусловлен геолого-минералогическими и морфологическими особенностями рудной залежи, видом полезного ископаемого, характером и степенью его изменчивости, техническими средствами разведки. Линейные пробы отбираются бороздовым и шпуровым способами. Бороздовый способ наиболее распространён и надёжен. А проба отбирается так, чтобы на её месте образовалась прямолинейная борозда геометрически правильной формы сечением ( ширины х глубину) 2х2, 5х3, 10х3, 10х5 см. Большие объёмные пробы могут отбираться валовым и задирковым способом. Валовый способ – самый достоверный, трудоёмкий. Задировковый способ требует больших затрат ручного труда, так как по всей мощности тела в определённом интервале по его падению должен сниматься ровный слой мощностью 1-3 см, минеральная масса которого поступает в пробу. Дискретные пробы отбирают точечным, штофным и горстовым способами. Точечный способ отбирается в горной выработке с опробуемой поверхности по определённой сетке кусочков горной массы составляющих пробу. Применяется трафарет квадратной, прямоугольный, ромбической Горстовый способ применяется при опробовании технологической массы. Штуфтовый способ используют при техническом и минералогическом видов опробования. Он заключается в отборе монолитных кусков руды вмещающих пород массой 1-2 кг, а так же их сколов для изготовления прозрачных и полированных шлифов с целью микроскопического их изучения. Опробование скважин осуществляется способом, близким к линейным. Отбор проб при колонковом бурении производится из керна, а при его отсутствии и низком выходе – из шлама.
Схема обработки проб Обработка проб осуществляется с целью получения в определённом физико-механическом состоянии необходимой массой минерального вещества, пригодного для лабораторных и технологических испытаний. При химическом и геохимическом видах опробования в процессе обработки проб получают навеску для анализа, представляющую собой тонкоизмельченный порошок (с диаметром частиц < 0,1 мм) массой от первых граммов до п= 100 ч. Начальная масса пробы обычно в несколько раз превосходит массу навески, а размер слагающих её частиц 2-3 порядка выше. Поэтому процесс обработки включает последовательные операции дробления и измельчения, грохочения и просеивания, перемешивания и сокращения, составляющие стадию. Содержание в навеске компонентов, подлежащих аналитическому определению, должно соответствовать их содержанию в исходной пробе и в её сокращённой массе на любой стадии обработки. Обработка проб ведётся в 3 стадии: 1. материал пробы подвергается крупному дроблению (до 10 мм). Лабораторная дробилка 58-др и 40-др.2. на второй стадии проводят мелкое измельчение (истирание) до 0,07 мм (дисковый истратель типа 60-др, а пробы до 50 г на вибрационном истирателе типа 75 БДР - 4) кроме того существует стержневые и шаровые мельницы и механический стиратель СМБ.
Подготовка исходных данных для подсчета запасов Запасы и прогнозные ресурсы дифференцируются по видам полезного ископаемого, основным и сопутствующим компонентом. Они определяются без учёта потерь и разубоживания при добыче и переработке. Запасы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их изученности по категории А, В, С, и С2. Запасы первых 3 категорий относятся к разведанным, запасы С2 – к предварительно оценённым. Прогнозные ресурсы твёрдых полезных ископаемых подразделяются по степени их обоснования на категории Р1, Р2 и Р3. Наиболее детально изучают запасы категорий А и В контур запасов категории А определяется в соответствии с требованием. Кондиций по скважинам или горным выработкам. При этом необходимо: выявить размеры, форму и условия залегания тел полезных ископаемых; оконтурить внутри их безрудные и некондиционные участки ( кондиций – технико-экономические требования к количеству и качеству минерального сырья, его горно-геологическим, гидрогеологическим и другими природными условиями, при соблюдении которых с учётом использования прогрессивных методов техники т технологии добычи и переработки можно подсчитать балансовые запасы полезного ископаемого), изучить характер и особенности изменчивости морфологии и внутреннего строения этих тел, технологические свойства полезных ископаемых, инженерно-гидрогеологические и другие условия с детальностью, необходимой для составления проекта разработки месторождения. Исходные данные: каталог буровых и горных выработок с необходимыми для подсчета запасов геометрическими, химическими и техническими данными и карта разблокировки запасов по целевому пласту.
102.Кондиции
На некоторые угли, бокситы, строительные горные породы и асбест существуют государственные стандарты. С развитием техники и технологии переработки полезных ископаемых требования промышленности к их качеству меняются. Качество добытого полезного ископаемого зависит от качества полезного ископаемого в недрах и качества горных работ. Качество полезных ископаемых в недрах оценивается кондициями. Оценка осуществляется на стадиях геологоразведочных работ, проектирования и эксплуатации месторождений. В связи с этим различают кондиции геологические, проектные и эксплуатационные.
Геологические кондиции — совокупность требований к качеству полезных ископаемых в недрах, горно-геологическим и иным условиям разработки, соблюдение которых позволяет определить балансовые запасы полезных ископаемых.
Магматогенные (глубинные, эндогенные) месторождения формировались в недрах Земли при геохимической дифференциации минеральных веществ, обусловленной возникновением магмы и её воздействием на окружающую среду за счёт внутриземных источников энергии.
Среди них выделяется 5 основных групп:
магматические месторождения
пегматитовые месторождения
карбонатитовые месторождения
скарновые месторождения
гидротермальные месторождения
103. Условия образования магматических месторождений.
Магматическими называются месторождения, образующиеся из жидких магматических расплавов в процессе их внедрения и раскриссталлизации. При подъеме магматических расплавов в верхние горизонты земной коры и остывании происходит их дифференциация, с чем связана концентрация, а иногда и полное обособление рудных компонентов. Процессы образования магматических месторождений достаточно сложны. В одних случаях месторождения образуются в результате внедрения магмы, обогащенной рудными компонентами еще на глубине, в других - рудные концентрации возникают из магмы при ее подъеме, в третьих - лишь на месте становления интрузива. Магматические месторождения образуются в процессе дифференциации и кристаллизации магмы при высокой температуре – порядка 1500-8000, высоком давлении – сотни атмосфер и на значительных глубинах – 3–5км. Залегают магматические месторождения среди изверженных горных пород.
104. Условия образования пегматитовых месторождений.
Пегматитовые месторождения — это весьма своеобразная и во многих отношениях уникальная группа месторождений обычно жильной формы, которые по составу близки к магматическим комплексам или анатектическим выплавкам в гнейсовых толщах. Пегматиты представляют собой месторождения, весьма своеобразные в геологическом, морфологическом, структурном и минералогическом отношениях. Образуются они при температуре 700— 400°С и очень высоком давлении в сотни и тысячи килограмм-силы на квадратный сантиметр. Глубина образования пегматитов разного состава неодинакова. А. И. Гинзбург и Г. Г. Родионов (1960) установили следующие фации глубинности пегматитов: 1) пьезо-кварцевые (2—2,5 км); 2) редкометальные (3,5—6 км); 3) мусковитовые (6—8 км); 4) редкоземельные (свыше 8—9 км).
105. Условия образования карбонатитовых месторождений.
Карбонатитами называются эндогенные скопления кальцита, доломита и других карбонатов, пространственно и генетически ассоциированные с интрузивами ультраосновного щелочного состава центрального типа, формирующимися в обстановке платформенной активизации.
Особо следует остановиться на случае, когда магматический расплав является одновременно и щелочным, и ультраосновным. Такой расплав насыщен большим количеством летучих (в первую очередь СО2, Р2О5, F, Н2О). При кристаллизации его, как правило, образуются кольцевые массивы, наружная зона которых сложена ультраосновными породами (оливинитами), промежуточные зоны – щелочными породами, а к центральной части бывают приурочены особые, существенно карбонатные породы карбонатиты, которые являются продуктом кристаллизации остаточного расплава. В нем как раз и концентрируются летучие компоненты, а также акцессорные элементы. В парагенетической ассоциации карбонатитов могут сочетаться минералы ультраосновного и щелочного парагенезисов оливин, флогопит, магнетит и тут же нефелин, апатит, редкоземельные и циркониевые минералы, характерные для щелочных пород, и карбонаты кальцит, доломит, анкерит, сидерит.
Карбонатиты образуют обособленную группу эндогенных месторождений в силу резко специфических геологических условий их образования. Карбонатитовые месторождения связаны только с платформенным этапом геологического развития и ассоциированы с комплексами ультраосновных щелочных пород. Массивы имеют трубообразную форму, дифференцированный состав и концентрически зональное строение.
106. Условия образования скарновых месторождений.
Скарновые месторождения, или скарны, образуются в зонах контакта гранитов с мраморами. Они залегают либо в виде полиминеральных реакционных контактовых кайм разной мощности (от 1 — 2 см до сотен метров), либо в виде бесформенных залежей и жил, вблизи контакта в граните или в мраморе. Скарны состоят из специфических минералов — силикатов Са, М^, А1 (гранатов, пирок-сенов, везувиана, эпидота, волласто-нита) и сложного алюмосиликата Ка и Са (скаполита) (табл. 18). Скарны являются метасоматическими породами. Они образуются на глубине около 3 — 7 км под действием горячих гидротермальных растворов. Эти растворы поднимаются вдоль контакта из глубинных частей еще кристаллизующегося очага гранитной магмы.
107. условия образования гидротермальных месторождений.
Гидротермальные месторождения
(от Гидро... и греч. therme — теплота, жар) - большая группа месторождений полезных ископаемых, образующихся из осадков циркулирующих в недрах Земли горячих водных растворов, Выделяются 4 группы источников воды гидротермальных растворов: 1) магматическая вода, отделяющаяся из магматических расплавов в процессе их застывания и формирования изверженных пород; 2) метаморфическая вода, высвобождающаяся в глубоких зонах земной коры из водосодержащих минералов при их перекристаллизации; 3) захороненная вода в порах морских осадочных пород, приходящая в движение вследствие смещений в земной коре или под воздействием внутриземного тепла; 4) метеорная вода, проникающая по водопроницаемым пластам в глубины Земли. Минеральное вещество, находящееся в растворе, при отложении которого формируются Г. м., может быть выделено остывающей магмой или мобилизовано из пород, сквозь которые фильтруются подземные воды. Г. м. формировались в широком интервале от поверхности Земли до глубины свыше 10 км; оптимальные условия для их образования определяются глубиной от нескольких сот м до 5 км. Начальная температура этого процесса могла соответствовать 700—600 °С и, постепенно снижаясь, достигать 50—25 °С; наиболее обильное гидротермальное рудообразование происходит в интервале 400—100 °С.
108. условия образования колчеданных месторождений.
КОЛЧЕДАННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ (а. pyrite deposits; н. Kieslagerstatten; ф. gisements pyriteux; и. yacimientos de pirita, depositos de pirita) — залежи сернистых (сульфидных) соединений металлов в недрах Земли, имеющие промышленное значение.
Колчеданные месторождения формируют залежи сплошных или массивных, а также вкрапленных руд. Эти залежи имеют форму пластов, линз, штоков и жил длиной до 5000 м, мощностью до 250 м, глубина распространения до 2000 м. По условиям образования и нахождения колчеданные месторождения тесно связаны с основными вулканическими породами, излившимися на дне древних морей и формирующими протяжённые офиолитовые пояса, характерные для ранней стадии геосинклинального развития (см. Офиолиты). Колчеданные месторождения входят в состав таких вулканических поясов, образуя прерывистые цепи длиной до нескольких тысяч км. Формирование колчеданных месторождений обусловлено вулканическими процессами. Они возникают на поздней стадии вулканических циклов, после смены излияния основной магмы щелочными и кислыми лавами, сопровождающимися бурным выделением вулканических газов и жидких растворов. Такие растворы выносят большое количество металлов, которые соединяются с сернистыми возгонами и отлагаются в виде сульфидов, создавая колчеданные месторождения. Та часть колчеданных месторождений, которая возникает на путях просачивания растворов сквозь толщу вулканических пород, образует вулканогенно-метасоматические месторождения; другая часть вынесенного вулканическими растворами минерального вещества достигает дна моря и, отлагаясь здесь, создаёт вулканогенно-осадочные залежи колчеданных месторождений.
Процесс накопления колчеданов — длительный, причём на ранних стадиях образуются преимущественно сернистые соединения железа, а на поздних — колчеданные месторождения меди, цинка, свинца. Колчеданные месторождения формировались на всём протяжении геологической истории.
109. Условия образования коры выветривания.
КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ (а. crust of weathering, mantle of waste; н. Verwitterungsdecke, Verwitterungskruste, Verwitterungsrinde; ф. croute alteree; и. соrteza de erosion) — континентальная геологическая формация, образовавшаяся на земной поверхности в результате изменения исходных горных пород под воздействием жидких и газообразных атмосферных и биогенных агентов. Образование коры выветривания зависит от биоклиматических, геолого-структурных и геоморфологических особенностей, от состава исходных пород, гидрогеологических условий и длительности формирования. Глобальное значение имеет климат. Распределение на поверхности Земли ресурсов тепла и влаги обусловливает широтную зональность размещения основных генетических типов коры выветривания, формирование латеритных поясов и провинций. Внутри поясов геолого-структурные и геоморфологические особенности определяют распространение различных фациальных типов коры выветривания, а от состава исходных пород зависит минеральный состав коры выветривания. Наиболее благоприятны для формирования коры выветривания условия тёплого влажного климата в периоды относительного тектонического покоя. При этом на приподнятых и расчленённых пенепленах, обеспечивающих интенсивный дренаж, образуется мощная и проработанная кора выветривания. В умеренном влажном климате процессы выветривания проявляются в меньшей степени и проникают на незначительную глубину. В условиях аридного и холодного климатов интенсивность изменения пород минимальная. В сухом климате кальций далеко не выносится, и возникают карбонатная и гипсовая коры выветривания. В холодном климате образуется только обломочная кора выветривания малой мощности.
110. Ро́ссыпи (англ. Placers) — скопление обломочного материала горных пород, содержащего в виде обломков, агрегатов, зёрен ценные россыпеобразующие минералы[1]. Представляют собой особую группу месторождений полезных ископаемых. Россыпи образуются в результате разрушения коренных горных пород и их переотложения под влиянием различных экзогенных процессов (например, аллювия). При достаточном содержании полезного компонента россыпи становятся россыпными месторождениями, разработка которых экономически рентабельна и технически возможна на данном уровне развития горного дела. При разработке россыпей с неблагоприятными гидрогеологическими условиями (повышенная обводнённость отложений, высокий уровень грунтовых вод, многолетняя мерзлота) часто используют драги. В природе наиболее широко развиты аллювиальные россыпи, т. е. приуроченные к долинам рек. благоприятным моментом для возникновения россыпи является длительный размыв рекой своего дна. В результате этого поставляются все новые и новые порции золотинок, которые, концентрируясь у препятствия, образуют россыпь.
111. Осадочные месторождения - это залежи полезных ископаемых, сформировавшиеся в процессе осадконакопления на дне морей, озёр, рек и других водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические; среди последних различают платформенные и геосинклинальные. По характеру осадконакоплення в группе осадочных месторождений выделяют: механические, химические, биохимические и вулкано-генно-осадочные. Физико-химические и геологические условия формирования осадочных месторождений связаны с общим ходом формирования осадочных горных пород (литогенез). Различные осадочные месторождения свойственны различным климатическим зонам Земли — гумидной, аридной и ледовой. Гумидные условия, наиболее распространённые в прошлые геологические эпохи, характеризуются климатом с преобладанием атмосферных осадков над испарением, при температуре, обеспечивающей наличие жидкой воды в течение тёплого сезона года. Они особенно характерны для образования осадочных месторождений углей, бокситов, железных и марганцевых руд, платформенных фосфоритов и известняков. Аридные условия определяются климатом с преобладанием испарения над массой атмосферных осадков. Такая обстановка создаёт предпосылки для концентрации природных растворов и вовлечения в осадочное породообразование легкорастворимых солей. При этом формируются характерные для аридной обстановки месторождения каменной соли, калийных и магниевых солей, гипса, а также морских фосфоритов и доломитов. Ледовые условия приводят к накоплению плохо сортированных механических осадков, местами используемых для строительных целей.
112. МЕТАМОРФИЗМ- изменение осадочных и магматических горных пород , результате которого они превращаются в метаморфические горные породы. Метаморфические породы можно разделить по условиям образования, т.е. видам метаморфизма и масштабам его проявления. Наибольшее распространение имеют метаморфические горные породы, образовавшиеся в результате регионального метаморфизма, захватывающего обширные участки земной коры. Менее распространены продукты локального метаморфизма (контактового и динамометаморфизма, проявляющихся соответственно лишь вблизи контактов интрузивных тел и зон разрывных нарушений). Метаморфизм может происходить без изменения химического состав исходной породы (т.е. без привноса или выноса химических компонентов), либо с существенным изменением первоначального химического состава пород (метасоматические преобразования или метасоматоз). Переходными от собственно метаморфических к магматическим процессам являются процессы ультраметаморфизма.
113. Штуфной - от массива отделяется кусок или блок (штуф) породы или полезного ископаемого весом от 0,2 - до 2 кг. Штуфные пробы используются, главным образом, для изучения ми-
нерального состава, структур и текстур руд и для определения физических свойств минерального сырья (объемного веса, пористости, технических свойств минералов и т. п.). Реже штуфные пробы подвергаются химическому анализу, хотя при равномерном распределении полезных компонен-
тов в руде или в случае довольно однородного нерудного ископаемого (углей, некоторых строительных материалов) по штуфным пробам можно определить качество таких ископаемых для подсчета запасов. При поисках и поисково-разведочных работах возможен отбор штуфов для химического и минералогических исследований с целью весьма ориентировочного представления об элементарном составе полезного ископаемого.\
114. В пробу отбирается материал, состоящий из кусочков руды примерно равного объема (диаметр 1,5—3 см), которые скалываются в отдельных точках, расположенных по квадратной, прямоугольной или ромбической сетке по сечению залежи. В точечной пробе число частных проб может изменяться от 10 до 100. Масса начальной пробы колеблется от нескольких до 50 кг и более. Этот способ отличается высокой производительностью и применяется на месторождениях с относительно равномерным распределением исследуемых компонентов.
115. Наиболее распространенный способ опробования. В пробу отбирается материал, который вырезается или вырубается в виде борозды, вытянутой по линии наибольшей изменчивости состава и строения рудной залежи или близком, к этому направлению. В подземных горных выработках, как правило, борозды опробования располагают вертикально (для полого залегающих рудных тел) или горизонтально (для крутопадающих), что соответствует вертикальным или горизонтальным разведочным сечениям рудного тела. Обычно придерживаются следующих правил: при опробовании забоя проба отбирается горизонтальной или вертикальной бороздой; в случае опробования в горизонтальных секущих горных выработках (квершлагах, ортах, заходках) борозды отбираются непрерывной цепочкой от лежачего до висячего бока обнаженной залежи; при опробовании кровли (если не были опробованы забои) — горизонтальные борозды и т.д. Для выявления различных сортов руд часто проводят секционное бороздовое опробование. Секционный отбор проб в разведочных пересечениях производится: для оконтуривания рудных тел при постепенном переходе руды во вмещающую породу; для раздельного изучения слагающих залежь природных типов или разновидностей полезного ископаемого; для изучения внутренней изменчивости мощных и внешне однородных тел полезного ископаемого.
Сечение пробной борозды чаще всего выбирается прямоугольным. В большинстве случаев пробы отбираются вручную: с помощью специального зубила выбивается борозда определенного сечения. Весь отбитый материал и образует единую пробу, которая передается для анализа. Существует и механизированный способ отбора бороздовых проб.
116 Шпуровой способ состоит в том, что в процессе бурения шпуров в подземной горной выработке отбирается измельченный материал и шпуров, который и образует пробу для последующих анализов. Доcтоинства этого способа заключаются в том, что проба отбирается обычно попутно с бурением шпуров для проходки и не требуется специальных значительных затрат на ее отбор, и, кроме того, материал пробы настолько измельчен, что дальнейшая ее обработка при подготовке к анализам существенно облегчается. Однако, этот способ применим только для отбора проб на химический анализ и поэтому может быть использован не на каждом месторождении .
.117. Задирковый способ состоит в отборе из стенок или полотна горной выработки слоя полезного ископаемого толщиной 5-10 см, материал которого представляет пробу. Задирковые пробы берутся в случае неравномерного распределения ценных минералов в теле полезного ископаемого, когда бороздовое опробование не гарантирует достаточную точность полученных данных. Глубина задирки 5-10 см, длина пробы 1-2 м. Вес задирки зависит от мощности рудных тел и не регламентируется. Задирковый способ представляет собой отбойку (задирку) ровного слоя полезного ископаемого по всей обнаженной части тела в горной вы-
работке или в естественном обнажении. Основным условием задиркового опробования является соблюдение при отбойке материала пробы одинаковой глубины задирки на всей ее
площади.В зависимости от величины опробуемой площади объем тела полезного ископаемого, отбираемый в пробу, бывает большим или меньшим, но всегда довольно значителен и превосходит в несколько раз объемы бороздовых или точечных проб. Соответственно и масса задирковых проб составляет обычно десятки кг. Применение задиркового способа целесообразно лишь в тех случаях,когда более простые и менее трудоемкие способы не обеспечивают надежного определения качества. Это обычно разведка жильных месторождений с весьма неравномерным распределением полезных компонентов в жилах. Опыт показал, что при мощностях жил менее 15-20 см задирка более эффективна, чем бороздовое опробование, так как в этих случаях она не столь резко отличается от объемов бороздовых проб вообще, но дает более
достоверные результаты, чем малая проба из борозды по маломощной жиле. Этот способ в ряде случаев применяется как контрольный для выяснения относительной погрешности различных способов пробоотбора.
118. В пробу отбирается весь материал, полученный при проходке той или иной выработки (если количество рудного материала ограничено), или его часть (если выработка вскрывает рудное тело большой протяженности). В пробу может отбираться также часть материала при его погрузке или транспортировке из выработки (например, в пробу входит каждая вторая, третья и т.д. лопата, бадья, вагонетка).
Валовое опробование наиболее представительное, поэтому его используют для технологических испытаний и исследований. Масса пробы может достигать многих килограммов и тонн. Валовые пробы отбирают отдельно по каждому сорту или виду руды согласно проектируемым способам обогащения и переработки руд, а следовательно, различно подсчитываемым запасам.
119. Способ вычерпывания (горстевой с п о с о б ) является универсальным для опробования рыхлых масс минерального сырья - отбитой руды в вагонетках, вагонах, песков из старых отвалов и т.д. Горстевой способ опробования заключается в отборе частных проб по сетке из отвала минерального сырья, из которых составляется основная проба. Для удобст¬ва отбора пользуются веревочной сеткой, набрасываемой на отвал. Масса частных проб колеблется от 100-200 г для равномерных руд, 400-500 г - для неравномерных и 1 кг - для весьма неравномерных.
120. Керновый способ отбора проб очень распространен. Это обстоятельство вызвано тем, что колонковое бурение является ведущим методом разведки твердых полезных ископаемых. Длина проб зависит от вида полезного ископаемого, (сложности геологического строения), мощности рудных тел, характера контактов, границ с вмещающими породами. При разведке большинства месторождений черных металлов, неметаллических полезных ископаемых и угля, характеризующих сравнительно простым геологическим строением и равномерным распределением полезного компонента, длина проб от 2 до 5 м.Чем сложнее геологическое строение и неравномерность распределения полезных компонентов, тем меньше интервал опробования. Длина керновой пробы уменьшается до 1 – 2 м для месторождений цветных и
редких металлов и до 0,5 - 1,0м при разведке золоторудных месторождений. В случае неоднородности оруденения возможно секционное опробование. А при разведке рудных тел с нечеткими границами, когда промышленный контур выявляется только опробованием (например, месторождения Cu и Mо), керновые пробы отбираются с учетом пересечения всего оруденелого интервала. Обычно в пробу идет 1/2 керна, а вторая половина остается в ка честве дубликата (для возможных повторных и дополнительных исследований). При недостаточном выходе керна в пробу отбирается шлам и
даже буровая муть, что безусловно снижает достоверность получаемых данных.