Глава 9. Месторождения полезных ископаемых

Важнейшая задача геологической науки – это поиск и открытие новых месторождений полезных ископаемых. Современная «машинная» цивилизация развивается таким образом, что человечество не только не может отказаться от добычи, переработки и потребления полезных ископаемых, но и вынуждено непрерывно осваивать новые источники минерального сырья, расширять ассортимент используемых полезных ископаемых, осваивать новые месторождения. Именно за решение этой задачи оплачивается труд геологов. В конечном счете, именно на решение этой главной задачи направлены как прикладные, так и чисто теоретические направления геологической науки. Вопросами, связанными с добычей и переработкой полезных ископаемых занимается другая научная дисциплина – горное дело.

Полезное ископаемое – это естественное скопление в недрах Земли или на её поверхности природного минерального образования (минерального сырья), химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно использовать их в сфере материального производства. Для того чтобы быть полезным ископаемым минеральное образование должно отвечать ряду критериев.

Основные свойства «полезного ископаемого»:

1. Полезность. То есть оно должно быть полезным само по себе (песок или гравий как строительное сырье, нефть как топливо, драгоценные камни), либо содержать полезный компонент, который можно извлечь после соответствующей переработки.

2. Концентрация. Полезный компонент должен находиться в полезном ископаемом в таком количестве и в такой форме, что бы его было бы экономически целесообразно добывать при достигнутом уровне развития техники и имеющихся технологиях.

3. Достаточные запасы. Поиск, добыча и переработка полезных ископаемых занятие весьма трудоемкое и дорогостоящее. Что бы добыча полезного ископаемого была экономически целесообразна, его запасы в данном месторождении должны быть достаточно большими. Это связано с тем, что любое месторождение для своего освоения требует больших затрат (строительство горнодобывающего предприятия и обогатительной фабрики, автомобильных и железных дорог и всевозможной инфраструктуры).

Полезные ископаемые делятся на 5 групп (Табл. 9.1.):

Все полезные ископаемые являются либо минералами, либо горными породами. Полезные ископаемые используют или непосредственно, или подвергают переработке – металлургическому переделу или химической переработке. Фундаментальным понятием в учении о полезных ископаемых является представление о месторождении.

Месторождение – это такое скопление полезного ископаемого, которое занимает определенное пространство в локальной геологической структуре. Важнейшие характеристики любого месторождения – это качество полезного ископаемого (содержание полезного компонента не ниже минимальных технологических требований) и запасы полезного ископаемого (не меньше экономически значимых). Последнее требование зависит от региона и его экономических, энергетических, людских ресурсов, наличия транспортных путей и т.д.

Если же данное скопление полезного ископаемого слишком мало и не отвечает этим требованиям, то говорят, что оно образует не месторождение, а рудопроявление или точку минерализации.

Месторождения полезных ископаемых неравномерно расположены на поверхности Земли. Причем как по месту залегания, так и по их разнообразию. Существуют участки земной поверхности богатые полезными ископаемыми разных типов, а есть бедные ими.

Зачастую месторождения полезных ископаемых образуют более или менее многочисленные группы – «рудные районы», «рудные узлы» и «рудные пояса», расположение которых контролируется конкретными геологическими структурами (например, крупными разломами). Поэтому один из древних, эмпирических законов геологии гласит: «Ищи руду около руды».

Запасы любого из полезных ископаемых ограничены (как в любом из месторождений, так в мире в целом). И уже сейчас наша цивилизация испытывает недостаток некоторых его видов.

Минерально-сырьевые ресурсы не только ограниченные, но и относятся к категории исчерпаемых ресурсов, и все они, за исключением подземных вод, являются невозобновляемыми. На протяжении всей своей истории человечес­кое общество в разных объемах использовало минеральные ресур­сы, причем объем добываемого сырья непрерывно возрастал. Од­новременно увеличивалось число извлекаемых химических элемен­тов и соединений: если в XVIII в. — 18 химических элементов и соединений, в XIX в. — 35, в 1917 г. — 64, в 1975 г. — 87, то в 90-е годы XX в. — 106 элементов Периодической системы Д.И.Мен­делеева. В настоящее время ежегодно из недр добывается около 100 млрд. т горной массы, добывается около 20 млрд т. полезных ископаемых. Возникает угроза истощения мес­торождений полезных ископаемых. По прогнозам некоторых спе­циалистов, запасы разведанных видов минерального сырья иссякнут к середине XXI в., а свинца и цинка хватит только на первые деся­тилетия третьего тысячелетия.

Неравномерная обеспеченность разных стран полезными ископаемыми, неравномерное и не справедливое их потребление, а так же явно не справедливые цены на минеральное сырье породили противоречия между странами, добывающими полезные ископаемые и странами, потребляющими их. Надо отметить, даже при сохранении «машинного» пути развития, наша цивилизация объективно не нуждается в таком количестве добываемых полезных ископаемых для удовлетворения основных потребностей человечества.

Все перечисленные выше противоречия получили название «Проблемы минерального сырья».

Провинции полезных ископаемых представляют собой крупный участок земной коры, относящийся к платформе, складчатому поясу или дну океана, с размещёнными в его пределах и свойственными ему месторождениями. Например, выделяют Кавказскую провинцию, Уральскую провинцию и проч. Иногда различают металлогенетические, угленосные, нефтегазоносные провинции.

Область (пояс, бассейн) полезных ископаемых занимают часть провинции и характеризуются набором определённых по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к одной и той же группе тектонических элементов первого порядка (антиклинории, синклинории и проч.). Пояса полезных ископаемых могут быть как однородными, так и разнородными по составу полезных ископаемых, размеры их колеблются в широких пределах. Бассейны полезных ископаемых представляют собой области непрерывного или почти непрерывного распространения пластовых полезных ископаемых.

Район полезных ископаемых составляет часть области и обычно характеризуется местным сосредоточением месторождений, в связи с чем, он нередко называется узлом полезных ископаемых.

Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Поля полезных ископаемых состоят из месторождений, а последние — из тел полезных ископаемых.

Тело, или залежь полезного ископаемого — это локальное скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-литологическому элементу или комбинации таких элементов.

Области, районы, поля месторождений могут полностью обнажаться на поверхности земли и относиться к открытым, быть частично закрытыми перекрывающими их породами и принадлежать к полузакрытым или быть полностью погребёнными и квалифицироваться как закрытые.