Полезные ископаемые

Полезные ископаемые, природные  минеральные образования земной коры, химический состав и физические свойства которых позволяют эффективно применять их в различных отраслях народного хозяйства. По промышленному  использованию обычно делятся на металлические, неметаллические полезные ископаемые, горючие (или каустобиолиты) и гидроминеральные полезные ископаемые. Металлические полезные ископаемые представлены рудами черных (Fe, Cr, Mn, Ti), цветных (Cu, Zn, Pb, Al и др.), редких (Та, Nb, Be, Zr, Li, Sc и др.) и радиоактивных (U, Th, Ra) металлов, а также благородными металлами (Au, Ag, Pt, Os, Ir, Rh, Pd, Ru). Неметаллические полезные ископаемые включают горнохимическое сырье (например, апатит, фосфорит, барит), сырье для извлечения промышленных минералов (асбесты, слюды, графит, драгоценные и поделочные камни и др.), промышленные горные породы (глины, пески, граниты и т.д.). Горючие полезные ископаемые включают нефть, газы природные горючие, каменный уголь и бурый уголь, торф и горючие сланцы. К гидроминеральным полезным ископаемым относятся подземные (в т. ч. термальные) пресные воды и минеральные воды, которые могут содержать I, Br, В и др. Термальные воды используют в энергетике.

Полезные ископаемые бывают твердыми, жидкими и газообразными, что определяет специфику их добычи и обогащения. Различают простые  и комплексные полезные ископаемые. Из последних можно получить несколько  компонентов, которые применяют  в народном хозяйстве. Так, из полиметаллических  руд норильского типа извлекают  Cu, Ni, Со, Pt и платиновые элементы, Se, Те. Постоянное совершенствование технологии приводит к росту числа извлекаемых из полезных ископаемых элементов.

По происхождению полезные ископаемые делятся на магматогенные, мета-морфогенные и экзогенные. Каждая из этих групп имеет более дробное деление. Первые (руды Cr, Fe, Ti, Ni, Та, Nb, Zr, Pt, платиновых металлов и др.) образуются при внедрении в земную кору и остывании магматических расплавов. Метаморфогенные залежи (например, железные руды Криворожского бассейна, золото и урановые руды Южной Африки) возникают при высоких давлениях и температурах в глубоких недрах. В тех же условиях в процессе метаморфизма горных пород могут образовываться месторождения мрамора, графита и др. Экзогенные полезные ископаемые (осадочные месторождения горючих ископаемых, строительных материалов, россыпи Au, Pt, алмазов, руды U, Cu, S и др.) возникают в результате процессов, обусловленных внешними по отношению к Земле источниками энергии (преимущественно солнечным излучением), - при действии ветра, природных вод, ледников и т.д.

Источники вещества, послужившего основой при образовании полезных ископаемых, подразделяются на мантийные (или базальтовые) магмы, коровые (или гранитные) магмы и осадочный чехол. Их формирование происходило в архейскую, протерозойскую, рифейскую, палеозойскую, мезозойскую и кайнозойскую эры, т.е. на протяжении около 3 млрд. лет.

Скопления полезных ископаемых представляют собой месторождения. Они относятся к открытым, если обнажаются на земной поверхности, или  к закрытым (слепым), если полностью  находятся в недрах. Месторождение  называется промышленным, если его  эксплуатация экономически целесообразна. Скопления полезных ископаемых, которые не отвечают этому требованию, относятся к непромышленным. При изменении технико-экономических условий непромышленные месторождения могут стать промышленными. Требования к качеству и количеству полезных ископаемых (кондиции) изменяются с изменением потребностей и технологий переработки и использования конкретного вида минерального сырья. Запасы полезных ископаемых, т.е. их количество, находящееся в недрах, подсчитывают в тоннах (нефть, уголь, руды), кг (золото и другие благородные металлы), каратах (алмазы), м3 (природный газ, строительные материалы). С учетом возможности практического применения в народном хозяйстве запасы полезных ископаемых делятся на балансовые и забалансовые, которые соответственно уже используются или пока являются резервом промышленности.

При добыче и обогащении полезных ископаемых происходит существенное воздействие  на природу. Извлечение из недр на поверхность  и переработка значительных масс полезных ископаемых включает в природные  миграционные процессы большое число  химических элементов. Многие из них  загрязняют воду, воздух, пищ. продукты. Наиболее токсичны металлы (Hg, Sb, Cd, Pb, V, Cr, Cu, Ni, Zn), а также As, F и S. Загрязнение окружающей среды горнодобывающими предприятиями происходит: 1) пылевыми выбросами при открытых горных выработках; 2) вследствие размыва отвалов хвостов обогатительных фабрик; 3) стоками водоотлива из подземных горных выработок и карьеров; 4) стоками обогатительных фабрик после очистных сооружений; 5) при транспортировке руд и концентратов. Металлургические или химические предприятия по переработке полезных ископаемых также загрязняют природу. Специфическое влияние каждого предприятия определяется геолого-геохимическими особенностями разрабатываемых месторождений полезных ископаемых. Опасными считаются геохимические аномалии, сформировавшиеся вокруг горнодобывающих или перерабатывающих предприятий в почвах, растениях и водных системах, если концентрации химических элементов превышают предельно допустимые. При разработке соответствующих природоохранных мероприятий для каждого эксплуатируемого месторождения необходимо учитывать законы о недрах.

Минеральные богатства Земли  невозобновимы, поэтому важной проблемой становится наиболее эффективное и комплексное использование минерального сырья, резкое уменьшение его потерь при добыче и переработке. Металлические полезные ископаемые

      В Беларуси  известны рудопроявления и месторождения  черных, цветных, редких и благородных  металлов, приуроченные преимущественно  к кристаллическому фундаменту.

      Так, в  нем выявлены месторождения железных  руд — Околовское и Новоселковское. Более крупным и изученным является Околовское месторождение, расположенное в Столбцовском районе Минской области. Железистые кварциты месторождения связаны со стратифицированными образованиями околовской серии, представленными плагиогнейсами, кристаллическими сланцами и амфиболитами. Рудная толща выходит на поверхность фундамента, который залегает здесь на глубинах 220—360 м. Залегание толщи осложнено тектоническими нарушениями субширотного, субмеридионального и северо-западного простирания. На месторождении выявлены три горизонта железистых кварцитов (мощность от 20— 80 до 125—260 м), имеющих пластовую форму и моноклинальное залегание с падением на юго-восток под углом 60—80 °. В горизонтах выделяется до 5—6 рудных пластов. Развиты два основных типа руд: силикатно-магнетитовые кварциты и магнетитовые амфиболиты. Главный рудный минерал — магнетит; изредка встречаются пирит, пирротин, халькопирит, ильменит, а в слаборазвитой зоне окисления — мартит, гематит и лимонит. Среднее содержание железа в продуктивных пластах 27 %. Руды хорошо обогащаются. Выход концентрата составляет 34 % с содержанием железа 68 %. Запасы железных руд категории Cj до глубины 700 м составляют 440 млн т. Предварительные оценки показывают, что на базе Околовского месторождения возможно строительство горнообогатительного комбината с производительностью 9,4 млн т руды в год.

      Новоселковское месторождение расположено в Кореличском районе Гродненской области. Здесь продуктивная толща представлена метагабброидами кореличского магматического комплекса. Руды ильменит-магнетитовые, среднее содержание железа около 30, диоксида титана — 3—5 %. Глубина залегания пород фундамента на месторождении 148—176 м. Месторождение изучено недостаточно.

      Цветные  металлы связаны, в основном, с  породами кристаллического фундамента. Наиболее широко распространены  колчеданные рудопроявления в  центральной и западной частях  Беларуси — Мир, Унихово, Рудьма, Раевщина, Рубежевичи и др. По соотношению полезных компонентов и главных рудных минералов колчеданные проявления разделяются на серно-колчеданные, медно-колчеданные и медно-свинцово-цинково-колчеданные. Содержание полезных компонентов в наиболее оруденелых интервалах неустойчиво и достигает: меди - 0,1-5 %, свинца - 0,05-1, цинка - 0,03-6 %. В этих же интервалах обнаружены повышенные содержания благородных металлов, кобальта, кадмия, висмута и др.

      Молибден-медные рудопроявления, связанные с гранитоида-ми, по составу близки к ме дно-колче данным. Известны два таких рудопроявления — Шнипки и Лашевичи. На участке Шнипки рудная минерализация установлена в крутопадающей жиле мощностью до 5,8 м. Главные рудные минералы — пирит и халькопирит, второстепенные — марказит, молибденит, магнетит, гематит, галенит, сфалерит, халькозин, борнит, ковеллин, кобальтин. Содержание пирита варьирует в пределах 5-50 %, халькопирита 5-20, молибденита -достигает 1 %.

      В Столбцовском районе обнаружено медно-никелевое рудо-проявление, приуроченное к небольшой интрузии ультраосновных и основных пород. Главными рудными минералами здесь являются халькопирит и пирротин, второстепенными — пентландит и ку-банит. Содержание меди в породах достигает 0,2—0,8, никеля — 0,2-0,5 %.

      В платформенном  чехле проявления цветных металлов  установлены в туфогенных образованиях волынской серии венда на Полесской седловине (вкрапленность и прожилки пирита, халькопирита, халькозина), в сланценосной толще надсолевого девона (прожилки и вкрапленность пирита, халькопирита, сфалерита и галенита) и в терригенных красноцветных отложениях перми и триаса Припятского прогиба.

      Редкометалыюе оруденение выявлено в пределах Микашевичско-Житковичского выступа кристаллического фундамента. Здесь разведано редкометальное месторождение Диабазовое, на котором продуктивной является формация бериллиевых полевошпатовых метасоматитов. Рудные тела представляют собой пласто- и линзообразные залежи, падающие на юго-запад под углом 5-15°. На базе этого месторождения в перспективе возможно получение бериллия и редкоземельных элементов цериевой группы.

      Своеобразным  видом металлических полезных  ископаемых являются обнаруженные  и изученные на юге Беларуси  погребенные полиминеральные россыпи  в кайнозойских отложениях. Наиболее  перспективны палеогеновые и  неогеновые пески, в которых  избирательно сконцентрированы  тяжелые минералы в результате  перемыва в обстановках русел и дельт. Почти все полезные компоненты россыпей (ильменит, лейкоксен, рутил, циркон, реже касситерит, ксенотим, сфен, титаномагнетит, монацит) концентрируются во фракции 0,05-0,25 мм. Выделен ряд перспективных участков (Житковичский, Глуш-кевичский, Антопольский, Дрогичинский, Кобринский и др.).

      Исходя из  геологических предпосылок и  анализа геолого-геохимических данных, в Беларуси возможно обнаружение  месторождений золота в породах  кристаллического фундамента и  в осадочном чехле. В кристаллическом  фундаменте на глубинах порядка  700—850 м выявлены зоны сульфидной  минерализации с содержанием  золота до 2 г/т. Мощность золотоносных  зон варьирует от нескольких  сантиметров до 2—3 м. Выделяются  три типа проявлений: золото-сульфидный, золото-кварцевый и золотоносных железистых кварцитов. В 1992— 1993 гг. установлены проявления золота в аллювиальных и водно-ледниковых образованиях четвертичного возраста в северных, южных и центральных районах Беларуси. Содержание золота варьирует от первых десятков до сотен миллиграммов на кубометр породы. Проявления золота обнаружены также в прибрежно-морских палеогеновых отложениях на юге страны, где они ассоциируют с ильменитом, рутилом и цирконом.