Полезные ископаемые 1 (А,Б). 1. Дайте определение понятиям полезное ископаемое, месторождение, рудопроявление. Приведите генетическую классификацию месторождений полезных ископаемых
 Скачать 269 Kb.
|
|
1. Дайте определение понятиям «полезное ископаемое», «месторождение», «рудопроявление». Приведите генетическую классификацию месторождений полезных ископаемых. 16. Кратко охарактеризуйте месторождения железных руд по плану, указанному в методических указаниях к теме 1.2. 31. Опишите, что представляет собой кристаллическое вещество. Перечислите основные свойства кристаллических веществ, их отличие от аморфных. 41. Опишите гидротермальный процесс минералообразования. Приведите примеры. 61. Опишите свойства минералов магнезита и сидерита. Ответ: 1. Дайте определение понятиям «полезное ископаемое», «месторождение», «рудопроявление». Приведите генетическую классификацию месторождений полезных ископаемых. Полезные ископаемые - природные минеральные образования (твердые, жидкие, газообразные), которые могут быть непосредственно использованы или из которых могут быть извлечены металлы или минералы, находящие применение в народном хозяйстве. Руда - горная порода или минеральное образование с содержанием полезных компонентов, обеспечивающим целесообразность извлечения их при современном состоянии экономики и техники. Понятия «полезное ископаемое» и «руды» не являются постоянными, а изменяются в связи с изменением потребностей народного хозяйства, развитием техники добычи и переработки минеральных веществ. Среди полезных ископаемых выделяют следующие главнейшие группы: металлические (руды), из которых извлекаются металлы или соединения металлов; неметаллические (часто тоже называемые рудами), используемые либо как готовый минеральный агрегат (например, гипс, каменная соль, каменные строительные материалы), либо как сырье, из которого выделяют определенные минералы или химические соединения, используемые в промышленности; каустобиолиты - горючие полезные ископаемые, к которым относятся ископаемые угли, горючие сланцы, нефть, природный газ; вода — питьевая, техническая, минеральная. Месторождение - природное скопление полезного ископаемого, которое в количественном и качественном отношении может быть предметом промышленной разработки при данном состоянии техники и в данных экономических условиях. Такие месторождения называются промышленными. Другие скопления, которые по своим данным могли бы разрабатываться лишь при изменившихся технико-экономических условиях, относятся к непромышленным месторождениям, отличаясь в этом смысле от рудопроявлений. Месторождения твердых полезных ископаемых по промышленному использованию делится на рудные (черные, цветные, легкие, редкие, радиоактивные и благородные металлы, рассеянные и редкоземельные элементы), нерудные (сырье для химической и металлургической промышленности, строительные материалы и др.), горючие (каменный уголь, горючие сланцы). Рудопроявление - природное скопление в горных породах рудных минералов невыясненных или небольших размеров, требующее изучения. В результате разведки может быть переведено в разряд месторождений. Классификация месторождения полезных ископаемых (по П.М. Татаринову) А. Эндогенные месторождения I. Собственно магматические 1. Сегрегационные: а) раннемагматические; б) позднемагматические. 2. Ликвационные. II. Пегматитовые III. Постмагматические 1. Пневматолитовые: а) контактно-метасоматические (скарновые). 2. Гидротермальные: а) умеренных и значительных глубин (высоко-, средне- и низкотемпературные); б) малых глубин и приповерхностные (высоко-, средне- и низкотемпературные); 3. Эксгаляционные. Б. Экзогенные месторождения I. Месторождения выветривания 1. Обломочные: а) элювиальные и делювиальные россыпи. 2. Остаточные: а) месторождения коры выветривания (глины, каолины и латериты); б) типа «железных шляп» (железные, марганцевые, гипсовые квасцовые «шляпы»). 3. Инфильтрационные. II. Осадочные 1. Механические осадки: а) аллювиальные россыпи (прибрежно-морские и озерные конгломераты); б) переотложенные осадки тонкодисперсных продуктов выветривания. 2. Химические осадки: а) из истинных растворов; б) из коллоидных растворов; в) биохимические. В. Метаморфогенные месторождения 1. Метаморфизованные. 2. Метаморфические. 16. Кратко охарактеризуйте месторождения железных руд по плану, указанному в методических указаниях к теме 1.2. Железо — элемент VIII группы периодической системы элементов, порядковый номер 26, атомная масса 55,84. Широко распространен в земной коре (занимает четвертое место после кислорода, кремния и алюминия). Кларк в земной коре составляет 4,65 %. В химически чистом виде - блестящий серебристо-белый, вязкий и ковкий металл. Легко подвергается пластическим деформациям в холодном и горячем состоянии, взаимодействует с водородом, кислородом, серой, азотом, фосфором и углеродом, растворяет водород и содержит его 0,005% при комнатной температуре и до 0,31 см3 на 1 г железа в расплавленном состоянии. При поглощении водорода возрастают твердость железа, пределы прочности и упругости. Легко соединяется и образует ряд окислов, из которых в природе широко распространены окись железа Fe2O3 — гематит и закись-окись железа FeO+Fe2O3 — магнетит. Закись железа FeO в свободном состоянии не встречается. Присутствие кислорода в сплавах железа увеличивает их ударную хрупкость: с повышением содержания кислорода твердость сплавов несколько возрастает, предел прочности почти не изменяется, а пластичность и предел упругости понижаются. Сера в сплавах придает железу ломкость и является вредной примесью. Способность железа поглощать азот и соединяться с ним широко используется в технике для повышения стойкости поверхности стальных деталей против коррозии, ее твердости при обычной и повышенной температуре, износоустойчивости и увеличения сопротивления усталости. G фосфором железо дает ряд соединений (фосфиды железа — Fe3P, Fe2P, FeP и Fe2P3), причем при добавлении фосфора до 1% твердость железа возрастает и сохраняется достаточная вязкость, а при содержании фосфора более 1% резко повышается хрупкость сплавов. В результате взаимодействия железа с углеродом образуются чугуны и стали. Из железных руд выплавляются: чугуны (содержание С 2,5-4%), стали (С 1,7- 0,2%) и железо (С 0,2-0,04%). Для получения высококачественных (легированных) сталей обыкновенные стали переплавляются с добавлением марганца, хрома, ванадия, никеля, кобальта, молибдена, вольфрама и других элементов, придающих сталям вязкость, твердость, антикоррозийные и другие ценные свойства. В природе железо находится преимущественно в форме окислов и алюмосиликатов. Оно входит в состав более 500 минеральных видов, из которых около 300 относятся к типичным минералам железа. Промышленное значение как рудообразующие имеют немногие минералы железа: магнетит (магнитный железняк) FeO·Fe2O3 (Fe 72,4%); гематит (красный железняк, железный блеск, железная слюдка) Fe2O3 (Fe 70%); гетит HFeO2 (Fe 62,9%); лимонит (бурый железняк) Fe2O3·nH2O (где п от 1 до 1,5; Fe до 59,8%); сидерит (железный шпат) FeCO3 (Fe 48,3%); шамозит 4FeO·Al2O3·3SiО2·4H2O. Промышленные типы железорудных месторождений Железной рудой называются богатые железом минеральные образования, которые по минеральному и химическому составу, а также физическим свойствам на данном уровне развития металлургии позволяют получать из них рентабельно металл необходимого качества. Металлургическая ценность железных руд зависит от их минерального состава, содержания в них железа, полезных и вредных примесей, а также от физического состояния. В настоящее время черная металлургия осуществляет переработку железных руд по следующей схеме: 1) обогащение сырой руды с получением товарных концентратов, богатых железом и бедных вредными примесями; 2) агломерация концентратов в целях окускования и удаления вредных примесей (серы и мышьяка); 3) доменная плавка агломерата для получения литейных или передельных чугунов; 4) плавка передельных чугунов в мартеновских и бессемеровские печах или передел чугуна томасовским процессом, с получением стали. При мартеновском способе производства стали, к чугуну добавляется богатая железом и чистая от вредных примесей сырая руда, называемая «мартеновской». Обогащению подвергается свыше 60% добываемой сырой руды. В дальнейшем намечается обогащать 80-85% добываемых железных руд. Без обогащения используются природно-легированные железные руды, перерабатываемые особым способом. Длякачественной оценки железных руд важное значение имеют содержащиеся в них нерудные примеси: кремнезем, глинозем, окиси кальция и магния (шлакообразующие компоненты). Наличие в рудах двуокиси титана, окисей бария, натрия и калия также влияет на расчет оптимального состава шихты, поэтому в общем балансе вещественного состава руды их количества должны обязательно учитываться. Вредными примесями являются сера, фосфор, мышьяк, олово, цинк, свинец. Содержание серы и фосфора в рудах, используемых без обогащения, не должно превышать 0,3% по каждому компоненту, мышьяка 0,07%, олова 0,08%, цинка и свинца 0,1%, меди 0,2%. Исчерпывающие сведения о требованиях промышленности к качеству минерального сырья приведены в соответствующих ГОСТах   и ТУ. Требования промышленности к качеству полезного ископаемого меняются в зависимости от технологии переработки, экономики и других условий, поэтому всегда необходимо учитывать возможные изменения.По главным рудообразующим минералам выделяются следующие основные промышленные типы железных руд: магнетитовые, титано-магнетитовые, гематитовые, бурожелезняковые, сидеритовые и силикатные. Магнетитовые руды делятся на следующие основные типы: скарновые, магномагнетитовые и магнетитовые разновидности железистых кварцитов. Скарновые руды. Главные рудные минералы — магнетит и мартит, второстепенные — железный блеск, мушкетовит, маггемит, магнезиоферрит, гидрогематит, гетит, гидрогетит. Из нерудных минералов — силикаты из групп гранатов, пироксенов, амфиболов, полевых шпатов, эпидота, хлоритов, слюд, скаполита и т.п., а также окислы — кварц, опал, халцедон; карбонаты, фосфаты и самородная сера. Магномагнетитовые руды. Главные рудные минералы — магнезиоферрит, магномагнетит и маггемит, а из нерудных присутствуют в значительных количествах хлорапатит, серпентин и кальцит. Магнетитовые разновидности железистых кварцитов. Главные рудные минералы — магнетит и в незначительных количествах гематит, нерудными являются кварц, халцедон, рибекит, хлорит, серицит и куммингтонит. Металлургическая ценность магнетитовых руд определяется содержанием в них железа. Минимально допустимое содержание его в доменной магнетитовой руде 50—55%. Лучшими рудами для выплавки стали в мартеновских печах являются мартйтовые, содержащие свыше 55% железа, не более 10% кремнезема, серы и фосфора не более 0,15% каждого. Примеси меди, мышьяка, цинка, свинца, никеля и хрома допускаются в количестве, не превышающем 0,04% каждого. Мелочи (6 мм) в мартеновских рудах допускается не более 30%. Титаномагнетитовые руды по химическому составу являются комплексными. Основными компонентами этих руд являются железо, ванадий и титан, второстепенными — кобальт в пирите, платина, медь в сульфидах, марганец, хром. Содержание фосфора и серы обычно незначительное. Основные рудные минералы титаномагнетитов — магнетит и ильменит; второстепенные — гематит, мартит, рутил, хромит. Нерудными минералами являются хлориты, роговые обманки, пироксены, гранаты, полевые шпаты, эпидот, оливин, серпентин, плеонаст, пренит, кальцит, кварц и биотит. Гематитовые руды. По минеральному составу выделяются два основных типа богатых руд: гематит-мартитовые и сидерит-мартитовые. В сплошных гематит-мартитовых рудах содержание железа колеблется от 50 до 65%, а местами достигает 68%, содержание вредных примесей (серы и фосфора) очень низкое (сотые доли процента). Повышенная металлургическая ценность богатых гематито-мартитовых и сидерит-мартитовых руд определяется низким содержанием примеси при высоком содержании железа и сравнительно легкой восстановимостью. Бурые железняки - наиболее распространенный тип руд в осадочных, иноильтрационных и остаточных железорудных месторождениях. Руды осадочных месторождений, как правило, оолитовые. Изредка встречаются крупнооолитовые руды, называемые бобовыми. Главные рудные минералы осадочных месторождений - гидрогетит, шамозит, сидериг, гетит, гидрогематит, гематит и стилышосидерит; второстепенные - эренвертит. Нерудные минералы представлены в основном кварцем, хлоритом, каолинитом, фосфатами кальция, алюминия и железа, гипсом, баритом, а также гелями кремнезема и глинозема. Химический состав оолитовых бурых железняков несложный. Содержание железа колеблется в пределах 30-50%, реже достигает 55%, кремнезем;. 20-30%, глинозема 5-6%, иногда 12-13%, окиси кальция и магния находятся в небольших количествах. Постоянно присутствуют полезные примеси марганца (до 4-5%) и ванадия (сотые доли процента). Вредные примеси представлены сульфидной и сульфатной серой, фосфором и мышьяком. Содержание летучих (углекислый газ и вода) бывает более 15%. По физическому состоянию оолитовые бурые железняки не очень плотные или слабо сцементированные и рыхлые. Главными рудными минералами инфильтрационных месторождений являются гидрогетит, гетит, сидерит и стриговит; примести — пирит, псиломелан, магнетит, хромшпинелиды и редко гарниерит. Примеси фосфора и серы обычно достигают нескольких десятых долей процента. Нерудные минералы — кварц, халцедон, кальцит, галлуазит, бейделлит, обломки окремненного известняка, кремнистых сланцев, зерна полевых шпатов, турмалина. Руды этих месторождений имеют крупноячеистое, жеодовое или мелкопористое губчатое строение, натечные, почковидные и концентрически-скорлуповатые формы агрегатов. Большей частью руды плотные, кусково-порошковатые, реже пылеватые. Руды остаточных месторождений представлены бурыми железняками с примесью никеля, хрома, кобальта. Главными рудными минералами в них являются гидрогетит и гетит; второстепенными — гидрогематит, магнетит, лепидокрокит, многожелезистые силикаты, хромшпинелиды, кобальт и никельсодержащие окислы и гидроокислы марганца, никельсодержащие силикаты. Нерудные минералы — кварц, халцедон, опал, галлуазит, бейделлит, серпентин, нонтронит, пеннин, клинохлор, магнезит, оливин, идденгеит, аллофан, гипс и др. Среди руд остаточных месторождений выделяются разновидности: окремненные плотные, губчатые или слоистые, реже жеодовые, натечные, обломочные или зернистые. Сидеритовые руды. Промышленное значение имеют лишь сплошные руды, состоящие из агрегатов кристаллически-зернистого сидерита с содержанием железа 25-39%, небольшим количеством кремнезема и глинистого вещества и незначительными примесями серы и фосфора. В настоящее время сырые сидериты используются в весьма ограниченном количестве как флюс и после окислительного обжига как рудная составляющая в доменной шихте. Силикатные железные руды (шамозитовые и тюрингитовые) как промышленный тип руд могут рассматриваться только в природных смесях с бурыми железняками, если последние преобладают. Геологическая классификация железорудных месторождений До недавнего времени общепринятыми в геологической практике были генетические классификации железорудных месторождений, изложенные в работах А.Г. Бетехтина, П.М. Татаринова, С.А. Вахромеева и др. В настоящее время в практику геологоразведочных работ внедряется геологическая классификация железорудных месторождений, как наиболее отвечающая современному уровню развития теории и практики изучения месторождений. Особенности поисков месторождений железных руд При поисках преобладающего количества типов месторождений железных руд первостепенное значение в общем комплексе применяемых при поисках методов исследований имеют методы рудной геофизики, главным образом магнитные. Так при составлении прогнозных металлогенических карт по железу по данным геофизических съемок в основном выделяются комплексы ирод, с которыми связаны важнейшие промышленные типы железорудных месторождений: 1) толщи железистых кварцитов; 2) массивы основных и ультраосновных пород; 3) комплексы эффузивных пород и 4) мощные комплексы осадочных пород. Геологические съемки в масштабах 1:200 000 - 1:100 000 обязательно сочетаются с наземными геофизическими исследованиями. При геологических съемках в масштабах 1:50 000 - 1:10 000, проводимых в рудных районах, выявленных на основе ранее проведенных геолого-геофизических исследований, работы начинаются обычно с крупномасштабных аэромагнитных съемок, которые выделяют перспективные площади для последующих детальных наземных геофизических, а затем и геологических съемок. Для каждой группы железорудных месторождении ввиду присущих им специфических физико-геологических особенностей требуется соответствующий комплекс методов изучения. Так, массивы ультраосновных и основных пород, несущие титаномагнетитовое оруденение, фиксируют аэромагнитной съемкой в виде узколокализованных или изометрических аномалий интенсивностью от 1 до 8-10 тыс. гамм. Большинство месторождений, приуроченных к метаморфизованным осадочно-эффузивным и осадочным породам, результативно фиксируются комплексом магнитных и гравиметрических съемок. На месторождениях железистых кварцитов и связанных с ними залежах богатых руд при помощи геофизических методов (магнитометрия, сейсмометрия) решаются разнообразные задачи, главными из которых являются: 1) определение границ распространения и элементов залегания толщи железистых кварцитов в целом; 2) расчленение указанной толщи на отдельные горизонты, различающиеся по своим физическими свойствам с определением элементов залегания этих горизонтов слоев; 3) выделение участков, перспективных для поисков богатых руд. Первостепенное значение геофизических методов при поисках и разведке железных руд не означает принижения роли и значения других геологических методов поисков и изучения месторождений (литолого-стратиграфического, палеографического, геохимического, петрографического и др.). Важно для каждого типа месторождений определить комплекс этих методов, последовательность их применения и взаимосвязь. В период разведочных работ на месторождениях, представленных магнитными железными рудами, геофизические методы позволяют рационально выбирать сеть разведочных скважин, тем самым, сокращая сроки работ и удешевлять разведку. Промышленные типы железорудных месторождений
31. Опишите, что представляет собой кристаллическое вещество. Перечислите основные свойства кристаллических веществ, их отличие от аморфных. Кристаллография — наука о кристаллах. Она изучает форму, внутреннее строение, происхождение и свойства кристаллических веществ. По-гречески «кристаллос» означает «застывший на холоде». Так греки называли лед и горный хрусталь, полагая, что последний образовался так же, как и лед, при низкой температуре. Впоследствии кристаллами стали называться все твердые тела, образующиеся в природе и в лабораторных условиях и имеющие многогранную форму. В природе хорошо ограненные кристаллы встречаются сравнительно редко; они образуются преимущественно в полых трещинах и пустотах горных пород, где они могут свободно расти. Размеры кристаллов могут быть различными. Мелкие кристаллы, имеющие ясную огранку, видны только под микроскопом, крупные могут достигать в длину 1 м и более. Поверхность кристаллов ограничена плоскостями, которые носят название граней. Места соединения граней называются ребрами, точки пересечения которых называются вершинами или углами (рис. 1). Грани, ребра и вершины кристаллов связаны зависимостью: число граней + число вершин = число ребер + 2. В большинстве случаев кристаллические вещества не имеют ясно ограненной формы, хотя и обладают закономерным внутренним кристаллическим строением. Кристаллические вещества чрезвычайно широко распространены в природе. Разнообразные горные породы, слагающие земную кору (граниты, мраморы, пески, соли и др.), представлены агрегатом кристаллических зерен. Такое же строение имеют все металлы, их сплавы и большинство окружающих нас предметов. Кристаллическим веществам присущи следующие важнейшие свойства. Анизотропность (т. е. неравносвойственность). Анизотропными называются такие тела, которые имеют одинаковые свойства в параллельных направлениях и неодинаковые — в непараллельных. Различные физические свойства кристаллов, такие, как теплопроводность, твердость, упругость, распространение света и др., изменяются с изменением направления. В противоположность анизотропным, изотропные тела имеют одинаковые свойства во всех направлениях. Способность самоограняться. Этой специфической особенностью обладают только кристаллические вещества. При свободном росте кристаллы ограничиваются плоскими гранями и прямыми ребрами, принимая многогранную форму.  Рис. 1. Кристаллы наваренной соли (1) и магнетита (2): а — грани, б — ребра; в — вершины (углы) 3. Симметрия. Симметрией называется закономерная повторяемость в расположении предметов или их частей на плоскости или в пространстве. Все кристаллы являются телами симметричными; «кристаллы блещут симметрией»,— писал акад. Е. С. Федоров. Перечисленные свойства кристаллических веществ объясняются их внутренним закономерным строением. Материальные частицы (атомы, ионы, молекулы) в кристаллическом веществе размещаются не хаотично, а в определенном строгом порядке. Они расположены параллельными рядами, причем расстояния между материальными частицами в этих рядах одинаковы. Эта закономерность в строении кристаллов выражается геометрически в виде пространственной решетки, являющейся как бы скелетом вещества (рис. 2). Представить пространственную решетку можно как бесконечно большое число одинаковых по форме и размеру параллелепипедов, сдвинутых один относительно другого и сложенных так, что они выполняют пространство без промежутков. Вершины параллелепипедов, в которых находятся атомы, ионы или молекулы, называются узлами пространственной решетки, а прямые линии, проведенные через них, — рядами. Любая плоскость, которая проходит через три узла пространственной решетки (не лежащих на одной прямой), называется плоской сеткой. Элементарный параллелепипед, в вершинах которого находятся узлы решетки, носит название ячейки данной пространственной решетки.  Рис. 2. Пространственная решетка Таким образом, кристаллическое вещество имеет строго закономерное (решетчатое, или ретикулярное) внутреннее строение (от латинского слова «ретикуля» — сетка). Отсюда можно дать и более точное определение кристалла. Кристаллами называются твердые тела в виде многогранников, в которых слагающие их частицы (атомы, ионы, молекулы) расположены закономерно, или иначе кристаллы — это твердые тела ретикулярного строения. Структура вещества, т.е. расположение атомов в данном веществе, при сходных термодинамических условиях всегда одинакова. Это означает, например, что все кристаллы кварца SiO2 имеют одинаковое расположение атомов кремния и кислорода. Закономерное внутреннее строение кристаллов предполагалось учеными давно. Начало этим взглядам было положено М. В. Ломоносовым и X. Гюйгенсом. В конце XVIII в. французский ученый Р.Ж. Аюи высказал мысль, что составляющие кристалл молекулы имеют форму параллелепипедов. Впоследствии эти идеи были развиты его соотечественником О. Бравэ. С исчерпывающей полнотой на основе математического анализа теория расположения атомов в пространстве была разработана в конце прошлого века крупнейшим русским кристаллографом Е. С. Федоровым. Эта теория блестяще подтвердилась после открытия М. Лауэ в 1912 г. дифракции рентгеновых лучей в кристаллах с последующей расшифровкой кристаллических структур. Все важнейшие свойства кристаллических веществ являются следствием их внутреннего закономерного строения. Так, например, анизотропность кристаллов можно легко уяснить, если вести измерение каких-либо свойств в различных направлениях. В отношении твердости — это хорошо видно на примере кристалла дистена (по-гречески «ди» —двояко, «стенос» — сопротивляющийся): в продольном направлении твердость его равна 4,5 (по шкале Мооса), в поперечном 6. Если кристалл покрыть тонким ровным слоем воска и дотронуться до него концом нагретой иголки или проволоки, то воск будет таять, образуя ямки таяния в виде кругов или эллипсов. В одних кристаллах на всех гранях эти ямки будут иметь форму круга, в других кристаллах они будут кругами и эллипсами или только эллипсами. Эллиптическая форма ямок таяния доказывает неравномерное распределение тепла по разным направлениям в кристаллах. Особенно четко анизотропия выявляется в оптических свойствах кристаллов, на чем основан один из важнейших методов их изучения, применяемый в минералогии и петрографии. Способность кристаллов самоограняться также является естественным следствием их внутреннего строения. Грани кристаллов соответствуют плоским сеткам, ребра — рядам, а вершины углов — узлам пространственной решетки. Пространственная решетка имеет бесконечное множество плоских сеток, рядов и узлов. Но реальным граням кристаллов могут соответствовать лишь те плоские сетки решетки, которые имеют наибольшую ретикулярную плотность, т. е. на которых на единицу площади будет приходиться наибольшее число составляющих ее частиц (атомов или ионов). Таких плоских сеток сравнительно немного, отсюда и кристаллы имеют вполне определенное число граней.  Рис. 3. Кривые охлаждения кристаллического (слева) и аморфного (справа) вещества; а и б — точки начала и конца кристаллизации Структура кристалла, т.е. расположение в нем отдельных частиц, является симметричной. Можно провести плоскости, по отношению к которым все слагающие кристалл частицы располагаются симметрично, можно провести также прямые линии — оси, вокруг которых эти частицы будут закономерно повторяться. Отсюда становится ясным, что и сам кристалл будет обладать плоскостями и осями симметрии, т. е. будет симметричным. Все отмеченные выше свойства характерны лишь для кристаллических веществ. В аморфных веществах («аморфный» по-гречески означает «бесформенный») нет общего закономерного внутреннего строения; составляющие их частицы расположены беспорядочно, поэтому они изотропны, не обладают симметрией и не могут самоограняться. Расположение частиц в них такое же, как в жидкости, поэтому их иногда сравнивают с переохлажденными жидкостями. Примерами аморфных веществ могут служить стекло, пластмасса, клей, смола, затвердевшие коллоиды (гели). Аморфные вещества в отличие от кристаллических не имеют четко выраженной температуры плавления. Наблюдая кривые охлаждения (или нагревания) кристаллических и аморфных веществ (рис. 3), можно видеть, что в первом случае имеются два резких перегцба (точки, а и б), соответствующие началу и концу кристаллизации; в случае же охлаждения аморфного вещества мы имеем плавную кривую. По этому признаку можно легко отличить кристаллические вещества от аморфных. 41. Опишите гидротермальный процесс минералообразования. Приведите примеры. Гидротермальный процесс. Гидротермы — горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате сжижения газов (рис. 1). Гидротермальные растворы выносят из магматического очага целый ряд соединений металлов. Кроме того, гидротермы могут заимствовать различные вещества из боковых пород, по которым они движутся. Причина движения гидротерм — разность давлений. Когда внутреннее давление растворов больше внешнего, растворы движутся в сторону наименьшего давления, обычно вверх, к поверхности земли. При своем движении они используют различные тектонические нарушения, трещины, зоны контактов. По мере удаления растворов от магматического очага температура их падает. В результате падения температуры и реакций с вмещающими породами гидротермы отлагают свой груз в виде минералов. Выделение минералов из водных растворов (иногда коллоидных) и представляет сущность гидротермального процесса.  Рис. 1. Отделение магматических эманации и общее положение пневматолитового и гидротермального процессов Поскольку гидротермы обычно движутся по трещинам, форма большинства гидротермальных минеральных тел жильная.  Рис. 2. Мусковит и флюорит в контактах кварцевой жилы Главнейшим жильным минералом является кварц (кварцевые жилы, рис. 2). Гидротермы могут быть высоко-, средне- и низкотемпературные, и соответственно по температуре образования выделяют следующие гидротермальные месторождения: высокотемпературные (450—300°), среднетемпературные (300—200°), низкотемпературные (ниже 200°). Как правило, высокотемпературные гидротермальные минеральные тела располагаются ближе к интрузии, в то время как низкотемпературные являются наиболее удаленными. Это ведет в известной степени к зональному расположению продуктов гидротермального процесса по отношению к той интрузии, которой они обязаны своим происхождением. Так, ближе к гранитной интрузии и в самом интрузиве располагаются гидротермальные жилы с вольфрамитом, касситеритом, молибденитом, далее — жилы с сульфидами меди, свинца и цинка, серебра, затем сурьмы и ртути. Однако подобная зональность не является строго концентрической, проявляется не всегда и характерна лишь для сравнительно небольших (до 10 мм в поперечнике) гранитных штоков. Гидротермальный процесс не ограничивается отложением минералов в трещинах с образованием различных жильных тел. Гидротермы так же, как и газы, просачиваются сквозь боковые породы, химически реагируют с ними, замещают их, привнося новые соединения. Так возникают контактово-метасоматические тела, имеющие часто трубчатую или неправильную форму и залегающие большей частью среди карбонатных пород. При гидротермальной переработке вмещающих горных пород последние могут быть сильно изменены. Так, при действии гидротермальных растворов на богатые магнием ультраосновные породы и доломиты образуются асбест, тальк, магнезит, а действие низкотемпературных сернокислых гидротерм на богатые щелочами породы ведет к образованию алунита. Гидротермальное происхождение имеют большинство руд цветных, редких и радиоактивных металлов, золото, а также различные неметаллические полезные ископаемые. Гидротермальное минералообразование проявляется также в конце пегматитового процесса. Следует отметить, что в настоящее время высказываются соображения о том, что гидротермальные растворы, несущие оруденение, не обязательно должны быть магматогенными. Это основывается на следующем. Вместе с осадочными породами в глубокие горизонты литосферы попадают огромные количества воды и газов как в свободном виде (подземные, пленочные и волосные воды), так и в связанном (кристаллизационная, коллоидная вода). Вся литосфера как бы пропитывается водой и газами. При этом хорошо известно, что слабоминерализованные близ поверхности подземные воды на глубине превращаются в рассолы с минерализацией до 300 г/л и более. Температура этих вод на глубине 4—5 км возрастает до 150°. Многие воды обогащены (за счет выщелачивания из вмещающих пород) типичными элементами рудных месторождений — Си, Pb, Zn, «летучими» соединениями— S, F, В, Li, As и многими другими. Эти высококонцентрированные термальные водные растворы по существу и могут быть теми растворами, которые мы называем гидротермальными. Они могут переносить элементы в ионной и в коллоидной формах, в форме различных сложных комплексов и, при изменении условий, отлагать их в виде труднорастворимых соединений — минеральных тел. Эти же растворы могут вызывать и метасоматические изменения горных пород и руд. 61. Опишите свойства минералов магнезита и сидерита. Магнезит Мg[СОз]. Встречается в виде кристаллически-зернистых агрегатов и фарфоровидных плотных, скрытокристаллических масс. Цвет белый. Твердость 4-4,5. Плотность 3. Диагностика. Белая массивная разновидность похожа на кремень, но обладает более низкой твердостью. Агрегаты часто крупнозернисты. В НCl разлагается только при нагревании. Происхождение, Метасоматическим путем — при замещении известняков растворами, содержащими магний (при этом предполагается, что магний выщелачивается из доломитовых толщ); при гидротермальной переработке богатых магнием ультраосновных пород и при их выветривании. Парагенезис: тальк, доломит, серпентин, опал. Месторождения. В России: Саткинское, в 50 км к юго-западу от Златоуста (Урал) и Савинское в Иркутской области. За границей: в Китае, Австрии и Канаде. Применение. Магнезит употребляется для изготовления огнеупорных кирпичей. Возможный источник магния. Сидерит Fe[CO3] (Fe 48,2%)- Название происходит от греческого «сидерос» — железо. Агрегаты зернистые, землистые, плотные, иногда в шаровидных конкрециях (сферосидерит). Цвет буровато-желтый, бурый. Твердость 3,5-4,5. Плотность 4. Диагностика. Отличается по высокой плотности. В НСl разлагается сравнительно легко, капля НС1 при этом желтеет от образования FeCl3. Происхождение. Гидротермальное - встречается в полиметаллических месторождениях как жильный минерал. При замещении известняков образует метасоматические залежи. Может быть осадочного происхождения (оолитовое строение), а также метаморфического — при метаморфизме осадочных месторождений железа. В зоне окисления легко разлагается и переходит в гидраты окислов железа, образуя железные шляпы. Месторождения. На Южном Урале находится крупнейшее в России Байкальское месторождение сидерита, образовавшееся гидротермальным путем при замещении доломитов. За границей: в Австрии, Испании и других странах. Применение. Сидерит — важная руда на железо. Список литературы.1. А.В. Миловский «Минералогия и петрография» М.: «Недра», 1979. 2. Романович И.Ф., Кравцов А.И. и др. Полезные ископаемые. – М.:Недра, 1982. 3. Бирюков В.И., Куличихин С.Н., Трофимов Н.Н. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. – М.:Недра, 1987. 4. Красулин В.С. Справочник техника-геолога. Изд.2-е, перераб. и доп., под ред. С.Г. Бароянц. – М.: Недра, 1974. | ||||||||||||||||||||||