Контрольная работа Геологическая оценка минерального сырья. КР Г-ТОМС. Контрольная работа по дисциплине Геологотехнологическая оценка минерального сырья Институт заочного обучения
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Министерство науки и образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова» (ФГБОУ ВО «МГТУ им. Г.И. Носова») Кафедра геологии, маркшейдерского дела и обогащения полезных ископаемых Контрольная работа по дисциплине «Геолого-технологическая оценка минерального сырья» Институт заочного обучения Курс 2 Студент Кудряшов К.Л. Спец.(напр.) 21.05.04 Горное дело Шифр группы зГД-19-7 Магнитогорск, 2021 г. 1 Содержание Введение 2 1. Общие сведения 3 1.1 Месторождения железа 3 2 Геологическая часть 4 2.1 Географо-экономические условия Михайловского месторождения 4 2.2. Геологическая, гидрогеологическая, геофизическая и геохимическая характеристики месторождения 6 2.2.1 Геологическое строение района 6 2.2.2. Геологическая характеристика месторождения 7 2.2.3 Геофизическая характеристика 9 3. Общие сведения 11 3.1 Месторождения меди 11 4. Геологическая часть 13 4.1. Географо-экономические условия месторождения 13 4.2. Геологическая, гидрогеологическая, геофизическая и геохимическая характеристики месторождения 14 4.2.1 Геологическое строение района 14 4.2.2. Геологическая характеристика месторождения 17 4.2.3 Геофизическая характеристика 21 Заключение 23 Список используемой литературы 24 2 Введение. В наше время сильно развита промышленность, требующая большого количества сырья, в том числе находящегося в недрах земли. Геолого- технологическая оценка минерального сырья является начальным и важным этапом разработке месторождений, от которого зависит актуальность и рентабельность разработки месторождений. Объектами изучения в данной работе будут Михайловское месторождение железных руд, Джезказганское месторождение медных руд. В данной работе будут рассмотрены географо-экономические условия месторождения, геологическая, гидрогеологическая, геофизическая и геохимическая характеристики месторождения, экономическая оценка месторождений. 3 1. Общие сведения. 1.1 Месторождения железа. Железо – это блестящий с сероватым оттенком ковкий металл, обладающий высокой магнитностью. Температура плавления наиболее чистого железа 1534 0 С, температура кипения 3200 0 С, плотность 7,88 г/см 3 . Со многими металлами железо образует славы, которые сочетают в себе прочность, пластичность, способность превращаться в изделие любой формы и противостоять ударным нагрузкам, работать при очень низких и достаточно высоких температурах. Сталь и чугун широко используется в самых различных отраслях народного хозяйства. Важнейшая геохимическая особенность железа, наличие у него нескольких степеней окисления. Железо в нейтральной форме металлическое, слагает ядро земли, возможно, присутствует в мантии и очень редко встречается в земной коре. Закисное железо FeO – основная форма нахождения железа в мантии и земной коре. Окисное железо Fe 2 O 3 характерно для самых верхних, наиболее окисленных, частей земной коры, в частности, осадочных пород. По кристаллохимическим свойствам ион Fe 2+ близок к ионам Mg 2+ и Ca 2+ другим главным элементам, составляющим значительную часть всех земных пород. В силу кристаллохимического сходства железо замещает магний и, частично, кальций во многих силикатах. При этом содержание железа в минералах переменного состава обычно увеличивается с уменьшением температуры. В эвгеосинклинальных областях железорудные месторождения образуются на ранней собственно геосинклинальной стадии. Формируются осадочные и вулканогенно-осадочные месторождения, связанные с вулканогенно- кремнистыми формациями, позднемагматические титаномагнетитовые месторождения в габброидах, а также скарново-магнетитовые месторождения, связанные со сложными вулканоплутоническими комплексами габбро-диорит- гранодиоритового и габбро-монцинит-сиенитового ряда. В платформенных условиях возникают месторождения осадочного типа и в корах выветривания, а также постмагматические месторождения, связанные с тропповым магматизмом. Основные типы железорудных месторождений - месторождения железистых кварцитов и богатых руд; - пластовые осадочные месторождения; - скарновые железорудные месторождения; - апатит-магнетитовые месторождения - комплексные титаномагнетитовые месторождения. 4 Второстепенные типы железорудных месторождений: - комплексные карбонатитовые апатит-магнетитовые месторождения; - железорудные магномагнетитовые месторождения; - железорудные сидеритовые месторождения; - железорудные и железомарганцевые оксидные пластовые месторождения в вулканогенно-осадочных толщах; - железорудные пластообразные латеритные месторождения. Промышленные типы железных руд выделяются в зависимости от их минерального состава: - титаномагнетитовые и ильменит-титаномагнетитовые в базитах и ультрабазитах; - апатит-магнетитовые (карбонатитовые); - магнетитовые, магномагнетитовые (скарновые); - магнетит-гематитовые (железистые кварциты); - мартитовые, мартит-гидрогематитовые, гидрогематит-мартитовые и гидрогематитовые (богатые руды, образовавшиеся по железистым кварцитам); - - сидеритовые; - гидрогётитовые (бурожелезняковые); - хлоритовые, или шамозит-тюрингитовые, и гидрогётитовые оолитовые (осадочные); - гётит-гидрогётитовые (природнолегированные руды коры выветривания). Мировые разведанные запасы железной руды составляют порядка 160 млрд тонн, в которых содержится около 80 млрд тонн чистого железа. Эти данные не учитывают Боливийского месторождения Эль-Мутун, запасы которого оцениваются в 40 - 42 млрд тонн руды. Добыча железной руды в мире составляет 2,5 млрд. т. в год. Наиболее крупные потребители железных руд: США, Япония, Германия, Великобритания, Италия, Франция. 2 Геологическая часть. 2.1 Географо-экономические условия Михайловского месторождения. Михайловское железорудное месторождение - одно из крупнейших месторождений КМА. Месторождение расположено в Железногорском районе Курской области, в 100 км к северу от г. Курска и юго-восточнее г. Железногорска на 5-6 км в пределах юго-западного склона Среднерусской возвышенности и представляет собой равнину, сильно изрезанную реками бассейна р. Сейм и его притока Свапы, а также многочисленными балками и оврагами. Природно-климатические условия не самые мягкие. Климат здесь считается умеренно континентальным, где умеренно холодные зимы и теплое 5 лето. Совокупность свойств климата усиливается в направлении от запада на восток. Для этой местности пасмурная погода не редкость. Таких дней в году около 60%, а ясных и с переменной облачностью только по 20%. Погода в Курской области чаще всего облачная, этому способствует высокая влажность, а также частые циклоны. Снежный покров устанавливается только во второй половине декабря. Сходить снежные осадки начинают уже в начале марта. Период снеготаяния длится около 20 дней. Как правило, снежный покров достигает 30 сантиметров, редко на 20 сантиметров больше. Сходит снег полностью спустя 2-2,5 месяца. Зима длится примерно 125 дней, затем весна. Ей отведено 60 дней. К счастью, лето 115 дней, а осень только 65. Природная зона Курской области достаточно разнообразна. На территории области есть различные леса. Бор для этой местности не характерен. На территории Курской области встречаются березовые и осиновые леса, дубравы и орешники. На болотах и водоемах растут камыши, ольха, тростник, ива, кубышки, кувшинки и различные водоросли. Такой климат и природа хороши для разных животных. В рощах и лесах обитают лоси, кабаны и косули. Волков почти истребили. А вот лисы, наоборот, вольготно себя чувствуют в этих краях. На земле водится огромное количество ящериц и даже змей. Нередко в лесу встретишь гадюку или ужа. Разнообразен мир птиц в лесах Курской области. Здесь водятся пеночки, зяблики, дятлы. Водятся тут и дрозды с кукушками, горлинки, куропатки и коростели, соловьи. Курская область не богата водными ресурсами. Однако ее речная сеть достаточно густая. Реки в западной и центральной частях области относятся к бассейну Днепра. Всего по области существует больше 180 рек, длина которых больше 10 км. Примечательно, что общая длина их составляет почти 5200 км. В данной местности существуют 4 крупные реки: Сейм, Тускарь, Свапа, Псел. Их долины глубокие и широкие, по своей форме напоминающие балки. У них есть пойма. В основном их питают талые снеговые воды – 50 %, чуть меньше грунтовые – 30 %, еще меньше дождевые – 20 %. Весенний период характеризуется высоким половодьем, который продолжается около месяца. Удивительно, что летом и зимой уровень воды низкий. Вскрываются реки Курской области в середине календарной весны. В области насчитывается почти 900 озер. Их общая площадь составляет примерно 200 квадратных километров. Весной они имеют высокий уровень. Самые низкий - в августе. На территории области возведено 785 искусственных водоемов, среди них пруды и небольшие водохранилища, общая площадь которых составляет 242 квадратных километра. Таким образом, климат Курской области обусловлен влажностью из-за наличия густой речной сети и большого количества водоемов, в том числе искусственных. 6 ОАО «Михайловский ГОК» является Градообразующим предприятием г. Железногорск Формирует 70 % городского бюджета, где трудится 30 % населения города. Является вторым в России по объёму производства железорудного сырья. 2.2. Геологическая, гидрогеологическая, геофизическая и геохимическая характеристики месторождения. 2.2.1 Геологическое строение района. Курская Магнитная Аномалия, куда входит Михайловское месторождение, приурочена к Воронежской антеклизе Восточно-Европейской платформы; нижний структурный этаж относится к докембрийскому фундаменту платформы, верхний составляют полого залегающие осадочные толщи платформенного чехла. Железные руды приурочены к кристаллическому фундаменту, глубина залегания которого колеблется по преимуществу в пределах 60-650 м. Самые богатые руды связаны главным образом с древней корой выветривания железистых кварцитов, являясь продуктом их окисления и природного обогащения; они состоят в основном из мартита, мелкочешуйчатого гематита ("железной слюдки" и "железной сметаны"), лимонита и сидерита. Богатые руды известны в двух формах залегания: горизонтальные плащеобразные залежи на головах пластов железистых кварцитов и крутопадающие залежи, уходящие иногда на глубину до 500-700 м. Именно эти окисленные руды содержат в себе многочисленные минерализованные трещины и пустоты, являющиеся источником интереснейших и подчас уникальных минералогических находок. На территории бассейна распространены два промышленных типа руд: осадочно-метаморфизованные железистые кварциты (джаспелиты) и особенно богатые железные руды коры выветривания. Железистые кварциты слагают большую часть пород ср. свиты курской серии нижнего протерозоя. Они перекрыты толщей осадочных палеозойских, мезозойских и кайнозойских отложений мощностью 40-450 м. в Курско-Орловском, 60-240 м. в Старооскольском, 130-250 м. в Новооскольском и 500-700 м. в Белгородском железорудных районах. Железистые кварциты приурочены в основном к 2 железорудным полосам С-З. простирания, имеющим сложное складчатое строение с крутым падением пластов. В области замыкания крупных синклинорных зон находятся мощные массивы железистых кварцитов, достигающие в поперечнике нескольких км. К таким массивам приурочены наиболее крупные месторождения железистых кварцитов с мощными залежами богатых железных руд коры выветривания. Выделяют силикатно-магнетитовые, гематит-магнетитовые и гематитовые 7 железистые кварциты. Это тонкослоистые, мелко- и тонкозернистые породы. Главные минералы: магнетит, гематит и кварц. Среднее содержание Fе в железистых кварцитах 32-37%, в мартитовых и железнослюдково-мартитовых рудах коры выветривания 52-66% с малыми содержаниями вредных примесей. Кора выветривания представлена богатыми рудами, на 70% состоящими из мартитовых разностей со средним содержанием железа 58,5%. Остальная часть запасов представлена плотными карбонатно-мартитовыми рудами с содержанием железа 50%. В верхней части толщи железистых кварцитов развита зона окисления площадно-линейного типа. Разделение железистых кварцитов месторождения на окисленные и неокисленные производится по содержанию магнетитового железа, равному 16%. Неокисленные железистые кварциты представлены магнетитовыми, гематит-магнетитовыми, магнетит- гематитовыми, гематитовыми разновидностями, из которых две первые являются актуальным сырьём для производства магнетитового концентрата. Окисленные железистые кварциты представлены мартитовыми и гематит- мартитовыми разновидностями. На месторождении разведаны также природно- богатые железные руды, являющиеся продуктом переработки железистых кварцитов. Богатые руды представлены двумя генетическими типами: коренными, образовавшимися в результате выщелачивания кварца, и переотложенными, образовавшимися в результате перемыва железистых кварцитов и коренных богатых руд. 2.2.2. Геологическая характеристика месторождения. Михайловская серия (мощность до 3 км.) сложена в основном амфиболитами, подчинёнными им кварцитами и метапесчаниками, тальк- карбонатными породами, метадиабазами и серпентинитами. Курская серия представлена нижней песчано-сланцевой свитой мощностью 500-1000 м., средней железорудной, сложенной железнослюдково-магнетитовыми, магнетитовыми и слаборудными кварцитами общей мощностью 500-600 м; верхней свитой, образованной кварцсерицитовыми филлитовидными и углистыми сланцами с прослоями доломитов, общей мощностью около 700 м; курбакинской свитой, представленной метаморфизованными кварцевыми порфирами, их туфами, туффитами, песчаниками и седиментационными брекчиями общей мощностью 1000 м. Из магматических пород протерозойского возраста установлены плагиограниты и мигматиты (за пределами схемы), залегающие в виде пластообразной залежи на границе архея и протерозоя, и небольшое тело диабазовых порфиритов среди сланцев верхней свиты курской серии у юго- восточной границы месторождения. 8 В структурном отношении Михайловское месторождение приурочено к крупному массиву железистых кварцитов на западном крыле Михайловской синклинальной структуры. Здесь пласты кварцитов собраны в серию сжатых складок с крутым (60-80°) восточным падением осевых плоскостей. С юго- востока на северо-запад в северной части массива проходит разрывное нарушение, по-видимому, сбросового типа. Покрывающая осадочная толща чехла платформы сложена отложениями девонского, юрского, мелового, палеогенового и четвертичного возраста, представленных глинами, известняками, песками и суглинками. Наименьшая мощность (35-40 м.) осадочных пород наблюдается в центральной части месторождения, над приподнятой частью кристаллического фундамента, наибольшая (100-144 м) - на его окраинах. В породах осадочного чехла в изобилии встречаются различные виды ископаемой фауны девонского (останки и зубы девонских рыб), юрского и мелового периодов: крупные раковины двустворчатых моллюсков (Griphea, Lopha) аммониты, некоторые виды белемнитов (в изобилии), стволы окаменелого дерева и многое другое. На площади месторождения установлены две плащеобразные залежи богатых железных руд - Веретенинская и Остаповская, площадью соответственно 8,6 и 1,7 км2, средней мощностью 13 и 9,5 м. и средней мощностью покровных отложений 90 и 409 м. Обе залежи отличаются извилистыми контурами и большим количеством безрудных окон и пережимов. Подошва их местами карманообразная. Веретенинский участок является древней возвышенностью, возникновение которой было обусловлено большой сопротивляемостью железистых кварцитов эрозионным процессам. С запада и востока эта возвышенность окружена более слабыми породами нижнего и верхнего протерозоя. Это обстоятельство предопределяет мощность и площадное расположение залежей богатых руд - с самой возвышенной части Веретенинского участка они почти смыты или залегают в небольших понижениях местного характера. В зависимости от рельефа подстилающих кварцитов, мощность рудного тела меняется от 1 до 70 м. 9 2.2.3 Геофизическая характеристика. Основные минералы Михайловского месторождения: Магнетит - FeO·Fe 2 O 3 Гематит - Fe 2 O 3 10 Кварц - SiO 2 Эгирин - NaFe 3+ (Si 2 O 6 ) Физические свойства горных пород и руд. № п / п Наиме нование пород или руд Наименование физических параметров. Плотно сть, г/см Магнитная восприимчи вость, 10 долей ед. Остаточна я намагниче нность, 10 долей ед Уд электрич. сопротивле ние,Ом/м Поля риз уемос ть, % Радио акт ивнос ть, мкР/ч 1 Магнетит 4,9-5,2 8,8-25 490 10 -4 -10 -2 2 Гематит 4,9-5,3 10 -4 -10 -3 1,5-2,5 10 -1 -10 2 3 Кварц 2,6 -1.6 10 12 -10 14 11 3. Общие сведения. 3.1 Месторождения меди. Чистая медь — тягучий вязкий металл светло-розового цвета, легко прокатываемый в тонкие листы. Она очень хорошо проводит тепло и электрический ток, уступая в этом отношении только серебру. В сухом воздухе медь почти не изменяется. Температура плавления меди 1083 °С, температура кипения 2360 °С, плотность 8,95 г/см 3 Ввиду высокой тепло- и электропроводности, ковкости, хороших литейных качеств, большого сопротивления на разрыв и химической стойкости медь широко используется в промышленности. Около 40 % добываемой меди идет на изготовление электрических проводов и кабелей. Широкое применение в машиностроительной промышленности, а также в электротехнике и других производствах имеют различные сплавы меди с другими металлами: латуни (сплав меди с цинком), медно-никелевые сплавы (мельхиоры, нейзильберы и др.) и бронзы (медь, олово, свинец, алюминий, бериллий, кремний и др.). Известны многочисленные и разнообразные кислородные и сернистые соединения со степенью окисления меди +1, +2 и + 3. Встречается медь и в самородном состоянии. Массовая концентрация меди в земной коре невысокая и составляет, по Ф. Кларку и Г. Вашингтону, лишь 0,01 %, т. е. в сотни раз ниже кларков железа и алюминия. Содержание меди в основных породах значительно выше, чем в кислых. Особо следует упомянуть о медно- колчеданных месторождениях, процессы формирования которых весьма сложные, многоэтапные и связаны с вулканической деятельностью. Перенос меди поверхностными водами в виде сульфата и других растворимых соединений приводит к возникновению обычно небольших инфильтрационных месторождений, приуроченных к песчаникам. В зависимости от минерального состава руд различают сульфидные (халькопирит- борнитовые в песчаниках, медно-колчеданные, полиметалличе- ские—Си—Pb—Zn, молибдено-медные прожилково-вкрапленные, медно- никелевые и др.), окисленные и смешанные. Роль окисленных руд в настоящее время стала незначительной. Богатые руды обычно сразу направляются в плавку. Руды среднего качества и бедные предварительно обогащаются методом флотации. Плохообогащасмые окисленные руды могут перерабатываться гидрометаллургическим способом. Выщелачивание меди производится из отвалов некондиционных руд на поверхности земли, из потерянных руд в виде рудной мелочи и целиков после отработки месторождения подземным способом и из рудных месторождений, специально подготовленных к выщелачиванию. 12 На ранней стадии развития эвгеосннклиналей формируются медно- колчеданные месторождения. В конце собственно геосинклинальиой стадии в связи с плагногранитами возникают скарновые месторождения меди и железа. Наиболее крупные медно-порфировые месторождения образовались на орогенной стадии геосннклинального этапа в связи с гранитоидами. В молассовых отложениях орогенной стадии образовались крупные стратиформные месторождения медистых песчаников. В начале платформенного этапа в чехле платформы вновь отлагались медистые песчаники и сланцы. К этапу активизации платформ относится образование сульфидных медно-никелевых месторождений, связанных с расслоенными массивами основных и ультраосновных пород и с трапповым магматизмом. Основные типы месторождений следующие: - медно-порфировые молибденсодержащие; - стратиформные месторождения медистых песчаников и сланцев; - медно-колчедановые. К второстепенным типам относятся: - жильные месторождения и минерализованные зоны дробления; - скарновые месторождения; - медно-титаномагнетитовые; - медно-карбонатитовые. Основное значение для получения меди имеют сульфиды: халькоперит, борнит, халькозин, ковеллин, кубанит, карролит. Меньшую роль играют сульфасоли: теннантит, тэтраэдрит, энаргит, фаматенит. Также различные гипергенные минералы: малахит, азурит, хризоколла, халькантин, брошантит, атакамит, куприт, тенорит, самородная медь. Наибольшее количество меди, примерно 65%, залегает на территории Северной и Южной Америке. Европейские государства имеют 15% ресурсов, азиатские - 11%, африканские- 4,5%. Самые крупные подтвержденные запасы меди зафиксированы Чили. Там находится почти 20% мирового запаса. А в США - 12,7%. Помимо этих стран, меди много в Польше, Индонезии, Иране, Казахстане, Китае, Узбекистане, на Филиппинах, а также в Заире, Замбии, Бразилии, Канаде, Мексике, Панаме, Перу и Австралии. В каждом из этих государств по оценкам специалистов имеется около 10 млн. тонн. Мировая добыча медной руды в достигает 20,6 млн тонн. По данным Международной медной ассоциации (ICA), больше всего меди используется машиностроении (31%), а также в строительстве зданий (28%) и инфраструктуры (16%). 13 4. Геологическая часть. 4.1. Географо-экономические условия месторождения. Джезказганское месторождение медной руды находится в Карагандинской области Казахстана, в бассейне реки Сарысу, рядом с городом Джезказган (с 1992 года в Казахстане назван Жезказган). Область занимает наиболее возвышенную часть Казахского мелкосопочника — Сарыарки, которая представляет своеобразную, весьма неоднородную в геоморфологическом отношении, сильно приподнятую территорию (абсолютная высота 400—1000 м). Рельеф осложнён мелкосопочными понижениями, речными долинами, сухими руслами водотоков, лощинами с выходом на поверхность грунтовых вод, бессточными впадинами, озёрными котловинами, степными блюдцами. Характерным признаком территории служат выходы плотных пород в виде скал, каменистых нагромождённых и россыпи, сильно расчленённых и хаотичных по рельефу. Мелкосопочник формировался в процессе длительного континентального развития, продолжавшегося с середины палеозоя до наших дней, за счёт интенсивного разрушения и денудации докембрийских, палеозойских и более поздних тектонических образований. Денудационные процессы превратили горы в низкогорье, в обширный древний пенеплен островными горными массивами, сложенными наиболее устойчивыми к разрушению породами. Кайнозойско-мезозойский пенеплен испытал неоднократные слабые эпейрогенические движения. Процессы пенепленизации и отчасти, неотектоническоие поднятия обусловили возникновение, а также возрождение широких, выровненных главных водоразделов территории области с низкогорными массивами и мелкосопочниками: на юге Балхаш-Иртышского, на юго-западе Сарысу-Тенгизского, на севере Ишимо-Иртышского. Различные денудационные формы мелкосопочника отличаются характером горных пород и их залеганием. Так, граниты имеют скалистые, зубчатые, шаровидные или матрацевидные формы выветривания, для линейно вытянутых толщ песчаников, известняков и сланцев характерны гребни и гряды, для вторичных кварцитов — острые вершины (шокы). На поверхности аккумулятивных равнин широко распространены суффозионные западины и дефляционные котловины с пересыхающими озёрами. Морфология речных долин связана в значительной степени с климатическими и ландшафтными условиями. Климат континентальный, зима холодная, в отдельные годы суровая, с буранами. Средние температуры января −16 — −17°С. Лето жаркое, засушливое, ветреное. Средние температуры июля 20—21°С. Годовое количество осадков на севере области составляет 250—300 мм, на юге — 150— 14 210 мм, в низких горных районах — 300—400 мм. Дожди в основном идут с апреля по октябрь. В степном поясе произрастают полынь, типчак, ковыль, жёлтый клевер, мятлик, биюргун, тимьян; на равнинных землях — акация, таволга, шиповник. В полупустынном поясе области растут типчак, ковыль и другие травы и эфемеры. На каменистых склонах холмов преобладает полынь. В межхолмистых впадинах произрастают различные кустарники, в горах Улытау, Карагаш, Бектау-Ата — берёза, ольха, в пустыне южной части области — полынь и различные солянки. Фауну области составляют архар, косуля, джейран, волк, лиса, корсак, барсук, хорек, белка, заяц, суслик, сурок, тушканчик, в озёрных камышах — дикий кабан, ондатра; из птиц — журавль, дрофа, беркут, коршун, кобчик, стрепет, сова, филин, орёл-могильник, лысуха, гусь, утка, чайка и др. В озёрах и реках водятся карась, линь, сом, окунь, плотва, щука, язь, маринка и другие виды рыб. В озере Балхаш акклиматизированы белый амур, жерех, лещ, карп, сом, судак, усач, шип. В XIX веке на севере Карагандинской области обитала рысь, а в Каркаралинских горах медведь. Важное хозяйственное значение имеют река Нура, берущая начало с водораздела Балхаш — Иртыш и впадающая в озеро Тенгиз, и её притоки, в частности Шерубайнура. Хозяйственной значимостью обладает и река Куланотпес, также впадающая в озеро Тенгиз. Наряду с этим имеют значение и реки бассейна озера Карасор, а также pеки Ишим, Шидерты и другие притоки Иртыша. Реки Карагандинской области преимущественно маловодные. На территории области имеются 1910 озёр, суммарная общая площадь которых составляет 926 км². Уровень воды в большинстве озёр резко поднимается весной и падает летом, в результате чего по берегам к осени образуются характерные солончаки — соры. Наиболее крупное озеро — Балхаш. 4.2. Геологическая, гидрогеологическая, геофизическая и геохимическая характеристики месторождения. 4.2.1 Геологическое строение района. Джезказганская группа медных месторождений (Джезказган, Итауз, Сарыоба и др.) расположена в северной части Джезказган-Сарысуйской мульды, представляющей собой герцинскую структуру, наложенную на раннекаледонское складчатое основание. Разрез пород, слагающих мульду, начинается нижнедевонскими отложениями - вулканогенными породами различного состава, переслаивающимися с красноцветными песчаниками. 15 Выше залегают только терригенные и карбонатные отложения: красноцветные песчаники и конгломераты среднего девона, окремненные известняки, песчаники и мергели нижнего карбона. Суммарная мощность этих отложений 1.500 м. На них согласно залегает продуктивная джезказганская свита средне- верхнекаменноугольного возраста мощностью около 700 м. Разрез её представлен ритмично чередующимися сероцветными и красноцветными песчаниками и алевролитами с подчиненными прослоями конгломератов. Джезказганская свита перекрывается малиново-красными песчаниками, аргиллитами, известняками и мергелями нижнепермского возраста. Палеозойские отложения местами перекрыты чехлом пестроцветных слабо сцементированных песчаников, глин, песков и галечников палеогена и неогена. Внутреннее строение джезказган-Сарысуйской мульды характеризуется наличием брахиформных структур второго порядка: широких синклинальных складок, чередующихся с пологими антиклиналями и куполами, крылья которых часто осложнены флексурными перегибами. На участках резких перегибов пластов возникают разрывные нарушения типа сбросов, надвигов и т. п. Геофизическими исследованиями установлено наличие ряда глубинных разломов субмеридионального и субширотного направлений, сочленяющихся непосредственно к югу от Джезказгана. В северной части Джезказган-Сарысуйской мульды выделяются две антиклинали второго порядка: Жанайская и Кенгирская, разделенные Джезказганской синклиналью. В области периклинальных окончаний этих антиклиналей и расположено Джезказганское рудное поле. В пределах его выделяется ряд складчатых структур третьего порядка, так называемых куполов (Покровский, Крестовский, Никольско-Анненский и Акчийский), разделенных небольшими пологими синклиналями и в свою очередь осложнённых структурами более высоких порядков. Положительные структуры второго порядка представляют собой удлиненные в северо-восточном направлении складки сундучного типа. В сводовых их частях, имеющих ширину от 900 до 1300 м., породы залегают практически горизонтально, в крыльях углы падения увеличиваются до 8-25°. Крылья складок часто осложнены флексурными перегибами с увеличением углов падения пород до 50°, а также разрывными нарушениями, амплитуды смещения по которым достигают 10-30, а местами даже 8 м. В образовании складок участвуют все породы рудного поля. Интенсивность дислокаций с глубиной постепенно затухает. Продуктивная джезказганская снята в пределах рудного поля состоит из 51 ритмично чередующегося пласта сероцветных и красноцветных песчаников, 16 алевролитов и конгломератов. Отношение сероцветных и красноцветных разностей пород примерно равно 1:1. По составу одноименные разности различно окрашенных пород практически неразличимы. Окраска их определяется валентным состоянием железа, входящего в состав цемента и некоторых породообразующих минералов. Мощности пластов без видимой закономерности колеблются в довольно широких пределах: сероцветных от 7 до 42 м., а, красноцветных от 2 до 28 м. Среди красноцветов количественно преобладают алевролиты, а среди сероцветов песчаники. Последние представляют собой плотные однородные мелко-, средне- и крупнозернистые породы серой и зеленовато-серой окраски. Остроугольные обломки размером 0,25-0,6, реже до 1 мм. состоят главным образом из кварца и полевых шпатов; цемент кремнисто-карбонатный. Иногда в песчаниках отмечаются отпечатки каламитов и остатки углефицированного растительного детрита. Оруденелые разности песчаников благодаря присутствию значительного количества сульфидов имеют темно-серую окраску и металлический отблеск. Для серых песчаников характерна четкая параллельная слоистость, часто подчеркиваемая наличием пропластков и линз красноцветных разностей. Нижние границы пластов обычно четкие, местами с размывами. В кровле их часто наблюдаются постепенные переходы к вышележащим слоям. Красноцветные разности песчаников отличаются лишь несколько меньшими размерами кластических зёрен (0,1-0,5 мм.) и глинисто-карбонатным составом цемента. Более характерны для них косослоистые текстуры. Алевролиты - плотные зеленовато-серые породы с раковистым изломом - представляют собой тонкозернистый (0,01 мм.) агрегат глинистых минералов с небольшой примесью карбонатного материала и редких зёрен полевого шпата, кварца, иногда слюды. Красноцветные алевролиты, составляющие основную массу безрудных пластов, ничем, кроме окраски, от сероцветных не отличаются. Грубообломочные породы - конгломераты - подразделяются на два типа: внутриформационные и межформационные. Первые встречаются по всему резу свиты, они слагают пласты мощностью 0,8-2 м., иногда замещают по простиранию песчаники, реже алевролиты. Мелкая (0,5-1, редко до 5 см.) галька в них представлена исключительно обломками местных пород. Цемент породы - сероцветные песчаники, аналогичные охарактеризованным. Межформационные так называемые раймундовские конгломераты резко отличаются составом гальки, представленной главным образом породами, не свойственными джезказганской свите: жильным кварцем, гранитами, кварцитами, окремненными известняками. Галька угловатая, но встречается и 17 хорошо окатанная, размеры её колеблются от 0,5 до 10 см. Эти породы образуют три слоя мощностью 0,5-5 м, локализующиеся в средней части свиты. 4.2.2. Геологическая характеристика месторождения. Руды джезказганского месторождения локализуются исключительно в сероцветных породах, независимо от их литологического состава. Содержания меди, свинца и цинка в сероцветных породах в среднем в 4-5 раз более высокие, чем в красноцветных. Промышленное оруденение на месторождении распространяется до глубины порядка 600 м., гипсометрически ниже отмечается лишь убогая сульфидная минерализация. Общее количество оруденелых слоев сероцветных пород на месторождении равно 26, но промышленное оруденение несут только 19 из них. Эти слои объединены в девять рудоносных горизонтов, каждый из которых содержит несколько (до пяти) прослоев рудоносных пород, отделенных друг от друга безрудными красноцветными слоями (рис. 2.). Нижняя подсвита содержит два рудоносных горизонта - таскудукский и златоустовский, средняя - четыре: покровский, нижний, средний и верхний раймундовские; три горизонта - крестовский, акчийский и анненский - локализованы в верхней подсвите. Рудные тела, приуроченные к одному стратиграфическому горизонту и расположенные сравнительно недалеко друг от друга, в плане группируются в залежи. Каждая из них объединяет несколько (от 2 до 30) рудных тел. Всего на месторождении в настоящее время насчитывается более 300 рудных тел, а число залежей превышает 100. Залежи в контурах минерализованных зон обычно имеют в плане сравнительно простую, несколько удлинённую овальную форму. В верхней подсвите они ориентированы длинной осью в северо-восточном направлении и протягиваются почти непрерывной широкой (около 1 км.) полосой от восточного крыла Жанайской к замковой части Кенгирской антиклинали. Залежи средней подсвиты имеют несколько иную ориентировку. Сравнительно узкая (0,4 км) полоса их распространения опоясывает периклинальную часть Кенгирской антиклинали и сечет почти под прямым углом складчатые структуры рудного поля и сопряженные с ними разрывные нарушения (Геометризация как важный метод.., 1971). В нижней подсвите рудные залежи ориентированы преимущественно в северо-западном направления. Рудные тела джезказганского месторождения имеют пластовую форму и залегают согласно со слоистостью вмещающих пород. В плане они иногда изометричные, но чаще всего удлиненные, с отношением длины к ширине до 5: 1. В верхних горизонтах свиты встречаются лентообразные рудные тела, длина которых достигает нескольких километров, при ширине всего 50-100 м. 18 (Сравнительные данные.., 1969; Джезказганское месторождение, 1967). По размерам площади (в плане) рудные тела условно могут быть разделены на три группы: крупные, средние и мелкие. Длина и ширина крупных измеряются первыми километрами, мелких - сотнями метров, размеры средних имеют промежуточные значения. Мощности рудных тел 0,5-20 м. Длинные оси крупных рудных тел, как и у залежей, в верхней подсвите ориентированы главным образом в северо-восточном направлении. В средней подсвите их направление постепенно изменяется от северо-западного в южной части месторождения до северо-восточного в северной (Геометризация как важный метод.., 1971). В нижней подсвите рудные тела, как и залежи, имеют северо- западную ориентировку. Рудные тела четких геологических границ не имеют, контуры их определяются опробованием. По простиранию промышленные руды постепенно, но на сравнительно небольших расстояниях сменяются забалансовыми, а затем слабо минерализованными породами. Распределение полезных компонентов внутри крупных рудных тел равномерное, выдержанное на больших площадях, однако почти повсеместно наблюдается чередование участков с более высоким и более низким содержанием меди. Местами в блоках промышленных руд встречаются «окна», сложенные забалансовыми бедными рудами и слабооруденелыми породами. Наиболее богатые части рудных тел приурочены преимущественно к сводам и крыльям антиклинальных структур, а также осложняющим их флексурам. Обычно здесь же наблюдаются и максимальные мощности рудных тел. Так, по данным Ш. Есенова и др. (Геометризащтя как важный метод.., 1971), 40% суммарных запасов 11 рудных залежей сконцентрировано в сводовых частях куполов, около 35% - в крыльях и флексурах и только 25% - в синклиналях. Руды Джезказганского месторождения комплексные: главный полезный компонент - медь, существенное значение имеют также свинец и цинк, а из примесей - серебро и рений; в незначительных количествах присутствуют мышьяк, кадмий, висмут, кобальт, ртуть, золото, никель и молибден. Минеральнмй состав руд сравнительно прост. Основная масса меди сконцентрирована в трех широко распространенных минералах - халькопирите, борните и халькозине. На месторождении наблюдается четкая вертикальная зональность в распределении этих минералов. В верхних горизонтах месторождения главную роль играет халькопирит, глубже преобладает борнит, и наконец, в самых нижних горизонтах - халькозин. Для нижних горизонтов также характерны повышенные содержания свинца и цинка. Аналогичная 19 последовательность смены медных минералов наблюдается и в отдельных рудных телах; в центральных их частях преобладает халькозин. По мере движения к периферии он сменяется борнитом, а последний, в свою очередь, халькопиритом. Для краевых частей рудных тел характерно увеличение содержаний свинца и цинка. Свинцовая минерализация представлена галенитом, а цинковая - сфалеритом (преимущественно клейофаном). Серебро присутствует в рудах в виде самостоятельных минералов (в том числе и самородное серебро) или же входит в виде изоморфной примеси в решетки сульфидов. Сереброносность возрастает в следующем ряду минералов: галенит - халькопирит - борнит - халькозин. Рений связан с сульфидами меди, максимальные его содержания установлены в борните. На месторождении открыт новый, собственно рениевый минерал джезказганит. Из минералов-примесей в рудах установлены также пирит, марказит, арсенопирит, бетехтинит, джарлеит, арсениды меди и кобальта, блеклые руды (теннантит). Джезказганское м-ние является и крупнейшим источником рения, хотя сам по себе джезказганит редок и практического значения не имеет. Наиболее широко распространены на месторождении вкрапленные руды. Рудные минералы замещают цемент песчаников и конгломератов, реже зерна полевых шпатов и даже кварца. Текстуры руд часто полосчатые, определяемые особенностями вмещающих пород. В слабооруденелых породах рудные минералы концентрируются преимущественно в наиболее крупнозернистых прослойках. В богатых разностях, когда рудные минералы составляют значительную часть от объема пород, текстура руд приближается к массивной Однако даже при этом можно установить первичную полосчатость в расположении рудных минералов. В конгломератах оруденение концентрируется главным образом в цементе, гальки же обычно остаются неоруденелыми. Помимо вкрапленных и полосчатых руд на месторождении отмечается жильный тип минерализации, довольно широко распространенный, но имеющий весьма небольшое практическое значение. Руды этого типа приурочены к трещинам и зонам дробления, большей частью внутрипластовым,. но иногда секущим как сероцветные, так и красноцветнме породы. Минеральный состав жильных руд, в общем, тот же, что и полосчатых и вкрапленных разностей. Однако в отдельных забоях часто наблюдаются различия сульфидов меди в жилах и вмещающих их вкрапленных рудах (рассекание жилами галенита медных вкрапленных руд, различный 20 минеральный состав разновозрастных прожилков). Нерудные минералы жил представлены кварцем, баритом и кальцитом. Этим рудам свойственны массивные, гнездовые и брекчиевидные текстуры. По составу среди руд выделяются: 1) медные, 2) комплексные (медно- цинковые, медно-свинцово-цинковые и медно-свинцовые); З) цинковые и свинцово-цинковые; 4) свинцовые. Основную ценность месторождения представляют медные руды. Они в свою очередь подразделяются па сульфидные, смешанные и окисленные. Окисленные и смешанные руды составляют менее 2% от общего количества. Комплексные (полиметаллические) и свинцовые руды имеют самостоятельное значение на месторождении. Они слагают небольшие по размерам независимые тела и локальные участки преимущественно в периферийных частях меднорудных залежей. С поверхности все рудные тела затронуты окислением. Для некоторых из них характерны три обычные подзоны: окисления, выщелачивания и вторичного сульфидного обогащения. Резкого изменения содержаний меди в зоне окисления не происходит, что обусловлено, по-видимому, присутствием в цементе рудоносных песчаников большого количества карбонатного материала, являющегося хорошим осадителем меди из растворов. Общая мощность подзон окисления и выщелачивания обычно 8-12 м. На участках, примыкающих к. зонам разрывных нарушений, окисленные минералы распространяются на значительно большую глубину. Нижняя граница подзоны вторичного сульфидного обогащения располагается на глубинах 10-70 м. от поверхности. Минералы в зоне окисления представлены гидроокислами железа и марганца, самородной медью (скелетные кристаллы и крупные ветвистые дендриты), самородным серебром (скрученные антолиты, иногда в скоплениях до нескольких кг.), купритом (часто в виде хорошо образованных кристаллов, иногда весьма крупных), малахитом (прекрасные сферокристаллы, сферолиты, параллельно-шестоватые прожилки до 2-3см. толщиной), азуритом, брошантитом (обычно в виде конкреций), элитом (мелкие кристаллы, сферолиты и сферолитовые корки), антлеритом, хризоколлой. В подзоне вторичного сульфидного обогащения отмечаются также ковеллин, низкотемпературный β-штромейерит, вторичные халькозин и борнит. 21 4.2.3 Геофизическая характеристика. Основные минералы Джезказганского месторождения: Халькопирит - CuFeS 2 Борнит - Cu 5 FeS 4 Халькозин - Cu 2 S 22 Физические свойства горных пород и руд. № п / п Наиме нование пород или руд Наименование физических параметров. Плотно сть, г/см Магнитная восприимч ивость, 10 долей ед. Остаточн ая намагнич енность, 10 долей ед Уд электрич. сопротив ление,Ом/ м Поля риз уемос ть, % Радио акт ивнос ть, мкР/ч 1 Халькопирит 4,1-4,3 5*10 -6 10 -4 -10 -1 2 Борнит 4,9-5,3 8*10 -6 3 Халькозин 5,5-5,8 23 Заключение. В данной работе подробно рассмотрены месторождения железной и медной руды. Были рассмотрены: особенности местности залегания руд; подробна рассмотрена геология месторождений и района где находится месторождений; основные минералы месторождений. Изучив все материалы данной работы, мы видим, что для условия и масштабы залегания руд различны, также различен и обширен минеральный состав месторождений. 24 Список используемой литературы. 1. Яковлев П.Д. Промышленные типы рудных месторождений. М.: Недра, 1986. – 358 с. 2. Смирнов В.И. Рудные месторождения Том 2. М.: Недра, 1978. – 398 с. 3. Смирнов В.И. Рудные месторождения Том 1. М.: Недра, 1978. – 351 с. |