Месторождения руд цветных металлов сообщение по геологии

Обновлено: 05.07.2024

скопления рудных залежей (тел) на поверхности или в недрах Земли, по своим размерам, качеству и условиям залегания пригодных для промышленной разработки. Р. м. состоят из одного или нескольких рудных тел (См. Рудное тело), которые могут разрабатываться совместно. Р. м. образуются при всех геологических процессах, формирующих земную кору (см. Месторождение полезного ископаемого). При формировании рудных тел выделяются стадии и этапы рудообразования. Стадия рудообразования — период времени, в течение которого происходило накопление рудообразующих минералов определённого состава при более или менее устойчивых геологических и физико-химических условиях, отделённый перерывом минерализации от других стадий. Перерыв между стадиями рудообразования обычно соответствует тектоническому покою, который завершается в начале новой стадии тектонической деформацией и раскрытием рудной полости, сопровождающимся нередко дроблением минерального вещества предшествующей стадии. По количеству стадий рудообразования различают месторождения простые — одностадийные и сложные — многостадийные. Общее количество стадий при формировании Р. м. обычно достигает 4—6, редко выходит за пределы 10. Минеральные ассоциации последовательных стадий рудообразования называются минеральными генерациями. В таких генерациях минеральный состав может быть различным, одинаковым или частично повторяться.

Длительный период минералонакопления, объединяющий ряд последовательных стадий и принадлежащий к одному генетическому процессу, называется этапом рудообразования. Обычно руды одного Р. м. принадлежат одному этапу минералонакопления, реже двум и более. Например, в верхних частях рудных залежей могут находиться минеральные массы первичного гидротермального этапа (см. Гидротермальные месторождения) и этапа, обусловленного вторичным окислением руды близ поверхности Земли (см. Зона окисления месторождений). Рудная залежь может быть сформирована также вследствие нескольких этапов однотипного процесса, но принадлежащего разным эпохам геологической истории (см. Зональность рудных месторождений, Металлогенические эпохи).

Среди Р. м. выделяют месторождения чёрных, лёгких, цветных, благородных, редких, радиоактивных металлов, а также рассеянных элементов.

К Р. м. чёрных металлов принадлежат месторождения железа, марганца, хрома, титана и ванадия. Запасы наиболее крупных из них составляют миллиарды т с содержанием металла, достигающим нескольких десятков процентов. Месторождения железных руд (См. Железные руды) — наиболее крупные и разнообразные по условиям образования. Самые значительные среди них — метаморфогенные гематитовые и магнетитовые месторождения железистых кварцитов докембрийского возраста (Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в СССР, Верхнего озера железорудный район в США, Лабрадора железорудный пояс в Канаде). Важное промышленное значение имеют осадочные буро-железняковые, сидеритовые и железисто-хлоритовые месторождения Керченского железорудного бассейна (См. Керченский железорудный бассейн) в СССР. Среди месторождений марганцевых руд (См. Марганцевые руды) различают осадочные окисные и карбонатные руды, к которым принадлежат Никопольское месторождение на Украине и Чиатурское в Грузии. Значительны метаморфизованные месторождения Индии, Африки, Бразилии и др.

Все промышленные месторождения хрома (см. Хромовые руды) относятся к магматическим образованиям (Урал в СССР, Южная Африка, Индия, Турция и др.). Промышленные скопления титановых руд (См. Титановые руды) генетически связаны с основными и щелочными породами (СССР, США, Канада, АРЕ, ЮАР и др.). Ванадиевые руды добываются из магматических ванадийсодержащих титаномагнетитовых и осадочных ванадиевых и ванадийсодержащих залежей.

Р. м. лёгких металлов представлены месторождениями алюминия. Основным поставщиком алюминиевых руд (См. Алюминиевые руды) являются Бокситы, месторождения которых принадлежат образованиям коры выветривания и морским осадкам (см. Месторождения выветривания и Осадочные месторождения). Палеозойские месторождения бокситов имеются на Урале (см. Североуральский бокситоносный район) и на Восточно-Европейской платформе. Известна Средиземноморская провинция бокситов и Австралийская провинция бокситов мезозойского возраста. Кайнозойские месторождения бокситов сосредоточены в тропическом поясе Африки, Индии, Гвианы и других мест. К небокситовым алюминиевым рудам относятся месторождения кианита, алунита, нефелина и глин, с более сложной технологией и более высокой стоимостью получения из них этого металла.

К Р. м. цветных металлов относятся месторождения меди, свинца и цинка, кобальта, никеля, сурьмы. Запасы металлов в наиболее крупных из них достигают от десятков до сотен млн. т, при обычном содержании металлов в руде — единицы процентов. Значительное количество медной руды (См. Медные руды) получают из стратиформных месторождений (См. Стратиформные месторождения) медистых песчаников и сланцев, к которым принадлежат в СССР — Джезказган в Казахстане, Удокан в Сибири; за рубежом — месторождения Южной Африки, Польши и др. Крупным источником служат также гидротермальные штокверки так называемых медно-порфировых руд (Коунрад в Казахстане, Алмалык в Узбекистане, Каджаран в Армении, серия месторождений Кордильер и Анд в пределах Канады, США, Чили, Боливии). Медь добывается также из вулканогенных колчеданных (Урал в СССР, Испания, Турция, ФРГ и др.) и гидротермальных жильных месторождений (Зангезур в Армянской ССР, Бьютт в США и др.). Существенное количество этого металла извлекается при разработке магматических сульфидных медно-никелевых месторождений Норильского рудного района (См. Норильский рудный район) и Печенги в СССР, Садбери в Канаде.

Свинец и цинк в природе встречаются обычно совместно в составе полиметаллических руд (См. Полиметаллические руды). Крупную роль среди них играют стратиформные пластообразные месторождения в карбонатных породах, к которым принадлежат Жайрем и Миргалимсай в Казахстане, Миссисипской долины свинцово-цинковые месторождения США, месторождения Верхней Силезии в Польше и др. Кроме того, свинцово-цинковую руду получают из вулканогенных колчеданных (Рудный Алтай в СССР, Маунт-Айза в Австралии и др.), гидротермальных метасоматических месторождений в карбонатных породах (Дальнегорское на Дальнем Востоке, Горевское в Енисейском кряже СССР; за рубежом — в США, Мексике, Югославии и др.), гидротермальных жильных месторождений (в СССР — Садон на Кавказе; за рубежом — в США, Австралии, Чехословакии, ГДР и др.). Главная масса кобальта и никеля добывается из магматических сульфидных медно-никелевых месторождений (Норильск, Печенга в СССР, Садбери, Томпсон в Канаде), а также из месторождений выветривания силикатного состава, известных на Южном Урале, на Кубе, в Бразилии, Новой Каледонии и др. (см. Кобальтовые руды и Никелевые руды). Все месторождения сурьмяных руд (См. Сурьмяные руды) относятся к гидротермальным пластовым (Кадамджай и др. в Средней Азии СССР, в КНР) и жильным (Саралах в Якутии и др.).

Характерными для Р. м. редких металлов являются месторождения олова, вольфрама, молибдена, ртути, бериллия, тантала и ниобия. Наибольшие запасы в них достигают сотен тыс. т при содержании металла в руде обычно не выше 1%. Значительное количество оловянной руды (См. Оловянные руды) получается при разработке гидротермальных сульфидно-касситеритовых и кварцево-касситеритовых месторождений, известных в СССР на Колыме, в Приморском крае, в Забайкалье, а за рубежом в Боливии, ГДР, Великобритании и др. Кроме того, олово получается из россыпей, наиболее известных в странах Тихоокеанских островов. Вольфрамовые руды сосредоточены в гидротермальных жильных и штокверковых вольфрамитовых (СССР — Забайкалье, Казахстан; за рубежом — КНР, Бирма, Боливия и др.), а также в скарновых шеелитовых месторождениях (в СССР — Тырныауз на Кавказе, в Средней Азии; за рубежом — в США, Бирме, КНДР и др.). Молибденовая руда (См. Молибденовые руды) получается при эксплуатации штокверковых и жильных гидротермальных месторождений (в СССР — Красноярский край, Забайкалье, Казахстан; за рубежом Клаймакс в США и др.), а также скарновых месторождений типа Тырныауза на Кавказе (СССР). Вся ртутная руда (См. Ртутные руды) извлекается из гидротермальных месторождений, среди которых наибольшее значение имеют пластовые залежи ртутных руд, известные в СССР (Донбасс, Средняя Азия) и за рубежом (Испания, Италия, Югославия, КНР и др.). Среди разнообразных источников бериллиевых руд (См. Бериллиевые руды) наиболее существенны месторождения пегматитовые и гидротермальные кварцевые и флюоритовые с бериллом, грейзеновые и скарновые с гельвином и фенакитом, вулканогенные флюорит-бертрандитового и гельбертрандитового состава. Танталовые руды и Ниобиевые руды добываются из магматических месторождений среди нефелиновых сиенитов, карбонатитов, альбититов и пегматитов.

К Р. м. благородных металлов (См. Благородные металлы) относят месторождения золота (См. Золото), платиновых металлов (См. Платиновые металлы) и серебра (См. Серебро). Наибольшие их запасы чрезвычайно редко достигают десятков тыс. т и обычно измеряются десятками — сотнями т [содержание, например, золота редко превышает 10 г/т (0,001%)]. Наиболее распространённый тип золотых руд (См. Золотые руды) — золотоносные кварцевые и иного состава гидротермальные жилы и штокверки, известные в СССР (на Северо-Востоке, в Западной и Восточной Сибири, на Урале, в Казахстане, Средней Азии, на Кавказе) и в других странах мира. Существенную роль играет добыча золота из вулканогенных гидротермальных комплексных золото-серебряных руд, известных в пределах Тихоокеанского геосинклинального пояса на территории СССР, Канады, США, Чили, Перу, Боливии. Уникально месторождение золота в докембрийских конгломератах Витватерсранда, дающее более половины мировой добычи этого металла и рассматриваемое большинством геологов как древняя метаморфизованная россыпь. Платиновые металлы добываются в основном при разработке содержащих эти металлы комплексных магматических сульфидных медно-никелевых руд типа Норильского рудного района в СССР или Садбери в Канаде (см. Платиновые руды).

К Р. м. радиоактивных металлов принадлежат месторождения урана (радия) и тория. Запасы главного среди них — урана в отдельных месторождениях составляют тысячи — десятки тыс. т (редко более) при обычном содержании металла в руде, выраженном десятыми долями процента. Среди месторождений урановых руд (См. Урановые руды) весьма существенна роль гидротермальных и осадочных. Ториевые руды тесно связаны с гранитондами и щелочными породами; главная часть металла входит в состав акцессорных минералов (См. Акцессорные минералы) (Монацита, Циркона, Ксенотима, Ортита). Часть тория накапливается в пегматитах, часть концентрируется вместе с рудами Sn, Pb, Zn, Ag, Co, Ni, U и др.

Р. м. рассеянных элементов входят в состав месторождений седиментогенной, магматогенной и метаморфогенной серий и извлекаются в качестве дополнительного продукта при переработке их руд (см. Рассеянных элементов руды).

Р. м. редкоземельных элементов цериевой и иттриевой групп связаны с магматическими, пегматитовыми, карбонатитовыми, альбититовыми, гидротермальными и россыпными месторождениями цветных, редких и радиоактивных металлов и получаются в основном попутно при их разработке.

Лит.: Магакьян И. Г., Рудные месторождения, 2 изд., Ер., 1961; Парк Ч. Ф., Мак-Дормид Р. А., Рудные месторождения, пер. с англ., М., 1966; Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969; Котляр В. Н., Основы теории рудообразования, М., 1970.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия . 1969—1978 .

Человек использует так или иначе все минералы и породы Земли. Черные и цветные металлы, как полезные ископаемые входят в состав земной коры в виде руды. По данным ученого А. Виноградова в залежах земной коры преобладают следующие элементы (содержание их дано в процентах): магний (2,2), калий (2,5), натрий (2,8), кальций (3,7), железо (5,5), алюминий (8,5), кремний (27), кислород (48). Эти элементы входят в состав силикатов и алюмосиликатов, слагающих земную кору.

Железо

Железо – распространенный элемент. Его количество в земной коре исчисляется несколькими процентами, однако добывается железо из богатых руд с содержанием не менее 25 процентов металла.

Железные руды

Типы месторождений железа самые разнообразные. Наибольшее значение имеют так называемые железистые кварциты – тонкополосчатые породы, в которых черные полосы – железные минералы магнетит – магнитный железняк и меньше гематит – красный железняк – переслаиваются лентами светлого кварца.

Такие месторождения заключают много миллиардов тонн железных руд и известны главным образом в древнейших толщах возрастом два и более миллиарда лет! Они развиты в древних кристаллических щитах и платформах. Широко распространены они в Северной и Южной Америке, на западе Австралии, в Африке, в Индии.

К типам месторождений железа относятся и, так называемые, контактовые или скарновые месторождения, которые располагаются на границе гранитных пород и известняков и образованы за счет растворов, приносившихся из магматического тела.

Залежи этого типа сложены богатыми рудами. Кажется, немногочисленны железные минералы. Главные из них: магнетит, гематит, а также различные разновидности бурых железняков, сидерита (карбонат железа). Эти минералы дают большое разнообразие типов месторождений.

Марганец

С железом сходен по условиям образования и по техническому применению марганец.

Осадочные руды

Он обычно сопутствует железу в осадочных рудах и древних метаморфических месторождениях. Он, как и железо, основа черной металлургии, применяется для производства качественных сталей.

К черным металлам принадлежит и хром. Главный его минерал – хромит – образует черные сплошные массы и вкрапления кристаллов в ультраосновных породах.

Хромитовые месторождения

Хромитовые месторождения, как и заключающие их массивы ультраосновных пород, встречаются в зонах глубинных разломов. Рудоносная магма поступала из подкоровых глубин, из мантии. Месторождения хромитов известны в Юго-Западной Африке, на Филиппинах, на Кубе, на Урале.

Применяется хром в металлургическом производстве для придания стали особенной твердости, в хромировании поверхностей металлов и в производстве красок, он придает соединениям зеленую окраску.

Титан

К этой же технической группе принадлежит титан. Он добывается из основных магматических пород в виде ильменита и из россыпей, наземных и очень широко распространенных на морских пляжах и шельфах (Бразилия, Австралия, Индия), где источником его служат титаномагнетит, ильменит и рутил. Титан применяется при производстве особых сортов стали. Это термоустойчивый, легкий металл.

Ванадий

Важен также и ванадий – частый спутник титана в месторождениях и в россыпях, используемый для изготовления особо прочных сортов сталей, применяемых в производстве брони и снарядов, в автомобилестроении, в атомной энергетике. Здесь все большую роль приобретают новые комбинации элементов в сплавах.

Например, сплав ванадия с титаном, ниобием, вольфрамом, цирконием, алюминием применяется в производстве ракет и в атомной технике. А композиционные новые материалы тоже готовят из минерального сырья.

Никель и кобальт

Никель и кобальт, тоже элементы семейства железа, встречаются чаще в основных и ультраосновных породах, особенно никель.

Никелевые руды

Он образует крупные месторождения в Юго-Западной Африке, на Кольском полуострове и в районе Норильска. Это – магматические месторождения. Сульфиды никеля кристаллизовались из магматического расплава, поступавшего из мантии или из горячих водных растворов. Особый тип представляют остаточные месторождения никеля, образующиеся в результате выветривания никеленосных основных пород, например базальтов, габброидов.

При этом возникают окисленные минералы никеля в виде рыхлых зеленоватых масс. Эти же остаточные никелевые руды обогащены железом, что позволяет их использовать для изготовления железоникелевых сплавов. Такие месторождения встречаются на Урале, но особенно широко распространены они в тропической зоне – на островах Индонезии, на Филиппинах, где интенсивно происходит окисление пород на поверхности.

Цветные металлы

Важное значение для промышленности имеют цветные металлы. Многие из них геохимически относят к группе халькофильных, родственных меди (халькос – медь): медь, свинец, цинк, молибден, висмут. В природе эти металлы образуют соединения с серой, сульфиды.

Отлагались минералы цветных металлов большей частью из горячих водных растворов; главными из них являются для меди халькопирит – золотистый минерал, борнит – лиловатый минерал, постоянный спутник халькопирита, а также черный сажистый халькозин, который встречается в верхней части многих медных месторождений.

Медные руды

Месторождения меди весьма разнообразны. В последние годы очень большое значение приобрели бедные вкрапленные руды так называемого порфирового типа, которые залегают часто в вулканических жерлах. Они были образованы из горячих растворов, поступавших из глубоких магматических очагов. Запасы таких руд огромны, особенно в Южной и Северной Америке. Большое значение имеют также пластовые залежи медных руд, образованные при вулканических извержениях на дне морей. Это так называемый колчеданный тип, в котором медный колчедан – халькопирит – встречается совместно с железным колчеданом – пиритом.

Эти месторождения долгое время служили главным источником руд на Урале. Наконец, велика роль так называемых медистых песчаников, содержащих минералы меди. К этому типу относятся месторождения в Читинской области, а за рубежом крупнейшие месторождения Катанги в Африке.

Свинец и цинк

Свои особенности имеют месторождения свинца и цинка, этих неразрывно связанных между собой металлов. Главным минералом свинца является свинцовый блеск, или галенит, минерал серебристо-белого цвета в кристаллах кубической формы.

Свинцовые руды

Из свинцовых концентратов извлекают серебро, висмут, сурьма. Последние образуют в свинцовом блеске лишь незначительную примесь, однако при огромном масштабе выплавки свинцовых руд они составляют очень важную добавку к добыче этих ценных элементов из их собственных минералов.

Главный минерал цинка – сфалерит (цинковая обманка). Обманкой его называют потому, что он имеет скорее алмазный блеск, а не металлический, как у руды. Цвет у него различный: от коричневого до черного и кремового. Эти два минерала, галенит и сфалерит, как было сказано, постоянно встречаются совместно.

Цинковые концентраты

Из цинковых концентратов добывают германий, индий, кадмий и галлий. Они образуют очень незначительную примесь в цинковых обманках, где в кристаллической решетке замещают атомы цинка, становясь на их место. И, несмотря на ничтожное содержание, именно извлечение этих малых примесей из цинковых обманок является главным источником их получения.

Они имеют большую ценность! Например, кадмий применяется при производстве ядерных реакторов, аккумуляторов, низкоплавких сплавов. Галлий благодаря его низкоплавкости (температура плавления всего 30 градусов Цельсия) используется как заменитель ртути в термометрах.

Кадмий с оловом и висмутом дает сплав Вуда с температурой плавления 70 градусов. Индий, добавленный к серебру, придает последнему большой блеск, а в сплаве с медью защищает корпуса судов от коррозии в морской воде. Германий употребляется при производстве полупроводников.

Сульфидная руда

Часто вместе со свинцом и цинком в рудах встречаются серебро, висмут, мышьяк, медь, поэтому свинцово-цинковые месторождения называют полиметаллическими. Эти месторождения образуются из горячих водных растворов и особенно часто встречаются в виде залежей и жил среди известняков, которые замещены сульфидной рудой.

Олово и вольфрам

Казалось бы, такой малозаметный металл, как олово, является крайне необходимым звеном всей техники.

Минералы редких металлов

Эти металлы встречаются в виде кислородных соединений: олово – в окисле, касситерите, или оловянном камне, вольфрам – в солях вольфрамовой кислоты: вольфрамите и шеелите.

Минералы этих элементов часто находят в кварцевых жилах среди гранитов или вблизи них. Блестящие черные или коричневые кристаллы вольфрамита резко выделяются на фоне белого кварца. Иногда они встречаются и в других типах месторождений: шеелит на контактах гранитов с известняками в скарнах, касситерит – в сульфидных жилах.

Кислородные соединения образуют многие так называемые редкие металлы: литий, рубидий, цезий, бериллий, необий, тантал – они часто встречаются в пегматитовых жилах. Особенно богаты ими древние докембрийские пегматиты (Африка, Бразилия, Канада).

Алюминий

Важное значение приобретают в настоящее время легкие металлы – алюминий и его еще более легкие собратья – магний и бериллий. Эти металлы – конкуренты всесильного железа, призванные во многих областях его заменить. Эти металлы и их сплавы широко используются в технике, особенно в самолетостроении, ракетостроении, в производстве буровых труб – всюду, где нужен легкий металл.

Сырье для алюминия – бокситы

Алюминий, как известно, очень широко распространен в земной коре, и его в будущем можно будет получать из любых алюмосиликатных горных пород, богатых этим элементом. Пока же традиционным сырьем для алюминия являются бокситы.

Они состоят из водных соединений глинозема, образующихся как осадочным путем при отложении в морских бассейнах, так и при выветривании алюмосиликатных горных пород. В последнее время разработан метод получения алюминия из древних кристаллических сланцев, образованных при метаморфизме глинистых отложений, а также из щелочных магматических пород.

Таким образом, проблема источников получения алюминия никогда не встанет перед человеком: этого металла с избытком хватит для всех последующих поколений. Дело только за технологией его извлечения и электроэнергией для создания мощных энергоемких производств.

Бериллий

Иное дело бериллий. Это относительно редкий металл. Он входит в состав берилла и других минералов, которые встречаются в высокотемпературных месторождениях, в пегматитах, а также в жилах, образующихся из горячих водных растворов. Этот ценный металл применяется в специальных сплавах для изготовления рентгеновских трубок.

Германий

Возрастает комплексное использование полезных ископаемых. Например, из угля извлекаются редкие элементы, главным образом крайне ценный германий.

Селен

Такой элемент, как селен, не часто встречается в самостоятельных минералах, но присутствует в пирите и других сульфидах в виде ничтожной примеси, занимая место серы; он используется для создания полупроводников, оптических приборов, в частности биноклей, телеграфной аппаратуры, бесцветного стекла.

РУДНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ (а. ore deposits, metalliferous deposits; н. Erzlagerstatten, Erzvorkommen; ф. gites metalliferes, gisements de minerais; и. yacimientos de minerales, depositos de minerales, criadero de minerales) — участки земной коры, в недрах или на поверхности которых имеются рудные залежи, по своим размерам, качеству и условиям залегания пригодные для промышленной разработки.

Классификация и генезис рудных месторождений. Рудные месторождения могут состоять из одного или несколько рудных тел, которые формировались на всём протяжении истории геологического развития земной коры, в связи с чем выделяется восемь главных эпох рудообразования — архейская, раннепротерозойская, среднепротерозойская, раннерифейская, позднерифейская, каледонская, герцинская и альпийская (см. Металлогенические эпохи).

Рудные месторождения известны среди образований седиментогенной, магматогенной и метаморфогенной серий полезных ископаемых, среди большинства групп и классов, на которые эти серии подразделяются (см. Месторождение полезных ископаемых). Среди рудных месторождений выделяются месторождения руд чёрных, лёгких, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов, а также рассеянных и редкоземельных элементов.

К месторождениям руд чёрных металлов принадлежат месторождения руд железа, марганца, хрома, титана и ванадия. Наиболее крупные среди них обладают запасами руды в несколько млрд. т с содержанием металла, достигающим нескольких десятков процентов. Месторождения железных руд наиболее крупные и разнообразные по условиям образования. Основное значение среди них имеют метаморфогенные гематитовые и магнетитовые месторождения железистых кварцитов докембрийского возраста (Криворожский бассейны KMA в CCCP, Великих озёр на территории США и Канады и др.). Весьма существенны осадочные бурожелезняковые, сидеритовые и железисто-хлоритовые месторождения Керченского района в CCCP, Тюрингии (ГДР), Лотарингии, Эльзаса (Франция) и др. Известны отдельные крупные месторождения гидротермального генезиса и остаточные в корах выветривания. Среди месторождений марганцевых руд выделяются осадочные оксидные и карбонатные руды, к которым принадлежит Никопольское на Украине и Чиатурское в Грузии. Известны метаморфизованные месторождения в Индии, Африке, Бразилии и др. Крупные ресурсы руд связаны с железомарганцевыми конкрециями на дне океанов. Все промышленные месторождения хромовых руд относятся к магматическим образованиям (Урал, Южная Африка, Индия, Турция и др.). Ванадиевые руды добываются из магматических ванадийсодержащих титаномагнетитовых и осадочных ванадиевых и ванадийсодержащих залежей.

Месторождения руд лёгких металлов представлены месторождениями алюминиевых руд. Основным сырьевым источником алюминиевых руд являются бокситы, месторождения которых принадлежат латеритным корам выветривания и морским осадкам. Палеозойские месторождения бокситов имеются на Урале и на Восточноевропейской платформе. Известны Средиземноморские и Австралийские провинции бокситов мезозойского возраста. Кайнозойские месторождения бокситов сосредоточены в тропическом поясе Африки, Индии, Гвианы и др. К небокситовым алюминиевым рудам относятся месторождения кианита, алунитовых руд, нефелин-апатитовых руд и глин с более сложной технологией и более высокой стоимостью получения из них этого металла.

Месторождения руд цветных металлов представлены месторождениями руд меди, свинца и цинка, никеля, сурьмы. Запасы металлов в наиболее крупных среди них достигают десятков — сотен млн. т, при обычном содержании металлов в единицы процентов. Значительное количество медной руды получают из стратиформных месторождений медистых песчаников и сланцев, к которым принадлежат Джезказганское в Казахстане, Удоканское в Сибири, месторождения Южной Африки, Польши и др. Крупным источником служат также гидротермальные штокверки т.н. медно-порфировых руд (Коунрадское в Казахстане, Алмалыкское в Узбекистане, Каджаранское в Армении, серия месторождений Кордильер и Анд в пределах Канады, США, Чили, Боливии, а также Филиппин). Медные руды добываются также из вулканогенных колчеданных (Урал в CCCP, Испания, Турция, ФРГ и др.) и гидротермальных жильных месторождений (Зангезурское в Армении, Бьютт в США и др.). Существенное количество этого металла извлекалось при разработке магматических сульфидных медно-никелевых месторождений Норильска и Печенги в CCCP, Садбери в Канаде.

Свинец и цинк в природе встречаются обычно совместно в составе месторождений полиметаллических руд. Крупную роль среди них играют стратиформные пластообразные месторождения в карбонатных породах, к которым принадлежат Жайремское и Миргалимсайское в Казахстане, месторождения долины Миссисипи в США, Верхней Силезии в Польше и др. Кроме того, свинцово-цинковые руды добывают из вулканогенных колчеданных месторождений (Рудный Алтай в CCCP, Маунт-Айза в Австралии и др.), гидротермальных метасоматических месторождений в карбонатных породах как среди скарнов, так и без них (в CCCP — Дальнегорское на Дальнем Востоке, Горевское в Енисейском кряже; в США, Мексике, Югославии и др.), гидротермальных жильных месторождений (Садонское на Кавказе; в США, Австралии, Чехословакии, ГДР и др.). Главная масса никелевых руд добывается из магматических сульфидных медно-никелевых месторождений, а также из месторождений выветривания силикатного состава, известных на Южном Урале, Кубе, Новой Каледонии, в Бразилии и др. Все месторождения сурьмяных руд относятся к гидротермальным пластовым (Кадамджайское и др. в Средней Азии; KHP) и жильным (Сарылах в Якутии и др.).

Месторождения руд редких металлов представлены месторождениями руд олова, вольфрама, молибдена, ртути, бериллия, лития, тантала и ниобия. Наибольшие запасы в них достигают сотен тысяч т при содержании металла в руде обычно не выше 1%. Значительное количество оловянных руд добывается при разработке гидротермальных сульфидно-касситеритовых и кварцево-касситеритовых месторождений, известных в CCCP на Колыме, в Приморском и Приамурском краях, в Забайкалье, а за рубежом — в Боливии, ГДР, Великобритании и др. Кроме того, олово добывают из россыпей, наиболее известных в странах юго-восточной Азии и Тихоокеанского архипелага. Вольфрамовые руды сосредоточены в гидротермальных жильных и штокверковых вольфрамитовых (в CCCP — Забайкалье, Казахстан; KHP, Бирма, Боливия и др.), а также в скарновых шеелитовых месторождениях (в CCCP — Тырныаузское на Кавказе, в Средней Азии; в США, Бирме, КНДР и др.). Молибденовые руды добывают при эксплуатации штокверковых и жильных гидротермальных месторождений (Красноярский край, Забайкалье, Казахстан в CCCP, Клаймакс в США и др.), а также скарновых месторождений типа Тырныауз на Кавказе. Все ртутные руды добывают из гидротермальных месторождений, среди которых наибольшее значение имеют пластовые залежи ртутных руд, известные в CCCP в Донбассе, Средней Азии, а за рубежом в Испании, Италии, Югославии, KHP и др. Среди разнообразных источников бериллиевых руд наиболее существенны месторождения пегматитовые и гидротермальные кварцевые и флюоритовые с бериллом, грейзеновые и скарновые с гельвином и фенакитом, вулканогенные флюорит- бертрандитового и гельбертрандитового состава. Литий получают из пегматитов и минеральных литийсодержащих вод (см. также Литиевые руды). Танталовые руды и ниобиевые руды добываются из магматических месторождений среди нефелиновых сиенитов, карбонатитов, альбититов и пегматитов, хорошо изученных как в CCCP, так и за рубежом.

Месторождения руд благородных металлов представлены месторождениями руд золота, платиноидов и серебра. Их запасы обычно измеряются десятками — сотнями (редко тысячами) т при содержании, например, золота, редко превышающем 10 г/т, т.е. 0,001 %. Наиболее распространённым типом золоторудных месторождений являются золотоносные кварцевые и иного состава гидротермальные жилы и штокверки, известные в CCCP на Дальнем Востоке и Северо-востоке, в Западной и Восточной Сибири, на Урале, в Казахстане, Средней Азии, на Кавказе и во многих странах мира. Существенную роль играет добыча золота из вулканогенных гидротермальных комплексных золотосеребряных руд, известных в пределах Тихоокеанского пояса на территории CCCP, Канады, США, Чили, Перу, Боливии. Ранее главным источником золота были россыпи, ныне в своей существенной части отработанные. Уникальным является месторождение золота в докембрийских конгломератах Витватерс-ранда в Южной Африке (см. Золотые руды). Платиноиды, в состав которых кроме платины входят осмий, иридий, палладий, родий и рутений, добываются в основном при разработке содержащих эти металлы комплексных магматических сульфидных медно-никелевых руд типа Норильска в CCCP или Садбери в Канаде (см. Платиновые руды).

К месторождениям радиоактивных руд принадлежат месторождения руд урана, тория и радия. Запасы урановых руд в отдельных месторождениях составляют тысячи — десятки тысяч т, редко более при обычном содержании металла в руде, составляющем десятые доли процента. Среди урановых месторождений весьма существенна роль осадочных, обычно осложнённых приповерхностными инфильтрационными процессами, к которым принадлежат месторождения, залегающие в палеозойских, особенно мезозойских и кайнозойских породах. Разнообразны гидротермальные метасоматические и жильные месторождения урановых руд. Крупные запасы сосредоточены в металлоносных докембрийских конгломератах типа Эллиот-Лейк в Канаде и Витватерсранд в Южной Африке.

Месторождения руд рассеянных элементов (актиний, гафний, галлий, германий, индий, кадмий, протактиний, рений, рубидий, селен, скандий, таллий, теллур, цезий и др.) представлены месторождениями седиментогенной, магматогенной и метаморфогенной серий; рассеянные элементы извлекаются в качестве дополнительного продукта при переработке руд других металлов.

Месторождения руд редкоземельных элементов цериевой и иттриевой групп самостоятельно не существуют; руды этих элементов извлекают также в основном попутно при разработке магматических, пегматитовых, карбонатитовых, альбититовых, гидротермальных и россыпных месторождений руд цветных, редких и радиоактивных металлов.

Особенности вскрытия рудных месторождений. Многообразие форм и условий залегания рудных тел предопределяет специфику схем вскрытия рудных месторождений. Оценка и выбор этих схем (пространственное расположение основных вскрывающих выработок по отношению к залежам, поверхности и в породном массиве), а также их конструктивных параметров (шаг вскрытия, высота этажа, число этажей в шаге вскрытия, длина шахтного поля) основываются на учёте геологических условий, элементов залегания залежей и принятых для конкретных условий порядка разработки (восходящий или нисходящий, от центра шахтного поля или от его границ); способа разработки (с обрушением вмещающих пород, оставлением целиков или с закладкой выработанного пространства); эффективной технологической схемы добычи (с выдачей руды по вертикальным скиповым стволам или по наклонным конвейерным стволам; транспортированием по подземным выработкам руды, горных пород и других грузов посредством рельсовых, конвейерных или самоходных средств; применением рудо- и породоперепускных систем и дробильно-перегрузочных комплексов); способа и схемы проветривания; прогнозируемого периода времени до начала технического перевооружения шахты. К схемам вскрытия предъявляются требования: соответствия типоразмерам, принятым для эксплуатации механизмов, оборудования, используемым при выпуске, доставке, погрузке, транспортировании, механическом дроблении и выдаче руды на поверхность; обеспечения возможности значительного прироста производственной мощности и непрерывности работы шахты при предусматриваемых стволах (рудовыдачных и для вспомогательных транспортных средств); принятия параметров (сечения, угла наклона, глубины — протяжённости) основных вскрывающих выработок из расчёта обеспечения беспрепятственного движения по ним транспортных средств и возможности их эксплуатации в течение 2-3 этапов или всего срока разработки месторождения; наличия ёмкостей для аккумулирования руды на стыках отдельных процессов добычи, достаточных для обеспечения непрерывности работы шахты в целом.

Для новых месторождений руд чёрных, цветных металлов, горно-химического сырья, а также при отработке запасов нижних горизонтов многих действующих шахт как наиболее эффективные и перспективные приняты схемы многоэтажного вскрытия (предусматривающие поэтапную разработку залежи). Отличительными особенностями этих схем являются: увеличенный (200-350 м) шаг вскрытия (Н); подготовка запасов шахтных полей концентрационными горизонтами с рудоперепускными системами и дробильно-перегрузочными комплексами с аккумулирующими руду ёмкостями; проходка и оборудование наклонных съездов и вертикальных грузовых стволов для спуска в шахту и выдачи на поверхность самоходного и крупногабаритного оборудования в собранном состоянии, а также людей.

В соответствии с разработанными схемами рудные тела, залегающие на глубине до 500-600 м, вскрывают вертикальным скиповым рудоподъёмным стволом, наклонным съездом для самоходного оборудования и автотранспорта, вертикальным вентиляционным стволом (рис. 1).

На рудниках, разрабатывающих крутопадающие залежи, применяют схемы поэтажного вскрытия и поэтажной разработки (рис. 3).

Свою специфику имеют схемы вскрытия наклонных и пологих мощных рудных тел. До глубины 600 м их вскрывают наклонным конвейерным рудовыдачным стволом, наклонным транспортным съездом и вертикальным вентиляционным стволом (рис. 4).

Для глубины более 600 м предусмотрено проведение наклонного конвейерного и вертикального вентиляционного стволов, а также вертикального грузового ствола с кабель-краном с грузовой площадкой (рис. 5).

Пологие и горизонтально залегающие рудные тела на глубине 70-300 м вскрывают наклонным конвейерным рудовыдачным, вертикальными вспомогательно-вентиляционными и вентиляционными стволами или вертикальными вентиляционными скважинами (рис. 6).

Близко расположенные зоны оруденения и отдельные залежи, существенно отличающиеся минеральным составом полезных компонентов в рудах, возможно, а иногда технически необходимо вскрывать комплексно и разрабатывать совместно из единой сети выработок в одном шахтном поле с формированием нескольких рудопотоков (рис. 7).

В определённых условиях экономически целесообразны и технологически более совершенны комплексное вскрытие, подготовка и одновременная разработка запасов руд, представленных близко расположенными мелкими месторождениями, содержащими аналогичные полезные компоненты. Высокая эффективность подобных решений вопросов вскрытия и разработки заключается в возможности использования единых зданий и сооружений поверхностного комплекса; водоотливных установок; водопонижающих устройств и дренажных выработок (для обводнённых месторождений); схем вскрытия и подготовки запасов шахтного поля; способов и согласованных порядков выемки запасов разных руд в шахтном поле; технологических схем транспортирования и выдачи руды на поверхность с формированием нескольких рудопотоков; схем проветривания шахт.

Алюминий по масштабам производства и потребления занимает второе место после железа и первое среди цветных металлов. В настоящее время весь мир ежегодно выплавляет более 20 млн т первичного алюминия. Глинозем, из которого получают металл, во всем мире производят из бокситов. По его запасам Россия занимает лишь десятое место. При этом только бокситы Северного Урала могут считаться высококачественными. По этой причине часть глинозема у нас производят из нефелиновых руд. В 2003 г. добыто 5,1 млн т бокситов. Россия — второй в мире производитель алюминия (14–15 % мирового производства) после США (17 %).

По разведанным запасам меди наша страна находится на третьем месте в мире после США и или. Доля России в мировых запасах — менее 10 % (в 2003 г. - 83,1 млн т). За 10 лет разведанные запасы в стране сократились на 6,5 %. Промышленность обеспечена разведанными запасами разрабатываемых месторождений на 58 лет (120 разведанных месторождений). К числу крупнейших в мире относятся Октябрьское, Талнахское, Гайское и Удоканское месторождения, на долю которых приходится около 70 % российских запасов меди. В 2003 г. добыча достигла 752 тыс. т (4,7 % мирового уровня). Основные добывающие предприятия России расположены в Норильском районе (около 66 % добычи) и на Урале.

В России разведано 88 месторождений свинца и 124 — цинка; на долю крупных месторождений (Холоднинского, Озерного, Корбалихинского, Узельгинского, Учалинского, Гайского, Горевского, Кызыл-Таштыгского, Подольского, Юбилейного и Николаевского) приходится три четверти разведанных запасов. Более половины запасов сосредоточено в Восточной Сибири. Ресурсы и запасы свинца в недрах оцениваются в 29,2 млн т, цинка — 78 млн т, что составляет соответственно 2,2% и 5,3 % мировых ресурсов (шестое и третье места в мире). Основная часть их сосредоточена в Республике Бурятия, Красноярском крае, Читинской области, Алтайском и Приморском краях и в Республике Северная Осетия - Алания. Анализ состояния минерально-сырьевой базы позволяет утверждать, что в ближайшие годы проблемы с обеспечением внутренних потребностей страны отечественным цинком не возникнут, но импорт свинца Россия вынуждена будет осуществлять в еще больших масштабах.

По разведанным запасам никеля Россия занимает первое место в мире (более 25 % мировых запасов), по запасам кобальта — третье (свыше 7 %). Запасы никеля и кобальта учтены в рудах 28 месторождений. Большая часть ресурсов никеля прогнозируется на севере Красноярского края, в Мурманской области, на Среднем и Южном Урале, то есть в районах действующих предприятий. Подавляющая часть кобальта в России (около 1 млн т) связана с никелевыми месторождениями, где кобальт является попутным. Наша страна является лидером по добыче никелевых руд и производству первичного никеля (20–25 % мирового производства). В 2002 г. уровень добычи превысил уровень 1992 г., а выплавка металла составила 98,9 %. По производству рафинированного кобальта Россия находится на пятом–шестом месте в мире (15–17 % мирового производства). Объем производства первичного кобальта в 2002 г. составил 94 % уровня 1991 г.

По разведанным запасам олова Россия занимает одно из первых мест в мире, но по качеству руд уступает зарубежным производителям. Кроме того, в России 90 % олова добывается из коренных месторождений, в то время как в основных оловодобывающих странах более 75 % олова извлекается из россыпей. Обеспеченность рентабельными для отработки запасами олова составляет около 35 лет. Ресурсный потенциал оловодобывающей промышленности России составляет 1037 тыс. т металла (восьмое место в мире). За последние 10 лет Россия сместилась с четвертого на восьмое место в мире по производству олова в концентрате.

По разведанным запасам вольфрама Россия занимает первое место в мире; по прогнозным ресурсам — третье (854 тыс. т). Учтено 94 месторождения вольфрама, в том числе 52 коренных и 42 россыпных, из них 25 месторождений, где вольфрам является попутным компонентом, а 17 — с забалансовыми запасами. 72 % запасов приходится на месторождения бедных руд (среднее содержание оксида вольфрама — 0,15 %). Среди месторождений с богатыми рудами конкурентоспособны лишь Восток-2 и Лермонтовское (Приморский край), где содержание оксида вольфрама в рудах составляет соответственно 0,8–0,9% и 1,7–2,1 %. Наибольшие запасы вольфрама сосредоточены на Северном Кавказе и в Забайкалье.

По разведанным запасам молибдена Россия занимает третье место после США и Чили. В разрабатываемых месторождениях находится 42,5 % подтвержденных запасов молибдена, в районах этих месторождений — 3,8 %, в других освоенных районах — 16%, на неосвоенных территориях – 37,7 %. Запасы, пригодные к рентабельной отработке (экономические), составляют 50 % разведанных, в том числе 32 % — в районах добычи, 18 % — в неосвоенных районах. Прогнозные ресурсы составляют 1580 тыс. т, основная часть их сосредоточена в восточных регионах, где есть перспективы обнаружения новых месторождений.

В России разведано 237 золоторудных и 123 золотосодержащих комплексных месторождений, из которых эксплуатируется около одной трети. Всего: запасы золота категории А, В, С1 — 5,7 тыс. т; запасы категории С2 — 2,4 тыс. т. Основные ресурсы, запасы и главные добывающие предприятия сосредоточены в Северо-Восточном, Восточно-Сибирском, Дальневосточном и Уральском регионах. В России почти половина (45 %) металла добывается из россыпей, доля которых в общей добыче золота до 2000 г. превышала 60 %. Будущее отечественной золотодобывающей промышленности связано с освоением коренных месторождений.

По объему добычи первичного золота наша страна находится на 5 месте (после ЮАР, США, Австралии и Канады). В 2000 г. Россия произвела 144 т золота, в 2005 г. — 168 т на сумму 73 млрд руб. (0,39 % внутреннего валового продукта; 6 % мировой добычи). Из 29 золотодобывающих субъектов Российской Федерации только 13 добывают более 1000 кг в год. Внутреннее потребление золота в стране составляет 1,5 % мирового.

По количеству прогнозных ресурсов и разведанных запасов серебра Россия занимает первое место в мире. Учтено 245 месторождений, лицензии выданы на 153 из них (78 % запасов), разрабатывается 88 объектов. Более 75 % ресурсов и запасов сосредоточено на востоке страны. Перспективы обнаружения крупных месторождений серебряных руд связаны с Охотско-Чукотским и Верхоянским регионами. Расширение минерально-сырьевой базы возможно за счет серебра месторождений цветных металлов Уральского, Забайкальского, Норильско-Талнахского регионов.

По запасам металлов платиновой группы Россия занимает второе место в мире после ЮАР. Почти все разведанные запасы платиноидов (до 96–97 %) сосредоточены в Норильско-Талнахском горно-промышленном районе. Преобладающая часть разведанных здесь руд относится к высокосортным — содержание главных платиноидов в них выше, чем в рудах месторождения Стиллуотер (США), где оно составляет 22,5 г/т. Менее 1 % запасов металлов платиновой группы находится в эксплуатирующихся медно-никелевых месторождениях Печенгского района, остальное — в других месторождениях на Кольском полуострове (Федорово-Панском, Горы Генеральской и Мончегорском), в Карелии (Бураковском), а также в россыпях на севере Хабаровского края и Корякского нагорья.

По производству металлов платиновой группы Россия стоит на втором месте в мире после ЮАР. Платины у нас получают вчетверо меньше, чем в ЮАР, а палладия — в полтора раза больше. Сейчас в России добывается 18 % платины, производимой в мире; в дальнейшем эта доля будет уменьшаться по мере ввода в строй новых рудников в ЮАР, США, Канаде и Зимбабве. Доля России в мировом производстве палладия (с учетом производства из вторичного сырья) составляет 45 % (в 1997 г. — 60 %).

Норильско-Талнахский горнопромышленный район обеспечивает 83–85 % отечественного производства металлов платиновой группы.

Читайте также: