Мировые запасы хризотил-асбеста (без стран СНГ) составляют 250 млн т, в том числе подтвержденные - не менее 180 млн т, а производство волокна - около 2 млн т. Наибольшими запасами и производством хризотил-асбеста обладают Канада, Китай, США, Зимбабве, Италия, Бразилия, Греция, ЮАР.
Россия обладает крупнейшей в мире сырьевой базой хризотил-асбеста, запасы которого размещены в месторождениях Урала и Сибири, составляя по промышленным категориям 110,8 млн т и категории С2 18,6 млн т волокна. Производство асбеста в 1996 г. составило 0,428 млн т.
Из стран СНГ существенную сырьевую базу хризотил-асбеста имеет Казахстан (общие запасы -13,4 млн т, производство волокна - 0,5 млн.т.)
Генетические типы месторождений амфибол-асбестов.
Месторождения амфибол-асбестов принадлежат к гидротермальному типу, Они относятся к средне - и низкотемпературным образованиям различных глубин.
Месторождения антофиллит-асбеста ассоциируют с серпентинитами и тальк-карбонатными породами, возникающими при метаморфизме ультрамафитов. Их типичными представителями являются месторождения Среднего Урала (Сысертское и др.), Казахстана (Бугетысайское).
Мировые запасы и запасы отдельных месторождений антофиллит-асбеста, как и других амфибол-асбестов, на два порядка меньше, чем хризотил-асбеста. Наиболее крупные месторождения антофиллит-асбеста с запасами 150 тыс.т известны в Финляндии, более мелкие в США, Бразилии, Кении и других странах. Наибольшее годовое производство антофиллит-асбеста достигало в Финляндии (более 10 тыс.т). В странах СНГ месторождения антофиллит-асбеста разведаны в Казахстане. В России имеется крупная сырьевая база антофиллит-асбеста на Среднем Урале (с запасами 120 тыс.т волокна).
Месторождения крокидолит- и амозит-асбестов образовались в процессе гидротермальной деятельности при региональном метаморфизме и представлены согласными пластовыми жилами асбеста в железокремнистых породах (Южная Африка и Австралия)
Амозит-асбест образует крупнейшие месторождения по сравнению с другими амфиболами. В месторождениях ЮАР его общие запасы составляют 3,0 млн т. Годовое производство - 26 тыс.т волокна
В месторождениях ЮАР общие запасы крокидолит-асбеста составляют 2,55 млн т. Производство волокна находится на уровне 11 тыс.т в год.
Родусит-асбест образует наиболее крупные запасы в Боливии, известны в Центральном Казахстане, а в России - в Красноярском крае.
Цеолиты.
Цеолиты это водные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов, обладающие открытой каркасно-полостной структурой. Особенностью этой структуры является то, что во внутрикристаллическом пространстве имеется система, соединённых каналами между собой и окружающей средой микрополостей, в которых располагаются обменные катионы и молекулы воды. Последние при определённых условиях (например при нагревании) могут быть частично или полностью удалены, а затем вновь присоединены или заменены без нарушения кристаллического каркаса. Это и определяет их промышленную ценность.
Всего известно более 40 природных и около 150 искусственных аналогов цеолитов. Промышленные концентрации образуют только 5-6 видов природных цеолитов. Наиболее промышленно-ценными являются: клиноптилолит, морденит, шабазит, анальцим. Эти цеолиты являются молекулярными ситами.
Цеолиты применяются в различных областях:
1. В области охраны и оздоровления окружающей среды для очистки газовых отходов предприятий от оксидов серы, азота и углерода, аммиака и сероводорода, промышленных сточных вод от ионов аммония, токсичных и радиоактивных металлов (Hg, Pb, Zn, Cd, Ce, Sr, Rb, U), а также для очистки вод нефтепереработки, питьевого и промышленного водоснабжения.
2. В промышленности: а) для осушки и очистки газов, жидкостей и хладоагентов (б) для разделения кислорода и азота воздуха; в) являются высокоэффективными катализаторами при крекинге нефти; г) в производстве высококачественной бумаги; д) при изготовлении особо эластичной резины; е) при разделении металлов и получении особо чистых их солей; ж) в качестве гидравлической добавки к портландцементам.
3. В сельском хозяйстве: а) в растениеводстве -- внесение в почву цеолитов приводит к стабильному повышению урожайности это объясняется тем, что цеолиты длительное время удерживают в почве влагу и внесенные вместе с ними удобрения, нейтрализуют кислые почвы, улучшают структуру почв, поглощают токсичные металлы; б) в животноводстве и птицеводстве в качестве кормовых добавок, а также в качестве дезодораторов помещений.
Промышленные типы месторождений цеолитов.
Диагностика цеолитов весьма затруднена из за малых размеров кристаллов (сотые и тысячные доли мм). Применение рентгено-структурных и электронно-микроскопических исследований позволило установить, что цеолиты часто являются основными породообразующими минералами.
Крупные концентрации цеолитов, имеющие практическую ценность, образуются в основном в результате диагенстических или гидротермальных процессов. Выделяют три промышленно-генетических типа цеолитовых месторождений, в большинстве из которых цеолиты образовались путем замещения вулканического стекла разного состава, образуя пласто- и линзообразные залежи.
Вулканогенно-гидротермальные месторождения пространственно и генетически связаны с наземным андезито-дацитовым постскладчатым вулканизмом, субмаринным современным базальт-андезито-дацитовым вулканизмом прибрежных островных дуг и палеозойско-мезозойским эффузивным трапповым магматизмом платформ.
Месторождения миндалекаменного подтипа представлены пластообразными залежами в лавах и туфах, содержащими крупнокристаллические выделения цеолитов в газовых, межшаровых и трещинных полостях. Промышленного значения не имеют.
Месторождения геотермально-гидротермального подтипа. К этому подтипу относятся линзовидные- и пластообразные залежи в лавово-пепловых толщах долгоживущих вулканических центров. Цеолитизация связана с циркуляцией щелочных вадозно-гидротермальных и геотермальных растворов и охватывает породы на площади в десятки квадратных километров при мощности до десятков метров.
Наиболее распространены микрокристаллические морденит, клиноптилолит, ломонтит, анальцим. Цеолиты ассоциируют с кварцем, кальцитом, монтмориллонитом, хлоритом, альбитом, эпидотом и сульфидами.
Промышленно перспективными месторождениями этого подтипа являются в России Паужетское, Паратунское, Долина Гейзеров на Камчатке, Горячий пляж на Курильских островах (о-в Кунашир),
Стратиформные месторождения цеолитизированных туфов пространственно и генетически связаны с мощными толщами эффузивно-осадочных пород, накапливавшихся в морских бассейнах нормальной солености и в субаэральных условиях в районах проявления андезито-дацитового вулканизма. Эти толщи сложены лавами и туфами андезитов, дацитов и реже базальтов. Цеолитовая минерализация тяготеет к зонам крупных разломов и оперяющим трещинам.
Стратиформные месторождения цеолитизированных туфов характеризуются крупными размерами. Мощности рудных тел -- пластов и линз цеолититов -- от нескольких до десятков метров, а протяженность десятки километров. Запасы цеолитов отдельных месторождений достигают десятков и сотен миллионов тонн.
Вопрос о генезисе стратиформных месторождений цеолитов трактуется различно. Многие исследователи считают их осадочными, а цеолитизацию, происходившей под воздействием морских или поровых вод. Другие же. полагают, что цеолитизация туфов была эпигенетической, наложенной и связана она с восходящими потоками поствулканических гидротермальных растворов, которые двигались по разрывным нарушениям и вблизи поверхности растекались по пластам проницаемых вулканитов, что приводило к метасоматическому развитию цеолитов..
Стратиформные месторождения заключают основные запасы высококремнистых цеолитов и эксплуатируются во многих странах мира, в том числе и в России. Цеолитизированные туфы обнаружены на Камчатке, Сахалине, Курильских островах и в Приморье, в Восточной Сибири (Тунгусская синеклиза). На территории бывшего СССР наиболее крупные месторождения клиноптилолита и морденита располагаются в следующих районах: в Закарпатье в Солотвинской впадине -- Крайниковское, Сокирнецкое, Даниловское и Водинское; в Грузии -- Тедзамское, Дзегвское, Ахалцихское; в Армении -- Ноемберянское и Ленинаканское; в Азербайджане -- Айдагское и Кимерлинское.
В США распространены мощные толщи кайнозойских цеолитизированных туфов, включающие крупнейшие месторождения клиноптилолита, шабазита, эрионита. Аналогичные крупные месторождения известны в Японии, Новой Зеландии, Мексике, Кубе, Италии, Франции и др.
Вулконогенно-осадочные лимнические месторождения. Месторождения цеолитов этого генетического типа выявлены в рифтовой зоне Восточной Африки и на западе США и связаны с содовыми озерами, расположенными в кальдерах плейстоценового и современного вулканизма.
Цеолиты формировались в донных отложениях, представленных вулканическими илами. В условиях аридного климата и при участии вулканических эксгаляций в озерах накапливались карбонатно-натриевые, иногда с бором рассолы; они вызывали быстрое диагенетическое преобразование вулканического стекла донных осадков в цеолиты. Наибольшим распространением пользуются анальцим, филлипсит, хабазит и эрионит. Реже встречаются клиноптилолнт и морденит.
Рудные тела представлены пластовыми и линзовидными залежами, мощность которых достигает десятков метров, а площадь - десятков и сотен квадратных километров. Максимальное содержание цеолитов в залежах 70%, а запасы цеолитов в отдельных месторождениях составляют десятки миллионов тонн. Руды обычно комплексные (цеолиты, бораты, карбонаты натрия).
Цеолитовые отложения промышленного значения обнаружены в озерах США Танзании и Кении. Возможно, такой генезис имеют некоторые месторождения цеолитов Туркмении, Турции, Ирака и Ирана.
Литература: [1] с.79-93, 149-158; [2] с.64-76, 133-140; [3] с.400-412; [4] с.243-248; [31, 33, 18, 19]
Проектные задания к модулю 2:
- сделать обзор по литературным данным об истории открытия и освоения коренных месторождений алмазов;
- провести анализ обеспеченности России индустриальным сырьём;
- установить какие месторождения индустриального сырья являются наиболее крупными и промышленно значимыми в России.
Тесты рубежного контроля к модулю 2
|
Тест |
Вопрос |
Варианты ответов |
|
|
Тест1 |
Какое полезное ископаемое из перечисленных не относится к индустриальному сырью? |
а)слюда б)магнезит в) фосфорит г)флюорит д)графит |
|
|
Тест 2 |
По какому виду сырья Россия занимает первое место в мире и по запасам и по добыче? |
а)барит б)алмаз в)каолин г)исландский шпат д)асбест |
|
|
Тест 3 |
На каких свойствах кристаллов кварца основано применение его в радиоэлектронике? |
а)химических б)пьезоэлектрических в)морфологических г)механических д)оптических |
|
|
Тест 4 |
Какое полезное ископаемое используется для защиты от рентгеновского излучения? |
а)тальк б) магнезит в)асбест г)сера д)барит |
|
|
Тест5 |
Какой регион России является ведущим по добыче алма алм алмазов ? |
а) Центральный б) Северный Кавказ в)Архангельская область г)Урал д)Якутия |
|
|
Тест 6 |
Месторождения какого генетического типа являются основными промышленными для получения крупных и высококачественных кристаллов мусковита? |
а)пегматиты б)гидротермальные в)вулканогенные г)метаморфические д)осадочные |
|
|
Тест 7 |
К какому генетическому типу относится Ковдорское месторождение флогопита? |
а)гидротермальному б)пегматитовому в)карбонатитовому г)хемогенно-осадочному д)метаморфическому |
|
|
Тест 8 |
Добыча какого вида полезного ископаемого производится на Баженовском месторождении? |
а)пьезокварц б) барит в)флюорит г)асбест д)гипс |
МОДУЛЬ 3. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО И АГРОНОМИЧЕСКОГО СЫРЬЯ
Комплексная цель: охарактеризовать генетическую позицию и практическую значимость месторождений химического и агрономического сырья.
Лекция 9 (2 часа). Фосфатное сырьё.
Общие сведения, характеристика руд и области применения фосфатного сырья, промышленные типы месторождений апатитов и фосфоритов, ресурсы
В природе фосфорное сырьё представлено солями фосфорной кислоты - фосфатами. Промышленное значение имеют два главных вида фосфатов - апатиты и фосфориты. Хотя общее число известных минералов фосфора превышает 200, свыше 95% его в земной коре представлено в виде апатита.
Апатит Ca5(PO4)3, (F, C?, OH) - минерал, практически нерастворим в воде, содержание Р2О5 - 41-42%. Апатит образует кристаллы призматического или игольчатого облика гексагональной сингонии, а также друзы, зернистые и плотные тонкокристаллические агрегаты, как акцессорный минерал встречается практически во всех горных породах. Разновидностью апатита в большинстве горных пород является фторапатит и фторгидроксилапатит. Промышленные скопления его возникают в щелочных, ультраосновных-щелочных и метаморфических породах. Среди промышленных руд апатита выделяют собственно апатитовые руды и комплексные апатитсодержащие руды. Качество апатитовых руд, как и фосфоритов, определяется содержанием фосфорного ангидрида Р205.
Фосфориты - осадочные горные породы с содержанием Р2О5 - от 5% до 30%, существенную часть которых составляют фосфаты, близкие по составу к группе апатита и представлены скрыто- или микрокристаллическими образованиями. Фосфориты разделяются на природные литологические типы: желваковые (конкреционные), зернисто-ракушечниковые и массивные.
Желваковые фосфориты представляют собой скопления округлых, овальных и неправильных конкреций (желваков), состоящих из различных нефосфатных минералов, сцементированных аморфным или кристаллическим фосфатным веществом. Размеры конкреций колеблются от долей миллиметра до 10--15 см, иногда до 35 см. Залегают они в песке, глине, конгломерате, меле, известняке и других осадочных породах, могут быть рассеянными в породе, но могут сливаться в сплошную массу -- фосфоритовую плиту.. Содержание Р205 в желваках колеблется от 12 до 35%. Желваковые фосфориты слагают пласты и пластообразные залежи мощностью до нескольких метров, часто выдержанные на площади в сотни- тысячи квадратных километров.