Изверженные и метаморфические породы как полезные ископаемые

Изверженные и метаморфические горные породы используются в качестве естественного строительного камня. Эти породы обладают высокой прочностью, морозостойкостью, износоустойчивостью, а зачастую и декоративностью и широко используются при облицовке зданий. Кислые изверженные породы – граниты. Основные изверженные породы - базальты, диабазы, близкие к ним метаморфические породы - амфиболиты - используются для получения плавленного камня (петрургический процесс). Пригодность для этих целей определяют по химическому составу. Петрургическим путем получают кислотоупорные изделия (трубы, желоба, шары для мельниц). Из вулканических пород получают заполнители легких бетонов и пр.

Среди месторождения рассматриваемого сырья выделяют следующие типы: 1 - магматический; 2 - метаморфический. Среди магматических выделяют интрузивные, эффузивные, экструзивные, эксплозивные месторождения. Интрузивные представлены гранитами, габбро, лабрадоритами, диоритами. Форма тел - штоки, дайки и др. К эффузивному подтипу относятся месторождения базальтов, липаритов, фонолитов и др. К метаморфическому типу относятся месторождения гнейсов и амфиболитов, глинистых сланцев и др.

Месторождения твердых горючих полезных ископаемых

Горючие ископаемые разделяются на твердые (торф, ископаемый уголь, горючие сланцы), жидкие (нефть) и газообразные (горючий газ). В данном учебном пособии характеризуются месторожджения только твердых горючих ископаемых, в основном, угля и горючих сланцев. Они нередко объединяются под общим термином "каустобиолиты" (каусто - горючий, биос - жизнь, литос - камень). Горючие ископаемые (в том числе нефть и газ) составляют основу топливно-энергетического комплекса.

Торф - органогенная горная порода, состоящая из растительных остатков. Используется как удобрение и в качестве топлива, а также применяется при грязевом лечении заболеваний. Образуется торф в условиях повышенной влажности и затрудненного доступа воздуха. В процессе формирования торфяных залежей огромное значение имеют палеогеографические условия. Процесс протекает и в условиях приморских низин, озер, болот, лагун, континентальных равнин, платформ и др.

Уголь - твердая горючая осадочная порода, сформировавшаяся из остатков отмерших растений в результате биохимических, физико-химических и др. изменений. Ископаемые угли характеризуются большим разнообразием вещественного состава и физических свойств.

По составу материнского вещества угли подразделяются на гумусовые, сапропелевые и гумусо-сапропелевые. Наибольшим развитием в земной коре отличаются гумусовые угли.

Для образования углей необходимы определенные условия, которые в течение геологического времени меняются неоднократно. Изменялось в пространстве положение отдельных структурных зон, положение границ морей и континентов, гумидный климат сменял аридный и наоборот, происходила эволюция растительного и животного мира.

В начальный период эпохи углеобразования преобладала прибрежно-морская фациальная обстановка с многократным чередованием морских и континентальных отложений. Эволюция растительности обусловила продвижение областей углеобразования в глубь континентов; приобрело широкое развитие озерное углеообразование. Накопление на заболоченных равнинах растительных остатков рассматривают как главное условие возникновения торфяных залежей с последующим превращением в угольные пласты.

При отсутствии прослойков угольный пласт представляет собой сплошную массу угля (простой пласт). Часть угольного пласта, заключенная между двумя породными прослоями в пласте сложного строение, называется пачкой.

При микроскопическом изучении углей выделяют макротипы и литотипы, а также их разновидности в зависимости от тех или иных ингредиентов. При определении принадлежности угля к тому или иному литотипу принимают во внимание его метаморфизм, по мере увеличения которого блеск угля возрастает. К литотипам сложного состава относят кларен (блестящий), дюрено-кларен (полублестящий), кларено-дюрен (полуматовый), дюрен (матовый). К литотипам простого состава относят витрен и фюзен. Металлический блеск присущ антрацитам, тусклый блеск - витрену бурого угля.

Во всех видах твердых горючих ископаемых в их органической части присутствуют элементы углерода, водорода, кислорода и органической серы. Кроме них в незначительных количествах содержится фосфор и некоторые редкие элементы. Сера и фосфор являются вредными примесями, снижающими качество угля.

Процесс угленакопления единый и стадийный: от торфов до каменных углей и далее антрацитов. Процесс перехода в каменный уголь и антрацит называют метаморфизмом углей. Самый древний возраст углей - девонский.

Под угленосной толщей понимают комплекс осадочных пород, содержащих угольные пласты. Среди угленосных отложений выделяются следующие типы: геосинклинальный, платформенный и переходный от геосинклиналъного к платформенному. Платформенные участки земной коры характеризуются сравнительно небольшой мощностью угленосных толщ (от единиц до первых сотен метров), в геосинклинальных условиях - до нескольких тысяч метров.

Угольный пласт - комплекс осадочных слоев органического и неорганического происхождения, распространенных на значительной площади. Угольные пласты обычно сложены несколькими слоями угля, разделенными прослойками «пустой» породы (сложный пласт).

В составе ископаемых углей обычно выделяют битумы, гуминовые кислоты, фульвокислоты и продукт, остающийся после извлечения из углей битумов и гуминовых кислот (битумы - продукт превращения смол и восков растений-углеобразователей, гуминовые кислоты - продукт, извлекаемый из углей растворами щелочей).

Исключительно важный показатель качества углей - их зольность. Она колеблется от 2 до 40% и более. В последней нередко содержится значительное количество элементов-примесей (серебро, золото, платина, германий и другие редкие элементы).

К физическим свойствам углей относятся плотность, цвет, блеск, твердость. хрупкость, излом, электропроводность, структура и текстура. Наиболее распространенный и опасный газ угольных пластов - метан (до 98% массы).

Промышленная классификация углей (по Ю.А.Жемчужникову) учитывает особенности химического состава, их технологические свойства. В настоящее время угли используются в основном для сжигания, коксования, полукоксования, газификации, гидрогенизации и экстракции.

Угольный бассейн - площадь в сотни и тысячи квадратных километров сплошного и прерывистого развития угленосных отложений. Угольное месторождение - часть бассейна (например, Кемеровское или Пpoкoпьевское месторождение Кузнецкого бассейна). Основные запасы углей России сосредоточены в Сибири (помимо Кузнецкого - Канско-Ачинский, Иркутский, Ленский. Тунгусский). Широкую известность имеет старейший Донецкий бассейн (Украина).

Горючие сланцы. Под горючими сланцами понимают глинистые или известняковые битуминозные породы, легко загорающиеся от спички. Сланцы, как и сапропелиты, образовались из водорослей и планктона в пресноводных и морских водоемах типа прибрежно-морских лагун и заливов.

Горючие сланцы залегают в осадочных породах в виде отдельных слоев, переслаивающихся с другими, осадочными породами. Горючие сланцы можно разделить на две группы: 1 - пропитанные готовыми битумами, 2 - пиробиту-минозные, или собственно горючие сланцы.

Применяются горючие сланцы как топливо и в качестве химического сырья. Зола используется при производстве стройматериалов.

Горючие сланцы известны в Прибалтике, на востоке и северо-востоке Восточно-Европейской платформы, в Сибири и Казахстане. Среди месторождений горючих сланцев выделяют два типа: 1 - образовавшиеся в морских условиях и парагенетически связанные с угленосными фациями (Прибалтика, Оленекский бассейн, месторождения Поволжья и Заволжья) и 2 - залежи среди угленосных формаций или залегающие совместно с угольными пластами.