Эндогенные геологические процессы
МИНИСТЕРСТВО
ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
ФИЛИАЛ
БЕЛОРУССКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО
УНЕВЕРСИТЕТА
г. СОЛИГОРСК
Контрольная
работа
по
дисциплине «Геология и РМПИ»
Эндогенные
геологические процессы
Выполнил: Гарбацевич А.Н.
Проверил: Новакшонова О.В.
Солигорск
2011
Содержание
Группа процессов магматическая
Генетический тип магматогенный
Рудная формация апатитовая
Месторождения торфа
Литература
Группа процессов
магматическая
Магматизм является одним из наиболее важных
эндогенных геологических процессов. Около 95% горных пород, слагающих земную
кору, обязано своим происхождением процессам магматизма.
Магматизм - это сложный геологический процесс,
включающий в себя явление зарождения магмы в земной коре или подкорковой
области, перемещение ее в верхние горизонты земной коры и образование
магматических горных пород. [ 2 c.131 ]
Магмами (греч. «магма» - тесто, густая мазь)
называют природные преимущественно силикатные расплавы, насыщенные
растворенными в них газами. В составе магмы преобладают те же химические
элементы, которые в основном слагают земную кору - кислород, кремний, алюминий,
железо, кальций, магний, калий, натрий. Однако от состава горных пород магмы
отличаются значительным количеством легколетучих соединений - паров воды,
сернистых соединений, углекислого газа, хлористого и фтористого водорода,
хлористого аммония, водорода, азота и др.
Магматические очаги возникают путем
периодического локального расплавления вещества земной коры или мантии,
вызываемого изменением термодинамических условий - давления и температур.
Формирование магматических очагов происходит постоянно. Они скапливаются в
верхней части астеносферы в виде остенолитов, откуда затем поднимаются в
верхние горизонты земной коры.
В случае, если магма прорывает всю толщу земной
коры и изливается на поверхность, говорят об эффузивном магматизме (лат.
«эффузио» - излияние). Если же внедряющаяся магма, не достигнув земной
поверхности, застывает на той или иной глубине, процесс проявляется в форме
интрузивного магматизма (лат. «интрузио» - внедрение).
Эффузивный магматизм, или вулканизм, объединяет
все процессы, связанные с излиянием магмы на земную поверхность. Летучие
компоненты, которые на глубине благодаря высокому давлению удерживаются в магме
в растворенном состоянии, выделяются из нее по мере продвижения к земной
поверхности. Поэтому магма, излившая на поверхность, значительно обеднена
летучими веществами по сравнению с родоначальной и называется лавой.
Излияние лавы происходит через вулканические
аппараты, которые в зависимости от своего строения подразделяются на вулканы
центрального и трещинного типов.
В вулканах центрального типа, представляющих
собой геологические постройки в виде конусовидных гор, извержение происходят
через центральные выводные отверстия.
В вулканах трещинного типа центральное выводное
отверстие отсутствует, и лава изливается на поверхность через глубокие,
протяженные трещины в земной коре.
В результате образуются мощные лавовые покровы.
Продукты вулканических извержений принято делить
на три группы: жидкие, твердые и газообразные.
Жидкие продукты вулканических извержений
представлены лавой.
Твердые продукты иначе называются
пирокластическими (греч. «пир» - огонь, «кластикос» - раздробленный), поскольку
они состоят из обломочного материала, возникшего при вулканических взрывах в
результате выбрасывания в атмосферу и распыление огромных масс лавы, а также из
обломков горных пород взорванных частей кратера.
Газообразные продукты выделяются из жерла,
побочных кратеров и многочисленных трещин на различных стадиях вулканической
деятельности. Примерно на 60-80% они состоят из водяного пара. Кроме водяных
паров, в их состав входят газы.
Интрузивный магматизм проявляется в том случае,
когда поднимающаяся магма медленно остывает и кристаллизуется на той или иной
глубине, образуя разнообразные по форме магматические тела, называемые
интрузивами.
Формы интрузивных тел в зависимости от
соотношения с вмещающими горными породами делятся на согласные и несогласные.
К согласным интрузивным телам относятся силлы
(межпластовые залежи), лакколиты, лополиты, факолиты.
Среди несогласных интрузивов выделяют батолиты,
штоки, дайки, некки.
Большинство геологов придерживаются мнения о
существовании двух родоначальных магм - основной (базальтовой), очаги которой
формируются в пределах верхней мантии, и кислой (гранитной), имеющей
внутрикоровое происхождение.
Родоначальная магма в течение всего периода
жизни магматического очага испытывает сложнейшие физико-химические превращения,
называемые процессами дифференциации. Дифференциация магмы - совокупность
физико-химического расплава горных пород различного состава. Она может
происходить как в жидком магматическом расплаве, так и в процессе его
кристаллизации.
Выделяют магматическую и кристаллизационную
дифференциации.
Магматическая дифференциация происходит до
начала кристаллизации, т.е. еще в жидком магматическом расплаве, в пределах
магматических очагов или на путях движения магмы. Кристаллизационная
дифференциация связана уже с процессом кристаллизации магмы и сопровождает этот
процесс.
Основным результатом процессов магматизма
являются магматические, или изверженные горные породы, образующиеся из
природных силикатных расплавов путем их кристаллизации или отвердевания при
охлаждении. Это самые распространенные породы земной коры, слагающие более 60%
ее объема и около 95% массы.
Магматические породы очень разнообразны по
своему минеральному и химическому составу, строению, формам и условиям
залегания в земной коре.
Магматические породы - это не случайные смеси
минералов, а их закономерные ассоциации.
Процессы магматизма, особенно интрузивного,
необычайно продуктивны в смысле образования месторождений полезных ископаемых.
Генетический тип
магматогенный
Процессы магматизма, особенно интрузивного,
необычайно продуктивны в смысле образования месторождений полезных ископаемых.
Все месторождения, формирование которых связано с деятельностью магмы,
называются магматогенными. Месторождения полезных ископаемых могут создаваться
практически на всех стадиях эволюции магматических расплавов.
На стадии кристаллизации самого магматического
расплава образуются собственно магматические месторождения, связанные обычно с
Йагмами, а соответственно и с горными породами ультраосновного, основного и
щелочного составов. Примерами их могут служить месторождения хромитов, алмазов,
титаномагнетитовых, сульфидных медно-никелевых руд, металлов группы платины, а
также месторождения апатитов, широко используемых для производства фосфорных
удобрений, и нефелиновых сиенитов, где нефелин применяется в настоящее время
для извлечения алюминия.
На стадии кристаллизации остаточных
магматических расплавов, богатых летучими компонентами, образуются пегматитовые
месторождения таких важных полезных ископаемых как слюды (мусковит),
драгоценные камни, олово, вольфрам, молибден, литий, бериллий, уран, торит,
тантал, ниобий и др.
Формирование крупнейших месторождений многих
металлических полезных ископаемых связано с деятельностью гидротермальных
растворов. Это - месторождения меди, золота, серебра, свинца, цинка, ртути, сурьмы,
молибдена, вольфрама, урана и др. Большинство гидротермальных месторождений
имеет жильную форму,
При процессах, развивающихся в приконтактовых
зонах интрузивов, образуются месторождения железных, медных, свинцово-цинковых
и вольфрамово-молибденовых руд.
Формы рудных тел магматогенных месторождений
необычайно разнообразны и нередко сложны. Это - жильные тела, гнёзда,
штокверки, трубы, реже плито- и линзообразные залежи. Особенностью многих
магматогенных месторождений является также комплексность руд, сложность их
минерального и химического составов.
Многообразие и сложность морфологии тел полезных
ископаемых, комплексность состава руд необходимо учитывать при выборе
технологических схем разработки и переработки минерального сырья, добываемого
из месторождений магматогенного происхождения,
В заключение необходимо отметить, что сами
магматические горные породы широко используются в качестве штучного
строительного камня, материала для изготовления высококачественной брусчатки и
шашки, облицовочного камня, в цементной и камнелитейной промышленности.
Рудная формация
апатитовая
Апатитовые руды - природные минеральные
агрегаты, содержащие апатит в таком количестве и такой форме, когда
технологически возможно и экономически целесообразно его извлечение в концентрат.
Апатитовые руды разделяют по содержанию P2O5 нa богатые (более 18%), бедные
(5-8%) и убогие (3-5%); в комплексных рудах апатит может присутствовать в
качестве главного компонента или одного из главных, второстепенного или как
сопутствующая примесь (обычно незначительная). Пo условиям образования
месторождения апатитовых и комплексных апатитсодержащих руд подразделяют на
эндогенные, экзогенные и метаморфизованные. Cреди эндогенных различают
магматические, карбонатитовые, пегматитовые, контактово- метасоматические,
гидротермальные и вулканогенно-осадочные месторождения, объединяемые в
несколько рудных формаций. Oни связаны c магматическими породами центральных
интрузий апатитовых нефелиновых сиенитов, ультраосновных щелочных пород,
щелочных габброидов, щелочных и нефелиновых сиенитов. K экзогенным относят
месторождения выветривания, приуроченные к формации коры выветривания на
карбонатитовом и камафоритовом субстратах. Mетаморфизованные месторождения
приурочены к апатит-кварц-диопсидовой и апатит-доломитовой формациям.
Наибольшее промышленное значение имеют
магматические и карбонатитовые месторождения. Особенно значительны скопления в
массивах щелочных магматических пород, в которых апатитоносность характерна для
формаций центральных интрузий агпаитовых нефелиновых сиенитов. B бывших CCCP
она представлена крупнейшими в мире Xибинским и Ловозерскими Плутонами, a также
небольшим массивом Cоустова. Апатитовые руды составляют следующие минералы:
апатит, нефелин, пироксен, полевой шпат, сфен, но в разных количественных
соотношениях и c различными текстурными особенностями. Cодержание P2O5 в рудах
16-19%. Зa рубежом к апатитовым комплексам принадлежат массивы Иллимаусак
(Гренландия), Пилансберг (ЮАР), Лoc (Гвинея), Cент-Илер (Kанада).
Формация ультраосновных щелочных породе
карбонатитами проявляется как на платформах (щитах), так и в консолидированных
складчатых областях в пределах региональных зон разломов. Представлена она
сложными многофазными интрузиями центрального типа, характеризующимися
зонально-кольцевым строением отдельных серий пород, формировавшихся в основном
на небольших глубинах. B бывшем CCCP эксплуатация апатитсодержащего
месторождения, связанного c этой формацией, осуществляется только в пределах
Kовдорского массива на Kольском полуостраве. Mинеральный состав
апатит-магнетитовых руд: магнетит, апатит, форстерит, флогопит, кальцит,
доломит, иногда отмечаются бадделеит, сульфиды. Cодержание P2O5 5,3-7,2%.
Щёлочно-габброидная формация представлена
Oшурковским месторождением. Большая часть массива сложена диоритами и
метасоматическими преобразованными породами сиенито-диоритового состава. Bce
породы апатитоносны. Aпатитовая минерализация прослежена до глубины 600 м.
Mинеральный состав руд: апатит, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, роговая
обманка, биотит, титаномагнетит, сфен и циркон. Cpеднее содержание P2O5 в
апатит-силикатных рудах около 4%. апатитоносными метаморфогенными формациями
связано, например, Cелигдарское месторождение апатит-доломитовых руд (Якут.
ACCP); здесь руды залегают на пересечении разрывов северо-восточного. и
северо-заподного направлений среди кристаллических сланцев и гнейсов в виде
крутопадающего штокообразного тела, прослеживаемого до глубины 1600 м.
Cодержание P2O5 в cpеднем 5-6%. Mинеральный состав руд: апатит, доломит, иногда
кварц, мартит, гематит, кальцит, мусковит.
Промышленная концентрации апатита коры
выветривания выявлены на Белозиминском и Kовдорском месторождениях; за рубежом
месторождение подобного типа известно в Финляндии (Cокли). Mинеральный состав
руд: апатит, гидро-слюды, охры (железистые и карбонатные). B зависимости от
компонентного состава и текстур выделяются многочисленные минеральные типы
апатитовых руд: апатит-нефелиновые, магнетитовые, редко металльно-карбонатные,
силикатные, ильменит- титаномагнетитовые, медно-сульфидно- титаномагнетитовые,
фенолитовые, доломитовые, франколитовые, редкометалльно-охристые руды и др.
Kачество апатитовых руд оценивается по содержанию P2O5 и примесей. При
разработке апатитовых месторождений подземным способом применяется в основном
система принудительного этажного обрушения c отбойкой руды горизонтальными
веерными скважинами, на карьерах - обычно система поперечных заходок без
разрезных траншей (нижние горизонты вскрываются веерными съездами по лежачему
боку рудного тела).
Основные методы обогащения апатитовых руд -
флотация. Aбсорбенты - жирные кислоты (pH 9-9,5), мыла смоляных кислот и
сульфатное, масло талловое сырое и дистиллированное, смесь соапстока и
сульфатного мыла, окисленные петролатум и керосин, амины и др.; пенообразователи
- сосновое масло, спирты, флотанол; регуляторы среды - Na2CO3, NaOH, Na2SiO3;
депрессоры - гексаметафосфат, русифицированный крахмал. Процесс сгущения
апатитового концентрата интенсифицируется подачей коагулянтов (напр., 5%-ного
раствора желтого купороса). Применяются также магнитная и электрическая,
сепарация, гравитационная и радиометрические методы обогащения, обжиг, a также
вспомогательные операции - дезинтеграция, классификация в различных аппаратах и
др. Из руд всех типов могут быть получены концентраты c содержанием P2O5 30% и
более при извлечении 65-98%; к наиболее легкообогатимым относятся
апатит-силикатные руды (апатит-нефелиновые, апатит-эгириновые и др.), к
труднообогатимым - существенно карбонатные и руды коры выветривания, требующие
использования разветвлённых и трудоёмких технологических схем. B бывшем CCCP
комплексно перерабатываются руды Волковского (Cu, Fe, Ti, попутно V и P),
Kовдорского (Fe, Zr, P) и частично Xибинской группы месторождений. Ha последних
в небольшом объёме (15%) извлекается нефелиновый концентрат (29,5% Al2O3).
Oсновные запасы апатитовых руд сосредоточены в бывшем CCCP. Kроме
перечисленных, наиболее известны месторождения апатитовых руд: Джугджурское
(апатит- ильменит-магнетитовое), Mаганское (апатит-нефелиновое) и Eссейское
(кальцит-магнетит-форстеритовое) в Зап. Приазовье, Волховское (в оливинитах c
сульфидами) на Cpеднем Урале и др. (динамика добычи апатитовых руд и
производства концентрата в бывшем CCCP показаны на рис.1). Наиболее крупные
месторождения находятся во Вьетнаме (Лаокайский апатитоносный басс.).
<#"539140.files/image002.gif">
На долю разведанных торфяных запасов приходится
3,9 млрд.т., в том числе по категории А+В+С1 - 3,4 млрд.т (72 %). Прогнозные
ресурсы составляют 0,8 млрд.т. Это говорит о высокой изученности торфяных
запа-5 сов.
Тверская область располагает самыми
значительными запасами торфа из всех областей Центрального экономического
района. Доля торфяных месторождений области составляет 20,5 %. На долю площади
торфяных месторождений в промышленной границе залежи (Fп) приходится уже 37,5
%. Еще существеннее доля запасов торфа - 2 млрд. т (при содержании влаги 40 %),
что составляет 43,5 % всех запасов Центрального экономического района.
Заболоченность территории Тверской области в
среднем составляет 10 % с колебаниями от 1,0 % (Зубцовский, Ржевский районы) до
29 % (Жарковский и Калининский районы).
Торфяно-болотное районирование
Наиболее признанным для Тверской области
является торфяно-болотное районирование Тверской области, выполненное
специалистами ПГО "Торфгеологии" (рис. 1).
Исходя из комплекса природных факторов,
особенностей торфяных месторождений и условий их размещения, выделяется 8 групп
районов.
Торфяно-болотные районы имеют разные
геоморфологические условия залегания и различное соотношение типов залежи
(табл. 2).
Таблица 2.
Соотношение типов торфяной залежи различных групп районовТверской области
В границах последнего оледенения находится Вышневолоцкая
и Верхневолжская группы районов. Геологическое строение и характер рельефа
местности благоприятствовали образованию и развитию торфяных месторождений с
разнотипной залежью и залежью верхового типа (рис. 2).
Рис. 2.
Стратиграфический разрез залежи торфяного месторождения Чистик (участок с
залежью торфа преимущественно низинного типа)
Высокая концентрация запасов торфа,
преимущественное распространение залежей верхового и смешанного типов
характерно для Калининскойгруппы (рис. 3), верхового типа - для Западнодвинской
группы районов.
Высокая степень дренированности территории
обусловила преимущественное развитие торфяных месторождений с залежью низинного
и переходного типов в Мологской и Краснохолмской и Ржевской группах районов
(рис.4). В Лихославльской центральной группе районов по долинам рек Медведицы и
Тверцы располагаются малые торфяные месторождения с залежью преимущественно
низинного типа. На юго-востоке этой группы районов в пределах Верхневолжской
низины развиты крупные месторождения с залежью верхового типа.
Рис. 3.
Стратиграфический разрез залежи торфяного месторождения Оршинский мох (профиль
в районе озера Глухое протяженностью 6 км; преобладают комплексная, шейхцериево-сфагновая
и магелланикум-залежь)
Рис. 4.
Стратиграфический разрез залежи торфяного месторождения Крыловское
(лесо-топяная залежь)
Географические особенности размещения запасов
торфа позволяя ют сделать вывод о благоприятных условиях в Тверской области для
комплексного промышленного и сельскохозяйственного использования торфяных
ресурсов.
Формирование торфяных фондов.
Приоритет формирования целевых фондов отражается
последовательностью: охраняемый → фонд выработанных, застроенных и
затопленных месторождений → мелиоративный →
разрабатываемый.Обобщающим формальным критерием отнесения торфяного болота к
охраняемому фонду является наличие юридического документа об охране или
сохранении экосистемы в естественном состоянии. Торфяные болота могут быть
отнесены к особоохраняемым природным территориям(ООПТ). Помимо этого решением
Администрации области торфяные месторождения исключаются из планов
хозяйственного использования с сохранением их в естественном состоянии. Обоснованием
сохранения служит в основном водоохранная и ресурсная значимость. Торфяным
болотам, являющимся объектами многоцелевого назначения, присваивается, как
правило, статус памятника природы.
Фонд выработанных торфяных месторождений
формируется по критерию полной сработки извлекаемых запасов торфа. Отнесение
застроенных торфяных месторождений к фонду выработанных месторождений
осуществлено по логическому признаку. Речь идет о полностью застроенных
торфяных месторождениях, превратившихся в селитебные земли, расположенные в
черте населенных пунктов. Такие месторождения из-за близкого расположения к
городам имеют глубокую «сработку» торфяной залежи и потерю устойчивости как
естественных экосистем.
Состав мелиоративного (земельного) фонда
определяется критериями отнесения торфяных запасов к забалансовым
(малоконтурность, мелкозалежность, зазоленность). Торфяные месторождения
мелиоративного фонда являются резервом расширения сельскохозяйственных угодий,
а в ряде случаев лесных площадей. Использование торфяной залежи, непригодной
для промышленной разработки торфяных месторождений, связано с регулированием
водного режима, проведением технической и химической мелиорации.
К разрабатываемому фонду торфяных месторождений
отнесены массивы с балансовыми запасами торфа. Эксплуатируемую часть фонда
составляют месторождения, разрабатываемые в настоящее время, а также
законсервированные массивы, на которых ранее велась добыча торфа. Применительно
к эксплуатируемой части критерием выделения служит сработка запасов торфа.
Торф в БЕЛАРУСИИ.
В республике разведано более 9000 торфяных
месторождений общей площадью в границах промышленной глубины залежи 2,54 млн.га
и первоначальными запасами торфа 5,65 млрд.т. К настоящему времени оставшиеся
геологические запасы оцениваются в 4,3 млрд.т, что составляет 75% от
первоначальных.
Основные запасы торфа залегают на
месторождениях, используемых сельским хозяйством (1,7 млрд.т или 39 %
оставшихся запасов) или отнесенных к природоохранным объектам (1,6 млрд.т или
37%). Ресурсы торфа, отнесенные в разрабатываемый фонд, оцениваются в 260
млн.т, что составляет 6% оставшихся запасов. Извлекаемые при разработке
месторождений запасы оцениваются в 110-140 млн.т.
Приведенные данные свидетельствуют, что
республика располагает значительными запасами торфа, однако без пересмотра
направлений использования имеющихся ресурсов использование торфа для
энергетических целей нереально. Основным потребителем торфяных брикетов
является население. Учитывая имеющиеся ресурсы торфа и то, что брикеты
достаточно дешевый вид топлива, можно говорить о целесообразности поддержания
их производства на достигнутом уровне. Однако, в связи с выработкой запасов, на
ряде действующих брикетных заводов в ближайшей перспективе ожидается снижение
объемов выпуска топливных брикетов. Частичная компенсация этого возможна за
счет добычи кускового торфа, а также строительства мобильных заводов мощностью
5-10 тыс.т.
Наиболее обширные торфяные массивы сосредоточены
в крупных понижениях рельефа. Общая площадь торфяных болот в Беларуси - 2,9
млн.га. Самые значительные из них сосредоточены в Полесье. Согласно Схеме
рационального использования и охраны торфяных ресурсов Республики Беларусь на
период до 2010г., значительную часть торфяного фонда составляют природоохранный
и запасной фонды. В 2007г добыто 2,9 млн. т торфа на топливо и
сельскохозяйственные нужды. Ожидаемое существенное увеличение объемов добычи
торфа к 2015 году потребует выделения под торфоразработки дополнительных
площадей во всех регионах страны.
Для повышения коэффициента использования залежи
и, таким образом, увеличения извлекаемых запасов торфа, необходимо широкое
внедрение новых направлений использования выработанных торфяных месторождений -
выработка запасов торфа с оставлением 0,2-0,3 метра защитного слоя, повторное
заболачивание выработанных месторождений.
Подхоренское месторождения торфа
Месторождение торфа детально разведано в
1978-1979 гг. Залежь торфа средней мощностью в 1,71 м, максимальной 4 м, имеет
протяженность 12,5 км и максимальную ширину 5,1 км. Ложе ее неровное, волнистое,
часто с западинами. По условиям залегания подразделена на 9 стратиграфических
участков: Нт-Л1; Нт-Л2; Но-г; Нг; Сл-Т1; Сл-Т2; Сл-Т3; Вш-сф; Пт;
представленных торфом низинного (56 %), смешанного (25 %), перехолного (11 %) и
верхового (8 %) типов.
Запасы торфа в количестве 10765 тыс. т категории
А утверждены Отделом торфяного фонда МГ РСФСР (протокол №1824 от 28.09.79 г.),
из них 5643 тыс.т с зольностью до23 % как топливо и 2750 тыс. т - как
подстилочный материал. Эти запасы подразделены на 16 категорий сырья; из них
основными являются следующие: В-1-3; П-1-3; П-1-4; П- (2-3)-4; Н-1-4; Н-
(2-3)-3; Н- (2-3)-4; Н- (2-3)-5; Н- (2-3)-6 (забалансовые запасы).
Агрохимическая характеристика торфа (пределы
колебания по установленным категориям сырья) в %: R 11-32; Ad 12,3-20,4; W
83,5-90,7; pH 3,9-4,5; N 1,57-2,2; SO3 0,18-0,32. Химический состав золы торфа
(%): CaO 0,61-0,92; Fe 2O3 1,18-3,66; P 2O5 0,17-0,25. Высшая теплота сгорания
торфа 5432-5728 ккал/кг или 22,74-23,98 Мдж/кг.
Торф средней и высокой степени разложения может
использоваться в качестве органических удобрений, а 55 % от общего количества
запасов в качестве топлива и топливных брикетов, малой степени разложения - как
подстилочный материал. Осушение возможно системой открытых каналов. В южной части
месторождения в 80-е годы прошлого столетия выполнен значительный объем работ
по осушению. Месторождение в 90-е годы разрабатывалось, оставшиеся на
01.01.2005 г. запасы в количестве 9902 тыс. т учитываются балансом как
нераспределенный фонд.
Литература
1.Ершов
В.В, Новиков А.А., Попова Г.Б. «Основы геологии»
.Милютин
А.Г. «Геология и разведка МПИ»
.Смирнов
В.И. «Рудные месторождения СССР»
.Каждан
А.Б. «Поиски и разведка МПИ»