Благородные металлы в коренных и рыхлых отложениях Беларуси
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение…………………………………………………………
Глава 1. Литолого-геологическая
характеристика золота и платиноидов………………………………….……….…
1.1. Литолого-минералогическая характеристика золота ………...…… 5
1.1.1. Основные минералы и формы нахождения золота……………….5
1.1.2. Металлогения золота и основные промышленные
типы месторождений……………………………………………
1.2. Литолого-минералогическая характеристика платиноидов…...… 11
Глава 2. Геологические условия
формирования рудопроявлений золота и
платиноидов в осадочном чехле
и кристаллическом фундаменте Беларуси
и их характеристика………………….……………………
2.1. Рудопроявления кристаллического фундамента ………………… 19
2.2. Рудопроявления
золота в четвертичных
отложениях……………………………………………………
Заключение……………………………………………………
Список литературы…………………………………
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа закрепляет знания и подводит итоги изучения одного из разделов курса «Металлические полезные ископаемые».
Основной целью курсовой работы является изучение и закрепление знаний о некоторых благородных металлах, их свойствах, генезиса месторождений и рудопроявлений, особенности распространения полезного компонента в отложениях Беларуси. Актуальность данной работы диктуется необходимостью изучения пород, которые содержат относительно большое количество благородных металлов, для решения целого ряда теоретических и практических вопросов.
Необходимость решения ряда важнейших проблем науки и техники и выявления наиболее перспективных направлений ставит перед работниками науки и промышленности важные задачи, одна из которых эффективное и экономное использование благородных металлов. Эти металлы - золото, рутений, осмий, иридий, палладий и платина обладают комплексом уникальных физико-химических свойств, и нашли широкое применение в качестве ускорителей химических процессов, коррозиостойких и жаропрочных конструкционных материалов, датчиков электрических сигналов, высокоэффективных отражателей и т. д.
В последние десятилетия благородные металлы, их сплавы и соединения все шире применяются в промышленности; возникающая в связи с этим дефицитность золота, серебра, платины и иридия требует их более рационального использования и замены менее дефицитными материалами.
Основной задачей данной работы является раскрытие темы для более подробного и полного изучения благородных металлов, их физико-химических и литолого-минералогических характеристик, условий образования, переноса и накопления, всевозможных парагенезисов и т.д.
В курсовой работе представлена информация о благородных металлах, таких как золото, платина, палладий, иридий, осмий. Рассмотрены литолого-минералогические и геохимические свойства благородных металлов, условия образования рудопроявлений, особенности золото- и платиноносности отложений Беларуси.
ГЛАВА 1. ЛИТОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТА И ПЛАТИНОИДОВ
1.1. Литолого-минералогическая характеристика золота
1.1.1.Основные минералы и формы нахождения золота.
Благоприятное сочетание энергетических величин обеспечивает особую химическую инертность золота и его способность восстанавливаться до самородного состояния. Тем не менее, инертное и плохо растворимое в обычных растворах, даже содержащих галогениды и сероводород, золото может интенсивно реагировать в многометальных растворах с висмутом, сурьмой, мышьяком и др. и давать с ними сложные интерметаллиды (ауростибит, мальдонит и др.). При высокой активности теллура, селена, серы золото в присутствии серебра может вступать в реакцию сразу с несколькими компонентами, образуя сульфотеллуриды, сульфоселениды и сульфоселенотеллуриды. В последние годы, благодаря применению точных локальных методов анализа (микрозондовый, рентгеноспектральный и др.) состава мелких выделений минералов, количество известных в природе золотосодержащих минералов увеличилось вдвое и достигло 40. В справочнике О.Е. Юшко-Захаровой было описано 22 минерала золота. Кроме этого, удалось существенно уточнить и составы ранее известных минералов золота.
Однако вновь открытые минералы, в основном, имеют весьма ограниченное распространение и резко подчиненную роль. Они встречаются в виде тонких реакционных каемок вокруг ранних основных выделений золота и его теллуридов. Образование их связано с реакциями растворов поздних стадий гидротермального процесса с ранее выделившимися минералами золота. Часть их представляет собой продукты разложения этих минералов в зоне гипергенеза.
Таблица 1.1.
Основные золотосодержащие минералы и их состав
|
МИНЕРАЛ |
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, % |
|
Золото |
Au (70 - 100), Ag (следы - 30), Fe (0 - 1), Cu (0 - 1,4) |
|
Электрум |
Au (57 - 70), Ag (30 - 43), Fe (0 -1), Cu (0 - 1,4) |
|
Кюстелит |
Au (20 - 28), Ag (72 – 80) |
|
Серебро |
Au (0-0,8), Ag (98 - 100), Fe (0 - 0,1), Cu (0 -0,01), Hg (0 – 1,1) |
|
Медистое золото |
Au (74,3 – 80,1), Ag (2,3 - 20), Cu (9 – 20,4), Bi (0 – 0,26) |
|
Порпецит |
Au (85,98), Ag (4,17), Cu (0,1), Pb (8,2 – 11,6) |
|
Мальдонит |
Au (64,5), Bi (35,5) |
|
Золотые амальгамы |
Au (34,2 – 41,6), Ag (0 - 5), Hg (57,4 – 61), Pt (0 – 0,1) |
|
Платинистое золото |
Au (86), Ag (3), Pt (10,5) |
|
Иридистое золото |
Au (62,1), Ag (2,1), Fe (0,6), Cu (0,6), Pb (следы), Pt (3,8), Ir (30) |
|
Родистое золото |
Au (88,4), Rh (11,6) |
Важнейшим промышленным минералом золотых месторождений является самородное золото. В рудах оно присутствует в виде неправильных обособлений (зерна, пленки, нити, дендриты), реже образует кристаллы и их агрегаты. По размеру выделения золота подразделяются на дисперсные (до 10 мкм), мелкие (до 0,1 мм), средние (до 1 мм), крупные (до 5 мм) и самородки (более 5 мм при массе не менее 10 г). Наиболее крупные самородки золота, найденные в месторождениях золота в СССР - 36,2 кг (Большой Треугольник), в Австралии - 93,3кг (плита Холтермана).
Из всех известных золотосодержащих минералов подавляющую роль играют его природные соединения с серебром, известные как самородное золото, электрум, кюстелит, несравненно меньшее значение имеют природные соединения с ртутью, платиной и металлами ее группы (иридит, родит), а также с висмутом, сурьмой, оловом, медью, присутствующие лишь в отдельных типах месторождений. Содержание золота в его природных сплавах, а также в искусственных ювелирно-лигатурных сплавах определяется в промиллях и характеризует пробность золота (585, 960 и др.)
Детальные исследования показали, что распределение серебра в объеме кристаллической решетки золота далеко не всегда является равномерным и упорядоченным.
По мере возрастания количества серебра повышается нестабильность кристаллической решетки вплоть до ее распада на 2 фазы. В высокопробном золоте неоднородности строения кристаллической решетки не отмечается, зато в низкопробном она присутствует всегда.
Минеральные фазы золота с содержанием серебра 35-65 ат.% относят к электруму (проба золота в нем 650-350), а 65-85% - к кюстелиту (проба его золота 350-150).
При дальнейшем повышении содержания серебра в рудообразующей системе более 85% происходит резкое снижение в минералах содержания золота (от долей до 2%), и образуется золотистое серебро.
Кроме соединений золота с серебром, выделяются аурикуприт – Au2Cu2 ауростибнит - AuSb2 родит - Au (Pt, Rh, Ir,Pd) и др.
Важными по своему значению после самородных металлов являются теллуриды золота и серебра. Эти минералы относят к интерметаллическим соединениям металлов с полиметаллами.
В этих минералах содержится значительная доля промышленного золота, в основном в близповерхностных золотосеребряных месторождениях вулканических поясов.
По химическому составу выделено 9 теллуридов - калаверит Au2Te2, сильванит (Au, Ag)Te, креннерит (Au, Af)Te2, петцит Ag3AuTe2и др.
Руды этого минералогического типа технологически менее благоприятны для эффективного получения из них золота, т.к. из теллуридов оно не извлекается цианированием. Однако, в связи с легкой окисляемостью теллуридов в зоне окисления, они присутствуют уже в разложенном виде с выделением при их распаде самородного, в том числе так называемого "горчичного" золота.
Следующий класс минералов золота представлен сульфидами, сульфоселенидами и селенидами золота. Десять известных минералов этого класса открыты в основном недавно на золотосеребряных месторождениях и представляют лишь минералогический интерес.
Последний тип золотосодержащих минералов, выделенный И.Я. Некрасовым, представлен оксидами и гидрооксидами золота. Эти минералы еще слабо изучены. Они могут образоваться локально в зоне цементации некоторых золотосеребряных месторождений в участках аномально высокой активности кислорода и серы в процессе растворения ранних теллуридов и золота. Представляют лишь минералогический интерес.
Важное место в
Среди этих золотосодержащих
минералов основными являются сульфиды
- арсенопирит, пирит, халькопирит, галенит,
антимонит, пирротин, сфалерит, киноварь,
талнахит, а также некоторые
Установлено равномерное изоморфное вхождение тонкодисперсного золота в основной золотосодержащий минерал - арсенопирит, с которым связаны крупные запасы золота на многих месторождениях. Содержание золота в арсенопирите достигает 4 кг/т, однако эти руды являются технологически упорными, выделяющийся при их разложении высокотоксичный мышьяк делает невозможным использование при их переработке.
1.1.2. Металлогения золота и основные промышленные типы месторождений
Наиболее древние
На ранней стадии развития
эвгеосинклиналей возникали лишь мелкие
концентрации золота в колчеданных
и скарновых рудах. Главные месторождения
золота образовались в орогенную
стадию развития геосинклиналей. Гидротермальные
месторождения золота связаны с
гипабиссальными комплексами
В платформенных условиях на разных этапах развития земной коры возникли россыпные месторождения. Древние россыпи были метаморфизованы.
В областях тектоно-магматической
активизации месторождения
Для золотых месторождений
выделяются четыре металлогенические
эпохи: архейская (месторождения зеленокаменных
поясов), протерозойская (золотоносные
конгломераты Витватерсранда, ЮАР и
другие районы), палеозойская (многие каледонские
и герцинские гидротермальные месторождения
Средней Азии, Казахстана, Западной
Сибири) и мезокайнозойская (плутоногенные
золотые и вулканогенные
В пределах Тихоокеанского металлогенического золотого пояса выделяется ряд рудных провинций: Охотско-Чукотская, Приамурская, Забайкальская, Якутская и др.
Кроме того, известны провинции: Среднеазиатская, Уральская, Енисейского кряжа России. Ряд провинций имеется и на Африканском континенте. Наиболее значительные золоторудные районы—Витватерсранд (ЮАР), Норанда и Поркьюпайн (Канада), район Калифорнии и Хомстейк (США), Каргурли (Западная Австралия), Колар (Индия).
По условиям образования золоторудные месторождения разделяются на эндогенные, экзогенные и метаморфизованные.
Эндогенные месторождения широко распространены и являются основным источником добычи золота.
По минеральному составу руд эндогенные месторождения золота объединяются в следующие основные формации:
Золотокварцевая и золото-сульфидно-кварцевая формации. Золото в рудах в основном свободное в кварце, частично—в сульфидах и характеризуется неравномерным распределением. В зависимости от состава сульфидов в этих формациях выделяются различные минеральные типы. Месторождения представлены жилами, жильными зонами и штокверками, формировавшимися в условиях средних глубин в осадочных, вулканических, интрузивных и реже метаморфических породах.
Золотосульфидная формация. В составе руд главную роль играют пирит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, сфалерит и галенит в переменных количествах. Золото тесно связано с сульфидами. Месторождения этой формации представлены зонами вкрапленности золотоносных сульфидов в осадочных и эффузивно-осадочных толщах. Нередко они тяготеют к существенно углистым или графитистым сланцам.
Золото-карбонат-сульфидная формация объединяет месторождения типа залежей, жил, гнездового или вкрапленного оруденения в карбонатных толщах и образующихся по ним метасоматитах.
Золото-силикатная (скарновая) формация. Месторождения представлены скарновыми залежами с наложенной сульфидной или золотой минерализацией и связаны с контактовыми ореолами палеозойских реже мезозойских гранитондных массивов.
Золото-халцедоново-кварцевая (золотосеребряная) формация характеризуется высокой серебристостью золота и обилием собственно серебряных минералов (сульфидов, сульфосолей); для некоторых из них характерны теллуриды. Золотосеребряные месторождения — жилы, минерализованные и жильные зоны, штокверки — формируются, как правило, в близповерхностных условиях в связи с наземным вулканизмом.
В соответствии с количеством сульфидов, присутствующих в рудах, эндогенные месторождения разделяют на убого-сульфидные (до 2%), малосульфидные (до 5%), умеренно-сульфидные (5—20%) и существенно сульфидные (более 20 %).
Помимо перечисленных
рудных формаций, представляющих собственно
золоторудные месторождения, золото является
важным полезным компонентом многих
эндогенных комплексных месторождений—
Основные промышленные типы золоторудных месторождений следующие:
1) пластовые месторождения
золотоносных
2) золото-кварц-сульфидные
месторождения в крупных
3) жильные золото-кварцевые
и золото-кварц-сульфидные
4) золото-кварцевые
5) штокверковые золото-кварцевые
и золото-кварц-сульфидные
6) столбообразные золото-кварц-
7) золотые и серебро-золотые
теллуридные месторождения:
8) пластообразные месторождения
с тонкодисперсной золотой и
или золото-сульфидной
9) россыпные месторождения золота России, Колумбии, США, Канады и других стран.
К второстепенным типам относятся:
1) золотосодержащие сульфидные медно-никелевые,
медно-колчеданные, колчеданно-полиметаллические,
В других странах главный
промышленный тип — пластовые
месторождения
Коренные гидротермальные месторождения (второй—восьмой типы) также являются важным источником золота. На них приходится 25—30 % запасов и 20—25 % добычи этого металла. Роль россыпей невелика. Из них добывают не более 1,5 % золота. Попутно при переработке золотосодержащих руд в иностранных странах получают 5-10 % золота.
В России разрабатываются месторождения второго, третьего, пятого, седьмого, восьмого и девятого типов. Россыпи продолжают оставаться важным источником золота.
Коренные месторождения с запасами золота до 15 т считаются мелкими, с запасами 15—30 т — средними, 30—100 т - крупными и свыше 100 т —очень крупными и уникальными.
Россыпные месторождения с запасами золота до 5 т считаются мелкими, 5—10 т — средними и свыше 10 т — крупными.
1.2. Литолого-минералогическая характеристика платиноидов
Минералогия платиноидов весьма богата. За последние десятилетия, благодаря применению для диагностики микрозондового анализатора, количество новых минералов платиноидов резко возросло и продолжает увеличиваться. К настоящему времени известно более 100 самостоятельных минералов, не считая разновидностей, выделяемых по характеру и количеству примесей. Систематика минеральных видов сложна: выделяются самородные формы, сплавы, интерметаллические соединения, арсениды, антимониды, висмутиды, сульфоантимониды и сульфоарсениды, простые сульфиды, селениды и теллуриды. Это многообразие минеральных форм может быть сведено к двум крупным классам: самородные платиновые металлы, сплавы и соединения с металлами I, II, IV и VIII групп, соединения платиноидов с неметаллами V, VI и VII групп периодической системы Менделеева.
Распространенность минералов платиноидов как классов, так и видов и разновидностей весьма различна. Поскольку в подавляющем большинстве случаев минералы платиноидов образуют мелкие (микроскопические и субмикроскопические) зерна и сростки таких зерен и для их диагностики основное значение имеют состав и некоторые свойства, обнаруживаемые под микроскопом, макроскопические характеристики (цвет в образце, блеск, спайность, твердость и пр.) не приводятся.
Кроме собственных минеральных форм, платиноиды в рудах присутствуют и в примесной форме. Собственная форма платиноидов всегда (и резко) преобладает над примесной: доля платиноидов, образующих изоморфные примеси в сульфидах, обычно составляет 7-10% от их общего содержания в руде, редко достигая 15%. Наиболее богаты платиноидами сульфиды медно-никелевых руд – пентландит, халькопирит и пирротин.
При разработке технологии извлечения платиноидов из руд используются лишь немногие свойства платинометалльных минералов - их высокая плотность и магнитность некоторых самородных форм, сплавов и интерметаллидов. Эти свойства играют решающую роль при извлечении платиноидов из россыпей, имеют большое значение при разработке технологических схем для собственных платинометалльных месторождений в мафит-ультрамафитовых расслоенных комплексах. Для платиносодержащих месторождений они не существенны, так как при переработке руд таких месторождений платиноиды уходят в состав коллективных сульфидных концентратов, из которых извлекаются пиро- и гидрометаллургическими методами.
Промышленно значимые концентрации платиноидов известны в месторождениях различного генезиса и связаны с рудами разного состава: сульфидными, сульфидно-магнетитовыми, сульфидно-хромитовыми, хромитовыми и др. Месторождения платиноидов разделяются на две большие группы: собственные платинометалльные (удельная ценность платиноидов превышает 50%) и платиносодержащие, в которых платиновые металлы входят к состав руд (песков) цветных, черных и благородных металлов в качестве попутного компонента. Как собственные платинометалльные, так и платиносодержащие месторождения разделяются на коренные и россыпные. В пределах каждой группы выделяются различные промышленные типы.
Коренные месторождения платиноидов - основной источник платиновых металлов. С ними связаны 99,7% мировых запасов и ресурсов платиноидов и 98,5% мировой добычи этих металлов.
Собственные платинометалльные месторождения подразделяются на три промышленных типа, которые связаны исключительно с расслоенными мафит-ультрамафитовыми комплексами:
1) рифа Меренского - протяженные горизонты с выдержанной однородной по составу убоговкрапленной сульфидной минерализацией;
2) выдержанные протяженные горизонты хромитов с устойчивой однородной по составу убоговкрапленной сульфидной минерализацией;
3) Лак-дез-Иль - разрозненные линзовидные тела убоговкрапленной сульфидной минерализации, не увязывающиеся в единый горизонт.
Расслоенные мафит-ультрамафитовые комплексы - разномасштабные интрузивы основных или ультраосновных пород, характеризующиеся следующими особенностями: петрографические разности сложены различными ассоциациями оливина, пироксенов, плагиоклаза и хромита; ассоциации образуют ритмы и циклы разной контрастности: слои, ритмы и циклы протяженны и опознаются во всем массиве или значительной его части; взаимоотношения между слоями и более крупными подразделениями разреза могут быть описаны в терминах седиментогенных образований. Комплексы развиты в зонах протоактивизации щитов и древних платформ. Наиболее продуктивны массивы, связанные с внутрикратонным рифтогенезом докембрийского возраста.
Хотя расслоенные комплексы пестры по составу и строению разреза, их объединяют две особенности: отчетливая дифференцированность разреза; наличие расслоенных серий, представляющих собой ритмичное чередование выдержанных по мощности и составу слоев, сложенных разными наборами кумулятов. Мощность расслоенных серий и совершенство расслоенности зависят от размеров массивов: в наиболее крупных плутонах (например, Бушвельд) они занимают до 15% всего разреза, а отдельные члены ритмов прослеживаются на многие километры; в массивах меньших размеров доля таких серий в разрезе меньше, а отдельные слои прерываются как по простиранию, так и по падению.
Принципиальный разрез расслоенного комплекса выглядит следующим образом (снизу вверх):
- ультраосновная серия (до 30% общей мощности) - нижняя часть представлена ритмичным чередованием дунитов, перидотитов и пироксенитов с хромитами: верхняя - пироксенитами;
- расслоенная (критическая, полосчатая) серия (до 15% общей мощности) сложена чередованием пироксенитов, норитов, габбро-норитов, габбро и анортозитов;
- главная серия (40-80% общей мощности) - монотонные габбро и анортозиты;
- верхняя серия (до 20% общей мощности) - от феррогаббро до диорита.
Платинометальные руды связаны с горизонтами в верхах ультраосновной серии и в различных частях критической. Руды представлены двумя основными типами: сульфидным медь-никель-платинопалладиевым и сульфидно-хромитовым платинопалладиевым, которые могут быть встречены в одном массиве, но на разных уровнях его разреза. За пределы массивов рудные залежи не выходят. Рудные тела - согласные с общей структурой массива линзы и слои ("рифы") разной протяженности.
Для прогноза возможного наличия платинометального горизонта в массиве достаточно установления факта существования в нем расслоенной серии. Для прогноза вероятного состава и качества оруденения необходимо выделение в разрезе сульфидоносных горизонтов и изучение состава сульфидных парагенезисов. Характерными особенностями продуктивных горизонтов являются низкое (в среднем не более 1,5% ) содержание сульфидов и обогащённость сульфидной минерализации цветными металлами относительно железа.
Потенциальные рудные районы достигают первых тысяч квадратных километров и выражены зонами активизации фундамента и чехла древних платформ, в пределах которых проявлены стратифицированные тела мафит-ультрамафитового состава.
Рудные поля выражены сульфидо- и хромитоносными массивами или их крупными блоками, приуроченными к различным частям разреза, но прежде всего к их критическим (полосчатым) сериям. Площади рудных полей зависят от размера массивов и варьируют от десятков до сотен квадратных километров.
Месторождения представляют собой рудоносные интервалы расслоенных и ультраосновных серий.
Платиносодержащие объекты представлены месторождениями цветных и черных металлов, генетически связанных с мафит-ульграмафитовым магматизмом. К их числу относятся сульфидные медно-никелевые месторождения, медно- и молибден-медно-порфировые, медно-железо-ванадиевые, медные в карбонатных щелочно-ультраосновных массивах центрального типа, хромитовые в гипербазитах, титаномагнетитовые в габброидах и габбро-диабазах.
За рубежом платиносодержащие
месторождения играют второстепенную
роль как в запасах и ресурсах (около 1%),
так и в их добыче (5,5%). В России практически
все ресурсы платиноидов сосредоточены
в сульфидных медно-никелевых месторождениях
норильского подтипа. Значение остальных
типов платиносодержащих месторождений
несравненно ниже. Концентрации платиноидов
устанавливаются также в хромитоносных
дунитах ультраосновных массивов центрального
типа, в массивах габбро-клинопироксенит-
Россыпные месторождения платиноидов - второстепенный, но весьма экономичный источник. Их эксплуатация требует сравнительно небольших затрат при быстрой окупаемости вложений. С россыпями связано 0.3% мировых запасов и ресурсов платиноидов и 1,5% добываемого металла. По времени образования россыпи разделяются на древние и современные. По характеру залегания они могут быть погребенными (перекрыты более молодыми отложениями различного происхождения, формирование которых не связано с процессами россыпеобразования) и выходящими на поверхность. Россыпи подразделяются на типы по условным образованиям (аллювиальные, элювиальные, делювиальные, эоловые и пр.) и видам полезных ископаемых - благородных металлов, олова, вольфрама, титана и циркония и пр. Высокая плотность минералов платиноидов обусловливает их накопление, как и золота, в нижних частях продуктивных слоев и разрушенной части плотика.
Россыпные месторождения платиноидов разделяются на две крупные группы - собственные платинометальные россыпи и комплексные платиносодержащие. Главнейшим классификационным признаком россыпных месторождений платиноидов является вещественный состав платинометального шлиха. Он характеризуется набором минеральных видов платиноидов, составом минералов-включений, содержанием главных и второстепенных элементов в минералах платиноидов и морфоструктурными особенностями минералов и минеральных агрегатов. Минералого-геохимический принцип классификации для россыпей платиноидов носит универсальный характер, так как указывает не только на состав россыпи, но и отражает тип россыпеобразующего коренного источника. Выделяются четыре основных минералого-геохимических типа концентраций платиноидов в россыпях - иридисто-платиновый, рутениридосминовый, иридосминовый и сульфидно-платиновый. В комплексных россыпях распространены все четыре типа, в собственных платинометальных - только три первых.

- Благосостояние нации: показатели и проблемы оценки
- Благосостояние нации (уровень и качество жизни)
- Благосостояние российских семей
- Благосостояние россиян на современном этапе
- Благосостояние россиян на современном этапе
- Благотворительная деятельность
- Благотворительная деятельность великой княгини Елизаветы Федоровны Романовой как пример общественного служения
- Благожелательное отношение общественности к компании
- Благозвучие речи
- Благополучие в юношеском возрасте
- Благоприятная среда для свободных и независимых средств массовой информации
- Благоприятное воздействие бюджета на экономику
- Благоприятный социально-психологический климат в коллективе, как основа эффективного взаимодействия участников
- Благородные газы