Области применения гравиразведки

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 8Следующая ⇒

Гравиразведка применяется для решения широкого круга задач, связанных с исследованием глубинного строения Земли, по крайней мере, верхней мантии и земной коры, с региональным тектоническим районированием суши и океанов, поисково-разведочными работами на многие полезные ископаемые, изучением геологической среды. Наиболее успешно гравиразведка применяется при поисках хромитов и медных колчеданных руд, имеется положительный опыт непосредственного обнаружения залежей корунда и свинцово-цинковых руд. Гравиразведка уверено выявляет железные руды собственно магматического, скарнового и метаморфогенного происхождения

11 РАЗВИТИЕ ГИДРОГЕОХИМИИ, ЕЕ СОВРЕМЕННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, ЗАДАЧИ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Гидрогеохимия – наука которая лежит на стыке геохимии и гидрогеологии. Её предмет – гидросфера, которая является важнейшим компонентом биосферы, литосферы.

Основные свойства воды: универсальный растворитель, имеет молекулярную структурированность, высокую диэлектрическую постоянную, высокую теплопроводность и мн. др.

Все эти свойства позволили воде стать матрицей жизни на Земле.

Гидрогеохимия – это развивающаяся наука, экологический акцент которой все более возрастает. В связи с негативным воздействием на воду естественных природных процессов и техногенного влияния.

Гидрогеохимия имеет несколько специализаций:

-общая гидрогеохимия - изучает воду, её структуру, физические и химические свойства, миграцию химических элементов и т.д.

-гидрогеохимия органическая - изучается вода, в связи с различными биологическими объектами.

-Радиогидрогеохимия – изучает распространение радиоактивных элементов в подземных водах.

-прикладная гидрогеохимия – гидрогеохимичиские методы поисков.

Предмет изучения гидрогеохимии – система вода, порода, газ, живое вещество.

Задачи изучения системы – исследования в динамике, в пространстве и во времени, в частности в динамике - процессов массопереноса, в пространстве – изучение законов движения, во времени – изучение закономерностей изменения подземных вод за определенный промежуток времени. Во времени также изучается гидрогеохимический режим, изменение гидрогеохимических показателей в различных геологических эпохаха, в прошлом, настоящем и будущем.

Среди гидрогеохимических методов следует отметить в первую очередь газовую, люминесцентно-битуминологическую, радиоактивную съемки и гидрохимический метод.

Газовая съемка Вокруг любой залежи образуется ореол рассеяния за счет фильтрации и диффузии газов по порам и трещинам пород. Достигая поверхности земли, углеводородные газы образуют в верхних слоях микроконцентрации. Отбирая пробы горных пород и грунтовых вод с помощью чувствительного газоанализатора, определяют содержание газов в пробах. Чувствительность приборов достигает 10*-5 ? 10*-6 %, т.е. они могут установить присутствие одного объема углеводородных газов в нескольких миллионах объемов воздуха и других неуглеводородных газов. Над нефтяными и газовыми залежами обычно обнаруживается газовая аномалия, которая является прямым поисковым признаком. Недостаток метода заключается в том, что аномалия может смещаться от источника вверх по восстанию пластов или же быть связана с непромышленными залежами.

Люминесцентно-битуминологическая съемка исследует ореол рассеяния битумов. Над залежами нефти и газа содержание битумов в породе повышается. Пробы пород также отбираются на небольших глубинах, а далее изучаются в ультрафиолетовом свете. По люминесцентной характеристике определяют тип битума и его возможную связь с залежью.

Радиоактивная съемка основана на перераспределении радиоактивных элементов над нефтяными и газовыми залежами. В пределах проекции контура залежи на дневную поверхность обнаруживается зона пониженной радиоактивности. Однако радиоактивные аномалии в приповерхностных слоях могут быть связаны с изменением литологического состава отложений и с поверхностной геохимической обстановкой, поэтому метод пока применяется ограниченно.

Гидрохимическим методом изучают химический состав подземных вод и содержание в них растворенных газов и органических веществ, в частности, аренов. По мере приближения к залежи концентрация этих компонентов в водах возрастает, что служит признаком близкого расположения скоплений УВ.

Использование гидрогеохимических методов расширяет возможности поиска, позволяет не только устанавливать нефтегазоносность антиклинальных складок, выявленных геологической съемкой или геофизическими методами, но и открывать залежи нефти и газа в ловушках неструктурного типа, обнаружение которых пока еще связано с очень большими трудностями.

12 УСЛОВИЯ И ФОРМЫ МИГРАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ

Под формой миграции химических элементов понимают их структурное состояние: это или инертные атомы, молекулы ионы или более сложные структуры, такие как минералы и даже породы, мигрируют атомы и в форме еще более сложной организации чем порода - планеты, например это тоже форма организации материи.

В природных водах химические элементы и их соединения мигрируют в ионной, коллоидной, взвешенной (суспензии органических и неорганических веществ, органо-минерального происхождения), газообразной формы, а также с живыми организмами (растения, животные, бактерии). Для природных вод характерна ионная форма миграции химических элементов.

Ионы могут быть простыми (К+), сложными (SO42-) и комплексными [Cu(CO3)2]2-. Комплекс состоит из центрального атома (иона) и радикалов (адденд, лиганда). Некоторые органические радикалов, соединяясь с ионом металла, образуют хелатные комплексы. Хелаты сравнительно устойчивы в водных растворах, распад некоторых из них в воде повышает их миграцию. Комплексные ионы могут диссоциировать на более простые. Максимальной устойчивостью к комплексообразованию обладают элементы VIII группы периодической системы, минимальной 0 и I группы. По мере увеличения концентрации водного раствора ионы усложняются от простых до комплексных. Форма миграции зависит от реакции и окислительно-восстановительного потенциала.

С хелатами и коллоидами тесно связан очень распространенный процесс в ландшафте – сорбция (поглощение). Она участвует почти во всех химических и биохимических процессах и происходит на границе двух сред (твердая поверхность – вода, вода – газы). Сорбция лежит в основе питания организмов, обоняния человека и животных, воздействия химических на микробы. Сорбция подразделяется на физическую (адсорбция, абсорбция) и химическую (хемосорбция). Адсорбция – это присоединение иона или соединения поверхностью коллоидной частицы. Абсорбция – процесс, при котором ионы входят внутрь коллоидной частицы и находятся в необменном состоянии. Если при поглощении ионов и молекул коллоидной частицей происходит образование нового химического соединения (СО2+СаСО3=СаСО3), такой процесс называется хемосорбцией. Хемосорбция сопровождается выделением тепла в большом количестве. Процесс, противоположный сорбции – десорбция – это выведение адсорбированного иона с поверхности коллоидной частицы.

Коллоидная форма миграции элементов характерна для поверхностных и грунтовых вод в рыхлых породах. Коллоидная частица с сорбированными на ее поверхности ионами называется мицеллой. Мицеллы по происхождению бывают минеральные (глины), органические (гумус), органо-минеральные (соли гумусовых кислот). По строению различают аморфные (органические) и кристаллические (минеральные) мицеллы. Минеральные коллоидные частицы более устойчивы в ландшафтных условиях (оксиды железа, алюминия, глины). Формы коллоидных частиц различны – шар, иголка, пластинка и т.д.

Миграция вещества во взвешенном состоянии характерна для поверхностных вод. Суспензия влияет на оптические и акустические свойства воды, цвет и прозрачность. Количество взвешенного материала зависит от скорости перемещения воды и наличия в окружающих ландшафтах дисперсионного материала. В зависимости от размеров частиц суспензия разделяется на три группы – тонкодисперсная (частицы видны только под микроскопом), грубодисперсная (видны невооруженном глазом) и муть. Суспензия состоит из минеральных и органических частиц, коагулированных коллоидов, детрита (представлен клетками фитопланктона, пыльцой, другими частицами органического происхождения). В речных водах в виде взвесей мигрируют соединения ряда химических элементов (ванадия, отчасти хрома, никеля, бериллия, галлия, цинка и некоторых других.

Газообразная форма миграции представлена растворенными газами: кислород, углекислый газ, водород, метан, азот и др. поступление газов в воду осуществляется путем диффузии, при дыхании водных организмов, фотосинтезе водорослей, извержении подводных вулканов.

В условиях земной поверхности формы миграции веществ разнообразны. По мере удаления от источника форма может меняться. Чаще всего это происходит под влиянием внешних факторов, которые являются параметрами окружающей среды. Скорость миграции зависит и от свойств той или иной формы вещества - внутренних факторов миграции.

Биоrенная формаМасса химических элементов, находящихся в биогенной форме, в период формирования ноосферы возрастает в сколько-нибудь значимых масштабах при переходе ландшафтов пастбищ, лугов и степей в сельскохозяйственные ландшафты (). Дальнейшее перемещение химических элементов, сконцентрированных в биогенной форме в агроландшафтах, практически происходит лишь при техногенной (социальной) миграции.

Техноrенная формаК техногенным образованиям относятся различные соединения и химические элементы в самородном, чистом состоянии, образующиеся в результате антропогенной деятельности.

В первую группу объединены техногенные соединения, обычные для природных условий,- оксиды N, С и S и др. Ко второй, очень большой группе техногенных образований относятся те из них, которые возникали в биосфере и раньше – в результате природных процессов, и существовали в ней, но лишь в рамках строго определенных и обычно редких внешних условий. К таким образованиям можно отнести озон, ряд углеводородов и многие металлы в самородном состоянии. К третьей группе относятся техногенные соединения, не имеющие природных аналогов. В число этих образований входят многочисленные синтетические полимеры, моющие средства, пестициды, различные сплавы и т.п.

13 ФАКТОРЫ ГИПЕРГЕНЕЗА. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ РАСТВОРЕНИЕ ИЛИ БЕЗКИСЛОРОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ

Гипергенез— процессы химического и физического преобразования минералов и горных пород в верхних частях земной коры и на её поверхности под воздействием атмосферы, гидросферы и живых организмов при температураx, характерных для поверхности Земли. Некоторые исследователи подразделяют гипергенез на 2 этапа и соответственно выделяют 2 зоны гипергенеза: криптогипергенез, протекающий в анаэробной обстановке, и собственно гипергенез, связанный с аэробными условиями. При таком толковании к гипергенезу следует относить и процессы, протекающие при преобразовании сульфидных месторождений, включая как зону их окисления, так и зону цементации (вторичного обогащения) в нижележащих горизонтах. Согласно советскому учёному Н. Б. Вассоевичу (1962), гипергенез — важная стадия литогенеза. Им предложено различать 3 зоны гипергенеза: поверхностную зону супрагипергенеза, зоны мезогипергенеза и протогипергенеза.

Гипергенез происходит под действием разнообразных факторов, тесно связанных друг с другом, т.е. действующих вместе и одновременно. Тем не менее, со значительной долей условности все эти факторы можно разделить на физические (механические), химические и биохимические.

Физические (механические) факторы приводят к так называемой дезинтеграции минералов и горных пород, т.е. механическому их измельчению (без изменения минералогического и химического состава): Важнейшую роль в этом процессе играет неодинаковое линейное и объемное расширение породообразующих минералов под влиянием температурных колебаний (суточных, сезонных и др.). В породах возникает сеть мельчайших трещин, в которые поступает вода, возникает капиллярное давление.

Химические факторы включают: 1) растворение минералов дождевыми, почвенными и грунтовыми водами; 2) гидролиз — разложение минералов с присоединением гидроксильных ионов [ОН]^1-; 3) окисление минералов — присоединение кислорода и отделение водорода, а также повышение валентности входящих в структуру минерала ионов.

Биохимические факторы — жизнедеятельность организмов, которые поглощают из минералов калий, натрий, кальций, фосфор и другие элементы, постепенно разрушая такие минералы. Выделяющиеся при этом кислород, углекислый газ, водород лишь ускоряют разложение исходных и образование новых минералов. Таким образом, при гипергенезе происходит как разрушение первичных минералов, так и возникновение новых, часто более многочисленных, гипергенных минералов. Этот разрушительный и одновременно созидательный процесс, часто называемый выветриванием, приводит к формированию особых природных образований — кор выветривания. На особенности кор выветривания влияют: 1) биоклиматические условия; 2) рельеф местности; 3) время (длительность) процессов. Биоклиматические условия определяют тип выветривания: гумидный (влажный), аридный (сухой), нивальный (холодный).

Рельеф определяет развитие двух типов кор. Автоморфная (элювиальная) кора образуется на месте, непосредственно за счет развитых здесь пород, например, на плоских водоразделах. Гидроморфная кора образуется в понижениях рельефа за счет сноса туда вещества истинными или коллоидными растворами. Время также является важным фактором формирования кор выветривания. В целом процесс формирования кор весьма длителен, он может растянуться на миллионы и даже десятки миллионов лет. За это время образуются коры различной мощности — от 1–2 м до 100–200 м.

В природе реально самым активным окислителем является кислород и это потому, что его просто много. Более сильным окислителем является, например фтор, но его значение не велико так его мало. Тем не менее в глубоких горизонтах подземных вод при фильтрации их через породы, обладающих хорошей проводимостью, (сульфидные руды, шунгиты, магнетитовые руды) обычно возникает электрический ток и без участия кислорода за счет различных электрохимических процессов типа гальванических. Лучше всего эти процессы изучены для месторождений сульфидных минералов с электронной проводимостью. Тела таких руд обычно полиминеральные, сложены разными минералами с разными Ео. При фильтрации через них воды возникают микрогальванические пары по типу катод-анод с ЭДС до 0,3-0,4В. Сера сульфидов при этом связывается с водородом, образуется или сероводород или ион HS^-1а металлы, которые окисляясь переходят в раствор. При этом в первую очередь окисляются (отдают электроны) минералы, которые обладают меньшим Ео и поэтому выполняют роль анода. Подобное электрохимическое растворение сульфидов и арсенидов возможно в бескислородной среде, т. е. глубже зоны окисления сульфидных руд.

Поэтому на начальных стадиях такого окисления подземные воды обогащаются в первую очередь молибденом и цинком, но в них не будет железа и меди, которые в ореольных водах появляются лишь после того как будет исчерпан ресурс молибденита и сфалерита. Такие типы гидрогеохимических ореолов характерны для полиметаллических месторождений. В рудах м-ний Норилькой группы, содержащих халькопирит и пентландит, катодом будет халькопирит, а анодом - пентландит. В результате гальванических реакций в первую очередь растворится Ni. Поэтому здесь в надмерзлотных водах содержание Ni значтельно выше, чем Си, хотя в пирротин-халькопирит-пентландитовых рудах и преобладает Си. Если в рудах наблюдается ассоциация пирита, халькопирита, галенита и сфалерита, раствор обогащается РЬ и Zn, в то время как Си и Fe практически не растворяются (пирит и халькопирит являются катодом, а галенит и сфалерит - анодом).. В результате возникают электрохимические водные ореолы рассеяния металлов, обнаружение которых позволяет выявлять глубокозалегающие рудные тела, в том числе и не имеющие выхода на земную поверхность. Электрохимическими процессами объясняют образование зоны вторичного обогащения сульфидных руд, различную податливость сульфидов к окислению.

14 ТИПЫ ВОД ПО ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫМ УСЛОВИЯМ

Эти типы зависят от содержания в воде 0_2'Н₂ Н₂S и других газов. Важную роль играют и Fe2+, FеЗ+, S2-, НS -, Н+, ОН - и другие ионы, а также молекулы органических веществ.

Для типа кислородных вод (с окислительной обстановкой) характерно присутствие в водах свободного кислорода или других сильных окислителей. Многие элементы находятся в высоких степенях окисления - Fe3+, Си2+, S6+ и n.д.

Осадочные горные породы, сформировавшиеся в окислительных условиях обычно имеют красную, бурую и желтую окраску. В этом случае показателем окислительной обстановки служит свободный кислород. Если 02 отсутствует на окислительные условия указывает трехвалентное железо.

Главным критерием восстановительных обстановок служит двухвалентное Fe и отсутствие свободного кислорода. Существенно также присутствие других восстановителей, особенно H2S и его производных. Если в водах имеется HS- и S²-, то большая группа халькофильных и сидерофильных элементов может осаждаться с образованием нерастворимых сульфидов. При отсутствии H2S и его производных ионов (HS-, S2-) многие из названных элементов в кислой среде легко мигрируют. Поэтому выделяют два основных типа вод с восстановительной обстановкой.

Тип сероводородных (сульфидных) вод характеризуется H2S, HS-, местами S²-; Fe и многие другие металлы часто не мигрируют, так как образуют труднорастворимые сульфиды. Величина ЕЬ обычно ниже О, местами она понижается до -0,5;- 0,3 В. Цвет пород - черный, серый, зеленый и т.д.

Тип глеевых вод (с восстановительной бессероводородной обстановкой) также характерен для гипергенных систем. Показателями такой среды служат СН4 и другие углеводороды, растворенные органические соединения, Fe2+, Н2. В глеевой обстановке легко мигрируют многие металлы, часто в форме органических комплексов. Окраска горных пород белая, сизая, серая, зеленая.

Как видим, геохимические различия вод с восстановительной обстановкой не столько связаны с величиной ЕЬ, сколько с природой восстановителя - наличием или отсутствием H2S и его производных (HS^-, S²-). При одной и той же величине Еh и рН геохимические условия могут быть резко различными.

15 ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПРИ ПОИСКАХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Гидрогеохимические поиски позволяют обнаруживать скрытые месторождения полезных ископаемых, нахождение которых другими методами (геологическими, геофизическими и др.) установить не удается. Приступая к поискам того или иного месторождения, нужно прежде всего ясно представлять вероятный его генезис, учитывая геологическую обстановку района, тектонику, возрастные соотношения между породами и рудами, минералогический состав пород и пр.

Виды гидрогеохимических поисков: литохимические, основанные на выявлении первичных и вторичных литохимических ореолов рассеяния; гидрохимические, которыми устанавливаются ореолы и потоки рассеяния в природных водах; биохимические, основанные на изучении ореолов рассеяния месторождений по растительности и организмам животных; атмохимические, или газовые, при которых ореолы рассеяния месторождений устанавливаются на основе изучения почвенного воздуха или приземного слоя атмосферы. Геохимические методы по существу направлены на то, чтобы обнаружить «невидимые» ореолы рассеяния. Гидрогеологические критерии являются одним из важных и вместе с тем очень тонких показателей наличия полезных ископаемых. Как известно, в практике поискового дела различают три типа «ореолов рассеяния» полезных ископаемых: 1. солевые; 2. газовые; 3. механические. Гидрогеологическое исследование требует проведения полного химического анализа воды, анализа свободно выделяющихся и растворенных газов и определения радиоэлементов, которые присутствуют во всех без исключения подземных водах.

Гидрогеохимическая характеристика рудных месторождений. Для удобства характеристики гидрогеохимии рудных месторождений они их разбиты на 3 подгруппы: месторождения черных металлов (группы железа); месторождения цветных металлов; месторождения редких металлов. Месторождения цветных металлов. Это наиболее интересная группа металлов, лучше всего обнаруживаемая гидрогеохимическим методом. К ней относятся пять весьма характерных элементов: алюминий, медь, цинк, серебро и свинец. Однако алюминий относится к легким металлам и занимает особое место. Прочность алюминия наряду с хорошей тепло- и электропроводностью обусловила широкое применение его в современной технике. Медь весьма широко распространена в подземных водах и хорошо фиксируется в водных потоках рассеяния медных месторождений. Карбонаты меди нерастворимы; рН выпадения Си 5,3-6. В условиях интенсивного водообмена медь почти полностью вымывается из зоны окисления, и если воды не проходят через карбонатные породы, выносится за пределы месторождения в открытые водоемы. Очень небольшая часть меди, а также цинка, образует в почве комплексные органические соединения как растворимые, так и труднорастворимые. Засушливые условия более благоприятны для обогащения вод медью, но менее благоприятна щелочная вода, которая здесь образуется. В условиях влажного климата кислые воды интенсивно вымывают медь из зоны окисления. В условиях заболоченности может происходить повышение ее содержания в водах. Однако почти во всех водных потоках рассеяния месторождений цветных металлов медь была отмечена, и с этой точки зрения она является хорошим показателем.

16 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ПРИРОДНЫХ И АНТРОПОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Состав и строение ТМ определяются целым рядом факторов, важнейшими среди которых являются: условия образования (добыча и обогащение руд и угля, переработка концентратов руд, сжигание угля и т.д.); состав исходного сырья (месторождения цветных и редких металлов, полиметаллические, железорудные и другие типы коренных месторождений); физико-химические и механические процессы климатического воздействия и выветривания отвалов. Они интенсивно окисляются, выщелачиваются и разрушаются, что приводит к изменению минералогического и вещественного состава техногенных отложений, выносу элементов и образованию ореолов рассеяния вокруг отвалов. В приповерхностной зоне техногенных отложений под воздействием кислорода, воды, фильтрационных электрических полей и других факторов происходят интенсивное растворение и миграция металлов и их соединений. При этом могут образовываться обеднённые и обогащённые металлом участки с восстановленными и окисленными формами его нахождения. Например, в участках хвостохранилищ с восстановленными сульфидами нередко наблюдаются повышенные содержания золота, а в зонах окисления возможно накопление серебра.

17 КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

Множественность показателей, характеризующих ТМ, к которым относятся

условия образования,

объёмы,

вещественный состав,

характер процессов, преобразующих первичное вещество,

По морфологическим признакам ТМ можно разделить на 2 типа:1.Месторождения насыпные, представляющие собой холмы и терриконы. К этому типу относятся:- терриконы угольных шахт и разрезов;

- отвалы рудников и карьеров руд цветных, чёрных и редких металлов, сложенные дезинтегрированными вскрышными и вмещающими породами, а так же убогими забалансовыми рудами;

- техногенные россыпи, образующиеся при разработке россыпных месторождений и из отходов золоторудных фабрик;

- шлакоотвалы цветной и чёрной металлургии.

2. Месторождения наливные, образующиеся при заполнении впадин земной поверхности. Представителями этого типа ТМ являются:

- отходы обогащения руд (шламо- и хвостохранилища горнообогатительных фабрик);

- шламоотвалы цветной и чёрной металлургии;

- золо- и шлакоотвалы энергетического комплекса, возникающие при гидравлическом удалении золы и шлаков с теплоэлектростанций;

- шламоотвалы химических производств.

По составутехногенные месторождения подразделяются на 4 типа:

1. Породные ТМ, состоящие из природных горных пород и представленные глыбово-щебенистым материалом и шламо- и хвостохранилищами обогатительных фабрик.

2. ТМ пирометаллургических процессов цветной и чёрной металлургии, сложенные шламами и шлаками.

3. ТМ теплоэлектростанций, сложенные золой и шлаками ТЭС.

4. ТМ химического производства (шламы).

18 ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ТЕХНОГЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ

- Потеря ценных компонентов, неизвестных при отработке месторождения

- Потеря ценных компонентов вследствие несовершенства существующих на момент работ технологий (техногенные россыпи, т.е. несовершенные технологии по золотодобыче)

- Потеря ценных компонентов из-за недостаточной степени изученности переработанных руд (отвалы, хвосты, золы, шлаки)

- Потери в технологических цепях различных производств, когда в отходах накапливаются использованные в производстве компоненты (отстойники, шламонакопители)

- Потеря ценных компонентов (благородных и других металлов), образующихся в результате единичных превращений и захораниваемых в отходах производств радиоактивного типа

- Потеря ценных компонентов в зданиях и помещениях где проводятся работы

- Накопление ценных компонентов в свалках промышленных и бытовых отходов

- Потеря ценных компонентов вдоль путей транспортировки, перегрузки, хранения сырья и готовой продукции

- Потеря ценных компонентов, где сточные шахтные и карьерные воды, с солеными водами на нефтепромыслах

- Потеря ценных компонентов в отвалах вскрышных пород, отходов обогащения, для которых не были найдены пути использования. (пески и глины, золошлаковые образования)

Техногенные месторождения - скопление минеральных веществ наповерхности Земли или в горн. выработках, образовавшееся в результате их отделения от массива искладирования в виде отходов горного, обогатит., металлургич. и др. произ-в и пригодное по кол-ву икачеству для пром. использования (для извлечения металлов и др. полезных компонентов, получениятоплива и стройматериалов). К Т. м. относятся отвалы добычи п. и., хвостохранилища обогатит. ф-к, золо- ишлакоотвалы ТЭЦ, складированные отходы металлургич. и др. произ-в. Т. м. - уникальный источник мн.редких и рассеянных элементов. Так, осн. источник для получения германия - золы ТЭЦ; рения - пыльобжига молибденовых концентратов; селена и теллура - отходы переработки сульфидных медных руд;кадмия, таллия, индия - полиметаллич. руды; галлия - отходы переработки бокситов и нефелинов. Т. м.становятся всё более важным источником мн. видов минерального сырья. В развитых капиталистич. иразвивающихся странах в ср. производится из вскрышных пород до 80% нерудных строительныхматериалов, из отвалов окисленных медных руд и хвостов обогащения методом бактериального и кислотноговыщелачивания до 20% меди. Суммарное содержание полезных компонентов,накапливающихся за 20-30 лет в Т. м., сопоставимо, а иногда и превышает их кол-во в ежегоднодобываемых рудах.

19 ТЕХНОГЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ ДОБЫЧИ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ

Путем попутного извлечения из месторождений цветных металлов получают металлы платиновой группы, редкоземельные элементы, значительную часть золота, серебра, редкие элементы. Многие редкие металлы, необходимые для развития электроники, радиотехники и машиностроения, такие как гафний, рубидий, вообще не образуют минералов, а кадмий, селен, теллур, индий, галлий, скандий, таллий, германий, хотя и образуют их, но находятся в рассеянном состоянии.

ТМ этой группы объединяют ТМ, возникающие при добыче, обогащении и переработке продуктов обогащения руд цветных (Cu, Zn, Pb, Al и Mg) и редких (Ni, Sn, Mo, W, Bi, V, Co, As, Sb и Hg) металлов. Как правило, ТМ этой группы относятся к месторождениям смешанного типа, т.е. пригодны как для доизвлечения металла, так и получения стройматериалов.

ТМ, сложенные вскрышными и вмещающими породами и некондиционными рудами, представлены рыхлыми, полускальными и скальными горными породами и рудами различного вещественного состава, слагающими коренные месторождения. В этом типе месторождений обычно не наблюдается закономерностей в распределении наиболее богатых металлом участков.

ТМ, возникающие при обогащении руд, представлены хвостохранилищами, сложенными измельчённым материалом.

При флотационном обогащении основная масса хвостохранилищ представлена пылевидным материалом, а при гравитационном – мелкозернистым. Полезные компоненты распределены в хвостохранилищах неравномерно. Возникновение участков с повышенной концентрацией металла зависит не только от изменения показателей технологии обогащения, но и от ряда других факторов, таких как:

- временной режим и место сброса пульпы, которые не являются постоянными;

- рельеф дна хвостохранилища;

- окислительные и восстановительные процессы в приповерхностной зоне.

Металлоносные участки представлены системой разобщённых пластообразных, линзообразных, изометрических и неправильной формы тел. В хвостохранилищах помимо цветных и редких металлов наблюдаются повышенные содержания благородных металлов (Ag, Au, Pt) и редкоземельных и рассеянных металлов (Ge, Se, Te и др.).

Шлаки металлургического производства имеют две разновидности:

- литые, поступающие в шлакоотвалы в горячем состоянии;

- гранулированные – исходные шлаки после предварительной грануляции.

Распределение полезных компонентов в шлаках зависит от изменения состава исходного сырья и показателей извлечения различных компонентов, входящих в состав перерабатываемых концентратов, а так же от интенсивности процессов вторичного перераспределения металлов в них, которые для литых шлаков проявляются лишь в приповерхностной части, а для гранулированных – на большую глубину и более интенсивно.

Особенно велики потери металлов при добыче и обогащении руд, а, следовательно, весьма значительны их запасы в ТМ горнодобывающей промышленности.

ТМ цветных и редких металлов помимо доизвлечения основных полезных компонент и получения стройматериалов (щебень, песок, гравий, закладочный материал и т.д.) могут являться ценным источником попутных элементов, которые в начальный период добычи руд по тем или иным причинам не извлекались. Так, например, отвалы и хвосты медно-никелевых руд Норильска содержат промышленные с точки зрения современных технологий их переработки концентрации платиноидов, золота и серебра, которые ранее извлекались лишь частично. Практически все полиметаллические и медно-цинковые месторождения содержат Ag, Cd редкие и рассеянные элементы, потребность в которых резко возросла в последнее время, и промышленные кондиции на них в связи с этим существенно понизились.

Попутное использование шунгитовых концентратов месторождения Бакырчик для производства электропроводных строительных материалов, антикоррозионных материалов и покрытий изучается в рамках программы целевого финансирования АО НАТР группой исследователей ВКГТУ им. Д. Серикбаева.

ТМ цветных и редких металлов имеют огромные запасы полезных компонентов.

20 ТЕХНОГЕННЫЕ МИНЕРАЛЬНЫЕ ОБРАЗОВАНИЯ ЗОЛОТОДОБЫВАЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА

На территории России накоплено более 60 млрд т. отходов, в том числе 12 млрд т. отходов золотодобывающей отрасли. Содержание ценных компонентов в отходах в ряде случаев превышает их содержание в природных месторождениях. Реализация малоотходных технологий для переработки техногенных месторождений, вовлекает в промышленное освоение отходы производства, одновременно способствуя оздоровлению окружающей среды

Забайкалье - старейший золотодобывающий регион России, где в 1721 г. получено первое отечественное золото из «сырого» серебра Нерчинского рудника. До настоящего времени золото является профилирующим металлом, и среди золотоносных регионов России Забайкалье занимает пятое место. Динамика добычи рудного золота в Забайкальском крае за период 1998-2013гг. приведена на рисунке1 [4]. В таблице1 приведены данные по отходам горной промышленности Забайкалья. Объёмы образования отходов на душу населения Забайкальского края весьма значительны и составляют около 4,5 т на одного человека в год [2].

Всего в отходах горнодобывающих предприятий Забайкальского края, по данным проведённой паспортизации, ориентировочно насчитывается около 149 т. золота (с содержанием 0,3-0,5 г/т), 925 т. серебра (0,5-29 г/т), 74,3 тыс т. олова (0,35-0,12%), 10 тыст. вольфрама (0,076-0,4%), 133,5 тыс. т. свинца (0,18% -первые %), 192,3 тыст. цинка (0,0%- первые %), 7,4 тыс. т. меди (0,02-0,1%), около 480 т. кадмия, 2 тыст. тантала, 2,1 тыс. т. ниобия, 85,7 тыс т. лития, 13,5 тыст. бериллия, 690 т. висмута, около 4,5 тыс. т. мышьяка, 146 тыст. серы и ряд других рудных и нерудных компонентов [2].

Амальгация (извлечение золота из концентратов при помощи смачивания его ртутью)

Цианирование (способ извлечения золота и серебра из руд и концентратов избирательным растворением их в растворах цианидов щелочных металлов)

При разработке россыпных месторождений извлечение золота из черновых концентратов гравитационного обогащения до недавнего времени осуществляли амальгамацией, то есть извлечение золота из концентратов при помощи смачивания его ртутью. В результате произошло интенсивное загрязнение ртутью природной среды в долинах рек, что подтверждено геоэкологическими исследованиями участков старых старательских отработок (Таблица) [1-3]. В связи с загрязненностью долин рек техногенной ртутью, распространенной во многих районах Сибири возможна интоксикация ртутью. В последние годы одной из наиболее актуальных научно-практических проблем стало изучение влияния ухудшающейся экологической обстановки на здоровье населения. В этой связи особого внимания заслуживает вопрос о загрязнении окружающей среды техногенной ртутью. Ужесточение контроля за содержанием ртути в производственных условиях привело к уменьшению случаев ртутных отравлений. В то же время бесконтрольное использование на некоторых золотодобывающих предприятиях ртути, расширило контингент лиц, страдающих ртутной интоксикацией, не знающих об этом и длительно не обращающихся к врачам. Ртуть является одним из 17 тяжелых металлов, загрязняющих окружающую среду, и способными накапливаться не только в организме животных, птиц и рыб, но и человека. Особенно это касается органических соединений ртути (метил- или этил-ртуть), обнаруживающихся в водоемах.

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 749; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!