Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Промышленные типы месторождений. Серное сырье очень разнообразно и образуется в результате различных геологических процессов, но промышленные месторождения самородной серы являются продуктами




Серное сырье очень разнообразно и образуется в результате различных геологических процессов, но промышленные месторождения самородной серы являются продуктами вулканической деятельности и биохимических процессов.

Э н д о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я

Гидротермальные вулканогенные месторождения пространственно и генетически связаны с молодым или современным вулканизмом. Источником серы являются вулканические газовые и жидкие эманации. Все промышленные месторождения этого типа расположены в пределах Тихоокеанского вулканического пояса, отдельные мелкие проявления есть в Средиземноморье. Среди рудовмещающих пород наиболее распространены андезиты, туфобрекчии, туфы, лавобрекчии. Самородная сера отлагается на границе сред с восстановительными и окислительными условиями. В размещении серных залежей важная роль принадлежит тектоническим и литологическим факторам. Залежи размещаются вдоль разломов и зон трещиноватости в пористых породах (туфах, туфобрекчиях). По глубине образования руд выделяют приповерхностные и поверхностные вулканогенные месторождения.

 
 

Приповерхностные месторождения серы возникают на глубинах до 350 метров от поверхности. Они приурочены к склонам, подножьям и кальдерам вулканов или к межвулканическим впадинам. Рудные тела локализуются в слоях пористых пирокластических пород на пересечении их разломами и зонами трещиноватости. Форма рудных тел штоко-, линзо-, реже пласто- и трубообразная; размеры: длина 250-1300 метров, ширина 50-950 метров, мощность 50-150 метров. Развиваются процессы окварцевания, пропилитизации (рис. 25).

Рис. 25. Схема распределения измененных пород серного месторождения Новое (по Е. Д. Петраченко):

1 — базальты и туфы; 2 — дациты; 3 — алунитовые кварциты; 4 — аллювиальные и озерные отложения; 5 — пропилитизированные породы; 6 — сера в различных измененных породах; 7—каолинизированные породы; 8 —пористые опалиты (выщелоченные серные руды); 9 - серные руды, частично выщелоченные, с очковой структурой; 10 — серные кварциты и опалиты.

На всех месторождениях наблюдается вертикальная и горизонтальная зональность. Вертикальная зональность заключается в смене сверху вниз следующих разновидностей пород: моноопаловые, серные, алунитовые, каолиновые (рис. 26). Горизонтальная зональность проявляется в смене фаций по обе стороны от рудоподводящего канала: монокварциты (опалиты) или серные кварциты, серно-алунитовые кварциты, каолинитовые кварциты, серицитовые кварциты, гидрослюдисто-монтмориллонитовые породы, пропилиты. Наиболее богаты серой (30-35% и более) серные кварциты. Руды имеют массивную, очковую, полосчатую или прожилковую текстуры. Руды комплексные: наряду с серой можно добывать пирит-марказитовые руды, алунит, гипс и ангидрит. Запасы серы в отдельных месторождениях достигают десятков миллионов тонн. К этому подтипу относятся месторождения Камчатки и Курильских островов (Новое, Заозерное, Малотойваямское, Ветроваямское и др.), Японии, США, многочисленные месторождения Чили, Перу, Мексики, Колумбии, Эквадора и Филиппин.

Рис. 26.Схема вертикальной (а) и горизонтальной (б) зональности участка Серное Кольцо месторождения Заозерное. По Г. М. Власову.

1 — монокварциты; 2—3 — кварциты: 2 — серные, 3 — алунитовые; 4 — каолинитизированные породы (каолинит-опаловые, кварц-каолинит-гидрослю-дистые и др.); 5 — пропилиты и пропилитизированные андезиты; 6 — разломы; 7—8 — пути движения: 7 — вулканических газов и гидротерм, 8 — метеорных вод.

 

Поверхностные месторождения уступают по размерам приповерхностным. Они формируются из газовых или водных растворов на современных вулканах, в кратерных озерах. Выделяется несколько разновидностей месторождений. С у б л и м а ц и о н н ы е (эксгаляционные) месторождения возникают на вулканах с сольфатарной деятельностью. Сера отлагается на стенках кратеров, трещин, образует корки, налеты, щетки, жилки. Содержание серы 80-95%, но запасы небольшие. Близки к эксгаляционным скопления н а т е ч н о й серы, откладывающиеся у выходов на поверхность термальных вод. Сера в смеси с опалом формирует агрегаты, цементирует обломки пород. Содержание серы 45-90%. Часто сублимационные и натечные агрегаты совмещены. В России они известны на вулканах островов Кунашир и Итуруп.

Вулканогенно-осадочные месторождения серы в кратерных озерах образуются в результате выделения на дне озер вулканических сероводородных газов или вод. При окислении сероводорода осаждается сера, вместе с ней накапливались опал, глинистые минералы, алунит, гипс, марказит, вулканический пепел. Возникали серные илы, слагающие линзы длиной до сотен метров и мощностью от нескольких метров до 70. Запасы серы в единичных случаях достигают 1млн.т. Сероносные илы есть в России в кратерных озерах островов Кунашир, Парамушир, на Камчатке, за рубежом в Японии, Индонезии. Серные потоки на действующих вулканах наблюдаются довольно часто, но они редко имеют промышленное значение. Источником серы послужили поверхностные и иные залежи, из которых сера была выплавлена при усилении вулканической деятельности. Форма серных потоков языковидная клинообразная. Сера обычно скрытокристаллическая грязно-зеленого цвета, содержит примеси до 10%. Крупнейший поток вулкана Сиретоко находится в Японии.

Э к з о г е н н ы е м е с т о р о ж д е н и я

Экзогенные месторождения заключают около 90% мировых запасов и 95% добычи самородной серы.

Осадочные (биохимические) сингенетические месторождения образуются в водных бассейнах в результате окисления сероводорода при участии аробактерий. Продукт окисления – самородная сера накапливается в донных отложениях. Примером являются серные озера Поволжья России. В настоящее время они не имеют промышленного значения.

Инфильтрационно-биохимические эпигенетические месторождения возникают в результате следующих процессов: окисления сероводорода кислородом поверхностных вод, разложения гипса растворами хлористого натрия, редукции перешедшего в раствор сульфат-иона и окисления сероводорода кислородом инфильтрационных вод (при участии тиобактерий с последующим отложением серы на месте растворенного гипса), редукции гипсового кепрока соляных штоков сульфатредуцирующими бактериями с образованием сероводорода и кальцита, последующего окисления сероводорода до элементарной серы и ее накопление в кальцитовой зоне кепрока.

Важные в промышленном отношении эпигенетические месторождения серы находятся на побережье Мексиканского залива на территории США и Мексики, в Испании, на юге Франции, в Ираке и других странах, в России – месторождения Водинское, Алексеевское и другие в Самарской области. По морфологическим признакам среди эпигенетических месторождений серы выделяются солянокупольные, приуроченные к кепрокам соляных куполов; пластовые и пластообразные; линзовидные и гнездовые.

Из солянокупольных месторождений добывают около 80% всей самородной серы – это месторождения Мексиканского залива (США и Мексика). Соляные штоки расположены на различной глубине от 50 до 800 метров. Они прорывают все вмещающие породы. Форма штока в плане овальная или круглая, диаметр от нескольких сотен метров до 5 км. Склоны обычно крутые. Соляные штоки состоят из галита (90-95%) и ангидрита (5-10%). Над ними залегают породы кепрока мощностью от нескольких метров до 300м. Кепрок состоит из 3-х зон: нижней ангидритовой, промежуточной гипсовой и верхней кальцитовой. Иногда в кальцитовой зоне локализуются промышленные залежи нефти. В сероносных кепроках сера приурочена к кальцитовой или промежуточной гипсовой зоне, где она заполняет трещины и каверны. В ангидритовой зоне сера встречается редко, а в соляном штоке отсутствует. Содержание серы от 20-50%. В серных залежах отмечается повышенное количество целестина, иногда барита, встречаются сульфиды, но содержание их редко превышает 1%. Есть каверны с углекислотой, метаном, сероводородом, нефтью.

Образование серы трактуется следующим образом. При проникновении соляного штока в область грунтовых вод формируется ангидритовая зона кепрока за счет растворения и выноса галита. В дальнейшем при взаимодействии пород ангидритовой зоны с нефтяными водами часть ангидрита гидратировалась и переходила в гипс, а часть растворялась в воде с образованием активных ионов Ca2+ и [SO4]2-. Присутствие нефти и сульфатредуцирующих бактерий стимулировало восстановление сульфатов до сероводорода по схеме CaSO4+2Cорг.+2H2O = H2S+CaCO3+CO2. Окисление сероводорода приводило к отложению самородной серы в ассоциации с кальцитом. Соляные купола без признаков углеводородов не содержат серную минерализацию.

Пластовые и пластообразные месторождения серы известны во многих странах. Обычно они тесно связаны с лагунно-морскими отложениями сульфатно-карбонатного состава. Сера приурочена к пластам карбонатных пород – известняков, доломитов, мергелей, контактирующих или переслаивающихся с сульфатными породами – гипсами и ангидритами. Мощность согласных пластовых и пластообразных тел от нескольких дециметров до первых десятков метров. Руды высокосортные со средним содержанием серы 25% и более возникают путем замещения чисто сульфатных пород – ангидритов и гипсов, а более низкого качества (12-14%) по породам смешанного состава – доломит-сульфатным. Главные минералы – кальцит и сера. Кроме этого в рудах содержатся глинистые минералы, в подчиненном количестве гипс, целестин, барит, органическое вещество. Сера представлена двумя разновидностями – ранней скрытокристаллической, тонко распыленной в известняках и явно кристаллической, более поздней, образующей агрегаты, друзы кристаллов в кавернах.

Линзовидные и гнездообразные месторождения по условиям залегания, составу руд и вмещающих пород аналогичны пластообразным месторождениям, отличаются они морфологией и меньшими размерами рудных залежей.

В настоящее время доказано, что все крупнейшие месторождения серы - инфильтрационно-метасоматические. Они возникают за счет серы сульфата кальция (гипса, ангидрита) карбонатно-галогенных формаций и являются продуктами замещения этих сульфатов новообразованиями серы и кальцита. Сера выделяется в результате бактериальной сульфатредукции (при участии битумов), последующего окисления сероводорода и накапливается вместе с вторичным кальцитом. Приуроченность серы к нефтегазоносным бассейнам обусловлена генетической связью ее с углеводородами. Залежи серы тяготеют при этом к тем участкам, которые контактируют с водонефтегазоносными горизонтами. Важная роль в становлении месторождений серы принадлежит структурным факторам. Она заключается в приуроченности залежей серы к антиклиналям, брахиантиклиналям, свод которых разрушен, т.е. открытым в гидродинамическом отношении.

М е с т о р о ж д е н и я с е р о с о д е р ж а щ е г о с ы р ь я

1. Важное значение имеют высокосернистые нефти и битумы, а также сероводородсодержащие горючие газы. Крупные месторождения известны в Мексике, Саудовской Аравии, Кувейте и других странах. В России наибольшие запасы газовой серы сосредоточены в месторождениях Волго-Уральской провинции.

2. Значительное количество серы и серной кислоты получают при переработке колчеданных руд. Содержание серы в массивных колчеданных рудах 40-50%.

3. В ряде стран организовано производство серы из природных сульфатов (ангидрит, гипс, алунит).

4. Содержание серы в углях и горючих сланцах может достигать нескольких процентов, но в большинстве месторождений оно невысокое и непостоянное, поэтому в широких масштабах извлечение серы экономически неэффективно. Но наиболее обогащенные серной кислотой разности углей Подмосковного бассейна используются для попутного ее получения.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-09-20; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1432 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Велико ли, мало ли дело, его надо делать. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2578 - | 2220 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.013 с.