Свойства и применение меди
Медь - тягучий металл, светло-роз. цвета, легко прокатывается в листы. Хорошо проводит тепло и эл. ток. Тплавления=1083°С, Ткипения= 2360°С. Плотность 8,95 г/см3.
Применение: а) изготовление проводов и кабелей; б) электротехника;
в) сплавы: латунь (Сu+Zn), мельхиор (Сu+Ni), бронза (Cu+Sn,Al,Pb и др.).
Геохимические особенности
В табл. Д. И. Менд. № 29, атомная масса 63,54. Степень окисления: +1, +2 и +3.
Медь имеет сродство с серой, образует много кислородных соединений. Встречается в самородном виде.
Среднее содержание в 3К - 0,01%.
Происхождение:
1) позднемагматическое (Ni, Co, Pt и др.);
2) скарновые месторождения;
3) гидротермальные;
4) карбонатитовые в ультраосновных-щелочных породах;
5) вулканогенные медно-колчеданные;
6) в зоне гипергенеза Cu мигрирует, образуется зона вторичного сульфидного обогащения (медно-порфировые месторождения и др.);
7) инфильтрационные месторождения (в песчаниках).
Промышленные минералы и типы руд
Всего 167 минералов, в т. ч. 20 главных.
Халькопирит ( CuFeS2 ), Борнит (Cu5FeS4), Халькозин (Cu2S), Ковеллин (CuS), Кубанит (CuFe2S3), Куприт (Cu2O), Малахит Cu2[CO3][OH]2, Азурит Cu2[CO3]2[OH]2 и др.
Среднее содержание Сu в рудах 0,4-5%.
Богатые руды Cu > 2%. Бедные руды Cu < 1%.
Типы руд:
а) сульфидные (медно-колчед-ые, полиметаллические, молибдено-медные и др.);
б) окисленные;
в) смешанные.
Металлогения
а) ранняя стадия геосинклиналей - медно-колчеданные вулканогенные месторождения и в связи с плагиогранитами - Cu+Fe;
б) средняя стадия - медно-порфировые местор-ния в связи с гранитоидами, а в молассах - стратиформные местор-ния медистых песчаников;
в) в чехле платформ - медистые песчаники и сланцы;
г) этап активизации платформ - расслоенные медно-никелевые месторождения в связи с ультрабазитами, габброидами и с трапповым магматизмом.
Промышленные типы
1) медно-порфировые молибденсодержащие - Чукиката (Чили), Бингем (США) 60% запасов, Коунрадское, Алмалыкское (Каз-н) 60% добычи;
2) стратиформные месторождения медистых песчаников (20% запасов и 20% добычи) - Удоканское (Россия), Джезказганское (Каз-н);
3) медно-колчеданные - Гайское (Урал), местор-ния Японии;
4) медно-никелевые сульфидные местор-ния.
Категории месторождений: Крупные (> 700 тыс. т.); Средние (200 - 700 тыс. т.); Мелкие (< 200 тыс. т.).
Примеры месторождений:
Первый тип. Медно-порфировые месторождения.
Приурочены к вулкано-плутоническим поясам (Южная и Северная Америка, Юго-Восточная Азия, Казахстан и др.).
Гидротермальные изменения (калишпатизация, пиритизация, кварц-серицитовые и аргиллизитовые метасоматиты).
Форма месторождений - штокверки больших размеров (глубиной до 1 км).
Главные минералы - пирит, халькопирит, борнит;
Второстепенные - блеклая руда, эмаргит, халькозин, магнетит и др.
Зона окисленных руд и зона вторичного сульфидного обогащения - 100-200 м.
Содержание в первичных рудах:
Cu - 0,6-0,7%; Mo - 0,015-0,02%; Au - 0,1-0,9 г/т.
Запасы, добыча и потребление
Запасы - 375,6 млн. т. (США, Чили, Канада и др.). Годовое произв-во меди - 6 млн. т. Ежегодно потребл-ся - 6 млн. т. (США, Япония, Зап. Европа, Канада и др.). Цена 1 т. рафинир. меди» 2000 $.
46. Промышленные типы месторождений свинца и меди.
Месторождения свинца и цинка
Свойства и применение
Свинец - голубовато-белый металл. Плотность 11,34 г/см3. Тплавления=327,4°С, Ткипения=1700°С. Ковок, прокатывается в тонкие листы, разбавленная НСl и H2SO4 слабо действуют на Pb. Используется:
а) сплавы (баббит, типографский и др.);
б) аккумуляторы;
в) защита от радиационного излучения;
г) изготовление пуль.
Цинк - голубовато-серебристый металл, плотность 7,13 г/см3. Тплавления=419,5°С, Ткипения=906°С. На воздухе покрывается плёнкой (оксид карбоната).
Применение:
а) отливки в автомобильной промышленности;
б) покрытие железа;
в) сплавы (латунь и бронза);
г) цинковые белила и др.
Геохимические особенности
Свинец. Атомная масса 207,2. Распространены сульфидные и кислор. соед-ия.
Zn. Атомная масса 65,37.Степень окисления +2.
Среднее содержание в 3К: Pb 0,0016%; Zn 0,0083%.
Эти металлы концентрируются в постмагматических растворах, образуя вулканогенные и скарновые месторождения.
Руды полимет-ие сложного состава, осн-ые минералы - сульфиды и сульфосоли.
При гипергенезе сульфидные руды окисляются:
Галенит ® англезит ® церуссит, образуется также много других минералов.
Сфалерит в карбонатной среде переходит в смитсонит, возникают многие другие цинковые минералы.
В зоне выветривания Pb и Zn освобождаются и мигрируют.
Промышленные минералы и типы руд
Минералы свинца: Галенит PbS, Буланжерит Pb5Sb4S11, Джемсонит Pb5FeSb6S14(первичные руды), Галеновисмутит PbBi2S4, Англезит PbSO4, Церуссит PbCO3 (в зоне ок-ния)
Минералы цинка: Сфалерит ZnS (кубич.), Вюртцит ZnS (гексагон.) (первичные руды), Смитсонит ZnCO3, Каламин Zn4[Si2O7][OH]2ЧH2O, Гидроцинкит Zn4[CO3]2[OH]6 (в зоне окисления)
Свинцово-цинковые руды комплексные (Cu, Au, Ag, Bi, Sn,) и редкие элементы-спутники (In, Cd, Tl, Se, Te и др.).
Богатые руды - содержание Zn+Pb>7%, бедные и среднего качества - 4-7%.
Металлогения
а) Ранняя стадия - в связи с вулканогенной базальт-андезит-риолитовой формацией сформировались колчеданно-полиметалличекие месторождения;
б) Средняя стадия - в связи с гранитоидными формациями повышенной основности - скарновые и гидротермальные полиметаллические месторождения;
в) Поздняя (орогенная) стадия - и в начале платформенного этапа - стратиформные Pb-Zn месторождения.
По возрасту:
1) Протерозой (Австралия, Канада и др.);
2) Каледониды (Салаир - Россия);
3) Герциниды (Казахстан, Средняя Азия и др.);
4) Киммерийские (Кавказ, Восточное Забайкалье и др.);
5) Альпийские (Европа, Приморский край).
Основные рудные районы:
Рудный Алтай, Атасуйский (Казахстан);
Промышленные типы месторождений
1) колчеданно-полиметаллические пластообразные местор-ния в докембрийских толщах - Брокен-Хилл (Австралия), Суливан (Канада), Холоднинское (Россия);
2) вулканогенно-осадочные колчеданно-полиметаллические - Рудный Алтай, Центр. Казахстан, Озёрное и Филизчайское (СССР);
3) полиметаллические в скарнованных и окварцованных карбонатных породах - Алтын-Топкан, Верхнее, Благодатское (СССР);
4) свинцово-цинковые стратиформные в карбонатных породах - Миргалимсай (Казахстан), Миссисипи-Миссури и Три-Стейт (США);
5) полиметаллические жильные - Садонское (Россия).
Категории запасов: Крупные - более 1 млн. т.; Средние - 200 тыс.-1 млн. т.; Мелкие - < 200 тыс. т.
Примеры месторождений.
Крупнейшие месторождения - Холоднинское (Россия), Брокен-Хилл (Австралия) и Сулливан (Канада).
1) Развиты в вулканогенно-осадочных и терригенно-карбонатных толщах, подверженных метаморфизму зеленосланцевой и гранулитовой фаций.
2) Рамеры рудных тел: длина сотни метров и первые км, мощность - десятки метров - 100 м и более. Форма их усложнена складками и разломами.
3) Текстуры - полосчатые, плойчатые, прожилково-вкраплённые.
4) Главные минералы - галенит, сфалерит, пирротин и пирит. При метаморфизме возникли полевые шпаты, амфибол и гранат.
5) Руды богатые (содержание Pb и Zn по 5-12%).
Запасы, добыча и потребление свинца и цинка
Развед-ые запасы: Pb - 115,2 млн. т., Zn - 150,8 млн. т. (США, Канада, Австралия).
Ежегодное производство: Pb - 2400 тыс. т., Zn - 4500 тыс. т.
Ежегодное потребление Zn - 4 млн. т.
