Генетическая классификация техногенных минералов, руд и горных пород.

Вопросы

для подготовки к экзамену по дисциплине «Генетическая и технологическая кристаллохимия и минералогия» (специальность «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых») IX семестр

 

Минералогия техногенеза. Цель, задачи и предмет изучения.

Весь комплекс геохимических (перераспределение химических элементов) и минералогических процессов, вызываемых деятельностью человека, академик А.Е. Ферсман предложил называть техногенезом.

Минералогия техногенеза, также как и классическая минералогия, занимается изучением свойств и состава минералов, выявлением условий (причин) их образования, механизмов зарождения, роста и разрушения минералов.

Предметом изучения являются минералы, образованные в результате техногенных преобразований.

В каждом техническом объекте наблюдается техногенное минералообразование: в отвалах рудников и шахт, на стенках подземных и открытых выработок, в трубопроводах и т.д.

Цель: Изучение их позволит в какой-то мере решить проблему комплексного использования минерального сырья и выявлять опасные очаги загрязнения.

Целью дисциплины «Генетическая и технологическая кристаллохимия и минералогия» является изучение техногенных, биогенных и радиационных процессов минералообразования, а также их роли в оценке экологической ситуации территорий; ознакомление с основными техногенными аналогами минералов и методами их диагностики.

Задачи: изучить основные понятия и принципы классификации техногенных минералов, процессы минералообразования при промышленном и стихийном высокотемпературном техногенезе, фазовые превращения, изменения свойств и микроструктуры минералов, процессы образования минеральных солей и других видов техногенных осадков.

 

Классификация производств и процессов, поставляющих в природу техногенные минералы.

Результатом деятельности предприятий по добыче и переработке полезных ископаемых является формирование техногенных образований. К ним относятся отвалы горнодобывающих предприятий, хвостохранилища обогатительных фабрик, шлакозольные отвалы топливно-энергетического комплекса, шлаки и шламы металлургического производства, отвалы химической отрасли. Скопления обычно обладают своеобразным минеральным составом и являются потенциальным источником разнообразных полезных ископаемых, в частности цветных, редких и благородных металлов, а также строительных материалов (щебень, песок и т.д.), т.е техногенным месторождением.

Выделяется 6 основных генетических типов техногенных минеральных образований (процессов минералообразования): 1) пирогенный (техногенно-пирогенный); 2) гипергенный (техногенно-гипергенный); 3) гидротермальный; 4) технологенный; 5) радиогенный; 6) биогенный. При одновременном участии двух или нескольких из названных процессов образуются сложные генетические отложения техногенных минералов, руд и горных пород.

Генетическая классификация техногенных минералов, руд и горных пород.

Техногенно-пирогенные образования – минералы и горные породы, образующиеся в результате горения и при ядерных взрывах. Горению подвергаются каустобиолиты, колчеданные руды, отходы промышленности, растительность.

I. Техногенно-гипергенные минеральные образования формируются на поверхности земли, непосредственно на вскрытых рудных телах, вмещающих горных породах, или на отвалах вмещающих пород и некондиционных руд. Эти образования (среди техногенных) по своему распространению находятся на первом месте. Например, натечные образования.

II. Гидротермальный тип техногенных минеральных образований по своим масштабам и объему стоит на втором месте. Типичным примером является минералообразование в трубах гидроэлектростанции, использующей термальные воды вулкана Монте-Амиато в Италии. Термальные воды имеют температуру 200 ºС. При подаче термальных вод на паровых трубах, питающих станцию, из-за резкого перепада давления, температуры и других параметров образуются отложения метастибнита, кальцита, кремнезема. Примерно из-за этих же причин стенки газо- и нефтедобывающих скважин покрыты новообразованиями.

III. Технологенный тип. Минералы образуются при различных технологических процессах. Например, при измельчении свежих проб карбонатных осадочных пород в течение 168 часов образовался новый минерал – метакаолинит.

IV. К радиогенным относят минералы,образующиеся как в результате атомного распада самих отходов, так и при их воздействии на вмещающие породы.

VI. Биогенный тип. Многочисленными исследованиями установлено, что тяжелые металлы адсорбируются (поглощаются) стенками клеток, либо цитоплазмой. Образующиеся биопленки играют большую роль при обработке сточных и дренажных вод, служат биоиндикаторами окружающей водной среды и сорбентами при биовыщелачивании тех или иных химических элементов.