Вступ

Рудою є мінеральний агрегат, в якому вміст цінного компонента (або компонентів) є достатнім для промислового вилучення.

Родовищем корисної копалини називається ділянка земної кори, в якій в результаті тих чи інших геологічних (або технологічних) процесів відбулось накопичення мінеральної речовини, що за кількістю, якістю та умовами залягання придатна для промислового використання на сучасному технологічному рівні. Останнє зауваження зумовлено тим, що поняття „руда” і „родовище” є економічними категоріями і значною мірою залежать від кон’юнктури ринку, політичного стану в світі в цілому, і в країні, де розташовані потенційні руди, зокрема, технологічних і економічних можливостей розробки родовищ та екологічних наслідків їх експлуатації [1].

На сьогоднішній день на Землі виявлено більше 20 тис. реальних родовищ, з яких 45 унікальних і 80 великих і дуже великих, вони містять значну частку світових запасів мінеральної сировини.

Не кожне накопичення мінеральної сировини є родовищем корисної копалини. До них відносяться тільки такі, які мають достатню кількість цієї сировини в надрах і відповідну якість руди. Кількість мінеральної сировини в надрах називається її запасами.

Якість мінеральної сировини, яка йде на переробку, визначається вмістом в ній цінних компонентів. Крім основного корисного компонента, руди також можуть містити інші складові, що можливо використовувати при розробці родовища або при вилученні основного цінного компоненту. Зокрема, використання порід, що перекривають рудне тіло з поверхні, або відходів пустої породи, може суттєво впливати на економічні показники експлуатації родовищ. За наявності супутніх цінних компонентів, руди розглядаються як комплексні і за умови раціональної схеми вилучення їх, зиск від розробки таких руд може бути істотним. Наприклад, в деяких залізних рудах докембрійських родовищ залізистих кварцитів супутнім елементом є золото (до 5г/т і більше), із комплексних руд карбонатитовго родовища Ковдор крім магнетиту і апатиту вилучають баделеїт, флогопіт і вермикуліт.

Руди родовищ однієї корисної копалини можуть містити різні супутні цінні компоненти в залежності від промислового типу родовища. Наприклад, в родовищах урану, крім цього металу можуть бути присутні в різних типах родовищ мідь, золото, ванадій, рідкісні землі, тощо, які відсутні в інших родовищах. Тому розробка й удосконалювання технологій процесів збагачення з метою комплексного використання мінеральної сировини і максимального вилучення корисних речовин з руд, є важливою і прибутковою справою. 

1. Класифікація корисних копалин

Земля з її мінеральними, біологічними та природними ресурсами формує середовище проживання людини. Одні з них — сонячна енергія, повітря, вода, речовини для виробництва продуктів харчування — є неодмінною умовою існування людини. З використанням інших пов’язано прогресивний розвиток людства. До їх числа належить мінеральну сировину. В даний час витягнуте з надр мінеральну сировину служить джерелом для отримання майже 95% енергії, 90% — товарної продукції важкої індустрії, 17% — предметів споживання. Мінеральна сировина добувають при розробці родовищ корисних копалин, що залягають в надрах Землі.

Класифікація корисних копалин — це узагальнені систематизовані знання про цінності надр дія ефективного управління їх вивченням. В даний час з надр витягується більше 200 різних видів корисних копалин. За переважного використання мінеральної сировини в сфері матеріального виробництва та індивідуального споживання виділяється дев’ять груп. Деякі корисні копалини мають багатогалузеве використання.

В укрупненому вигляді класифікація корисних копалин і мінеральних ресурсів включає такі типи [5]:

1. Тверде паливно-енергетичне і хімічне сировину: уран, вугілля, сланці, торф.
2. Рідке і газоподібне паливно-енергетичне і хімічне сировину: нафту, природний газ, газовий конденсат, попутний нафтовий газ.
3. Метали:

• чорні — залізо, марганець, хром, титан, ванадій;
• кольорові — алюміній, магній, мідь, свинець, цинк, нікель, кобальт, олово, вольфрам, молібден, вісмут, сурма, ртуть, миш’як;
• рідкісні — літій, берилій, ніобій, тантал, цирконій, рідкісноземельні метали і ітрій, стронцій;
• розсіяні елементи — скандій, германій, рубідій, цезій, кадмій, індій, талій, селен, телур, гафній, реній;
• благородні — золото, срібло, платина і платиноїди;
• радіоактивні — уран, радій, торій.

4. Нерудна сировину для металургії:

• флюси — плавиковий шпат, вапняки, вогнетриви та інші;
• високоглиноземна сировину — нефелінові сиеніти, алуніти, силіманіт, Кіану.

5. Технічна сировина:

• дорогоцінні, напівкоштовні каміння — алмаз, рубін, сапфір, гранат;
• вироби каменів — нефрит, родоніт, чароїт, малахіт;
• абразиви — технічні алмази, корунд, топаз, гранат, кварц;
• п’єзооптична сировина — пьезокварц, оптичний кварц, ісландський шпат;
• тепло- і електроізоляційне сировину — азбести, тальк, слюди;
• сировина для кам’яного литва — діабази, базальти;
• кам’яні кислотоупор.

6. Сировина для будівельної індустрії:

• будівельне каміння;
• облицювальні камені — мармур, граніти;
• цементна сировина — мергелі, вапняки, глинисті сланці;
• наповнювачі бетону — щебінь, пісок;
• в’яжучі матеріали — мергелі, вапняки, глини, гіпс, ангідрит;
• гідравлічні добавки — пемза, діатоміти, трепели, опока, перліт;
• мінеральні фарби — охра, умбра;
• скляно-керамічне сировину — скляні піски, польовий шпат, каолін.

7. Гірничо-хімічна сировина:

• хімічна сировина — натрій солі, сірка, сірчаний колчедан, фторати, борати, сульфати;
• агрономічний сировина — апатити, фосфорити, калійні солі, селітра.

8. Води:

• підземні — питні, технічні, мінеральні (бальнеологічні), гідромінеральні;
• поверхневі — озерні, розсоли (ропа та інші), морські (як джерело для отримання магнію);
• мінеральні грязі і мули.

9. Інертні гази:

• гелій, неон, аргон.

Частина корисних копалин 4-й і 6-ї груп даної класифікації відноситься до загальнопоширеним видам. Перелік останніх визначається органами державної влади РФ спільно з суб’єктами РФ і може відрізнятися по суб’єктах федерації. Порядок користування надрами для видобутку цих видів корисних копалин входить повністю в компетенції органів державної влади суб’єктів федерації.

Представлена класифікація використовується в укрупненому вигляді або деталізується. Так, тверді, рідкі та газоподібні паливно-енергетичні корисні копалини нерідко об’єднуються в одну групу. Тоді зазвичай говорять про мінерально-сировинної бази паливно-енергетичного комплексу. Корисні копалини 5-7-ї груп у практичній діяльності часто об’єднуються в одну — неметалеві корисні копалини.

У галузі кольорової металургії всі кольорові метали, застосовувані в промисловості, класифікуються наступним чином:

1. Важкі метали:

• основні — мідь, свинець, цинк, нікель, олово;
• малі — миш’як, сурма, ртуть, вісмут, кадмій.

2. Легкі метали — алюміній, магній, титан.
3. Легирующие метали — вольфрам, молібден, кобальт.
4. Благородні метали — золото, срібло, платина і платиноїди.
5. Рідкісні метали:

• легкі — літій, рубідій, стронцій, берилій, цезій;
• розсіяні — гафній, індій, талій, германій, селен, телур;
• тугоплавкі — цирконій, гафній, тантал, ніобій, реній, ванадій;
• рідкоземельні — все рідкоземельні метали і ітрій.

За фізичним станом мінеральної речовини корисні копалини поділяються на газові, рідкі та тверді.

Серед газових виділяються родовища вуглеводневих газів, гелію, неону, аргону, радону та інших, в основному інертних і радіоактивних газів. До рідких відносяться родовища нафти, різних підземних вод. Родовища твердих корисних копалин поширені найбільш широко. З них витягується велика кількість використовуваних в промисловості, сільському господарстві та індивідуальному споживанні хімічних елементів і їх з’єднань, мінералів, кристалів.

За агрегатним станом корисні копалини бувають газоподібні, рідкі і тверді. До газоподібних корисних копалин відносяться накопичення в надрах Землі горючих газів вуглеводневого складу і негорючих, інертних газів, таких як гелій, неон, аргон і криптон і інші. До рідких відносяться родовища нафти і підземних вод. До твердих відноситься більшість корисних копалин, які використовуються як родовища елементів або їх сполук (залізо, золото, бронза і інші), родовища кристалів (гірський кришталь, алмаз та інші), родовища мінералів (викопні солі, графіт, тальк та інші) і родовища гірських порід (граніт, мармур, глина і інші).

За промисловим використанням родовища корисних копалин поділяються на металічні (або як раніше говорили — рудні), неметалічні (або нерудні), горючі (або каустобіоліти) і гідромінеральні.

Родовища металічних корисних копалин в свою чергу поділяються на родовища чорних, кольорових, радіоактивних, рідкісних і розсіяних, рідкісноземельних та благородних металів. Серед родовищ неметалічних корисних копалин виділяються родовища каменебарвної, хімічної, агрохімічної, металургійної, технічної та будівельної сировини.

Родовища горючих корисних копалин зазвичай поділяють на родовища нафти, горючих газів, вугілля, горючих сланців та торфу.

Гідромінеральні родовища — це переважно розсоли, які містять цінні елементи в кількості, яка достатня для їх вилучення (бром, йод, бор, літій, цезій, стронцій та ін.) Підземні води поділяють на питні, технічні, мінеральні або бальнеологічні.

В одних випадках вміст цінних компонентів в руді вимірюється відсотками, а то і першими десятками відсотків, а в інших — складає лише грами на тону руди або навіть менше (зокрема алмазів). З іншої сторони, в родовищах з високими значеннями вмісту рудних мінералів загальні запаси сягають кількох мільярдів тон, а в інших кількість корисного компоненту вимірюється лише кілограмами або ж декількома тонами.

2. Розповсюдження, морфологія, будова та склад родовищ корисних копалин

Кожне родовище має свої унікальні просторові та речовинні характеристики, без визначення яких неможливо оцінити перспективи його подальшого вивчення та використання.

За площею поширення корисних копалин виділяють:

1)       точка мінералізації;

2)       тіла або поклади корисних копалин;

3)       родовища корисних копалин;

4)       поля родовищ корисних копалин;

5)       райони (вузли) корисних копалин

6)       області (пояси, басейни) корисних копалин

7)       провінції корисних копалин.

В даному випадку наведений порядок переліку назв площ корисних копалин відображає порядок збільшення площі території їх розміщення та масштабів зруденіння.

Точка мінералізації — окреме скупчення мінералів (елементів) із неясними кількісними та просторовими характеристиками.

Рудним тілом або покладом корисної копалини називається локальне скупчення мінеральної сировини, яке приурочене до певного структурно- геологічного елементу або комбінації таких елементів.

Родовище — одне або декілька рудних тіл, сукупність яких, об’єднаних спільним походженням та єдністю геологічної структури, визначається як рудне поле. Площі рудних полів зазвичай мають розмір від кількох до декількох десятків квадратних кілометрів.

Рудний район (часто він називається рудним вузлом) виділяється за наявності двох чи більше рудних полів з однаковою металогенічною спеціалізацією і зазвичай вирізняється місцевим зосередженням родовищ. Площі рудних районів (вузлів) досягають сотень і перших тисяч квадратних кілометрів.

Область родовищ корисних копалин характеризується набором властивих їй певних за складом та походженням родовищ, приурочених до одного чи до групи тектонічних елементів першого порядку (антиклінорії чи синклінорії, серединні масиви чи мульди і т.д.). Вони і визначають певну однонаправлену просторову орієнтацію в скупченні родовищ.

Пояси родовищ корисних копалин — можуть бути різні за складом. В залежності від походження вони можуть мати протяжність до сотень чи навіть перших тисяч кілометрів (осадові пластові корисні копалини), але зазвичай менші. Басейни — мають більш ізометричну форму і характерні для металічних і неметалічних корисним копалин, нафти і газу.

Провінція — це сукупність родовищ корисних копалин в межах крупної ділянки земної кори: платформи, складчастого геосинклінального поясу, дна океану, з розміщеними характерними їй родовищами. Прикладом можуть бути провінції Українського щита, Уралу, Кавказу, дна Тихого океану та ін. В зв’язку з диференціацією науки про корисні копалини, за видами корисних копалин виділяють різні спеціалізовані провінції — металогенічні, нафтогазові і інші.

Області, райони, поля, родовища і рудні тіла можуть бути повністю відслоненими на земній поверхні і тоді вони визначаються як відкриті. В інших випадках вони можуть відноситись до частково закритих, якщо вони частково перекриті породами, або ж бути повністю закритими. Серед закритих або сліпих груп родовищ виділяються ті, що не відкриті ерозією після їх утворення, і перекриті — ті, до яких дійшов ерозійний рівень, а потім вони були перекриті більш молодими відкладами.

Природні геологічні тіла мають складні геометрично неправильні форми, однак за співвідношеннями розмірів у трьох напрямках серед них виділяють окремі ідеалізовані форми. За умовами залягання по відношенню до вмісних гірських порід розрізняють згідні та січні рудні тіла.

Для родовищ твердих корисних копалин можна виділити три морфологічних типи покладів: пласкі, витягнені в одному напрямку і ізометричні.

Пласкі тіла — характеризуються двома протяжними і одним коротким розміром. До пласких тіл належать пласти і жили. Основні елементи, які визначають геологічну позицію і розміри пластів — напрям простягання і довжина за простяганням, напрям падіння, кут падіння, довжина за падінням і потужність пласта. Зазвичай пластові поклади мають велику довжину — до десятків кілометрів. За падінням (Вітватерсранд) — до 2 км. Потужність — від ледве помітних пропластків — до сотень метрів. Приклади — вугільні пласти Донбасу (сер. 0,7м), солі в Солікамську (700м).

Пласти — найбільш типові для осадових родовищ руди, вугілля, неметалічних корисних копалин. Метасоматичні тіла, які розвиваються по окремих пластах осадових порід набувають характеру пластоподібних покладів. Пласт може розділятись на окремі шари. В залежності від цього розрізняють пласти прості (без прошарків породи) і складні (з прошарками).

Тонкі шари не розробляють. Тому крім геологічного визначення потужності існує промислове визначення — робоча потужність — мінімальна потужність, за якої пласт є сенс експлуатувати. Експлуатаційна потужність — сумарна потужність корисної копалини і прошарків породи для робочої частини пласта. Корисна потужність — визначається як сума потужностей пачок корисної копалини, які добуваються при видобутку із пласта.

Родовища пластової форми бувають однопластовими чи багатопластовими. В останньому виділяється продуктивна товща порід, які вміщують серію пластів корисних копалин. Багатство продуктивної товщі визначається коефіцієнтом продуктивності — відношенням сумарної потужності пластів корисної копалини до загальної потужності товщі.

Жили — це тіла в гірських породах, що виникли внаслідок прямого заповнення тріщин мінеральними агрегатами або метасоматичного заміщення порід мінеральною речовиною вздовж тріщин. Обмежуючі жилу поверхні її контакту з вмісними породами називаються зальбандами — вони, як правило, мають неправильну форму. Жили можуть зближатися, утворюючи стоншення або повні пережими чи, навпаки, віддалятися, викликаючи роздуви.

Породи, які прилягають до тріщини нерідко бувають змінені і мінералізовані — такі зони змінених бокових порід створюють ореол навколожильної зміни, який іноді містить промислові концентрації цінних компонентів. Прожилки які відходять від жил в бокові породи називають апофізами.

Тіла корисних копалин складені мінеральними агрегатами. В металічних та деяких неметалічних родовищах виділяють мінерали — носії цінних елементів, які називають рудними або цінними мінералами і супутніми їм, так звані «жильні» мінерали, що не мають суттєвого промислового значення. Серед таких жильних або нерудних мінералів найчастіше зустрічаються кварц, кальцит, польові шпати, барит, глинисті та інші мінерали. Співвідношення між ними сильно змінюється для різних родовищ і різних металів. Наприклад, в золоторудних родовищах, доля золота по відношенню до кварцу складає тисячні долі процента, а багаті руди заліза, навпаки, містять переважно мінерали заліза. Вміст металів в різних рудних мінералах, в свою чергу, залежить від їх хімічного складу і змінюється досить суттєво.

Тіла твердих корисних копалин складені рудами, що можуть бути мономінеральними та полімінеральними. Мономінеральними є, наприклад, поклади кам’яної солі, що складаються з мінералу галіту, поклади сірки, гіпсу, доломіту, деякі тіла хромітів і т.і. Однак руди значної більшості родовищ є полімінеральними, тобто складаються з декількох чи багатьох мінералів. Крім головних компонентів у рудах нерідко зустрічаються різні елементи-домішки, що містяться в незначних кількостях (сотих чи тисячних частках відсотка). Якщо ці елементи-домішки разом з основними компонентами вилучаються з руд, то їх цінність суттєво збільшується. Наприклад, присутність срібла, золота, кадмію, талію, селену, телуру підвищує цінність свинцево-цинкових руд, а домішки кобальту, платини і паладія — мідно-нікелевих.

Для корисних копалин, які використовуються повністю (наприклад граніти) поділу на цінні та жильні мінерали зазвичай не проводиться.

За складом переважаючої частини рудних мінералів виділяються такі головні типи руд:

1)       оксидні (оксиди і гідрооксиди — залізо, марганець, олово, уран, хром, алюміній)

2)       силікатні (неметалічні родовища — слюда, азбест, тальк), (металічні -нікель)

3)       сірчанисті — сульфіди, арсеніди, антимоніди, сполуки вісмуту, телуру, селену (руди міді, цинку, плюмбуму, нікелю)

4)       карбонатні (деякі родовища заліза, мангану, магнію, плюмбуму, цинку)

5)       сульфатні (руди барію, стронцію)

6)       фосфатні (родовища фосфору)

7)       галоїдні (солі і флюорит)

8)       самородні (самородні метали і сплави — золото, платина, мідь)

За складом всієї маси руди, включаючи рудні і нерудні, — кременисті, силікатні, карбонатні, сульфатні, сульфідні, оксидні, фосфатні, галоїдні і органогенні.

Висновки

Таким чином, родовища корисних копалин є лиш аномальним, локальним підвищенням концентрацій тих чи інших елементів і їх природних сполук на фоні їх широкого розсіювання в земній корі.

Окрім необхідної наявності сприятливих геологічних факторів для утворення родовища корисної копалини, не менш важливими є умови, які забезпечують збереження утворених промислових концентрацій в родовищі від наступних геологічних подій і в першу чергу від ерозії.

Наприклад, шари солей, які відкладаються в ході хімічної садки, збережуться як промисловий об’єкт лише в тому випадку, якщо вони будуть перекриті іншими породами, що будуть їх зберігати від руйнування новими порціями розчинів, які попадають в басейн хемогенної седиментації. Подібним чином, для алювіальних розсипищ золота чи платини необхідною умовою їх збереження має бути забезпечення затухання сили потоку, щоб не розмити утворенні концентрації.

Отже, поява родовища корисної копалини — це рідкісне природне явище і завданням геолога є визначення цих особливих геологічних та фізико-хімічних процесів, які призвели до локальної концентрації мінеральної сировини на фоні її регіонального розсіяння. 

Список використаної літератури

1. Антонюк Н.В. Теоретичні основи країнознавства / Антонюк Н.В., Мальська М.П. , Занько Ю.С., Ганич Н.М. — К. : Знания, 2011. — 326 с.
2. Гольцов А. Г. Вступ до спеціальності: країнознавство. Модуль 2: навч. посіб. — К.: Київ, ун-т ім. Б. Грінченка, 2013. — 128 с.
3. Країнознавство : підручник / Крижанівський В.П., Дорошко М.С., Головченко В.І. та ін. / За ред. Дорошка М.С. — К.: Знання, 2012. — 439 с.
4. Масляк П.О. Країнознавство : підручник / П.О. Масляк. — К. : Знання, 2008. — 292 с.
5. Рудько Г.І. Геолого-економічна оцінка родовищ корисних копалин / Рудько Г.І., Курило М.М., Радованов С.В. – К.: Вид-во «АДЕФ – Україна», 2011. – 384с.
6. Теоретичні основи країнознавства : підручник / Н.В. Антонюк, М.П. Мальська, Ю.С. Занько, Н.М. Ганич. — К. : Знання, 2011. — 326 с.
7. Яценко Б.П. Країнознавство. Основи теорії : навч. посіб. / Б.П. Яценко, В.К. Бабарицька. — К. : Либідь, 2009. — 312 с.