Романович И.Ф. Месторождения неметаллических полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

шнан

И.Ф.РОМАНОВИЧ

МЕСТОРОЖДЕНИЯ

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ПОЛЕЗНЫХ

ИСКОПАЕМЫХ

Допущено Министерством высшего и среднего

специального образования СССР в качестве

учебного пособия для студентов

геологических специальностей вузов

Криворожский ,. ,

Горнорудный институт]

БИБЛИОТЕКА

МОСКВА „НЕДРА" 1986

1ЧИ

юй

5КИ

ча-

де-

1ЫХ

кие

ме-

из

со-

1ые,

от-

пеп-

: не

злее

ицо-

[дам

г не

(К,

, ис-

раз-

•рон-

т то

ЙЫМ.

1лам

ля и

РУДЫ

Пеле-

.1рья:

гское

ювые

шны,

роды

таль,

д ви-

I ДЛЯ

1езит,

го Со-

УДК 553.6

Романович И. Ф. Месторождения неметаллических полезных ис-

копаемых. Учеб. пособие для вузов. — М.: Недра, 1986. 366 с,

ил.

Рассмотрены месторождения многочисленных нерудных ми-

нералов (полевые шпаты, силлиманит, андалузит, кварц, шпи-

нель, опал и др.) и горных пород (песчаник, кварцит, туфолава,

карбонатные породы и др.). Приведены их состав, свойства, гео-

химические особенности, требования промышленности к качеству

минерального сырья. Охарактеризованы генетические типы место-

рождений. Показаны возможности взаимозаменяемости при-

родных образований синтетическими продуктами.

Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Гео-

логия, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых».

Табл. 15, ил. 25, список лит.— 17 назв.

Рецензенты: кафедра месторождений полезных ископае-

мых Всесоюзного заочного политехнического института; А. С. Со-

колов д-р геол.-минер, наук, проф. (Государственный научно-ис-

следовательский институт горно-химического сырья)

1904050000—323 ;, '-.

tt 0

.-.

n<4 oc

162—86 © Издательство «Недр

Введение

На XXVII съезде КПСС перед геологами поставлены задачи

дальнейшего укрепления и расширения минерально-сырьевой

базы страны, повышения эффективности и качества подготовки

к. освоению разведанных запасов полезных ископаемых. В ча-

стности, указывалось, что особое внимание должно быть уде-

лено поискам и разведке сырья для производства минеральных

удобрений и строительных материалов.*

К неметаллическим полезным ископаемым относятся такие

минералы и горные породы, которые не являются источником ме-

таллов и не пр-едставляют минерального топлива.

Рудное неметаллическое сырье — минеральные агрегаты, из

которых в процессе переработки извлекают элементы, их со-

единения или минералы (например, руды асбестовые, алмазные,

борные, калийные). К нерудному неметаллическому сырью от-

носят глины, гравийно-песчаные смеси и другие промышлен-

ные горные породы. Некоторые горные породы используют не

целиком, а извлекают из них в процессе переработки наиболее

ценные компоненты' (например, блоки строительного и облицо-

вочного камня). Такие виды сырья относят к полурудным.

Исторически сложилось, что к неметаллическим видам

сырья относят полезные ископаемые, из которых извлекают не

только неметаллы (S, Se, P, As и. др.), но и ряд металлов (К,

Mg, Na и др.). Однако неметаллы, в отличие от металлов, ис-

пользуются не в сплавах, а в виде элементов (частично) и раз-

личных химических соединений. Некоторые виды сырья (строн-

циевые, титановые, литиевые, бериллиевые и др.) относят то

к металлическим, то к неметаллическим полезным ископаемым.

В ряде зарубежных классификаций, например, к неметаллам

относят бокситы, руды титана, лития, бериллия, циркония и

гафния. А. Е. Ферсман считал неметаллическим сырьем руды

урана, тория и ряда редких металлов.

В системе Министерства геологии СССР принято разделе-

ние неметаллических ископаемых на следующие виды сырья:

горно-химическое (сера, бор, фосфор и др.), горнотехническое

(асбесты, тальк, графит, цеолиты, полевые шпаты, фарфоровые

камни и др.); строительные материалы (керамические глины,

цементное сырье, песок, гравий, кристобалит-опаловые породы

и др.); камнесамоцветное и пьезооптическое (горный хрусталь,

исландский шпат, агат, нефрит, орлец, жадеит и др.). Ряд ви-

дов неметаллического сырья включается в состав сырья для

черной и цветной металлургии (формовочные пески, магнезит,

огнеупорные глины и др.).

* Материалы XXVII съезда Коммунистической партии Советского Со-

юза. М., Политиздат, 1986.

А. Е. Ферсманом разработана поотраслевая группировка

неметаллического сырья, позднее усовершенствованная.

1. Сырье для химической и туковой промышленности: руды

калия, бора, фосфора, барит, стронций, мышьяк, сода, иодо-

бромные воды, алунит, глауконит, известняк, доломит, флюо-

рит, вивианит-торфяные смеси, инертные газы, азот и кисло-

род воздуха и др.

2. Сырье для керамической и стекольной промышленности,

а также для производства минеральной ваты: глины, полевые

шпаты, фарфоровые камни, жильный кварц, нефелин, тальк,

пирофиллит, волластонит, флюорит, стекольные пески, извест-

няк, доломит, диопсид, базальты, обсидиан, перлит, сульфаты

натрия, руды бора, диатомиты, геллефлинты, щелочные као-

лины, каолин, маложелезистые тремолит, энстатит, форстерит

и др.

3. Сырье для синтеза кристаллов и минеральных агрегатов:

флюорит, жильный кварц, бокситы, руды бериллия, хрома, ко-

бальта и др.

4. Сырье для сплавов и легирования металлов: руды бария,

стронция, бора, фосфора и др.

5. Флюсы: известняк, флюорит, полевые шпаты, нефелин,

соединения бора, кварциты и др.

6. Огнеупорное сырье: магнезит, брусит, графит, огнеупор-

ные глины, андалузит, силлиманит, кианит, дюмортьерит, квар-

циты, дуниты, топаз, оливиниты, песчаники, доломит, топаз,

перидотит, тальковый камень, бокситы, хромит, асбесты, руды

циркония и бериллия.

7. Литейное сырье: пески, бентонитовые глины, оливиниты,

малосерпентинизированные дуниты и перидотиты.

8. Петрургическое сырье: базальты, диабазы, габбродиа-

базы, амфиболиты.

9. Кислотоупорное сырье: кварциты, амфиболовые асбесты,

тальк, кислые вулканические породы (бештауниты, риолиты

и др.).

10. Сырье для производства вяжущих веществ: известняк,

глина, гипс, суглинок, мергель, магнезит, трассы и пуццоланы,

глиежи, трепела, опоки, диатомиты, спонголиты, радиоляриты,

силикофлагеллиты, выветрелые диабазы, ангидрит, полевой

шпат, бокситы, железные руды и др.

11. Электроизоляционные материалы: слюды, асбесты, вол-

ластонит, тальк-хлоритовый камень, мрамор, кровельный сла-

нец и др.

12. Тепло- и звукоизоляционные материалы: диатомиты,

трепел, асбест, вермикулит, перлит, пемза, вулканический

шлак, известняк-ракушечник, сырье для производства мине-

ральной ваты (мафиты, доломит, мергель, диопсид и др.) и др.

13. Высокосорбционные материалы: бентонитовые, палыгор-

скитовые и сепиолитовые глины, цеолиты, щелочные асбесты,

девейлит, диатомит, каолинит, ломкий хризотил-асбест и др.

14. Абразивные материалы: алмаз, корунд, наждак, песча-

ники, пески, маршаллит, гранат, пемза, трепел, диатомит, поле-

вые шпаты, соединения бора, кварц, ставролит, топаз и др.

15. Утяжелители: барит, железные руды и др.

16. Наполнители: каолинит, глины, известняки (включая

мел), тальк, пирофиллит, слюды, цеолиты, брусит, гипс, асбе-

сты, цеолиты, глинистые сланцы и др.

17. Заполнители и сырье для их производства: гравий, пе-

сок, нигозерит, пемза, барит, вулканический шлак, карбонат-

ные породы, изверженные и метаморфические породы (гранит,

гнейс, габбро, диорит и др.), диатомит, трепел и др.

18. Строительные материалы: изверженные и метаморфиче-

ские породы, песчаники и кварциты, пески, песчано-гравийные

смеси, галечники, карбонатные породы, гипс и ангидрит, гли-

нистые сланцы, тальковый камень и др.

19. Облицовочные камни: гранит, лабрадорит, мраморный

оникс, серпентинит, мрамор, песчаники и кварциты, травер-

тины, мраморизованные известняки, карбонатные породы во-

обще, тешениты, габбро, яшмы, кровельный сланец и др.

20. Камнесамоцветное и техническое сырье: алмаз, изумруд,

янтарь, благородные корунды, шпинель, диопсид; гранаты, ма-

лахит, хризопраз, бирюза, лазуритовая порода, орлец, нефрит,

жадеит, агат, амазонит, селенит, ангидрит, яшмы, мраморный

оникс, окаменелое дерево, хризолит и др.

21. Минеральные пигменты: железистые и марганцовисто-

железистые охры, волконскоит, киноварь, барит, графит, тальк,

пирофиллит, волластонит, природная сажа, карбонатные по-

роды, азурит, глауконит и др.

22. Сырье для атомной промышленности и защиты от об-

лучения и удаления радиоактивных отходов: бор, барит, руды

стронция и натрия, графит, цеолиты, серпентинит, амфиболо-

вые асбесты, бентонитовые глины и др.

23. Сырье для радио- и телетехники, радиоэлектроники,

счетно-решающей техники, голографии, производства лазеров

и мазеров, полупроводниковой техники: мусковит, исландский

шпат, горный хрусталь, рубин, изумруд, благородная шпинель,

руды селена, мышьяка, кремния и др.

В настоящее время в значительной мере стихийно устано-

вилась следующая группировка месторождений неметаллов:

1) строительные материалы (в основном месторождения гор-

ных пород); 2) индустриальные минералы (слюды, асбесты

и др.); 3) камнесамоцветное сырье (а — драгоценные камни,

б — поделочные камни, в — коллекционные образцы). В уче-

нии о месторождениях строительных материалов обособилось

направление, посвященное облицовочным камням. Кроме того,

месторождения металлического сырья традиционно называют

рудными, не учитывая того, что к рудным следует относить и

месторождения промышленных минералов (алмаза, асбеста

и др.) и элементов-неметаллов (бора, фосфора и др.).

По нашему мнению, наиболее приемлемо разделение мине-

рального сырья всех видов, включая металлические и горючие

полезные ископаемые, на три группы: 1) элементы и их соеди-

нения; 2) минералы, 3) горные породы. С учетом этого поло-

жения в первой группе неметаллических полезных ископаемых

(сырье для извлечения элементов и их соединений) выделя-

ются два класса: а) туковое и химическое сырье (сера, фос-

фор, калий, хлор, натрий, азот и др.); б) индустриальное и хи-

мическое сырье (бор, селен, мышьяк, стронций, магний, инерт-

ные газы, кислород). Месторождения сырья первой группы по

особенностям разведки и оценки очень близки к месторожде-

ниям металлов.

Во второй группе неметаллических полезных ископаемых

(сырье для извлечения промышленных минералов) выделяются

три подгруппы: сырье с промышленно ценным химическим со-

ставом (полевые шпаты, высокоглиноземистое сырье, магне-

зит);- сырье с промышленно ценными физическими свойствами

и химическим составом (тальк, пирофиллит, волластонит, као-

линит и др.); сырье с промышленно ценными физическими

свойствами. Сырье последней подгруппы разделяется на кри-

сталлы и минеральные агрегаты и аморфные вещества. Среди

кристаллических видов сырья выделяются классы: а) инду-

стриальное сырье (слюда, асбест, исландский шпат); б) кам-

несамоцветно-индустриальное сырье (алмаз, благородные ко-

рунд, берилл, шпинель, пьезокварц и оптический кварц, турма-

лин и др.); в) камнесамоцветное сырье (благородные гранаты,

диопсид, сподумен, хризоберилл, эвклаз, топаз и др.). Сырье,

представленное минеральными агрегатами и аморфными ве-

ществами, также разделяется на три класса: а) индустриаль-

ное (графит, корунд, цеолиты); б) индустриально-камне-

самоцветное (агат, янтарь, малахит); в) камнесамоцветное

(бирюза, благородный опал, хризопраз и др.).

В третьей группе неметаллических полезных ископаемых

(промышленные горные породы) также выделяются три под-

группы: сырье с промышленно ценным химическим составом

(гипс и ангидрит); сырье с промышленно ценными физиче-

скими свойствами и химическим составом (глинистые, кремни-

стые, карбонатные, изверженные, метаморфические и другие

породы); сырье с промышленно ценными физическими свойст-

вами. Сырье последней подгруппы разделяется на классы:

а) индустриально-камнесамоцветное сырье (минеральные пиг-

менты, обсидиан, яшмы); б) камнесамоцветное сырье (гагат,

жадеитит, нефрит и др.); в) облицовочные материалы (мра-

морный оникс, орлец, серпентинит и др.).

-Существует целый ряд видов сырья, которые одновременно

могут принадлежать разным классам или даже разным груп-

пам (подгруппам). Например, месторождения каменной соли

могут рассматриваться и в качестве источника горной породы —

каменной соли и в качестве источника элементов.

Месторождения неметаллических полезных ископаемых

- весьма разнообразны по условиям генезиса и значительно бо-

гаче в этом отношении, чем месторождения металлов. Целый

ряд генетических типов месторождений, характерных для не-

металлов, у металлов неизвестен. Это, например, пиромета-

морфические (подземных угольных пожаров) месторождения

«горелых глин» (глиежей), интеграционные метаморфические

месторождения крокидолит-асбеста, возникающие при заим-

ствовании компонентов из ряда ассоциирующих пород (инте-

грация компонентов). Как результат тектонических процессов

возникают месторождения хризотил-асбеста в ультрамафит'ах

или месторождения графита. В результате сложных биохими-

ческих процессов и при определенной степени приближения

к дневной поверхности («экзогенное раскрытие») формируются

за счет гипсов и ангидритов месторождения серы. Генезис мно-

гих месторождений (магнезита, родусит-асбеста и др.) не

вполне ясен и нередко является предметом острых дискуссий.

До сих пор во многом загадочно происхождение крупных ме-

сторождений селитры. ' .

В связи с тем что генезис ряда месторождений остается не-

достаточно ясным, выделение промышленных типов месторож-

дений целесообразно проводить не на генетической, а на фор-

мационной основе, имея, однако, в виду, что особенности той

или иной формации связаны с ее генезисом. В соответствии

с воззрениями Е. Е. Захарова, развившего взгляды С. С. Смир-

нова и других советских и зарубежных исследователей, к ве-

дущим признакам формаций следует относить химический и

минеральный состав полезных ископаемых (ведущие полезные

минералы, их количественные соотношения, сопутствующие ми-

нералы, ведущие элементы-примеси), парагенетические ассо-

циации минералов, типичную геологическую обстановку (со-

став вмещающих пород, околорудные изменения и др.), техно-

логическую характеристику сырья, структурно-текстурные осо-

бенности полезных ископаемых, а также масштаб оруде-

нения, формы рудных тел и закономерности размещения ору-,

денения.

Генетическая классификация месторождений, принятая

в настоящем пособии (табл. 1), учитывает следующие основ-

ные факторы: 1) роль человека в создании месторождений

(техногенные и природные объекты); 2) характер процессов

в целом (экзогенные, эндогенные); 3) характер среды образо-

вания полезных ископаемых (воздушная, подземноводная, вод-

ная, расплав); 4) степень переноса полезных компонентов при

формировании месторождений; 5) роль процессов магматизма

и его характер; 6) роль тектонических процессов; 7) физико-хи-

мические условия; 8) степень эволюции минеральной массы

в процессе литогенеза и метаморфизма; 9) особенности диффе-

ренциации и интеграции вещества; 10) роль процессов телеско-

пирования.

«Таблица 1. Генетическая классификация месторождений неметаллических полезных ископаемых

Группа

Подгруппа

Класс Подкласс

Вид

Виды сырья

и примеры месторождений

ПРИРОДНАЯ СИСТЕМА

Эндогенная серия

Интрузивная

Эффузивная

Экзоплутоно-

генный

Эндоплутоно-

генный

Лавовый

Химический

(скарны магма-

тической стадии)

Механический

Полнокристалли-

ческий

Дифференцион-

ный

Лавовые потоки

Дайки

Ликвационный

Раннемагмати-

ческий

Позднемагмати-

ческий

Окситы

Ультрамафиты

Диопсид, волластонит, энстатит

Графит (Ботогольское)

Дунит, перидотит, гранит, габ-

бро и другие породы (Шкурла-

товское); алмаз (СССР)

S, Se (Талнахское)

Сапфир (Бо-Кео в Кампучии),.

Сг (Бушвельд в ЮАР)

Pt, Ti

Перлит (Артени), обсидиан

(Арагацкое)

S (Австралия)

Перлит (Паратунское)

щМящ

• '

• ' '

Магматически -

постмагматиче-

ская

Постмагматиче-

ская

:п

Пегматитовая

Карбонатитовая

Альбитит-грейзено-

вая

Скарновая

Скарново-грей-

зеновая

Эксплозивный

Малых глубин

Средних глубин

Магматический

Метасоматический

Альбититовый

Грейзеновый

Известковых

скарнов

Магнезиальных

скарнов

Экструзивный

Окситы

Мафиты

Пемза (Ильинское)

Вулканический шлак (Ключев-

ское, Кармрашен-Мастарин-

ское)

Пьезокварц, топаз (СССР, Бра-

зилия)

Полевые шпаты, мусковит, Be

Оливинит, нефелин, флогопит,

барит, флюорит, Р (Ковдорское)

Криолит, Be, Zr

Флюорит, Be

В, гранат, волластонит, графит,

Р (Дальнегорское и Боса-

гинское в СССР, Уисборо и

Айрон-Маунтин в США, Блек

Дональд в Канаде)

В (Таежное)

Флюорит, Be

— Продолжение табл. 1

Групп»

Постмагматиче-

ская

Метаморфическая

- - -

Подгруппа

Гидротермальная

Амобильная

Мобильная

Ограниченно

мобильная

Класс

Плутоногенный

Ограниченно-

дифференцирован-

ный

Без дифферен-

циации

Гидротермальный

Тектоногенно-гид-

ротермальный

Дифференциро-

ванный

Подкласс

Пегматитов

Тектоногенно-гид-

ротермальный

Тектоногенный

Вид

Малых глубин.

Больших глубин

Умеренных

Виды сырья

и примеры месторождений

Барит, S, Se (СССР); тальк

(Светлоключское); S, Se, As,

барит (Новое); фарфоровый ка-

мень (Гусевское в СССР, Нань-

Кан в КНР); исландский шпат

(СССР); корунд, андалузит (Се-

миз-Бугу); бентонитовые глины

(Саригюхское); каолины (Бере-

говское)

Полевые шпаты, мусковит (Ка-

рело-Кольская провинция

в СССР)

Графит, кианит, силлиманит

(Петровское и Кейвское)

Барит (Полярный Урал)

Флюорит (Забайкалье)

Горный хрусталь (Швейцария);

хризотил-асбест (Баженов-

ское и Молодежное в СССР)

Сг (Кимперсайская группа

в СССР)

Графит (Богала в Шри-Ланка)

Постмагматиче-

ски-метаморфи-

ческая

Аэробассейновая

Выветривания

экзогенных гор-

ных пород

Интеграционный

Механического

выветривания

Химического

выветривания

Контактово-ме-

тасоматический

Объемной инте-

грации

Экзогенная серия

Остаточный

Инфильтрацион-

ный

Умеренного вы-

ветривания

и больших глу-

бин

Малых глубин

Больших глубин

Интенсивного вы-

ветривания

Слабого переноса

вещества

Умеренного пере-

носа вещества

Тальк (Пугачевское)

Диопсид, флогопит (Алданскаж

группа в СССР)

Крокидолит- и амозит-асбесты:

(ЮАР)

Горный хрусталь (Якутская:

АССР)

Кислород, азот, инертные газы-:

(атмосфера)

Доломитовая мука, песок (Ок-

ско-Цинская группа в СССР)

Фосфориты, выветрелые ка-

менные угли (Ашинское)

Гипс и бор в кепроках (Индер-

ское), охры по пиритоносным

глинам (Горны Лукавиче-

в ЧССР)

В (Индерское)

Благородные опалы (Австра-

лия); фосфориты (Данеллон

в США)

— Продолжение ^табл. 1

Группа

Бассейноводная

Осадочных ме-

сторождений

Подгруппа

Океанических

и морских вод

Лагунная

Озерных и реч-

ных вод

Осадков

Осадочных гор-

ных пород

Класс

Океанических

и морских

Озерных

Наземных

Механический

Химический

Подкласс

Речной, озерный,

озерно-болотный,

морской, ледни-

ковый, флювио-

гляциальный,

эоловый, делю-

виальный, про-

лювиальный

Седиментацион-

ный

Диагенетический

Вид

Виды сырья

и примеры месторождений

К, Mg, Na, CI (Красное море,

Мировой океан)

Сульфат натрия, Mg, Li, NaCl

Глинистые и диатомовые илы,

ракуша

Диатомовые, глинистые и сап-

ропелевые илы, соли

Гуано

Алмаз, корунд, пески, глины,

гравий, галечник и др.

Гипс, NaCl, известняки, доло-

миты

Фосфориты, Sr, Ba

-—"- -"" - I '•

—

Подземноводная

и газонефтяная

Космоударная

Пирометамор-

*-* фическая

со i

Подземноводная

Фильтрационная

Газовая и неф-

тяная

Биогеохимиче-

ский

Хемогенный

Биогенный

Газовый

Нефтяной

Морской, озер-

ный, болотный

Поверхностный

Приповерхност-

ный

Приповерхност-

ный

Близповерхност-

ный

Первичных зале-

жей

Переотложенных

залежей

Торф, торф-вивианитовые туки.

(Западная Сибирь, Белоруссия)'

фосфориты (Каратауское); до-

ломиты (Хоч Доломит в ЧССР);,

пирит (Хвалетице в ЧССР);.

диатомит (Кисатибское); трепел

(Фокинское); опока (Алексеев-

ское) спонголит (Рава-Русское)*

Фосфориты (формация Броун-

Велли в США)

К, Mg, Br, I

Известковая гажа (Пермская:

группа в СССР)

Селитра

Пещерные фосфориты

S (Язовское)

S, Не (Астраханское)

Влтавины, лансделеит

Глиежи

— Продолжение табл. 1

Группа

Подгруппа

Класс Подкласс Вид

Виды сырья

и примеры месторождений

Экзогенно-зндогенная серия

Выветривания

эндогенных

концентраций

Переотложенных

кор выветривания

эндогенных

горных пород

Механическая

Химическая

Близкого пере-

отложения

Отдаленного

переотложения

Россыпной

Без существенной

дифференциации

вещества

С существенной

дифференциацией

вещества

Элювиальный,

делювиальный,

пролювиальный

Коллювиальный

Остаточный

Инфильтрацион-

ный

Алмаз, горный хрусталь, дра-

гоценные камни (Бразилия,

Конго)

Лазурит

Вермикулит (Ковдорское

в СССР, Либби в США); гра-

фит (Тамаровинци на Мада-

гаскаре); выветрелые диабазы

Каолин (Просяновское); гал-

луазитовая глина (Михаловец

в ЧССР); боксит, Р (Сокли.

в Финляндии)

Магнезит (Забковец в ПНР)

Вторичный каолин (Пологское);

галлуазитовые глины (Ми-

халовец в ЧССР); полевой шпат

(Хламки в ЧССР); магнезит

(Роденсион на Кубе); охры

(Малкинское)

Палыгорскитовые и бентони-

товые глины (Черкасское)

———

—,„

——

ел

Метаморфизован-

ных месторожде-

ний

Вулканогенно-

осадочная

- - -

Видоустойчивая

Трансформа-

ционная

Одноэтапная

Полиэтапная

Наземной пиро-

кластики

Вулканогенно-

озерный

Вулканогенно-

морской

С этапом меха-

нического пере-

отложения

С этапом хими-

ческого преобра-

зования

Кратерно-озер-

ный

Близвулканиче-

ских озер

Озерной рапы

Озерных отло-

жений

Фосфориты (May-Кок в СРВ)

Графит (Ногинское); корунЯ

(Чайнытское); наждак (При-

иртяшская группа в СССР)

Вулканический туф, пемза

S, трона и другие содовые ми-

нералы

В, К, Li

В, содовые минералы (Крамер

в США)

Барит, пирит

Пемза

Бентонитовые глины (Оглан-

линское в СССР, Блек Хиллс

в США); цеолиты (Айдагское)

к о

л о.

0.0

ест

о.

Асбесты

пихийная серия

Отвальная

Механическая

(физическая)

Барит

Хвостовая

Металлургические шлаки, золы

ТЭЦ

Термическая

Химическая

Биогеохими-

ческая

R ^

О Ьй

И К

СП СП

в<

х со

ЭЛЕМЕНТЫ

ТУКОВОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ

СЕРА

Общие сведения

Распространенность серы в породах земной коры, по А. П. Ви-

ноградову, следующая (в %): ультрамафиты 1 -10

; мафиты

3-Ю"

; мезиты 2-10"

; окситы 4-Ю

-2

; осадочные породы

3-Ю

-1

; кларк серы 4,7- 10~

. Природная сера состоит из смеси

четырех изотопов:

S,.

S. Наиболее распространены

изотопы

S и

S; при этом изотоп

S более характерен для

магматогенных ювенильных продуктов, a

S — для осадочных

органогенных. Очевидно, цикл превращения S0

-^-H

S->-S ве-

дет к обеднению изотопом

Сера часто ассоциирует с Se, As, халькофильными метал-

лами, а также со Sr, Ca, Ва, иногда с Те и Т1.

Промышленное значение имеют следующие минералы серы:

самородная сера S, включая а-серу (ромбическую), р-серу

(моноклинную) и ц-серу (аморфную); сульфиды железа — пи-

рит и марказит FeS

, пирротин Fei_

S; сульфиды цветных ме-

таллов— халькопирит CuFeS2, галенит PbS, сфалерит ZnS, бор-

нит Cu

FeS4 и другие; сульфаты — гипс CaS0

-2H

0, ангидрит

CaS0

, алунит KAl

(OH)

[S0

]2.

Крупный источник серы — сероводород природных горючих'

газов. Сера извлекается из сернистой нефти, различных биту-

минозных пород, сероводорода подземных вод.

а-сера устойчива до 95—96,6 °С, затем переходит в р-серу;

последняя плавится при 114—119 °С. В природе представите-

лем (i-серы является минерал сульфурит, формирующий тво-

рожистые массы в зонах действия горячих источников, вулка-

нов. Природная ц,-сера — смесь аморфной и кристаллической

модификаций; аморфная сера сравнительно быстро переходит

сталлов (в кавернах).

Самородная сера — плохой проводник электричества и

тепла, при трении электризуется отрицательно. Темная окраска

серы связывается с наличием битуминозных веществ. Сера

легко загорается и выделяет при горении сернистый газ и сер-

ный ангидрит. Встречается сера с повышенной массовой долей

Se (до 5,2 %)— селенистая сера, а-сера хорошо растворяется

в сероуглероде, бензоле, едких щелочах, хлороформе.

9 В

5 0 5

Криворожский

горнорудный институт

БИБЛИОТЕКА

Виды сырья

Выделяют следующие виды серного сырья: 1) самородная сера;

2) сульфидная сера (пирит, пирротин, халькопирит и др.);

3) сероводород природных горючих газов; 4) сернистая нефть;

5) битуминозные песчаники; 6) газы коксохимического произ-

водства; 7) металлургические газы; 8) сульфатная сера (гипс,

ангидрит, алунит); 9) нефтеносные сланцы; 10) сероводород

подземных вод; 11) газы ТЭС.

Руды самородной серы разделяют на богатые (25% S),

средние (10—25%) и бедные (5—10 %).

По минеральному составу среди руд самородной серы вы-

деляют: известняковые (серно-кальцитовые), доломитовые,

глинистые, мергелистые, гипсовые, песчаниковые разности,

серные опалиты, серные кварциты, серно-алунитовые кварциты,

серно-каолинитовые кварциты, вкрапленно-прожилковые сер-

но-каолиновые и рыхлые сублимационно-метасоматические

разности, серные илы, а также натечные, натечно-агломера-

товые, конгломератовые, оквасцованные и другие разновид-

ности.

Известняковые руды характерны для сероносной провинции

Предкарпатья. Руды на 90—92 % состоят из кальцита и серы.

Массовая доля серы в среднем составляет 25%. Среди

предкарпатских известняковых руд, по А. Г. Трухачевой, выде-

ляются: вкрапленные, гнездовые, прожилковые, гнездово-вкрап-

ленные, гнездово-прожилковые, гнездово-прожилково-вкрап-

ленные и брекчиевые. Сера в рудах представлена как скрыто-

кристаллической, так и явнокристаллической разностью. Среди

последних выделяют тонкокристаллические (диаметр зерен от

0,004 до 0,1 мм), средне- и крупнокристаллические разновидно-

сти. Средне- и крупнокристаллическая сера (диаметр зерен

0,1 —15 мм и более) обычно формирует агрегаты и друзы кри-

сталлов (в кавернах).

Скрытокристаллическая сера (диаметр зерен менее 0,01 мм)

формирует гнезда и вкрапления, состоящие из серы с примесью

тонкозернистого кальцита, глинистого вещества и битумов. Яв-

нокристаллическая сера образовалась позже скрытокристалли-

ческой. /

Доломитовые руды встречаются реже известковых, они из-

вестны на месторождениях Поволжья. Массовая доля серы

в них колеблется от первых процентов до 12%. Как и в из-

вестняковых рудах, каверны выполнены кальцитом и серой.

Сера нередко окрашена битумами, руды часто имеют полосча-

тую текстуру.

Глинистые руды развиты ограниченно и относятся к бед-

ным разностям (5—10% S); сера формирует прожилки,

а также послойные выделения.

Мергелистые руды близки к известняковым, но массовая

доля серы в них ниже.

Гипсовые руды встречаются в Поволжье и Предкарпатьё.

Руды относятся к категории бедных. Сера в основном пред-

ставлена прожилками в гипсах, а также отдельными включе-

ниями в ассоциации с карбонатами.

Песчаниковые руды формируют вкрапленность, линзовид-

ные скопления и прожилки, нередко служат цементом песча-

ников.

Рассмотренные руды — типичные первичные руды серы, свя-

занные с гипс-ангидритовыми толщами. Окисленные руды

представлены комковатыми и порошкообразными агрегатами.

Массовая доля серы в них низкая (1 —10%)- Окисленные из-

вестняковые руды состоят из тонкозернистого кальцита, глини-

стого вещества, а также обломочного кварца, слюды, глауко-

нита, гипса, полевых шпатов и других минералов.

В серных опалитах массовая доля серы составляет 20—

80%. Сера находится в тонком срастании с опалом. Диаметр

частиц серы — менее 0,001 мм. В серных кварцитах массовая

доля серы достигает 80%. Кремнезем представлен кварцем и

опаловым кристобалитом. В серно-алунитовых кварцитах мас-

совая доля серы обычно .колеблется от 18 до 25%. Сера фор-

мирует тонкие прожилки, а также тесные срастания с кварцем

и алунитом. Серно-каолинитовые кварциты сравнительно

редки, массовая доля серы в них изменяется от первых процен-

тов до 15%, реже более. Кроме серы и каолинита присутст-

вуют кварц, опал, алунит, сульфиды железа.

Вкрапленно-прожилковые серно-каолиновые руды развиты

в каолинизированных породах и распространены достаточно

широко. Массовая доля серы колеблется от первых процентов

до 10%.

Рыхлые сублимационно-метасоматические руды («сы-

пучка») имеют изменчивый состав; массовая доля серы состав»

ляет от 8 до 60%. Руды развиты сравнительно широко, но

скопления их невелики.

Серные илы современных кратерных озер содержат капле-

образные, сферические и полусферические зерна, а также не-

правильной формы обломки л дипирамидальные кристаллы

серы. Кроме самородной серы, в илах установлены вулканиче-

ские стекла (среднего или кислого состава), галлуазит, каоли-

нит, алунит, гипс, сульфиды железа (мельниковит, марказит)

и небольшие количества органического вещества. Массовая

доля серы изменяется в широких пределах (25—60%), влаж-

ность илов достигает 50%, текстура — тонкослоистая. Плотные

(диагенезированные) серные илы содержат 35—50 % серы,

а также опал, алунит, гипс, каолинит, марказит, пирит и

барит.

Натечные руды содержат обычно 80—90 % серы. В виде

примеси встречен опал. Натечно-агломератовые руды содер-

жат 40—60 % серы, цементирующей обломочный материал.

Массовая доля серы в сублимационных отложениях состав-