Металлические и неметаллические полезные ископаемые рассматриваются по единому плану. Сначала обсуждаются области применения данного полезного ископаемого, затем перечисляются главнейшие рудные минералы рудные минералы, после этого рассматриваются запасы, уровень мировой и отечественной добычи, кондиции, цены. Рассматриваются важнейшие геолого-промышленные типы месторождений. Наконец, приводятся примеры главнейших месторождений для данного вида сырья. Для компактности в конспекте многие из этих данных сведены в таблицы 2-5. На лекциях демонстрируются данные лишь для важнейших полезных ископаемых.
Группа |
Класс |
Виды и разновидности |
Металлические
|
Чёрные металлы |
Fe, Cr, Mn,V |
Лёгкие металлы |
Al, Ti, Be, Mg, Li |
Цветные металлы |
Cu, Pb, Zn, Sb, Ni |
Редкие и малые металлы |
W, Mo, Sr, Sn, Co, Hg, Zr, Bi, Ta, Nb |
Благородные металлы |
Au, Ag, Pt, Pd, Os, Ir, Rh, Ru |
Радиоактивные металлы |
U, Th, Ra |
Рассеянные элементы |
Sc, Ga, Rb, Cs, Ge, Cd, In, Hf, Re, Te, Se, Tl |
Редкоземельные элементы |
La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Y |
Неметаллические |
Горнохимическое сырьё |
Химическое сырьё: минеральные соли, серное, борное, фторное, мышьяковое, кальциевое и др. сырьё |
|
Агрохимическое сырьё: фосфор-ное, калийное, азотное, борное, известковое и др. |
Индустриальное сырьё |
Флюсы и плавни: известняк, доломит, флюорит, полевой шпат, кварц, нефелин |
|
Формовочные материалы: кварцевый песок, маршаллит, глины и др. |
|
Огнеупоры и теплоизоляторы: графит, хромит, асбесты, вермикулит, тальк, магнезит, брусит, кварцит, боксит, глины и др. |
|
Высокоогнеупорное сырьё: андалузит, силлиманит, кианит, диаспор и др. |
|
Каменные кислото- и щёло-чеупоры: андезиты, базальты, диабазы, кварциты, фельзиты и др. |
|
|
Диэлектрики: мусковит, фло-гопит, хризотил-асбест и др. |
|
|
Сорбенты и иониты: бенто-нитовые глины, опока, трепел, диатомит, цеолиты, боксит, вермикулит, глауконит и др. |
|
|
Наполнители: тальк, каолинит, гипс, диатомит и др. |
|
|
Абразивы и антиабразивы: алмаз, гранат, халцедон и др. |
|
Самоцветы и пьзо-оптическое сырьё |
Оптическое сырьё: флюорит, исландский шпат, горный хрусталь и др. |
|
|
Пьезоэлектрическое сырьё: кварц, турмалин и др. |
|
|
Ювелирные камни: алмаз, рубин, сапфир, изумруд, жадеит-империал, александрит и др. |
|
|
Ювелирно-поделочные камни: малахит, лазурит, родонит, нефрит и др.
|
|
|
Поделочные камни: селенит, серпофит, мраморный оникс, гагат, окаменелое дерево, агальматолит, змеевик, кварцит, порфир и др.
|
|
Строительные материалы и сырьё для их производства |
Пильный (стеновой) камень: извест-няк, доломит, песчаник, травертин, туф и др. |
|
|
Колотый и тёсаный камень: базальт, диабаз, габбро, гранит, диорит, доломит, известняк, песчаник, кровельный сланец и др. |
|
|
Облицовочные камни: мрамор, квар-цит, гранит, лабрадорит, габбро, извест-няк, и др. |
|
|
Сырьё для каменного литья: диабаз, диорит, сиенит, базальт, известняк и др. |
|
|
Цементное сырьё и вяжущие материалы: мергель, известняк, глины, гипс, мел, диатомит, радиолярит, опока, трасс, пемза, трепел и др. |
|
|
Наполнители бетонов и бутовые камни: гравий, галька, дресва и щебень прочных горных пород, песок, пемза, туф и др. |
|
|
Сырьё для производства лёгких наполнителей: шунгит, перлит, вермикулит, аргиллит, глины, диатомит, трепел, опока и др. |
|
|
Минеральные пигменты: охра, мумия, умбра, мел, вивианит, малахит, барит, витерит, глауконит и др. |
|
|
Стекольно-керамическое сырьё: пег-матит, аплит, нефелин, глины, каолин, стекольные пески, лёсс, суглинки и др. |
Таблица 3.
Важнейшие промышленные минералы металлических полезных ископаемых и их использование
Металл, его использование |
Главные минералы, формулы |
Содержание металла, вес. % |
Чёрные металлы |
|
|
|
Fe. Сплавы с углеродом и с легирующими добавками Mn, Cr, Ti, V, Ni, Co, Mo и др. |
Магнетит FeFe2O4
Гематит Fe2O3
Гётит FeO(OH)
Гидрогётит FeO(OH) . nH2O
Сидерит Fe[CO3]
Шамозит
Fe4(Al,Fe)[AlSi3O10](OH)6 . nH2O |
72,4
69,9
62,9
45-58
42,8
28,5- 37,3 |
Cr. Чёрная металлургия; производство огнеупоров; хромирование; химия. |
Хромит
(Mg,Fe)Cr2O4 |
12-51 |
Mn. Чёрная металлургия; цветные сплавы с Cu, Zn, Ni, Al. |
Пиролюзит MnO2
Браунит MnMn6O8[SiO4]
Гаусманит MnMn2O4
Манганит MnO(OH)
Псиломелан (Mn,Mn)5O10(Ba,H2O)2-n
Родохрозит Mn[CO3] |
63,2
57-64
50-62
62,4
40-57
47,8 |
V. Чёрная металлургия; цветные сплавы с Ti, Nb, Zr, Ni, Al и др., химия. |
- Примесь в титаномагнетите
Карнотит K2(UО2)2[VO4]2 . 3H2O
Тюямунит Ca(UO2)2[VO4]2 . 8H2O
Кульсонит FeV2O4 |
0,1-0,4
11,3
19,1
46 |
Лёгкие металлы |
|
|
Al. Производство лёгких (с Cu, Si, Mg, Zn, Mn) и цветных (с Cu, Mg, Ti, Ni, Zn Fe) сплавов. |
Диаспор AlO(OH)
Бёмит AlO(OH)
Гидраргиллит (гиббсит) Al(OH)3
Нефелин KNa3[AlSiO4]4 |
45
45
34,6
до 17 |
Ti. Производство лёгких и антикоррозионных сплавов с Al, Mg, Cr, Cu, Ni, Co, Fe, Mo, W, Zr и др., пигментов (TiO2) и наполнителей (TiO2). |
Рутил (анатаз, брукит) TiO2
Ильменит FeTiO3 |
59,9
31,6 |
Mg. Сплавы с Al, Mn, Zn, редкими металлами; обогащение Ti, U, Zr, B, V, Be. |
Доломит CaMg[CO3]2
Магнезит Mg[CO3]
Карналлит KMgCl3 . 6H2O
Бишофит MgCl2 . 6H2O |
13,2
28,5
8,7
11,9 |
Li. Сплавы с Al, Mg, Be для производства металлургического обо-рудования, авиа- и космической техники; гидрид – компонент авиа- и ракетного топлива; дейтерид – компонент водородной бомбы; гидроксид - компонент аккумуляторов; другие соединения используются для регенерации воздуха, в качестве добавок в пластмассы, керамику, стекла и т.д. |
Сподумен LiAl[Si2O6]
Петалит (Li,Na)[AlSi4O10]
Около половины лития добывается из рассолов соляных озёр. |
2,4
2,3 |
Цветные металлы |
|
|
Cu. Электротехника; сплавы с Zn, Sn, Pb, Al, Be, Si и др.; химия. |
Халькопирит CuFeS2
Борнит Cu5FeS4
Кубанит CuFe2S3
Халькозин Cu2S
Ковеллин CuS
Куприт Cu2O
Самородная медь Cu
Теннантит Cu12As4S13
Тетраэдрит Cu12Sb4S13
Малахит Cu2(OH)2 [CO3]
Азурит Cu3(OH)2 [CO3]2 |
34,6
63,3
23,4
79,7
66,4
88,8
97-98
45,8
51,6
57,4
55,3 |
Pb. Производство аккумуляторов, боеприпасов, припоев; радиационная защита; сплавы с Cu, Sn, Sb и др.; химия. |
Галенит PbS |
82-86,6 |
Zn. Сплавы с Cu, Al, Mg, Sn, Ni; оцинкование; химия; пигмент (ZnO). |
Сфалерит ZnS
Смитсонит Zn[CO3] |
43,6-67,1
52,0 |
Sb. Сплавы с Pb, Zn; радио-техника; химия. |
Антимонит Sb2S3 |
70,2-71,4 |
Ni. Чёрная металлургия; сплавы с Cr, Co, Cu, Al и др., производство металлокерамических сверхтвёр-дых сплавов; никелирование. |
Пентландит (Fe,Ni,Co)9S8
Гарниерит
(Ni,Mg)6(ОН)8[Si4O10]
Ревдинскит (Ni,Mg)6 (OH)8 [Si4O10]
Примесь в гидроксидах железа и глинистых минералах |
10-40
4,3-20
5-30
до 15 |
Редкие и малые металлы |
|
|
W. Чёрная металлургия; сверхтвёрдые сплавы; электро- и радиотехника; химия. |
Шеелит Ca[WO4]
Вольфрамит (Fe,Mn)[WO4] |
63,9
до 60 |
Mo. Чёрная металлургия; сверх-твёрдые сплавы; электро- и радиотехника; химия. |
Молибденит MoS2 |
59,9 |
Sn. Антикоррозионное покры-тие сталей; сплавы с Pb, Cu Sb и др.; припои; химия. |
Касситерит SnO2 |
78,8 |
Co. Чёрная металлургия; химия. |
Шмальтин (Co,Ni,Fe)As3-n
Кобальтин (Co,Fe)AsS
Саффлорит CoAs2
Асболан m(Co,Ni)OMnO2 . nH2O
Примесь в пирите и пентландите |
13,8-24,1
35,4
6,7-23,4
3,15-32
до 14 |
Hg. Обогащение золота; про-изводство едкого натра и хлора; катализатор; приборостроение; боеприпасы. |
Киноварь HgS |
86,2 |
Zr. Чёрная металлургия; огне-упоры; сплавы с Ni, Co, Cr для атомной энергетики, аэро- и космической техники, газовых турбин, химических и др. установок; абразивы; керамика. |
Циркон Zr[SiO4]
Бадделеит ZrO2 |
49,5
74,0 |
Ta. Легирование в чёрной и цветной металлургии. Сплавы используются в атомной, аэро- и космической технике, приборо-строении, радиотехнике, химии.
Производство твёрдых сплавов, специального стекла; волоконная оптика. |
Танталит (Mn,Fe)(Ta,Nb)2O6
Воджинит Mn(Sn,Ta,Ti,Fe)(Ta,Nb)2O8
Лопарит (Na,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)O3
Примесь в касситерите |
40-68 Ta2O5
до 74 Ta2O5
0,4-0,9 Ta2O5 |
Nb. Чёрная металлургия; цветные сплавы для атомной, аэро- и космической техники, радиоэлектроники; специальное стекло; волоконная оптика. |
Колумбит (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6
Пирохлор (Na,Ca,TR)2(Nb,Ta,Ti)2O6(F,OH)
Лопарит (Na,Ca,Ce)(Nb,Ta,Ti)O3 |
До 80 Nb2O5
до 73 Nb2O5
6-13 Nb2O5 |
Благородные металлы |
|
|
Au. Ювелирные и монетные сплавы с Ag, Cu и др.; валютные резервы; зубоврачебное дело; радиоэлектроника. |
Самородное золото Au
Электрум (Au, Ag)
Калаверит AuTe2
Примесь в пирите, арсенопирите, антимоните, тетраэдрите и др. |
60-99
30-60 Au,
40-70 Ag
43,6 |
Ag. Радио- и электротехника; фотография; ювелирные и монетные сплавы с Cu, Au и др.; производство зеркал; медицина; химия. |
Примесь в галените, блёклых рудах, халькозине, пирите
Самородное серебро Ag
Аргентит Ag2S
Прустит Ag3[As S3]
Пираргирит Ag3[SbS3] |
87-99
87,1
65,4
59,8 |
Pt и элементы её группы (Pd, Ru, Rh, Os, Ir). Катализатор в нефтеперерабатывающей про-мышленности; радио- и электро-техника; приборостроение; стекловарение; химия; ювелирное дело. |
Платина самородная Pt
Многочисленные природные сплавы платины и элементов её группы между собой и с железом
Сперрилит PtAs2
Высоцкит (Pd,Pt,Ni) S |
98-99,5
до 93
56,5
57-71 Pd,
0,3-9 Pt |
Радиоактивные металлы |
|
|
U. Энергетика, в том числе судовая; боеприпасы; химия; приборостроение. |
Уранинит UO2+x
Урановая чернь, настуран UO2+n
Карнотит K2(UO2)2[VO4]2 . 3H2O
Уранофан
Ca [UO2(SiO3OH)]2 . 5H2O
Браннерит (U,Ca,Th,Y)(Ti,Fe)2O6
Коффинит U[SiO4]
Отенит Ca(UO2)2[PO4]2 . (8-12)H2O
Тюямунит
Ca(UO2)2[VO4]2 . (5-8) H2O |
84,6-87,3
83,5-84,6
52,7
52,4-55,7
7,5-27,5
68
48,5
37,9-54,3 |
Th. Атомная энергетика, легирование цветных сплавов с Mg, Zn, Zr для аэро-, космической и военной техники. |
Монацит (Ce,La,Th)[PO4]
Торит Th[SiO4]
Торианит ThO2 |
2,0-24,1
81,4
88,0 |
Рассеянные элементы |
|
|
Ga. Полупроводники; экраны мониторов ЭВМ; спецтермометры; спецстёкла и зеркала; сплавы на основе Al и Mg; стоматология; лазеры. |
Примесь в бокситах и цинковых рудах. |
|
Ge. Полупроводники; инфракрасная и волоконная оптика; легирование сплавов на основе Cu, Al, Mg, Sn и др.; катализатор; химия; приборостроение. |
Примесь в углях, сульфидных рудах Zn, Pb, Cu.
Германит Cu3(Fe,Ge,Ga)S4
Реньерит(Cu,Fe)3(Fe,Ge)S 4 |
6,2-11
6-7,8 |
In. Спецсплавы с Cu, Ag, Ga, Bi, Pb, Sn, Cd; легирование сталей; полупровод-ники; инфрокрасная техника; термоэле-менты. |
Примесь в сульфидных рудах Pb, Zn, Cu, Sn. |
|
Te. Полупроводники; легирование в чёрной металлургии; цветные сплавы с Cu, Pb; приборостроение; термо-электрогенераторы; инфрокрасные излучатели; катализатор; термостойкая резина; химия; специальные стёкла; фармакология. |
Примесь в сульфидных рудах Ni, Cu, Mo, Pb, Zn. |
|
Se. Полупроводники, выпрямители; фотоэлементы; ксерография; добавки в специальные стёкла и керамику. |
Примесь в рудах Ni, Cu, Mo. |
|
Таблица 4.
Важнейшие промышленные минералы неметаллических горнохимических полезных ископаемых и их использование
Таблица 5.