МИНЕРАЛОГИЯ

Минералогия (от минерал и греч. logos - слово, учение) - наука о природных химических соединениях - минералах; изучает их состав, свойства, морфологию, особенности структуры, процессы образования и изменения, закономерности совместного нахождения в природе.

Приведенный в параграфе 2.1. краткий исторический очерк истории минералогии раскрывает ее связь с другими науками. Минералы являются объектами исследований в петрографии, учении о полезных ископаемых, геохимии, геофизике и других дисциплинах геологического профиля. Очевидна связь минералогии как науки о природных химических соединениях кристаллической структуры с кристаллографией, физикой, химией. Имеются общие вопросы минералогии с биологией и палеонтологией - минералы входят в состав тканей живых организмов и растений, слагают окаменелости. После полетов на Луну, Венеру, Марс и другие космические тела стало понятно, что минералогия не замыкается на одном объекте - планете Земля; ее рамки расширяются до исследований в Космосе. Во всех науках при исследовании минералов широко используется математический аппарат - теория вероятностей, математическая статистика, аппроксимация установленных зависимостей, доверительные допустимые границы интерполяции и экстраполяции и др. Из изложенного - минералогия через комплекс исследований имеет прямые и обратные связи с объектами живой и неживой природы. Обратные связи определяют задачи, стоящие перед минералогией на данном этапе развития общества.

Практическое значение минералогии состоит в том, что она является одной из основ материального развития во все времена истории человечества. Поэтому отметим технический и технологический аспекты задач минералогии. В общем случае после оценки минерального сырья в недрах оно подвергается следующим технологическим воздействиям: взрывание, экскавация, транспортирование, дробление, измельчение, обогащение, горно-металлургический или горно-химический переделы. Рациональные параметры каждого из этих процессов объективно обусловлены природными физическими свойствами и химическим составом минералов, слагающих тело полезного ископаемого. Значит прямая задача минералогии - правильно оценить комплекс технических и технологических свойств сырья в недрах; обратная связь определяет конкретный состав этого комплекса. Отсюда через технологические воздействия на добываемое сырье минералогия связана с объектами экономики.

Изучение связей минералогии с объектами природы относят к направлению «теоретическая минералогия»; с объектами экономики - «прикладная минералогия» (рис. 2.1). Такое деление в значительной степени условно: решение теоретических вопросов всегда детерминирует правильный подход к решению вопросов практики; практические аспекты определяют круг актуальных теоретических задач.

Укрупненная схема взаимосвязей в минералогии

Рис. 2.1. Укрупненная схема взаимосвязей в минералогии

К теоретической минералогии относят следующие направления: описательная, генетическая, экспериментальная, региональная и минералогия космических тел.

Описательная минералогия. Здесь даются характеристики известных к настоящему времени минералов - их конституция, физические свойства, морфология выделений. Раскрываются вопросы систематики и классификации, устанавливаются вариации химического состава внутри минеральных видов, зависимости между физическими свойствами и особенностями состава и кристаллической структуры. Особый раздел описательной минералогии - минераграфия - изучение рудных минералов с применением специфических методов исследования (оптики отраженного света, микрохимических реакций и др.).

Генетическая минералогия изучает условия, процессы и способы образования и изменения минералов в природе. Здесь выделяют множество самостоятельных разделов, перечисление и раскрытие которых является задачей специального исследования. Поэтому назовем лишь некоторые из них:

  • учение о типоморфизме минералов, связывающее особенности морфологии, состава, структуры и физических свойств минералов с геологическими и физико-химическими условиями их образования. Это учение распространяется также на парагенезисы и минеральные ассоциации;
  • онтогенический и кристалломорфологический анализ, расшифровывающий историю и механизм образования минеральных индивидов и агрегатов;
  • исследования твердофазных и газово-жидких включений в минералах, дающие информацию о химизме и физико-химических параметрах минералообразующей среды - температуре, давлении, pH, Eh. Как имя собственное данного раздела часто употребляют термин «термобарогеохимия»;
  • изотопные исследования, позволяющие определить источник вещества при минералообразовании;
  • парагенетический анализ - исследования закономерностей генетически обусловленного совместного нахождения минералов в геологических образованиях (горных породах, гидротермальных жилах, месторождениях и др.).

Экспериментальная минералогия дополняет генетическую лабораторным моделированием природных процессов минералообразования. К настоящему времени многие факторы этих процессов недоступны прямому наблюдению и оцениваются косвенно. Поэтому моделирование природных процессов выполняется с определенными допущениями.

Задача региональной минералогии - установление закономерностей распределения и локализации минералов на отдельных территориях - от конкретных месторождений до крупных металлогенических провинций или экономико-географических регионов. Эта задача решается на основе анализа геологической истории формирования месторождения или развития провинции (региона). Металлогения - раздел учения о полезных ископаемых, исследующий закономерности формирования и размещения рудных месторождений.

Минералогия космических тел (Луны и планет, а также метеоритов) - относительно новая область минералогии (вторая половина XX века), связывающая ее со сравнительной планетологией. Полученные здесь результаты позволяют расширить в том числе и знания о закономерностях развития планеты Земля как одного из объектов Солнечной системы.

В прикладной минералогии укрупненно выделяют два основных направления - повышение эффективности геологоразведочных работ (поисковая минералогия); увеличение полноты и комплексности использования минерального сырья (технологическая минералогия).

В поисковой минералогии обнаружение минералов, содержащих полезные компоненты, - прямой критерий существования оруденения или месторождения на исследуемой территории; наличие минералов-индикаторов, сопровождающих оруденение, - прогнозно-оценочный критерий перспективности находки полезного ископаемого. Задача данного направления - совершенствование существующих и разработка новых минералогических критериев поисков и оценки перспектив оруденения. Для этого широко применяется комплексирование с геохимическими и геофизическими методами.

Задачами технологической минералогии являются:

  • • оценка свойств минерального сырья, значимых при технологических воздействиях на него (технологические свойства). Например, при данной технологии переработки полезные компоненты извлекают из одного или нескольких минеральных носителей; из остальных, также содержащих эти компоненты, их извлечения не происходит. Другой пример - вследствие определенных физических свойств минералов содержащиеся в них полезные компоненты при дезинтеграции сырья концентрируются в определенных классах крупности (гранулометрия). Это обусловливает возможность предварительной (до обогащения и/или металлургического передела) концентрации ценных компонентов. Магнитность содержащих такие компоненты минералов определяет целесообразность применения магнитной сепарации и т. д.;
  • • минералого-технологическое картирование месторождений. Необходимая для этого информация формируется при оценке технологических свойств сырья. На основе данного вида картирования производится оценка запасов полезных компонентов (в том числе и попутных) в извлекаемой минеральной форме, планирование добычи и стабилизации минерального состава добываемой руды. Разрабатывается схема рациональных технологических воздействий на сырье для предварительной концентрации полезных компонентов, определяются возможные способы обогащения и т. д.;

• текущий минералогический контроль состава концентратов на действующих горно-металлургических предприятиях и разработка рекомендаций по оптимизации технологических режимов их передела с целью повышения сквозного извлечения полезных компонентов.

Каждое направление в минералогии, а часто и раздел в направлении - тема самостоятельного исследования. В данной главе наиболее детально рассмотрены процессы минералообразования - базовые знания для усвоения последующих нии дисциплин, в частности - петрографии, учения о полезных ископаемых и т. д.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >