Минералы руды и рудные месторождения

Как известно, металлы получают в основном из руд, добываемых из недр земли. Твердая оболочка земного шара — литосфера состоит из разных горных пород, сложенных минералами — химическими соединениями, твердыми растворами и иными образованиями из химических элементов, возникшими в результате природных геохимических процессов.

 
Минералы в большинстве своем твердые кристаллические вещества: они различаются по составу, структуре, цвету, блеску, плотности, твердости и иным признакам. В зависимости от состава минералы подразделяются на окислы, сульфиды, силикаты и др. Например, халькопирит CuFeS2 относят к сульфидам, гематит Fe2O3 к окислам, смитсонит ZnCO3 к карбонатам, каолинит Аl2O3 • 2SiO2 • 2Н2O к алюмосиликатам. Реже встречаются самородные минералы, представленные свободными элементами или их сплавами. В числе последних можно назвать самородную медь, серебро, самородные сплавы золота или платины с другими металлами.
В доступной нам части литосферы толщиной около 16 км приблизительное содержание минералов следующее, %: 
 
Силикаты и алюмосиликаты 75
Окислы и гидроокиси . . 17
Карбонаты …… 1,7
Фосфаты, арсенаты, ванадаты  . 0,7
Галогениды……… 0,5
Сульфиды и сульфаты … . . 3,5
Самородные элементы….. 0,1 
 
Многие из них имеют переменный состав из-за образования твердых растворов и изоморфных включений примесей, часто весьма ценных. Помимо кристаллических минералов, в породе широко представлены золи и гели — дисперсные системы и продукты их коагуляции.
 
Групповые — парогенетические ассоциации — возникают в результате взаимодействия с окружающей средой в ходе генезиса (образования) минералов. Примерами тому могут быть совместные скопления галенита PbS, сфалерита ZnS, хальколирита или пирротина Fe(1-X)S, пентландита (Ni, Fe)gS8, магнетита Fe3О4 и халькопирита.
 
Ядро нашей планеты диаметром около 6000 км, нагретое до-2000—3000° С и сжатое давлением порядка 1011 Па, отделено от литосферы мантией, температура и давление в которой по направлению к поверхности постепенно понижаются.
Литосфера, в основном состоящая из базальтов и гранитов, покрыта осадочными породами, преобразованными воздействием воды и воздуха. 
Жидкий расплав — магма, проникающий в литосферу из мантии, постепенно охлаждается, выделяя газы и первичные твердые фазы, обогащенные элементами (Fe, Mg, Cr, Ti, St, Ni, Co, Pt).
 
При этом возникают минералы: магнетит, титано-магнетит, сульфиды железа, никеля, меди и др., входящие в основные и ультраосновные горные породы.
Остаточный сравнительно кислый расплав, богатый силикатами, затвердевает, образуя сначала полевые шпаты и кварца затем пегматиты, несущие литий, бериллий, торий, ниобий, тантал. Из газов и паров возникают месторождения олова, вольфрама и других металлов. Из перегретых под давлением водных: растворов в трещинах горных пород выделяются гидротермальным путем сульфиды железа, сурьмы, цинка , ртути, мышьяка,, карбонаты, золото, серебро и другие вещества.
При охлаждении газов и паров конденсируются рудные минералы олова, вольфрама и сопутствующих элементов.
 
В результате сезонных изменений температуры, действия грунтовых вод, бактерий, углекислоты и кислорода воздуха происходит выветривание — поверхностное преобразование литосферы. Сульфиды превращаются в окислы, гидроокиси, карбонаты и другие соединения. Хлориды, сульфаты и прочие растворимые соли металлов уносятся водой в моря и океаны. Высыхание морских бассейнов оставляет залежи солей натрия,, калия, магния и иных растворимых соединений.
 
Рудами считают горные породы, которые при современном уровне техники выгодно перерабатывать для получения металлов. Первым основанием для такой оценки служит содержание ценных составляющих. Оно дополняется расчетом стоимости добычи из недр, перевозки и переработки.
 
Руды называют по извлекаемым из них металлам, например медная, свинцовая, никелевая и дополнительно — по преобладающему типу минералов: сульфидная, окисленная. Некоторые из-них служат сырьем для получения нескольких металлов, например свинцово-цинковая, медно-никелевая, медно-свинцово-цинковая.
Минералы, содержащие ценные элементы, извлекаемые при комплексной переработке, считают рудными, а остальные — пустой породой. Различие между теми и другими условно, оно зависит от уровня техники и связанной с этим доступной комплексностью. По мере совершенствования металлургического производства к пустой породе относят все меньшее число минералов.
 
При формировании земной коры металлы распределялись неравномерно — они скопились в некоторых ее участках и образовали руды. Так возникли рудные месторождения. Миграция — перемещение элементов наблюдается и поныне. Средние содержания металлов в земной коре (кларки) в большинстве весьма невелики: это видно из табл. 5, где они приведены в процентах от массы литосферы. Сравнивая, например, среднее содержание меди в рудах, (1—2%) с кларком меди, легко убедиться, что рудные месторождения встречаются нечасто. Найдя руду, геологи начинают разведку месторождения: определяют качество руд и их запасы. 
 
Если последние достаточно велики и могут оправдать строительство горно-металлургического предприятия, месторождение начинают разрабатывать. Иногда руда залегает неглубоко и ее можно добывать сравнительно дешевыми открытыми способами с помощью экскаваторов, бульдозеров, гидромониторов и других механизмов. Нередко, однако, залегание бывает глубоким. Тогда добычу ведут сравнительно сложным, но не всегда более дорогим подземным способом — строят шахты.
 
Металлургические заводы стараются размещать близ месторождений, стремясь избежать дальних перевозок, но это не всегда возможно, например из-за отсутствия в данном районе топлива, в связи со сложными климатическими условиями и по другим причинам.
 
Статья на тему Минералы руды и рудные месторождения