Рудная минераграфия. Учебное пособие для направления 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых»

В учебном пособии охарактеризованы существующие методы микроскопического исследования руд и практические приемы работы на рудных микроскопах. Последовательно рассмотрен процесс определения физических свойств рудных минералов под микроскопом, главных диагностических свойств: анизотропии, твердости, отражательной способности и др., позволяющих определять минералы с помощью специальных таблиц, не прибегая к дорогостоящим аналитическим методам. Дана информация о методах практического изучения минерального состава руд. Пособие предназначено для студентов геологических специальностей, но может быть полезным как справочник для специалистов, занимающихся изучением руд. 

The course covers existent methods of microscopic ore investigation and practical ways to work on an ore microscope. The process of defining physical properties of ore minerals under a microscope, major diagnostic properties (anisotropy, hardness, reflection factor etc.), which help to identify minerals using special tables without recourse to expensive analytical techniques, is considered step by step. The information on methods of practical study of mineral structure of ores is given. The manual is intended for the students of geological specialities, but can be useful as the directory for the experts engaged in study of ores. 

Минераграфия – наука, занимающаяся изучением минерального состава руд. Она зародилась в 60-х годах 18 столетия. При развитии метода микроскопического исследования руд в отраженном свете многие приемы были заимствованы из металлографии (изучение металлов и их сплавов).

Рудные минералы – специфическая группа минералов, отличающаяся свойствами, прежде всего от породообразующих минералов. Это, как правило, непрозрачные минералы, тесно сросшиеся друг с другом мелкозернистые агрегаты. Рудными минералами называют иногда все минералы, образующие месторождения.

Руды – это такие горные породы и минералы, добыча которых является экономически выгодной. Обычно рудой называют полезные ископаемые, содержащие металлы, а строительные камни, абразивы, глины, огнеупоры, наполнители и минеральные соли классифицируют как промышленные горные породы и минералы или как минеральное сырье.

В курсе «Рудная минераграфия» к рудным минералам относят такие природные соединения, которые содержат в своем составе металлы и характеризуются определенными физическими свойствами, позволяющими изучать их в отраженном свете на минерагафических (рудных) микроскопах. Рудные минералы широко распространены в горных породах, но в количествах, достаточных для промышленной оценки и добычи, они концентрируются лишь в исключительных случаях.

Для изучения минерального состава руд используются специальные препараты типа шлифа или аншлифа, изготавливаемые из кусочков пород и руд. Для петрографических исследований применяют поляризационные микроскопы проходящего света. Для изучения руд используются микроскопы отраженного света. Петрографический микроскоп позволяет изучать только оптические свойства минералов и исключает соприкосновение с исследуемым объектом, а минераграфические микроскопы позволяют, как изучать оптические свойства, так и воздействовать на минералы разными способами. Широко используются также стереоскопические микроскопы, особенно для изучения крупных образцов.

Определение рудных минералов является первым и наиболее важным этапом исследования руд. Определение слагающих руду минералов необходимо на всех стадиях изучения месторождений. Комплексные геолого-минералогические исследования систематически проводятся и в процессе разведки месторождения, причем минералогическое картирование и опробование должны сопутствовать геологическому картированию и разведочному опробованию на всех стадиях разведочных работ.

На поисковой стадии работ геологу необходимо знать полный комплекс минералов, присутствующих в породах исследуемого участка, выяснить, какие из них могут быть полезным ископаемым. Решается вопрос о возможности извлечения минералов из пород. На данной стадии работ первостепенную роль играет химический анализ, но он не может заменить минералогических исследований. Минераграфия позволяет определять не только минералы, но и мельчайшие включения в минералах и изучать закономерности их распределения. Только зная количество включений примесей в минерале можно точно определить его состав и рассчитать формулу. Минераграфический метод важен также для изучения парагенетических минеральных ассоциаций, структур и текстур руд, на основе которых вырабатывается концепция правильного понимания процессов рудообразования. В совокупности с геологическими и петрографическими исследованиями эти сведения позволяют установить генетический тип месторождения и тем самым более правильно подойти к его оценке и выбору наиболее эффективного метода разведки и разработки.

На стадии разведки месторождения микроскопическое изучение руды необходимо для правильного подсчета запасов и выбора технологии обогащения. При выборе метода переработки руд технолог должен знать минеральный состав руды, размеры зерен минералов и характер их срастания. Эти данные позволяют установить требуемую крупность измельчения и облегчают выбор методов обогащения руды. Основные методы обогащения основаны на использовании таких физических свойств минералов, как удельный вес (гравитационный), магнитность (магнитная сепарация), смачивающая способность поверхности (флотационный) и др. Поэтому необходимо знать основные физические свойства минералов.

На эксплуатационной стадии разведки месторождения в процессе обогащения руды микроскопический метод необходим при изучении промежуточных продуктов обогащения для контроля процесса обогащения и его оптимизации, а также состава отходов обогатительного производства. Методы наблюдения и измерения оптических свойств минералов в отраженном свете с успехом применяются при изучении качества углей, в процессе исследования состава, строения и степени метаморфизма каменного угля.