Магматические и метаморфические породы как минеральное сырье

Магматические и метаморфические породы широко применяются как естественные строительные материалы и облицовочные камни. Распространенность и масштабы природных скоплений этих пород имеют глобальный характер, однако критерии их промышленной значимости определяются близостью потребителя, доступностью, возможностью механизированной добычи, высокими физикомеханическими и прочностными свойствами пород, показателями экономической эффективности их разработки — при условии положительного решения вопросов охраны окружающей среды.

Породы можно использовать в строительстве без предварительной их обработки — в качестве щебня и бута или так называемого рваного и штучного камня. При этом учитывают: содержание различных фракций щебня по размеру кусков; форму минеральных зерен; предел прочности камня на сжатие. Для штучного камня важными характеристиками являются прочность, морозостойкость и выход из общей горной массы блоков определенных размеров. Облицовочный камень оценивается также декоративностью.

Годовая добыча строительного камня в мире составляет п млрд м³, только в странах СНГ добывают около 0,5 млрд м³. Магматические породы основного состава и их метаморфические аналоги подвергаются петрургии для получения цемента, заполнителя легких бетонов, обсидиан-стекла. Туфолавы используются в качестве стенового и облицовочного камня. Кроме того, перлит и туфы могут применяться в качестве сорбентов технологически и экологически вредных веществ и, в частности, радионуклидов.

Мировые цены 1 т отдельных видов данного сырья составляют: оливин — 60—110 долл., полевой шпат керамический — 70—150 долл., перлит — 60—95 долл., тальк — 214—286 долл.

Промышленные месторождения по генезису соответствуют подразделению магматических и метаморфических пород по их фациальной и формационной принадлежности.

Месторождения магматических пород строительного и облицовочного камня по сложности строения соответствуют 1-й и 2-й группам классификации ГКЗ.

Месторождения 1-й группы представлены массивными изверженными и метаморфическими комплексами пород, а также стратифицированными формациями эффузивных метаморфических пород однородного строения и состава с выдержанным качеством и ненарушенным или слабонарушенным залеганием.

Ко 2-й группе относятся месторождения аналогичных комплексов и формаций пород неоднородного строения и состава с невыдержанными мощностью, качеством и ненарушенным залеганием, а также субвулканические тела и дайки магматических пород.

Разведка месторождений проводится комбинированными системами — приповерхностные части изучают с помощью легких горных выработок, иногда штолен и мелких скважин. На всю мощность разреза до глубины проектной разработки бурятся колонковые скважины. При наклонном или крутом падении и большой мощности продуктивной толщи профильное положение скважин должно обеспечить получение сложного перекрытого разреза.

Рекомендуемые расстояния между разведочными пересечениями для 1-й группы месторождений: изверженных и метаморфических комплексов пород для запасов категории А — 200—300 м, В — 300—400 м, С, — 400—600 м; эффузивных метаморфических формации, соответственно, — 100−200, 200−300, 300−400 м.

Для 2-й группы месторождений указанные выше расстояния между разведочными выработками сокращаются в 2—4 раза.

Продуктивные толщи в разведочных выработках, а также перспективные обнажения подлежат бороздовому или точечному опробованию. Пробы отбираются для физико-механических испытаний, минералого-петрографических и технологических исследований, для определения химического состава, а на месторождениях облицовочного камня — для исследования декоративных свойств.

Опробование проводится послойно или секциями длиной от 2 до 5 м, при неоднородном строении длина может сокращаться до 0,5 м. Точечные пробы отбираются по сетке от 0,5 до 0,5 либо от 0,25 до 0,25 м, штуфные — размеров 20×20×20 м, в скважинах столбики керна — длиной 1,5— 1,7 м.

Рядовые и групповые пробы, в зависимости от назначения сырья, анализируют на различные компоненты, комплекс которых определяется стандартами и техническими условиями. В их общий перечень входят оксиды химических элементов Mg, Са, Si, Fe, Al, Ti, Mil, К, Na, P, S, красящие примеси и нерастворимый остаток.

Кроме того, по отдельным разновидностям рассматриваемого сырья в соответствии с требованиями промышленности определяют выход товарного камня в процентах от общего объема горной массы.

Контрольные вопросы

• 1. Каковы области применения алмазов, графита, слюд и асбеста? Какими свойствами это обусловлено?
• 2. Какие существуют требования промышленности к рудам графита и асбесту?
• 3. Что такое «забойный сырец» и «скрап»?
• 4. Какие существуют области применения, источники получения и способы добычи минеральных солей и серного сырья?
• 5. Какие по составу выделяют руды фосфатного сырья?
• 6. Какими ценными для промышленности свойствами обладают глины и каолины, ангидрит, карбонатные и кремнистые породы? Где они используются?
• 7. Каковы области использования и объемы добычи кремнистых пород, песка, гравия, песчаников, кварцитов и строительного камня?