Понятие о литосфере, астеносфере и тектоносфере

Литосфера - это твердая оболочка Земли, включающая слои земной коры и верхнюю твердую часть верхней мантии. Снизу она подстилается астеносферным слоем, а сверху ограничена атмосферой и гидросферой. Мощность литосферы непостоянна под континентами и океанами и достигает 100-120 км. О вещественном составе литосферы можно судить по магматическим горным породам, которые произошли из её слоев; нижняя часть этой оболочки сложена ультрабазитами. Астеносфера - предполагаемый слой мантии, подстилающий литосферу, способный к вязкому или пластическому течению. Характеризуется следующими особенностями: а) по Дэна - это “жидкий подкоровый слой”; средняя мощность под континентами - 100-200 км; с подошвой на глубине 250 км; под срединно-океаническими хребтами соответственно 30-50 км и подошва находится на глубине 400 км; б) имеет пониженную скорость сейсмических волн; в) вязкость на 2-3 порядка ниже, чем в выше- и нижележащей мантии; г) при небольшом изменении Р и Т начинается плавление и возникают магматические очаги; д) Причина образования астеносферы - нарастание Т преобладает над эффектом давления; температуры близки к области плавления; е) вещество находится в аморфном состоянии; ж) астеносфера может содержать свободную воду, что снижает Т плавления; з) сама астеносфера, вероятно, не однородна и состоит из нескольких слоев. Роль астеносферы: а) в ней затухают движения, исходящие из более глубинных слоев мантии; б) генератор движений в литосфере, т.к. происходит магмо-образование и подъем блоков ЗК; в) по пластичной астеносфере происходит перемещение твердой литосферы. Между литосферой и астеносферным слоем устанавливается изостатическое равновесие, что отражается явлением изостазии. Изостазия - это равновесное состояние литосферы по отношению к астеносфере. Это означает, что давление литосферы примерно на глубине 100 км везде одинаково. Тектоносфера - внешняя оболочка Земли, охватывающая ЗК и верхнюю часть мантию, в которой происходят тектонические и магматические процессы, обуславливающие вертикальную и горизонтальную неоднородность состава Земли.

26. Методика подсчета запасов рудных месторождений. Современные методы подсчета запасов.Метод геологических блоков является ведущим методом подсчета запасов. Этим методом в настоящее время подсчитываются запасы 40-50% рудных месторождений, около 50% месторождений неметаллического сырья и до 80-90% месторождений углей и горючих сланцев.Основой метода является выделение и оконтуривание подсчетных блоков по близким значениям главных геолого-промышленных параметров (мощность, содержание, условия залегания), характеру и степени их изменчивости. Это позволяет с максимальной обоснованностью для данной степени разведанности блока определить среднее значение подсчетных параметров и надежные пределы их интерпретации и экстраполяции. Истинная сложная форма блока при этом заменяется формой плоского параллепипеда, площадь основания которого равна площади блока. А высота – средней мощности залежи.При подсчете запасов методом геологических блоков площадь месторождения, оконтуренная на плане, разделяется на отдельные участки или блоки, характеризующиеся:различным по составу минеральным сырьем.Подсчет запасов полезного ископаемого производится по каждому блоку отдельно. Для этого блоки оконтуривают на плане, определяют площадь блоков и для каждого из них вычисляются средние значения мощности, содержания полезного компонента и объемного веса. Подсчет объема, веса руды и металла производят по формулам:V = S·m м3; Q = Vd т; P =(Q*C) m /100где, обозначения те же.Общие запасы по месторождению узнаются путем суммирования запасов по отдельным блокам. Метод эксплуатационных блоков применяется при подсчете запасов месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, разведанных горными выработками. Под эксплуатационными в данном случае подразумеваются блоки, оконтуренные горными выработками и соответственно детально опробованные. Подсчет запасов производится так же, как и для геологических блоков Разбивку на подсчетные блоки проводят так, чтобы запасы можно было легко сгруппировать по эксплуатационным блокам – этажам,выемочным полям, лентам и уступам карьеров и.т.п. Метод ближайшего района был предложен впервые А. К Болдыревым, в связи, с чем он часто называется методом Болдырева. Он его применил для подсчета запасов металла по россыпным месторождениям.Сущность метода заключается в том, что оконтуренное на плане подсчета запасов тело полезного ископаемого разделяется на ряд многогранных призм, по которым затем отдельно подсчитываются запасы руды и металла, Общие запасы по всему месторождению определяются суммированием запасов, подсчитанных по отдельным призмам.Многогранные призмы строятся вокруг каждой разведочной выработки, данные по опробованию которых (мощность, содержание и объемный вес) определяют запас в призме. Основанием многогранных призм являются построенные вокруг выработок многоугольники. Каждая точка такого многоугольника находится ближе к выработке, вокруг которой он построен, чем к любой соседней выработке, почему этот метод и называется методом ближайшего района или ближайших точек.Подсчет запасов по методу ближайшего района может производиться: 1) для всего месторождения, ограниченного внешним контуром, и 2) раздельно по участкам внутреннего контура и межконтурной полосы, суммированием запасов по которым по­лучают общий запас по всему месторождению.Подсчет запасов производится по следующим формулам: а) для каждой отдельной призмы:V=S·m,g=S·m·d,P= Smdc/100;б) для всего месторождения:V= Smdc/100, Q= ,P= ,При построении многоугольников на плане или продольном профиле, на котором нанесены устья выработок, каждую из разведочных выработок соединяют тонкими пунктирными вспомогательными прямыми линиями с соседними выработками. В результате этого вся площадь делится на ряд треугольников. После этого из середины пунктирных прямых линий проводят перпендикулярные линии, являющиеся медианами для треугольников, построенных пунктирными прямыми Медианы в остроугольном треугольнике пересекаются внутри треугольника, в тупоугольном — за пределами треугольника против тупого угла и в прямоугольном треугольнике — на гипотенузе. Все построенные многоугольники должны быть выпуклыми. Количество их должно быть равным числу разведочных выработок, расположенных во внутреннем контуре и на самом контуре.Во внутреннем контуре разведочные выработки находятся внутри многоугольника; контурные же выработки образуют один из углов многоугольника. При бессистемном расположении выработок многоугольники имеют различную форму; при квадратной сетке разведочных выработок многоугольники имеют форму квадрата; при прямоугольной сетке — форму прямоугольников; при шахматном расположении выработок — форму шестиугольников.На плане, на котором нанесены устья выработок, строятся треугольники путём соединения линиями ближайших точек. Таким образом, вся площадь тела полезного ископаемого разделяется на разные по размеру и по форме треугольники При таком построении надо стремиться, чтобы треугольники были по возможности близки к равносторонним. Эти треугольники представляют собой основание трёхгранных косоусечённых призм боковыми рёбрами которых являются мощности тела полезного ископаемого m1 m2, m3 установленные по выработкам – шурфам, скважинам и т.д.При подсчёте запасов последовательно вычисляют объём полезного ископаемого, запас руды и запас полезного компонента отдельно по каждой косоусечённой призме, а затем эти величины суммируются и определяются: объём, запас руды и запас металла по всему месторождению.На плане подсчёта запасов проводят внутренний контур путём соединения прямыми линиями крайних точек с установленным полезным ископаемым и затем тем или иным способом проводят линии внешнего контура. После этого строят треугольники.В пределах внутреннего контура количество таких треугольников N будет равно:N1 = 2 (n-1)-m,Где N1 – общее количество треугольников в пределах внутреннего контура;n – общее количество выработок в пределах внутреннего контура и на самом контуре;m – общее количество выработок, расположенных на самом внутреннем контуре.Число линий N2, содержащих разведочные выработки, или иными словами – число сторон треугольников будет равно:N2 = 3 (n-1)-m,Для построения треугольников в межконтурной полосе из середины линий, соединяющих каждую пару ближайших контурных выработок, восстанавливают перпендикуляры, которые пунктиром проводят до пересечения с линией наружного контура. Точку пересечения соединяют с разведочными выработками, расположенными на концах отрезка, при этом получают равнобедренные треугольники, общее количество которых равно удвоенному количеству выработок, расположенных на линии внутреннего контура. Один из этих треугольников двумя вершинами опирается на выработки, расположенные на линии внутреннего контура, а третьей – на нулевой контур; другие наоборот, двумя вершинами опираются на нулевой контур; а третьей – на выработки внутреннего контура. Сторона, приходящаяся на наружный контур, не всегда является прямоугольной.Запасы подсчитываются раздельно для площади внутреннего контура и для межконтурной полосы. Подсчёт запасов производится в следующей последовательности:1) Сначала определяется площадь каждого треугольника S. При криволинейном очертании треугольников межконтурной полосы площадь последних измеряется планиметром. Площадь треугольников с прямолинейными очертаниями, заключённых в пределах внутреннего контура, может быть определена геометрически.2) Вычисление мощности mср производится по формулам:а для косоусеченных призм внутреннего контура:mср=m₁ +m₂ +m₃/3 а)для косоусеченных призм наружного контура, у которых одно ребро лежит на линии наружного контура, проведенной по нулевой мощности: mср= m₁+m₂/3 б)для косоусеченных призм наружного контура, у которых два ребра лежат на линии наружного контура, проведенной по нулевой мощности:mср=m/3

27. Физико-геологические основы методов эмпирической и магнитной сепарации. Области применения основных методов.

Магнитной сепарацией называется процесс разделения смесей минералов с помощью магнитных сил на магнитную и немагнитную фракции в воздушной или водной среде. Процесс магнитной сепарации заключается в том, что предварительно подготовленная руда подается в магнитное поле. Магнитные частицы, состоящие из минералов с высокой магнитной восприимчивостью, намагничиваются и притягиваются к полюсам магнита, а частицы из минералов с малой магнитной восприимчивостью не подвергаются воздействию магнита и выводятся из зоны магнитного поля. Притянутые магнитные частицы специальными устройствами снимаются с полюсов магнита и разгружаются в отдельный приемник.

Притяжение материала магнитом может произойти только в том случае, когда магнитная сила будет больше суммы всех сил (сил тяжести, трения, сопротивления водной и воздушной среды, центробежной и др.), стремящихся вынести минеральную частицу из зоны магнитного поля. Магнитные силы, действующие на немагнитные частицы, должны быть меньше суммы всех сил, препятствующих притяжению. Это условие можно выразить неравенствами

F_M1 > F_мех > F_M2

₁ (H grag H)₁ > F_мех > ₂ (H grad H)₂

где F_M1 и F_M2 ― удельные магнитные силы, действующие на частицы с соответственно большей и меньшей магнитной восприимчивостью; F_мех ― противоположно направленная действию F_M1и F_M2 ― суммарная сила всех механических сил, отнесенных к единице массы частицы.

Если частицы будут находиться на одинаковом расстоянии от полюса и на них будут действовать одинаковые по значению силы магнитного поля, т. е. (H grad H)₁ = (H grad H)₂, то неравенство примет вид

₁ H grad H > F_мех > ₂ H grad H

В данном случае достаточно незначительной разницы в магнитной восприимчивости разделяемых минералов для создания условий обогащения. Однако на практике магнитные поля, создаваемые магнитными системами, характеризуются значительной неравномерностью магнитных сил H grad H. Так, на расстоянии 5-6 мм от полюсов в зависимости от расстояния (шага) между полюсами магнитная сила поля снижается в 6-50 раз и более. Поэтому при близких ₁и ₂ может получиться, что менее магнитные, но находящиеся ближе к полюсу частицы будут притягиваться, а более магнитные, но находящиеся на большем расстоянии от полюса частицы будут уходить с немагнитным продуктом. Для успешного разделения минералов при магнитной сепарации необходимо, чтобы коэффициент селективности магнитного обогащения был не менее 3-5.

Процесс магнитной сепарации в зависимости от магнитных свойств разделяемых минералов и напряженности, магнитных полей, обусловленных этими свойствами, делят на магнитную сепарацию для сильномагнитных руд и магнитную сепарацию для слабомагнитных руд; иногда эти процессы называют соответственно магнитной сепарацией в слабом магнитном поле (напряженность которого меньше 100 кА/м) и магнитной сепарацией в сильном магнитном поле (напряженностью 160 кА/м).

Сепарацию в слабом магнитном поле применяют для сильномагнитных железных руд, улавливания металлических предметов и регенерации тяжелых сред. Сепарацию в сильном магнитном поле применяют для обогащения слабомагнитных марганцевых руд, доводки продуктов обогащения руд цветных и редких металлов, обезвоживания графитовых, тальковых и других неметаллических полезных ископаемых.

В зависимости от характера среды, в которой происходит разделение частиц на магнитную и немагнитную фракции, различают сухую магнитную сепарацию (воздушная среда) и мокрую магнитную сепарацию (водная среда). Сухая магнитная сепарация применяется обычно при обогащении руд крупностью 3-100 мм. При обогащении более мелкой руды процесс этот имеет недостатки: менее четко разделяются минералы (за счет имеющейся в руде влаги и глинистых примесей частицы слипаются и засоряют продукты обогащения); на поверхности устройств, транспортирующих магнитную фракцию, происходит налипание частиц, очистка которых связана с определенными затратами; налипшие слои изменяют напряженность магнитного поля, в результате чего изменяется процесс разделения; образование пыли ухудшает условия труда и требует специальных механизмов для ее улавливания. Эти недостатки отсутствуют при мокрой сепарации, поэтому она нашла широкое применение для обогащения руд мельче 3 мм. При мокрой сепарации налипшие частицы хорошо смываются водой, образование флокул из мелких магнитных частиц благотворно влияет на разделение минералов при обогащении сильномагнитных руд. Отрицательным фактором мокрого магнитного обогащения является более высокое сопротивление воды движению частиц минералов, так как вода плотнее воздуха. Однако при обогащении сильномагнитных руд отрицательное влияние этого фактора значительно уменьшается благодаря образованию магнитных флокул.

Магнитная сепарация осуществляется на машинах, состоящих из следующих основных конструктивных узлов: магнитной системы; устройств для подачи исходного сырья и разгрузки продуктов обогащения; емкости, в которой происходит разделение магнитной и немагнитной фракций; рамы, на которой крепятся все узлы, и приводов движущихся механизмов. Машины эти называются магнитными сепараторами.

Дата добавления: 2015-04-24