Апатит свойства, значение и основные характеристики

09.01.2019 0 Автор: admin1

Крупные месторождения

Апатит свойства, значение и основные характеристикиМинерал образуется при различных геологических процессах. Апатит присутствует в изверженных, горных и морских осадочных породах. Крупные скопления установлены в некоторых железорудных бассейнах и кварцевых жилах.

Главные месторождения находятся в одном из самых суровых регионов России на Кольском полуострове. Известны также месторождения в Северной Карелии, Якутии, Сибири, Казахстане. В осадочных породах минерал попадается в виде окатанных зерен розового, синего и зеленого цвета. Канада славится желтыми, коричневыми и сине-зелеными кристаллами. В метаморфических горных породах залегают красно-коричневые, коричневые, беловато-зеленые массы. Существуют фиолетовые, голубые и желто-зеленые конкреции. За рубежом крупные месторождения находятся в Швеции и Африке. Добыча розовых апатитов открыта на Памире и в Забайкалье.

Апатит свойства, значение и основные характеристики

Отдельные призматические кристаллы встречаются редко. Для апатита характерны массивные скопления в виде гроздевидных агрегатов и сплошных сахаровидных пластов. В чистом виде он бесцветен (прозрачный), но многочисленные примеси посторонних минералов придают камню насыщенный оттенок. Блеск стеклянный, в местах излома жирный. На поверхности призм могут быть вертикальные штрихи. Огромных размеров достигают непрозрачные кристаллы, но они не представляют ювелирной ценности. Мелкие прозрачные экземпляры до 5 карат находят редко. Их используют как сырье в ювелирном деле.

Месторождения и добыча

Апатита много. Но крупные месторождения разрабатываются лишь в четырёх странах. Одно из крупнейших находится в России, в Хибинах на Кольском полуострове.

Юрий Визбор пел об этих местах:

Апатит свойства, значение и основные характеристики

Это месторождение было открыто в 1921 году. Первые экспедиции возглавил академик Ферсман. Разработка апатитовых залежей на Кольском полуострове положила начало целой эпохе развития севера. Вокруг рудников стали появляться поселения горняков, которые постепенно разрастались и сейчас известны как города Кировск и Апатиты. Это одни из крупнейших городов в Мурманской области. В городе Кировске работает градообразующее предприятие АО «Апатит», входящее в группу компаний «ФосАгро». Они занимаются добычей и переработкой руды.

Общие сведения и история

Апатиты расположены в центре Мурманской области, в 157 километрах от ее столицы, на Кольском полуострове, на реке Белая и озере Имандра, недалеко от гор Хибины. Является пятым по площади городом Заполярья и станцией на Октябрьской железной дороге. Площадь — 37,5 км².

В 1916 году на месте будущего города возникла станция Белый на строящейся Мурманской железной дороге. Спустя десятилетие был основан поселок Апатиты. В 1930-м появился совхоз, а еще через пять лет открылись Хибинские месторождения апатито-нефелиновых руд и Апатиты стали рабочим поселком. Когда наступила Великая Отечественная война, Кольский полуостров оказался изолирован от остальной части государства, и на Апатиты легла ответственность за снабжение продукцией жителей этого региона, которые не уехали в эвакуацию. В сельском хозяйстве начали работать все трудоспособные граждане. В результате в 1942 году посевной план был перевыполнен на 3,3%, а площадь индивидуальных и коллективных огородов по состоянию на 1941 год выросла на 43,2 га. Строительство города началось в 1951 году, но было приостановлено в период с 1953 по 1956 годы. После этого начала возводиться Кировская ГРЭС. В 1956-м же был сдан первый жилой дом. Спустя пять лет, сюда переехал Кольский филиал Академии наук СССР.

Городской статус Апатиты получили в 1966 году, одновременно в них влились поселок Молодежный. Город развивался настолько интенсивно, что его план застройки изменялся трижды. В постсоветское время в городе осталось некоторое количество недостроенных зданий, в частности, центральная городская больница, жилье, учреждения культуры и других. В 2012-м был открыт Ледовый дворец, памятник «Землякам, погибшим в годы Великой Отечественной войны». Также начали ремонтироваться и озеленяться улицы. 

7 Разработка Кукисвумчоррского месторождения.

Кукисвумчоррское месторождение разведывалось первым из всех хибинских апатитовых месторождений. Оно было разведано сравнительно густой сетью скважин неравномерно размещенных по залежам. Разведочные данные по многим участкам были проверены подготовительными и эксплуатационными горными выработками. В настоящее время добыча осуществляется на Кукисвумчоррском, Юкспорском, Центральном, Восточном рудниках.

Кукисвумчоррское месторождение разрабатывается системой сплошного магазинирования с минной отбойкой руды. Каждый эксплуатационный горизонт разрабатывается на блоке. Высота блока колеблется от 30 до 60м в зависимости от положения верхнего контакта рудного тела. Длина блока по простиранию 64м; ширина вкрест простирания от 90м на севере до 250 на юге в зависимости от горизонтальной мощности рудного тела. Отработка блока производится лентами, задаваемыми по простиранию. Ширина лент доходит до 40м, длина по простиранию равна 64м, то есть длине блока. Высота ленты также соответствует высоте блока. Отбойка лент производится секциями; как правило, на ленту приходится четыре секции. По высоте блок разбивается на подэтажи через 10-12м. На подэтажах через 17-20м проходят минные штреки, из которых задаются минные ходки длиной до 8 м. Ходки задаются с таким расчетом, чтобы сетка минных зарядов в плане составляла 10 х10 м. На горизонте откатки блок вскрывается тремя откаточными ортами, расположенными друг от друга через 22,6 м. Откаточные орты сообщаются с горизонтом грохочения специальными рудоспусками, пройденными под углом 70-90 градусов. Расстояние от горизонта откатки до горизонта грохочения 12 м. Рудоспуски выходят в специальные грохотные камеры под грохотные решетки, разделанные на грохотных штреках и ортах. От решеток до горизонта подсечки подняты специальные восстающие, разделываемые сверху в пальцевые воронки диаметром 7м. Перед отбойкой под каждой секцией разделывается специальная подсечка, вскрывающая пальцевые воронки. Высота подсечки 2м, предельная площадь 625 кв. м. Запасы эксплуатационного блока колеблются от 5 до 20% в зависимости от горногеологических условий (Я.А.Агапов, Ф.М.Онохин, Н.Г.Карташов, «Рациональное размещение разведочных выработок и густота их при разведке хибинских апатитовых месторождений», Труды ГИГХС, вып. 10, «Хибинские апатитовые месторождения. Вопросы структуры, гидрогеологии и методики разведки», М. «Недра», 1965). Многие рудники сейчас закрываются, как это произошло с Центральным. Остается много неиспользованного сырья, которое выкидывают вместе с отходами, оставляя «хвосты», а поскольку заводы выпускают не конечную продукцию, то становится невыгодным добывать апатитовую руду.

5 Разведка месторождений

В геологоразведке существует объективная необходимость управления всеми производственными процессами. Одной из действенных форм управления является планирование геологоразведочных работ. Технико-экономическую реализацию планов представляет собой проектирование геологоразведочных работ. Организация геологоразведочных работ обеспечивает своевременную подготовку и проведение отдельных операций и видов работ, оптимальное размещение механизмов и оборудования, правильную расстановку кадров.

Основные затраты на разведку месторождений связаны с проведением горных выработок и скважин. Эти затраты оправдывают себя только в случаях, если в результате всестороннего изучения разведочных горных выработок и скважин будет получено полноценная информация о месторождении как об объекте будущего промышленного освоения. С этой целью все проведенные горные выработки и пробуренные скважины подвергаются комплексному геологическому геофизическому и минералого-геохимическому изучению для выяснения особенностей геологического строения участка, количества и качества запасов полезного ископаемого, технологических свойств минерального сырья и горногеологических условий эксплуатации месторождения.

8 Применение минералов

Основными породообразующими минералами всех видов апатит-нефелиновых руд являются апатит, нефелин, сфен (титанит), эгирин, полевой шпат и титаномагнетит. В основном преобладают апатит и нефелин, а остальные минералы (сфен, эгирин, титаномагнетит и полевой шпат) имеют подчиненное значение.

Сегодня главными промышленными минералами являются апатит и нефелин. Из апатита в Кировске делают высококачественный апатитовый концентрат, а из нефелина — нефелиновый. Апатитовый концентрат используется, главным образом, для изготовления фосфорных удобрений, производство фосфорной кислоты и ее солей. Применяется в металлургической, керамической и стеклянной. Нефелиновый концентрат применяется для комплексной переработки на окисел алюминия. Сфен — ювелирный камень. Возможно также получение эгиринового, полевошпатового и титаномагнетитового концентратов. Раньше в Хибинах добывался ловчоррит — руда на торий.

Множество минералов Хибинского массива являются ценным коллекционым сырьем и поделочным материалом. Один из этих минералов — эвдиалит. Эвдиалит распространен в нефелиновых сиенитах и пегматитах. В других разновидностях пород он является акцессорным минералом. На разрабатываемых апатитовых месторождениях эвдиалит встречается в виде шлировых выделений среди рисчорритов, апатит-нефелиновых руд, а также в пегматитах. Образцы ярко-красного и малинового эвдиалита в сочетании с полевым шпатом, нефелином, эгирином, арфведсонитом, титанитом (сфеном) и другими минералами извлекаются в основном при вскрышных работах на рудниках. Образцы эвдиалита очень красивы и эффектны сами по себе, но также используются для изготовления шкатулок, брошей, кулонов, вставок и кабошонов. Астрофиллит также как и эвдиалит является ценным коллекционным сырьем. Также он является одним из породообразующих минералом хибинского щелочного массива. Он особенно распространен среди пегматитов. Обычно астрофиллит образует пластинчатые, игольчатые кристаллы, чешуйчатые, звездчатые агрегаты в ассоциации с микроклином, альбитом, титанитом, эгирином. Наиболее эффектны радиально-лучистые стяжения золотисто-желтого цвета среди белого мелкозернистого альбита («астрофиллитовые солнца»). В районе поселка Коашвы организована сезонная добыча астрофиллита. Радиально-лучистые стяжения темно-зеленого и черного эгирина («эгириновые солнца») считаются коллекционными камнями и очень известны в хибинских тундрах. Еще кроме этих в Хибинах распространены длиннопризматические игольчатые агрегаты натролита. Также большую ценность для коллекционеров представляют кристаллический апатит от белого, желтого, зеленого до черного цвета, а также нефелин, лампрофиллит, арфведсонит, ловчоррит, энигматит и другие цветные и редкие минералы.

6 Особенности поисков и разведки рудных месторождений

Рудные месторождения весьма разнообразны по морфогенетическим типам, составу руд и распределению полезных компонентов, что оказывает непосредственное влияние на выбор масштабов геологоразведочных работ, плотность поисковых и разведочных сетей. В первом приближении можно выделить три группы рудных месторождений, различных по геолого-структурным обстановкам и совокупности рассматриваемых признаков. К первой группе относятся многие месторождения железа, марганца, бокситов, фосфоритов, серы и калийных солей. Ко второй группе принадлежит большинство месторождений металлических руд и многие флюоритовые, барит-витеритовые, апатитовые и борные месторождения. С третьей группой связано месторождение редких и благородных металлов (А.Б.Каждан «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых производство геологоразведочных работ», М., «Недра», 1985).

В Хибинах находятся месторождения второй и третьей группы. Главная руда в Хибинах — апатит-нефелиновая, также здесь добываются редкие минералы, такие как астрофиллит, эвдиалит и др. Наиболее известные это Кукисвумчоррское (Кировский рудник), Коашва, Юкспорское, Восточный рудник. Мы побывали на Кировском, Восточном рудниках, Расвумчорре.

ДОБЫЧА И ПЕРЕРАБОТКА АПАТИТА

Комбайн перемещает руду по штольне.
Рудник им. С.М. Кирова

Фото АО «Апатит»

Руду добывают открытым способом и под
землей. Для подземной добычи проходят
горизонтальные горные выработки — штольни. Но в
Хибинах шахтерам, работающим под землей,
приходится не спускаться к штольням, а
подниматься. Большая платформа — клеть —
движется параллельно склону горы, она подвозит
горняков на нужный уровень. Штольни,
расположенные на этом уровне, называют по их
абсолютной отметке; так, 570-й горизонт находится
на 570 м выше уровня моря.

Главных опасностей, которые
подстерегают шахтеров-угольщиков, здесь нет.
Кровля горных выработок прочная, обвалы редки.
Магматические породы не газоносны, взрывы метана
исключены. Но все же в выработках ставят
деревянные крепи, потому что породы трещиноваты,
а применение взрывчатки при горных работах
увеличивает трещины, расшатывает блоки горных
пород.

В конце штольни (в забое) пробуривают
скважины небольшого диаметра — шпуры. Шпур может
быть направлен вниз, в сторону (горизонтальный
шпур), вверх (восстающий). В каждый шпур
закладывают взрывчатку и, удалив всех людей,
производят взрыв. О наиболее мощных взрывах
предупреждают даже население прилегающих
поселков.

А после взрыва выбирают из забоя руду.
При этом бывает, что от основной массы породы
отваливаются куски, слишком большие, чтобы можно
было их транспортировать. В таком куске
(негабаритном) делают шпур и разбивают глыбу
несильным взрывом.

На извлечении руды из забоя работают
горные комбайны.

Серьезная опасность для горняков —
пыль. Если не применять защитных средств, она
оседает в легких, вызывая тяжелую болезнь —
силикоз

Поэтому обязательному применению
респираторов уделяют на рудниках и на
обогатительных фабриках большое внимание, а в
городской системе здравоохранения работает
противосиликозная служба

Открытую добычу ведут в карьерах. Если
руда залегает с поверхности, прямо с поверхности
можно вести и добычу (горняки всегда говорят
до’быча). Если же рудное тело перекрыто другими
породами — вскрышей, нужно эти породы сначала
удалить, то есть произвести вскрышны’е работы.
Карьер — это или ступень на склоне горы, или
большая, глубиной иногда в сотни метров, яма со
склонами в виде огромных ступеней, по которым
могут ездить (и ездят в большом количестве)
самосвалы.

Иногда карьер, сделанный в виде
понижения на плоской вершине горы, расширяясь,
добирается до ее склона и прорезает его,
открываясь в соседнюю долину.

Отделяют руду от дна и стенок карьера
тоже взрывами, но обычно гораздо более мощными,
чем при подземной добыче. Негабаритные глыбы, как
и при подземной разработке, дробят маломощными
взрывами.

На Центральном руднике на плато
Расвумчорр (горняки неизменно говорят ру’дник)
пройдены несколько шахт — рудоспусков.
Самосвалы сбрасывают в них руду, она падает в
рудовозные вагоны поезда, стоящего в тоннеле,
который прорезает всю гору. Чтобы в вагоны не
попадали негабаритные глыбы, в рудоспуске
установлено нечто вроде решета — скрепленные
под прямым углом друг к другу стальные балки, в
ячейки между которыми могут проваливаться камни
— крупные, но не слишком; устройство носит
выразительное название грохот. Нетрудно
догадаться, что рудовозные вагоны должны быть
достаточно прочны.

На поездах руду везут на
обогатительную фабрику. Разгрузка происходит
просто: вагоны самоопрокидывающиеся. Руду
дополнительно дробят и размалывают в порошок.
Снова пыль; на этот раз она в большом количестве
выбрасывается через трубы фабрики с горячим
воздухом. Когда работала в городе АНОФ-1, дети в
окружающих домах болели силикозом; город
вздохнул с облегчением, когда фабрику закрыли.
АНОФ-2 и АНОФ-3 разместили с умом, вдали от жилых
массивов, учли направления преобладающих ветров,
так что жизнь эти фабрики не портят.

Смолотую руду смешивают с водой; в ней
растворены вещества, благодаря которым одни
минералы, входящие в состав руды, смачиваются и
остаются во взвешенном состоянии (осесть они не
успевают), другие же — полезный компонент руды —
не смачиваются, благодаря поверхностному
натяжению жидкости прилипают к воздушным
пузырькам и всплывают. Такой способ обогащения
называется флотацией (франц. flottation, англ. floatation —
плавание на поверхности воды). В концентрате
содержится около 40% P2O5.

2 Краткая характеристика полезных ископаемых Кольского полуострова и Хибин

Кольский полуостров вместе с материковыми районами Мурманской области представляет собой крайнюю северо-восточную часть Балтийского щита, входящего в состав Русской платформы. Особенностью тектонического строения района является северо-западное простирание комплекса пород и складок, лишь местами отклоняющиеся до меридионального или широтного. Кроме того, в целом намечается веерообразное расхождение комплексов и складок в юго-восточном направлении и схождение их на северо-западе. Все месторождения полезных ископаемых на Балтийском щите, генетически связанные с древнейшими комплексами магматических и метаморфических пород, обычно группируются в поясах северо-западного простирания параллельно общему залеганию докембрийских геологических структур. На территории Кольского полуострова выявлены месторождения руд многих металлов и неметаллических полезных ископаемых. Большая часть из них имеет комплексный характер: руды содержат от 2 до 6 ценных минералов, которые в свою очередь состоят также из нескольких химических элементов. По источнику рудообразующих элементов месторождения представлены тремя генетическими типами: эндогенным, экзогенным и метаморфогенным. Среди них резко преобладают эндогенные месторождения, сформулировавшиеся в глубинных условиях.

Хибинский горный массив находится в центре Кольского полуострова, между озерами Имандра и Умбозером, возвышаясь над окружающей равниной до тысячи метров. Хибинский массив — сложный многофазный интрузив цельного типа. Он граничит с севера и востока с гранито-гнейсами архея, с юга и запада с протерозойскими интрузивно-осадочными породами свиты имандра-варзуга. Возраст массива около 290 +/- 10 млн. лет. («Минеральные месторождения Кольского полуострова», «Наука», 1981г.)

9 Заключение.

В современных условиях, когда экономика страны переводится на рельсы рыночных отношений, проблема рационального использования минеральных богатств (включая обеспечение экономической и социальной безопасности) приобретают еще большую остроту. Решение этой сложнейшей проблемы возможно лишь на основе реализации системного подхода, достаточно полного отражения широкого комплекса предопределяющих ее факторов. Одним из важнейших звеньев данного комплекса является многоуровневая система природных и техногенных объектов, требующая своего капитального обоснования.

История настоящей горной промышленности начинается только в 1929 году. Однако попытки наладить здесь отдельные производства отмечаются в литературе не однократно. Первым вообще «производством» на Кольском полуострове была добыча соли из морской воды, о чем нам сообщают летописи X VI века. Развитие горного дела в настоящее время по своим масштабам и районам еще не отвечает фактическим возможностям края, будучи почти полностью приурочено только к линии Кировской магистрали и ее подъездных путей.

Фактически используются следующие виды сырья: апатит-нефелиновая и нефелиновая породы, сфен и эгирин. Апатит и нефелин являются главными промышленными минералами для производства высококачественных концентратов апатитового (с содержанием P 2 O 5 не менее 39,5%) и нефелинового (с содержанием Al 2 O 3 не менее 28,5%). При комплексном использовании апатит-нефелиновых руд возможно получение и других ценных концентратов (сфенового, титаномагнетитового, эгиринового и полевошпатового). Основные запасы апатит-нефелиновых руд сосредоточены на площади Центрального блока, составлял почти 82% общих запасов Хибинских тундр. В Хибинах также находят место такие минералы, которые из-за незначительного количества низкого качества и плохих условий залегания непригодны для промышленного использования и поэтому не добываются. Но они очень интересны с образовательной точки зрения. К таким минералам относятся: полевой шпат, астрофиллит, лампрофиллит, ломоносовит, эвдиалит, натролит, биотит, арфведсонит и другие.

На многих карьерах и в шахтах можно познакомиться с системой разработки и добычи руд, с устройством различной техники. Прекрасные образцы, собранные с Саамском карьере, находятся в Кировском минералогическом музее. Кроме того, там содержатся теоретические данные и сведения о перспективных месторождениях других районов.

Фото 7. Вид на карьеры гор Кукисвумчорр и Юкспор с г.Большой Вудъявр.

Фото 8. Саамский карьер Кукисвумчоррского рудника.

Фото9. Зона контакта апатитовых руд с перекрывающими породами на Саамском карьере.

Фото 10. Богатая зона апатит-нефелиновых руд на Саамском карьере (залегание пород осложнено локальной складчатостью и разрывными нарушениями).

Фото 11. Зона контакта апатит-нефелиновых руд с апатит-сфеновыми породами (Саамский карьер).

Фото 12. Дайка мончикитов в апатит-нефелиновых породах (Саамский карьер).

 См. также

Разработка компьютеризованной технологии одноканальных и многоканальных сейсмоакустических исследований на акваториях:


X научная студенческая школа «Металлогения древних и современных древних океанов2004. Достижения на рубеже веков.»


Батанова Анна Михайловна


Калинин Аркадий Васильевич


Анатолий Николаевич Феногенов


Калинин Виктор Васильевич

Список источников

  • proamuleti.ru
  • kamen.guru
  • geo.1sept.ru
  • xn—-7sbiew6aadnema7p.xn--p1ai
  • geo.web.ru