Контрольная работа по "Геологии"

Министерство образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский  государственный индустриальный университет»

 

 

 

Кафедра геологии и геодезии

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

 

по дисциплине «Геология»

 

 

 

                                                                                      Выполнил:

                                                                                      Мезенцев П. Ю.

                                                                                      Группа: ЗГД-11

                                                                                      Шифр: 11072

                                                                                      

 

                                                                                 Проверил:

Шпайхер Е. Д.    

 

 

 

 

Новокузнецк 2012

Вопросы:

1. Кузнецкий угольный бассейн.

2. Казское железнорудное  месторождение.

3. Алгуйское месторождение  талька.

4. Структурно-генетические  типы угольных бассейнов.

5. Как изменится влажность,  зольность и выход летучих  веществ в углях разных марок

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.  Кузнецкий  бассейн.  Годом открытия  бассейна  считается 1721  год, когдаканцелярией Берг-коллегии была зарегистрирована заявка на открытие угля от рудознатца Михаила Волкова. Чихачев П. А., русский ученый, географ  и  геолог  в  начале 40-х  годов XIX  века  составил  схематическую географическую карту, дал первую характеристику угленосным отложениям, а также дал название, Кузнецкий каменноугольный бассейн – Кузбасс.

             В 1912 году было создано акционерное общество "Кузнецкие

каменноугольные  копи".  Для  изучения  угольных  месторождений  в 1914  году

был  приглашен  лучший  в  России  знаток  угольной  геологии –  профессор 

Лутугин Л. И., оценка запасов  бассейна была завершена к 20-м годам  ХХ века.  В  последующий  году  бассейн  изучали  многие  известные  геологи, академики Яворский В. И. и  Усов М. А. и др.

            Первая,  документально  подтвержденная,  добыча  угля  относится  к 1789 году, когда у г. Кузнецка было добыто 2150 пудов угля. Первая шахта – Бачатская угольная копь – заложена в 1851 г. Местные жители в районах с  обнажениями  угленосных  отложений  добывали  уголь  для  собственных нужд и ранее. Активное освоение бассейна угледобывающей промышленностью  начинается  со строительство  Транссибирской  железнодорожной магистрали (1892 – 1899 гг.).

 

Географо-экономические  сведения

 

       Из 95 тыс. км² территории Кемеровской области угленосные отложения Кузбасса составляют около 26,7 тыс. км² при наибольшей длине 335 и ширине 110 км.

             Бассейн  расположен  на  западной  окраине  Алтае-Саянской  горной области,  в  неглубокой  котловине  между  Кузнецким  Алатау,  Салаирским кряжем и Горной Шорией. Эта территория представляет собой всхолмленную  равнину,  расчлененную  долинами  рек  Томь,  Иня,  Чумыш,  Яя  и  их притоков. Абсолютные отметки от 450 м на юго-востоке до 250 м в средней части и на северо-западе.

             По степени обнаженности угленосных толщ бассейн полузакрытый.

Угленосный комплекс перекрыт четвертичными отложениями мощностью 5 – 40 м, обнажения встречаются лишь в долинах рек, преимущественно  на востоке и по периферии бассейна.

              По  геолого-экономическим особенностям  территорию бассейна разделяют на 25 районов. Угольной промышленностью освоена северная, западная и южная части бассейна.

              Из 25 районов 23 находятся в Кемеровской области. 9 районов образованы балахонской серией. К ним относятся Прокопьевско-Киселевский, Кемеровский,  Анжерский,  Бачатский,  Титовский,  Бунгурский,  Аралический, Кондомский, Мрасский районы. Районы балахонской  серии поставляют коксующие угли марок К, К2, ОС, а также разнообразные энергетические угли, в том числе Т и А.

             Другую группу составляют районы Кольчугинской серии. К ним относятся  Ленинский,  Беловский,  Плотниковский,  Ерунаковский,  Осинниковский, Крапивинский, Байдаевский. В этих районах добывают жирные и коксующиеся  газовые угли,  а  также  значительное количество  энергетического топлива.

               В  ряде  районов  имеются  пласты,  относящиеся  частично  к  балахонской и кольчугинской сериям. К таким районам относятся Томь-Усинский,

Салтымаковский,  Терсинский  и  Ускатский.  Кроме  названных  районов  в

Кузбасс входят еще два  района – Доронинский, тарбаганской серии, и Завьяловский, балахонской серии, расположенные в Новосибирской области.

 

Геологическое строение

 

              В строении бассейна и его обрамлении участвуют верхнепротерозойские, кембрийские, палеозойские, мезозойские и кайнозойские отложения. Породы верхнего протерозоя, кембрия, ордовика и силура выходят в Кузнецком Алатау, Горной Шории и Салаире, слагают борта Кузнецкого прогиба  и  его  фундамент. На  морском  карбоне  залегает  верхнепалеозойская угленосная формация мощностью 5 – 7  км,  сложенная  терригенными породами с пластами каменных углей. По строению разреза, литологическому  составу,  угленосности,  комплексам флоры  и фауны  угленосные  отложения разделяют на серии, подсерии и свиты.

              Угленосный  комплекс  представлен  песчаниками  и  алевролитами.

Конгломераты, глинистые  и карбонатные породы образуют тонкие слои и только в некоторых горизонтах имеют широкое распространение. В средней части бассейна пермские отложения перекрываются мощным (1540 м) комплексом безугольных и туфогенных пород триаса. На палеозое и триасе,  с  перерывом  и  структурным  несогласием,  залегают юрские  континентальные  терригенные  толщи общей мощностью 1750 м,  содержащие пласты бурых и каменных углей. Стратиграфический разрез Кузнецкого бассейна  заканчивается  покровным  комплексом  рыхлых  песчано-глинистых осадков мощностью 5 – 15 м, реже до 50 м. Среди них выделяют меловые, палеогеновые и четвертичные отложения.

 

Угленосность

 

              В Кузнецком бассейне развиты три угленосные формации: среднепа-

леозойская – девонская, верхнепалеозойская – каменноугольно-пермская и 

мезозойская –  юрская.  Промышленная  угленосность  связана  с  верхнепалеозойскими, главным образом, пермскими отложениями. Девонские и юрские угли пока используются в значительно меньшей степени.

 

Качество углей

 

              Химико-технологические  свойства  углей  Кузбасса  весьма  разнооб-

разны (см. таблицу).

              Влажность. Максимальная  рабочая влажность,  достигающая 15 – 20 %,  характерна  для юрских  бурых и кольчугинских длиннопламенных углей. С повышением степени углефикации она понижается до 6 – 7 % в газовых и 4 – 5 % в жирных и более зрелых углях. Содержание аналитической влаги (W) в длиннопламенных углях достаточно высокое - 4 – 8 %, в газовых оно снижается до 2 – 3 %, а для остальных марок примерно одинаково – 1 – 2 %.

              Зольность. В Кузнецком бассейне преобладают угли с небольшой и средней зольностью (обычно 8 – 14 %). В каждой свите встречаются и относительно чистые и  высокозольные пласты. Малозольные угли преобладают в мощных пластах Кемеровской и Усятской свит на юге (Прокопьевско-Киселевский, Томь-Усинский районы). В кольчугинской серии преобладают пласты с зольностью 7 – 12 %.

             Сера и фосфор содержатся в очень небольших количествах:

S – 0,3 – 0,6 %;

P – 0,002 – 0,07 %.

            Теплота сгорания горючей массы угля (Q) зависит главным образом от его элементного состава, определяемого, в свою очередь, вещественным составом  и степенью  метаморфизма  углей.  Теплота сгорания  кузбасских углей максимальна (36006 – 36425 кДЖ/кг) для марок Ж, К и ОС, где в оптимальных  соотношениях  находятся  углерод  и  водород,  за  счет  сгорания которых в основном выделяется тепло.

             Выход летучих веществ на горючую массу (V) в общем уменьшается с

ростом степени углефикации  от 42 – 43 % в длиннопламенных углях до 5 – 6 % в полуантрацитах.

 

             Спекаемость.  За  показатель  спекаемости  принята  толщина  пластического слоя (у), по которой оценивают коксующиеся свойства и выделяют марки углей на средних стадиях метаморфизма. Этот показатель зависит от степени и петрографического состава, прежде всего – от содержания витринита.  Спекаются  угли  марок  Г,  ГЖ, Ж,  КЖ,  К  и  ОС,  не  спекаются – длиннопламенные  и  тощие  угли. Максимальные  значения (у)  характерны для жирных углей кольчугинской серии (до 36 – 38 мм) и некоторых разновидностей балахонских углей марок КЖ (до 23 – 25 мм).

 

Промышленное  использование углей

 

             Угли  Кузнецкого  бассейна  гумусовые  и  по  степени  метаморфизма

представлены всеми марками, от бурых до антрацитов. Угли нижней балахонской  серии  наиболее метаморфизованы  и  в соответствии  с действующим ГОСТом 25543-88 подразделяются на марки: коксовые жирные – КЖ, коксовые – К,  коксовые  отощенные – КО,  низкометаморфизированные – КСН,  коксовые  слабоспекающиеся – КС,  отощенные спекающиеся – ОС, тощие спекающиеся – ТС, слабоспекающиеся – СС, тощие – Т, антрациты – А. Угли кольчугинской серии представлены марками: длиннопламенные –  Д,  длиннопламенные  газовые –  ДГ,  газовые –  Г,  газовые жирные  отощенные –  ГЖО,  газовые жирные – ГЖ,

жирные – Ж.  Добываемые  угли имеют  средние  основные  качественные показатели:  влажность  рабочего топлива – 5,5 %, зольность – 8,0 %, выход летучих веществ у балахонских углей – 21,0 %, у кольчугинских – 36 %, содержание серы – 0,37 %, фосфора – 0,026 %, низшая удельная  теплота  сгорания рабочего  топлива – 29,7 МДж/кг (7100 ккал/кг).

             В зависимости от марочного состава и качественных показателей угли  бассейна  обладают  различными  технологическими  свойствами.  Угли всех марок, за исключением Д, Т, и А, в различных количественных соотношениях  могут  использоваться  в  коксохимическом  производстве.  Угли марок Д, ДГ, Г пригодны для получения жидкого топлива. Угли, подвергшиеся  контактовому метаморфизму при внедрении в угленосные отложения магматических тел, превратились в природные термоантрациты и пригодны для использования в электродной и металлургической промышленности.  Угли  всех  марок  пригодны  для  сжигания. Использование  углей  в энергетике достигает 60 – 65 % ( по России – 65 – 70 %).

             Кроме перечисленных направлений использования следует отметить

пригодность угля марок Д  и Г для полукоксования, в результате которого получаются жидкие  продукты (моторное  топливо,  смазочные масла и  др. продукты) и полукокс –  облагороженное  бездымное  топливо. Из  спекающихся  и  неспекающихся  углей  получают  углеродные  адсорбенты (активные угли).

 

 

 

 

 

 

2.       Казское  месторождение  расположено  в центральной части Тельбесской группы железорудных месторождений. Эксплуатируется с 1961 г. В Казское железорудное месторождение входит пять участков: Центральные  Штоки,  Северо-Восточные  и  Юго-Западные  Штоки,  Амфитеатр-Бегунец, Большой и Малый Медвежьи, Леспромхозный и несколько мелких рудопроявлений. Все они приурочены к сухаринской свите, образующей  два  параллельных  горст-антиклинальных  выступа среди отложений ордовика .

     Рудные тела месторождения линзо – и пластообразные. Усложнение формы рудных тел происходит в зонах тектонических нарушений и в участках широкого развития интрузивных пород. На отдельных участках выделяется  от 3  до 13  рудных  тел,  залегающих  согласно  с  напластованием вмещающих  пород.  Протяженность  отдельных  рудных  тел  по  простиранию 125 – 1040 м, мощность 4 – 126 м.

     Руды  в  основном  магнетитовые.  Сульфидно-магнетитовые  и  сульфидные руды развиты незначительно и слагают периферические выклинивающиеся части рудных тел. Кроме магнетита отмечаются: пирит, пирротин, амфибол, хлорит, кальцит, флогопит, кварц, полевые шпаты. Выделяются  массивные,  пятнистые,  брекчиевидные,  вкрапленные  и  полосчатые руды.  Во  внутреннем  строении  рудных  тел  наблюдается  четкая  зональность  по  содержанию железа. Центральные  части  сложены  богатыми  рудами (содержание железа 30 – 50 %),  которые  у  периферии  обедняются,переходя к  забалансовым рудам. Технологические свойства всех сортов и типов руд зависят от количества железа в исходной руде.

      Для химического состава руд в среднем характерны содержания (%): железа 37,8 – 46,0; извести – 6,4 – 11,9; магнезии – 1,0 – 2,56; серы – 1,0 – 8,14; фосфора – 0,05 – 0,25; цинка – 0,02 – 0,07; мышьяка – сотые доли; меди – до 0,15; свинца – сотые доли; коэффициент основности – 0,32-0,7.  Руды  участка  Леспромхозного  отличаются  содержанием  магнезии (до 11 %), фосфора (0,75 %), окиси марганца (1,08 %).

      При обогащении забалансовых руд с содержанием Fe -- 18 – 23 % извлечение железа в концентрат составляет 37 – 42 % при содержании его в концентрате 58 – 60 %. Забалансовые руды в количестве до 15 млн. т практически полностью попадут в разубоживающую массу. При сухой магнитной сепарации рядовых руд крупностью 25 – 0 мм выделяются продукты с содержанием железа 49 – 52 % при выходе его 81 – 93 % и извлечении 81 – 98 %, мокрая магнитная сепарация измельченных до 0,1 мм промпродуктов дает концентраты с содержанием железа 62 – 64 % при извлечении его   72 – 87 % и выходе 64 – 66 %.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.   Алгуйское месторождение  талька  расположено в верховьях р. Алгуй, в 55 км к востоку от г. Междуреченска. Открыто в 1960 году при проведении геолого-съемочных работ масштаба 1:50000. Месторождение разведано с поверхности шурфами, канавами и колонковым бурением по сети 33-115х20-26 м, со сгущением. Глубина скважин 20 – 285 м. На горизонте + 680 м пройдены штольни, штреки и орты с рассечками.