Лекция 1 Общие сведения о месторождениях полезных ископаемых (мпи)
 Скачать 15.94 Mb.
|
Лекция 3Генетические типы МПИВ природе известны три группы геологических процессов (эндогенные, экзогенные и метаморфические), в результате которых могут быть сформированы МПИ. В соответствии с этими процессами классифицируют и генетические типы МПИ. Группы месторождений выделены в связи с тремя основными процессами образования горных пород и руд – магматизмом, осадконакоплением и метаморфизмом (табл.1.6). Таблица 1.6 - Сводная генетическая классификация МПИ (по В. И. Смирнову, с изменениями и дополнениями)
Эти группы месторождений различаются по составу руд и вмещающих пород, форме рудных тел и характеру их взаимоотношений с вмещающими породами. Месторождения разных групп резко отличаются глубиной образования, температурой и давлением, при которых происходило формирование руд, а также источником рудного вещества. Источниками рудного вещества различных групп месторождений могут быть: магматические расплавы, газовые, газово-жидкие и жидкие гидротермальные растворы, как отделяющиеся от магмы, так и привнесенные из мантии; горные породы, подвергшиеся взаимодействию магмой или с гидротермальными растворами; продукты жизнедеятельности животного и растительного мира; вещество космического происхождения. Различаются месторождения разных групп и длительностью формирования руд. Пример: осадочные месторождения солей Соликамска формировались 15-17 тыс. лет, а месторождения железных и никелевых руд Урала в корах выветривания – 10-15 млн. лет. Эндогенные месторождения полезных ископаемыхПроцессы, протекающие внутри Земли под действием внутренних источников энергии, называются эндогенными. Эндогенные месторождения формировались на глубинах от 1 до 10 км, при температурах от 200 до 1300 О С и давлении, достигающем сотни мегапаскалей. Эти параметры в настоящее время определяются экспериментально по газово-жидким включениям в минералах. Для месторождений, образовавшихся в результате кристаллизации магматического расплава, характерны сульфидные рудные минералы, массивные и вкрапленные текстуры, различные морфологические типы рудных тел, в том числе субпластовые, линзовидные и секущие жилы. МагматическиеСвязаны с процессами внедрения, дифференциации (разделения) и кристаллизации рудоносных магм ультраосновного, основного и щелочного составов. Накопление рудных минералов может происходить тремя путями Первый. Магма разделяется на две несмешивающиеся жидкости (расплава) – рудную и силикатную. Рудная, как более тяжелая, обособляется в нижней части магматического очага, силикатная – в верхней. Их последовательная кристаллизация (сначала силикатного расплава, а затем рудного) приводит к образованию ликвационных месторождений (liquate – расщеплять, плавить). Второй. Рудные минералы кристаллизуются раньше (или близко одновременно) силикатных и опускаются (стремятся опуститься) на дно магматического очага, образуя обогащенные участки. Так формируются раннемагматические месторождения. Третий. Металлы и ценные компоненты в магме кристаллизуются позже силикатов. Они накапливаются в остаточном расплаве, заполняя трещины, пустоты и поры в затвердевшей силикатной массе. Так образуются позднемагматические месторождения. Ликвационные месторождения связаны с основными и ультраосновными магматическими породами. К ним относятся медно-никелевые месторождения: Норильское, Талнахское, Октябрьское в Красноярском крае, Монче-Тундра и Печенга на Кольском полуострове, Садбери в Канаде и др. Руды сульфидные комплексные. Главные рудные минералы: пирротин (FeS), пентландит ((FeNi)9 S8) , халькопирит (CuFeS2). Попутные ценные компоненты: платина, палладий, осмий, иридий, сера, кобальт, золото, серебро. Иногда селен, теллур. Структуры руд – средне-крупнозернистые, текстуры – массивные, вкрапленные, реже брекчиевые и прожилково-вкрапленные. Формирование рудных тел идет в условиях расслоения магматического расплава. В начале ликвации сульфидная часть расплава представлена мелкими каплями, рассеянными в силикатном расплаве, которые, затем, сливаясь, образуют скопления, гнезда. И те и другие, вследствие высокой плотности, начинают погружаться в нижнюю (придонную) часть вязкого силикатного расплава. 1. Если расплав остывает относительно медленно, то сульфидные капли достигают дна магматического очага и образуют там донные пластовые залежи, линзы. 2. Если сульфидная часть расплава, опустившаяся на дно магматического очага, остывает медленнее, чем силикатная, то часть ее в результате тектонических подвижек может быть отжата из донной части по образовавшимся трещинам в застывшей силикатной массе. Так образуются секущие жилы. 3. Если магматический расплав остывает относительно быстро, то сульфидные капли не успевает достичь дна интрузива и, кристаллизуясь вслед за силикатами, образует висячие залежи вкрапленных руд. 4. В придонной части магматического очага после раскристаллизации силикатного расплава вдоль контакта образовавшегося интрузивного массива и вмещающих пород нередко возникают тектонические подвижки. Это обуславливает появление линз и неправильных тел брекчиевых руд. Раннемагматические месторождения - месторождения, в которых рудные минералы образуются на ранней стадии кристаллизации магмы и концентрируются в ней еще до полного застывания интрузии. Геологическая позиция и морфология этих месторождений определяется формированием материнских интрузий в пределах жестких консолидированных платформ среди пологих слоистых толщ при ведущей роли глубинных разломов. Месторождения, пространственно и генетически связанные с ультраосновными, основными и редко щелочными магматическими породами. К ним относятся: Хромитоносные (с платиноидами) интрузии представлены лополитами (Бушвельд, Стиллуотер и др.), или протяженными телами плитообразной формы (Великая Дайка Зимбабве). Рудные тела представляют собой пластообразные залежи небольшой мощности (от первых см до первых м), но значительной протяженности (до десятков км). Запасы хромитовых руд огромны (значительно больше, чем в позднемагматических месторождениях), но качество руд часто низкое. Классическим примером подобных месторождений служат хромитовые месторождения Бушвельдского массива (ЮАР), массива Стиллуотер (США), Великой Дайки (Зимбабве) Алмазоносные породы (кимберлиты, лампроиты) слагающют диатремы или трубки. Распределение алмазов в кимберлитах крайне неравномерное. Содержание их в промышленных трубках составляет 0,17-0,34 карата на тонну породы. С глубиной содержание алмазов падает. Алмазы содержат около 2-3 % трубок. Проявления кимберлитов и лампроитов известны только на древних платформах и щитах. В настоящее время алмазоносные трубки обнаружены на всех континентах. На территории России известны две крупных алмазоносных провинции – Якутская и Архангельская. Трубки (некки), дайки, круто уходящие на глубину, межпластовые силлы. Форма трубок обычно изометричная, иногда - вытянутая согласно направлению разрывных нарушений. Диаметр - от 20 до 1000 м (самая крупная - 1.5·1.0 км). С глубиной диаметр резко уменьшается (трубка "Кимберли" (ЮАР), на поверхности имеющая размер 200·400 м, на глубине 1073 м перешла в дайку мощностью 13 м). Как правило, серии трубок группируются цепочками вдоль глубинных разломов. Месторождения редкоземельных металлов (TR) и титана (Ловозеро, Кольский п-ов). Месторождения магматических пород (строительные и облицовочные материалы). Позднемагматические пространственно и генетически связаны с массивами ультраосновных, основных и щелочных пород. К ним относятся месторождения хромитов, платины, титано-магнетита, апатит-магнетитовых и апатит-нефелиновых руд, а также руд тантала, ниобия, церия и др. Основные полезные (ценные) минералы руд: хромит – (Fe,Mg)Cr2O4, апатит - Ca5(PO4)3(F,Cl), магнетит - Fe3O4, ильменит - FeTiO3, нефелин - KNa3(AlSiO4)4 кристаллизуются в магме позже силикатов и накапливаются в остаточном расплаве, заполняя трещины, пустоты и поры в затвердевшей силикатной массе. Отличительные особенности: секущий характер рудных тел (жилы, линзы, трубки); сидеронитовые структуры руд, при которых рудные минералы цементируют силикатные; крупные масштабы месторождений. Примеры месторождений: хромитовые – на Урале (Кемпирсайское, Сарановское); титано-магнетитовое - на Урале (Кусинское, Качканарское), в Карелии, в Горном Алтае; платиновые – на Урале (Нижне-Тагильское), в ЮАР (Бушвельд); апатит-магнетитовые – Кирунавара в Швеции, на Урале (Лебяжинское); апатит-нефелиновые – на Кольском полуострове (Хибины), Горячегорское и Кия-Шалтырское в Красноярском крае. Заметим, что рудообразующий процесс в магматических месторождениях длителен и не заканчивается в собственно магматическую стадию. Но так как основные рудообразующие процессы протекают именно в магматический этап, то месторождения в целом считаются магматическими. ПегматитовыеПегматиты – позднемагматические минеральные образования, сложенные агрегатами крупных кристаллов различных алюмосиликатных минералов с характерной графической «пегматитовой» структурой, формирующихся на завершающих стадиях затвердевания глубинных интрузивных массивов. Располагаются внутри материнских интрузивов или вблизи них. Форма тел – преимущественно плитовидные жилы, реже линзы, гнезда, трубы. Длина жил достигает 1,5 км, мощность 150 м. От материнских пород отличаются значительно крупными размерами слагающих минералов. Так, кристаллы кварца по длине достигают 7,5 м, пластины мусковита – по площади 5 м2, а вес кристаллов микроклина – до 100 т. По составу среди пегматитов преобладают гранитные. Их основной состав: кварц, КПШ, альбит, мусковит, биотит, реже турмалин и целый ряд редких и редкоземельных минералов (берилл, сподумен, колумбит, танталит и др.). По особенностям происхождения выделяют 3 типа пегматитов: Простые пегматиты по составу не отличаются от материнских интрузивных пород. С ними связаны промышленные месторождения кварц-полевошпатового типа – как источник керамического сырья. Перекристаллизованные пегматиты отличаются гигантозернистой структурой, которая формируется в результате перекристаллизации исходной материнской породы. С этими пегматитами связаны мускавит-кварц-полевошпатовые месторождения – как единственный источник мусковита. Месторождения этого типа известны в Мамском районе Забайкалья (Иркутская область) и в Карелии. Метасоматически замещенные пегматиты отличаются зональным строением и наличием открытых полостей размерами до 200 м3 с друзами кристаллов. С ними связаны месторождения драгоценных камней (изумруда, горного хрусталя, топаза, рубина, сапфира и др.) (рис. 14) и металлов: олова, тантала, ниобия, тория, урана, лития, цезия, рубидия, бериллия, редких земель и др. Они известны на Урале, Забайкалье (Россия), в Казахстане, Украине, в ЮАР, Канаде, США, Австралии, Индии, Афганистане и др. КарбонатитовыеКарбонатиты – магматические горные породы, на 80-90% состоящие из карбонатных минералов (кальцита, доломита, анкерита). Они образуют штоки, кольцевые и радиальные дайки в сложных интрузиях ультраосновного-щелочного состава, имеющие концентрически-зональное строение. Поперечное сечение штоков – от нескольких сотен метров до 10 км, длина даек по простиранию достигает 2 км. Кроме карбонатов в них присутствуют: апатит, флогопит, титаномагнетит, магнетит, минералы, содержащие редкие, редкоземельные и радиоактивные элементы (пирохлор, монацит),. С карбонатитами связаны основные запасы тантала, ниобия, редких земель, существенные запасы титана, железных руд, флюорита, флогопита, апатита и др. Примеры месторождений: Таймыр (Гулинская интрузия), Кольский полуостров, Тува, Саяны, Южная Африка (Палабора), Канада, США, Швеция и др. СкарновыеСкарны – породы карбонатно-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем в приконтактовой зоне интрузивов среди карбонатных, реже силикатных пород. Они состоят преимущественно из гранатов и пироксенов, реже присутствуют волластонит, эпидот, везувиан, магнетит, кварц и др. минералы. Различают: эндоскарны – образуются за счет замещения интрузивных пород; экзоскарны – формируются при замещении вмещающих пород. По составу подразделяются на известковистые, магнезиальные и силикатные. Форма рудных тел в скарнах – пластовая, линзовидная, сложноветвящиеся тела, реже – штоки, трубы, гнезда, жилообразные тела. Скарны вмещают промышленные месторождения почти всех металлов (за исключением хрома, сурьмы и ртути), а также многих неметаллических полезных ископаемых: флогопита, хризотил-асбеста и др. Примеры месторождений: железорудные – г. Магнитная на Урале, Абаканское в Хакасии, молибденовые – Тырныауз на Кавказе, медные – Турьинские рудники на Урале, свинцово-цинковые – Тетюхе на Дальнем Востоке. Альбитит-грейзеновыеАльбититы и грейзены – породы, возникающие в приконтактовой (эндо- и экзоконтактовой) области щелочных гранитов. Альбититы развиваются в нижней части выступов интрузий, грейзены – в верхней. Образование альбититов связано с интенсивным привносом и отложением натрия (альбит), грейзенов – с кислыми растворами, несущими калий, фтор, бор, хлор; основные минералы – кварц, слюды. С этой группой связаны месторождения редких металлов – тантала, ниобия, бериллия, лития, олова, вольфрама, висмута, урана и др. ГидротермальныеГидротермальные процессы связаны с движением горячих (от 500 до 7000С, чаще от 1000 до 4000С) водных растворов, растворяющих, переносящих и отлагающих полезные компоненты. Глубины образования гидротермальных месторождений от 0,5 км до 10 км, чаще 3-5 км. Давление, при котором образуются гидротермальные месторождения от 1500 до десятков тыс. атмосфер. Время формирования гидротермальных месторождений – сотни тысяч - десятки млн. лет. Растворы движутся главным образом по трещинам, зонам дробления и пористым породам. При заполнении минеральным (рудным) веществом в открытых трещинах возникают жилы; в зонах дробления – штокверки; по пористым породам развиваются метасоматиты. Метасоматоз – это процесс, связанный с замещением исходных породообразующих минералов новыми, в том числе и рудными, устойчивыми в данной обстановке. Метасоматическим путем формируются также скарны, альбититы и грейзены. Гидротермальные месторождения различают по глубине и температуре образования. К наиболее высокотемпературным (плутоногенно-гидротермальным) относят месторождения олова, вольфрама, молибдена; к среднетемпературным – кобальта, никеля, золота, мышьяка; к низкотемпературным – ртути, сурьмы, барита, флюорита. К гидротермальным относятся большинство месторождений: Au, Ag, Cu, Pb, Zn, Mo, Sn, W, Sb, Hg, U, а также неметаллических полезных ископаемых: драгоценных камней, флюорита, исландского шпата, апатита. Примеры месторождений: Сорское - Mo в Хакасии, Советское и Олимпиадинское – Au в Красноярском крае, Жирекен – W в Забайкалье и др. Гидротермальные месторождения подразделяются на: плутоногенные, пространственно и генетически связанные с интрузивными породами; вулканогенные, связанные с вулканогенными породами; гидротермально-осадочные, или колчеданные, возникающие на дне Мирового океана в связи с вулканическими процессами. Экзогенные месторождения полезных ископаемыхПроцессы, протекающие в самых верхних слоях земной коры и на ее поверхности под действием двух основных источников энергии: Солнца и сил гравитации. К ним относятся: физическое и химическое выветривания при низких температурах. Происходит осадконакопление в водоемах и реках в следующей последовательности от береговой линии: крупнообломочный материал (галька, гравий) – пески – глины – химические осадки (соли, карбонаты), осаждающие из воды при изменении физико-химических условий. 1. Выветривание горных пород, т.е. разрушение под действием колебаний температуры, агрессивного воздействия воды углекислоты, органических веществ и др; 2. Растворение, перенос и отложение рыхлых отложений и солей благодаря геологической деятельности ветра, поверхностных и подземных вод, вод морей, океанов, льда, живых организмов. Процесс удаления продуктов разрушения горных пород под действием сил гравитации, поверхностными водами, ветром, льдами и др. экзогенными агентами называется денудацией, а накопление рыхлых продуктов денудации носит название аккумуляции. Для осадочных месторождений, сформировавшихся в результате аккумуляции осадков на морском дне, обычными являются оксидные, фосфатные и карбонатные рудные минералы, слоистые текстуры, тонкозернистые структуры. Также очень характерны пластовая форма рудных тел и согласное залегание их с вмещающими породами. Осадочные месторождения возникали при температурах от 0 до 50 О С и атмосферном давлении в поверхностно-приповерхностной зоне на глубине менее 1 км. Месторождения выветриванияВсе месторождения экзогенной серии формируются за счет коры выветривания. Кора выветривания – продукты механического, химического и биохимического разрушения горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислоты и организмов. Мощность коры выветривания достигает 300 м, может быть площадной, линейной и контактовой. Месторождения выветривания подразделяются на два типа: остаточные и инфильтрационные. Остаточные образуются при растворении и выносе из коры выветривания грунтовыми водами нерудных, «пустых» компонентов и накопления полезного ископаемого. Располагаются они непосредственно на породах, за счет которых формировались. Наиболее распространены месторождения каолина, никеля, железа, марганца, бокситов, фосфоритов, талька. Примеры: месторождения никелевых руд Южного Урала и Кубы, коровые руды Олимпиадинского месторождения золота на Енисейском кряже. Инфильтрационные возникают при растворении грунтовыми водами ценных компонентов, их переносе и отложении в нижней части коры выветривания. Примеры: месторождения урана, меди, железа, марганца, ванадия, фосфоритов, гипса, серы. Месторождения урановых руд – в Рудных горах Чехословакии и в США (плато Колорадо), Алапаевское месторождение железистых руд на Урале. К этому же типу относятся месторождения с зонами вторичного сульфидного обогащения. Примеры: зоны вторичного сульфидного обогащения медных месторождений Коунрад (Казахстан) и Чукикамата (Чили). РоссыпныеРоссыпи – скопления обломочного материала, содержащие ценные минералы в виде зерен, их агрегатов и обломков. Они могут быть образованы лишь теми минералами, которые обладают высоким удельным весом, механической прочностью и химической устойчивостью в зоне окисления. Россыпи подразделяются: по общим условиям образования: морские и речные; по происхождению: элювиальные, делювиальные, аллювиальные и пролювиальные; по виду полезного ископаемого: золотые, платиновые, алмазные, касситеритовые, монацитовые, титано-магнетитовые и др; по геологическому возрасту: современные и древние (погребённые); по глубине залегания: мелкозалегающие (до 15-20 м) и глубоко залегающие (до 50-300 м); по форме залежи: плащеобразные, линзообрзные, лентообразные и изометричные. Наиболее распространенные аллювиальные (речные) россыпи подразделяются на пойменные, русловые, террасовые, косовые (рис. 11). В строении россыпи различают три основных элемента: пески или пласт – галечные и валунно-галечные образования, сцементированные песчаной или глинистой фракцией и содержащие основную массу ценных минералов; торфа – песчано-глинистые осадки, перекрывающие пласт и обедненные ценными минералами; плотик – подстилающие пласт коренные породы.  Рисунок 1.11 - Схема размещения россыпных месторождений различных видов в поперечном сечении речной долины. Примеры месторождений: золото – Колыма, бассейны рр Амур, Лена, Енисей; США, Австралия; платина – Урал, США, Эфиопия; алмазы – Якутия, Урал, ЮАР; касситерит-шеелит – Северо-Восток России, Якутия. ОсадочныеОсадочные месторождения возникли при температурах от 0 до 500 и атмосферном давлении в поверхностно-приповерхностной зоне на глубине менее 1 км. Для осадочных месторождений, сформировавшихся в результате аккумуляции осадков на морском дне, обычными являются оксидные, фосфатные и карбонатные рудные минералы, слоистые текстуры, тонкозернистые структуры, пластовая форма рудных тел и согласное залегание с вмещающими их породами. Различают: Механические – это месторождения гравия, песка, глин, образующиеся при физическом разрушении горных пород. Химические - это месторождения минеральных солей, гипса, боратов, марганца, железа, формирующиеся из минеральных осадков, выпавших из истинных или коллоидных растворов в результате химических реакций и процесса выпаривания. Биохимические - это месторождения, сформированные участием живых и растительных организмов. Один из них (например, ракушечные известняки) образуются биологическим путем, другие (например, фосфориты) – и биологическим и биохимическим способами. Наиболее характерны месторождения фосфоритов, серы, горючих полезных ископаемых. Наиболее известны осадочные месторождения меди – медистых песчаников (Джезказган – Казахстан) и алюминия – бокситов (СУБР). Главные рудные минералы этих руд: халькопирит, пирит, галенит, сфалерит; окислы и гидроокислы алюминия. Метаморфогенные месторожденияМетаморфогенные месторождения - это месторождения, взникшие в результате физико-химического преобразования горных пород и руд в глубинных частях земной коры под воздействием большого давления, очень высоких температур и газово-жидких растворов. При метаморфизме породообразующие и рудные минералы либо перекристаллизовываются в более устойчивые при новых условиях полиморфные модификации, сохраняя исходный химический состав, либо меняют химический состав и образуют новые минералы и их ассоциации. В результате этих преобразований увеличивается плотность, уменьшается объем минералов и количество воды, изменяется их химический и минеральный состав, физические свойства. Породы приобретают листоватые и волокнистые структуры, сланцеватые, гнейсовидные и плойчатые текстуры. Процессы, которые вызывают преобразование ранее сформированных горных пород и руд, происходящие обычно на больших глубинах под воздействием высоких давлений и температуры. При давлении до нескольких тысяч мегапаскалей и температуре до 15000 происходит формирование месторождений, связанных с метаморфическими процессами, протекавшими на глубинах более 10 км. Метаморфогенные месторождения подразделяются на метаморфические и метаморфизованные. Метаморфические - это месторождения, образовавшиеся в процессе метаморфизма г.п., не представлявших до этого промышленной ценности, за счет перекристаллизации (перегруппировки) минерального вещества. К ним относятся месторождения мраморов (Кибик-Кордонское в Хакасии), кварцитов, графита (Курейское в Сибири), кровельных сланцев, дистен-силлиманитовых (алюминиевых) руд, наждака, корунда. К этой группе месторождений относят: Метаморфогенно-гидротермальные, возникшие за счет гидротермальных растворов, возникших при метаморфизме больших объемов пород. Импактные метаморфические месторождения распространены незначительно. Сюда относят скопления тектитов – полудрагоценных и поделочных камней, возникающих при застывании расплава, разбрызгивающегося при ударе массивного метеорита в Землю. В крупных астроблемах встречаются скопления технических алмазов (Попигайская астроблема). Метаморфизованные - это месторождения, сформированные в результате метаморфизма ранее существовавших месторождений. Примеры месторождений: железорудные – Кривой Рог (Украина), КМА; золоторудные - Витватерсранд в ЮАР; свинцово-цинковое - Брокен-Хилл в Австралии. В большинстве случаев они образуются в результате метаморфизма первично-осадочных месторождений; за счет угольных месторождений - месторождения графита; за счет россыпей золота – золоторудные конгломераты; за счет лимонитовых руд – магнетитовые руды, за счет бокситов – наждак и корунд. Лекция 4.Поиски и разведка МПИЗнания и умения многих ученых, исследователей, коллективов необходимы, чтобы найти месторождение. Методы и способы поисков МПИВ современных условиях, когда геологическая служба отметила более, чем свое 300-летие, безусловно накоплен большой объем геологической информации и, который, продолжает пополняться. Накопление идет по нескольким направлениям. I. Геологические исследования. Обобщение имеющейся геологической информации, составляются металлогенические карты, карты прогноза масштаба 1:500000 до 1:2500000 и мельче. Занимаются крупные научные коллективы. II. Наземные поиски. 1. Геологические( минералогический): - обломочно-речной, - валунно-ледниковый, - шлиховой (минералогический), - геологическая съемка ( 1:200000 – 1-50000). 2. Геохимические поиски – выявить аномалии элементов. Способы: литохимический (в почве - вторичные ореолы; в горных породах – первичные ореолы), гидрохимический (в воде), биохимический (в растениях – листья, ветки, кора, корни и вид растения), атмохимический (воздух в приповерхностных условиях). 3. Геофизические поиски – выявить аномалии физических свойств пород и руд: магнитометрия, радиометрия, гравиметрия, электроразведка и т.д. 4. Технические методы: закопуши, шурфы, канавы, траншеи, буровые скважины, шахты, штольни, карьеры и т.д. III. Геологические поиски и геофизические существуют в воздушном варианте. Прямые аэровизуальные наблюдения, аэросъемка с последующим дешифрированием снимков; аэропрофилирование, аэромагнитная съемка. Этот вид должен предшествовать наземным методам. IV. Дистанционные методы изучения Земли. Привлекаются возможности космоса (спутники, съемка, наблюдения и т.д.) Поисковые критерии и признакиДля того, чтобы эффективно и с минимальными затратами выделять перспективные площади и в пределах которых уже искать полезные ископаемые нужно иметь какие-то ориентиры. Эти ориентиры - поисковые критерии и признаки, которые являются результатом изучения закономерностей размещения полезных ископаемых в каждом конкретном районе. Поисковые критерии – это геологические факты (элементы геологического строения), которые указывают на возможность обнаружения полезных ископаемых. Их наличие еще не означает обязательного присутствия оруденения. Они лишь создают благоприятный фон, способствующий возникновению МПИ. Среди поисковых критериев выделяют: стратиграфические (возрастные), литологические (состав вмещающих пород), структурные (складка), магматические, геоморфологические и др. Например: залежи каменного угля преимущественно формировались в каменноугольный период (породы этого возраста благоприятны), но они формировались в породах алеврито-глинистого состава (литологический критерий), отсюда, каменноугольные эффузивы – не благоприятны и т.д. Поисковые признаки – это конкретные факты, указывающие на присутствие в районе полезных ископаемых. Поисковые признаки подразделяются на прямые и косвенные. Прямые поисковые признаки – это непосредственно обнаруженные коренные выходы рудных тел, свалы руды в делювии, зоны лимонитизации, первичные ореолы рассеяния рудных элементов. Косвенные поисковые признаки – это геофизические или геохимические аномалии, коры выветривания, вторичные ореолы рассеяния элементов и т.д. Следует отметить, что первичные и особенно вторичные ореолы рассеяния элементов, геохимические и геофизические аномалии, а тем более площади распространения различных поисковых критериев по масштабу своего развития в десятки, а иногда и в сотни раз больше самих рудных тел. Это уже существенно облегчает поиски. Основные принципы изучения недр ЗемлиЗначительная часть поверхности Земли покрыта рыхлыми отложениями и естественные обнажения горных пород редки. Поэтому для изучения недр Земли, конечной целью которого является обнаружение тел полезных ископаемых, используются искусственные обнажения: шурфы, канавы, скважины и подземные горные выработки. От густоты их расположения – зависит полнота и достоверность получаемой геологической информации о строении Земли, о наличии или отсутствии полезных ископаемых. Для проходки тех или иных выработок требуется много денег. Для того, чтобы избежать неоправданных затрат средств и времени, чтобы не бурить лишние скважины, изучение недр проводится по принципу последовательных приближений, от общего к частному. Начинается оно с отбраковки заведомо неперспективных территорий и выделения крупных перспективных рудоносных площадей – потенциальных рудных районов. Далее последовательно переходят ко все более детальному изучению более мелких участков земных недр: от рудных провинций к рудным районам, рудным узлам, рудным полям, месторождениям. Стадийность геологоразведочных работ (ГРР)Естественным выражением принципа последовательных приближений является принятая (1989) в нашей стране система геологического изучения недр, включающая 3 этапа и 5 стадий (табл. 1.7). Таблица 1.7 - Этапы и стадии геологоразведочных работ
На каждой стадии производится изучение геологического строения недр, условий залегания и закономерностей размещения полезных ископаемых. Однако, от стадии к стадии возрастает степень детальности этого изучения и уменьшаются размеры изучаемого объекта: от регионов, областей до месторождений и рудных тел. Границы между стадиями условны. Любая стадия это комплекс ГРР (геологические маршруты, геохимические и геофизические методы, проведение буровых работ, проведение поверхностных и подземных горных выработок). Удельный вес этих работ различен на разных этапах и стадиях. На первых стадиях – это геологические, геохимические и геофизические методы и единичные горные выработки. На последних стадиях – это в основном горные выработки с применением передовой техники и технологии и геологические наблюдения, которые сводятся к контролю. Категории ресурсов и запасов ПИНа каждой стадии ГРР проводится оценка количества полезного ископаемого. Количество полезного ископаемого в недрах в зависимости от достоверности его оценки подразделяется на ресурсы и запасы. Ресурсы - это количество полезных ископаемых, оцененное на основании общегеологических представлений и научно-теоретических предпосылок. Ресурсы по их обоснованности подразделяются на три категории: Р3 – опираются на научно-теоретические предпосылки (метод аналогии); Р2 – оцениваются выявленные геохимические и геофизические аномалии; Р1 – оцениваются на основании единичных выработок; показываются в геометрических контурах (руду надо увидеть). Запасы – это количество полезных ископаемых, подсчитанное в пределах геометризованных контуров месторождений. По степени изученности и, следовательно, достоверности запасы подразделяются на: разведанные категории – А, В, С1 (которые опираются строго на выработки и отличаются густотой этих выработок) и предварительно оцененные С2 (зона экстраполяции). Опробование полезных ископаемыхОпробование полезных ископаемых – единственный научно-обоснованный способ выявления их качества, минерального и химического состава, внутреннего строения, физико-технических и технологических свойств и оценки их соответствия существующим требованиям промышленности. Пробой называется партия материала, отобранная из скопления полезного ископаемого в его естественном залегании или из добытого минерального сырья, предназначенная для проведения тех или иных испытаний. Материал пробы может быть отобран двумя способами: путем сплошного отбора в одном месте (сплошные пробы) или путем составления пробы из отдельных порций (объединенные – групповые, комбинированные). Специфика опробования заключается в несоизмеримости объема пробы с объемом опробуемых масс. Основная цель опробования - установление качества минерального сырья, т.е. тех его свойств, которые определяют промышленную ценность руд, технологию добычи и переработки полезных ископаемых. Опробование даёт возможность: во-первых - оконтурить рудные тела, природные сорта, технологические типы руд и участки пустых пород; во-вторых - выявить закономерности пространственного размещения основного и попутных полезных компонентов, вредных примесей. Виды опробованияОпробование, в зависимости от поставленных задач делится на 6 видов: геологическое, геофизическое, минералогическое (шлиховое), техническое, технологическое, товарное. Геологическое (рядовое) опробование. Служит главным источником информации о характере пространственного распределения и степени концентрации полезных компонентов, являясь, таким образом, основой геометризации недр и подсчета запасов минерального сырья. Длина рядовых проб во внутренних частях рудных тел не должна превышать установленных кондициями минимальной мощности, а также максимальной мощности некондиционных и пустых прослоев, включаемых в контур балансовых руд. Геофизическое (рядовое) опробование проводится с целью определения полезных компонентов непосредственно в горных выработках и скважинах без отбора материала и отличается от других видов опробования тем, что минеральная масса не подвергается изменению, что дает возможность повторных геофизических испытаний. Геофизическое опробование, обладая экспрессностью, позволяет обеспечить оперативность и сокращение затрат (на отбор и обработку проб), особенно при комплексировании нескольких геофизических методов, при необходимости возможно проведение повторных измерений. Геофизические методы опробования весьма разнообразны. Наиболее распространены магнитометрические и ядерно-физические, в том числе радиометрические методы определения качества руды. Минералогическое (шлиховое) опробование проводится в основном при разведке россыпных месторождений для определения содержания ценных минералов. Минералогическое опробование применяется также для определения текстурно-структурных особенностей руд, выделения природных типов руд и выяснения строения рудных тел. При разведке россыпей минералогические исследования проб являются практически единственным способом определения качества полезного ископаемого и содержания полезного компонента в песках (горной массе). Техническое опробование (технические испытания).Техническое опробование проводится на всех месторождениях полезных ископаемых и служат для изучения физико-технических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород. Технические испытания, выполняемые в процессе разведочных работ, делятся на три группы; испытания, необходимые для: 1) подсчета запасов; 2) уточнения горнотехнических условий эксплуатации разведуемого месторождения; 3) определения физических свойств и качества минерального сырья. Технические испытания, необходимые для подсчета запасов, включают определения: объемной массы, влажности и макротрещиноватости руды На месторождениях многих видов неметаллического минерального сырья (строительных материалов, слюды, асбеста, оптических и драгоценных камней и др.) техническое опробование выступает основным методом определения их промышленной ценности. Способы отбора проб на технические испытания целиком зависит от назначения полезного ископаемого и, как правило, определяются техническими требованиями к сырью. Технологическое опробование проводится для изучения технологических свойств минерального сырья. Для рудных месторождений при помощи технологических проб выявляется способность руды к обогащению и металлургическому переделу. По результатам технологического опробования разрабатывается рациональная схема и оптимальный режим переработки минерального сырья, обеспечивающие комплексное извлечение полезных компонентов и утилизацию отходов. Товарное опробование руды в вагонах, трюмах кораблей и баржах проводится для обоснования взаимных расчётов между рудником и потребителем. Применяемый способ опробования определяется общим весом отправляемой партии руды, её крупностью, физико-механическими свойствами (крепость, твёрдость) и характером распределения полезного компонента. Наиболее часто используется горстьевой способ опробования. Пробы отбираются из 5-10 точек, располагающихся по одной из шести следующих схем (рис. 1.12).  Рисунок 1.12 - Схема расположения проб в вагоне Таким способом опробуются руды железа, марганца, алюминия, меди, фосфора и др. Способы отбора пробПо увеличению степени достоверности способы отбора проб можно выстроить в следующий ряд: штуфной, точечный, шпуровой, бороздовый, задирковый и валовый. Все способы пробоотбора можно разделить на: точечные, объемные и площадные, линейные. К точечным относятся – штуфной и точечный методы; к площадным – задирковый; к объемным – валовый; к линейным – шпуровой, бороздовый (и его разновидности). | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||