Закономерности размещения п/и в пределах платформ и складчатых обл.

Формы тел п/и.

Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопле­ния минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним принадлежат штоки, штокверки и гнезда.

IIIток-изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья. Штокверк - изометричный объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества. Гнездом называется относительно некрупное локальное ско­пление полезного ископаемого. Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричиых тел, является их поперечное сечение.

Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протя­женными и одним коротким размером.

Пласты наиболее типичны для осадочных месторождений руды, угля и нерудных полезных ископаемых. Метасоматические тела, разви­вающиеся по отдельным пластам в толщах осадочных пород, приобретают характер пластообразных залежей. Пласт полезного иско­паемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы; пачки в свою очередь могут распадаться на слои. В соответствии с этим различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).Месторождения пластовой формы бывают однопластовыми и многопластовыми.

Жилы — это трещины горных пород, выполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Жилы бывают простые и сложные. К простым жилам относятся одиночные минерализованные трещины; к сложным — пучки переплетающихся трещин, зон дробления или рассланцевания.

Пластовые залежи жидких и газообразных полезных ископаемых приурочены к пласту-коллектору проницаемых пород, за­ключенному среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов. Такие залежи обычно являются наиболее крупными, достигая в длину по простиранию коллектирующего их пласта более 80 км при ширине до 70 км.

Массивные залежи - скопления жидкости или газа в выступах проницаемых пород (структурных, эрозионных, рифовых), перекрытых плохо проницаемыми осадками.

Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных со всех сторон непроница­емыми породами.

Закономерности размещения п/и в пределах платформ и складчатых обл.

Структурные критерииоснованы на особенностях тектонического строения земной коры, определяющих условия локализации месторождений. Необходимо различать по крайней мере три группы структурных критериев: 1) группу структур, определяющих положения рудных полей и бассейнов в пределах складчатых зон и платформ; 2) группу структур, определяющих положения отдельных месторождений в пределах рудных полей или бассейнов, и 3) группу структур, определяющих положения рудных тел в месторождениях. Структурные критерии первой группы определяют самые общие закономерности размещения полезных ископаемых. Так, главные структурные элементы земной коры — щиты, платформы и геосинклинальные зоны. Основная цель изучения структур первой группы заключается в установлении закономерностей размещения рудных полей.

Структуры рудных полей в пределах щитов, платформ и геосинклинальных областей определяются складчатыми и разрывными нарушениями более высоких порядков. В равной степени это относится и к месторождениям. Наиболее благоприятными структурными условиями для локализации рудных полей и месторождений являются замковые части складок, особенно осложненные разрывными нарушениями, и зоны пересечения разрывных нарушений различных направлений.

Валунный метод поисков

Обломочно-речной метод состоит в обнаружении и про­слеживании рудоносных обломков, галек или валунов, образующих прерывистые потоки в русловых отложениях рек, и в прослеживании их в направлении сноса рудного материала.

Валунно-ледниковый метод заключается в поисках рудных (рудоносных) валунов на площадях развития моренных ледниковых отложений. Места обнаружения рудных валунов наносятся на карту четвертичных отложений для выяснения контуров ореолов их рассечения вокруг коренных рудных выходов. Особое внимание при поисках рудных валунов уделяется нижним горизонтам донных морен, материал которых наиболее близко отражает состав подстилающих пород. Как правило, ореолы руд­ных валунов имеют веерообразные очертания, расширяющиеся в сторону движения ледника.

Обломочно-делювиальный метод заключается в поисках рудных свалов, в нижних частях мощных каменных россыпей (курумов), покрывающих склоны возвышенностей в районах развития многолетней мерзлоты. Потоки глыб и щебня, медленно сползающие по склонам гор под влиянием морозного сдвига, солифлюкции и силы тяжести, как правило, лишены растительного покрова и доступны визуальному наблюдению.

Прямые поисковые признаки

Под поисковыми признаками понимаются определенные факты или явления, указывающие на наличие или возможность выявления месторождений полезных ископаемых в определенном месте. К поисковым признакам относятся следы процессов образования, изменения и разрушения месторождений; физические, химические, минералогические свойства полезного ископаемого и вмещающих пород, по которым можно обнаружить месторождение в толще земной коры; сведения о деятельности человека, имеющие отношение к полезному ископаемому. Поисковые признаки разделяются на прямые и косвенные. Первые из них непосредственно указывают на наличие месторождения, а вторые косвенно свидетельствуют о возможности обнаружения оруденения. К прямым поисковым признакам относятся: 1) выходы полезного иско­паемого; 2) ореолы и потоки рассеяния вещества полезного ископаемого; 3) особые физические свойства полезного ископаемого; 4) следы старых горных работ или переработки полезного ископаемого и исторические данные о горном промысле.

Наземные визуальные

При проведении геологических маршрутов в условиях хорошей обнаженности пород геологи могут визуально обнаруживать и оконтуривать выходы многих полезных ископаемых по вкрапленности полезных или жильных минералов, характерным около­рудным изменениям вмещающих пород, их эпигенетическим изменениям или другим характерным признакам.

Аэровизуальные

Использование аэрофотоснимков помогает в ряде случаев не только расшифровать геологическую структуру, но и выявить признаки рудоносности изучаемой территории. Выявлению поисковых признаков способствуют также прямые аэровизуальные наб­людения или применение цветных, спектро- и многозональных снимков. С применением спектро- и многозональных снимков удается выделять аномальные по цвету массивы и зоны растительности, в которых иногда отражается влияние повышенных концентраций некоторых элементов.

Валунно-обломочные

Обломочно-речной метод состоит в обнаружении и прослеживании рудоносных обломков, галек или валунов, образующих прерывистые потоки в русловых отложениях рек, и в прослеживании их в направлении сноса рудного материала. Валунно-ледниковый метод заключается в поисках рудных (рудоносных) валунов на площадях развития моренных ледниковых отложений. Обломочно-делювиальный метод заключается в поисках рудных свалов, в нижних частях мощных каменных россыпей (курумов), покрывающих склоны возвышенностей в районах развития многолетней мерзлоты.

Шлиховой метод поисков

Сущность методов заключается в систематическом шлиховом опробовании рыхлых отложений для выявления и оконтуривания в них механических ореолов и потоков рассеяния полезных минералов.

Шлихами называются концентраты, представляющие мелкую фракцию тяжелых минералов, которые остаются после промывки отбираемых проб. Шлиховой метод издавна применяется для поисков определенной группы полезных минералов, обладающих большой плотностью, механической прочностью и устойчивостью в поверхностных условиях.

Проведение шлиховой съемки включает: выбор места взятия шлиховых проб; отбор проб; обогащение (промывка) проб для получения шлиха; составление шлиховых карт и обобщение результатов. Чаще всего шлиховые съемки проводятся путем опробования аллювиального, реже делювиального и элювиального материала или протолочек коренных горных пород.

В полевых условиях проба отмывается только до серого шлиха, а доводка проб до черного шлиха осуществляется обычно в стационарных условиях. Анализы проб с качественным и количественным определением составляющих их минералов осуществляются в полевых и стационарных шлиховых лабораториях. Доведенные до состояния черного шлиха пробы взвешиваются, разделяются по крупности зерен, а минералы мелкой фракции подвергаются последовательно магнитной, электромагнитной и гравитационной сепарации в тяжелых жидкостях. В результате качественного и количественного анализа шлихов не только определяется принадлежность минералов к определенному виду, но и подробно описывается их кристаллографическая характеристика, наличие сростков с другими минералами, степень окатанности зерен, изучаются ассоциации и химический состав минералов. Результаты проведения шлиховых поисков оформляются в виде шлиховых карт .

Гидрохимические

Поиски по водным ореолам рассеяния основаны на выявлении в природных водах ореолов повышенных концентраций комплексов элементов-индикаторов оруденения и их спутников, хорошо мигрирующих в водной среде в условиях зоны гипергенеза.

Сущность метода состоит в отборе проб поверхностных, грунтовых или подземных вод, анализах этих проб на содержания элементов-индикаторов и элементов-спутников оруденения для выяснения закономерностей пространственного размещения их водных ореолов. Гидрохимические методы относятся к числу наиболее глубинных методов выявления повышенных концентраций элементов в коренных породах. В условиях расчлененного рельефа по выходам источников с аномальными концентрациями элементов можно обнаружить рудные скопления на глубинах до нескольких сотен метров, а в предгорных районах — до нескольких десятков метров от дневной поверхности.

Биохимические

Биохимические методы поисков основаны на выявлении и оконтуривании локальных ареалов и ореолов повышенных концентраций элементов-индикаторов оруденения в растениях. Поиски сводятся к отбору проб живой массы травянистых, кустарниковых или древесных растений, произрастающих в пределах изучаемых площадей, сжиганию (озолению) этих проб и определению концентраций элементов в золе растений.

Атмохимические

Атмохимические методы поисков основаны на выявлении и оконтуривании вторичных ореолов и полей повышенных концентраций углекислого газа, метана, сероводорода, сернистого газа, водорода, углеводородов, паров ртути и некоторых других газов в подпочвенном воздухе, как поисковых признаков месторождений различных полезных ископаемых. Сущность газовых съемок заключается в отборе проб почвенного воздуха с помощью трубчатых пробоотборников или в виде газокерновых проб с последующим их анализом на содержание перечисленных выше газов.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ

Этот метод является главным по своему значению в деле изучения геологического разреза скважины, по разработанности теоретических основ и по многообразию своих разновидностей (модификаций). При электрическом каротаже измеряют удельное сопротивление пород, пересеченных скважиной, и электрическое поле естественных потенциалов, самопроизвольно возникающих в скважине.

1.1. Метод кажущегося сопротивления.Удельное сопротивление пород изменяется в больших пределах: от десятых долей ом-метра до нескольких сотен тысяч ом-метров, благодаря чему оказывается возможным изучать состав горных пород, измеряя их р.

Измерения удельного сопротивления пород, вскрытых скважиной, производится с помощью зонда электрического каротажа, представляющего собой систему электродов, установленных на каротажном кабеле. Измеряемая величина удельного сопротивления называется кажущимся сопротивлением (КС) или p_k, а регистрируемая кривая диаграмма – КС. При боковом каротаже (БК) также измеряется удельное электрическое сопротивление горных пород, но зонд имеет особую конструкцию и специальную схему измерений.

РАДИОАКТИВНЫЙ КАРОТАЖ

2.1. Гамма-каротаж заключается в проведении измерений естественной радиоактивности в разрезе скважины при перемещении в ней радиометра. Измерительная установка состоит из детектора и электронной схемы.

Радиоактивность магматических пород возрастает от основных к кислым. Максимальной радиоактивностью среди кислых и вообще всех магматических пород обладают граниты

Метод гамма-гамма-каротажа (ГГК).Этот метод основан на измерении интенсивности гам­ма-излучения породы при облуче­нии ее потоком гамма-квантов.

Метод ГТК в плотностном варианте (ГГК-n)применяется при исследовании скважин, пройденных на рудных и угольных месторождениях, и реже в нефтепоисковых скважинах.Одной кз разновидностей метода ГГК является микрогамма-каротаж – мГГК. Он отличается высокой чувствительностью к изменению Z_ЭФ и р горных пород. Применяется зонд малых размеров (L = 5 см) с источник ком ^м Am и углом между осями коллиматоров 30°.

Нейтронный каротаж

Под названием "нейтронный каротаж" объединяют различные методы радиометрии скважин, для которых общим является изучение эффектов, возникающих при облучении горных пород потоком нейтронов. Применяются методы плотности тепловых и надтепловых нейтронов (НК_Т) и импульсный нейтронный каротаж (ИНК). При исследованиях скважин каждым из этих методов в качестве индикаторов обычно используют плутониево-бериллиевый источник нейтронов. Выделяют три группы элементов с характерными максимумами интенсивности гамма-излучения радиационного захвата в области низких (до 204 МэВ), средних (4-6 МэВ) и высоких (более 6 МэВ) энергий гамма-квантов.

Инклинометрия

Искривление скважин вызывает осложнения как в процессе бурения, так и при интерпретации полученных геологических данных. При бурении искривление приводит к смятию обсадных труб, к ускоренному изнашиванию буровых труб, к за­труднению при спуске колонн. Отрицательное значение кривизны скважин особенно велико при разведке месторождений полезных ископаемых. Различают азимутальное искривление — отклонение от заданного азимута скважины и зенитное — отклонение от заданного угла наклона скважины. Измерение зенитных углов скважины и азимутов ее направления позволяет определить пространственное положение скважины и построить ее разрез. При незначительных азимутальных отклонениях (менее 10°) ошибки в построениях незначительны и могут не учитываться. Измерение кривизны скважин производится инклинометрами. Частота замеров зависит от конкретных условий. Результаты замеров искривления скважин и инклинограммы исполь­зуются при построении геологических разрезов по отдельным участкам ме­сторождений или месторождениям в целом.

Кавернометрия – это измерение изменения диаметра скважин.

Задачи разведочных работ

Разведкой называется комплекс исследований, связанных с определением промышленного значения месторождения. Разведочные работы на месторождении производятся прежде всего в целях определения количества и качества заключенного в нем полезного ископаемого, а также для выяснения природных условий залегания минерального сырья.

Главнейшие вопросы при разведке месторождений полезных ископае­мых следующие.

1. Определение формы и объема промышленной части месторождения. Для этого необходимо знать геологическое строение участка и района, условия залегания месторождения, взаимоотношения тел полезных иско­паемых с вмещающими породами и их распространение в пространстве.

2. Установление качественно-технологической характеристики всех природных разновидностей полезного ископаемого на основе технических требований к сырью (кондиций). Второй вопрос тесно связан с первым, так как в контуры промышленных участков могут быть вклю­чены лишь те части месторождения, которые отвечают промышленным требованиям и допускают разработку разведанных запасов.

3. Выявление природных факторов, определяющих условия эксплуа­тации: обводненность месторождения или его части с определением прито­ков воды в предполагаемые выработки; состав и взаимоотношения вмеща­ющих пород, мощность покрывающих вскрышных пород и мощность полезной толщи, если предполагается открытая разработка; углы падения пород, твердость и трещиноватость и другие факторы, имеющие значение при производстве добычных работ.

Стадии разведочных работ

Процесс разведки месторождений полезных ископаемых принято разделять на три стадии: предварительную, детальную и эксплуатационную разведку. Каждая последующая стадия отли­чается от предыдущей степенью детальности исследований и достовер­ностью результатов. Но не только детальностью и достоверностью отлича­ются стадии друг от друга — от стадии к стадии меняется и объект разведки.

Предварительная разведка

Предварительная разведка проводится на объектах, получивших положительную оценку в период предшествовавших поисково-разведочных работ. В эту стадию должны быть выяснены общие размеры месторождения, получены приблизительные представ­ления о формах и размерах основных тел полезного ископаемого, о качестве полезного ископаемого, а также об условиях залегания месторождения, гидрогеологических и других горнотехнических особенностях, существенных для обоснованной промышленной оценки месторождения. Итогом предварительной разведки месторождения является приблизительная, но достаточно надежная оценка всего разведываемого месторождения в отношении возможности промышленного его использования.

Детальная разведкапроводится на месторождении или на отдельных его участках, которые намечаются в результате предвари­тельной разведки к промышленному освоению в ближайшее время.

Основной задачей детальной разведки объекта является уточнение его геологического строения, форм, условий залегания тел полезного ископаемого, его качества, гидрогеологических и других горнотехнических условий предполагаемой отработки.

Эксплуатационная разведка.Основной целью эксплуатационной разведки является уточнение форм тел полезного ископаемого и его качества и в итоге — суммы промышленных запасов полезного ископаемого для обеспечения текущей производственной деятельности горного предприятия по каждому эксплуатационному участку.

На основании данных эксплуатационной разведки периодически проводится подсчет запасов на участках, подготовленных к отработке. Эти запасы, наиболее достоверные вследствие предельной детальности разведки, являются обоснованием месячных и квартальных планов добычи, полезного ископаемого.

Принципы разведки

Несмотря на большое разнообразие месторождений полезных иско­паемых, в основу разведки любого месторождения могут быть положены одни и те же принципы, поскольку геологоразведочный процесс осуще­ствляется на определенном уровне развития производительных сил и имеет в конечном счете одну и ту же задачу — выявление в недрах про­мышленных запасов различных полезных ископаемых. В. М. Крейтер указывает, что основными положениями разведки являются принципы: 1) последовательных приближений; 2) полноты исследований; 3) равной достоверности (равномерности); 4) наименьших затрат средств и времени.

Основные методы разведки

Следует назвать основными методами разведки три общих для всякой разведки мероприятия, соответствующие трем главным звеньям гео­логоразведочного процесса: 1) создание системы разрезов; 2) опробование полезного ископаемого; 3) промышленная оценка месторождения.

Разведочные геологические разрезы представ­ляют собой теоретически вполне обоснованный способ выяснения формы, внутреннего строения и условий залегания месторождения. Разрезы могут быть вертикальными и горизонтальными, в соответствии с чем метод разре­зов имеет три разновидности:

а) метод вертикальных разрезов

б) метод горизонтальных разрезов, или сечений

в) метод го­ризонтальных и вертикальных разрезов

Разведочное опробование является теоретически обо­снованным способом выяснения качества полезного ископаемого.

Промышленная оценка представляет собой способ опре­деления промышленного значения месторождения, а следовательно, воз­можностей и условий его использования, по данным разведки. Оценка месторождения полезного ископаемого носит сравнительный характер. Таким образом, третий основной метод разведки — метод промышленной оценки — является методом срав­нительным.

В соответствии с задачами каждой стадии разведочных работ могут применяться те или иные средства разведки, всегда направленные на созда­ние системы разрезов пространства, занимаемого месторождением, на опро­бование полезного ископаемого и на выяснение всех прочих данных, необ­ходимых для промышленной оценки месторождения.

Колонковое бурение скважин

При колонковом бурении материалом для проб могут служить керн, керн и шлам или только шлам. Наиболее достоверные результаты опробования получаются при исследо­вании керна. Шлам используется как дополнительный материал в случае неполного выхода керна или при его избирательном выкрашивании (истирании).

Полнота выхода керна зависит от многих причин. В сильно трещино­ватых, пористых, разрушенных, хрупких и рыхлых полезных ископае­мых выход керна резко снижается, происходит интенсивное его истира­ние дробью и разрушение промывочными водами. Чем дольше находится керн в забое, тем меньше его сохранность. Увеличение выхода керна может быть достигнуто при увеличении диаметра скважин, при переходе от дробового бурения на коронки, арми­рованные твердыми сплавами или алмазами, а также при применении двойных колонковых труб.

При бурении растворимых солей следует применять в качестве про­мывочных вод рассолы того же состава. Однако состав таких рассолов всегда несколько отличается от состава изучаемых солей, что приводит к избирательному растворению поверхности керна. Поэтому материал для пробы в таких случаях следует высверливать вдоль оси керна.

При удовлетворительном выходе керна (обычно 70%), если не происходит избирательного истирания, материалом пробы является один керн. Он представляет ценность не только для химического, технического и минералогического опробования, но и для изучения строения тел полез­ных ископаемых, их минерального состава, структур и текстур.

Использование шлама для опробования при колонковом бурении не дает надежных результатов.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурениешироко применяется для разведки крупных тел полезных ископаемых штокверкового типа, оловорудных, вольфрамовых, прожилково-вкрапленных медно-молибденовых и молибденовых месторождений, скарновых месторождений (особенно магнетитовых) и др., а также при открытых разработках полезных ископаемых (буровзрыв­ные скважины). Бурение производится сплошным забоем, в процессе которого получается относительно тонко измельченный материал, обычно в виде шлама.

В этих условиях правильный отбор проб зависит от полноты подня­тия шлама с каждого пробуренного интервала отдельно и крепления скважин с целью изоляции тела полезного ископаемого от перекрыва­ющих его пород.

Механическое ударно-канатное бурение характеризуется относи­тельно высокой производительностью и обычно большими диаметрами (до 600 мм). С каждого пробуренного метра получают большое количе­ство (от 45 до 222 кг и более) довольно тонкого и хорошо смешанного материала, что обеспечивает представительность опробования и возмож­ность сокращения материала.

Серьезным недостатком данного опробования, особенно при глубоких скважинах, является отставание тяжелых частиц от легких при их выносе на поверхность, что создает большие трудности в привязке полученного шлама к тому или иному интервалу проходки и несоответствие состава шлама пройденному интервалу по скважине.

Формы тел п/и.

Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопле­ния минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним принадлежат штоки, штокверки и гнезда.

IIIток-изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья. Штокверк - изометричный объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества. Гнездом называется относительно некрупное локальное ско­пление полезного ископаемого. Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричиых тел, является их поперечное сечение.

Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протя­женными и одним коротким размером.

Пласты наиболее типичны для осадочных месторождений руды, угля и нерудных полезных ископаемых. Метасоматические тела, разви­вающиеся по отдельным пластам в толщах осадочных пород, приобретают характер пластообразных залежей. Пласт полезного иско­паемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы; пачки в свою очередь могут распадаться на слои. В соответствии с этим различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).Месторождения пластовой формы бывают однопластовыми и многопластовыми.

Жилы — это трещины горных пород, выполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Жилы бывают простые и сложные. К простым жилам относятся одиночные минерализованные трещины; к сложным — пучки переплетающихся трещин, зон дробления или рассланцевания.

Пластовые залежи жидких и газообразных полезных ископаемых приурочены к пласту-коллектору проницаемых пород, за­ключенному среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов. Такие залежи обычно являются наиболее крупными, достигая в длину по простиранию коллектирующего их пласта более 80 км при ширине до 70 км.

Массивные залежи - скопления жидкости или газа в выступах проницаемых пород (структурных, эрозионных, рифовых), перекрытых плохо проницаемыми осадками.

Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных со всех сторон непроница­емыми породами.

Закономерности размещения п/и в пределах платформ и складчатых обл.

Структурные критерииоснованы на особенностях тектонического строения земной коры, определяющих условия локализации месторождений. Необходимо различать по крайней мере три группы структурных критериев: 1) группу структур, определяющих положения рудных полей и бассейнов в пределах складчатых зон и платформ; 2) группу структур, определяющих положения отдельных месторождений в пределах рудных полей или бассейнов, и 3) группу структур, определяющих положения рудных тел в месторождениях. Структурные критерии первой группы определяют самые общие закономерности размещения полезных ископаемых. Так, главные структурные элементы земной коры — щиты, платформы и геосинклинальные зоны. Основная цель изучения структур первой группы заключается в установлении закономерностей размещения рудных полей.

Структуры рудных полей в пределах щитов, платформ и геосинклинальных областей определяются складчатыми и разрывными нарушениями более высоких порядков. В равной степени это относится и к месторождениям. Наиболее благоприятными структурными условиями для локализации рудных полей и месторождений являются замковые части складок, особенно осложненные разрывными нарушениями, и зоны пересечения разрывных нарушений различных направлений.