Месторождений полезных ископаемых

Кафедра геологии

Поиски и методика разведки

Месторождений полезных ископаемых

Часть 1

Поиски месторождений полезных ископаемых

Краткий конспект курса лекций

Доцент Сокерин М.Ю.

Г. Сыктывкар, 2007 г.

 

 

 

 

Раздел 1. Введение в систему геологического изучения недр, поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых. Стадии геологоразведочных работ. Содержание поисковых работ. Содержание разведочных работ. Основные принципы классификации, оценки и учета запасов и ресурсов полезных ископаемых.

 

Тема 1

Вводная лекция. Определения и понятия. Место учения о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых в системе наук о Земле. Краткая история. Промышленная классификация полезных ископаемых. Законодательство о недрах. Геологоразведочная отрасль страны.

 

Цели и задачи курса. Прикладной курс знаний «Поиски и методика разведки месторождений полезных ископаемых» является составной частью учения о полезных ископаемых, выясняющего условия образования (генезиса), изменения (преобразования) и сохранения сформированных тел полезных ископаемых, условия нахождения и пути наиболее эффективного выявления, оценки и разведки промышленных месторождений полезных ископаемых (МПИ). Вместе с курсом «Техника разведки МПИ», изучающим технологию и методику разведочного бурения и проходки поверхностных и подземных горноразведочных выработок, этот курс и направление практической (прикладной) геологии иногда называют «Геологоразведочным делом» (по аналогии с «Горным делом», от которого геологоразведочное дело когда-то отпочковалось).

Один из крупнейших разведчиков и теоретиков учения о поисках и разведке МПИ Владимир Михайлович Крейтер, работавший в 30-х -60-х годах прошлого века, дал достаточно точное и четкое определение:

«Учение о поисках и разведке полезных ископаемых есть прикладная геологическая наука, изучающая условия нахождения и пути наиболее эффективного выявления промышленных месторождений полезных ископаемых» (Крейтер, 1969).

В.М. Крейтер считал, что это учение как самостоятельная наука геологического цикла впервые оформилась в начале 30-х годов ХХ века в СССР, когда из нее выделилась техника разведки. Но, несмотря на достаточно веские основания такого определения времени рождения и возраста учения о поисках и разведке МПИ, вероятно, это несколько упрощенный взгляд.

История поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых насчитывает многие тысячелетия. Вспомним названия этапов развития человечества - «каменный век», «бронзовый век», «железный век». С древнейших времен люди использовали каменные орудия (топоры, резцы, ножи), позднее, используя «подъемную руду» и приповерхностные легко обнаруживаемые месторождения металлов и освоив технологию переплавки меди и олова, создали бронзовые орудия труда, позднее научились выплавлять более тугоплавкое железо.

Вначале использовалась так называемая «подъемная руда» - рудные обломки собирались с поверхности земли, затем для добычи полезных ископаемых все больше используются горные выработки (карьеры, шурфы, шахты и т.п.).

С самого начала человеческой истории людей интересовало золото, вначале в качестве украшений, позднее в качестве эталона ценности (стоимости), а уже в новейшей истории начали широко использоваться выдающиеся химические и физические свойства этого металла - его химическая устойчивость к различным окислителям, высочайшая электропроводность, ковкость - способность расплющиваться до тончайших прозрачных зеленоватого оттенка пластинок и т.д. и т.п.

Во все времена людей интересовали и сами горные породы в качестве строительного материала для строительства жилья, зданий, инженерных сооружений и т.д. и т.п.

Добывая ископаемые, люди одновременно изучали и закономерности их размещения, накапливали опыт выявления месторождений, закрепляли в памяти поколений поисковые признаки. Древние горные выработки проходились с исключительной целесообразностью, указывающей на то, что рудокопы хорошо разбирались не только в рудах, но и во вмещающих их породах.

Еще в XVI веке немецкий ученый Георг Агрикола, вероятно, первым обобщил опыт горно-металлургического производства и, систематизировав его по процессам, выделил направление «поиски и разведка месторождений полезных ископаемых».

В России одна из первых исторических дат открытий ископаемых богатств относится к первой четверти XIII века, когда (неизвестно кем) было открыто «Цильменское» месторождение медных руд в Печорском крае, которое едва ли не является первым открытием месторождений руд в древней Руси.

В 1491 г. царь Иван III посылает из Москвы на Цильму поисковую партию иностранных (Иван да Виктор) и местных – русских (Андрей Петров и Василий Болтин) «рудознатцев» «руды искати серебряные». Это была, вероятно, первая государственная экспедиция Московской Руси. Уже 20 октября того же года рудознатцы вернулись в Москву и сообщили, что «они нашли руду серебряную и медную великого князя в вотчине на Цильме, не доходя до Космы реки…». На следующий же год царь посылает на Цильму новую партию «рудознатцев», но на этот раз уже с 340 рабочими. Был создан горный промысел медных и серебряных руд и организовано производство медных и серебряных монет. Горный промысел на Цильме, по-видимому, является одним из первых горнорудных промыслов государственного значения Московской Руси конца XV века.

До этого, в 1700 г. Петром Первым в России был создан Приказ рудокопных дел, переименованный в 1718 г. в Бергколлегию. Отсюда берет начало Государственная геологическая служба России, которая 6 лет назад отметила 300-летие. Приказ рудокопных дел разрабатывал и рассылал на места инструкции по поискам, разведкам, опробованию и разработке месторождений.

В.Н. Татищевым, выдающимся деятелем Петровской эпохи, в 1721 г. были основаны на Урале горные школы, из которых в 1725 г. было решено послать в составе Камчатской экспедиции Беринганесколько человек «в сыскании и в пробах рудных наученых людей с надлежащими инструкциями и припасы, чтобы оные, где найдены будут богатые металлы или минералы, могли на больших пробах действительно плод показать, не пропуская времени».

В XVIII веке величайший российский ученый-энциклопедист М.В. Ломоносов опубликовалважные труды «О слоях земных» (опубл. 1763), «Слово о рождении металлов от трясения Земли» (1757), «Первые основания металлургии или рудных дел», в которых заложены основы системы поисков и разведки месторождений.

Таким образом, когда знакомишься с историей выявления месторождений и развития добычи полезных ископаемых в старейших горнорудных районах (на Урале, в Забайкалье - «...где золото роют в горах...», за рубежом (в США, Канаде, Южной Африке, Германии), то становится понятным, что учение о поисках и разведке МПИ, несомненно, имеет более древнюю историю, чем 30-е годы прошедшего века, и, как и для других важнейших направлений науки (химии, физики, геологии в целом и др.), наверное, непродуктивно пытаться определить конкретный год или десятилетие оформления этой науки.

Тем не менее, можно говорить о том, что как в СССР, так и за рубежом в начале 30-х годов XX века в связи с резким ростом потребностей в металлах, топливе, строительном сырье (в связи с военными целями, индустриализацией, началом технической революции 20-го века) поиски и разведка МПИ оформились в самостоятельное направление науки. Здесь нельзя преувеличивать роль ученых СССР (Е.О.Погребицкого, В.М. Крейтера, А.П. Прокофьева, В.И. Смирнова, М.Н. Альбова), хотя она и велика. Но одновременно с нашими отечественными работами теория и практика поисков и разведки МПИ в этот период активно развивалось и за рубежом (США – Виктор Линдгрен еще в начале 20-го века читает курс лекций по ПРМПИ в Мичиганском политехническом институте; появляются серьезные работы в этом направлении в Германии). В последние годы активно работает над развитием теории и практики поисков и разведки МПИ Китай, впитавший теоретические и методические подходы и приемы поисков и разведки из опыта СССР и США.

Появление в 30-х годах кафедр полезных ископаемых и методов поисков и разведки МПИ в системе геологических ВУЗов и техникумов (Московский геологоразведочный институт - МГРИ, старый Ленинградский горный институт -ЛГИ, Свердловский горный институт, геологические факультеты Московского, Ленинградского ГУ, Львовского университетов и др.), развитие системы отраслевых (в геологической отрасли) научно-исследовательских институтов – Центрального научно-исследовательского института цветных, благородных металлов и алмазов (ЦНИГРИ), Всероссийского института минерального сырья (ВИМС), Всероссийского научно-исследовательского геологического института (ВСЕГЕИ) и др. – способствовали становлению и укреплению учения о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Это практическое направление геологической науки - одно из самых важнейших и актуальных во все времена. Сама геология как наука развивалась во многом благодаря тому постоянному интересу, который человечество имело к полезным ископаемым, их выявлению и извлечению для пользы людей.

В настоящее время спектр используемых человеком полезных ископаемых весьма широк и растет в зависимости от потребностей современных технологий. Современное и перспективное (будущее) развитие технологий требует все новых материалов с определенными свойствами, все новых полезных ископаемых...

 

Что же такое «полезное ископаемое»? Это - добываемое из недр природное образование, пригодное для использования человеком в виде породы, минерала, извлекаемого химического элемента. По направлениям использования выделяются классы и подклассы полезных ископаемых (см. таблицу).

Природные скопления полезных ископаемых, извлечение которых из этих скоплений технически и технологически возможно и экономически рентабельно (безубыточно), называются месторождениями полезных ископаемых. Выявляемые неясные по масштабам (размерам), обычно небольшие, скопления полезных ископаемых называют проявлениями полезных ископаемых (для металлических полезных ископаемых с повышенными – рудными - концентрациями металлов они называются рудопроявлениями). Иногда выделяют еще пункты рудной минерализации.

Полезные ископаемые образуются в результате разнообразных геологических процессов, происходящих как на глубинах Земли (эндогенные процессы), так и на ее поверхности (экзогенные процессы). Вы изучали эти процессы уже в первом геологическом курсе общей или динамической геологии. К эндогенным геологическим процессам, приводящим к образованию полезных ископаемых, относятся магматизм, образование, накопление и движение горячих и теплых внутриземных жидкостей (прежде всего, воды и разнообразных водных растворов) и газов (гидротермальные и пневматолитовые процессы), тектонические процессы (сжатие и растяжение громадных блоков земной коры, приводящее к образованию складок, тектонических нарушений - разломов, разрывов Земной коры), метаморфизм и метасоматоз. К основным экзогенным процессам рудообразования (минералообразования) относятся осадкообразование и выветривание.

Помимо генетической классификации полезных ископаемых, существует промышленная классификация МПИ, с выделением основных (главных) и второстепенных промышленных типов м-ний, для поисков и разведки которых применяются особые комплексы методов и технических приемов.

 

Стадия 3. Оценочные работы.

Этап III. Разведка и освоение месторождений.

Стадия 2. Поисковые работы.

Объектами исследований при поисковых работах являются бассейны, рудные районы, узлы и поля или их части, выявленные при региональных геолого-геофизических и геолого-минерагенических исследованиях масштабов 1:200000 и 1:50000 и по которым имеется оценка прогнозных ресурсов кат. Р₃ и Р₂. Поисковые работы могут производиться также на ранее опоискованных площадях, если это обусловлено изменением представлений о геологическом строении и рудоносности перспективных площадей, изменением конъюнктуры минерального сырья, увеличением глубинности исследований или внедрением новых более эффективных технологий поисковых работ и обработки их результатов, а также на площадях распространения техногенных образований (отходов), которые могут стать источником минерального сырья.

Поиски могут проводиться в м-бах 1:200000 – 1:10000 (в зависимости от сложности геол.строения, формационного типа и масштабов оруденения, глубинности исследований. Применяются: геолого-минералогические, геохимические, геофизические и другие виды и методы исследований, проходка поисковых скважин и поверхностных горных выработок. Для скрытых и погребенных месторождений используется глубокое бурение с комплексом скважинных геофизических и геохимических методов. В результате работ выделяются перспективные участки и аномалии. Основной результат поисков – геологически обоснованная оценка перспектив исследованных площадей. На выявленных проявлениях оцениваются ресурсы кат. Р₂ и Р₁.

Стадия 3. Оценочные работы.

Оценочные работы проводятся на выявленных и положительно оцененных проявления пол.иск. На площади оценочных работ проводится геологическая съемка и составляется геологическая карта м-ба 1:25000 – 1:1000 (в зависимости от размеров месторождения). Геологическая съемка сопровождается детальными минералого-петрографическими, геохимическими, геофизическими исследованиями, вскрытие и прослеживание тел полезных ископаемых осуществляется канавами, шурфами, поисково-картировочными скважинами. На экономически обоснованную глубину возможной разработки месторождения изучение оруденения осуществляется буровыми скважинами, реже подземными горными выработками. Бурение сопровождается комплексом скважинных геофизических и геохимических методов. Применяется широкий комплекс опробования полезного ископаемого, технологические исследования по лабораторным, иногда – малым или большим технологическим пробам (по природным разновидностям руд), разрабатывается принципиальная схема переработки руд, обеспечивающая комплексное использование полезного ископаемого. Изучаются гидрогеологические, инженерно-геологические, геокриологические, геоэкологические особенности участка месторождения, важные для проектирования добычи полезного ископаемого. В результате обеспечивается оценка промышленного значения месторождения, с подсчетом всех или большей части запасов по кат. С₂ (на участках детализации – кат. С₁). По менее детально изученной части месторождения оцениваются прогнозные ресурсы кат. Р₁.

В результате оценочной стадии выполняется геолого-экономическая оценка месторождения (составляется технико-экономический доклад – ТЭД).

Этап III. Разведка и освоение месторождений включает две стадии:

Стадия 4. Разведка месторождений.

Полезных ископаемых

(плюс см. файл «Классификация запасов… xls)

Общие ресурсы минерального сырья в недрах (минерагенический потенциал) – сумма разведанных (А+В+С₁), предварительно оцененных (С₂) запасов и прогнозных ресурсов.

Запасы полезного ископаемого – измеренное количество полезного ископаемого в недрах (т, кг, карат, м³). Различаются запасы руды, горной массы и полезного компонента (металла). Подсчитываются по месторождению, подсчетному блоку, участку, рудному телу.

Разделяются на балансовые (добыча и переработка рентабельны) и забалансовые (добыча и переработка нецелесообразны в современных условиях по низкому содержанию полезного компонента, мощности рудных тел, большой глубине залегания тел, сложной технологии обогащения и металлургического передела, тяжелым горнотехническим и гидрогеологическим условиям разработки, экологическим ограничениям и др.)

А+В+С₁ – разведанные промышленные запасы (основа проектирования и строительства горнорудного предприятия).

С₂ – весьма вероятный резерв месторождения (предварительно оцененные запасы).

 

Термин «прогноз» (греч. «προγνωσιξ» от προ -вперед и νωσιξ - узнавание) – предвидение, предсказание, основывающееся на определенных фактах.

Прогнозирование – научно обоснованное выделение районов, площадей, структур, участков, перспективных на выявление определенных типов месторождений.

Прогнозными считаются ресурсы неразведанных и необнаруженных месторождений пол.иск. (их участков, фрагментов), наличие которых в пределах земной коры предполагается на основании благоприятной геологической обстановки, положительных поисковых признаков и известных закономерностей образования и размещения определенных генетических и промышленных типов месторождений. Параметрыих оценки являются предположительными, установленными косвенно и могут определяться без привязки к конкретным телам пол.иск.

К прогнозным относятся ресурсы, использование которых целесообразно при существующей или осваиваемой прогрессивной разведочной и горнодобычной технике и технологии переработки сырья. В случае необходимости подлежат учету и некондиционные прогнозные ресурсы, отвечающие по качеству забалансовым рудам (не разработана технология обогащения, ниже экономически обоснованной глубины (границы) рентабельности эксплуатационных работ).

 

Схема классификации запасов и ресурсов для твердых пол. иск. (см. файл «Классификация запасов… xls). Таким образом:

 

 

Общий минерагенический потенциал (минерально-сырьевые ресурсы)
Запасы	Прогнозные ресурсы
Разведанные	Предварительно оцененные
А	B	C1	C2	P1	P2	P3

 

 

То же – для подземных вод:

Эксплуатационные запасы (А – освоенные, В – разведанные, С₁- предварительно оцененные, С₂ – выявленные); прогнозные ресурсы (Р).

Для нефти и газа:

Разведанные (А, В, С₁ – по промышленным притокам в отдельных скважинах); предварительно оцененные (С₂) – по геологическим и геофизическим данным (неопробованные).

Ресурсы Д₁ – по региональным геологическим, геофизическим и геохимическим данным

Ресурсы Д₂ – то же, по региональным геологическим, геофизическим и геохимическим данным, при недоказанной нефтегазоносности бассейна.

 

Структура рамочной классификации запасов полезных ископаемых ООН (РК ООН):

А) По степени геологической изученности от менее изученных к более изученным):

1) Рекогносцировка

2) Поиски

3) Предварительная разведка

4) Детальная разведка

Б) По степени экономической и технологической изученности:

1) Начальная оценка на основе геологических параметров

2) Предварительная оценка (ТЭД, ТЭР)

3) Детальная оценка (ТЭО)

В) По экономической эффективности:

1) Возможно экономические

2) Потенциально экономические

3) Экономические

 

Система подсчета и оценки запасов и ресурсов.

 

Основная формула подсчета запасов и оценки ресурсов полезных ископаемых:

 

Запасы (ресурсы) руды, полезного ископаемого:

 

P = V*d = (l * h *m) *d

 

Запасы (ресурсы) металла в руде:

p = P * c = V*d *c = (l * h *m) *d * c

 

где P – запасы руды (т, тыс. т)

р – запасы металла (полезного компонента) (т, тыс. т)

V – объем (м³)

d – объемный вес руды (т/м³)

l – длина (протяженность) рудного тела, залежи (м)

h – глубина распространения рудного тела (размер по вертикали), м

m – мощность рудного тела, м

c – содержание полезного компонента, металла в руде (%, г/т)

При оценке прогнозных ресурсов вводится коэффициент достоверности оценки (от 0,1 до 0,5).

Система учета запасов и ресурсов

Госбаланс

Подсчет запасов по месторождению – экспертиза, ГКЗ. ТКЗ, утверждение.

Сводный госбаланс РФ.

 

Учет прогнозных ресурсов – по пятилеткам.

 

Коэффициенты подтверждаемости запасов и ресурсов нефти Новосибирской области (приняты для расчетов возможных объемов добычи; их можно применять и для твердых полезных ископаемых):

Для нефти и газа	Для твердых пол. иск. (условно)
Кат. С1 – 1,0 Кат. С2 – 0,5 Кат. С3 – 0,3 Кат. D1 и D2 – 0,1	Кат. А и В – 1,0 Кат. С1 – 0,7 Кат. С2 – 0,5 Кат. Р1 – 0,2-0,3 Кат. Р2 – 0,1 Кат. Р3 – 0,03

 

Тема 4.

Прогнозно-поисковые геологические критерии

(предпосылки) рудоносности территорий.

Структурные, стратиграфические, литологические, магматические, геохимические, геоморфологические и другие критерии контроля оруденения.

 

Основой планирования, проектирования и проведения поисковых работ, а также прогнозирования месторождений полезных ископаемых на новых и недостаточно изученных территориях является анализ критериев их потенциальной рудоносности.

Критерий (от греч. Kriterion) – отличительный признак, «пробный камень», мерило.

Основные поисковые геологические критерии: структурные (тектонические), стратиграфические и геохронологические, палеоклиматологические, литологические (фациально-литологические), магматические, метаморфические, геоморфологические, геохимические, геофизические, гидрогеологические и др.

 

Структурные (тектонические) критерии

 

Принцип постепенной локализации площадей прогноза и поисков полезных ископаемых (от общих к частным, конкретным):

1) складчатые пояса, платформы, зоны или области автономной активизации

2) металлогенические провинции

3) рудные районы

4) рудные поля

5) месторождения.

Складчатые пояса содержат, главным образом, эндогенные месторождения.

На платформах широко развиты осадочные месторождения и месторождения выветривания. На щитах известны эндогенные месторождения, связанные с основными, ультраосновными и щелочными магматическими комплексами. Только с платформами связаны коренные месторождения алмазов в кимберлитах и лампроитах.

В областях перехода от складчатых поясов к платформам (краевые прогибы) содержатся угленосные и нефтегазоносные бассейны.

Связь металлогенических провинций (поясов) со структурно-формационными зонами.

Примеры провинций: Золотой пояс Канады (длиной более 3000 км), Медный пояс Чили.

 

Понятия:

- металлогеническая провинция

- рудный пояс

- рудное поле (узел, рудная группа – синонимы) – одно или несколько месторождений.

 

Рудные поля и месторождения наиболее часто располагаются:

 

1) В изгибах антиклиналей по простиранию

2) В резких изгибах крупных разрывных структур по простиранию

3) В осевых зонах антиклиналей высших порядков

4) В пересечениях разрывных нарушений

5) В зонах интенсивной трещиноватости, секущей антиклинали

6) В участках периклинальных окончаний антиклинориев и крупных антиклиналей

7) В местах пересечения благоприятных горизонтов крупными разломами

8) В зонах сочленения синклиналей и антиклиналей

9) Часто тяготеют к отдельным интрузивным массивам гранитоидов или к штокам малых интрузий вдоль разломов

10) На участках узких прогибов пород кровли над древними интрузиями

11) В пределах поперечных тектонических структур.

 

Стратиграфические и геохронологические критерии

 

До С – джеспиллитовые руды Fe

O, P – медистые песчаники

D – бокситы

P- уголь Печбасса (угли с D), иногда С, J-K, Pg-N

Au конгломераты – преимущественно PR, появились в основании О на Урале.

U-носные и фосфатоносные углистые сланцы – в силуре.

Общеизвестен факт приуроченности коренных месторождений кимберлитового и лампроитового типов к территориям древних платформ.

Правило Т.Клиффорда (1996 г.): алмазоносные кимберлиты приурочены исключительно к областям с возрастом кристаллического фундамента свыше 1500 млн. лет (преимущественно, архейского) – факт. не позднее R₁. Последующие исследования подтвердили справедливость этого правила, но лишь применительно к классическим кимберлитам. Обнаружение нового типа алмазоносных пород (лампроитов) в структурах с PR возрастом фундамента повлекло за собой частичную ревизию правила Клиффорда (А.Дженс). По А.Дженсу, по возрасту кратонизации кристаллического фундамента выделяются 3 типа территорий:

Ахроны – с архейским фундаментом и возрастом кратонизации 2500 млн. лет и более (в них возможно обнаружение коренных месторождений алмазов всех типов);

Протоны – с возрастом кратонизации фундамента в интервале 2500-1600 млн. лет (нижний протерозой - карелиды) – в них возможно обнаружение м-ний алмазов только лампроитового типа;

Тектоны – с позднепротерозойским возрастом кратонизации фундамента от 1600 до 800 млн. лет (до R₃) – бесперспективны в отношении коренной алмазоносности

 

 

Палеоклиматические и климатические критерии

 

Гумидный климат (humides –влажный) – с избыточным увлажнением, развитием речной сети. Делится на экваториальный и умеренные пояса.	Аридный климат (aridas – сухой) – со скудным содержанием влаги в почве и малыми годовыми суммами осадков при очень сильном солнечном нагреве. Растительность засухоустойчивая. Сильное влияние эоловых форм рельефа в песчаных породах.
Химические коры выветривания. Бокситы Каолин Fe-Mn руды Угли Россыпи Au, Rt, Ti, алмазов	Cu песчаники Осадочные руды Pb-Zn Доломиты Гипс Калийные соли Флюорит Целестин Бораты Бром

 

Особенности нивального климата (снежный, холодный, арктический). Преобладание физического (морозного) выветривания, угнетенность химических процессов. Развитие россыпей Au, Rt, Ti, алмазов и др.

 

Фациально-литологические критерии

Литофациальные критерии тесно связаны с геоструктурными (Н.С. Шатский).

Распространение разных типов полезных ископаемых:

На водоразделах, в зоне циркуляции вадозных вод – коры выветривания (бокситы).

На пологих приводораздельных склонах – озерные и болотные руды железа.

В прибрежной континентальной зоне и зоне мелководья (прибрежно-морские условия) – сидеритовые руды (Керченское м-ние), паралические угленосные бассейны, дельтовые и прибрежно-морские м-ния медистых песчаников.

Ниже по зоне шельфа – стратиформные свинцово-цинковые руды в карбонатных отложекниях, еще ниже по шельфу – сидериты зоны шельфа, марганцевые руды типа Чиатури, Никополя.

 

Роль пород субстрата:

1) элювиальные бокситы на метаморфических сланцах, богатых полевыми шпатами, и неизвестны на осадочных породах.

2) Фосфориты: платформенные (конкреционные) и геосинклинальные (зернистые) в терригенных, часто углеродсодержащих отложениях

3) Угленосные отложения – преимущественно из терригенных отложений (песчаники, алевролиты, аргиллиты, угли). Близко к этому – медистые песчаники. Pb-Zn – в карбонатных породах.

4) Силикатные Ni руды – в виде плаща в коре выветривания ультраосновных пород и в зоне контакта их с известняками.

Мощная кора выветривания = платформенные условия + гумидный климат.

 

Магматогенные критерии

Критерии связи эндогенных месторождений и изверженных пород:

1) одновременность образования

2) одинаковые фациально-глубинные условия образования (абиссальные интрузии - гипабиссальные интрузии – приповерхностные субвулканические тела – вулканические аппараты)

3) связь определенных по составу изверженных пород и месторождений

4) закономерности пространственного размещения месторождений по отношению к массивам изверженных пород

5) связь оруденения с интрузивными дайками

6) геохимические признаки.

 

I этап прогнозирования – выделение габбровой магмы, гранитной магмы, щелочной магмы

II этап прогнозирования – выделение потенциальных рудных полей:

- внутри массивов

- вблизи массивов

- вдали от массивов

 

Внутри массивов: ультраосновные и основные породы: группа Pt, Pd, Os, Ir; Cr, Cu-Ni-Rt; Cu-Fe-V; Ti, алмазы. Асбест, корунд, вермикулит, тальк. В зонах выветривания – Ni, Fe, Co, магнезитовые месторождения.

Cr, Pt – в дунитах и перидотитах; титаномагнетитовые м-ния – в пироксенитах, титан – в основных интрузиях

Алмазы – в кимберлитах и лампроитах

Хризотил-асбест, корундовые плагиоклазиты, вермикулит, тальковый камень – в серпентинитах

Амфибол-асбест – в зонах оталькования и карбонатизации в серпентинитах

Медь, никель, платина – в расслоенных основных-ультраосновных интрузиях (габбро-нориты и т.п.)

Главная масса рудных месторождений магматогенного генезиса (~ 95 %) связана с гранитными магмами. Зависимость состава руд от фаций магматитов (изверженных пород):

а) вулканические и субвулканические

б) тела гипабиссальных пород, малые интрузии

в) интрузии средних глубин

г) абиссальные (чаще докембрийские) интрузии.

 

С малыми интрузиями связано подавляющее большинство полиметаллических месторождений мира, значительная часть золоторудных, некоторые медные (меднопорфировые), часть месторождений олова и др.

С нормальными гранитными батолитами связано большинство месторождений вольфрама жильного и скарнового типа, почти все рудоносные пегматиты (с биотитовыми гранитоидами), многие Sn (кварц-касситеритовая формация), значительная часть Au и Mo месторождений, Cu жильного и скарнового типа.

 

В.Эммонс:

А) в породах кровли – в слое 1,5 км – главная масса постмагматических м-ний (слабая минерализация – до 3 км);

Б) минерализованная оболочка интрузива 1,5-3 км (ниже, в ядре батолита, пусто).

 

Щелочные интрузии (нефелиновые сиениты – сами руда на алюминий) содержат RA, TR, CaF₂, Zr, Ti, Nb, Ta (карбонататовые м-ния Nb).

 

Роль даек и залежей изверженных пород – часто они сближена с рудами (дериваты одной магмы).

 

Петрографические критерии (для гипогенных руд)

 

Известняки	Метасоматические гипогенные руды, скарны (+ Fe, Cu, W, Mo, Sn, Pb-Zn, As, Au), бариты
Песчано-сланцевые толщи	W-Sn и Sn руды, Cu песчаники
Древние метаморфические сланцы	почти все м-ния мусковита, флогопита, графита
Кварциты	Оптический кварц и пьезокварц
Эффузивно-осадочные породы	Pb-Zn руды алтайского типа
Вторичные кварциты по эффузивам	Андалузит, силлиманит, корунд

 

Метасоматические изменения вмещающих пород – особый поисковый критерий, связанный с постмагматическими процессами (метасоматиты часто в 10-50 раз больше по площади самого рудного тела).

Понятие метасоматической колонки (зональности): неизмененные породы – слабо измененные породы – Q-хлорит – Q-серицит-хлорит – руда.

Березиты и листвениты.

 

Геохимические критерии

 

Используются широко и при поисках, и при прогнозировании.

Понятие местного кларка для различных пород.

При повышенном кларке в тех же породах района нередко образуются месторождения.

Для поисков представляют интерес следующие главные геохимические закономерности:

1) поведение химических элементов в процессах эндогенного рудообразования, при метаморфизме и метасоматозе;

2) поведение химических элементов при экзогенных процессах, в частности, в зоне окисления;

3) парагенетические закономерные ассоциации химических элементов, минералов и месторождений.

Н.И. Софронов: Sn-носные интрузии обогащены Sn, Be, TR и обеднены Zr, Nb.

Рудоносные (Ni, Cu) гипербазиты Кольского полуострова несут Ni и S, при пониженных Cu и Co.

Измененные RM граниты с различными типами м-ний обогащены Be, Ta, Nb и TR(Y).

Li – спутник Ta-гранитоидов.

As (Pb, Zn) - признак Au.

Важно анализировать монофракции пирита, биотита, циркона, сфена, рутила –показатели рудоносности гранитоидов и других пород..

Если в кварце много лития, то гранитоиды с литиевыми м-ниями.

Mo, V, U в осадочных породах – признак м-ний этих элементов.

 

Геохимические и минеральные ассоциации (первичные и вторичные):

Галенит – сфалерит – кадмий (первичные); англезит – церуссит – смитсонит – каламин (вторичные)

Пирит – халькопирит

Золото - кварц – (киноварь) – (As)

Алмаз – пироп – (хромшпинелиды, хромдиопсиды)

Мусковит – полевой шпат

Cr – Rt

Уголь – (Ge, U)

Mn – Fe

U –V, U – P

Галоидные соли Na, K, Mg

Гипс – сера и др.

 

Геоморфологические критерии –

Важны и для гипогенных, и для гипергенных м-ний, особенно месторождений кор выветривания и россыпей.

Разделение на 2 типа районов:

А) открытые с корой выветривания и элювием, делювием, пролювием;

Б) закрытые – аллювий, ледниковые, озерные, морские, эоловые отложения.

Месторождения

Гипергенные (в связи с рельефом)	Гипогенные (вне связи с рельефом)
Россыпи М-ния кор выветривания Бокситы Глины, песок, гравий (четвертичные аллювиальные, ледниковые, гляциоморские, эоловые).	Но – отражают тектонику 1) развитие выветривания (положительные и отрицательные формы) 2) Руды – в низинах (болотах)
Метод прогнозирования: анализ геоморфологии и истории развития рельефа, палеогеографический анализ, дешифрирование МАКС, визуальные наблюдения

 

Геофизические критерии – геофизические аномалии (требуют интерпретации и заверки)

 

1) магнитные аномалии – Fe (магнетит), Ti-Fe, Mn

2) гравитационные – крупные залежи Cr, Fe

3) RA (гамма-аномалии) – уран, гранитоиды и все с ними связанное и др.

 

 

Тема 5

Прямые поисковые признаки

 

Выходы пол.иск. Наличие пол.иск. или рудных минералов в коренных обнажениях является наиболее достоверным поисковым признаком, свидетельствующим о наличии в тех или иных количествах рудного вещества. Поэтому выявление такого обнажения (естественного или искусственного) является одной из важнейших задач поисковика. Как правило, вещественный состав, мощность и строение залежи на выходах в зоне выветривания существенно изменены. Это надо иметь в виду при оценке выходов рудных тел на поверхность. Обнаружение коренного выхода рудного тела на поверхность – вещь исключительно редкая, поэтому к изучению и опробованию рудных выходов надо относиться предельно тщательно.

Рудные валуны.

Ореолы и потоки рассеяния. Этот ПП характеризуется повышенным содержанием пол.иск., рудных минералов или химических элементов в рудных полях и вокруг рудных тел. Обнаружить ореолы рассеяния легче, чем сами рудные тела, так как они распространены на значительно больших площадях, чем сами рудные тела. Поэтому ореолы и потоки рассеяния имеют исключительно важное поисковое значение; на их исследовании основаны главнейшие методы поисков: визуальные, шлиховые, геохимические. Однако следует знать, что ореолы и потоки рассеяния не всегда свидетельствуют о наличии м-ния. Повышенные первичные концентрации пол.компонентов не всегда связаны с месторождениями, а с непромышленными зонами рассеянной минерализации

По происхождению ореолы и потоки рассеяния разделяются на первичные и вторичные (эндогенные ореолы; экзогенные ореолы рассеяния и потоки рассеяния).

Эндогенные (первичные) ореолы образуются в процессе формирования м-ний и, вероятно, при их метаморфизме. Они имеют особенно бо