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.