Металлогения). Принципы и методы металлогенических исследований

1. Методология исследований

Металлогения, как и большинство наук геологического цикла, изучает пространственно-временные объекты. Отсюда следует, что её общая методология заключается в построении пространственно-временных моделей земной коры для выявления места и времени образования металлогенических формаций горных пород и связанных с ними месторождений полезных ископаемых.

1. Модели статические - отражают состояние природных объектов на момент исследования.

На основании статических моделей с использованием теорий и гипотез образования геологических тел, в том числе месторождений полезных ископаемых, строятся ретроспективные динамические модели - раскрывают историю формирования исследуемых объектов и позволяют выделять металлогенические формации и ранжировать их по отношению к процессам рудообразования на рудовмещающие, рудоносные, рудообразующие и рудогенерирующие.

Наконец, на основе статических и ретроспективных строятся прогнозные модели, на которых указываются участки возможного залегания новых месторождений и тел полезных ископаемых.

2. Принципы исследований

Минерагеодинамическое моделирование осуществляется по наиболее общим положениям методики изучения природных объектов, которые получили название принципов исследований. Основные принципы исследования месторождений полезных ископаемых, выработанные в течение многовековой практики, были сформулированы В.М. Крейтером (1960). Эти принципы являются основными и для металлогенических исследований, однако они требуют уточнения и дополнения с учетом специфики решаемых задач.

2.1. Построение статических моделей. Статические металлогенические модели – это чаще всего графические модели (специальные металлогенические карты, разрезы, схемы и проч.).

При их построении важную роль играют принципы последовательных приближений, системности, полноты исследований и максимальной эффективности.

1. Принцип последовательных приближений обусловлен уровенным строением земной коры. Исходя из этого принципа металлогенические работы выполняются стадийно:

- при глобальных обобщениях исследования ведутся на уровне металлогенических суперпровинций и провинций,

- при региональных – на уровне металлогенических субпровинций, областей и поясов,

- при локальных – на уровне металлогенических поясов, районов и полей,

- при детальных – на уровне полей и месторождений.

Другими словами, при переходе от мелкомасштабных работ к крупномасштабным в круг исследований вовлекаются объекты более мелкого порядка, т.е. осуществляется последовательный переход от глобальных к локальным и детальным обобщениям. С другой стороны, данные детальных исследований используются для уточнения мелкомасштабных построений.

2. По принципу системности (равномерности) необходимо, чтобы участок недр, для которого выполняются металлогенические построения, был изучен равномерно, по определенной системе, чтобы можно было делать построения для всех его частей с одинаковой достоверностью.

При этом детальность системы наблюдений должна определяться уровнем обобщений в зависимости от стадии процесса геологического изучения недр.

3. Принцип полноты исследований подразумевает комплексный подход к решению металлогенических проблем, в первую очередь, проблемы прогнозирования.

Для получения оптимального результата при построении статических моделей территорий на них должны быть изучены: а) все виды полезных ископаемых, б) все металлогенические объекты (пункты минерализации, проявления, месторождения полезных ископаемых), в) применено все разнообразие геологических методов (геолого-структурных, минералого-петрографических, литологических, геохимических, геофизических и др.).

4. Принцип максимальной геологической и экономической эффективности рекомендует выбирать такой комплекс методов, который давал бы наилучшие результаты при относительно меньших затратах средств.

2.2. Принципы построения ретроспективных динамических моделей

1. При построении ретроспективных моделей в качестве важнейшего используется принцип аналогии. Применительно к рассматриваемой проблеме он гласит: в одинаковых палеотектонических обстановках могут формироваться одинаковые формации полезных ископаемых.

2. Кроме того, важную роль приобретает принцип полноты исследований, позволяющий рассмотреть объекты со всех сторон и построить наиболее достоверную модель.

2.3. Принципы построения прогнозных м оделей

1. Принцип аналогии, который позволяет осуществлять геологические прогнозы обнаружения новых месторождений и свойств известных месторождений на фланги и глубокие горизонты.

Этот принцип нельзя абсолютизировать. Расширение геологоразведочных работ, изменения в технологии переработки и экономике минерального сырья приводят, с одной стороны, к тому, что некоторые известные генетические формации месторождений, считавшиеся когда-то классическими, могут потерять свое промышленное значение, а с другой – к открытию месторождений совершенно новых промышленных формаций в известных или новых геологических ситуациях.

2. Принцип полноты исследований. Он предполагает применение всех критериев прогнозирования: геолого-структурных, минералого-петрографических, литологических, геохимических, геофизических и др.

3. Экономический принцип, требует учета геолого-экономических сведений о состоянии региона, о конъюнктуре рынка прогнозируемого полезного ископаемого, для выяснения окупаемости вложенных в освоение месторождения инвестиций.

3. Методы металлогенических исследований

Методы металлогенических исследований – это методы специальных геологических обобщений, опирающиеся на комплексный анализ всей геологической информации об исследуемых недрах и их полезных ископаемых.

При металлогенических обобщениях используются результаты анализа материалов, полученных всей совокупностью методов исследования недр: геолого-структурных, литолого-стратиграфических, минералого-петрографических, геохимических, геофизических.

Собственно металлогенический анализ заключается в исследовании связей формаций полезных ископаемых с геологическими формациями, палеотектоническими обстановками их образования, геологическими структурами. Он устанавливает причины, закономерности размещения и дает прогноз месторождений.

 

 

Металлогения). Содержание, название и методика построения металлогенических карт.

Металлогеническая карта – это графическая модель, отражающая результаты металлогенического анализа. На ней изображаются: металлогеническое районирование – границы пространственных подразделений, связь полезных ископаемых с геологическими формациями,отдельными геологическими телами, со структурами и палеотектоническими обстановками. Способ построения карт инструкциями не регламентируется.

В зависимости от масштаба различают:

· о бзорные карты (масштаб 1:1.500.000 и мельче), например, к арта основных металлогенических зон территории СССР масштаба 1:7.500.000, составленная институтом ВСЕГЕИ

· Геолого-минерагеническая карта мира масштаба 1:15.000.000. Они строятся на укрупненной тектонической основе с показом структур 1, 2, 3 порядков,

· Мелкомасштабные карты. Пример: Металлогеническая карта Урала масштаба 1:1.000.000, составленная под редакцией. Карта построена на структурно-формационной основе с учетом строения фундамента. С геологическими формациями увязаны рудные формации.

· Среднемасштабные карты (1:200000) составляются обычно на ведущий в регионе комплекс полезных ископаемых и, как правило, для территорий, на которых действуют горнодобывающие предприятия. Они подобны картам полезных ископаемых и закономерностей их размещения, отличаются тем,что строятся с учетом формаций, субформаций и фациальных комплексов.

Большие технологические возможности для построения и анализа карт открывают электронные геоинформационные системы.

Металлогенические карты - графическая модель, отражающая результаты металлогенического анализа - закономерности: размещения ПИ и перспективные площади. Практическая цель - оценка перспективности района и обоснование направления поиска и разведки на определенные виды пи. Перед построением надо систематизировать материалы (составить компьютерную базу данных) и провести рудно-формационный анализ: 1) характеристика скоплений ПИ (минеральный и химический состав, запасы и ресурсы), 2) характер рудовмещения формаций ГП (формационный анализ), 3) анализ зависимости между рудными формациями и г/п структурами, 4) выявление связи между рудными и г/л ф-циями, 5) обоснование принадлежности рудных и г/л ф-цйи к опред-й металлогеническои формации.

В результате по г/л ф-циям оконтур-ся площадь возможного наличия ПИ. Выделяют металлогенические зоны, районы, узлы. Т.о.: предварительная работа - должна быть создана геологическая основа (геологическая карта, карта Q отложений), тектоническая основа (схема), анализ формации горных пород (рудовмещающая среда, рудоносная среда, источник пи, рудогенерирующая среда - источник веществ, энергии), рудно-формационный анализ - выделяет формации горных пород, доставление базы данных о мпи.

Основа: для построения карты строятся на специальной основе, создаются путем разгрузки геологические карты. На основу наносятся геологические подразделения (стратиграфические толщи, магматические тела,, рудоконтролирующие разрывные нарушения (красным цветом)). Наносится информация полученная в результате обработки (геологическая, геофизическая). Указываются зоны развития процессов, благоприятных для рудонахождения, зоны развития даек. Показываются экзоконтные зоны интрузий, благоприятные для размещения оруд-й. На геолого-мин основу наносятся все месторождения, прямые признаки месторождений (проявления пи, пункг минерализации, крупные месторождения, средние, мелкие), наносятся минеральные ореолы, потоки, шлиховые, геохимические ореолы и потоки, (каждый металл своим цветом), геофизические аномалии, косвенные признаки месторождений (геотермальные изменения, геофизические аномалии), металлогенетическое районирование.

 

47.(Шлиховой метод). Шлиховой метод определения поисков МПИ.

Шлиховой метод включает четыре основных этапа (стадии):

Этап проектирования заключается в составлении проекта на проведение работ. Основой для составления проекта является геологическое задание на проведение работ. Структура проекта предусматривает подготовку разделов о физико-географической и экономической характеристике района работ (орогидрография, климат, животный и растительный мир, почвы, экономическая освоенность, транспортная сеть и т.д.), геологической части (стратиграфия, тектоника, магматизм, геоморфология, полезные ископаемые, история геологического развития), технико-экономической части (виды и объемы работ, обоснование состава исполнителей, особенности организации и т.п.) и сметного расчета затрат на проведение работ.

Полевой этап состоит в организации выезда полевого отряда на место работы, обосновании полевых лагерей, проведении полевых маршрутов с выбором мест отбора проб, опробовании и отмывке шлиховых проб, точной привязкой точек опробования, ведении журнала опробования и составлении полевой схемы опробования.

Лабораторный этап включает операции обработки шлихов, диагностики минералов, проведения минералогического анализа, отбора отдельных частей шлиха, мономинеральных фракций и отдельных зерен на спектральный, атомно-абсорбционный и микрозондовый анализ. На этом этапе проводятся разнообразные аналитические исследования по прецизионному определению физических свойств минералов, химического состава, морфологических особенностей и т.д.

Камеральный этап – это обработка данных, полученных на полевом и лабораторном этапах исследований. При этом производятся составление различных баз данных на ПЭВМ, статистическая обработка данных с расчетом статистик распределения, графиков, гистограмм, диаграмм, корреляционных зависимостей, построение генетических диаграмм и моделей. Конечным результатом работ является картографирование фактического материала, которое в настоящее время почти полностью производится на ЭВМ. Итогом всех этих работ является составление отчета.

Основные термины:

Шлиховой пробой называется представительная часть опробуемых отложений, имеющая фиксированный объем (обычно 20 л).

Шлихом называется концентрат тяжелых минералов, получаемый при отмывке в воде рыхлых отложений (шлиховой пробы). Промывка шлиховой пробы осуществляется в лотках, ковшах, винтовых сепараторах, винтовых шлюзах и других аппаратах и приспособлениях.

Лоток – главный инструмент шлиховальщика; представляет собой корытообразное устройство, изготовляемое из прочного дерева с высоким коэффициентом трения. В последние годы рядом фирм налажено изготовление круглых лотков из синтетических материалов с нарифлениями по одному краю для задержания тяжелых минералов. В частности, за рубежом широко применяется круглый лоток диаметром около 35 см, запатентованный в США.

Различают два основных вида шлихов – «серые» и «черные».

«Серым» шлихом называется продукт промывки в воде исходных рыхлых отложений, в котором сохраняется значительная часть легких минералов (кварца, полевых шпатов, слюд, обломков пород и др.). Он получается на первой стадии промывки шлиховой пробы (например, в лотке). Масса «серого» шлиха обычно составляет десятки – первые сотни граммов.

«Черным» шлихом называется продукт, получаемый при операции доводки «серого» шлиха, которая производится в круглых ковшах. При этом смываются все легкие минералы и значительная часть тяжелых, отличающихся пониженной плотностью, уплощенностью и крупными размерами. В «черном» шлихе сохраняются в основном минералы с плотностью более 4,5 г/см3, которые преимущественно отличаются черной окраской (магнетит, ильменит, гематит, хромшпинелиды). В качестве исключения могут быть отмыты «черные» шлихи и светлой окраски, состоящие из зерен пирита, циркона, барита или некоторых других минералов повышенной плотности. Доводка до «черного» шлиха применяется только при поисках золота, платиноидов и некоторых других минералов высокой плотности (касситерита, вольфрамита, шеелита, молибденита, тантало-ниобатов).

Искусственным шлихом, или рудным концентратом, называется соответственно концентрат тяжелых минералов, полученный путем отмывки в воде дробленых руд или коренных пород. Перед этим из образца твердой породы (штуфа) приготовляется протолочка, получаемая при ее дроблении в специальных дробилках разной конструкции или вручную в чугунной ступе до определенной крупности фрагментов.

Как видно из приведенных выше определений, понятие «шлих» включает в себя понятие «тяжелый минерал». Совокупность последних образует тяжелую фракцию.

Тяжелая фракция отложений представляет собой совокупность минеральных частиц осадка или породы, имеющих повышенную плотность (обычно более 2,9 г/см3). Данное значение плотности соответствует таковой наиболее распространенной тяжелой жидкости, используемой в лабораторной практике шлихового метода, - бромоформа (плотность 2,89 г/см3). Однако иногда в лаборатории применяются и другие жидкости для выделения тяжелых минералов – жидкость Туле (3,18 г/см3), тетрабромэтан (2,85 г/см3) и т.д. Отсюда, граница между легкими и тяжелыми минералами является несколько условной.