Осадочные месторождения. Генетическая классификация месторождений.

Блок 1.

ОБЩЕГЕОЛОГИЧЕСКАЯ

Осадочные месторождения. Генетическая классификация месторождений.

ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ полезных ископаемых (а. sedimentary deposits, sedimentary fields; н. sedimentare Lagerstatten, Sedimentlagerstatten; ф. gisements sedimentaires; и. depositos sedimentarios, yacimientos sedimentarios) — залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические; среди двух последних различают платформенные (континентальные) и геосинклинальные.

Осадочные месторождения, особенно морские, обычно имеют крупные размеры: отдельные пласты протягиваются на десятки километров, а свиты пластов — на сотни километров и более. По характеру осадконакопления среди них выделяют 4 класса: механические, химические, биохимические, вулканогенные.

Механические осадочные месторождения представлены обломочными фракциями осадков, используемых в основном в качестве строительных материалов (месторождения гравия, песка и глин). К механическим осадочным месторождениям также относятся речные, прибрежно-морские и океанические россыпи золота, платины, алмазов, минералов титана, олова, вольфрама и др.

Химические осадочные месторождения включают месторождения солей, гипса, ангидрита, боратов, барита, руд железа, марганца, алюминия (бокситов), а также некоторых цветных и редких металлов (медь, молибден, ванадий, уран), возникших из истинных и коллоидных растворов на дне водоёмов.

К биохимическим осадочным месторождениям относятся месторождения горючих газов, нефти, углей, фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород; они осаждались из растворов при химических процессах вследствие жизнедеятельности организмов в водах и на дне водоёмов.

Вулканогенные осадочные месторождения возникли из осадков, питаемых продуктами подводного и прибрежного вулканизма; к ним принадлежат Колчеданные месторождения руд цветных металлов, оксидные месторождения руд железа и марганца, а также яшм и кварцитов.

Формирование осадочных пород и связанных с ними осадочных месторождений проходит через 3 стадии литогенеза: седиментогенез, диагенез и катагенез. В стадию седиментогенеза происходит выпадение осадков на дне водоёмов при сносе их водотоками с континента или питании вулканогенным материалом; перенос осуществляется вследствие механического волочения, в форме механической взвеси, коллоидных растворов. В стадию диагенеза происходит уплотнение осадков и выравнивание их химического состава под воздействием поровых вод. В стадию катагенеза осуществляется окончательное оформление химико-минералогического состава и их окаменение (литификация).

Различные осадочные месторождения свойственны различным климатическим зонам Земли — гумидной, аридной и ледовой. Гумидные условия, наиболее распространённые в прошлые геологические эпохи, характеризуются климатом с преобладанием атмосферных осадков над испарением, при температуре, обеспечивающей наличие жидкой воды в течение тёплого сезона года. Они особенно характерны для образования осадочных месторождений углей, бокситов, железных и марганцевых руд, платформенных фосфоритов и известняков. Аридные условия определяются климатом с преобладанием испарения над массой атмосферных осадков. Такая обстановка создаёт предпосылки для концентрации природных растворов и вовлечения в осадочное породообразование легкорастворимых солей. При этом формируются характерные для аридной обстановки месторождения каменной соли, калийных и магниевых солей, гипса, а также морских фосфоритов и доломитов. Ледовые условия приводят к накоплению плохо сортированных механических осадков, местами используемых для строительных целей.

В истории формирования осадочной оболочки Земли выделяются кратковременные периоды массового накопления осадочных месторождений, разделённые более длительными интервалами времени менее интенсивного их образования. Накоплению железных, марганцевых и алюминиевых руд, фосфоритов наиболее соответствует начальная стадия геологического цикла. Их источником являются продукты базальтоидного магматизма или длительно перед этим развивавшейся зрелой коры выветривания. Крупные механические осадки (конгломераты, пески) особенно характерны для начальной стадии осадочного ритма, а глины — для его расцвета. Карбонатные и кремнистые породы, а также сланцы формировались главным образом в стабильную стадию состояния морских бассейнов. Угленосные толщи, соли и гипсы образуются преимущественно на заключительной стадии геологического цикла, в период морской регрессии. Закономерная смена геологических циклов в истории развития земной коры и связанная с этим периодичность крупных ритмов осадкообразования, разделённых регрессиями древних морей, соответствующими главным фазам складчатости, привели к обособлению эпох максимального накопления минерального вещества в месторождениях осадочных полезных ископаемых.

Осадочная	1. Механический россыпной	Гравийные, песчаные и глинистые (огнеупорные, бентонитовые) а) Континентальные россыпные золотые, платиновые, касситеритовые. алмазные, танталлит-колумбитовые, корундовые б) Литоральные россыпные рутиловые, ильменитовые, цир­кониевые, касситеритовые, ал­мазные, цветные камни
2. Хемогенный	а) гидрооксидные, суспензионно- коллоидные: бурых железняков, марганца, железо-марганцевых конкреций и корок; б) сульфидно-сульфатно-карбо­натные: цветных и редких металлов в черных сланцах; в) сульфатно-галоидные: каменных, калийных солей, боратов, лития
3. Биохимический	Фосфоритовые (континентальные и прибрежно-морские) кремнистые породы (диатомит, трепел, опоки), известняки, угли, горючие сланцы, торф
4. Осадочно- катагенетический	Медистых песчаников, свинцово- цинковые в карбонатных породах, свинцовые в песчаниках, золоторудные и урановые в терригенно-карбонатных и черно-сланцевых толщах самородной серы, нефти и газа, йодо-бромистых и металлоносных рассолов

Генетическая классификация метаморфогенных месторождений.

Метаморфогенные месторождения возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием господствующих там высоких давлений и температур. В этой серии выделяют две группы рудных образований: метаморфизованную, включающую преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса и, собственно, метаморфические, образовавшиеся впервые в результате метаморфогенного преобразования минерального вещества или обусловленные процессами гидротермально-метаморфогенного концентрирования рассеянных рудных элементов или их соединений.

Метаморфогенная серия
Метаморфизо- ванная	1. Регионально- метаморфизованный	Железорудные, марганцевые, золото-урановые, апатитовые, колчеданные
2. Контактово- метаморфизованный	Железорудные, графитовые, корундовые, скарнированные
Метаморфическая	1. Зеленосланцевый	Горного хрусталя, золото- кварцевые, мрамора, кварциты, кровельные сланцы
2. Амфиболитовый	Андалузитовые, кианитовые, силлиманитовые, наждака, амфибол-асбестовые
3. Гранулит-эклогитовый	Гранатовые, рутил- ильменитовые, флогопитовые
4. Импактитовый	Алмазные (?)

Основы поисков и разведки МПИ.

Категории запасов МПИ

По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В Российской Федерации действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1 и C2.[1][2]

К категории «А» относят детально разведанные запасы полезных ископаемых, если точно определены границами тел полезных ископаемых, их формы и строение, полностью выявлены природные типы и промышленные сорта минерального сырья и геологические факторы, определяющие условия их добычи.

К категории «В» относят предварительно разведанные запасы полезных ископаемых, если контуры тел полезных ископаемых определены лишь приблизительно, без точного отображения пространственного положения природных типов минерального сырья.

В категорию «C1» включают запасы разведанных месторождений сложного геологического строения, а также слабо разведанные запасы полезных ископаемых на новых площадях или на площадях, непосредственно прилегающих к детально разведанным участкам месторождений. Такие запасы оцениваются путем экстраполяции геологических данных детально разведанных участков месторождений.

К категории «C2» относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений на основании толкования их геологического строения, с учётом аналогии сходных и подробно разведанных тел полезных ископаемых.

К категории "Д" иногда относят накопленную добычу

 

В США используется иная классификация запасов полезных ископаемых, при которой выделяется три категории:

измеренные (англ. measured), определяемые на основании замеров в горных выработках и буровых скважинах,

выверенные (англ. indicated), подсчитываемые при распространении данных горных работ и бурения за их пределы,

предполагаемые (inferred), оцениваемые по общим геологическим данным.

По правилам, существующим в России, месторождения полезных ископаемых могут быть введены в эксплуатацию при условии, если они обладают определённым соотношением запасов полезных ископаемых различных категорий разведанности.

Виды поисковых работ.

ПОИСКОВЫЕ РАБОТЫ (а. prospecting, exploration; н. Prospektionsarbeiten; ф. travaux de prospection, travaux de recherche; и. labores de prospeccion, trabajos de exploracion, labores de cateo) — самостоятельная стадия геологоразведочных работ на твёрдые полезные ископаемые (до 1984 — подстадия "Детальные поиски"). Направлены на выявление участков потенциальных месторождений в пределах известных и потенциальных рудных полей и бассейны осадочных полезных ископаемых. Проводятся на площадях, перспективность которых подтверждена в процессе общих поисков наличием прямых поисковых признаков на полный комплекс полезных ископаемых. Масштаб поисковых работ определяется густотой сети поисковых наблюдений, зависит от видов полезных ископаемых и сложности геологического строения территории и изменяется в пределах от 1:25 000 до 1:5000. При поисках большинства рудных месторождений используется масштаб 1:10 000.

Поисковые работы включают комплексы геологических и геохимических методов с проходкой поверхностных горных выработок и с бурением поисковых скважин. Выбор рационального комплекса поисковых работ зависит от вида полезных ископаемых, геологических особенностей строения и ландшафтно-географических условий района проведения работ.

Поисковые работы, направленные на выявление перекрытых и слепых месторождений полезных ископаемых, проводятся скважинами глубокого колонкового бурения, в которых выполняются геолого-геохимические исследования, комплексный каротаж и геофизическое изучение межскважинного пространства. На участках благоприятного геологического строения с выявленными поисковыми признаками геофизических и геохимических аномалий проводятся детализационные поисковые работы, сопровождаемые сгущением поисковой сети до 20-50 м и вскрытием аномальных участков и зон поверхностными горными выработками и скважинами с их последующей геолого-геофизической документацией и опробованием. В дальнейшем эти участки используют как эталоны-аналоги потенциальных месторождений.

Поиски - понятие очень широкое. Это комплексное изучение геологических особенностей, глубокий геологический анализ закономерностей развития районов, приводящих к формированию рудных месторождений. Главная цель современных поисковых работ - обнаружение глубокозалегающих рудных тел.

Все виды поисковых работ можно разделить на 3 группы:

n геологические

n геофизические

n минералого-геохимические

Геологические методы поисков:

А. Аэрогеологические	Б. Собственно геологические
1. Аэрофотосъемка и космофотосъемка	1. Геологическая съемка
2. Поисковое дешифрирование аэрофотоснимков и космических снимков	2. Поисковые маршруты
3. Аэровизуальные маршруты	3. Структурные (детальные) исследования

Сети разведочных выработок.

Серия разведочных выработок, по которым можно построить разрез, обычно располагается вдоль некоторой разведочной линии, образующейся в пересечении плоскости разреза с дневной поверхностью, в которой лежит тело полезного ископаемого. Разведочные линии почти всегда проходят вкрест простирания продуктивных свит, рудных зон или отдельных крупных тел полезного ископаемого. При резком изменении простирания продуктивных толщ или зон ориентировка разведочных линий также соответственно меняется. Таким образом, практически могут быть два вида взаиморасположения разведочных линий: параллельное и разноорцентрованное.

Разведочная сеть чаще всего применяется для месторождений, не имеющих явно выраженного простирания и падения (горизонтально залегающие пласты и изометрические тела). Для всех других тел разведочные выработки располагаются по разведочным линиям, ориентированным вкрест простирания или вытянутости (горизонтальные трубы).

Квадратная сеть, позволяющая составлять две серии взаимно Перпендикулярных разрезов (по сторонам и по диагоналям) и облагающая наибольшей равномерностью расположения выработок, тесьма удобна, особенно в начальный период, для разведки пластовых месторождений, близких к горизонтальным, и штокверков, особенно «изотропных».

Прямоугольную разведочную сеть с вытянутой ячейкой целесообразно применять для тел и месторождений полезных ископаемых, обладахощих различной степенью изменчивости в двух главных направлениях. При этом длинная сторона прямоугольника должна быть ориентирована в направлении наименьшей изменчивости тела, а короткая — в направлении наибольшей. Условия применения ромбической сети — промежуточные между условиями для квадратной сети (при изотропности) и прямоугольной (при отчетливой анизотропности). Кроме того, ромбическая сеть по сравнению с квадратной более экономична, так как при одинаковых расстояниях между выработками требует меньшего их числа на единицу площади.

Нередко в процессе сгущения выработок одна сеть переходит в другую: квадратная в прямоугольную или ромбическую, прямоугольная в ромбическую. Ведущей, основной, нужно считать квадратную сеть.

Применение разведочных сеток с определенным расстоянием между выработками основано на многолетней практике и является типичной разведкой «по аналогии». Вероятно, разведочные сетки будут применяться еще многие годы. Следует помнить, что для создания более точных разрезов необходимо, чтобы разведочные выработки располагались на линиях. Даже в будущем, с ростом учения о поисках и разведке и особенно разведочной геофизики, когда глубокие разведочные выработки будут задаваться для проверки лишь в единичных пунктах, последние должны будут в совокупности составлять разведочную линию.

Одно из основных отличий предварительной разведки от детальной в методическом отношении состоит в различной плотности сети разведочных выработок. В начальную стадию предварительной разведки выработки закладывают на больших расстояниях одна от другой, стремясь охватить по возможности все месторождение и оконтурить его хотя бы с небольшой степенью точности. Затем сеть выработок сгущают, иногда в несколько приемов, доводя до максимальной плотности в период эксплуатации месторождения, когда от разведки требуются наиболее точные данные. Это сгущение надо осуществлять руководствуясь знаниями, полученными при проходке первой сети выработок.

Каждая новая разведочная выработка закладывается с использованием данных всех предыдущих выработок, но из соображений выигрыша времени (четвертый принцип разведки) нужно параллельно проходить все выработки, заложение которых так или иначе неизбежно.

Сгущение разведочной сети обычно производится следующими способами:

1) уменьшением расстояния между выработками вдвое;

2) способом «конверта»;

3) путем перехода с одного вида сети на другой.

Интенсивность сгущения разведочной сети может быть различной

в зависимости от вида сети и от способа сгущения. Сеть может быть уплотнена за один прием вдвое, втрое, вчетверо.

Блок 1.

ОБЩЕГЕОЛОГИЧЕСКАЯ

Осадочные месторождения. Генетическая классификация месторождений.

ОСАДОЧНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ полезных ископаемых (а. sedimentary deposits, sedimentary fields; н. sedimentare Lagerstatten, Sedimentlagerstatten; ф. gisements sedimentaires; и. depositos sedimentarios, yacimientos sedimentarios) — залежи полезных ископаемых, формирующиеся в процессе осадконакопления на дне водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озёрные, морские и океанические; среди двух последних различают платформенные (континентальные) и геосинклинальные.

Осадочные месторождения, особенно морские, обычно имеют крупные размеры: отдельные пласты протягиваются на десятки километров, а свиты пластов — на сотни километров и более. По характеру осадконакопления среди них выделяют 4 класса: механические, химические, биохимические, вулканогенные.

Механические осадочные месторождения представлены обломочными фракциями осадков, используемых в основном в качестве строительных материалов (месторождения гравия, песка и глин). К механическим осадочным месторождениям также относятся речные, прибрежно-морские и океанические россыпи золота, платины, алмазов, минералов титана, олова, вольфрама и др.

Химические осадочные месторождения включают месторождения солей, гипса, ангидрита, боратов, барита, руд железа, марганца, алюминия (бокситов), а также некоторых цветных и редких металлов (медь, молибден, ванадий, уран), возникших из истинных и коллоидных растворов на дне водоёмов.

К биохимическим осадочным месторождениям относятся месторождения горючих газов, нефти, углей, фосфоритов, карбонатных и кремнистых пород; они осаждались из растворов при химических процессах вследствие жизнедеятельности организмов в водах и на дне водоёмов.

Вулканогенные осадочные месторождения возникли из осадков, питаемых продуктами подводного и прибрежного вулканизма; к ним принадлежат Колчеданные месторождения руд цветных металлов, оксидные месторождения руд железа и марганца, а также яшм и кварцитов.

Формирование осадочных пород и связанных с ними осадочных месторождений проходит через 3 стадии литогенеза: седиментогенез, диагенез и катагенез. В стадию седиментогенеза происходит выпадение осадков на дне водоёмов при сносе их водотоками с континента или питании вулканогенным материалом; перенос осуществляется вследствие механического волочения, в форме механической взвеси, коллоидных растворов. В стадию диагенеза происходит уплотнение осадков и выравнивание их химического состава под воздействием поровых вод. В стадию катагенеза осуществляется окончательное оформление химико-минералогического состава и их окаменение (литификация).

Различные осадочные месторождения свойственны различным климатическим зонам Земли — гумидной, аридной и ледовой. Гумидные условия, наиболее распространённые в прошлые геологические эпохи, характеризуются климатом с преобладанием атмосферных осадков над испарением, при температуре, обеспечивающей наличие жидкой воды в течение тёплого сезона года. Они особенно характерны для образования осадочных месторождений углей, бокситов, железных и марганцевых руд, платформенных фосфоритов и известняков. Аридные условия определяются климатом с преобладанием испарения над массой атмосферных осадков. Такая обстановка создаёт предпосылки для концентрации природных растворов и вовлечения в осадочное породообразование легкорастворимых солей. При этом формируются характерные для аридной обстановки месторождения каменной соли, калийных и магниевых солей, гипса, а также морских фосфоритов и доломитов. Ледовые условия приводят к накоплению плохо сортированных механических осадков, местами используемых для строительных целей.

В истории формирования осадочной оболочки Земли выделяются кратковременные периоды массового накопления осадочных месторождений, разделённые более длительными интервалами времени менее интенсивного их образования. Накоплению железных, марганцевых и алюминиевых руд, фосфоритов наиболее соответствует начальная стадия геологического цикла. Их источником являются продукты базальтоидного магматизма или длительно перед этим развивавшейся зрелой коры выветривания. Крупные механические осадки (конгломераты, пески) особенно характерны для начальной стадии осадочного ритма, а глины — для его расцвета. Карбонатные и кремнистые породы, а также сланцы формировались главным образом в стабильную стадию состояния морских бассейнов. Угленосные толщи, соли и гипсы образуются преимущественно на заключительной стадии геологического цикла, в период морской регрессии. Закономерная смена геологических циклов в истории развития земной коры и связанная с этим периодичность крупных ритмов осадкообразования, разделённых регрессиями древних морей, соответствующими главным фазам складчатости, привели к обособлению эпох максимального накопления минерального вещества в месторождениях осадочных полезных ископаемых.

Осадочная	1. Механический россыпной	Гравийные, песчаные и глинистые (огнеупорные, бентонитовые) а) Континентальные россыпные золотые, платиновые, касситеритовые. алмазные, танталлит-колумбитовые, корундовые б) Литоральные россыпные рутиловые, ильменитовые, цир­кониевые, касситеритовые, ал­мазные, цветные камни
2. Хемогенный	а) гидрооксидные, суспензионно- коллоидные: бурых железняков, марганца, железо-марганцевых конкреций и корок; б) сульфидно-сульфатно-карбо­натные: цветных и редких металлов в черных сланцах; в) сульфатно-галоидные: каменных, калийных солей, боратов, лития
3. Биохимический	Фосфоритовые (континентальные и прибрежно-морские) кремнистые породы (диатомит, трепел, опоки), известняки, угли, горючие сланцы, торф
4. Осадочно- катагенетический	Медистых песчаников, свинцово- цинковые в карбонатных породах, свинцовые в песчаниках, золоторудные и урановые в терригенно-карбонатных и черно-сланцевых толщах самородной серы, нефти и газа, йодо-бромистых и металлоносных рассолов