Т. 2. Поиски месторождений полезных ископаемых

Т.2. ПОИСКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

2.1. ПОИСКОВЫЕ КРИТЕРИИ И ПРИЗНАКИ ОРУДЕНЕНИЯ

2.2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ВЕДЕНИЯ ПОИСКОВЫХ РАБОТ

2.2.1. Структурно-геологические условия поисков

2.2.2. Степень расчленения рельефа

2.2.3. Ландшафтно-климатические условия поисков

2.2.4. Мощность наносов и обнаженность территории

2.3. МЕТОДЫ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАМЫХ

2.3.1. Дистанционные методы поисков

2.3.2. Наземные методы поисков

2.3.2.1. Геологические методы поисков

2.3.2.2. Геолого-минералогические методы поисков

2.3.2.3. Геохимические методы поисков

2.3.2.4. Физико-химические методы поисков

2.3.2.5. Геофизические методы поисков

2.3.2.6. Технические методы поисков

2.3.3. Подводные методы поисков

 

Объектами поиска и прогноза в процессе геологоразве­дочных работ являются потенциально рудоносные площади и объемы недр в системе их иерархии (от металлогенической провинции до место­рождения и рудной залежи). Масштабность и тип объектов определяют­ся стадией геологоразведочного процесса и целевым заданием проекта. Общепринято, что региональные мелкомасштабные карты (1:1 000 000 и мельче) обеспечивают оконтуривание и прогнозирование металлогени­ческих провинций (иногда зон), а региональные карты среднего масшта­ба (1:500 000 - 1:200 000) - выделение металлогенических зон, рудных поясов и потенциальных рудных районов площадью до 10 км. Иногда, например, в областях развития высокопродуктивных геологических фор­маций (осадочных, магматических, метаморфических) могут быть обнаружены или предсказаны рудоносные бассейны и крупномасштабные поля. Увеличение степени детальности изучения таких рудоносных площадей и структур рационально при наличии характеристики типовых (эталонных) объектов или при выявлении в период геологоразведочных работ перспективных рудопроявлений. В процессе составления регио­нальных прогнозно-металлогенических карт на основе крупномасштаб­ных съемок и специальных ревизионно-поисковых работ можно выде­лить перспективные площади и структуры в рангах рудных узлов и руд­ных полей.

Объектами крупномасштабных поисков и прогнозов в пределах рудных районов (на стадии 2) являются рудные узлы и потенциальные рудные поля (области мобилизации и концентрации рудного вещества), а детальных работ масштаба 1:10 000 - 1:2 000 (стадия 3) - продуктивные зоны месторождения и рудные залежи (участки массового отложения рудного вещества). При крупномасштабных работах особое внимание уделяется объектам, которые могут быть использованы или подготовле­ны к отработке в ближайшие 10-15 лет. Не рекомендуется прогнозиро­вать ресурсы в пределах горных отводов эксплуатируемых месторожде­ний. Эта задача решается в процессе более детальных исследований. В то же время материалы эксплуатационных работ используют при поис­ках и прогнозировании на прилегающих к рудному полю площадях. Глубина оценки выявленных (и прогнозируемых) объектов определяется экономической освоенностью региона.

Степень расчленения рельефа

Геоморфологические условия являются важнейшим природным фактором, влияющим на выбор эффективных методов поисковых работ. В основе генетической классификации рельефа заложено его разделение на эрозионно-тектонический и аккумулятивный. Первый формируется при общем поднятии участков земной коры и их денудации, второй - за счет аккумуляции осадков на общем фоне понижения земной поверхно­сти в результате ее денудации и опускания. Эрозионно-тектонический рельеф представлен горным и скульптурным типами. Среди горного рельефа различаются высокогорный, нагорья, среднегорный и низ­когорный подтипы.

Высокогорный рельеф характеризуется значительными высотами (до 4 000-7 000 м) и резким расчленением (превышения хребтов над до­линами до 2 000-3 000 м), что предопределяет интенсивное физическое выветривание и хорошую обнаженность коренных пород. Физическое выветривание опережает процессы химического разложения, руд, поэтому зона окисления на месторождениях практически отсутствует, но хо­рошо развиты ореолы и потоки механического рассеяния рудного веще­ства. Наличие глубоко промываемых структур в условиях хорошо разви­той гидросети способствует образованию гидрогеохимических ореолов рассеяния. Эффективными методами поисков в условиях высокогорья являются геологическая съемка с использованием аэрокосмофотоснимков, обломочно-речной, валунно-ледниковый, шлиховой, гидрохимический и поиски по донным осадкам. В связи с трудностями работ (плохая проходимость, отсутствие транспортных путей) главным методом поис­ков в таких районах считается геологическая съемка.

Нагорья - высоко поднятые и относительно слабо расчлененные горные массивы, размещающиеся во внутренних частях горных соору­жений. Абсолютные отметки от 700-1 000 до 4 000 м с глубиной расчле­нения от 200-300 до 500-700 м. Рельеф обычно волнистый, сглаженный или пологий с округлыми гольцами и плоскими водоразделами, покры­тыми каменными россыпями или заболоченными и широкими долинами, выполненными аллювием. Большие площади нагорий покрыты лесами, болотами и каменными россыпями, что значительно затрудняет поиски. В таких условиях наиболее эффективны геохимические методы поисков в сочетании с аэрогеологическими и аэрогеофизическими исследованиями.

Среднегорный рельеф характеризуется абсолютными отметками до 3 000-3 500 м с глубиной расчленения от 500 до 1 000 м и более. Сте­пень обнаженности районов различна, но всегда хуже, чем в условиях высокогорья. Северные склоны покрыты растительностью больше юж­ных. Процессы химического разложения руд происходят интенсивно, поэтому зона окисления иногда достигает значительной глубины. Широ­ко проявлены механические, литохимические и гидрохимические орео­лы и потоки рассеяния. В этих условиях практически применимы все методы поисков. При этом должна учитываться широтная климатиче­ская зональность. Геологическая съемка (и поиски) должна сопровож­даться выполнением значительных объемов горных выработок.

Низкогорный рельеф (мелкосопочник) характеризуется абсолют­ными отметками от 100-200 до 1 000 м с относительными превышения­ми 100-300 м. Склоны, вершины и водоразделы пологие, покрыты элю­виально-делювиальными отложениями, почвенным слоем и нередко рас­тительностью. Значительную роль в выборе методов поисков играют климатические обстановки. В условиях низкогорья поиски методом гео­логической съемки менее эффективны по сравнению с высоко- и средне-горными районами. Особенно не благоприятны для поисков широкие долины и межгорные впадины. В связи с плохой обнаженностью здесь требуются большие объемы горных и буровых работ. Эффективность поисков в таких районах повышается за счет широкого применения обломочно-речного, шлихового и особенно геохимических (все виды) и геофизических методов. Большую помощь могут оказать аэрокосмометоды.

Скульптурный рельеф выражен на плоскогорьях и пла­то, вскрытых речными долинами. Расчлененность относительно слабая, глубина расчленения рельефа не превышает 200-350 м. Коренные поро­ды имеют обычно субгоризонтальное залегание и вскрываются только по ступенчатым долинам рек. Обширные водораздельные пространства перекрыты траппами или мощными рыхлыми отложениями. Все это за­трудняет проведение поисковых работ. Главное внимание в таких рай­онах уделяется долинам рек и их склонам, где наиболее эффективны геологическая съемка в сочетании с обломочно-речным и шлиховым методами поисков. Водораздельные пространства изучаются в основном путем дешифрирования аэрофотоматериалов, высотных и космических снимков, а также аэрогеофизическими методами.

Аккумулятивный рельеф характерен для пониженных частей земной поверхности (равнинные низменности, предгорные равнины и межгорные котловины). Наиболее типичны обширные аллювиальные равнины с абсолютными отметками до 200 м. Коренные породы в них перекрыты мощным чехлом аллювия, озерных и других отложений. Раз­личаются ледниковый, эоловый и морской аккумулятивный рельеф. Об­ласти развития аккумулятивных форм рельефа лишены естественных обнажений и крайне не благоприятны для поисков эндогенных месторо­ждений. Геологическая съемка и поиски в этих условиях проводятся в сочетании с геофизическими методами и сопровождаются большими объемами горно-буровых работ. В условиях ледникового рельефа воз­можно использование валунно-ледникового и геохимических методов.

Наземные методы поисков

Наземные методы поисков месторождений полезных ископаемых разделяются на следующие основные группы: геологические, геохими­ческие, геофизические и технические (горно-буровые). Среди геологиче­ских методов различаются визуальные поиски, метод геологической съемки и геолого-минералогические методы (обломочно-речной, валунно-ледниковый, шлиховой). Геохимические методы разделяются на литохимический, гидрохимический, биохимический и атмохимический, а геофизические - на магнитометрический, гравиметрический, сейсморазведочный, электроразведочные и др.

 

Технические методы поисков

К техническим (горно-буровым) методам поисков относятся такие приемы обнаружения полезных ископаемых, при которых горно-буровые работы приобретают самостоятельное (профилирующее) значение.

Горные и буровые работы используются почти всегда и на всех стадиях геологоразведочного процесса. Это прежде всего расчистки,

закопушки, шурфы и канавы, проходка которых осуществляется для соз­дания искусственных обнажений коренных пород при геологической съемке и поисках в районах с небольшой мощностью рыхлых отложе­ний. Они же широко применяются при изучении шлиховых и геохими­ческих ореолов рассеяния, проверке геохимических аномалий, а также для вскрытия рудных тел, их оконтуривания и опробования с целью оценки промышленных перспектив оруденения. С этими же целями в районах с большой мощностью наносов используются картировочные и поисково-структурные скважины.

Самостоятельное значение горно-буровые методы поисков приоб­ретают на перспективных площадях, где геологические, геофизические и геохимические методы поисков оказываются неэффективными. Приме­рами горно-буровых работ являются:

поиски в благоприятной обстановке керамических и слюдяных пегматитов, располагающихся в кварц-полевошпатовых средах и пере­крытых рыхлыми отложениями (вскрываются системой магистральных канав);

поиски россыпей в долинах рек и речек, металлоносность которых предполагается по геологическим предпосылкам или установлена шли­ховым опробованием (поиски проводятся профилями шурфов и скважин);

поиски разнообразных месторождений (в том числе скрытых) пу­тем разбуривания благоприятных геологических структур и геофизиче­ских аномалий;

поиски месторождений полезных ископаемых в закрытых районах путем систематического разбуривания геологически благоприятных площадей и структур.

Обычно технические методы поисков используются на стадиях поисков и поисково-оценочных работ. Горные выработки в этих случаях располагаются по поисковым линиям. Расстояние между поисковыми линиями определяется установленной или предполагаемой протяженно­стью рудных залежей, а густота выработок в профилях выбирается с та­ким учетом, чтобы не пропустить промышленно значимые рудные тела. Применение горно-буровых работ при поисках ограничивается их высо­кой стоимостью и громоздкостью оборудования.

Подводные методы поисков

Моря и океаны - огромные вместилища различных полезных ис­копаемых: руд золота, олова, железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, меди, фосфора, нефти, газа. Они заключены в донных осадках и в корен-

породах. В настоящее время основными объектами исследований вляются осадки в пределах береговой зоны суши и мелководной зоны шельфа. Некоторые страны (США, Англия, Австралия, Бразилия, Гер­мания, Египет, Индия, Индонезия, Исландия, Канада, Малайзия, СНГ) в значительной степени удовлетворяют свои потребности в том или ином минеральном сырье путем разработки подводных россыпных месторож­дений - до 50 % ильменита, циркона, платины, золота, касситерита, ал­мазов, титаномагнетита, строительного песка, фосфорита.

Россыпи шельфа. Границей шельфа обычно считается линия дна на глубине 200 м. Площадь шельфа составляет 7,5 % площади Мирового океана или 18 % территории суши..,

При переносе и переотложении обломочного материала в при-брежно-морской обстановке наблюдается длительная повторяемость одних и тех же процессов примерно в одинаковом режиме. Это приводит к совершенной дифференциации обломочного материала по крупности, форме, плотности частиц и определяет характер, скорость и массу транспортируемого материала. Поэтому здесь развиты пески, алевриты, глины, илы, а устойчивыми оказываются минералы самых верхних гори­зонтов земной коры.

Выделяются три группы минералов, отличающихся по условиям переноса, отложения и особенностям пространственного размещения. К первой группе относятся тяжелые минералы (плотность 7 г/см), которые отличаются низкой миграционной способностью и имеют сравнительно небольшую механическую стойкость, - золото, платина, касситерит. Прибрежно-морские россыпи этих минералов располагаются не далее 20-30 км от коренного источника. Вторую группу составляют механиче­ски устойчивые минералы с плотностью 4-7 г/см: магнетит, титаномаг-нетит, ильменит, хромит, монацит, циркон, рутил. Россыпи этих минера­лов могут располагаться в десятках - сотнях километров от коренного источника. К третьей группе относятся особенно механически устойчи­вые минералы с плотностью ниже 4 г/см: алмаз, сапфир, рубин, шпи­нель, хризопраз, изумруд, топаз. Скопления таких минералов могут на­ходиться на расстоянии многих сотен километров от коренного источника.

Пространственное положение прибрежно-морских россыпей оп­ределяется геологическими, геоморфологическими и гидродинамиче­скими факторами. При изучении геологической обстановки важно уста­новить источники сноса полезных минералов, степень их перспективности, особенности неотектонических движений, климатические условия и т.п. Геоморфологические условия во многом определяют морфологию рос­сыпей и их строение. Поэтому необходимо выяснить геоморфологические особенности прилегающей к акватории суши и прибрежной зоны а также характер подводных форм рельефа. Наибольшее значение в фор. мировании, размещении и динамике прибрежно-морских россыпей име­ют гидродинамические условия - особенности и режим морских тече­ний, характер и степень волнений и т.п. Формирующиеся морские рос­сыпи располагаются на современных пляжах, подводном береговом склоне, на морских террасах.

Месторождения систем срединно-океанические хребты — рифты океанов. В этих структурах выявлены скопления железомарганцевых конкреций, сульфидоносные илы и постройки «черных курильщиков». Изучение таких руд в прикладном плане находится в зачаточном состоянии.

Геологоразведочные работы в прибрежных зонах морей и океанов проводятся с соблюдением стадийности, позволяющей постепенно от­браковывать отдельные площади шельфа и последовательно сгущать сеть наблюдений на перспективных участках. В настоящее время для выполнения поисково-разведочных работ, особенно в морских бассейнах с мощным чехлом рыхлых отложений, производственно-техническая база подготовлена слабо. Геологическая съемка проводится ВНИИ оке-ангеологии и другими институтами в соответствии с внутриведомствен­ными инструкциями. Большое внимание уделяется вопросам морской экологии.

Геологические исследования шельфовых зон характеризуются следующими особенностями:

ведение всего комплекса работ с водной поверхности, частично со льда (сильно осложняется под влиянием погодных условий);

сравнительно сложная геологическая обстановка, вследствие не­больших размеров продуктивных отложений и трудности расшифровки связанных с ними физических полей;

значительная протяженность изучаемой территории вдоль побе­режья и рассредоточенность отдельных геологических объектов;

преимущественное использование специализированных морских судов, плавучих и подводных установок;

необходимость сочетания сухопутных и морских геологоразве­дочных работ.

Разработка методики прогнозно-поисковых работ на шельфе про­водится в следующих направлениях: 1) аэрокосмическое и геологическое обоснование методики; 2) создание методов непрерывного сейсмоакку-стического профилирования для различных стадий работ и комплекси-рования геофизических методов в сочетании с опробованием верхних слоев рыхлых отложений легкими техническими средствами; 3) разра-

 

ботка методики гидрологического обеспечения и изучения гидродина-еских характеристик россыпей; 4) создание методики геолого-эконо­мической оценки работ на разных стадиях и экономической оценки ме­сторождений.

Основной задачей геологического обоснования методики прове­дения геологоразведочных работ является определение прогнозно-поисковых критериев, признаков конкретных типов месторождений по­лезных ископаемых и создание принципов построения палеореконструк-ций шельфовых зон. Необходимо изучать возможности применения тра­диционных геологических методов прогнозирования и поисков, которые в морских условиях невозможны без специальных технических средств и совмещения с методами гидродинамического анализа процессов разноса, накопления и дифференциации материала в мелководной зоне под воз­действием разных факторов. В числе традиционных методов использу­ются аэрокосмофотосъемка, шлиховое опробование и геохимические исследования.

Поиски в морских условиях проводятся с надводных судов, с под­водных конструкций и аппаратов, аквалангистами и водолазами. Из них наиболее эффективными оказываются поисковые работы с надводных судов.

В настоящее время объемы поисковых работ в пределах акваторий незначительны. В ближайшем будущем расширение геолого-поисковых работ в зоне шельфа следует ожидать в связи с поисками нефти и газа.

Вопросы и задания для самопроверки

1. Что понимается под поисковыми критериями месторождений
полезных ископаемых?

2. Охарактеризуйте стратиграфические, литолого-фациальные,
магматические, минералого-геохимические, структурные, формацион-
ные и геоморфологические предпосылки поисков и прогнозирования.

3. Что такое поисковые признаки промышленного оруденения и какова их роль при поисках и прогнозировании?

4. Перечислите прямые и косвенные признаки оруденения.

5. Какова роль первичных и вторичных ореолов и потоков рассея­ния минералов и элементов при поисках месторождений полезных иско­паемых?

6. Поясните значение геофизических аномалий, термобарогеохи-мических ореолов, ботанических, биогеохимических признаков и архео­логических данных при поисках месторождений полезных ископаемых.

7. Какие факторы влияют на проведение поисковых работ?

8. Опишите структурно-геологические региональные условия
влияющие на выбор и ведение поисковых методов.

9. Как влияют геоморфологические условия на выбор наиболее
эффективных поисковых работ?

10.Поясните влияние ландшафтно-климатических факторов на выбор наиболее эффективных поисковых работ.

11.Охарактеризуйте роль наносов при поисках месторождений полезных ископаемых.

12.Какие виды аэрокосмических методов наиболее эффективны для поисков месторождений полезных ископаемых?

13.Охарактеризуйте геологические методы поисков.

14.Покажите различия обломочно-речного и валунно-ледникового методов поисков. Назовите условия их применения.

15.Каким образом используются результаты шлихового метода поисков для прогнозно-поисковых целей?

16.В каких случаях используется протолочно-шлиховой метод поисков месторождений полезных ископаемых?

17.Охарактеризуйте литохимический метод поисков и его воз­можности.

18.В чем сущность метода поисков по донным осадкам и потокам рассеяния полезной минерализации?

19.Поясните особенности гидрохимического метода поисков руд­ных месторождений.

20.В каких случаях применяют биогеохимический метод поис­ков? Поясните его возможности в зависимости от природных условий.

21.В чем сущность атмогеохимических методов поисков место­рождений различных полезных ископаемых?

22.В каких случаях используют газортутный метод поисков по­лезных ископаемых?

23.На чем основаны термобарогеохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых?

24.В чем суть геофизических методов поисков месторождений полезных ископаемых?

25.В каких случаях применяют горно-буровые методы поисков месторождений полезных ископаемых?

26.Какие факторы влияют на выбор рационального комплекса поисковых методов?

 

Т.2. ПОИСКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

2.1. ПОИСКОВЫЕ КРИТЕРИИ И ПРИЗНАКИ ОРУДЕНЕНИЯ

2.2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ВЕДЕНИЯ ПОИСКОВЫХ РАБОТ

2.2.1. Структурно-геологические условия поисков

2.2.2. Степень расчленения рельефа

2.2.3. Ландшафтно-климатические условия поисков

2.2.4. Мощность наносов и обнаженность территории

2.3. МЕТОДЫ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАМЫХ

2.3.1. Дистанционные методы поисков

2.3.2. Наземные методы поисков

2.3.2.1. Геологические методы поисков

2.3.2.2. Геолого-минералогические методы поисков

2.3.2.3. Геохимические методы поисков

2.3.2.4. Физико-химические методы поисков

2.3.2.5. Геофизические методы поисков

2.3.2.6. Технические методы поисков

2.3.3. Подводные методы поисков

 

Объектами поиска и прогноза в процессе геологоразве­дочных работ являются потенциально рудоносные площади и объемы недр в системе их иерархии (от металлогенической провинции до место­рождения и рудной залежи). Масштабность и тип объектов определяют­ся стадией геологоразведочного процесса и целевым заданием проекта. Общепринято, что региональные мелкомасштабные карты (1:1 000 000 и мельче) обеспечивают оконтуривание и прогнозирование металлогени­ческих провинций (иногда зон), а региональные карты среднего масшта­ба (1:500 000 - 1:200 000) - выделение металлогенических зон, рудных поясов и потенциальных рудных районов площадью до 10 км. Иногда, например, в областях развития высокопродуктивных геологических фор­маций (осадочных, магматических, метаморфических) могут быть обнаружены или предсказаны рудоносные бассейны и крупномасштабные поля. Увеличение степени детальности изучения таких рудоносных площадей и структур рационально при наличии характеристики типовых (эталонных) объектов или при выявлении в период геологоразведочных работ перспективных рудопроявлений. В процессе составления регио­нальных прогнозно-металлогенических карт на основе крупномасштаб­ных съемок и специальных ревизионно-поисковых работ можно выде­лить перспективные площади и структуры в рангах рудных узлов и руд­ных полей.

Объектами крупномасштабных поисков и прогнозов в пределах рудных районов (на стадии 2) являются рудные узлы и потенциальные рудные поля (области мобилизации и концентрации рудного вещества), а детальных работ масштаба 1:10 000 - 1:2 000 (стадия 3) - продуктивные зоны месторождения и рудные залежи (участки массового отложения рудного вещества). При крупномасштабных работах особое внимание уделяется объектам, которые могут быть использованы или подготовле­ны к отработке в ближайшие 10-15 лет. Не рекомендуется прогнозиро­вать ресурсы в пределах горных отводов эксплуатируемых месторожде­ний. Эта задача решается в процессе более детальных исследований. В то же время материалы эксплуатационных работ используют при поис­ках и прогнозировании на прилегающих к рудному полю площадях. Глубина оценки выявленных (и прогнозируемых) объектов определяется экономической освоенностью региона.