Поисковые критерии и признаки оруденения

 

Основой эффективных поисков и прогнозирования полезных ис­копаемых является знание поисковых критериев и признаков промыш­ленного оруденения изучаемых площадей и структур. Поисковыми критериями принято называть совокупность геологических факторов, определяющих условия образования и закономерности размещения мес­торождений полезных ископаемых в земной коре. Признаками рудоносности, или поисковыми признаками, считаются факторы, прямо или косвенно указывающие на присутствие полезного ископаемого в пределах изучаемого объема недр. Поисковые критерии отражают предшествующие процессы рудообразования, способствуют их позна­нию, создают условия для обнаружения промышленных скоплений по­лезных ископаемых и, таким образом, являются ведущими геологическими предпосылками прогноза и поиска месторождений. Поисковые признаки обусловлены образованием и последующим разрушением ме­сторождений, это следы процессов и явлений, сопутствующих образова­нию, изменениям и разрушению месторождений.

Поисковые критерии могут быть универсальными, выра­женными повсеместно, региональными, свойственными круп­ным структурам земной коры, и локальными, проявляющимися в пределах определенных рудных районов, рудных узлов, полей и место­рождений. Поисковые признаки отражают многообразие форм проявле­ния минерализации на изучаемых срезах рудоносных структур. Анализ и учет значимости тех и других в конкретных условиях определяет ком­плекс поисковых критериев и признаков промышленного оруденения.

При выявлении поисковых критериев анализируются рудокон-тролирующие факторы: стратиграфические, литологические и литолого-фациальные, магматические, структурные и геоморфологические. Учи­тываются данные формационного анализа геологических образований региона и эрозионный срез рудоносных структур.

Стратиграфические критерии основаны на устойчивых связях оруденения с определенными уровнями и типами геологического разре­за земной коры. Они играют особо важную роль при прогнозировании осадочных, вулканогенно-осадочных, метаморфогенных, стратиформных и колчеданных месторождений. Так, многие полезные ископаемые тесно связаны с отложениями определенного возраста и не встречаются или сравнительно редко обнаруживаются в геологических разрезах дру­гих металлогенических эпох.

Литологические и литолого-фациалъные критерии базируются на выявлении и использовании тесных связей полезных ископаемых с оса­дочными, вулканогенно-осадочными породами определенного состава и их типичными литофациями. Наибольшую значимость эти критерии приобретают при поисках и прогнозировании осадочного, вулканогенно-осадочного и стратиформного телетермального оруденения.

Магматические критерии предполагают наличие генетических или парагенетических связей оруденения с магматическими телами - плутонами, экструзивными, субвулканическими телами, поясами малых интрузий. В соответствии с этими представлениями рудное вещество выносится из глубин в более верхние зоны земной коры и на ее поверх­ность магматическими расплавами и сопровождающими их флюидами. Основными факторами магматического оруденения считаются: 1) связь тех или иных эндогенных месторождений с определенными типами из­верженных пород; 2) закономерное размещение месторождений по от­ношению к магматическим телам. Особое значение при прогнозе промышленного оруденения имеет оценка глубины формирования и уровня эрозионного среза рудоносных магматитов и прилегающих к ним структур.

Структурные критерии базируются на закономерностях разме­щения оруденения в геологических структурах разного типа и масштаба. При изучении структурных условий рудолокализации необходимо раз­личать: 1) структуры, определяющие типичные геологические позиции рудных полей в пределах металлогенических провинций, рудных поя­сов, рудных районов; 2) структуры, контролирующие размещение ору­денения в пределах рудных полей - структуры рудных полей, месторо­ждений и рудных тел. К первому типу относятся глобальные и регио­нальные рудоконтролирующие и рудоконцентрирующие структуры -линеаменты и глубинные разломы, крупные складчатые и купольные структуры, вулканические и вулканотектонические сооружения, зоны смятия, разломы и надвиги.

Структурные факторы, определяющие закономерности рудоло­кализации в пределах рудных полей и месторождений, многообразны. Для магматических месторождений (плутоногенная серия рудных по­лей) ведущую роль играют структуры вмещающих интрузивов (структу­ры расслоения интрузивов, контракционные и тектонические трещины), обуславливающие закономерное размещение рудных шлиров, страти­фицированных залежей (донные и многоярусные) и комбинацию со­гласных рудных тел с секущими формами. На рудных полях плутоногенно- и вулканогенно-тектонической серии закономерности определя­ются: 1) кольцевыми, коническими, радиальными разломами, трещина­ми и узлами их пересечений, жерловыми структурами и структурами расслоения магматических пород; 2) структурами эндо-экзоконтактовых и апикальных зон интрузивов; 3) элементами и комбинацией элементар­ных структур вулканических и вулканотектонических сооружений (руд­ные поля вулканических сооружений, аппаратов и трубок взрывов); 4) контракционными и тектоническими трещинами (штокверковые и жильно-штокверковые рудные поля зон повышенной трещиноватости).

На эндогенных рудных полях тектонической серии определяющее значение в рудолокализации играют трещины и разломы, зоны повы­шенной трещиноватости и рассланцевания, узлы их пересечения и со­членения, а также согласные структуры слоистых толщ (шарниры скла­док, флексуры, зоны межпластовых срывов и дробления, пласты «благо­приятных» пород, геологические экраны) и комбинированные при соче­тании согласных структур с секущими и благоприятными для метасома­тоза горизонтами пород. Для экзогенных месторождений рудоносными являются структуры слоистой анизотропии (напластования, внутрифор-мшщонного расслоения, выклинивания поверхности несогласий, рифовые, карстовые), а метаморфогенных - структуры метаморфических комплексов (элементы гранитно-гнейсовых куполов, зоны повышенного рассланцевания, складки скалывания и течения, структуры будинажа).

Геоморфологические критерии основаны на наличии пространст­венной связи месторождений полезных ископаемых с современными и древними формами рельефа. В отношении рельефа все месторождения можно сгруппировать в две выборки: 1) месторождения, сформирован­ные в связи с образованием рельефа, - экзогенные и 2) месторождения, возникшие вне связи с рельефом, - эндогенные. Геоморфологические критерии используются, прежде всего, для поисков и прогноза россыпей.

Формационные критерии предполагают наличие тесных связей полезных ископаемых с определенными геологическими формациями или их составными частями (ассоциациями пород). Типовыми примера­ми являются устойчивые взаимосвязи медноколчеданных и полиметал­лических месторождений со спилит-базальтовой и риолит-базальтовой (спилит-кератофировой) формациями эвгеосинклиналей, редкометалльных месторождений - с орогенной формацией слюдяных гранитов батолитового типа, сульфидных медно-никелевых руд - с габбро-норитовой и трапповой формациями платформ, золоторудных месторождений - с гранитоидной формацией повышенной основности орогенных структур и т.д. Закономерное сочетание определенных типов месторождений с кон­кретными формациями обуславливается единством процессов магматиз­ма и рудообразования. Некоторые геологические формации играют роль регионального геологического экрана. При крупномасштабном прогно­зировании исследователь чаще всего имеет дело с составными частями формаций - конкретными ассоциациями пород, исполняющими ту или иную роль в рудогенезе. Выявление этой роли и значимости формационных предпосылок конкретизирует прогнозные рекомендации и делает их более объективными.

Поисковые признаки рудоносности - это геологические, минера­логические, геохимические, геофизические, геоботанические, геоморфо­логические, историко-геологические и иные факты, прямо или косвенно указывающие на наличие или возможность выявления полезного ископаемого в недрах исследуемого региона. Они разделяются на природные, связанные с формированием и разрушением месторождений, и техно­генные, связанные с деятельностью людей, разрабатывавших и пере­рабатывавших полезные ископаемые. Различают прямые поисковые признаки, непосредственно указывающие на наличие того или иного оруденения, и косвенные,свидетельствующие о возможности об­наружения такого оруденения.

К прямым поисковым признакам относятся: 1) выходы полезного ископаемого на поверхность; 2) первичные ореолы рассеяния полезных минералов и рудообразующих элементов; 3) вторичные механические, литохимические, гидрохимические, атмохимические, биохимические ореолы и потоки рассеяния полезных минералов и рудообразующих элементов; 4) геофизические аномалии (радиометрические, частью маг­нитные и др.); 5) следы старых горных работ с остатками рудного мате­риала или переработки полезного ископаемого.

К косвенным поисковым признакам относятся: 1) измененные околорудные породы-индикаторы оруденения; 2) минералы и элементы-спутники оруденения; 3) геофизические аномалии (гравиметрические, электроразведочные, частью магнитные и др.); 4) ботанические; 5) гео­морфологические; 6) историко-географические данные о горных про­мыслах. Относительная ценность (вес) поисковых признаков зависит от конкретной геологической ситуации. В общем случае прямые поисковые признаки оцениваются выше, чем косвенные, т.к. они быстрее приводят к конечной цели - открытию месторождения.

2.2. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ ВЕДЕНИЯ ПОИСКОВЫХ РАБОТ

Под природными условиями ведения поисковых работ подразуме­вается совокупность геологических, геоморфологических, биоклимати­ческих и других природных факторов, определяющих условия нахожде­ния, формы проявления и возможности обнаружения месторождений полезных ископаемых (Красников, В.И. Основы рациональной методики поисков рудных месторождений / В. И. Красников. - М.: Недра, 1965).

На выбор эффективных поисковых методов в тех или иных рай­онах решающее влияния оказывают структурно-геологические условия и степень расчленения рельефа, ландшафтно-климатические условия, мощность наносов и обнаженность территорий.

2.2.1. Структурно-геологические условия поисков

В.И. Красниковым выделены три типа региональных геологиче­ских структур с принципиально различными условиями ведения поиско­вых работ:

1) открытые районы складчатых областей (одноярусные районы с подтипами: 1а - щиты и байкалиды, 16 - поднятые области палеозой­ской, мезозойской и кайнозойской складчатости);

2) открытые районы платформ (двухъярусные районы с подтипа­ми: 2а - платформы без существенного проявления магматизма, 26 -открытые районы платформ, осложненные процессами тектономагмати-ческой активизации);

3) закрытые районы с региональным покровом четвертичных от­ложений значительной мощности: За - закрытые районы платформ, 36 -закрытые районы складчатых областей (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Основные регионально-геологические структуры (по В,И. Красникову)

 

Тип	Подтип	Распространенность на территории СНГ, %	Примеры
1. Поднятые и в разной мере эро­дированные древ­ние щиты и складчатые об­ласти	1а - глубокоэродиро-ванные щиты и подня­тые байкалиды		Байкальский, Алдан­ский щиты
16 - области поднятой палеозойской, мезо­зойской и кайнозой­ской складчатости		Байкалькая складча­тая зона, Урал, Казах­стан, Тянь-Шань, Сихотэ-Алинь
2. Открытые рай­оны платформ с двухъярусным строением	2а - без позднейшего магматизма		Русская платформа
26 - с широким прояв­лением позднейшего магматизма		Туранская плита, Сибирская платформа
3. Закрытые рай­оны с региональ­ным развитием мощного рыхло­го кайнозойского покрова	За - закрытые и пони­женные участки плат­форм и плит		Западно-Сибирская депрессия
36 - закрытые районы щитов и складчатых сооружений		Район Кызылкумов и Каракумов

Первый тип региональных структур - поднятые и в разной мере эродированные щиты, геосинклинально-складчатые пояса и активизиро­ванные области различного возраста, для которых характерны субверти­кальная ориентировка рудоносных структур и наиболее благоприятные условия для вывода рудных месторождений на дневную поверхность. Рациональные методы поисков этих обстановок могут базироваться на естественном эрозионном вскрытии продуктивных геологических фор­маций и содержащихся в них разнообразных месторождений полезных ископаемых.

Ко второму типу структур относятся открытые районы платформ двухъярусного строения. В фундаменте платформ возможно обнаруже­ние месторождений, свойственных первому типу структур. В чехлах платформ преобладают рудовмещающие структуры и рудные залежи субгоризонтального залегания, нередко экранированные траппами. В связи с этим рациональные поиски в открытых районах платформ долж­ны быть комбинированными. Они основываются, с одной стороны, на естественном эрозионном вскрытии продуктивных формаций и место­рождений верхних стратиграфичеких горизонтов, а с другой - на вскры­тии более глубоких рудоносных уровней системой скважин в сочетании с глубинными геофизическими исследованиями.

Более детальное районирование территорий по структурно-геологическим условиям поисков осуществляется на основе геологических и специализированных карт (тектонических, структурно-формационных, прогнозно-металлогенических и др.).

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.