Меню Рубрики

Технологии поиска разведки разработки месторождений полезных ископаемых и их добычи

4.2.1. Комплексная пассивная электро-сейсморазведка месторождений углеводородов, в том числе на Арктическом шельфе, и создание экспериментального образца глубоководной донной геофизической станции

Создан экспериментальный образец глубоководной донной геофизической станции, которая позволяет комплексировать методы микросейсмического и электромагнитного зондирования дна Мирового океана, максимально приближая чувствительные элементы измерительных приборов к зоне исследования.

Разработана методика поиска, исследования и оценки ресурсов месторождений углеводородов с применением экспериментального образца глубоководной донной геофизической станции.

Использование современных компьютерных технологий при конструировании ЭО ГДГС позволило спроектировать однокорпусную компоновку донной станции, одновременно несущей электромагнитную и сейсмическую аппаратуру.

Разработчик: ФГУП ОКБ ОТ РАН.

Технология снижения выноса песка и ограничения притока воды, находящейся в газе, реализуется путем закачки в пласт системы «полимер – растворитель» с последующей специальной обработкой. Это приводит к образованию внутрипластового полимерно–песчаного фильтра («ИПНГ-ПЛАСТ»), который укрепляет призабойную зону скважины и препятствует выносу песка. Фильтр «ИПНГ-ПЛАСТ» обладает высокой проницаемостью (фильтруемостью) по газу.

Использование фильтров «ИПНГ-ПЛАСТ» взамен применяемых в настоящее время гравийных фильтров дает экономию на одну скважину за пятилетний срок около 6 млн. руб. и приводит к увеличению дебитов скважин в среднем на 4,1 % за три года работы.

4.2.3. Методика и экспериментальный образец аппаратурного сейсмического комплекса (АСК) для исследования морских газогидратных месторождений

Получены качественные и количественные характеристики залежей газогидратов методами пассивной сейсмики. Разработанный образец обеспечивает высокую производительность, использование стандартного программного обеспечения, мобильность, малое энергопотребление; надежную работу в полевых условиях; выполнен из экологически безопасных материалов, работает в автономном режиме.

Предложенная методика поиска морских газогидратов с использованием разработанного аппаратурного сейсмического комплекса способствует переходу на более экономичные способы исследования морских газогидратов, а также нефти и газа, отказа от экологически небезопасных и трудоемких методик и технологий в этой области исследования природных ресурсов.

Разработка: ФГУП ОКБ ОТ РАН.

4.2.4. Новые кислотные комплексообразующие реагенты для увеличения нефтеотдачи карбонатных и глинистых нефтяных коллекторов

Разработаны новые кислотные комплексообразующие реагенты серии АФК (условное название), способствующие повышению нефтеотдачи в карбонатных и глинистых коллекторах.

Реагенты АФК при использовании в добывающих скважинах могут заменить составы, содержащие кислоты (в основном, соляную), которые, кроме того, содержат ПАВ, растворитель и воду, что позволит значительно увеличить эффективность обработки и экономичность процесса добычи нефти.

Разработчик: ИОФХ КазНЦ РАН.

4.2.5. Комплекс моделей и программных средств для решения задач стратегического планирования и проектирования нефтегазодобывающих регионов и месторождений

Результаты разработки предназначены для использования при планировании и проектировании освоения нефтегазодобывающих регионов и месторождений, а также при формировании Деклараций промышленной безопасности аварийно опасных производственных объектов.

Блок обеспечения промышленной и экологической безопасности формируемых проектов обеспечивает решение задач анализа аварийных ситуаций, расчета полей потенциального риска и загрязнения окружающей среды.

Программное обеспечение комплекса составляет набор взаимосвязанных по данным относительно самостоятельных программных систем, реализованных для операционной системы Windows.

В данной разработке реализованы оригинальные математические модели, методы и алгоритмы, комплексный подход к решению задач планирования и проектирования развития нефтегазодобывающих регионов и месторождений.

источник

Геологоразведочные работы — это мероприятия, направленные на выявление и подготовку к освоению в промышленных масштабах месторождений полезных ископаемых. В процессе выполнения таких работ в том числе изучается размещение пластов ископаемых, условия их образования и состав. Кроме того, изучаются компоненты, сопровождающие залежи полезных ископаемых, в том числе редкие металлы, попутный газ, сера и т. д., выясняется возможность их извлечения или же утилизации.

Геологоразведка сопряжена с анализом условий природы и климата в районах работ, социально-экономических предпосылок для реализации конкретных проектов. Она предусматривает изучение возможных способов добычи ископаемых при условии рациональной эксплуатации блоков и минимизации возможного вреда окружающей среде. Результатами осуществления работ по геологоразведке является расчёт и утверждение запасов полезных ископаемых, оценка их количественных ресурсов, в том числе прогнозная.

В случае, если залежи полезных ископаемых получают положительную оценку в результате поисково-оценочных мероприятий, проводится непосредственно разведка открытого месторождения. В её ходе выясняются геологическое строение участка, размеры, условия залегания и пространственное расположение залежей. Кроме того, вычисляются качество и количество ископаемых, технологические факторы, которые будут определять условия эксплуатации блока.

Одним из самых эффективных и популярных методов первичных геологических исследований месторождений, в основном залежей нефти и газа, является сейсморазведка. Её принцип базируется на регистрации сейсмических волн, которые создаются искусственным путём при помощи специального источника волн, в роли которого обычно выступает взрывчатка. Тротил размещается в неглубоких скважинах. Для инициирования как продолжительных, так и коротких импульсных колебаний могут применяться автомобильные вибраторы.

Вибрационная установка Nomad-65

С помощью источника в породе создаётся избыточное давление и распространяются колебания периодического типа. Эти волны наталкиваются на слои с разными показателями упругости, после чего меняют не только направление, но и амплитуду, а также создают новые колебания. По пути следования волн размещаются датчики-приёмники, которые фиксируют колебания и передают операторам полученные сигналы. Сейсмокомплексы представляют собой типовые системы, в состав которых входит один источник и до 300 приёмников, расположенных через 25–50 метров друг от друга. Если оператор правильно выбирает схему, это позволяет исследователям получать необходимую информацию без избыточных затрат.

Сейсмическая разведка: 1 — передающая система; 2 — приёмная система; 3 — сейсмоприёмники; 4 — сейсмическая волна; 5 — отражённая сейсмическая волна; 6 — нефтеносный пласт

В зависимости от того, как расположены друг относительно друга источники и приёмники колебаний, различают такие виды сейсморазведки:

  • совмещённые источник и приёмник — 1D;
  • расположение источника и приёмников на одной линии — 2D;
  • расстановка приёмников на параллельных линиях по площади участка — 3D;
  • периодическое повторение 3D-разведки при разработке месторождения — 4D.

После регистрации и записи колебаний проводится их анализ с целью определения особенностей распространения и свойств волн. В частности, извлекается геологическая информация о границах сейсмики. Полученные сейсмограммы требуют серьёзной обработки, поскольку они в условиях полевых работ обычно включают помехи. Что касается полезных волн, то они зачастую сложны для интерпретации. Для анализа данных применяется современная компьютерная техника.

Сигналы усиливаются, фильтруются, очищаются от нежелательных колебаний и конвертируются в цифровой формат, после чего поступают на сейсмостанцию для наблюдений. По результатам обработки геологи получают материал для дальнейшего толкования. Если на полученных геологических разрезах идентифицируются аномальные зоны распространения волн, то, как правило, это является свидетельством наличия залежей полезных ископаемых.

При наличии значительного преимущества — высокой точности измерений, сейсморазведка обладает рядом существенных недостатков. В частности, геологи не в состоянии определить качество залежей полезных ископаемых, не могут применять сейсморазведку на сложном рельефе местности. Кроме того, при наличии солевых горизонтов такая разведка неэффективна. Применение взрывчатки, в свою очередь, может негативно влиять на экосистему исследуемого района.

Закладка взрывного источника сейсмических колебаний

Ещё одним популярным видом геологоразведки является разведка электрическая. Данное направление включает способы исследования недр, которые применяются для изучения как верхних слоёв породы, так и для глубинной разведки. В свою очередь, они делятся на две большие группы.

Методы электрической разведки:

  • Индукционные методы.
  • Методы сопротивлений.

Исследование недр индукционными методами предусматривает создание электромагнитного поля за счёт эффекта магнитной индукции под влиянием переменного электрического поля или же магнитного поля. При обладании информацией о параметрах источника поля оператор может свободно измерить магнитные и электрические составляющие индуцированного поля и, следовательно, восстановить параметры среды их возникновения.

В свою очередь, методы сопротивлений основываются на пропускании через грунт электродов с постоянным током. Измеряется напряжение, которое вызвано данным током, поступающее от первой ко второй группе электродов. При наличии информации о напряжении и силе тока можно вычислить показатель сопротивления среды, через которую пропускается электричество. Благодаря конфигурации электродов точно устанавливается участок пространства, в которой меняется сопротивление.

Принципиальная схема электроразведки методами сопротивлений: 1 — питающая линия; 2 — измерительная линия; 3 — измерительные заземления; 4 — питающие заземления; 5 — область исследования; 6 — линии тока

Электроразведочная станция для вертикального электрического зондирования

Поиск возможных залежей полезных ископаемых производится в том числе способом гравитационной разведки. Он основан на принципе измерения показателя ускорения свободного падения. Последнее зависит не только от параметров планеты в целом, но и от аномальной плотности пород в районах поисков. Таким образом, неоднородность плотности подземных горизонтов легко вычисляется в гравитационном поле.

Хотя конкретные способы разведки месторождений зависят от возможности применения определённых технических средств в конкретных условиях, для выявления залежей твёрдых полезных ископаемых (руд, минералов и т. д.) соответствующие мероприятия, как правило, проводятся в шесть типовых стадий:

1. Геофизические и геолого-съёмочные работы. Данный этап включает исследование крупных геологических структур, в которых, вероятно, присутствуют полезные ископаемые. Перспективные площадки по завершению данной стадии передаются на специализированные поисковые работы.

2. Поиск месторождений. Геологи работают над обнаружением запасов определённых видов полезных ископаемых. Работы осуществляются в несколько промежуточных этапов. Вначале проводится поиск общего характера с целью выявления границ зоны потенциального размещения ископаемых. После этого обустраиваются горные выработки или скважины для выполнения структурно-геологических исследований. По результатам оценивается потенциальное промышленное значение месторождений. Если исследования оказались продуктивными, в этом случае осуществляется подсчёт ресурсов в категории C2. Составляются прогнозы добычи в количественном плане, а также разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) продолжения геологоразведки.

3. Предварительная разведка. Геологи определяют промышленное значение участка, параметры месторождения, технологические свойства и размеры формаций полезных ископаемых, условия залегания. Составляется предварительная характеристика условий освоения блока. Результатами этой работы являются расчёт запасов не только в категории C2, но и C1, а также ТЭО на проведение детальной разведки. На этапе предварительной разведки применяется бурение (глубокое, колонковое или ударно-канатное). При изучении месторождений цветных металлов обустраиваются штольни, небольшие шахты, шурфы с целью отбора проб.

4. Детальная разведка. Данный этап работ проводится исключительно на участках с доказанной промышленной ценностью запасов. Осуществляется дополнительный подсчёт запасов в категориях A и B. По завершению этого этапа должны быть собраны данные, достаточные для начала промышленной эксплуатации месторождения согласно требованиям к изученности исследуемой зоны, в соответствии с классификацией запасов и прогнозными ресурсами.

5. Доразведка. Проводится на участках, которые были в недостаточной степени изучены на предыдущих этапах работы. Кроме того, она осуществляется в пределах флангов, обособленных участков, в глубоких горизонтах горных отводов. На этой стадии проводится последовательный перевод ресурсов из категорий C1 и C2 в более высокие классы, подсчитываются новые выявленные запасы. На ряде объектов при этом строятся глубокие шахты как разведочного, так и эксплуатационно-разведочного назначения.

6. Эксплуатационная разведка. Такой вид разведки проводится одновременно с проходческой работой, направленной на подготовку выработок. Мероприятия по разведке реализуются до момента начала очистных работ с целью обеспечения добычи на текущем этапе, а именно для уточнения информации о залежах, полученной на стадиях детальной разведки. Речь идёт о данных относительно качества, условий залегания, строения и морфологии пластов. На этапе эксплуатационной разведки проходка вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок является основным методом работ. Кроме того, возможно обустройство перфораторных — безкерновых — или же колонковых скважин для получения керна.

Специфика геологоразведки нефтегазовых месторождений обусловлена особенностями залегания и природными свойствами этих полезных ископаемых. Отличительной чертой нефти и газа является то, что их залежи находятся обычно в одних и тех же районах. Газ может быть как растворён в нефти, так и образовывать газовые шапки в верхней части пространства, занимаемого «чёрным золотом».

Накопление углеводородного сырья происходит в осадочных оболочках планеты. В общей сложности в мире выявлено порядка шести сотен нефтегазоносных бассейнов. Нефть и газ находятся на глубинах от одного до нескольких километров и распределены по микроскопическим пустотам. Около 85% запасов сконцентрированы в алевритовых песчаных породах с глиняной прослойкой, остальные ресурсы — в породах карбонатного типа. Огромны запасы шельфовых месторождений, однако степень их изученности крайне мала. Пронедра писали ранее, что, по данным Минприроды, более 90% площади арктического шельфа не разведаны.

Геологические экспедиции, которые занимаются изучением нефтегазовых месторождений, выполняют комплекс работ по исследованию структуры блоков, выделению продуктивных пластов, вычислению предполагаемых дебитов нефти, газа и конденсата, давления в залежах. Все эти данные используются для составления проектов эксплуатационных работ, а также для расчётных обоснований промышленной разработки участков.

Стартует геологоразведка по стандартной схеме — со съёмки и составления геологических карт. В дальнейшем применяется гравитационная разведка. Выявление запасов по данной методике обусловлено отличительной особенность пород, насыщенных нефтью и газом — их плотность меньше, соответственно, и меньшим будет ускорение свободного падения. Нефтегазовые ресурсы выявляются в том числе с применением специфической аэромагнитной разведки, направленной на выявление антиклиналей — геологических ловушек для углеводородов мигрирующего характера на глубинах до семи километров.

Аэромагнитная съёмка выполняется с помощью магнитометров, расположенных в хвостовом коке самолёта

Особенностью же проведения сейсморазведки является то, что такой вид исследования при поиске нефтегазовых запасов осуществляется не только для выявления залежей, но и с целью определения оптимальных мест для бурения скважин разведочного назначения. Одним из эффективных методов обнаружения ресурсов «чёрного золота» и «голубого топлива» является низкочастотное сейсмическое зондирование. Данный способ основан на анализе аномального изменения спектра естественного сейсмического фона в районе размещения залежей на частотах до 10 герц.

Оборудование для сейсморазведки

Нефть и газ также выявляются при помощи методики геохимической разведки. Геологи анализируют состав подземных вод на предмет содержания органических компонентов и газов. Рост концентрации таких элементов в единице объёма пробы воды может указывать на близость пласта. Тем не менее, самым достоверным и эффективным способом разведки углеводородов в настоящее время является непосредственное бурение скважины для выявления степени достаточности их объёмов для промышленного освоения месторождения. В среднем только в трети случаев после бурения обнаруживаются такие запасы.

Бурение разведочной скважины «Шахринав-1п», Таджикистан

В современной России геологоразведка нефтегазовых ресурсов производится не только с целью немедленной разработки конкретных блоков, но и для общего прироста количества углеводородов в соответствии с требованиями Энергетической стратегии, рассчитанной до 2020 года. Напомним, что, по мнению Владимира Путина, геологоразведка крайне важна для экономики России. Открытие и изучение новых месторождений — это работа на перспективу, поскольку выявленные ресурсы фактически являются сырьевым вкладом в будущее страны.

* Новости рассылаются в виде подборок каждую неделю

источник

Контракты на геологическую разведку месторождений могут заключаться сроком до 6 лет и предполагают проведение исследований и работ, связанных с определением промышленной важности месторождения. При этом в случае разведки месторождений нефти на море контракты могут дополнительно продлеваться до 2 лет, если субъект предпринимательской деятельности (юридическое или физическое лицо), располагающий правами на пользование недрами, подает соответствующее заявление с подтверждением причин необходимости продления сроков.

При возникновении обстоятельств непреодолимой силы возможно продление сроков действия контракта, в случае предоставления доказательств о происшествии подобных обстоятельств.

Поиск и добыча месторождений полезных ископаемых – крайне сложный процесс, включающий довольно обширный круг различных методов идентификации разных руд на поверхности и на разной глубине в определенных геологических условиях. В зависимости от характера местности и физических свойств руд металлов, геологи выбирают определенные методы, с помощью которых и производятся поиски и разведка месторождений.

К геологоразведочным работам относится непосредственно разведка месторождений, являющаяся одним из ее этапов. Перед разведкой целесообразно проводить геологическую съемку, а также поиски. Разведка месторождений полезных ископаемых предоставляет возможность установить такие характеристики залежей полезных ископаемых, как:

  • Геологическое строение рудных тел и месторождения в целом.
  • Месторасположение и условия залегания руд, все необходимые параметры рудных залежей.
  • Количественные и качественные показатели полезных ископаемых.
  • Свойства залежей с технологической точки зрения, а также факторы, которые обусловливают эксплуатационные условия отработки месторождения.

Разведка осуществляется поэтапно несколькими методами:

  • Предварительная разведка. Производится проходка канав, траншей, бурение скважин по определенной разведочной сети.
  • Детальная разведка и доразведка. Производится сгущение разведочной сети канав, траншей, скважин.
  • Эксплуатационная разведка. Производится при отработке месторождения полезных

Прежде, чем приступить к разработке обнаруженных полезных ископаемых, производится экспертная оценка месторождений полезных ископаемых и площади поисков. При этом проводится:

  • Анализ всей информации о перспективных площадях и месторождениях полезных ископаемых.
  • Расчет себестоимости геологоразведочных работ, добычи полезных ископаемых. Для поисков и разработки выбираются такие площади и месторождения, поиски и добыча руды на которых потребует наименьших затрат труда и финансовых вложений.
  • Оценка общих прогнозных ресурсов и запасов металлов и руды.
  • Расчет производительности предприятия.
  • Расчет срока окупаемости капитальных затрат на поиски, разведку и разработку того или иного месторождения или площади.

Срок разведки и добычи полезных ископаемых установлен в соответствии с заключенными контрактами на разведку и/ или добычу. Данные контракты утверждаются компетентными органами и предоставляют право на разведку (добычу) полезных ископаемых.

Заказав оформление лицензии в компании Геоидеал, вы получаете профессиональные услуги высокого качества по доступным ценам. Если у вас возникли вопросы, вы можете позвонить нам по тел. +7 (4212) 77-97-66 или оставить заявку на сайте.

Просто заполните форму обратной связи и наш специалист перезвонит вам в ближайшее время!

Наша компания предоставляет весь комплекс услуг по оформлению месторождений твердых полезных ископаемых и подземных вод. Лицензирование скважин и карьеров требует больших затрат времени в связи с этим мы подготовим пакет документов в кратчайшие сроки.

источник

Контракты на геологическую разведку месторождений могут заключаться сроком до 6 лет и предполагают проведение исследований и работ, связанных с определением промышленной важности месторождения. При этом в случае разведки месторождений нефти на море контракты могут дополнительно продлеваться до 2 лет, если субъект предпринимательской деятельности (юридическое или физическое лицо), располагающий правами на пользование недрами, подает соответствующее заявление с подтверждением причин необходимости продления сроков.

При возникновении обстоятельств непреодолимой силы возможно продление сроков действия контракта, в случае предоставления доказательств о происшествии подобных обстоятельств.

Поиск и добыча месторождений полезных ископаемых – крайне сложный процесс, включающий довольно обширный круг различных методов идентификации разных руд на поверхности и на разной глубине в определенных геологических условиях. В зависимости от характера местности и физических свойств руд металлов, геологи выбирают определенные методы, с помощью которых и производятся поиски и разведка месторождений.

К геологоразведочным работам относится непосредственно разведка месторождений, являющаяся одним из ее этапов. Перед разведкой целесообразно проводить геологическую съемку, а также поиски. Разведка месторождений полезных ископаемых предоставляет возможность установить такие характеристики залежей полезных ископаемых, как:

  • Геологическое строение рудных тел и месторождения в целом.
  • Месторасположение и условия залегания руд, все необходимые параметры рудных залежей.
  • Количественные и качественные показатели полезных ископаемых.
  • Свойства залежей с технологической точки зрения, а также факторы, которые обусловливают эксплуатационные условия отработки месторождения.

Разведка осуществляется поэтапно несколькими методами:

  • Предварительная разведка. Производится проходка канав, траншей, бурение скважин по определенной разведочной сети.
  • Детальная разведка и доразведка. Производится сгущение разведочной сети канав, траншей, скважин.
  • Эксплуатационная разведка. Производится при отработке месторождения полезных

Прежде, чем приступить к разработке обнаруженных полезных ископаемых, производится экспертная оценка месторождений полезных ископаемых и площади поисков. При этом проводится:

  • Анализ всей информации о перспективных площадях и месторождениях полезных ископаемых.
  • Расчет себестоимости геологоразведочных работ, добычи полезных ископаемых. Для поисков и разработки выбираются такие площади и месторождения, поиски и добыча руды на которых потребует наименьших затрат труда и финансовых вложений.
  • Оценка общих прогнозных ресурсов и запасов металлов и руды.
  • Расчет производительности предприятия.
  • Расчет срока окупаемости капитальных затрат на поиски, разведку и разработку того или иного месторождения или площади.

Срок разведки и добычи полезных ископаемых установлен в соответствии с заключенными контрактами на разведку и/ или добычу. Данные контракты утверждаются компетентными органами и предоставляют право на разведку (добычу) полезных ископаемых.

Заказав оформление лицензии в компании Геоидеал, вы получаете профессиональные услуги высокого качества по доступным ценам. Если у вас возникли вопросы, вы можете позвонить нам по тел. +7 (4212) 77-97-66 или оставить заявку на сайте.

Просто заполните форму обратной связи и наш специалист перезвонит вам в ближайшее время!

Наша компания предоставляет весь комплекс услуг по оформлению месторождений твердых полезных ископаемых и подземных вод. Лицензирование скважин и карьеров требует больших затрат времени в связи с этим мы подготовим пакет документов в кратчайшие сроки.

источник

Георг Агрикола, основоположник горного дела, немецкий ученый дал первое систематическое обозрение ископаемых в Германии того времени, и считается создателем научной минералогии. Впервые значение научных трудов Агриколы было оценено в России Ломоносовым, а затем уже получило признание в Западной Европе. В 1756 Ломоносов издает книгу «О горном деде и металлургии», в которой он обобщил огромный фактический материал по важнейшим полезным ископаемым, методам их поисков, добыче и переработке.

Поиск минералов в древности

Первым дал описание древней технологии и некоторых минералов поэт древней Эллады Гомер 12-11 вв до н.э.

Он упоминает 16 названий минерального сырья. в поэмах Гомера содержатся сведения о таких геологических процессах, как землетрясения и обвалы, о подземных источниках воды и родниках, приводятся названия районов и стран, где добывают те или иные металлы, описываются способы применения хорошо известного в то время рычага, метод получения бронзы.

Начало поиска полезных ископаемых началось с открытием металлов. Первые находки скрытых полезных полезных ископаемых происходили без какого-либо вмешательства человека, а исключительно за счет стихийных процессов – обвалов, пожаров, землетрясений.

Постепенно накапливаемый опыт позволил отметить ряд природных явлений и признаков, сопутствующих залежам ПИ.

Так при поисках руды обращали внимание на иней. Он образуется на всей поверхности, кроме участков под которыми находится руда. Рудная залежь выделяет тепло, над ней растет низкая трава и определенные виды грибов. Деревья над рудными залежами высыхают и их часто выворачивает с корнем ветер.

По подобным признакам в древности вели и поиск грунтовых вод, чтобы затем в этих местах рыть колодцы.

Еще более 2000 лет назад римский поэт Витрувий дал геоботанические признаки распространения близ поверхности подземных вод, которые широко используются и в наше время.

Для поиска воды и рудных жил еще в первом-втором тыс до н.э. использовался биофизичексий эффект. При помощи рудоискательной лозы-особого прута, поворачивающегося под влиянием рудной жилы.

Агрикола упоминает, что рудоискательной лозой пользуются хитроумные люди, умеющие в нужный момент управлять ею, а обнаружение рудных жил происходит случайно. Тем не менее этот метод применяли вплоть до конца 19 века. Вполне вероятно, что рудоискатель использовал естественные признаки присутствия рудных жил, а сама лоза служила лишь атрибутом.

После того как рудоискатель тем или иным способом обнаружил место возможного присутствия руды, приступают к разведке. Для этого роют шурфы, которыми стараются пройти слой наносов и достигнуть коренных пород. Если рудной жилы в этом месте не обнаружено, то приходится прокапывать ответвления (рвы); если опять ничего не обнаружено, то переходят на другое место.

Большое значение при поисках ПИ имеют значение сопутствующие им горные породы.

Аристотель дает первую классификацию минеральных ископаемых: земли, камни, руды. В 3 веке классификация содержит уже 8 видов минеральных ископаемых. В 1 веке до н.э. Плиний выделяет уже 300 различных минералов. в наст.время известно около 5000 минералов

Планомерную разведку вели лишь на крупных месторождениях. Такие как Лаврийские рудники (др. Греция) 11 в до н.э. На этих рудниках обнаружено около 2000 древних разведочных шахт.

Разведочные работы выполнялись только для выявления направления дальнейшей добычи и обычно они велись параллельно с разработкой месторождения.

Известно, что в 1 в н.э. начались гидрогеологические и инженерно-геологические исследования. но такие изыскания велись в основном визуально с использованием накопленного опыта и применялись простейшие приборы и устройства.

Первые геологические карты

Первыми появились географические карты, которые сначала служили военным, а затем экономическим целям. Первым составителем географической карты был древнегреческий ученый Анаксимандр 5 век н.э. Но одна из древнейших карт, которую можно считать геолого-разведочной это карта золоторудного месторождения древнего Египта 14 в до н.э.

Зарождение геологоразведки в России

Освоение Сибири началось после походов Ермака и присоединения ее к Московскому государству.

Первые зафиксированные крупные горно-поисковые работы описаны в 1491 г. Печорская экспедиция.

Экспедиция в Пермский край. Бартенев. 1618-1621

На основе накопленных к тому времени материалов в 1696 г. выдающийся ученый Брюс составил первую карту земель от Москвы до берегов Малой Азии.

Во времена Петра I поиски месторождений заметно активизировались.

1700 учрежден Приказ рудокопных дел.

С тех пор Россия перестала нуждаться в заграничном металле. В конце царствования Петра I Россия уже вела заграничную торговлю русским железом и медью.

1711 года Приказ был ликвидирован и горное дело перешло в управление Сенату и губернаторам.

1715 года по указанию Петра I Приказ был восстановлен и под названием Рудная канцелярия

1718 года Рудная канцелярия была упразднена, а горная отрасль поступила в ведение объединенных Берг-коллегии.

Открытие богатейших залежей каменного угля в России:

1721 первая находка угля в Кузнецком бассейне.

В 1851 году близ Гурьевского завода в Кузнецком угольном бассейне было создано первое угольное предприятие на Бачатском угольном месторождении, а разведочное бурение в 1855 г. позволило открыть здесь пласт коксующегося угля и начать его разработку (в начальный период добыча угля этого пласта составляла примерно 800 тонн в год). Вторая1722 в Донецком бассейне организована первая систематическая добыча каменного угля.

1723 обнаружены месторождения под Москвой

1771 заложена первая штольня в Кузбассе

1783 обнаружены залежи угля на Зап. Урале

1796 разработка Иркутского бассейна

1726-1734 гг Кириллов подготовил Атлас Российской Империи, состоящий из 37 карт и Генеральной карты Российской империи.

1760 датирован один из первых геологических разрезов, первое подробное описание произведенных разработок угля.

Первые месторождения нефти обнаружены в конце 17 в районе Каспийского моря. На Севере России начало добычи нефти 1745.

В конце 18 в появляются первые работы разведке и разработке угольных залежей, по предупреждению взрывов рудничного газа и затопления шахт, по выполнению химических проб угля.

..Разведочные работы осуществляются с использованием ударно-штангового бурения и последующей закладкой шурфов на глубину до 30 м.

В 1840 геолог Чихачев составил первую геологическую карту Кузнецкого бассейна. Он же дал название «Кузнецкий бассейн».

19 век активное развитие геолого-разведочных работ, катрирование почти всей территории Империи, выделение новых направлений: угольная геология, гидрогеология. Выделяют геофизику и геохимию.

Начало 20 века − Лутугин, основатель геологии угольных месторождений, выполнил послойный разрез угленосной толщи Донбасса, Кузнецкого и Челябинского угольных бассейнов.

30 г 20 века формируется отрасль инженерная геология.

годы ВОВ интенсификация геологических исследований на востоке страны.

В послевоенные годы освоение Арктики.

50 гг создается теория образования залежей нефти и газа, начинается применяться глубинное бурение на нефть и газ.

60-70 гг возникновение космической геологии. Начинают применяться дистанционные методы, аэрогеологическая съемка.

80гг с появлением сверхглубокого опорного бурения формируется глубинная геология. Начинается изучение дна морей и океанов- формируется морская геология.

90 гг возникновение экологической геологии изучающей рациональное использование минерально-сырьевых ресурсов и их сохранение.

Маркшейдерское дело

Первые упоминания — эпоха античности. При строительстве были обязательны проектирование, расчеты и топографический план.

До 6 века до н.э. геодезическая съемка велась только с помощью землемерных цепей. Для угловых измерений использовали круг, разделенный на равные промежутки.

1 в. н.э. Прибор диоптер-предшественник теодолита. Гиерон приводит правила топографической съемки и дает решение задачи проведения выработок навстречу друг другу, фактически используя идею прямоугольных координат.

Маркшейдерское дело как научная дисциплина формируется в средние века. Появление горнодобывающих районов, в которых месторождения разрабатывались несколькими владельцами, требовало проведение границ между рудниками как на поверхности, так и в толще горных пород.

В конце 12 в в Европе стал известен магнитный компас, а первый компас появился в Китае 2500 лет до н.э.

До появления компаса в Европе измерение горных выработок велось с помощью шнуров и примитивных уровней.

В середине 17 века появился висячий компас и подвесной полукруг, которые использовали для съемок выработок до 20 века.

1730 год в Англии создан первый теодолит.

В России 17-18 вв созданы сводные планы рудников на основе единой системы координат.

Ломоносов разработал общий метод маркшейдерских съемок.

1773 в Петербурге открывается Горное училище.

К середине 19 уже применяют теодолит, нивелир, метод съемок-триангуляция и полигонометрия.

1847 год разработан первый отечественный теодолит.

Труды ученого Тиме послужили основой формирования отечественной маркшейдерии.

1933-1936 гг переход к плоской общесоюзной системе координат

50 гг выполнена съемка всей территории СССР, систематизированы материалы изученности угольных бассейнов. Создание дальномера, отечест.нивелира.

70-80 гг. начало выпуска электронно-оптических дальномеров.

источник

Поиски и разведка — это совокупность работ по открытию ме­сторождений полезных ископаемых и оценке пригодности их для промышленной разработки.

Основными вопросами при разведках месторождений полезных ископаемых являются следующие:

определение формы и объема промышленной части месторож­дения. В зависимости от размеров изученной части месторождения подсчитываются те или иные запасы полезного ископаемого;

установление качественной характеристики полезного ископа­емого в тесной связи с техническими требованиями к сырью;

выявление природных факторов, определяющих условия экс­плуатации (состав и взаимоотношение пород, вмещающих место­рождение, углы падения пород, обводненность месторождения, твердость и трещиноватость пород и др.).

Под разработкой нефтяной залежи подразумевается управле­ние процессом движения жидкости или газа в пласте к забоям эксплуатационных скважин. Рациональной системой разработки нефтяного месторождения считается такая, при которой оно раз­буривается минимально допустимым числом скважин, обеспечи­вающим высокие темпы отбора нефти из пласта, высокую коне­чную нефтеотдачу, минимальные капитальные вложения на каж­дую тонну извлекаемых запасов и минимальную себестоимость нефти.

Мощность продуктивной толщи нефтяных месторождений мо­жет изменяться от нескольких десятков до сотен и тысяч метров. Многопластовые месторождения разрабатываются по системе сни­зу—вверх, когда пласты вводятся в эксплуатацию последователь­но, начиная с нижнего горизонта до верхнего. Горизонт, с кото­рого начинается разработка, называется опорным, или базисным. Такая система позволяет во время бурения на базисный горизонт путем отбора грунтов и применения геофизических методов изучить все вышележащие нефтеносные пласты и одновременно осуществлять подготовку их к разработке. Она способствует сокращению числа разведочных скважин на месторождении и уменьшению процента неудачных эксплуатационных скважин, так как скважины, в кото­рых нефть не была получена на базисном горизонте, могут быть возвращены на вышележащие пласты. Все это сокращает объем капитальных затрат на бурение эксплуатационных и особенно раз­ведочных скважин.

Вышележащие пласты вводятся в эксплуатацию после полного истощения опорного горизонта. Для сокращения такого разрыва и > соответственно, обеспечения максимальной добычи нефти в короткий срок проводятся работы по осуществлению эксплуата­ции нескольких горизонтов одновременно. Большую роль в повы-

шении эффективности разработки нефтяных месторождений сыг­рало широкое применение искусственного воздействия на пласты с целью поддержания или восстановления пластовой энергии. Для этого закачивают газ (воздух) в повышенные части пласта при газонапорном и газовом режимах залежи или воду в законтурные зоны при водонапорном режиме.

Остановимся на способах эксплуатации нефтяных скважин.

Процесс подъема нефти или газа от забоя скважины на днев­ную поверхность может происходить как за счет природной энер­гии жидкости и газа, поступающих к забою, так и за счет энергии, вводимой в скважину с дневной поверхности. Если нефть и газ на дневную поверхность подаются за счет природной энергии или заводнения, то эксплуатация называется фонтанной. Если же сква­жина совсем не фонтанирует или дебит ее недостаточный, при­меняют механическую откачку нефти из скважины. Это осуще­ствляется компрессорным или насосным способом эксплуатации. При компрессорной эксплуатации в скважину нагнетают сжатый газ или воздух, который поступает к башмаку спущенных в сква­жину подъемных труб, смешивается с нефтью и выносит эту смесь на поверхность. Насосная эксплуатация применяется обычно в сква­жинах с небольшим дебитом.

Контрольные вопросы

1.Из каких основных пород состоит земная кора?

2. Какие породы называются осадочными?

3. Перечислите основные формы складок земной коры.

4. Что такое твердость и абразивность пород?

5. В чем сущность теорий органического и неорганического происхож­
дения нефти?

6. Какие силы заставляют нефть продвигаться из пласта к скважинам?

7. Какие основные вопросы ставятся при разведочных работах?

8. Какая система разработки называется рациональной?

9. Опишите способы эксплуатации нефтяных скважин.

источник

1. Региональное геологическое изучение.

2. Геологосъемочные работы.

4. Поисково — оченочные работы.

II. Стадии разведочных работ.

1. Предварительная разведка.

3. эксплуатационная разведка.

Ключевые слова: Съемка, поисковые, разведка, региональное, стадия, масштабы, геофизическое, исследование, оценочные, элементы геологических тел, поисковые предпосылки, поисковые признаки, критерии, прогнозные ресурсы, категории запасов.

Геологическое строение территорий (района). Месторождений определяется в процессе проведения геологоразведочных работ. Геологическая съёмка и поиски являются составной частью этих работ, которые в целях рационального и экономичного ведения выполняется по 8 стадиям.

1) Региональное геологическое изучение а) региональные исследования масштаба 1:1000000

б) регионально — геофизические, геологсъёмочные, гидрогеологические и инженерно геологические работы масштаба 1:200000.

2) Геологосёъмочные работы масштаба

4) работы 5)Предварительная разведка

6) Детальная разведка 7)Эксплуатационная разведка

9) Эксплуатационная разведка Последние 4 стадии касаются разведочных работ. Главной задачей геологической

съёмки любого масштаба является составление геологической карты, графически отображающей элементы геологических тел, фиксируемых на земной поверхности или определённом глубинном срезе. Последний, может совпадать с подошвой или кровлей стратиграфического горизонта или поверхностью геологического образования.

В процессе геологической съёмки и анализа составленных геологических карт выявляют благоприятные для рудообразования факторы, которые используют в качестве поисковых предпосылок. К ним относятся климатические, стратиграфические, геофизические, геохимические, геоморфологические, магматические и другие показатели. Всё это указывает на возможность обнаружения месторождений полезных ископаемых.

Поисковые признаки — это локальные факторы, прямо или косвенно указывающие на присутствие полезных ископаемых. Геологическое картирование масштаба 1:50000 сопровождается общими поисками полезного ископаемого, которые можно ожидать исходя из благоприятных геологических предпосылок. Общей задачей поисков являются обнаружение иоценка месторождений полезных ископаемых.

Читайте также:  Почему полезно пить кефир перед сном

Методы поисков разнообразны и применяются обязательно в комплексе с учётом ландшафтных и других условий и видов полезных ископаемых. Возможности их применения обусловлены местом проведения поисков по отношению к земной поверхности. Они могут вестись из космоса, воздуха, скважин и горизонтов подземных горных выработок.

Наземные методы являются наиболее достоверными, разнообразными и широко распространёнными в практике геологоразведочных работ. К ним относится крупномасштабное картирование, геохимическое,геофизические иметоды.

методы самые достоверные из других поисков методов. Они позволяют определить в первом приближении геолога — структурные условия локализации тел полезных ископаемых, их морфологию, размеры и вещественный состав, проследить изменчивость этих параметров, произвести оценку прогнозных ресурсов и подсчёт запасов по категории С 2 .

Поисковые работы проводятся на перспективных площадях в пределах известных и потенциальных рудных полей, а так же бассейнов осадочных полезных ископаемых. Поисковые работы проводятся комплексом перечисленных методов, исходя из ландшафтных и геологических особенностей расположения месторождений, вида полезных ископаемых и его промышленно — генетического вида. В результате работ составляются в масштабе от 1:25000 до 1:5000 и разрезы, оценивающие прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р 2 , а на хорошо изученных участках — по категории Р 2 .работы выполняются на участках, получивших положительную оценку при общих поисках или поисковых работах и по заявкам первооткрывателей. На этой стадии определяется геолог — промышленный тип месторождения, ориентировочно m его контур в плане — с экстракцией на глубину, что даёт основание подсчитать запасы категории С 2 и оценить прогнозные ресурсы полезного ископаемого по категории Р 2 . В результате проявление или отбраковывают, или излагаютсясоображения о перспективах выявленного месторождения, позволяющие принять обоснованное решение о целесообразности и сроках проведения предварительной разведки

Разведка месторождений полезных ископаемых . Цель разведки — выявление промышленных месторождений полезного ископаемого, получение разведанных в недрах запасов минерального сырья и других данных, необходимых и достаточных для рационального и последующего функционирования горнодобывающих и перерабатывающих предприятий.

Этой цели на каждом этапе экономического и социального развития страны отвечают общие задачи.

Стадии разведки. Разведочные работы более трудоёмкие и дорогостоящие, чем поисковые. Выделяются 3 стадии разведки: 1) предварительная; 2) детальная 3) эксплуатационная и 4) доразведки (после эксплуатационной разведки). Предварительная разведка проводится послестадии и продолжает их на более высоком уровне для получения достоверной информации,

способной обеспечить надёжную геологическую, технологическую и экономически обоснованную оценку промышленной значимости месторождения. На этой стадии уточняются геологическое строение месторождения, общие его размеры и контуры. Составляются крупномасштабные (до 1: 500) геологические карты.

Основным направлением является разведка месторождения на глубину до горизонтов, доступных для разработки (путём закладки буровых скважин, подземными горными выработками геофизические исследования, отбираются технологические породы для лабораторных испытаний). Выясняются морфология тел полезных ископаемых, их внутренние строение, условия залегания и качественных. Кроме того, изучают гидрогеологические, инженерно — геологические, горногеологические и другие природные условия, влияющие на вскрытии и разработку месторождения. Такая изученность должна обеспечить возможность подсчёта запасов по категории С1 и С2. По результатам предварительной разведки разрабатываются временные кондиции, и составляетсядоклад о целесообразности промышленного освоения месторождения и проведения на нём детальной разведке.

Детальная разведка проводится на месторождениях, положительно оценённых предварительной разведкой и намеченных к промышленному освоению в ближайшие 5лет. Она подготавливает месторождения для передачи в промышленное использование в соответствии с требованиями классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. По результатам детальной разведки составляетсяобоснование постоянных кондиций. Согласно утверждённым кондициям выполняется подсчёт запасов полезного ископаемого с представлением его в Государственную комиссию по запасам при Министерстве геологии РУз.

Месторождения с утверждёнными запасами в требуемых количествах предаются в промышленное освоение отраслевым министерством. Доразведка разрабатываемого месторождения сосредотачивается на менее изучаемых участках: глубоких горизонтах, телах или залежах. Эксплуатационная разведка начинается с момента организации добычи полезных ископаемых и продолжается в течение всего период разработки месторождения. По отношению к добычным работам она может быть опережающей или сопровождающей. Здесь уточняются контуры тел полезных ископаемых, их условий залегания, внутреннее строение, качественная характеристика и количество запасов, пространственное положение промышленных типов и сортов, руд гидрогеологические,и другие факторы разработки месторождений.

Технические средства разведки. Это канавы, траншеи, расчистки, шурфы (поверхностные) и штольни, шахты квершлаги, штреки, рассечки (подземные) и буровые скважины и геофизические методы разведки. Наиболее информационными являются горные выработки, пройденные вкрест простирания рудоносных структур тел и залежей (канавы, шурфы) и другие выработки (траншеи, штреки и др.) пройденную по простиранию и падению рудных тел залежей позволяет проследить по эти направлениям изменчивость их морфологии качественного состава. Шахты с целью разведки проходят редко, чаще их назначение совмещается с отбором больших объёмных технологических проб для заводских испытаний или пробной эксплуатацией. Это так называемыешахты. Буровые разведочные скважины являются универсальным, техническим средством разведки. При вращательном бурении обеспечивается получение керна (ненарушенного столбика горной породы внутри трубы). Такое бурение называется колонковым. Что

является основным видом разведочного бурения на рудных месторождениях. Скважины колонкового бурения могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными. Выбор бурового агрегата и конструкции буровой вышки зависит в основном от проекторной глубины разведочных скважин и условий (станки 300 м, ЗиФ).

Система разведки факторы, влияющие на их выбор. Изучение геологических свойств месторождений на разведочных стадиях проводится с применением большого объёма буровых скважин и горных выработок.

1. Линейное подсечение . Это совокупность отдельных пресечений рудного тела скважинами и горными выработками по одному из 3 направлений (мощь, простирание, падение). Наиболее информационным является направление простирания рудного тела, совпадающее с её мощностью. Получение разведочных данных по 3 направления позволяет оценить объёмную изменчивость геологических свойств месторождений. Провести графическое и объёмное моделирование, построив системы поперечных и продольных разрезов, погоризонтальных планов и блокдиаграмм.

2. Группа буровых систем является универсальной, экономии обеспечивает получение полной информации на месторождениях, имеющих значительные размеры тел полезных ископаемых.

3. Группа горных систем. Здесь выделяют системы канав, шурфов, разведочных шахт.

4. Группа систем характеризуется применением в различных

сочетаниях горных выработок и буровых скважин.

Факторы, влияющие на выбор систем разведки, подразделяются на геологические, иа) Основной фактор – геологический – это структурно – морфологические особенности месторождения (формы, размеры, строение); б)факторы обуславливают способы вскрытия и технологию разработки месторождения, исходя изгидрогеологических условий месторождения; в) географоэкономические факторы оказывают наибольшее влияние на выбор разведочных систем в трудоспособных или отдалённых районах с суровыми климатическими условиями, со слабым развитием производительных сил.

Основными методами разведки являются:

1. Детальное геологическое картирование

2. Линейные подсечения тел полезных ископаемых системами буровых скважин и горных выработок.

3. Геофизические исследования в горных выработках и скважинах.

4. Геохимические и минеральные исследования.

Геологическое картирование производится на топографической основе масштаб от 1:10000 до 1:500 при этом на геологическую карту наносится привязка обозначений, разведочные скважины ( при помощи теодолитных ходов и геометрического нивелирования) отмечается маркирующие горизонты, контуры тел, элементы технологических нарушений и т.д.

Линейные подсечения тел полезных ископаемых осуществляются либо разведочными системами буровых скважин, либо системамивыработок. Ценной для разведки является геологическая информация, получаемая в процессе проходки разведочных выработок и бурения скважин.

Геофизические исследования в скважинах и горных выработках являются универсальным, по комплексу решаемых задач. Они используются при коррекции геологических неоднородностей. Широко применяется «каротаж», который основан на воздействии локальных естественных и искусственно вызванных физических полей внутри скважин на специальный зонд в датчиках которого возникают сигналы, предающиеся по кабелю к регистрационным и обрабатывающим наземным приборам. Определяется самопроизвольной поляризацией, кажущиеся сопротивлений, радиоактивность пород в разрезе скважины (галса каротаж), изменения магнитного поля по вертикали, изменение теплового режима (термический каротаж) и др.

Геологические исследования производятся с целью увязки рудопродуктивных зон, оценки рудоносности глубоких горизонтов и др. Минералогические исследования направлены на решение следующих задач:

1. Определение полного минерального состава руд и околорудных пространств

2. Выделение по особенностям минерального состава, текстурам и структурам руд их природных типов.

3. Изучение минералогической зональности в дополнение к геохимической.

1. Какие задачи геологической съёмки месторождения?

2. Для чего производится детальная разведка месторождения?

3. Что такое — рудное тело, рудоносная структура?

4. Поперечный и продольный разрез месторождений?

5. Что даёт геологические информации при проектировании разработок месторождения?

1. Якушева А. Ф. «Общая геология». М. Недра 1988.

2. Мильнучук В. И. «Общая геология». М. Недра 1989.

3. Ершов В. В. «Основы геологии». М. Недра 1986.

4. Иванова М. Ф. «Общая геология». М. Недра 1974.

5. Панюков П. Н. «Основы геологии». М. М. Недра 1978.

источник

Учение о поисках и разведке полезных ископаемых – прикладная геологическая наука, изучающая условия нахождения и пути наиболее эффективного выявления промышленных месторождений полезных ископаемых.

Месторождение полезных ископаемых – скопление минерального вещества на поверхности или в недрах Земли. По количеству, качеству и условиям залегания пригодны для промышленного использования в народном хозяйстве.

Полезные ископаемые бывают газовые, жидкие, твердые. К газовым принадлежат горючие месторождения газов и не горючих газов (Ge, Ne и др.). Жидкие — месторождения нефти, подземных вод. Твердые . Большинство полезных ископаемых используется для извлечения ценных элементов минералов, кристаллов, горных пород. По промышленному использованию полезные ископаемые разделяют на

Количество минерального сырья и его качество месторождений полезных ископаемых должно быть достаточным для промышленной переработки минимального количества полезного ископаемого и наиболее низкого качества, при котором выражена эксплуатация месторождений, называется промышленными кондициями. Поэтому необходимо отличать месторождения полезных ископаемых от рудопроявлений.

Наука о поисках и разведке полезных ископаемых посвящена выяснению промышленных месторождений, которые представляют интерес для общественного производства. На практике приходится различать промышленные и непромышленные месторождения. Термин “рудопроявление” и “рудная точка” обозначают непромышленные месторождения. Учение о поисках и разведке включает 6 основных проблем , которые представляют собой отдельные дисциплины: поиск, разведка, опробование, подсчет запасов, экономическая оценка, геологическая служба на действующих горных предприятиях.

Поиски и разведка начинаются с умения отличать полезные ископаемые от пустой породы, промышленные месторождения от рудопроявлений. Любое месторождение характеризуется конкретным значением свойств и геолого-промышленными параметрами – условия и глубина залегания, мощность рудных тел, скрытность пород, мощность и наложение безрудных прослоек, минеральный состав и содержание полезных компонентов и другое. Конкретное значение каждого из этих параметров влияет на экономику добычи, перераспределение использованного минерального сырья. Поэтому необходимо определять предельные значения этих геолого-промышленных параметров, при которых технически возможна и экономически целесообразна разработка месторождений. Эти кондиции служат для оконтуривания залежей, отделения промышленных залежей от непромышленных, поэтому разведка месторождений представляет собой по существу изучение геолого-промышленных параметров.

Мощность залежи. При рассмотрении мощности залежи в первую очередь следует различать рабочую и нерабочую мощность. Необходимо установить общие рабочие контуры залежи, т.е. оконтурить площадку с рабочей мощностью. Внутри общего рабочего контура она может иметь и нерабочие области (области разрывов).

В практике горного и разведочного дела пользуются понятием устойчивой мощности. По устойчивости залежи бывают

1) Устойчивые залежи непрерывно протягиваются, имея рабочую область в пределах всего шахтного поля и месторождения;

2) Относительно устойчивые залежи. В пределах площадки рабочего контура встречаются отдельные небольшие блоки с рабочей площадью. Суммарная площадь таких блоков не более 25% площади всего рабочего контура;

3) Неустойчивые. Внутри общего рабочего контура блоки с нерабочей мощностью залежи до 50% площади рабочего контура;

4) Крайне неустойчивые. Площадь нерабочей мощности более 50%.

Кроме степени характера устойчивости рабочей мощности залежи, для ее разработки имеет большое значение размер и характер колебаний мощности залежи в пределах рабочего контура. По мощности в горном деле выделяют 5 классов залежей:

При крутых углах падения залежей кондиции по мощности снижаются.

Качество полезных ископаемых

Химический и минеральный состав полезных ископаемых, его технические и технологические свойства определяют способ, средства и стоимость его переработки, а также эффективность использования, что характеризует ценность полезных ископаемых. В химическом составе полезных ископаемых различают полезные и вредные компоненты. Полезные ископаемые – это химические соединения и элементы, ради которых затрудняется его переработка или качество получаемой из полезного ископаемого продукции. В большинстве случае руды.

Кроме главных содержит и попутные компоненты. В обычных условиях добыча таких компонентов была бы неэкономной, но при извлечении попутно с основными компонентами, они представляют значительную ценность и являются важной сырьевой базой для ряда важных сырьевых элементов.

Для оценки качества полезных ископаемых решающее значение имеют их физические свойства. Здесь важны сорта полезных ископаемых, которые определяются составами стандарта. Эти сорта определяют соответствие с выходом пород на единицу сырья по содержанию и сортовой составляющей различных руд (богатые, рядовые, убогие).

Качество полезных ископаемых определяется не только содержанием полезных компонентов, но и технологическими свойствам, иногда это является более важными факторами.

Условия залегания . По величине угла падения рудных тел различают горизонтальные (весьма пологие 0-5градусов), пологие (5-25градусов), наклонные (25-45), крутые (45-60), весьма крутые (60-90). Устойчивость разреза вмещающих пород характеризуется наличием достаточно постоянных легко различимых опорных маркирующих горизонтов, в которых можно легко интерполировать, прослеживать и на основании которых можно сопоставить разрезы. По отдельным выработкам и линиям составляют геологические профили и осуществляют другие геологические обобщения.

Условия разработки месторождений характеризуются рядом геологических параметров:

Глубина залегания полезных ископаемых рассматривается с точки зрения разработки месторождений . Как правило, открытый способ разработки более эффективен по производству труда, безопасности ведения горных работ и по себестоимости продукта.

Эффективность разработки определяется соотношением объемов или масс вскрыша или полезных ископаемых.

Вскрыш – пустая порода, которую необходимо снять и удалить с залежи полезного ископаемого, чтобы ее обнажить для добычи. Выбор способа разработки основан на технических и экономических расчетах, при этом учитывается возможность использования пород вскрыша. Для приближенного суждения можно пользоваться коэффициентом вскрыша, который определяется соотношением мощности вскрыша к мощности залежи полезного ископаемого.

Если залежь сложного строения и если имеется несколько прослоев пустых пород, в мощность вскрыша следует включать эти пустые породы. Максимальный допустимый коэффициент вскрыша колеблется от ценности полезного ископаемого. Для строительных материалов его принимают не более 1/3, если менее 1/3, то может добываться открытым способом. Для углей 1/6 и др.

Гидрогеологические и инженерные геологические условия

По структурной сложности месторождения делятся на 4 группы:

1)Простые водотоки в шахту или карьер отсутствуют или составляют до 200м 3 в час. При освоении таких месторождений не требуется специальных осушительных мероприятий.

2)Месторождения с средней структурой сложности водотоки до 500м 3 в час.

3)Сложные до 1000м 3 в час

4)Очень сложные до 2000м 3 в год и более проведение осушительных мероприятий затруднено.

К условиям, осложняющим разработку месторождений, относятся:

1) наличие в составе вмещающей толщи неустойчивых пород;

2) наличие восходящих напоров подземных вод, как в кровле, так и в подошве залежей полезных ископаемых;

3) возникающая временна сезонная/постоянная связь подземных вод с потоками/водоемами поверхностных вод;

4) наличие мощных современных или древних сильнообводненных аллювиальных отложений покровных месторождений;

Изменчивость залежи полезных ископаемых

Если бы рассматриваемые восходящие параметры залежи были одинаковы во всех частях месторождения, то разведка и разработка не представляла бы трудности. Достаточно было бы одного обнажения, выскрываемого залежь, чтобы все замеры, наблюдения и результаты исследований в этой точке могли бы распространять на всю залежь в пределах рабочего поля, но в природе таких залежей не существует. Значения всех геолого-промышленных параметров изменяются. Изменчивость их имела решающее значение для разведки и эксплуатации месторождений. Ее следует рассматривать в качестве важного экономического фактора в теории поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Можно считать, чем более резкая, более сильная изменчивость геологических параметров, тем больше вероятность ошибки при обобщении разведочных данных и меньше расстояние, на которое можно надежно распространять данные в каждой точке наблюдений. Чем сильнее изменчивость, тем гуще необходимо проходить разведочные выработки. Для проектных эксплуатационных расчетов необходимы как средние величины каждого из геологических параметров, так и пределы их изменения. Об изменчивости месторождений геолог должен иметь представление с самых первых стадий разведки для правильно размещения разведочных выработок. В процессе разведки представление об изменчивости уточнялось, чтобы дать полную информацию о геологических поисках месторождений. Следует различать изменчивость геолого-промышленных параметров по характеру, степени и структуре.

Характер изменчивости выражается в наличии/отсутствии определенных закономерностей изменения значений некоторых параметров. Бывают случайная изменчивость и закономерная.

Известны примеры закономерных изменений различных геологических признаков: пространственная закономерность, степень изменчивость – размах колебаний исследуемого признака. Его можно количественно оценить амплитудой крайних значений или отклонением признака от средних значений.

Промышленное значение месторождения в значительно степени определяется его размерами: запасами полезных ископаемых. Для сравнения месторождений по запасам достаточно иметь представление об относительной величине, масштабе, объеме месторождения. По масштабу и промышленному значению месторождения разделяются на 4 группы:

1) уникальные (мировые) – Курская магнитная аномалия;

2) крупные (имеют общегосударственное значение);

3) средние (база для предприятий в пределах крупных экономических районов);

4) мелкие (объединенные в группы).

Поиски месторождений полезных ископаемых – комплекс геолого-разведочных работ, направленных на выявление промышленных ценных скоплений полезных ископаемых как возможного источника минерального сырья для нужд народного хозяйства и на их прогнозную геолого-экономическую оценку. Во время поисков встречаются и непромышленные минеральные скопления.

Задача поисков: выделить рудопроявления.

Поисковые работы не прекращаются после обнаружения скопления полезных минералов. Сразу за поисками следует разработка месторождения. Научные геолого-минералогические основы поисков базируются на всех науках геолого-минералогического цикла, который позволяет определить основные поисковые критерии и предпосылки месторождений. Выявление и оценка этих предпосылок и процессов составляет главное содержание поисков.

Поиски месторождений полезных ископаемых проводятся в 3 последовательные стадии:

1) Общие поиски проводятся совместно с геолого-съемочными работами масштаба 1:50000 и 1:25000;

3) Поисково-оценочные работы.

Поиски месторождений полезных ископаемых осуществляются на основе ранее составленных геологических карт и сопровождаются специальными геологическими, геофизическими и геохимическими съемками. Повышению качества и достоверности геологической основы поисков способствует использование дистанционных космо- и аэрогеологических методов. Для прогнозирования площадей, перспективных для выявления конкретных видов и комплексов месторождений полезных ископаемых используется совокупность благоприятных геологических поисковых предпосылок и процессов.

По результатам поисков месторождений полезных ископаемых в границах провинций, бассейнов, рудных полей и месторождений проводится комплексная оценка результатов по категориям p 1 , p 2 , p 3 .

Поисковые геологические критерии (предпосылки и признаки)

Поисковые геологические предпосылки – такие геологические условия, которые прямо или косвенно указывают на возможность обнаружения в той или иной обстановке различных полезных ископаемых.

Поисковые критерии позволяют оценить возможность обнаружения полезных ископаемых на определенных площадях, отражают связь полезных ископаемых с геологическим структурами, рельефом, климатом, возрастом геологических образований, составом горных пород, аномальными полями различного типа. Выделяются: климатические, стратиграфические, фациально-литологические, структурные, магматогенные, геохимические, геоморфологические, геофизические поисковые предпосылки. По масштабу критерии делятся на планетарные, региональные, локальные. По совокупности поисковых критериев осуществляется прогноз перспективных зон, площадей, участков, выделенных для проведения геолого-разведочных работ, соответствующий стадии и масштаба.

Поисковые признаки – минералогические, геохимические, геофизические факторы, прямо или косвенно указывающие на наличие полезных ископаемых в пределах определенных площадей и участков. Геологические критерии и признаки нередко переходят одна в другую. Часто критерии в некоторых районах становятся признаками.

Климатические критерии хорошо показаны в работах Страхова. Он сформулировал их следующим образом: “Очерчивая для каждого отрезка геологического времени пролегание гумидных зон, мы тем самым выделяем на тогдашней поверхности Земли области, которые были благоприятны для формирования химической коры выветривания каолинов, россыпных месторождений, золота, платина, титана, алмазов и других тяжелых элементов, бокситов, железа и марганцевых руд и углей”. Одновременно выявляются области, запрещенные для и образования. Намечая расположение областей аридного климата, указываем пояса земной поверхности, потенциально благоприятные для возникновения и массового накопления доломитов, медистых песчаников, осадочных руд, меди и цинка, гипса, галита, каменных солей, флюорита, барита, брома. Одновременно намечаются зоны, запрещенные для формирования всех этих накоплений. Т.о., климатическая зональность дает широкую схему пространственного смещения на поверхности Земли большого числа важных осадочных полезных ископаемых.

Климатические критерии выявляются при специальных исследованиях, с помощью которых устанавливаются всевозможные зоны палео- и неоклимата.

Стратиграфические предпосылки. К ним относятся геологические условия, связанные с возрастом осадочных свит или интрузий, заключающих в себе полезные ископаемые. Многие полезные ископаемые встречаются преимущественно в отложениях определенного возраста и не встречаются в остатках другого возраста. Для большой группы полезных ископаемых (уголь, железисто-марганцевые руды, фосфориты, бокситы и другие) эти закономерности до некоторой степени выдерживаются в пределах всего земного шара и фиксируют продуктивные периоды, площади их накопления.

Фациально-литологические критерии. Разнообразные формации горных пород характеризуются отложениями определенного литологического состава. С поисковой точки зрения крайне важно какими фациальными типами представлены осадочные месторождения полезных ископаемых и среди каких пород залегают гипергенные и гипогенные месторождения.

Структурные предпосылки. История развития основных геотектонических структурных элементов различна. Месторождения, расположенные в этих пределах существенно различаются по составу, форме проявления, предпосылкам используются для оценки перспектив при обнаружении этих месторождений.

Магматогенные предпосылки. Все прямые и косвенные геологические факты указывают на взаимосвязь интрузивных пород и гипогенных месторождений. В основе всех представлений о поиске эндогенных месторождений лежит магматическая гипотеза о генетической связи между изверженными породами и рудными месторождениями.

Геохимические предпосылки свойственны с особенностями поведения химических элементов в тех или иных условиях в земной коре. Эти критерии помогают оценить перспективы рудоносности интрузивных, эффузивных осадочных метаморфических пород. Пользуясь их химическим составом и составом подземных и проточных вод.

Геоморфологические предпосылки. Наиболее важные критерии при поисках гипергенных месторождений. По отношению к рельефу все месторождения полезных ископаемых делятся на 2 большие группы:

1) Месторождения, формирующиеся в связи с образованием рельефа (все экзогенные месторождения);

2) Месторождения, формирующиеся вне связи с рельефом (эндогенные).

Часто сама топокарта с горизонталями отражает особенности рельефа, т.к. линейно вытянутые депрессии, которые являются перспективными на полезные ископаемые. Можно определить области длительного сноса и т.д.

Под ними понимают определенные факторы и явления, указывающие на наличие или возможность выявления месторождений полезных ископаемых в определенном месте. Поисковые признаки разделяются на прямые и косвенные: первые из них непосредственно указывают на наличие месторождения, а вторые косвенно свидетельствуют о возможности обнаружения оруднения.

К прямым признакам относятся:

1) выходы полезных ископаемых на дневную поверхность;

2) ореолы и потоки рассеивания вещества полезных ископаемых;

3) особые физически свойства полезных ископаемых;

4) следы старых горных работ или переработки полезных ископаемых, или исторические данные о горной промышленности.

1) изменения околорудных пород;

2) наличие во вмещающих породах жильных минералов, сопровождающих оруднение;

3) различие в физических свойствах полезных ископаемых и вмещающих пород;

4) характерные особенности рельефа;

Прямые поисковые признаки

Выходы полезных ископаемых – наличие полезных ископаемых или рудных минералов в коренных обнажениях является наиболее достоверным поисковым признаком, свидетельствующим о наличии рудного вещества. Выявление такого обнажения является одной из задач поиска. Ведущий состав, мощность и строение залежа на выходах существенно изменены выветриванием и другими процессами.

Ореолы и потоки рассеяния. Этот признак характеризуется повышенным содержанием полезных ископаемых, руды, минералов или элементов вокруг рудных тел. Т.к. ореолы рассеяния всегда расположены на значительно больших пределах, по сравнению с рудными телами, то обнаруживаемость их при поисках легче, чем сами рудные тела, поэтому ореолы и потоки рассеяния имеют важное поисковое значение. По происхождению ореолы и потоки рассеяния разделяют на первичные и вторичные. Первичные образуются в процессе формирования месторождения при их метаморфизме. Вторичные – при разрушении месторождений и их первичных ореолов. Следует заметить, что ореолы и потоки не всегда свидетельствуют о наличии месторождений. Выделяют открытые ореолы рассеяния и скрытые. Скрытые ореолы делятся на слепые и погребенные.

Слепые ореолы вследствие недостаточного эрозионного среза вмещающих пород никогда не достигают поверхности земли, а погребенные уже в процессе образования были перекрыты более молодыми отложениями.

Первичные ореолы представляют собой более или менее изометричные участки рудовмещающих пород, окружающие месторождения и обогащенные в процессе рудообразования рядом химических элементов. По отношению к вмещающим породам ореолы первичного рассеяния могут быть син- или эпигенетическими.

Сингенетические характерны для магматических и осадочных. Эпигенетические – для пегматитовых и постмагматических месторождений. В сингенетических ореолах распределение химических элементов характеризуется плавным повышением концентрации рудообразующих компонентов по мере приближения к рудным телам. В эпигенетических ореолах распределение элементов более сложное и характеризуется значительной контрастностью. В распределении элементов отмечается определенная химическая зональность. Образование таких ореолов происходит в результате диффузионного, инфильтрационного и диффузионно-инфильтрационного процессов.

Диффузионные ореолы возникают при диффузии элементов из рудных тел и рудообразующих растворов во вмещающие породы. Такие ореолы обычно характерны для определенных рудных тел. Инфильтрационные образуются за счет рудообразующих растворов, перемещающихся по зонам повышенной проницаемости. Они характерны для месторождений и рудных полей. Диффузионно-инфильтрационные ореолы сочетают особенности двух ореолов: степень и характер рассеяния, следовательно, состав, форма и размеры ореолов рассеяния зависят от многих причин:

1) геохимические особенности химических элементов, входящих в состав ореола;

2) состав, строение, морфология, условия залегания и генетические особенности рудных тел;

3) физико-химические особенности и условия залегания вмещающих пород.

Химический состав ореолов соответствует элементарному составу рудных тел. Главным ореолообразующими элементами являются: урал, свинец, молибден. Несколько меньшим распространением пользуются мышьяк и медь. В ореолах отмечаются цинк, серебро, барий, титан, циркан, вольфрам, магний и фосфор.

Выше всех элементов над рудным телом располагается свинец, ниже молибден, далее уран. В подрудной толще свинец отсутствует, а молибден и уран прослеживаются ниже рудного тела на десятки метров.

Форма нахождения элементов в ореолах рассеяния весьма разнообразна. Одни встречаются в самородном виде (золото), другие – свинец, цинк, медь, образуют преимущественно собственные минералы. Большая часть ореолообразующих элементов находится в форме различных примесей во вмещающих породах. Особенно в минералах, вкрапленниках образуются одновременно с оруденением. Ореолообразующиеся могут находиться также в пленочных и поровых водах пород, создавать твердые и жидкие растворы.

Вторичные ореолы и потоки рассеяния – весь комплекс продуктов, возникающих при процессах разрушения минералов и их первичных ореолов. Такие ореолы и потоки образуются в поверхностном рыхлом слое, в почве, в растительности, в грунтах и поверхностных водах. Они возникают на месторождениях любого происхождения и состава, подвергаются эрозии под действием химического и физического выветривания. Различают ореолы и потоки вторично рассеивающего вещества. Ореолы вторичного рассеяния представляют собой более или менее изометричные в плане участка вмещающих пород, жидкости или газа, окружающие месторождения, в которых устанавливается повышенное содержание ореолообразующих элементов.

Потоки – участки повышенного содержания рудообразующих элементов, но они имеют вытянутую форму, которая зависит от направления переноса компонентов в твердой, жидкой, газообразной фазе из области денудации в область осадконакопления.

Минеральный и химических состав соответствует составу рудных месторождений и его первичных ореолов. В зависимости от характера процессов разрушения и фазового состояния продуктов разрушения вторичных ореолов разделяют:

Механические ореолы и потоки образуются при процессах физического разрушения химически устойчивых полезных ископаемых в приповерхностных частях залежи.

По крупности и агрегатному состоянию продуктов разрушения рудных тел они делятся:

1) крупнообломочные – представлены рудными обнажениями, валунами и галькой (размером в несколько м – десятки м);

2) шлиховые (доли мм – несколько см);

3) тонкодисперсированные – рудное вещество присутствует в виде мельчайших зерен (десятые и сотые доли мм);

Все вышеперечисленные разновидности механических ореолов могут находиться в элювиальных, делювиальных, пролювиальных, аллювиальных, ледниковых и других рыхлых отложениях.

Элювиальные механические ореолы обычно характеризуются преобладанием крупнообломочного материала, особенно если образуется за счет крепких химически устойчивых руд, залегающих в менее крепких вмещающих породах. В таких условиях продукты разрушения вмещающих пород быстрее измельчаются и уносятся за пределы ореолов, а руды, глыбы и обломки остаются на месте и свидетельствуют о наличии руд в коренном залегании. Такие ореолы образуются за счет разрушения магнетит-гематитовых, титано-магнетитовых и других месторождений.

Делювиальные механические ореолы образуются за счет физического выветривания рудных тел и перемещения продуктов разрушения вниз по склону. Рудные обломки перемешиваются с безрудными и измельчаются в зависимости от крепости руд, от крутизны склона соотношение размеров рудных тел обломков может быть разным. При выветривании крепких руд и перемещении обломков по крутым склонам образуются крупнообломочные ореолы, протягивающиеся иногда на многие сотни метров. При разрушении менее крепких руд при пологом рельефе ореолы характеризуются наличием более мелкой фракции рудного материала. Если руда сложена устойчивыми минералами, то часть ореола представляется шлиховым ореолом, а менее устойчивые минералы образуют тонкодисперсные ореолы. Очертание делювиальных ореолов определяется крутизной склона и сложностью его рельефа, расположением и конфигурацией выхода рудных тел на поверхность. Размеры обломков и их концентрация уменьшаются по мере удаления продуктов разрушения от их источника.

Аллювиальные механические ореолы образуются за счет элювиальных и делювиальных отложений в результате переноса, переработки и сортировки их водными потоками. Дальность переноса, степень переработки и сортировки зависят от скорости течения, мощности водного потока, от крепости руд, плотности минералов и др.

Крупнообломочные потоки и ореолы являются непосредственным продолжением элювиальных и делювиальных ореолов. В горных условиях крупные обломки могут переноситься на десятки км. По мере продвижения рудных обломков в аллювии увеличивается степень их окатанности, что имеет очень важное поисковое значение, т.к. по степени окатанности можно судить о дальности переноса рудного материала от коренного рудного тела.

Следует иметь в виду, что при благоприятных условиях происходить не только механическое рассеяние минералов, но и их концентрация. Образуются россыпные месторождения.

Шлиховые потоки и россыпи образуются за счет химически устойчивых и обломочных с большей плотностью минералов, выносящихся из коренного месторождения. К ним относятся золото, платина, магнетит, гематит, касситерит, гранат.

Отделение шлиховых материалов от жильных начинается еще в элювии, продолжается в делювии, заканчивается в аллювии. При перемещении водными потоками минералы измельчаются, окатываются и сортируются. Установлено, что при перемещении в водном потоке диаметр исходных частиц касситерита уменьшается вдвое на расстоянии 15-20км для фракции 3мм и на расстоянии 200-250км для 0.25мм.

Различие в плотности минералов обуславливает их сортировку. Тяжелые минералы осаждаются в местах уменьшения скорости течения потоков и сосредотачиваются в нижних слоях рудных отложений. О дальности переноса минералов можно судить по степени окатанности. Состав шлиха: сохраняется форма кристаллов, сростки кристаллов позволяют иногда определять генетический тип коренного месторождения и его минеральный состав.

Аллювиальные тонкодисперсные потоки имеют небольшое поисковое значение, т.к. тонкоизмельченные рудные обломки независимо от их плотности очень легко переносить на большие расстояния от источника образования.

Валунно-ледниковые ореолы образуются за счет механического разрушения минералов и переноса рудных обломков движущимися ледниками. Продукты разрушения, перемещающиеся по дну ледника, подвергаются истиранию, а внутри ледника не испытывают существенной механической обработки. Обломочный материал не сортируется по размерам частиц. Наряду с крупными глыбами присутствуют шлиховые и тонкодисперсные фракции. Степень окатанности не указывает на дальность переноса. Форма ореолов близка в плане к треугольнику, в остром угле которого располагаются коренные месторождения. Направление сноса материалов определяется по ледниковым шрамам и бороздам, формой рельефа.

Солевые ореолы и потоки рассеяния образуются в результате химических процессов разрушения, растворения, переноса, переотложения рудного вещества в окружающих площадях в виде элементов и солей, вследствие длительного формирования солевых ореолов. В них содержатся не только легкорастворимые, но и сравнительно устойчивые химические минералы.

Соли, растворенные в воде, могут переноситься на значительные расстояния от коренного рудного тела или отлагаться вблизи его. Это зависит от:

2) перенасыщения растворов вследствие испарения;

3) обменные химические реакции с окружающей средой;

4) сорбция элементов рассеяния.

Большое значение в формировании солевых ореолов имеют климат района и содержание и соотношению между количеством выпадающих атмосферных осадков и величиной испарения.

Чисто солевые ореолы встречаются весьма редко. Чаще образуются смешанные ореолы и потоки, называемые лито-геохимическими. В них формировании, помимо механической и химической дезинтеграции и рассеяния принимает участие и биогенная аккумуляция элементов, происходящая в верхнем гуминовом слое отложений.

Водные ореолы представляют собой область распространения подземных и поверхностных вод с повышенным содержанием рудообразующих элементов (калий, натрий, медь, железо и др.). Они образуются за счет растворения выноса химических элементов и соединений из рудных тел первичных и вторичных ореолов. В речных водах главными минералами являются хлор-, натрий+, сера, кальций кремний. Минерализующиеся подземные вод резко отличаются по количеству растворимых в них элементов от речных. Растворенные в подземных водах элементы делятся на:

1) главные составляют основную массу растворимых в воде элементов (натрий, калий, кальций, магний, хлор, сера, азот, кислород, водород, углерод, алюминий, железо, кремний);

2) элементы, встречающиеся в малых количествах (литий, рубидий, барий, цинк, марганец, бром, йод, фтор);

3) элементы, редко встречающиеся и в очень малых количествах (кобальт, титан, циркон, золото, серебро, берилл);

4) радиоактивные элементы (уран, радий, торий).

Для накопления рудообразующих элементов в воде важное значение имеют следующие условия:

1) наличие растворимых первичных или вторичных минералов, слагающих рудное тело или их ореол;

2) интенсивность водной миграции элементов;

3) благоприятная геолого-структурная обстановка, обеспечивающая доступ подземных вод к рудным телам и сопровождающим их ореолам рассеяния;

4) благоприятные палеогеографические и палеогидрогеологические условия, определяющие стадии окисления месторождения;

5) инертность вмещающих пород, препятствующих осаждению из растворов элементов, способствует развитию ореолов.

Газовые ореолы представляют собой локальные обогащения почвенного воздуха и приповерхностного слоя атмосферы паро- и газообразными соединениями, свойственными полезным ископаемым. Такие ореолы рассеяния образуются в результате химических преобразований руд сульфидных месторождений, месторождений Hg, радиоактивных руд, углей, нефти над газовыми месторождениями.

Читайте также:  Чем полезен трава чистотел

Биохимические ореолы представляют собой области распространения живых организмов с повышенным соединением химических элементов, входящих в состав месторождений первичных и вторичных ореолов.

Максимальная концентрация элементов в растениях на месторождениях может превышать фоновую на 2-3 порядка. Морфология и размеры биохимических ореолов совпадают с формами и размерами вторичных литохимических ореолов. В отдельных случаях они образуются в растениях в некотором отдалении от месторождения и их положение обусловлено наличием в почве элементов, привнесенных водными потоками. Т.к. в растениях могут быть почти все химические элементы, то считается, что все элементы минерального питания могут быть использованы в качестве элементов-инфильтраторов. Химические элементы неравномерно распределяются по органам растений: наибольшее количество в листьях, наименьшее – в древесине.

Следы старых горных работ. Важнейшим условием на наличие полезного ископаемого могут являться различные фондовые, архивные и другие литературные источники, описывающие геологические исследования. Прямым указанием на наличие полезных ископаемых служат следы прежних разработок, переработанных месторождений. Самыми главными бывают засыпанные и недоступные для наблюдения. Отвалы содержат жильные минералы. Вблизи месторождений полезных ископаемых можно судить о наличии следов переработки руд.

Косвенные поисковые признаки

Изменение околорудных пород может происходить при процессах образования полезных ископаемых и других разрушениях. При эндогенных процессах наиболее характерными околорудными изменениями горных пород являются скарнирование, грейзенизация, окварцевание, доломитизация, каолинизация др. Такие изменения пород служат очень важными косвенными поисковыми признаками, т.к. проявляются иногда в значительно больших пределах и в больших объемах, чем сами рудные тела.

Скарны и скарновые породы характерны для железа, свинца, цинка, меди, вольфрама, молибдена, бериллия, золота, кобальта, мышьяка, бора. Граниты в скарнах указывают на возможное оруденение, с которым связано минеральное соединение железа, свинца, цинка, кобальта.

Процесс грейзенизации сопровождают рудные минеральные образования касситерита, вольфрамита, молибденита, берилла.

Окварцевание пород приводит к образованию вторичных кварцитов, с которыми связаны неметаллические полезные ископаемые (каолинит, корунд и др.). К кварцитам, образовавшихся за счет пород среднего состава, приурочены скопления меди, свинца, цинка, золота, серебра. Реже с ними бывают связаны оруденения молибдена, висмута, мышьяка, сурьмы.

Серпентизация является наиболее распространенным процессом гидротермального изменения, особенно полевошпатовых пород. Широко осуществляется на породах при воздействии на них среднетемпературных гидротермальных растворов.

Серитицизированные породы являются важным поисковым признаком минералов золота, меди, свинца, цинка, мышьяка и др.

Каолинизацией сопровождаются средне- и низкотемпературные гидротермальные месторождения полиметаллов, золота, флюорита и др.

Хлоритизации подвергаются породы ультраосновного, среднего, кислого состава при процессах регионального метаморфизма.

Для поисковых целей наибольший интерес представляет хлоритизированные породы, возникающие при гидротермальных процессах. Часто процессы сопровождаются другими изменениями пород. Сочетание хлоритизированных пород с другими изменениями указывает на возможность выявления полезных ископаемых.

Доломитизация пород. В отличие от доломитов осадочного происхождения, залегающих в форме пластов, доломитизация карбонатных пород, вызываемая гидротермальными процессами, развивается лишь на отдельных участках и часто контролируется трещинами. Такие участки пород обычно характеризуются светлой окраской и крупнозернистостью по сравнению с недоломитизированными известняками. Доломитизированные породы являются косвенными поисковыми признаками низкотемператуных, реже среднетемпературных месторождений полиметаллов баритовых и сидеритовых месторождений.

Серпентизация пород. Серпентизация ультраосновных пород может происходить в результате автометаморфизма, в результате динамоморфизма (антигоритовые серпентиниты) и в большей степени носят региональный характер. Однако для поисков полезных ископаемых особенно важны зоны серпентизации, возникающие под действием гидротермальных растворов. Обычно это происходит вдоль зон разломов и сопровождается карбонатизацией и хлоритизацией. Наличие таких зон является важным поисковым признаком месторождений хризолит-асбеста.

Цеолитизация пород. Свидетельствует о проявлении низкотемпературных процессов минералообразования. Она является важным поисковым признаком месторождений исландского шпата и некоторых других полезных ископаемых. Важное поисковое значение имеет окраска пород, связанная с процессами минералообразования. Так, кирпично-красный и желтовато-бурый цвет пород указывает на присутствие железных руд. Зеленовато-белая, желтая и розовая окраска гидротермально измененных пород пироксенита, габбро, диабаза указывает на возможное присутствие здесь месторождений хризолит-асбеста и др. Черные, темно-зеленые или темно-серые участки среди кристаллических известняков могут оказаться магнетит-гематитовыми, хлоритоидными наждаками. Яблочно-зеленые, розовые и желтые тона доломитизированных известняков вблизи контактов их с породами типа диабазов, порфиритов и других являются хорошим поисковым признаком для асбестоносных серпентинитов. В результате процессов приповерхностных изменений и разрушений месторождений также происходят околорудные изменения пород, которые могут быть использованы как поисковые признаки. Прежде всего, следует указать на охревание пород, возникающее при окислении многих сульфидных месторождений. В верхней части таких месторождений возникает железная шляпа, состоящая из различных водных окислов железа, иногда с гематитом, кремнеземом, солями других металлов, а также из некоторого количества первичных, еще не растворившихся минералов. Обохренные породы, возникшие за счет разложения сульфидов, отличаются обычно наличием индикаторных текстур лимонитов значительной пористостью, наличием пустот выщелачивания.

Жильные минералы, сопутствующие оруденению

Как известно, для эндогенных, и особенно для гидротермальных месторождений, иногда характерна определенная зональность в распределении слагающих их минералов. При этом зона жильных минералов составляет периферические части рудных тел и нередко распространяются во вмещающих породах вверх и по флангам рудного тела на значительные расстояния. Такие безрудные зоны гидротермального происхождения являются хорошим поисковым признаком.

Левицкий, Смирнов по характеру исходного материала выделяют 4 типа периферических безрудных зон:

1) зоны первого типа представлены минералами, образовавшимися за счет вещества, вынесенного из недр Земли рудоносными растворами;

2) зоны второго типа слагаются безрудными минералами, образовавшимися за счет выноса и переотложения вещества вмещающих горных пород при метасоматических процессах;

3) зоны третьего типа представлены безрудными минералами, возникшими за счет переотложений минерального вещества ранних стадий рудообразования при внутрирудном метасоматозе;

4) зоны четвертого типа содержат безрудные минералы смешанного происхождения.

Наиболее характерными минералами зон первого типа являются барит, флюорит, реже – сидерит и кварц. Они являются косвенными признаками полиметаллических руд. Типоморфными минералами безрудных зон второго типа являются различные карбонаты: главным образом кальцит, реже – доломит, магнезит, сидерит и другие. Указанные минералы встречаются в виде жил, прожилков и гнезд на продолжении рудных тел в известняках и доломитах. Подобные зоны имеют место на золоторудных месторождениях и на полиметаллических месторождениях. Безрудные зоны третьего типа могут быть представлены различными жильными минералами: барит, карбонаты, флюорит и т.д. Слагаемые ими жилы могут находится на расстоянии до 100 м от промышленных частей залежи. Такие зоны имеют большое значение для поисков скрытых, залегающих на большой глубине рудных тел.

Различие физических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород

Различие физических свойств горных пород и руд является основой геофизических методов поиска. Под геофизическими аномалиями понимаются значительные отклонения от нормальных значений физических полей. Наличие тех или иных геофизических аномалий указывает на неоднородность физических полей, а следовательно на неоднородность строения, а значит и на возможность обнаружения месторождений, поэтому геофизические аномалии являются поисковыми признаками месторождений полезных ископаемых, при этом одни из них, например магнитные или радиоактивные аномалии, могут непосредственно указывать на наличие месторождения и по своему значению рассматриваться уже как прямые поисковые признаки, а другие имеют косвенные поисковые значения.

Магнитными аномалиями называется отклонение магнитной восприимчивости в точке измерения от нормальных ее значений. Интенсивность магнитного поля изменяется в Тл или нТл. Выделяют слабые аномалии, отличающиеся от нормально поля на десятки – сотни нТл, средние – тысячи нТл, и сильные – десятки тысяч нТл. Слабые магнитные аномалии вызываются различными горными породами, содержащими жильные минералы, а также рассеянную вкрапленность магнитных минералов. Аномалии средней интенсивности обусловлены наличием залежей мегматитовых руд, медно-никилевых руд, бокситов, скарнов, кимберлитовых трубок. Сильные магнитные аномалии обусловлены большими скоплениями магнитных руд.

Радиоактивные аномалии вызываются повышенным присутствием радиоактивных элементов в тех или иных горных породах и рудах, слагающих отдельные участки земной коры или наличием в почвенном воздухе газообразных продуктов радиоактивного распада радона и тарона, в связи с чем различают гамма-аномалии и эманационные аномалии.

Гамма-аномалии представляют собой участки, отличающиеся повышенной интенсивностью гамма-излучений по сравнению с нормальным фоном. Величина гамма-аномалии может колебаться от нескольких мкРентген до десятков тысяч мкРентген.

Эманационные аномалии представляют собой участки, характеризующиеся повышенным содержанием радиоактивных эманаций в почвенном воздухе по сравнению с нормальным эманационным полем, близким к кларковому. Эманационными аномалиями считаются такие участки, где повышенная радиоактивность выражается в десятках, сотнях и даже тысячах Эман. При этом выделяют радоновые, тароновые и смешанные аномалии. Эманационные аномалии свидетельствуют о наличии скоплений урана и других элементов, генетически связанных с ураном. Кроме того, эманационные аномалии могут указывать на наличие рудоконтролирующих структур.

Электрические аномалии. Сущность их заключается в том, что разные горные породы и залежи полезных ископаемых характеризуются различными электрическими свойствами: прежде всего удельным электрическим сопротивлением, диэлектрической проницаемостью и др. Различия в этих свойствах горных пород обусловлены их составом, структурой, текстурой и условиями залегания, следовательно участки земной коры, отличающиеся электрическими свойствами от пород окружающих территорий, могут быть обнаружены путем измерения этих свойств. Это является основой методов электрометрии, при помощи которых в настоящее время удается решать очень много разнообразных геолого-поисковых задач. Изучение изменений электрических свойств горных пород в горизонтальном и вертикальном направлениях позволяет установить контакты между изверженными породами и осадочными породами, границы между различными осадочными породами, тектонические зоны разломов, водоносных горизонтов, зоны развития карста и т.п.

Гравитационные аномалии. Под ними понимается повышенные значения ускорения силы тяжести или вторых производных потенциала силы тяжести на отдельных участках земной поверхности по сравнению с нормальным значением этих величин. Гравитационные аномалии обусловлены различными плотностями вмещающих пород и руд. Измеряются аномалии в млГаллах.

Сейсмические аномалии вызываются неоднородностью упругих свойств горных пород и выражаются в различной скорости распространения упругих волн. Изучение сейсмических волн особенно эффективно позволяет выделять структуры пород и связанные с ними залежи полезных ископаемых.

Возможности отдельных геофизических методов при изучении геологического строению района и поисков месторождений полезных ископаемых определяются главным образом дифференциаций физических свойств вмещающих пород и рудного тела. Наличие полных сведений о физических свойствах горных пород и руд, наряду со знанием особенностей геологического строения района, позволяет обоснованно оценить общие условия применимости отдельных геофизических методов и выбрать их рациональный комплекс. Применение комплекса геофизических методов позволяет уменьшить, а иногда и целиком исключить неоднозначность геологического истолкования результатов, полученных при использовании отдельных геофизических методов.

Характерные особенности рельефа

Различие физических и химических свойств горных пород и полезных ископаемых наряду с геотектоническими условиями играет важную роль при формировании микро- и макрорельефа. Известно, что при прочих равных условиях, положительные формы рельефа создаются ненарушенными, более устойчивыми против выветривания породами, тогда как отрицательные обусловлены менее устойчивыми в поверхностных условиях породами. Отрицательными формами рельефа характеризуются зоны разрывных тектонических нарушений. Залегающие в сланцах или других менее устойчивых горных породах, выделяются в рельефе в виде выступов высотой до нескольких метров. На выходах сравнительно легко растворимых полезных ископаемых наблюдается характерный карстовый рельеф. Над залежами сульфидных руд, легко окисляющихся в поверхностных условиях, образуются своеобразные углубления, очертания которых нередко соответствуют границам рудных тел. Выходам угленосной толщи часто отвечают пониженные заболоченные участки района.

Ботанические поисковые признаки

Выражаются в том, что над минеральными скоплениями или их ореолами произрастают определенные виды растений. Как известно, для питания растений кроме основных элементов (углерод, кислород, калий, фосфор) необходимы и микроэлементы. Одни из них стимулируют рост растений, другие оказывают угнетающее действие. Избыток некоторых элементов в почвах вызывает заметные изменения во внешнем облике растений, ведет к их заболеванию. При этом изменяется окраска листьев, цветов, уменьшаются их общие размеры.

Среди растений выделяют универсальные, локальные и телигологические индикаторы. Универсальные индикаторы представляют собой растения, всегда и везде указывающие на наличие определенных элементов в почве. Таких индикаторов выделено пока еще не очень много. К их числу относится, например, Галмейская фиалка и Галмейская якутка, произрастающая над цинковыми рудниками. Растения, произрастающие над локальными индикаторами, более многочисленны. Они представляют собой обычные широко распространенные растения, которые при определенных условиях могут указывать на особенности пород и почв. Например, в чешских рудных горах – седмичник – произрастает только на участках, характеризующихся повышенными концентрациями олова. Для рудного Алтая индикатором меди является растение качи.

Теригологические индикаторы характеризуются следующими признаками:

1) Изменение внешнего вида растений. В Армении наблюдается изменение формы цветка мака: вместо 4 лепестков появляется 5-7. На месторождениях никеля растения бурачек двухсеменной отличается большими размерами (до 60см в диаметре), когда как в безрудных районах диаметр его составляет 5 – 8см;

2) Отклонения в режиме развития растений. Наблюдается на битумосодержащих почвах;

3) Признаками угнетения растений или отсутствиями растительности. Над месторождениями бора, например, очень часто наблюдается отсутствия растительности.

Разделяются на следующие основные группы:

1) Метод геологической съемки;

3) Поиски на основе изучения ореолов и потоков механического рассеяния;

4) Поиски на основе изучения геохимических ореолов и потоков рассеяния.

Метод геологической съемки

Геологические карты служат основой для проведения поисков различными методами. Кроме того, сама геологическая съемка имеет самостоятельное значение как один из методов поиска. Только путем анализа геологических карт района выявляются геологические закономерности, контролирующие размещение полезных ископаемых. Выявление поисковых признаков и предпосылок, позволяет определить степень перспективности исследуемой территории, выделить участки для проведения поисков.

Геологическая карта является также основой для постановки других методов поисков, так как знание геологического строения изучаемой территории, наряду с другими факторами, позволяет правильно выбрать методы поисков, определить масштаб поисков, направление поисковых линий, густоту точек наблюдений и правильно интерпретировать фактический материал, получаемый в результате работы.

Сведения о геологическом строении исследуемой площади, в комплексе с другими материалами, собранными при описках, позволяют произвести обоснованную геологическую оценку перспектив выявленного объекта и дать прогноз о его возможном промышленном значении.

Масштабы геологических съемок, проводимых с целью поиска, зависят от сложности геологического строения и от поставленных задач.

Геологические карты масштаба от 1:100000 до 1:1000000 называются региональными. Они имеют общегосударственное значение и по содержанию своему являются комплексными. На них должны быть отражены все необходимые данные, имеющие отношение к геологическим предпосылкам поисков и к поисковым признакам.

Карты масштабов 1:50000 и 1:25000 также должны быть комплексными, но они всегда имеют определенную направленность в зависимости от ведущего полезного ископаемого района, для которого они являются основными поисковыми геологическими картами.

Более крупномасштабные геологические съемки проводятся в специальных разведочных целях.

Кратко остановимся на требованиях, которые предъявляются геологическим картам с точки зрения поисков. Кондиционность геологической карты заключается в соответствии ее содержания масштабу. Чем крупнее масштаб карты, тем подробнее должна быть ее легенда, более дробным расчленение комплексов пород и выделение структурных элементов. Кроме того, все контуры, границы и элементы залегания пород должны быть установлены более точно и обоснованно.

Для поисков важно, чтобы все геологические элементы, имеющие значение поисковых предпосылок и признаков, были отражены на геологической карте. Это прежде всего опорные стратиграфические горизонты, фациальные разности пород, благоприятные разновидности магматических пород, их контакты, элементы структур, контролирующие локальные рудные проявления, выходы полезного ископаемого и измененных пород, а также первичные и вторичные ореолы растений и т.п.

Очевидно, что чем крупнее масштаб геологической карты и сложнее геологическое строение района, тем большее количество точек наблюдения требуется на единицу исследуемой площади для того, чтобы карта удовлетворяла требованиям кондиции. По существующим нормам, в зависимости от сложности геологического строения изучаемой площади, требуется определенное число точек наблюдений на 1км региональных съемок.

В общем случае, при геологическом строении средней сложности, на 1см 2 карты данного масштаба должна приходиться одна точка наблюдений.

При проведении геологических съемок масштабов 1:100000 – 1:200000 обязательным условием является проходка необходимого числа горных выработок, а также буровых скважин, объем которых зависит от степени обнажения горных пород. При этом точки наблюдения на исследуемой площади должны быть распределены более-менее равномерно. Сгущение наблюдений необходимо для прослеживания и оконтуривания наиболее важных элементов. Участки, где обнаружены полезные ископаемые, обязательно должны быть изучены более детально. Следует установить геологическое положение оруденения, типы минерализации, примерные контуры оруденения, а также собрать необходимые данные об экономике перспективных территорий. Эти материалы являются основой для проектирования последующих детальных поисков.

По результатам выполнения указанных исследований проводится тщательный анализ выявленных поисково-геологических закономерностей, поисковых признаков, рудопроявлений и месторождений. На основании этого осуществляется прогнозирование и выделяются площади для постановки детальных поисков.

Детальные поиски методом геологической съемки проводятся на этих перспективных площадях, выявленных в результате региональных общих поисков. Главнейшими задачами крупномасштабных съемок являются:

1) Выявление месторождений полезных ископаемых и отдельных рудных тел, а также установление закономерностей в их пространственном размещении;

2) Изучение геологического строения и истории формирования исследуемой территории;

3) Установление приблизительных границ рудных полей, месторождений и отдельных рудных тел;

4) Установление важнейших геологических показателей для направления поисково-оценочных выработок и буровых скважин;

5) Сбор необходимых геологических материалов для перспективной оценки выявленных месторождений полезных ископаемых.

Для решения перечисленных задач должны быть использованы ранее известные, а также выявленные в процессе геологической съемки поисковые предпосылки и признаки.

Во многих случаях целесообразно и даже необходимо одновременно с геологической съемкой применять геофизические методы исследований, а также другие методы поисков, которые не только помогают выявлять полезные ископаемые, но и способствуют расшифровке геологического строения исследуемой площади. На некоторых объектах основная геолого-структурная съемка должна дополняться специализированными съемками: геоморфологической, минералогической, петрографической, литологической и другими. Границы площадей съемок должны выходить за контуры рудных или угленосных пород, рудных полей, месторождений и ореолов их рассеяния.

Наземные геолого-минералогические методы

Они объединяют три группы методов: обломочно-речной, валунно-ледниковый и шлиховой.

Обломочно-речной – один из самых старых методов, сформулированный еще Ломоносовым. Он практически состоит в нахождении и прослеживании рудоносных обломков, а также обломков характерных вмещающих пород. Степень окатаности обломков ориентирует в вопросе о дальности их переноса. При обнаружении в русле или на берегу реки рудных обломков или гальки, вверх по течению речки прокладывается поисковый маршрут. При этом по ходу маршрута рудные обломки обычно встречаются все чаще и чаще, а степень окатаности их постепенно уменьшается. Исчезновение обломков в аллювии говорит о том, что уже в данном месте рудные обломки поступают со склона, т.е. из делювия. Дальнейшие поиски ведутся уже на склоне с учетом формы обломочного веера. А канавы и мелкие шурфы проходится вблизи последних верхних обломков.

Валунно-ледниковый метод применяется прежде всего в северных странах. Направление движения ледника определяется по шрамам на ледниках, с ориентировкой которых совпадает направление переноса валунов, а последние в свою очередь зависят от направления понижения рельефа. Некоторые указания на направление транспортировки валунов может дать ориентировка моренных холмов, оз. При движении ледников коренные породы стираются, выпахиваются, шлифуются и весь материал, включая и рудоносный, перемещается на значительные расстояния. Рассеивание валунов образует вторичный ореол рассеяния, связанный с ледниковой эрозией. Четкий конус рассеяния прослеживается на расстоянии до 20км.

С поисковой точки зрения наибольшую ценность представляют валуны из донных морен, особенно близких по составу к породам, на которых они залегают. Практические поиски по валунно-ледниковому методу начинаются с момента обнаружения первых валунов-указателей. Эти валуны могут быть найдены в результате систематических поисков, но нередко они встречаются случайно местными жителями или при рытье каналов или проведении дорог. Поисковая задача в этом случае ясна: после обнаружения первого рудного валуна-указателя, необходимо отыскать источник сноса рудных обломков и встречаемых с ними рудных пород. От коренного месторождения валуны расходятся в виде веера, расширяющегося в сторону движения ледника. Нанесенная на карту схема распространения валунов должна дать возможность построить по ней валунный веер, вершина которого укажет на площадь, наиболее перспективную для отыскания под ледниковыми отложениями коренного месторождения.

Заключается в обнаружении, а затем в постепенном прослеживании полезных минералов в глинах. Шлихи получаются путем промывки аллювиального и делювиального материала, который через определенные интервалы отбирается вдоль долин рек и ручьев до того места, откуда он поступает.

Существует 3 основные задачи, которые решаются шлиховым методом:

1) обнаружение коренных месторождений различных месторождений полезных ископаемых;

2) выявление участков аллювия, делювия и элювия с повышенной концентрацией полезных минералов;

3) выявление общей геологической и металлогенической характеристики района.

Шлихи, отражающие состав минеральных вторичных ореолов рассеяния помогают восстановить картину разрушения, переноса и концентрации полезных минералов. Шлиховой способ применим для отыскания определенной группы полезных минералов с большим удельным весом и стойкостью, находящихся в тяжелой фракции рыхлых отложений.

К таким минералам относятся: Au, Pt, касситерит, алмаз, вольфрамит, рутил и другие.

Возможность применения метода зависит от следующих факторов:

— стадии эрозионного – аккумулятивного цикла речной долины;

— степени расчлененности рельефа;

Шлиховой метод применяется начиная с обзорных поисково-съемочных работ масштаба 1:100000 и мельче и до детальных масштаба 1:1000 и крупнее, но задачи, решаемые этим методом во всех случаях будут различны различны. При поисково-съемочных работах масштаба 1:200000, 1:100000 расстояние между пробами 1-2км. Шлиховой метод позволяет выявить наиболее перспективные участки путем составления шлиховых карт, а при детальных работах (1:10000 и крупнее) расстояние между пробами составляет сотни-десятки м. Он обеспечивает обнаружение коренных и россыпных месторождений. При опробовании рек, пробу нужно брать из отложений выше или ниже впадения притоков, чтобы установить роль каждого в накоплении шлиховых минералов.

Всю гидрографическую сеть известный геолог разделил на 2 типа, хотя Белибин разделил на 4 типа:

1) фаза существования разработанной долины старого цикла эрозии;

4) фаза существования разработанной долины нового цикла эрозии.

При опробовании речных русел в гидрографических сетях первого типа особое внимание следует уделять времени года и количеству и характеру атмосферных осадков. В период большой весенней воды проводить опробование бесполезно.

Для шлихового опробования благоприятно время быстрого спада воды. В пределах гидрографической сетки 2 типа.

Опробовать следующие обрывы у днища оврагов и промои, больше всего приходится опираться на глубокие закопушки и шурфы, закиданные по линия поперек широких долин.

Очень важны те места, где аллювий и делювий выходят на дневную поверхность выше уровня воды в реке и в местах, где вскрыт плотиковые и приплотиковые участки. Плотик – поверхность коренных пород, подстилающая россыпные месторождения полезных минералов.

На таких участках имеют возможность опробовать отличительные долины без производства шурфовых работ и опробовать количественное содержание полезных компонентов, близкое к истинному.

Необходимо взятие проб в местах максимального скопления тяжелой фракции: на косах, в заторах и т.д.

При детальных поисковых работах необходимо регулярно проверять делювиальные склоны, особенно внимательно нужно относиться к участкам, примыкающим к тем интервалам рек, где в шлиховых пробах установлено наличие полезных ископаемых. К этим площадям иногда приурочены выходы коренных месторождений.

При исследовании делювия по склонам через интервал 50-200м в зависимости от масштаба работ, берут шлиховые пробы из закопушек в 10-20м до уровня воды, по простиранию склона с целью прослеженности выхода коренных месторождений.

Минералы, в зависимости от формы и размера зерен, переносятся речными потоками 2 способами:

1) во взвешенном состоянии;

2) путем волочения и перекатывания в долинах аллювиальных отложений.

Очень мелкие зерна, несмотря на значение расстояния транспортировки, сохраняют свое первоначальное и не поддаются окатаности. Крупный материал, переносимый на небольшое расстояние, бывает раздроблен и окатан.

Промышленные россыпи касситерита обычно встречаются не далее, чем в 5-6км от коренного месторождения, очень редко до 15.

Облик некоторых минералов в шлихе иногда дает возможность грубо определить генетический тип месторождения и его масштаб.

Кроме формы кристаллов, имеет значение цвет, ассоциация и химический состав минералов.

При взятии шлиха должны быть зафиксированы место отбора пробы и дана его геоморфологическая характеристика, должен быть описан состав рыхлых отложений, требует учета и величина пробы, т.к. зная исходный вес, можно пересчитать количество шлиха и содержание ценных компонентов на 1м 3 /т рыхлых отложений. При обработке шлиха нужно соблюдать следующие правила:

1) труднопромывочные пробы еще в первой стадии промывки освободить от главного вещества отмучиванием;

2) для поисковых задач домывать шлих только до серого цвета, считать контрольным минералом гранат;

3) не сильно прокаливать шлих при сушке.

Результаты проведения шлиховых поисков оформляются в виде шлиховых карт, на которые наносятся данные анализа имеющихся проб.

Шлиховые карты, в зависимости от схемы отбора бывают площадные, при более или менее равномерном распространении точек взятия проб, и маршрутные, освещающие отдельные речные системы. Практика составления таких карт говорит о целесообразности нанесения результатов в виде изолиний содержания полезных компонентов или в виде линий с изменяющейся толщиной, зависящей от количества полезных минералов. Эти линии проводятся вдоль рек путем соединения пунктов опробования с одинаковыми полезными минералами. Для маршрутных карт удобнее обозначения, которые дают представление о направлении сноса минералов и об участках их максимального скопления. Площадные карты в изолиниях различной концентрации минералов вскрывают картины вторичных ореолов рассеяния.

Часто практикуется составление карт с кружками пункта взятия проб.

Геохимические поиски проводятся на различных стадиях геологического изучения. Этими методами выявляются районы повышенной концентрации в тех или иных элементах породы. Общая зараженность пород устанавливается на первых этапах геологического изучения. Участки повышенных содержаний называются геохимическими аномалиями, нуждающимися в геологической интерпретации и оценке, т.к. только часть этих аномалий оказывается ореолами рассеяния, связанными с месторождениями полезных ископаемых.

Обработка аномалий требует характерных значений геологии района и промышленных типов месторождений. Первичные ореолы рассеяния помогают обнаруживать и рассеивать месторождения, как выходящие на поверхность, так и слепые, главным образом в процессе детальных работ. Размеры первичных ореолов рассеяния по много раз больше размеров рудных тел. Смысл работ заключается в опробовании коренных пород с цель. оконтуривания в них первичных ореолов. Обычно эти исследования проводятся на всех стадиях детальных работ.

При предварительных исследованиях проводятся специальные опытно-литологические работы, имеющие целью получить данные об интенсивности. форме и размере ореолов, их зональности и особенно для выявления элементов индикаторов. После этих работ устанавливается список определенных в каждой пробе компонентов.

Исследования показали: на свинцово-цинковых месторождениях в значительных количествах присутствуют мышьяк, Cd и серебро, на урановых – свинец, молибден; это элементы-спутники, которые играют в геохимических исследованиях очень важную роль.

Иную роль играют вторичные ореолы рассеяния, на исследовании которых основаны основные геологических методов поисков. На поисках и оценке вторичных ореолов построены различные виды геохимических методов: металлометрическое опробование потоков рассеяния, металлометрическая съемка по ореолам рассеяния, гидрогеохимический метод, газовый метод, биохимический метод и геоботанический метод. Применение перечисленных методов дает эффект в определенных геологических и географических условиях. Правильный выбор их и рациональное комлексирование с другими методами поисков и геологиеской съемки возможны только при хорошем знании самих методов и условий их применения.

Сущность металлометрической съемки и металлометрического опробования заключается в отборе проб с последующим их химическим анализом. Результаты поисков геохимическими методами в огромной мере зависят от успехов самого спектрального анализа, который является ведущим геохимическим методом. Однако существуют и другие способы быстрого и дешевого анализа: люминесцентный анализ, микрохимический и некоторые другие. В настоящее время широкое распространение получил высокопроизводительный полуколичественный спектральный анализ. Методы спектрального анализа непрерывно совершенствуются и если еще недавно некоторые элементы определялись очень грубо, то в настоящее время большинство элементов устанавливается в высокой степенью, точности как качественно, так и количественно.

Металлометрическую съемку гидрографической сети целесообразно применять до использования всех других методов, она может проводиться при различных видах съемки, но с наибольшим эффектом при масштабах 1:200000 и 1:500000. Этот метод подходит к опробованию почти всех металлов и даже тех, руды которых представлены устойчивыми минералами. Пробы можно брать из любых участков аллювиальных отложений, но дальше от бортов долин. Ориентировочная густота отбора проб из донных осадков при геологической съемке масштаба 1:25000 составляет 100м. Опробование донных осадков позволяет дать предварительную оценку металлоносности плохо изученных районов, поэтому оно обычно предшествует геологической съемке или сопутствует ей. При отборе проб из донных осадков можно учитывать, что лучшими сорбентами являются растительные остатки, гумусовые вещества и глинистые минералы, но отбор проб нужно проводить только по одному из выбранных сорбентов.

Металлометрическую съемку гидрографической сети целесообразно сочетать с гидрохимическим методом поиска, а также со шлиховым опробованием. Этот метод имеет ряд достоинств. Он позволяет:

1) Прослеживать потоки рассеяния в руслах пересохших водотоков;

2) Фиксировать тонкодисперсную форму рассеяния, не улавливаемую шлиховыми опробованиями;

3) Одновременно фиксировать механические и солевые потоки рассеяния;

Все полученные данные наносят на геохимические карты, создаваемые на геологической топооснове. Данный вид металлометрической съемки дает наибольший эффект в районах с гидросетью, находящейся в стадии активной эрозионной деятельности.

Металлометрическая съемка по ореолам рассеяния

Такая съемка заключается во взятии проб той или иной фракции (чаще всего почвенного слоя над эллювиально-деллювиальными отложениями) на глубине от первых сантиметров до 1м. В этих пробах стремятся установить присутствие элементов, которые образуют, прежде всего, солевые ореолы. Применение металлометрической съемки по ореолам рассеяния, как и других методов, предназначается, прежде всего, для поисков металлических и некоторых неметаллических месторождений при глубинах 2-3м, максимум до 10м. В противном случае этот метод малоэффективен и нужно проводить отбор проб из специально пробуренных скважин. Металлометрическая съемка производится на всех стадиях поиска от масштаба 1:1000000 до 1:10000. При разных масштабах разные задачи. Профили металлометрической съемки ориентируются в крест господствующего простирания структур с тенденцией сгущения сети опробования на перспективных участках. Густота сети образуется с требованием инструкции и определяется масштабом. Необходимо не менее одного пункта взятия пробы на 1см2 карты. При более детальной съемке – 4 пункта минимум. Опробование ведется обычно по прямоугольной сети. Пункты взятия проб располагаются на линиях, ориентированных в крест предполагаемой вытянутости ореолов.

Гидрогеохимический метод поиска

Этот метод поисков рудных месторождений основан на изучении закономерностей в изменении состава грунтовых вод под влиянием рудных тел. Он отличается от металлометрического метода (кроме большей глубинности) возможностью применения в специфических условиях, например, в увлажненных областях с обильным проявлением поверхностных вод и разветвленных водотоков. В настоящее время установлено, что гидрогеохимическим методом можно обнаружить прежде всего урановые, молибденовые, медные и цинковые месторождения. К числу неблагоприятных условий для применения гидрогеохимического метода относятся:

1) пустынные и полупустынные условия;

2) очень большое количество атмосферных осадков;

3) общая повышенная минерализация вод;

4) наличие многолетней мерзлоты.

Этот метод нужно применять при глубоких наносах, на предгорных равнинах, для поиска погребенных месторождений и т.д. Характеристика подземных вод может служить или прямым, или косвенным признаком наличия в районе рудных месторождений. Прямым признаком является повышенное содержание металлов в подземных водах. К косвенным признакам относятся:

1) повышенное содержание металлов-спутников;

2) повышенное содержание сульфат-ионов к хлор-иону;

Успешность применения описываемого метода зависит от времени проведения работ. В районах с избыточным увлажнением и большим количеством водоисточников нужно работать в наиболее сухое время года. А в районах с аридным климатом в момент наиболее высокого стояния грунтовых вод. Пробы воды отбирают из источников эксплуатационных источникво, скважин, шурфов, поверхности водотоков и болот; при отсутствии водоисточников закладывают специальные шурфы. Объем пробы зависит от веса сухого остатка. При сухом остатке более 500г на литр, рекомендуется брать пробы 0.1л, а менее 100 млг на литр – объемом 1 литр. Пункты обследования водоисточников наносят на геологическую карту и проставляют около них данные анализа. После этого выделяют на карте участки с повышенным содержанием и широкой распространенностью того или иного компонента. Кроме того, оставляют таблицы средних содержаний и распространенности различных элементов для района в целом и для вод, приуроченных к характерным геологическим формациям.

Этот метод основан на способности некоторых минеральных ассоциаций самостоятельно или при взаимодействии с некоторыми поверхностными агентами рассеиваться в рыхлых отложениях с выделением в почвенный воздух специфических газообразных продуктов. Газовые ореолы, образующиеся вокруг некоторых месторождений, относятся к числу вторичных ореолов рассеяния. При поисках в зависимости от геологической обстановки в исследуемом районе разбивается сеть пунктов или профилей и в каждом пункте берется проба почвенного воздуха для определения в нем содержания радиоактивных газов, эманаций ртути или углеводородных газов при поисках нефти и газа, прежде всего, углекислого газа, кислорода, сероводорода и других.

Метод газовой съемки применяется при детальной съемке масштаба 1:25000 и 1:5000.

К газовым методам относится и эманационный метод. Продукты альфа-распада радиоактивных элементов представляют собой инертные газы, прежде всего, радон, а также его изотопы октон и тарон которые являются также радиоактивными элементами с различным периодом полураспада. Горные породы при радиоактивном распаде выделяют эти эманации в газообразную или в жидкую среду. В частности эти эманации концентрируются в почвенном воздухе. Содержание эманации в почвенном воздухе сравнивается с нормальным ее содержанием, которое колеблется от 0.1 до 10эман. Интерпретировать следует эманационные аномалии, т.е. резкие, не менее чем в 3 раза, повышения радиоактивного фона.

Главным условием применимости эманационных методов является наличие в исследуемом районе наносов мощностью не более 10м. Оптимальная мощность – до 2м.

Биогеохимический метод поисков

Такие поиски основаны на изучении аномальных концентраций химических элементов в различных продуктах биосферы или реакция организмов на воздействие химических элементов среды с целью выявления месторождений полезных ископаемых. Впервые этот метод предложен Вернандским в конце 20-х гг. 20-го ст.

Читайте также:  Полезно ли овсяные хлопья

В зависимости от вида живого вещества различают фитогеохимические, зоогеохимические, торфогеохимические и почвенные методы поисков.

Фитогеохимические методы поисков основаны на определении содержания химических элементов в золе травянистых, кустарниковых и древесных растений.

Торфогеохимические методы поисков используют результаты анализа торфов и болотных вод.

При зоогеохимических методах поисков используют анализы веществ, обусловленные жизнедеятельностью животных, а также результаты изучения различных живых организмов.

В основе почвенного метода лежит содержание химических элементов в гумусовом слое или изучение специфических видов и форм микроорганизмов в почве.

Применение биогеохимических поисков наиболее эффективно на болотах, торфяниках, где отбор литохимических проб затруднен, а также в условиях погребенных или выщелоченных ореолов рассеяния при мощности наносов более 10м. Пробы отбираются по профилям, ориентированным в крест простирания предполагаемых рудных структур. Массы проб определяются требованиями спектрального или другого анализа. Интерпретация результатов производится с учетом форм нахождения элементов в рудных телах и ореолах, характера контакта тел с корнями растений, наличия у растений физиологических барьеров поглощения, а также масштабом оруденения. Наиболее эффективны эти методы при проведении мелко- и среднемасштабных поисковых работ в комплексе с геоботаническими и геохимическими методами. Практически применение биогеохимического метода осуществляется таким образом: в крест простирания рудоносной зоны прокладывают поисковые линии с интервалом 500-1000м в зависимости от детальности работ. Концы этих линий должны находиться на заведомо безрудных породах. На каждой линии через интервалы 50-10м собираются листья или обрезки веток растений, наиболее распространенных в районе в количестве около 20г. Кроме того, в 2-3км от участка поисков в заведомо безрудном районе собирают листья тех же растений, чтобы иметь золы с фоновыми значениями. Результаты анализа наносят на геологические карты и обычно проводят изолинии содержания поисковых элементов и уже по полученным данным судят об ореолах рассеяния, о возможном местоположении искомых рудных тел, о возможности наличии слепых рудных тел на некоторой глубине и т.д. По глубинности биогеохимический метод превосходит металлометрическую съемку, но уступает гидрогеохимическому методу. Максимальная глубина, доступная для обследования этим методом, определяется геологическими, геоботаническими и почвенно-географическими условиями, из которых важнейшим нужно считать глубину проникновения корней растений. Наиболее достоверная цифра для оценки глубины – порядка 20-30м.

Геоботанический метод поисков

Этот метод можно рассматривать отдельно или совместно с биогеохимическим. Еще с 15в. Геологам было хорошо известно, что между рудной залежью и растительным покровом на поверхности существует взаимосвязь, проявляющаяся преимущественно к определенным видам растений.

Сущность метода заключается в том, что в облике строения флоры стремятся обнаружить такие особенности, которые связаны с определенными полезными ископаемыми. Геоботанический метод может быть использован в 5 основных направлениях:

1) для составления литологических карт;

2) для обнаружения неглубоко залегающих грунтовых вод;

3) для поисков соляно-купольных структур и тектонических нарушений;

4) для обнаружения битумоносности нефти бурой и серой.

Здесь же можно назвать бактериальный метод. Присутствие в пробах специфических бактерий, окисляющих углеводороды, служит поисковым признаком на нефть и газ.

В последнее время широкое развитие получили высокопроизводительные поисковые методы, известные под общим названием аэрометодов, под которыми подразумевается специальный прием работ с самолетов и вертолетов.

По сравнению с наземными способами поисков аэропоиски отличаются резко повышенной экономичностью, скоростью и эффективностью. Эффективность применения аэрометодов определяется следующими факторами:

1) геологической изученностью района работ;

2) характером рельефа и его расчлененностью;

3) степенью обнаженности горных пород;

4) литологическим составом пород;

5) тектонической сложностью района;

6) климатическими особенностями и растительным покровом;

7) масштабом работ и высотой полета.

Что касается производительности аэрометодов, то в грубом приближении можно считать, что, например, воздушно-радиометрические поиски масштаба 1:50000 выполняются в 50 раз быстрее наземных, тем более, что при одном полете можно выполнять несколько различных способов поиска (например, одновременно проводятся гамма-съемка, магнито- и электрометрия с параллельным проведением аэрофотосъемки).

Аэровизуальные наблюдения были первым приемом использования полетов для геологических целей. Аэрофотосъемка с геологическим дешифрированием и аэровизуальным наблюдением представляет собой дальнейшее усовершенствование метода визуальных геологических исследований. Ведущим методом работы является геологическое дешифрирование, т.е. выявление на аэрофотоснимках данных о геологическом строении территории по прямым и косвенным признакам.

Аэрофосъемка – дистанционный метод изучения земной поверхности путем фотографирования в различных областях оптического спектра с летательных аппаратов. Аэрофотоснимки сейчас выполняются преимущественно в масштабе 1:30000 – 1:12000. Такой масштаб достаточен для выявления крупных месторождений, например, угля, железных и марганцевых руд, а в отдельных случаях железных шляп, которые дешифрируются даже на простых черно-белых контактных отпечатках. Лучшие результаты получаются при цветной фотографии.

По косвенным признакам, прежде всего по разломам и трещинам, а также по характеру рельефа, цвету и растительности при дешифрировании могут быть выявлены выходы кварцевых рудоносных жил, пегматитов, речные террасы, с которыми связаны россыпи, карсты и т.п. Поисковое дешифрирование аэрофотоснимков следует применять на всех этапах поисков. При геологической съемке и предварительных поисках масштаба 1:200000 чаще всего используются аэрофотоснимки масштаба 1:30000. На этих снимках успешно выявляются продуктивные свиты, зоны минерализации, интрузивные тела, крупные разломы, контролирующие размещение месторождений. Только объекты шириной менее 100м и малой протяженности дешифрируются с трудом или могут быть обнаружены только на более детальных аэрофотоснимках. Основная масса тел полезных ископаемых имеет небольшие размеры и требует аэрофотосъемки масштаба 1:15000 или 1:5000. Такие масштабы аэрофотоснимков применяются обычно при геологической съемке и поисках масштаба 1:50000 и крупнее. Как и у всякого методы возможности дешифрирования ограничены. Большую помощь поискам оно может оказать лишь в случае хорошей дешифрируемости ландшафта.

Предложен метод геофизиком Логачевым в 1936г. С целью поиска месторождений магнитных железных руд. В настоящее время этот метод систематически применяется при геологическом картировании для разделения областей развития осадочных, метаморфических и интрузивных пород, для картирования интрузивных массивов и магнитных комплексов метаморфических пород, для выявления и прослеживания зон тектонических нарушений, а также при поисках месторождений магнитных железных руд, месторождения цветных и редких металлов, приуроченные к зонам разломов к контактам основных и ультраосновных массивов. Успешно применяется аэромагнитная съемка и для выявления некоторых складчатых структур, перспективных для поисков месторождений нефти и газа. Выполняется аэромагнитная съемка по сети параллельных маршрутов на постоянной высоте от уровня моря или поверхности Земли.

Плановое положение маршрутов определяется с помощью аэрофотопривязки и радионавигационных систем. Аэромагнитная съемка применяется в масштабах от 1:1000000 до 1:50000. Съемка в более крупных масштабах осуществляется только при комплексных работах, а также в отдельных случаях при использовании вертолетов. Масштаб аэромагнитной съемки определяется расстоянием между маршрутами, высотой полета, точностью измерения индукции поля и точностью привязки измеренных данных к местности. Все эти факторы взаимосвязаны и учитываются совместно. Основными переменными факторами при этом являются высота полета и межмаршрутное расстояние. С увеличением высоты полета возрастает ширина зоны охвата, но вместе с тем убывает интенсивность поля локальных объектов и, следовательно, снижаются поисковые возможности метода, т.к. в этом случае могут быть пропущены аномалии отдельных рудных тел. На основании значительного опыта работ расстояние между маршрутами, как правило, принимается равным 1см в масштабе съемки, т.е. например 1км при масштабе 1:100000 и т.д. Высота полета изменяется в зависимости от объекта съемки даже при одинаковых расстояниях между маршрутами. Зоны контактов пород с различными магнитными свойствами обнаруживаются по данным аэромагнитной съемки как зоны изменения индукции магнитного поля. Наличие рудопроявления в зоне контакта отмечается благодаря присутствию в них повышенных концентраций ферромагнитных материалов, при этом происходит возрастание интенсивности магнитного поля. Съемки с целью поисков месторождений следует производить в масштабе от 1:100000 до 1:50000. В общем случае такие съемки проводятся на базе предварительной съемки масштаба 1:200000, по результатам которой выявляются перспективные площади для поисков. Вследствие высокой производительности и дешевизны аэромагнитной съемки, она должна использоваться для направления других поисковых работ с целью повышения эффективности поиска, поэтому в общем случае аэромагнитные съемки целесообразно производить до геологического картирования и поисков наземными методами с тем, чтобы усилить в последние в районах, наиболее перспективных по данным аэромагнитометрии.

Это метод измерения с воздуха интенсивности гамма-изучения радиоактивных горных пород. Первая гамма-съемка была произведена в 1946г. Эта съемка заключается в измерении с помощью многоканального спектрометра интенсивности поля гамма-излучения и включает в себя 3 этапа работ:

1) измерение гамма излучения горных пород на высоте полета и выделение аномалий;

2) анализ выявленных аномалий;

3) наземная проверка аномалий и их геологическая интерпретация.

Определение концентрации радиоактивных элементов верхнем слое земной коры по измерениям интенсивности гамма-излучения в воздухе представляет довольно большие трудности. Для больших площадей излучения (1000*100м и более) на высоте 200м интенсивности излучения составляет около 20% от интенсивности на поверхности Земли. Для тел с небольшой поверхностью излучения падение интенсивности гораздо значительнее, например, если площадь поверхности излучения 60*20м, то излучение, наблюдаемое на высоте всего 40м, составляет только 10% от его интенсивности на поверхности Земли. Существенное значение в этом отношении имеет и форма тела. Для удлиненных тел градиент убывание интенсивности излучения с высотой больше, чем для тел изометрической формы. Наблюдаемые аномалии по их интенсивности при прочих равных условиях прямо пропорциональны концентрации радиоактивных элементов в излучаемом слое. На измеряемую величину изучения оказывает влияние также рельеф изучаемой местности и чувствительность регистрируемой аппаратуры. Измеренная интенсивность излучения при последующем изучении разделяется на нормальную аномальную. Методика радиометрических съемок с воздуха определяется расположением системы маршрутов, по которым производятся измерения, выбором расстояний между маршрутами, высотой полета, а также условиями района съемки. В числе других факторов решающую роль играет обнаженность коренных пород, мощность наносов и рельеф земной поверхности. Расстояние между маршрутами определяется масштабами съемки и составляет 1см на карте данного масштаба. Небольшие по размерам аномалии могут быть обнаружены только при полетах на небольшой высоте, не превышающей первые десятки метров, следовательно, высота полетов должна быть по возможности минимальной. По нормам безопасности, установленным гражданским воздушным флотом, минимальная высота полета над равниной составляет 25м. В горных районах, в зависимости от характера рельефа – 50 – 150м. Съемка обычно ведется в масштабе 1:25000, иногда масштаб доводят до 1:10000. Аэрогаммасъемка весьма чувствительна в отношении мощности наносов. При мощности наносов, превышающих 2м, излучение коренных пород не может быть зарегестрировано при съемках. В таких случаях объектом изучения являются ореолы рассеяния радиоактивных элементов в наносах.

При интерпретации аномалий прежде всего устанавливаются значения гамма-активности, соответствующее различным петрофизическим разностям и стратиграфическим комплексам пород исследуемого района. На фоне полей, характеризующих определенные комплексы пород, выделяются локальные аномалии, отображающие особенности геологического строения района и возможно отвечающие рудным объектам. Рассмотрению должны быть подвергнуты все гамма-аномалии, превышающие возможную ошибку наблюдения.

Первым важным критерием при оценке аномалий является их интенсивность. Аномалии особо интенсивные, превосходящие окружающие породы по интенсивности гамма-излучения в 2-3раза и более, должны выделяться в число первоочередных для наземной проверки. Вторым критерием обычно служит ширина аномальной зоны. Рудным зонам и рудным телам обычно соответствуют узкие локальные аномалии, представленные на графике гамма-съемки острыми высокими максимами. ДОПИСАТЬ. Четвертым критерием служит геологическая обстановка, к которой приурочена аномалия. Пятым критерием может служить взаимное расположение аномалий. Анализ аномалий и вся основная обработка результатов аэрогаммасъемки должны проводиться обязательно в процессе полевых работ. Наземная проверка аномалий обычно проводится в 2 стадии: предварительной и детальной. В ходе предварительной отбраковываются какие-то аномалии. Эта предварительная стадия наземной проверки обычно включает пешеходную, а иногда и аэросъемку площади аномалий, геологическую рекогносцировку участка, изучение обнажений, осыпей и имеющихся горных выработок. В отдельных случаях проводят проходку нескольких новых выработок легкого типа, измерение гамма-активности пород, изучение металлометрических и шлиховых проб, а также эманационные измерения по отдельным профилям. Задачей детальной стадии наземной проверки является окончательная оценка перспективности оруденения. Основными видами работ при детальной наземной проверке аномалий является геологическая съемка масштаба не мельче 1:10000, площадная пешеходная гамма-съемка или эманационная съемка масштаба 1:2000, 1:5000, проходка канав, расчисток и шурфов, а в отдельных случаях и бурение скважин.

Аэрогаммасъемка в настоящее время используется при геологическом картировании в различных масштабах и при поисках месторождений радиоактивных руд. Аэрогаммасъемка также применяется при поисках нефтяных структур, которым соответствуют заметные минимумы гамма-поля.

Дистанционные методы поисков

Принципиальная схема состоит из следующих блоков:

Сцена – то, что находится перед датчиком, она подлежит изучению. При дистанционном наиболее часто используются излученные или отраженные волны. Когда используются отраженные волны необходим источник облучения. Он может быть пассивным (Солнце) или активным (лазер, радар). Отраженные физические поля измеряются датчиком, входящим в состав высотного комплекса (самолет, спутник), который кроме измерений служит для первичной обработки и передачи данных наземных исследований. Данные, закодированные в электромагнитном сигнале, доставляются в наземный комплекс, в котором происходит их хранение, прием, обработка, регистрация и т.д. После обработки данные обычно передаются в кадровую форму и выдаются в качестве материалов дистанционного зондирования, которые по традиции называются космоснимками. Пользователь, опираясь на внешнюю базу даных, а также на внешнюю базу данных, а также собственный опыт, проводит интерпретацию данныхзондирования и создаёт геологическую модель сцены, которая предназначена для решения постоянных геологических задач. Достоверность модели проверяется сопоставлением модели и сцены.

Виды дистанционных зондирований:

1) Радарная съемка – важнейший вид дистанционной съемки, используется в условиях, когда непосредственное наблюдение поверхности затруднено различными природными условиями. Она может проводиться в темное время суток, поскольку является активной. Для радарной съемки обычно используются радиолокаторы бокового обзора, установленные на самолетах или искуственного спутника Земли. С помощью этого радиолокатора дистанционная съемка осуществляется в радиодиапазоне электромагнитного спектра. Сущность съемки заключается в посылке радиосигнала, отражающегося от поверхности изучаемого объекта и фиксируемого на пприемнике, установленном на борту носителя. Радиосигнал вырабатывается специальным генератором, время возвращение его в приемник зависит от расстояния изучаемого объекта. Этот принцип работы радиолокатора, фиксирующего раличное время прохождения зондирующего импульса до объекта и обратно, используется для получения радиолокационных снимков. Изображение фиксируется бегущим по строке световым пятном. Чем дальше объект, тем больше времени на прохождение отражаемого сигнала до его фиксации электронно-лучевой трубкой, совмещенной со специальной кинокамерой;

2 ) Инфракрасная или тепловая съемка основана на выявлении тепловых аномалий, путем фиксации теплового излучения объектов Земли, обусловленного эндогенным теплом или солнечным излучением. Оно широко применяется в геологии. Температурные неоднородности поверхности Земли возникают в результате неодинакового нагрева различных ее участков. Инфракрасный диапазон спектра электромагнитных колебаний условно делится на 3 части: ближний диапазон (0.74-1.35микрон), средний (1.35-3.50), дальний (3.50 – 10000). Солнечное (внешнее) и энодгенное (внутренее) тепло нагревают геологические объекты по-разному, в зависимости от литологических свойств пород, тепловой инерции, влажности, альбедо и многих других причин. Инфракрасное излучение, проходя через атмосферу, избирательно поглощается, в связи с чем тепловую съемку можно проводить только в зоне расположения так называемых окон прозрачности. Опытным путем выделено 4 основных окна прозрачности : первый (0.74-2.4микрона), второе (3.40-4.20), третий (8-13), четвертый (30-80);

3) Спектрометрическая съемка проводится с целью измерения отражательной способности горных пород. Знание значений коэффициента спектральной яркости горных пород расширяет возможности геологического дешифрирования, придает ему большую достоверность. Горные породы имеют различную отражательную способность, поэтому отличаются величиной коэффициента спектральной яркости. Спектрометрическая съемка делится на 3 вида :

1) Микроволновая (0.3 см – 1м). Она является более универсальной, т.к. исключает влияние атмосфер;

2) Инфракрасная (0.3 – 10000 микрометров) выявляющая температурные неоднородности оп энергетической яркости изучаемых объектов;

3) Спетрометрия видимого и ближнего инфракрасного излучения (0.3 – 1.4микрометра), фиксирующая спектральное распределение отражательного радиационного излучения.

Геологические объекты отражаются с разной степенью контраста на космоснимках, зависящего от спектральных особенностей горных пород.

4) Лидарная съемка является активной и основана на непрерывном получении отклика от отражающей поверхности, подсвечиваемой лазерным монохроматическим излучением. Частота излучателя настраивается на резонансные частоты поглощения сканируемого компонента так, что в случае его наземных концентраций соотношение отклика в точках концентрирования и вне их будут резко отличаться. Фактические лидарная съемка – геохимическая съемка приповерхностных слоев литосферы, ориентированная на обнражение микроэлементов или их соединений, концентрирующихся на поверхности. Устройство лидарной съемки оборудуется на низковысотных носителях.

Условия рационального применения поисковых методов

Правильное отнесение района поисков к какому-либо определенному типу геологической обстановки, позволяет более или менее обоснованно судить о возможности открытия в его пределах месторождений тех или иных полезных ископаемых, а тем самым и о необходимом для его обнаружения комплексе поисковых методов. Возможность применения различных поисковых методов и достоверность получаемых данных также определяется ландшафтными условиями района поисков. Учитывая разнообразие геологических обсатновок и ландшафтных условий поисков, целесообразно кратко сформулировать условия рационального применения всех ранее перечисленных поисковых методов.

1) Обычные геологические методы (визуальные) успешно применяются в обнаженных районах, в то время как в закрытых районах эти методы неприменимы;

2) Шлиховой метод может использоваться для поисков месторождений всех рудных минералов, образующих механические вторичные ореолы. Он применим при разнообразных условиях рельефа, но особо эффективен в обнаженных районах с умеренно расчлененным рельефом;

3) Металлометрическое опробование потоков рассеяния дает хорошие результаты в складчатых областях и на щитах при средне-горном и низкогорном рельефе. Метод применим для поисков месторождений меди, молибдена, свинца и цинка, кобальта, сурьмы, ртути и золота;

4) Металлометрическая съемка по вторичным ореолам рассеяния применима на мощности до 3м. При большей мощности наносов металлометрические пробы необходимо отбирать из специальных выработок или скважин. Наиболее эффективно применение метода в аридном климате;

5) Гидрогеохимический метод дает особенно хорошие результаты при поисках минеральных солей, но также подходит для поисков растворимых металлических элементов эндогенных месторождений. Этот метод более глубинный, чем металлометрический;

6) Аэромагнитометрический метод может использоваться в районах с различными ландшафтными условиями. Глубинность методы – до 600м. Мощность почвенно-растительного слоя не имеет значения. Метод широко рпименяется для поисков всех месторождений, в которых есть магнитный минерал;

7) Аэрорадиометрический метод наиболее эффективен в раойнах с активным климатом, но очень сильно мешает растительный покров. Если имеются рыхлые отложения он неприменим. Этот метод применяется для поисков месторождений не только радиоактивных руд, но и других, содержащих радиоактивные элементы.

Методика поисковых работ, заключающаяся в применении наиболее рационального комплекса методов в определенной последовательности, зависит не только от типа месторождений полезных ископаемых, характерных для района поисков, но и отобщих природных условий, в которых они осуществляются.

В областях сплошного развития мощного четвертичного покрова обычные геологические методы не могут быть использованы. Здесь можно вести описки только сочетая геофизические методы с бурением.

В открытых областях можно выделить по крайней мере 3 типа районов, отличающихся по степени обнаженности и возможностям обнаружения месторождений геологическими методами.

Вне зависимости от геологического строения района эти возможности определяются резкостью и глубиной расчленения рельефа.

Районы с высокогорным сильнорасчлененным рельефом, а также с альпийскими формами рельефа, наиболее благоприятны для применения обычных методов поисков. На втором месте по проведению наземных геологических поисков находятся все остальные открытые районы складчатых областей. Это в основном среднегорные районы и нагорья, а также области низких гор, плоскогорья. К малоблагоприятным районам относятся слаборасчлененные равнины и плато.

Применение горных и буровых работ при поисках полезных ископаемых

Горные и буровые работы применяются почти всегда и на всех этапах поисков в качестве вспомогательного метода, а также как самостоятельный метод поиска. Расчистки, закопушки, каналы и шурфы используются для создания искусственных обнажений коренных пород при сравнительно небольшой мощности рыхлых отложений (до10м). Они широко применяются для взятия шлиховых и геохимических проб, проверки геофизических аномалий, а также для вскрытия выходов рудных тел, прослеживания их и оконтуривания. С этими же целями, но при большей мощности наносов, используются буровые скважины. Особое значение имеют буровые работы при поисках полезных ископаемых в закрытых районах. Буровые работы применяются для получения геологических данных, при геофизических исследованиях, геохимических методах поисков, а также для проверки выявленных аномалий. Кроме этого горно-буровые работы имеют и самостоятельное поисковое значение. Они используются, прежде всего, тогда, когда физические свойства вмещающих пород и руд очень мало или почти не различаются, вследствие чего геофизические методы не могут дать положительных результатов, а также когда рудные тела не образуют ощутимых геохимических ореолов рассеяния, вследствие чего неприменимы и геохимические методы. Например, при поисках слюдоносных или керамических пегматитов, залегающих в кварц-полевошпатовых породах и перекрытых рыхлыми отложениями, в большинстве случаев может быть использован только метод геологической съемки. В подобных условиях поиски проводят путем проходки канав или шурфов по поисковым линиям, расположенным в крест предполагаемого простирания пегматитовых тел. Если мощность рыхлых наносов большая, поиски осуществляются путем проходки буровых скважин. При этом расстояние между поисковыми линиями определяется протяженностью промышленно интересных рудных тел по простиранию, а расстояние между скважинами выбирается с таким расчетом, чтобы не пропустить искомый объект. При крутом падении рудных тел скважины задают наклонными в сторону висячего бока рудных тел, при пологом или горизонтальном их залегании проходят вертикальные скважины. Применение горно-буровых работ при поисках затрудняется их высокой стоимостью и громоздкостью оборудования.

Комплексность поисковых работ

Комплексность поисковых работ следует рассматривать в двух направлениях:

1) Все поисковые работы, выполняемые на любом этапе, должны иметь целью выявление всего комплекса полезных ископаемых, представляющих интерес для народного хозяйства;

2) При выполнении поисков в определенных геологических условиях необходимо использовать такой комплекс методов, который обеспечивал бы наибольший успех и эффективность выполнения поставленной задачи.

Практика показывает, что в ряде случаев имело место такое положение, когда в некоторых районах проводились целенаправленные поисковые работы только на определенные полезные ископаемые, а выявлению других полезных ископаемых не уделялось внимания, и они оставались необнаруженными. Это вызывает неоправданные затраты материальных средств, уменьшает эффективность поисковых работ и на многие годы задерживает выявление важных для народного хозяйства полезных ископаемых. Поэтому при постановке целенаправленных поисковых работ на определенные полезные ископаемые, должны быть проанализированы все геологические поисковые предпосылки и признаки, с целью выявления возможного присутствия всех полезных ископаемых в данных геологических условиях. Успех поисков определяется выбором рационального комплекса методов. Основой всех поисков является геологическая съемка. Выявленные при этой съемке геологические и геоморфологические закономерности, контролирующие пространственное размещение полезных ископаемых, а также установленные физические свойства и минеральный состав пород и руд служат основой для выбора наиболее эффективных методов поисков. Далее необходимо установить предполагаемый формационный и геолого-промышленный тип месторождений, детально проанализировать надежность тех или иных предпосылок и признаков и определить возможные площади развития ожидаемых месторождений. Во многих случаях каким-либо одним методом нельзя обеспечить надежное выполнение поисков. Тогда приходится применять два или более различных методов, в комплексе обеспечивающих надежное и эффективное выполнение поисковых работ. Следует отметить, что выбор рационального комплекса методов и разработка методики и техники их выполнения нередко бывает довольно сложной задачей и вызывает необходимость проведения предварительных экспериментальных работ. Важным фактором увеличения эффективности поисков является привлечение местного населения, поэтому на месте работ геолог должен обратиться в руководящие органы, рассказать о задачах работ на предприятии в колхозах, совхозах, школах. При этом важно популярно изложить поисковые признаки полезных ископаемых и простейшие методы поисков.

Рассмотрим рациональные комплексы поисковых методов при поисках железных руд различного происхождения. Месторождения железных руд характеризуются большим разнообразием промышленных и генетических типов, а также различными поисковыми признаками. При поисках месторождений железистых кварцитов и связанных с ними залежей скарновых и титано-магнетитовых месторождений железа, характеризующихся высокой магнитной восприимчивостью, наряду с геологической съемкой широко применяются геофизические методы (аэромагнитная и наземная магнитометрия, в сочетании с гравиметрией). В условиях хорошей обнаженности при поисках этих месторождений с успехом могут быть использованы методы, основанные на изучении механических ореолов рассеяния. Поиски осадочных лимонит-гематитовых месторождений железа осуществляются главным образом методом геологической съемки в сочетании с методами, основанными на изучении физических свойств пород, прежде всего, лито-химическими методами. В закрытых районах для поисков таких месторождений используются и геофизические методы, прежде всего, электроразведка, основанная, прежде всего, на большей электропроводности руд, по сравнению с вмещающими породами. Карбонатные железные руды гидротермально-метамосатического происхождения могут быть выявлены методами, основанными на изучении механического ореола рассеяния.

Особенности поисков в различных физико-географических условиях

Для выбора методов и организации поисковых работ существенное значение имеют физико-географические условия. В высокогорных условиях, характеризующихся резким и глубоким расчленением рельефа, наличием абсолютных отметок, достигающих 5000м и больше, и с относительным превышением до 3000м происходит интенсивное физическое выветривание. В связи с этим коренные породы хорошо обнажены и потоки механического рассеяния рудного вещества широко развиты. Зона окисления руд слабо развита или почти отсутствует. Хорошо развитая гидросеть, при наличии глубоко промываемых структур, способствует образованию отчетливо выраженных гидрохимических ореолов рассеяния. Такие условия благоприятны для выявления месторождений полезных ископаемых. Наиболее эффективны здесь методы геологической съемки с использованием аэрофотоснимков, обломочно-речной и в отдельных случаях шлиховой, гидрохимический метод поисков. Однако эти методы в данных условиях являются довольно тяжелыми для выполнения поисков, что обусловлено трудной проходимостью территории, отсутствием транспортных путей, и поэтому главный метод – геологическая съемка. Среднегорные условия характеризуются абсолютными высотам идо 3500м. Рельеф тоже сильно расчленен. Относительные отметки достигают тысячи м, иногда и более, однако формы рельефа более сглаженные, обнаженность коренных пород меньше, чем в высокогорных районах, значительная часть склонов покрыта лесной и травяной растительностью. Широко развиты и четко выражены механические, местами литохимические и гидрохимические ореолы и потоки рассеяния. Практически в этих условиях применимы любые методы поисков. В северных районах более широко развито физическое выветривание, а следовательно и механические ореолы рассеяния. В южных районах наоборот преобладают химические процессы разрушения пород и руд и более широко развиты геохимические ореолы рассеяния. Мелкосопочники характеризуются абсолютными высотами от 100 до 1000м и относительным превышением порядка 100-300м. Склоны и вершины, а также обширные водоразделы пологи, покрыты аллювиально-делювиальными отложениями, почвенным слоем, во многих местах развита густая растительность. В этих условиях поиски методом геологической съемки менее эффективны по сравнению с вышеперечисленными, т.к. плохая обнаженность коренных пород вызывает необходимость проведения значительного объема горных и буровых работ. Эффективность поисков может быть повышена за счет широкого применения обломочно-речного, шлихового и особенно геохимических и геофизических методов. Весьма успешно могут быть использованы также аэрометоды. Равнинные низменности, занимающие обширные площади в пределах Русской и Сибирской платформ западно-сибирской низменности, характеризуется развитием аккумулятивных форм рельефа. Обширные аллювиальные равнины, значительные площади которых заболочены, имеют абсолютные отметки до 200м. Коренные породы здесь перекрыты аллювиальными, озерными и другими рыхлыми отложениями. Проведение поисков здесь затруднено и требует больших затрат труда и средств. Главными методами поиска в этих условиях являются геофизические. Геологическая съемка сопровождается большим объемом картировочного бурения. Решающее значение буровых работ заключается в проведении поисковых работ различными методами. В зонах пустынь развиты эоловые аккумулятивные формы рельефа. Коренные породы покрыты довольно мощным слоем эоловых отложений. Наиболее успешно здесь применяют аэрометоды, геофизические методы, в особенности аэрогеофизические методы. Геологическая съемка в этих условия проводится в сочетании с геофизическими методами и сопровождается большим объемом буровых работ.

Поиски “слепых” и погребенных залежей полезных ископаемых

Фонд выходящих на поверхность открываемых месторождений все время мешается и в настоящее время возникает необходимость выявления так называемых закрытых месторождений. К ним относятся:

1) месторождения, вскрытые эрозией и затем погребенные под мощные четвертичные отложения;

2) месторождения, вскрытые эрозией в предыдущие эпохи и перекрытые породами иного возраста – перкрытые.

3) месторождения в толще коренных пород, не вскрытые эрозией на глубине.

Пространственное размещение открытых и закрытых месторождений контролируется в принципе одними и теми же геологическими закономерностями. Но для выявления закрытых месторождений требуется более детальное всестороннее изучение геологического строения исследуемой территории, а также знание геологии уже открытых аналогичных месторождений. При поисках месторождений, залегающих под мощными четвертичными отложениями, проведение геологической съемки сильно затруднено. В этих условиях приобретают особое значение геофизические методы, как для выявления геологического строения территории, так и непосредственно для выявления залежей полезного ископаемого. Важная роль принадлежит также геохимическим методам, основанным на изучении вторичных, в том числе и погребенных ореолов рассеяния. При мощности рыхлых экранирующих отложений, достигающих 20-30м и более, наиболее рационально применять геохимические методы поисков с бурением скважин по четвертичным отложениям, учитывая возможность обнаружения погребенных ореолов рассеяния. Глубина скважин, а также глубина отбора проб в каждом конкретном случае должна определяться экспериментально. Во многих случаях при глубине наносов до 10м поиски могут быть осуществлены методом обычной литохимической съемки. Поиски месторождений, перекрытых коренными породами дочетвертичного возраста, являются более сложной задачей, по сравнению с предыдущей, т.к. их вторичные ореолы рассеяния бывают выражены весьма нечетко, а первичные ореолы обычно отсутствуют. Поиски таких месторождений осуществляются, прежде всего, путем геолого-структурного изучения территории. Существенную помощь может оказать применение геофизических методов. Из геохимических методов использую в основном гидрогеохимические исследования. Для поисков месторождений в таких условиях необходимо использовать большой объем буровых работ. Последние применяются для проверки геологических данных, геофизических аномалий и вскрытия залежей полезных ископаемых. Поиски слепых залежей полезных ископаемых проводятся на основании тщательного изучения геологического строения территории, анализа геологических разрезов и геологических структур. Это особенно касается пластовых залежей полезных ископаемых осадочного генезиса. Для таких месторождений метод геологической съемки является главным, а иногда и единственным. Поиски слепых эндогенных месторождений также осуществляются на основе геологической съемки, позволяющей выделить рудоподводящие, рудоконтролирующие структуры и положение продуктивных вмещающих пород. Но главными методами для обнаружения полезных ископаемых служат геофизические методы, а также геохимические. При этом существенная роль принадлежит гидрогеохимическим методам, поскольку ореолы рассеяния практически отсутствуют. Поиски скрытых месторождений связаны с большими материальными и трудовыми затратами, поэтому в первую очередь они должны проводиться на нижних горизонтах осваиваемых месторождений и на площадях, прилегающих к действующим горным предприятиям. На других площадях, удаленных от этих предприятий, поиски скрытых месторождений ставятся с учетом технико-экономической обстановки и потребности народного хозяйства в полезном ископаемом.

Разведка месторождений полезных ископаемых

Разведка представляет собой комплекс исследований и необходимых для их выполнения работ, направленных на определение промышленного значения данного месторождения. Разведочные работы на месторождении полезного ископаемого производятся, прежде всего, в целях определения количества и качества заключенного в нем полезного ископаемого, а также для выяснения природных и экономических условий, в которых находятся месторождения. Количество полезного ископаемого определяется занимаемым им объемом, следовательно, целью разведки в этом отношении является выяснение формы и размеров разведуемого месторождения. Выяснение качества полезного ископаемого должно сводиться к определению химического и минерального состава, а также типа природных руд и к установлению технологических свойств руд и их сортов. Количество и качество полезного ископаемого представляет собой единое целое, т.к. с одной стороны форма месторождения устанавливается в зависимости от качественного показателя минимума, определяющего контуры промышленного участка, а с другой стороны качество полезного ископаемого заключено всегда в пределах некоторой формы тел, образующих месторождение и вне ее рассматриваться в недрах не может. В основе задач, стоящих перед разведкой лежит необходимость эффективного изучения геологических закономерностей, предопределяющих форму, качество и условия залегания тел полезных ископаемых и изменчивость их основных свойств. Необходимо выяснить и другие важные условия, влияющие на оценку месторождения:

1) глубину и элементы залегания всех частей месторождения; выяснение этих вопросов должно проводиться достаточно точно, т.к. данные о глубине и элементах залегания месторождения определяют выбор способа вскрытия и обработки месторождения;

2) физические свойства полезных ископаемых и вмещающих пород (плотность, устойчивость, влагоемкость и другие);

3) гидрогеологические условия (обводненность месторождения, необходимая мощность водоотлива);

4) транспортные возможности;

5) энергетические ресурсы и топливо;

6) виды местных строительных материалов и возможность их использования для промышленного и бытового строительства;

7) способность экономического и бытового уклада населения района.

Несмотря на большое разнообразие месторождений полезных искапаемых в основу разведки любого месторождения могут быть положены одни и те же принципы.

1) принцип последовательных приближений;

2) принцип полноты исследований;

3) принцип равной достоверности;

4) принцип наименьших затрат средств и времени.

Принцип последовательных приближений говорит о постепенном наращивании знаний об изучаемом месторождении и районе по этапам и стадиям. Каждая новая разведочная выработка дает прирост знание. В эту же часть можно включить принцип геологического прогноза. Проектирование каждой разведочной выработки основывается на геологическом прогнозе и ее проходка или подтверждает этот прогноз, или опровергает его.

Принцип полноты исследований требует не только решения основных задач разведки, но и получение всех данных, необходимых для проектирования и строительства горно-рудных предприятий. Важнейшим положением принципа полноты исследований является увязка данных месторождений с технологией добычи обработки и добычи минерального сырья.

В основе принципа равной достоверности, лежит положение о том, что природные тела характеризуются изменчивостью форм и качества, уловить которую проще всего при равномерном расположении разведочных выработок или пунктов опробования.

Принцип наименьших затрат средств и времени является основных положением разведки. Затраты разделяются на трудовые и материальные, при этом сокращение затрат времени является одной из важнейших задач. Иногда для сокращения времени разведки месторождения целесообразно идти на бОльшие затраты труда и материала, а в некоторых случаях отчасти даже игнорировать другие перечисленные принципы.

источник

Источники:
  • http://www.mining-portal.ru/publish/razvedka-poleznyih-iskopaemyih--kak-vedut-geologorazvedochnyie-rabotyi/
  • http://geoideal.ru/uslugi/17-razvedka-i-dobycha-poleznykh-iskopaemykh
  • http://geoideal.ru/uslugi/17-razvedka-i-dobycha-poleznykh-iskopaemykh
  • http://lektsia.com/1x2567.html
  • http://helpiks.org/3-100458.html
  • http://studfiles.net/preview/2439344/page:12/
  • http://www.studmed.ru/view/lekcii-poiski-i-razvedka-mestorozhdeniy-poleznyh-iskopaemyh_8db10fd12b4.html