Основные задачи и методы рудничной геологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Основные задачи и методы рудничной геологии.

Выделяемые в настоя-щее время стадии поисков, разведки, доразведки месторождений полез-ных ископаемых, их эксплуатация являются составными частями длитель-ного, в ряде случаев непрерывного процесса, немыслимого без постоянно-го геологического обеспечения в самом широком смысле этого понятия. В зависимости от специфики решаемых задач характер деятельности геолога меняется, и особенно существенно с началом промышленного освоения месторождения. Круг вопросов, стоящих перед геологом в процессе разработки месторождений, по сравнению с пред-шествующими стадиями -- поисков и разведки, значительно расширя-ется. Становятся более тесными производственные и научные связи геоло-гов со специалистами ряда смежных технических дисциплин -- горняками, маркшейдерами, обогатителями, экономистами. Поэтому на практике уже давно из научной дисциплины "Поиски и разведка месторождений по-лезных ископаемых" выделился комплекс проблем и вопросов, решае-мых геологами в период строительства предприятия и эксплуатации мес-торождения. Указанный комплекс, постоянно пополняясь новыми, более сложными задачами, постепенно оформился в самостоятельный раздел и, наконец, в научную дисциплину - рудничную геологию, имеющую соб-ственные цели, предмет и методы исследования.

Основная цель рудничной геологии в насто-ящее время рассматривается как создание научно-обоснованных методов всестороннего геологического обслуживания горнодобывающих пред-приятий в процессе промышленного освоения и эксплуатации месторож-дений.

Основной метод исследования - оценка геолого-экономических свойств подготавливаемого к освоению и эксплуатируемого месторож-дения или отдельных его участков и выяснение соответствия принятых способов доразведки, вскрытия, эксплуатационной разведки, систем раз-работки, технологии обогащения руд изучаемого объекта этим свой-ствам.

Главным источником информации служат постоянная геологическая документация всех разведочных и горно-эксплуатационных выработок, картирование и различного вида опробование, минералогические, геофи-зические, геохимические и другие виды исследований, технико-экономи-ческие расчеты.

Выделяются следующие, тесно связанные между собой задачи:

1) не-прерывное изучение и уточнение особенностей геологического строения месторождения в процессе его промышленного освоения и эксплуатации;

2) укрепление минерально-сырьевой базы эксплуатируемого месторож-дения с целью максимально возможного продления срока существова-ния горно-обогатительного комбината или увеличения его производствен-ной мощности путем реконструкции;

3) геологическое обеспечение про-изводственной деятельности предприятия, и, в первую очередь, горного комплекса и обогатительной фабрики с целью повышения технико-эконо-мической эффективности их работы; 4) геологический контроль за ка-чеством и полнотой использования недр при эксплуатации и за охраной окружающей среды от вредного влияния длительно проводимых горных работ.

По образному выражению В.М. Крейтера, "каждый рудник представ-ляет для геолога огромную исследовательскую лабораторию, где каждый день получаются все новые и новые факты в связи с проведением горно-капитальных, подготовительных и очистных работ".

Действительно, в процессе повседневной работы, систематически наблюдая в подземных горных выработках, на уступах карьеров детали строения рудных тел, особенности их поведения по простиранию и на глубину, характер изменчивости оруденения и многое другое, руднич-ные геологи собирают и имеют возможность обобщить фактический материал, по объему, достоверности, а следовательно и по своей научной ценности превосходящий данные, получаемые на стадиях поисков, пред-варительной и детальной разведки. архонское месторождение ископаемое запас

Известно, что любые данные, полученные в процессе геологоразведоч-ных работ, представляют собой лишь более или менее полную выборку из генеральной совокупности. Поэтому каждый геологический прогноз, гипотеза, подсчет запасов полезных ископаемых, основанные на геолого-разведочных данных, получают подтверждение или, наоборот, опровергаются во время изучения месторождения на стадии эксплуатации, когда появляется возможность получения максимального количества наиболее достоверной геологической информации.

Именно изучение, уточнение геологических особенностей обслуживае-мого месторождения наиболее важны, поскольку создают основу для успешного решения остальных задач геологического обслуживания подразделений горнодобывающего предприятия.

При проведении поисково-разведочных работ объектами всесто-роннего изучения служат рудные районы, поля, месторождения. В при-роде не существует абсолютно одинаковых месторождений. Являясь производными сложных геологических и физико-химических процессов, располагаясь в различной обстановке, они характеризуются чрезвычайным разнообразием структурно-морфологических типов рудных тел, их разме-ров и условий залегания, вещественного состава и многих других прису-щих им свойств.

Рудничная геология, наряду с уточнением общего геологического строения месторождений, много внимания уделяет детальному изучению отдельных участков месторождений, рудных тел, обогащенных столбов, расположенных на уже вскрытых горными выработками горизонтах или уступах. Изучение деталей строения месторождений не только не ис-ключает, а, наоборот, настоятельным образом требует формирования у рудничных геологов в процессе обобщения и анализа собранных мате-риалов и самых общих представлений об особенностях обслуживаемого месторождения. Совокупность собранных частных и общих данных (по отдельным месторождениям) позволяет лучше понять историю развития и геологическое строение рудного поля или рудного района, использовать их для различного рода теоретических построений и обобщений.

Рассматриваемая задача решается путем систематического, детального и комплексного изучения и уточнения геологического строения месторож-дения. При этом учитываются требования горного цеха и обогатительной фабрики: необходимость накопления данных для локального прогнози-рования оруденения, поисков и разведки новых участков и рудных тел; важность сбора фактического материала, на основе которого делаются научные обобщения и выводы. Главное внимание в процессе исследова-ний обращается на выявление закономерностей локализации промышлен-ного оруденения в масштабе обогащенных столбов, отдельных участков, рудных тел, на изучение их морфологических особенностей и условий залегания, уточнение минерального состава руд, зональности и характера изменчивости в распределении продуктивных минеральных ассоциаций, полезных компонентов, вредных примесей и т.д.

Основными техническими приемами решения перечисленных задач, в первую очередь, являются детальная геологическая документация всех горных выработок, скважин и очистных работ, разнообразное опробова-ние, геофизические, минералогические и другие виды исследований, составление сводных геологических документов, геометризация рудных образований.

Значительная доля капитальных вложений для развития минерально-сырьевой базы добывающих министерств направляется на коренную ре-конструкцию действующих горнодобывающих предприятий. Поэтому следующая задача, стоящая перед рудничными геологами, - раширение сырьевой базы реконструируемых предприятий путем всемерного усиле-ния геологоразведочных работ как на известных рудных телах, так и в районах, непосредственно прилегающих к рудникам, шахтам или карье-рам. Она реализуется в процессе прослеживания и разведки флангов и глубоких горизонтов известных рудных тел, поисков и разведки в пре-делах рудного поля новых перспективных участков и зон промышлен-ного оруденения, геолого-экономической оценки вновь разведанных запасов полезных ископаемых, а также переоценки известных забалансо-вых запасов с целью выяснения возможности их перевода в балансовые и последующего вовлечения в добычу и переработку. Основными методи-ческими приемами служат различные способы локального количествен-ного прогнозирования, разработка и применение на практике рациональ-ных способов поисков и разведки полезных ископаемых на площадях, прилегающих к эксплуатируемым месторождениям, подготовка материа-лов для составления ТЭО кондиций, различного рода геолого-экономичес-кие расчеты, подсчет разведанных запасов. Максимальные объемы работ по увеличению балансовых запасов эксплуатируемого месторождения обычно проводятся в стадию доразведки за счет средств государственного бюджета, выделяемых горнодобывающему предприятию.

Третья задача -- геологическое обеспечение производственной деятель-ности основных цехов предприятия -- наиболее широка по набору отдель-ных операций и частных задач, которые приходится решать рудничному геологу в процессе его повседневной работы. Успешное выполнение этой задачи требует от него достаточных знаний смежных технических дисцип-лин.

Геологическое обеспечение работы горного цеха предполагает уточне-ние параметров подсчитанных запасов, подготовку исходных данных для составления проектов отработки, участие в планировании направле-ний горных работ на всех уровнях от долгосрочных прогнозов до месяч-ных и декадных графиков, геологический контроль над соблюдением пла-новых направлений горных работ и проектов отработки и т.д.

Перечисленные вопросы решаются путем разработки и внедрения в практику рациональных способов и средств эксплуатационной разведки, подсчета и пересчета запасов выемочных единиц и их геолого-экономи-ческой оценки с учетом реально сложившихся на предприятиях технико-экономических показателей; сравнения данных разведки с результатами эксплуатации и выявления причин, обусловивших расхождения, а также путем проведения геологической, гидрогеологической, инженерно-геоло-гической и других видов документации и т.д.

Помощь обогатительной фабрике предусматривает контроль над веще-ственным составом и физико-механическими свойствами руд, поступа-ющих для переработки, участие в разработке комплексной системы управ-ления качеством добываемых руд с целью увеличения извлечения основ-ных и попутных компонентов и повышения качества выпускаемой про-дукции.

Решение указанной проблемы обеспечивается, главным образом, путем систематического опробования, геолого-технологического карти-рования, выяснения закономерностей распределения отдельных сортов и типов руд, детального изучения химического и минерального состава руд, различного рода лежалых продуктов, концентратов и хвостов обо-гащения.

Геологический контроль за качеством и полнотой отработки недр и охраной окружающей среды осуществляется путем проведения эксплуа-тационного опробования, учета различного рода потерь и разубоживания полезного ископаемого, составления разнообразных балансов запасов полезных ископаемых и отходов производства, участия в разработке проектов на рекультивацию земель, мероприятий по поддержанию дебита и охраны от загрязнения источников питьевого водоснабжения и т.д.

Даже неполное перечисление задач и проблем, стоящих перед руднич-ной геологией, ясно показывает, насколько она тесно связана с различ-ными разделами горного дела и других технических дисциплин.

В рудничной геологии еще достаточно методически слабо разработанных вопросов, поэтому оптимальное решение их и внедрение рекомендаций в производство позволит не только укрепить минерально-сырьевую базу, но и существенно улучшить технико-экономические показатели произ-водственной деятельности горнодобывающих предприятий.

1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Архонское полиметаллическое месторождение расположено в центральной части Северного Кавказа и административно относится к Алагирскому району республики Северная Осетия-Алания.

Рис.1 Местоположение Архонского месторождения на географической карте

Месторождение входит в структуру Архонского рудника Садонского свинцово-цинкового комбината, управление которого расположено в пос. Мизур. Через пос. Мизур проходит Транскавказская автомагистраль, связывающая поселок с административным центром района г. Алагир, где находится конечная железнодо-рожная станция ветки Алагир--Дарг-Кох. Город Владикавказ -- столица республики РСО-Алания, где находится завод «Электроцинк», основной потребитель сырья Садонского свинцово-цинкового комбината, связывает с Мизурской обогатительной фабрикой, расположенной в пос. Мизур, шоссейная дорога протяженностью 73км.

Район месторождения характеризуется развитием глубоких ущелий и находится в так называемой Северной юрской депрессии, расположенной между Боковым хребтом на юге и Скалистым - на севере. Боковой хребет в районе работ представлен горно-ледниковыми вершинами Адай-Хох (4122м), Цмиаком-Хох (4117м), Тепли (4423м) и Архон (4158м), разделенными долинами рек Ардон, Баддон, Цазиудон.

Скалистый хребет имеет среднюю высоту 3000 м. Внешними чертами рельефа этого хребта являются покатые, относительно ровные северные склоны и крутые, обрывистые южные с относительными высотами 1000-1200 м. Глубоким поперечным ущельем р. Ардон он расчленен на Кионский и Кариухохский горные массивы. К главным факторам, создавшим сложный расчлененный рельеф района, относятся геологические (литологический состав и тектоника), эрозионная деятельность оледенения и речной сети. Так, осадочные породы юрского возраста образуют пологие сглаженные формы рельефа, как правило, покрытые осыпями большой мощности. Вулканогенные образования дают более расчлененные, часто скалистые формы рельефа.

2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Месторождение приурочено к западной части Архоно-Холстинской горст-антиклинали. Ее ядро сложено гранитоидами, а крылья - осадочно-вулканогенной толщей. Азимут падения осевой плоскости - 280-290. Антиклиналь, в общем, имеет симметричное строение с тенденцией опрокидывания к югу.

Структура месторождения носит блоковый характер, который определили региональные Садоно-Унальский сброс и Диагональный взбросо-сдвиг, а также взбросы местного значения - Октябрьский и Дейкауский.

Садоно-Унальский сброс имеет субширотное простирание в западной и восточной частях месторождения и северо-западное (315) - в центральной части на Архонском участке. Падение сброса крутое (75-80) на юг. По сбросу юго-западное крыло антиклинали опущено более чем на 500 м. По этой причине граниты и перекрывающие их породы осадочно-вулканогенной толщи приведены в соприкосновение с аргиллитами. В пределах месторождения разлом прослежен на 1,5 км, по падению - на 460 м (шт. 30, 1447 м; шт. 23, 1188,8 м; шт. 20, 1142,2 м; 1 горизонт, 1025 м; шт. 22, 965 м). Зона смятия сброса мощностью до 50 м развита, в основном, в висячем боку в порфиритах и аргиллитах. В зоне разлома установлена слабая гидротермальная минерализация, выдержанная линзами кварца и кальцита мощностью до 10 см. Разлом является южной границей месторождения.

Диагональный взбросо-сдвиг имеет азимут простирания 300-310 и крутое, под углами 65-80, падение на юго-запад. Он осложняет сопряжение сводной части и северного крыла антиклинали. Горизонтальное смещение по разлому составляет порядка 1,5 км, вертикальное - около 700 м. К востоку от р. Архондон амплитуда взбросо-сдвига резко затухает. На сегодняшней стадии изученности его пространственного положения в восточной части (между Октябрьским и Холстинским месторождениями) можно сделать вывод о том, что Диагональный разлом сопрягается в районе Холстинского месторождения с Галау-Лагатским разломом. Между Садоно-Унальским и Цамадским разломами предполагаемое его залегание скрыто рыхлыми отложениями. В районе Архонского месторождения Диагональный разлом неоднократно пересекался горными выработками на различных горизонтах.

В результате он прослежен на 3 км по простиранию и 500 м по падению. Мощность разлома меняется от нескольких метров до 50 м. Обычно разлом представлен двумя, тремя и более параллельными плоскостями скольжения с тектонической глинкой мощностью от 0,1 до 1 м, разделенными в разной степени трещиноватыми породами.

На поверхности по разлому приведены в соприкосновение граниты висячего бока с покровными порфиритами лежачего, и лишь в восточной части он проходит в покровных порфиритах, а также по контакту порфиритов и песчаников. На глубине, за исключением участка Желтый в западной части месторождения, он полностью залегает в гранитах. Разлом содержит гидротермальную минерализацию в виде кварцевых и кварцево-сульфидных линз, имеющих диагональную ориентировку относительно плоскостей, ограничивающих разлом. Одна из линз, названная Диагональной, отрабатывается Архонским рудником.

Октябрьский взброс, расположенный между Диагональным и Садоно-Унальским разломами, имеет северо-западное простирание и крутое (70-75) падение на северо-восток, на Октябрьском причленяется к Садоно-Унальскому разлому, а на северо-западном фланге сменяется Дейкауским взбросом, смещенным здесь субмеридиональным нарушением на юг на 30 м. Разлом прослежен по простиранию на поверхности и горными выработками на протяжении около 2,5 км (от участка Дейкау до юго-восточного фланга Октябрьского месторождения). По падению нарушение вскрывается почти на 700 мдо уровня 6 горизонта ств. РЭШ-1. Начиная с 1 горизонта, плоскость нарушения проходит в гранитах и имеет обратное (крутое юго-западное) падение.

Амплитуда Октябрьского разлома достоверно не установлена, но она предполагается порядка 1 км. Мощность разлома - от нескольких метров до 10 м. Дейкауский взброс имеет те же элементы залегания. Он прослеживается на Дейкауском участке на 600 м по простиранию и 220 м по падению (от штольни Дейкау до горизонта №4 ств. РЭШ-3). Мощность разлома меняется от нескольких десятков сантиметров до нескольких метров. Изредка в Дейкауском взбросе локализованы линзы кварц-пирротинового состава (шт. 22, 965 м) с некондиционным содержанием свинца и цинка.

Охарактеризованными разломами Архоно-Холстинская антиклиналь по диагонали расчленяется на 3 блока: юго-западный, между Садоно-Унальским и Октябрьским-Дейкауским взбросами, центральный - между Октябрьским-Дейкауским и Диагональным взбросо-сдвигом и северо-восточный, расположенный к северо-востоку от Диагонального взбросо-сдвига.

Юго-Западный блок, тяготеющий к южному крылу Архоно-Холстинской антиклинали, ограничен с юга и юго-запада Садоно-Унальским, с севера - Дейкауским и Октябрьским разломами. Блок, имеющий в плане линзовидные очертания и вытянутый по длинной оси более чем на 2 км, постепенно выклинивается в районе Луарского прогиба, по мере приближения Октябрьского разлома к Садоно-Унальскому. К востоку от Архонского поднятия, в районе Южного прогиба, он имеет наибольшую ширину (до 200 м), что обусловлено выгибанием плоскости Садоно-Унальского разлома к югу. Примечательно, что к этому участку приурочены наиболее продуктивные рудные тела Архонского месторождения и, в том числе, находящаяся в эксплуатации жила Южная. Волнистость тектонической поверхности разлома безусловно является благоприятной для образования рудовмещающих трещин. Данные эксплуатационных и геологоразведочных работ говорят о том, что с глубиной происходит постепенное сужение ширины блока, что, в свою очередь, вызвано выполаживанием угла падения плоскости Октябрьского разлома.

Таким образом, Юго-Западный блок морфологически представлен тектоническим клином, испытавшим многократные тангенциальные и радиальные перемещения. При этом тектонические усилия были реализованы в виде продольных левосторонних взбросо-сдвиговых и сбросо-сдвиговых деформаций.

Юго-западный тектонический блок является одним из наиболее продуктивных. К нему приурочены основная жила Архонского месторождения - Южная, а также ряд более мелких жил - Пионерская 1, Новогодняя 1, Зубакинские и жилы №№ 3, 4, 5, 6, 7. Рудные жилы локализованы в трещинах северо-восточного простирания с крутым паданием на северо-запад. Генетически рудовмещающие полости квалифицируются как трещины скола и отрыва, оперяющие Садоно-Унальский разлом. Следует также отметить неравномерный характер распределения жил в пределах блока, что вероятно, увязывается с изменением положения плоскости Садоно-Унальского разлома и наличием поперечных структур, осложняющих Архоно-Холстинскую антиклиналь. Рудные жилы группируются на трех участках: Дейкауском, Архонском и Южном. Жилы Дейкауского участка приурочены к одноименному прогибу, тяготеющему к южному крылу Архоно-Холстинской антиклинали; Архонского участка - к Архонскому поднятию; жилы 3,4,5,6,7 - к южному прогибу.

Центральный тектонический блок в основном приурочен к приосевой зоне Архон-Холстинской антиклинали и представляет пластину протяженностью более 5 км с меняющейся мощностью, достигающей максимальной величины (около 500 м) в районе Луарского прогиба. С юго-запада он ограничен Октябрьским и Садоно-Унальским, с северо-востока Диагональным и Галау-Лагатским разломами, и выклинивается западнее Холстинского месторождения. Для блока также характерно постепенное сокращение мощности пластины с глубиной, что обусловлено более пологим падением тектонической плоскости Галау-Лагатского разлома, по сравнению с Садоно-Унальским.

По своей генетической природе образование пластины связано с многократным сдвигом и сбросовыми деформациями по ограничивающим плоскостям. Вероятно, здесь можно говорить о более значительных вертикальных перемещениях - амплитудах, по сравнению с соприкасающимися с юга и севера блоками. Таким образом, Центральный блок как бы выжат по сравнению с последними. К центральному блоку приурочены жилы Комсомольская 2, Пионерская 2, Молодежная 2, новая, Казгин 1 и 2, Слепая, Главная и Главная 1 - на Архоне; жилы Октябрьские, Восточные, Верхне-Луарская, рудная зона 12, а так же на Холсте - жилы Западные, Вертикальная, Верхняя, Главная.

Северо-Восточный блок слагает северное крыло Архоно-Холстинской антиклинали. С юго-запада он ограничен Диагональным и Галау-Лагатским разломами, а с северо-востока - разломами Цирх и Широтным. В отличие от ранее охарактеризованных, Северо-Восточный блок в юго-восточном направлении и с глубиной заметно расширяется. Расширение обусловлено противоположным падением ограничивающих его разломов.

Следует отметить, что Северо-Восточный блок, подобно ранее описанным, испытал многократно повторяющиеся сдвиговые и взбросовые деформации, уступающие по амплитуде перемещения 1 и 2 блокам. Этим, вероятно, объясняется относительная приподнятость Центрального блока.

Северо-восточный тектонический блок характеризуется относительно меньшей изученностью и разведанностью, хотя в его пределах известны продуктивные рудные жилы Холстинского и Архонского месторождений, размещенные в пределах одноименных поперечных поднятий. Последние разделены Луарским прогибом, в котором разведочными работами вскрыты жилы Северная, Архонские 1, 2, 3 и Малая, также заслуживающее внимание для дальнейшего изучения.

Таким образом, структура Архонского месторождения характеризуется сложным блоковым строением. Интенсивность оруденения тектонических блоков связана со степенью их деформированности, которая была более интенсивна в юго-западном блоке. Рудные жилы группируются в небольших участках, разобщенных безрудными интервалами в 250-600 м. Их размещение контролируется поперечными поднятиями и прогибами. Особенно продуктивной оказалась структура сопряжения поперечного рогиба со сводовой частью антиклинали. К ней приурочена наиболее крупная жила Архонского месторождения - Южная.

На месторождении известно большое число разрывных нарушений различной ориентировки.

По содержанию в них рудной минерализации они делятся на 3 группы:

- рудовмещающие;

- содержащие рудную минерализацию на сопряжении с рудовмещающими нарушениями;

- безрудные.

Рудовмещающие нарушения образуют 2 системы:

1) северо-восточные (15-60) с крутым падением на северо-запад;

2) северо-восточные (10-80) с крутым падением на юго-восток.

Первая система разрывных нарушений наиболее продуктивная. К ней приурочены крупные рудные тела: Южная, № 5, 6, 7 и др.

Во второй системе локализовано одно из крупных тел Октябрьского месторождения - Северное, а также жилы Пологая, Малая и др.

Вторая группа нарушений представлена системой трещин северо-западного (300-320) простирания с падением на северо-восток и юго-запад под углами 50-70.

Третья группа нарушений не содержит рудную минерализацию.

Вторая и третья группы разрывных нарушений сформировались позже рудовмещающих трещин, но до рудоотложения. Часть нарушений третьей группы - послерудная. Безрудные разрывные нарушения группируются, в основном, в 5-ти системах:

1) субширотные (70-100) с падением на юг (40-70) - 30%;

2) северо-западные (290-340) с падением на северо-восток (60-65) - 25%;

3) субширотные (70-100) с падением на север (55-60) - 15%;

4) северо-западные (290-340) с падением на юго-запад (40-80) - 14%;

5) субмеридиональные (340-20) с падением на восток (50-85) - 10%.

Рудовмещающие нарушения являются трещинами отрыва и скалывания. Об этом свидетельствуют морфология локализованных в них рудных жил и текстуры руд. Рудные тела имеют как припаянные контакты, так и контактную глинку трения. Иногда жилы разветвляются, образуя апофизы.

По направлению перемещения нарушения подразделяются на правые (75%) и левые (25%) взбросо- и сбросо-сдвиги. Амплитуды смещений по разрывным нарушениям колеблются от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров.

План деформации различных участков месторождения имеет существенные отличия, определяющиеся не только принадлежностью к тектоническим блокам, но, по-видимому, и геологической позицией участка в Архоно-Холстинской антиклинали и влиянием крупных дорудных разломов.

Несмотря на крайне неравномерное распределение различных систем трещин, на месторождении установлены определенные закономерности, которыми можно пользоваться для поисков смещенных частей рудных тел при разведке и эксплуатации: все субмеридиональные нарушения с восточным падением смещают рудные жилы влево.

3.1 Описание рудовмещающих пород

В геологическом строении Архонского месторождения принимают участие верхнепалеозойские гранитоиды, их жильные производные аплиты и пегматиты, вулканогенная толща нижнего лейаса и ее жильная фация, осадочная толща среднего и верхнего лейаса, рыхлые четвертичные отложения. Основными рудовмещающими породами месторождения являются гранитоиды и нижние горизонты вулканогенной толщи.

Палеозой (Pz₃). Гранитоиды обнажаются в узком тектоническом блоке, вытянутом в северо-западном направлении на 2 км при ширине 0,1-0,5 км. С глубиной их площадное распространение увеличивается. Состав их меняется от гранитов до кварцевых диоритов. Переходы между разностями постепенные. Среди них преобладают среднезернистые граниты. Отдельные разновидности встречаются в гранитах в виде небольших тел неправильной формы. Граниты относятся к Садонскому типу. Они подразделяются на мусковитовые, двуслюдяные, биотитовые и хлоритизированные. Структура меняется от мелко до крупнозернистой, встречаются также равномерно зернистые и порфировидные. Порфировидные выделения представлены табличками микроклина длиной до 3 см. Основная масса гранитов представлена среднезернистыми хлоритизированными породами зеленовато-серого цвета, состоящими из кварца (33%), идиоморфного олигоклаза и альбитолигоклаза (34%), микроклина (21%), биотита (8-10%), мусковита (до 3%).

Плагиоклаз интенсивно серицитизирован, калиевый полевой шпат слабо каолинизирован, а биотит почти полностью замещен хлоритом. Акцессорные минералы представлены магнетитом, цирконом, ильменитом, сфеном, рутилом.

Для гранитов Архонского месторождения характерен катаклаз, который вблизи тектонических зон сменяется милонитизацией.

Мезозой. Юрские отложения (J). На размытой поверхности гранитов залегает вулканогенная толща с базальным конгломерато-графитовым горизонтом в основании.

Нижний лейас. Базальный горизонт (Jisd₁). Конгломерато-графитовый горизонт имеет мощность от 1 до 10 м и лишь в северном погружении фундамента - до 55 м. Горизонт сложен конгломератами, гравелитами, песчаниками и графитизированными глинистыми сланцами. Галька конгломератов и гравелитов представлена в основном кварцем, реже гранитом и кристаллическими сланцами. Ее размер колеблется от долей см до 5 см.

Нижний лейас. Садонская свита (Jisd₂). Вулканогенная толща залегает на конгломерато-графитовом горизонте, а местами на размытой поверхности гранитов. Она представлена лавами порфиритов, лавобрекчиями, туфами, туфоконгломератами, туфопесчаниками, образующими линзовидные и пластообразные тела. По простиранию и падению перечисленные разновидности пород часто выклиниваются или фациально переходят друг в друга. Мощность толщи крайне невыдержанная, наибольшая - 650 м, - установлена на северо-восточном крыле Архоно-Холстинской антиклинали; в юго-западной части месторождения мощность их изменяется от 200 до 450 м. По составу выделяются: кварцевые, андезито-дацитовые, кварцево-плагиоклазовые, плагиоклаз-роговообманковые, кварцево-плагиоклаз-роговообманковые порфириты.

Наибольшее распространение на месторождении имеют зеленовато-серые плагиоклаз-роговообманковые и андезито-дацитовые порфириты, в восточной части сменяющиеся кварцевыми и кварцево-плагиоклаз-роговообманковым. В северной части месторождения широко развиты кварц-плагиоклазовые разновидности.

Лавы плагиоклаз-роговообманковых порфиритов - зеленовато-серые, массивные, порфировой структуры. Порфировые вкрапленники, представленные соссюритизированным плагиоклазом и хлоритизированной роговой обманкой, имеют размер от 0,1 до 5 мм.

Основная масса замещена серицит-карбонат-хлоритовым агрегатом. Структура - гиалопилитовая, микролитовая, микрофельзитовая.

Андезит-дацитовые порфириты - массивная порфировая порода зеленовато-серой, светло-серой окраски с микрозернистой основной массой. Вкрапления представлены преимущественно плагиоклазами, в меньшей степени, амфиболами, реже кварцем и биотитом, составляя от 10 до 25% всей массы породы. Вкрапленники плагиоклаза обычно крупные, до 2-5 мм, имеют четкие кристаллографические очертания и тонкое двойникование. Плагиоклазы в разной мере замещаются вторичными продуктами (серицитом, пелитом). Вкрапленники роговой обманки имеют четкие контуры и длиннопризматический габитус. Замещаются хлоритом, эпидот-цоизитом, карбонатом. Вкрапленники кварца имеют прямоугольную, реже округлую форму. По периферии резорбированы основной массой. Акцессорные минералы - апатит, ильменит, реже - сфен и циркон.

Кварцево-плагиоклаз-роговообманковые порфириты представляют собой серые и зеленовато-серые массивные породы. Порфировые вкрапленники имеют размер 0,1-3 мм. Структура основной массы - микрофильзитовая, реже - стекловатая. Как вкрапленники, так и основная масса обычно в значительной мере изменены: плагиоклаз серицитизирован, карбонатизирован, иногда хлоритизирован, роговая обманка замещена хлоритом, мусковитом, биотитом. Акцессорные минералы - магнетит, апатит, циркон, пирит.

Кварцевые и кварц-плагиоклазовые порфириты - плотные, частично стекловатые породы светло-серого цвета; в первом случае во вкрапленниках преобладает кварц, во втором кварц и плагиоклаз встречаются примерно в равных количествах. Размер вкрапленников - 0,1-1 мм. Основная масса стекловатая, гиалопилитовая и микропойкилитовая, участками с тонкочешуйчатым хлоритом и серицитом, часто с преобладанием кварца.

Средний лейас. Плинсбахский ярус, верхний подъярус. Осадочная толща представлена мизурской свитой песчаников среднего лейаса и аргиллитами верхнего лейаса.

Песчаники мизурской свиты залегают с небольшим угловым несогласием на породах садонской свиты. На месторождении они встречаются вдоль южной границы в виде двух небольших участков. Мизурская свита - это толща темно-серых, плитчатых, кварцевых песчаников с небольшими прослоями алевролитов и аргиллитов. В ее основании залегает горизонт конгломератов, гравелитов и туфопесчаников мощностью от 1 м до 5 м. Мощность свиты меняется от 80 м до 200 м. Возраст свиты фаунистически обоснован как домерский.

Аргиллиты нижнего подъяруса тоарского яруса согласно перекрывают песчаники мизурской свиты. Ими сложена поверхность юго-западной части месторожнения.

Верхний лейас. Тоарский ярус. Аргиллиты среднего подъяруса тоарского яруса (Jit_1-2) распространены южнее месторождения, к югу от Садоно-Унальского разлома. В составе пачки количество прослоев алевролитов местами достигает 30-60%.

Четвертичные отложения представлены аллювиальными, делювиальными и коллювиальными отложениями.

Аллювиальные отложения залегают в русле р.Архондон.

Наибольшее распространение имеет делювий, который мощным чехлом покрывает площади на пологих гребнях в области развития осадочных и вулканических пород.

Коллювий имеет незначительное распространение и представлен осыпями у основания скальных пород.

Жильные породы представлены среднепалеозойскими аплитами, пегматитами и нижнеюрскими порфиритами.

Аплиты встречаются среди гранитов в виде даек мощностью от 0,2 до 2 м протяженностью несколько метров.

Порфириты залегают в гранитах, изредка в вулканогенной толще. Они образуют дайки северо-западной и северо-восточной ориентировки. Их параметры колеблются в широких пределах: мощность - от нескольких десятков сантиметров до нескольких десятков метров, протяженность - от нескольких метров до нескольких десятков метров. Форма даек линзовидная, реже - штокообразная с апофизами и заплывами во вмещающие породы. Контакты даек четкие, обычно без видимых изменений. Лишь в мощных дайках вблизи контактов с вмещающими породами уменьшается степень кристаллизации.

2.2 Описание тела полезного ископаемого

На Архонском месторождении известно более 40 рудных тел, которые группируются на участках поперечных поднятий и прогибов; безрудные интервалы между ними составляют 160-600 м.

Промышленная ценность различных участков и жил неодинакова. Основная рудная жила месторождения - Южная (участок Южный), далее ряд по крупности продолжают жилы № 5, 6, 7, Пионерская. Остальные жилы относятся к разряду мелких, либо признаны непромышленными (Желтая и Архонский участок, за исключением жилы № 2), либо их промышленная оценка еще не завершена (Октябрьский). Участок Дейкау представлен серией рудных жил: Комсомольская, Пионерская-1, Молодежная-1, Новогодняя-1 в юго-западном блоке и 4 жилы в центральном: Комсомольская-2, Пионерская-2, Молодежная-2 и Новая. Контакты жил с вмещающими гранитами и порфиритами четкие, припаянные, иногда с глинкой трения. По морфологии и составу они довольно однотипны. В соответствии это простые жилы. Сложные и оперенные их интервалы чаще всего появляются на контакте различных пород или на сопряжение с дорудными разломами. Морфологию жил также усложняют мелкие тектонические трещины, разбивающие их на блоки длинной от нескольких десятков см до нескольких десятков м. Ориентировка этих нарушений различная, так же, как и амплитуды смещения по ним. Поверхность жил слабо вытянутая, реже - прямолинейная. Иногда жилы в плане образуют дугу (жила Новая шт. «Архон» и 1 гор.).

Все рудные жилы участка слепые, разведка их произведена горными выработками и скважинами подземного бурения. Основные параметры жил приведены в таблице 8.

Участок Архон. Рудные жилы месторождения расположены в трех тектонических блоках - I, II, III. Наиболее продуктивным является I тектонический блок, в пределах которого расположена самая крупная и богатая жила - Южная, расположенная на северо-западном крыле Южного прогиба. По простиранию с юго-запада и северо-востока она соответственно ограничивается Садоно-Унальским и Октябрьским разломами. Протяженность жилы увеличивается от 300 м на верхних горизонтах до 400 м на нижних; по падению она прослежена более чем на 700 м. С поверхности на юго-западном фланге жила прослеживается в покровных порфиритах по отдельным выходам на 250 м, остальная ее часть в песчаниках мизурской свиты не имеет выхода на поверхность. До отметки 1180 м она развита в покровных порфиритах, затем - на контакте порфиритов и гранитов. И только с отметки 1000 м жила полностью залегает в гранитах. При переходе из порфиритов в граниты наблюдается некоторое увеличение мощности и содержания свинца цинка. Наибольшее же увеличение мощности жилы отмечается в гранитах (I-III горизонты). С глубиной (IV-VII горизонты) мощность жилы изменяется от 1,91 м до 1,10 м , при одновременном уменьшении содержании металлов.

К северо-западу от жилы Южной известна жила Промежуточная, имеющая юго-восточное падение навстречу последней. Расстояние между ними - 50 м. Жила прослежена по простиранию на 3-х горизонтах: Архон (1061), 1 горизонт (1025), шт. 22 (966,9). Прослеженный интервал по падению составляет 100 м. Вероятно, она является апофизой жилы Южной. Наиболее богатая ее часть шт. «Архон» - 1 гор. - отработана.

Восточнее, в 100 м от жилы Южной, в покровных порфиритах южного прогиба вскрыты жилы № 3,4,5,6,7, расположенные в 30-60 м друг от друга. Они имеют поперечную к оси тектонического блока ориентировку и образуют как бы веер северо-восточного простирания(40-70°). Падение жил крутое к северо-западу.

Жилы № 3 и 4, наиболее близки к прогибу, имеют несколько отличное от других простирание, которое изменяется от других субмеридионального (10° - жила№ 3 на шт.22) до субширотного - 80° (жила № 4 на шт. «Архон»). По падению они прослежены соответственно на 60 и 100 м. Отдельные интервалы имеют промышленное содержание (в основном жила № 4).

Жилы № 5, 6,7 горными выработками прослежены по падению соответственно на 350 м, 230 м, 220 м. Они достаточно выдержаны по простиранию и падению и имеют промышленные концентрации полезных компонентов. Все три жилы находятся в отработке: жилы № 5 и 6 отработаны до 4 горизонта, 7 жила - до 3 горизонта.

Морфологические жилы представлены сочетанием простых и сложных форм. На сопряжении с дорудными разломами жилы приобретают сложные разветвленные формы: Южная - из шт. 20 и «Архон», Промежуточная - из шт. «Архон», Северная - на I и II горизонтах. Морфологию жил осложняют поперечные и диагональные разрывные нарушения, разбивающие их на отдельные блоки длиной от нескольких десятков сантиметров до нескольких десятков метров. Амплитуды смещения по ним также различны. Из всех разрывных нарушений наиболее четко по описанным жилам прослеживается система северо-восточных субмеридиональных прямых взбросо-сдвигов и пологого (25-40°) нужного падения. Наиболее четко они прослеживаются по жиле Южной, которая разбита ими через каждые 60-120 м их полого наклоненные к юго-востоку (т.е. в сторону Южного прогиба) блока.

Амплитуда перемещения обычно не превышает 10-20 м (в плане и разрезе). Аналогичная система прослеживается по жиле 5, где трещины начинают ветвиться, а затем в районе 6 и 7 постепенно затухают. Жилы также скрещиваются серией коротких, различно ориентированных, неравномерно разрешенных разрывных нарушений. Амплитуда смещений по ним не более 10-15 м. Количество этих трещин увеличивается к центру прогиба.

В том же блоке, в центральной части Архонского поднятия, расположены жилы Зубакина 1,2,3. Наиболее протяженная из них жила Зубакина-3. Они не имеют промышленных параметров.

II тектонический блок в пределах месторождения изменяет свою ширину от 200 м на уровне шт. «Архон» до 120 м на уровне шт.22 из-за встречного падения ограничивающих его разломов. К блоку приурочены жилы Казгин 1, 2, Слепая, Главная, Новая-1, а также жила Пологая, расположенная в центральной части Архонского поднятия. В отличие от жил I блока, здесь появляются жилы субширотного (85°, жила Слепая на шт. «Архон», жила Диагональная на шт. «Архон» и шт. 22) до северо-западного (290°, жила Казгин на шт. «Архон»). Подобная ориентировка, возможно, объясняется различным пространственным положением жил в блоке относительно известных разломов. Жилы Казгин и Слепая расположены вблизи Диагонального разлома и выполняют оперяющие его трещины, жилы Главная и Пологая - в центре Архонского поднятия и ориентированы вдоль оси складки, а жила Диагональная - в зоне Диагонального разлома. Жилы расположены на расстоянии 200 м друг от друга. Пространственно жила Главная является как бы продолжением жилы Зубакина-3, а жила Пологая - жилы Южной. Однако жилы I и II тектонических блоков имеют различную ориентировку: жилы Главная и Главная-1 - северо-восточные (50°) с крутым западным падением, а жила Зубакина-5 тоже северо-восточная (20°), но с восточным падением.

Перспективы жил Главной и Зубакина оцениваются отрицательно. III тектонический блок расположен севернее Диагонального разлома в пределах Архонского месторождения и вмещает 6 жил: № 1,2, Северная, Малая, Архонская 1 и 2. Они имеют северо-восточное простирание 5-45° и западное, под углом 40-60° падение.

Жила 1 вскрыта на уровне шт. Архонская квершлагом № 2 и является преимущественно кварцевой. Жила 2 прослежена на горизонтах штольни «Архон» и имеет промышленные параметры.

В III тектоническом блоке вскрыты и разведываются жилы Северная, Малая и Архонская 1, 2. Первая из них расположена на западном крыле Луарского прогиба и является как бы продолжением жилы Октябрьской. Прослежена она по простиранию( северо-восток 30-40°) более чем 500 м и по падению на 230 м. Выклинивание ее по простиранию и падению не устанавливается. С Юга жила ограничена Диагональным, а с севера - предположительно широтным разломом. Ей свойственно неравномерное распределение полезных компонентов и относительно невыдержанная мощность. Наиболее богатой является центральная часть, по простиранию, и интервал ниже горизонта штольни 20, по падению. Серией различно ориентированных трещин жила разбита на отдельные блоки размерами от 2 до 80 м. Амплитуда смещение в плане не превышает 10-16 м.

В 340 м восточнее жилы Северной залегает жила Малая. Прослеженная ее часть (300 м) на уровне шт. «Архон» частично приурочена к контакту гранитов и дайки альбитофиров (южный фланг, 35 м), на остальном же интервале - граниты. Жила имеет северо-восточное простирание (30°) и падение на юго-восток под углами 65-85°. Содержание свинца и цинка в ней распределено неравномерно (свинца от следов до 10%, цинка от сотых долей процента до 9,7%). Частые пережимы и раздувы придают телу линзующий характер. Жила разбита многочисленными тектоническими нарушениями, максимальная амплитуда которых не превышает 5-7 м (на уровне шт.20 жила не представляет промышленного интереса).

Далее, в 320 м к востоку, в Луарском прогибе вскрыты жилы Архонская 1 и 2. Жилы имеют северо-восточное простирание 28-30 и крутое юго-восточное падение. Жилы также разбиты тектоническими нарушениями. Северо-восточные части жил ограничены тектоническими нарушениями; южное примыкание к Диагональному разлому не установлено. На уровне шт. 20 жила вскрыта скважинами 208, 209.

Поверхность всех рудных жил месторождения слабоволнистая, коробленая или прямолинейная.

В целом рудные тела Архонского месторождения представлены серией субпараллельных, крутопадающих кварцево-полиметаллических жил СВ простирания, залегающих среди палеозойских гранитов и, отчасти, в нижней пачке покровных андезито-дацитовых порфиритов раннесреднеюрского возраста. По 15 из них подсчитаны запасы промышленных категорий, 12 являются объектами эксплуатации. Жилы отличаются сложным строением, разбиты нарушениями на отдельные тектонические блоки. Мощность их колеблется от 0,1 до 8 м, составляя в среднем 0,69-2,69 м. Контакты рудных жил с вмещающими породами четкие. Распределение оруденения внутри рудных жил неравномерное.

Характеризуя особенности строения рудных жил Архонского месторождения, можно отметить следующее:

- промышленные контуры свинцово-цинкового оруденения определяются геологическими границами жил, имеющих четкие контакты с вмещающими породами. Рудные зоны представлены совокупностью сближенных рудных жил с гнездово-вкрапленным оруденением и так же имеют четкие естественные границы, в пределах которых выполняется подсчет запасов;

- преобладающим морфологическим типом рудных тел являются жилы с прожилково-вкрапленным оруденением, среди которых можно выделить линзовидные жилы с раздувами и пережимами, осложненные поперечными и диагональными разрывными нарушениями, разбивающими рудные жилы на блоки длиной 5-25 м. С глубиной сложные формы сменяются простыми.

3. ОПРОБОВАНИЕ

По данным опробования выделяются и окантуриваются природные и технологические типы минерального сырья в недрах, изучаются физические свойства и инженерно-техниче-ские характеристики полезных ископаемых и вмещающих пород. При отсутствии естественных контактов полезных ископаемых с вмещающими породами результаты опробования используются для оконтуривания их промышленно-ценных скоплений, выявления морфологических особенностей и внутреннего строения залежей. В зависимости от целевого назначения различают:

рядовое, технологическое и техническое опробование полез-ных ископаемых в недрах;

товарное и другие виды опробования минеральных масс в

рыхлом, перемешанном состоянии.

Рядовому опробованию подвергаются все разведочные выра-ботки и скважины. Оно является основным видом опробования и проводится в массовом масштабе для систематического определе-ния качества полезного ископаемого и оконтуривания промыш-ленно-ценных участков, когда они не обладают четкими геологи-ческими границами. В отбираемых рядовых пробах определяются содержания полезных компонентов и вредных примесей или полез-ных минералов. В первом случае рядовое опробование называется химическим, а во втором случае -- минералогическим.

Минералогические методы опробования являются ведущими при разведке россыпей, а также при разведке коренных месторож-дений, если полезные элементы содержатся в одном минерале, а его химический состав отличается постоянством.

Техническое опробование проводится для изучения различных физических и технических свойств полезных ископаемых -- объемных масс, влажности, разрыхляемости, крепости, буримости, кусковатости и др. При разведке некоторых видов полезных ископае-мых (главным образом полезных минералов и строительных мате-риалов) техническое опробование проводится в массовом масштабе для оценки свойств минерального сырья, определяющих его промышленную ценность (качество и размеры кристаллов слюды, длина и прочность асбестового волокна, полируемость строительных камней и др.).

Технологическое опробование проводится для изучения технологических свойств полезного ископаемого в лабораторных, полупромышленных и в производственных условиях.

Товарное опробование проводится для определения качества добытых масс полезного ископаемого и продуктов его переработки (концентратов) в вагонах, автомашинах, трюмах судов и др.

Пробой называется порция материала, отобранная механическим способом из скопления полезного ископаемого в его естественном залегании или из скопления добытого минерального сырья, предназначенная для проведения тех или иных испытаний. Характер испытаний зависит от целевого назначения проб. Иногда это определение многочисленных и разнообразных свойств минерального сырья (например технологические испытания проб), но чаще определение одного или нескольких специфических свойств (например анализы проб на содержание полезных компонентов). В последнее время с расширением возможностей геофизических методов механический отбор проб все чаще заменяется определением свойств полезного ископаемого непосредственно в естественном залегании. В связи с этим понятие пробы отождествляется с проведением замера изучаемого свойства полезного ископаемого в массиве. Проба, отобранная механическим способом или с помощью геофизического замера, представляет собой единичное локальное наблюдение изучаемого свойства полезного ископаемого в некотором объеме. Как единичное наблюдение она обладает областью воздействия, которая определяется геометрией пробы, т. е. ее объемом, формой, размерами и ориентировкой.

Специфической особенностью опробования является несоизмеримость объемов отдельных проб с объемами опробуемых масс. Значение изучаемого свойства по единичной пробе, как правило, не соответствует среднему его значению во всем опробуемом объеме. Оно вычисляется по совокупности достаточно большого количества единичных проб с учетом их геометрии, геометрии разведочной сети и опробуемых объемов недр.

Наиболее распространенным геологоразведочным параметром, устанавливаемым с помощью опробования, является содержание полезных компонентов или вредных примесей в залежах, отбитых и перемешанных минеральных массах. Поэтому основные положения методики опробования рассматриваются применительно к оценкам содержаний. В равной степени это относится и к другим геологоразведочным параметрам, характеризующим особенности внутреннего строения полезных ископаемых.

4. ПОДСЧЕТ ОЖИДАЕМЫХ ЗАПАСОВ

Подсчет запасов подводит итоги всех выполненных на месторождении работ, отражает их достоинства и недостатки.

Запасы подсчитываются на основании кондиций, утвержденных в установленном порядке.

Подсчет запасов начинается с выделения по общепринятой методике кондиционных интервалов по разведочным выработкам. Способ подсчета запасов должен соответствовать его природным геологическим особенностям и принятой системе разведки.

В данном курсовом проекте используется способ подсчета запасов по продольно-вертикальной проекции.

По своему геологическому строению Архонское месторождение относится ко II группе. К этой группе относятся месторождения простого геологического строения с ненарушенным или слабонарушенным залеганием, выдержанной мощностью, а также с равномерным распределением полезных компонентов.

Запасы такого месторождения определяются по категориям В, С₁ и С_2.

Геологические запасы месторождения подсчитываются по формулам:

V=S·m;

Q_p=V·d;

P_ме=

где

Q_р - запасы руды, т

Р_ме - запасы полезного компонента, т

V - объем руды, м³

d - плотность руды, т/м³

S- площадь блока, м²

m - мощность рудного тела, м

с - содержание полезного компонента в руде, %

Подсчет геологических запасов для жилы Южной Архонского месторождения:

По блоку С₁:

...