Геологические предпосылки поисковых работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра разработки месторождений полезных ископаемых

Реферат

Геологические предпосылки поисковых работ

Суставов С.Г.

Верхняя Пышма 2017

Введение

Основной задачей поисковых работ является обнаружение и предварительная оценка промышленных месторождений. Решение этой задачи достигается при выполнении комплекса работ, проводимых в определенной последовательности.

Месторождения полезных ископаемых, в особенности промышленные месторождения, встречаются в земной коре достаточно редко. Однако при всей исключительности месторождений они не являются случайными образованиями. Формирование месторождений - это отдельные, в ряде случаев весьма незначительные по масштабам, эпизоды в общем комплексе сложных процессов эволюции земной коры. Но они подчиняются строгим закономерностям. Выявление, изучение закономерностей образования и размещения месторождений - основа поисковых и разведочных работ.

Научно обоснованное проведение поисковых работ возможно при учете совокупности геологических данных, определяющих возможность обнаружения тех или иных месторождений. Поисковые критерии, на основе которых оцениваются перспективы изучаемых площадей и проводятся поисковые работы, делятся на две группы: геологические предпосылки поисков и поисковые признаки.

Геологические предпосылки поисков - это такие элементы и особенности геологического строения данного участка земной коры, которые предопределяют существование условий и возможностей образования месторождений определенного типа в его пределах в геологическом прошлом. Геологические критерии обусловливают принципиальную теоретическую возможность протекания процессов рудообразования; наличие их характеризует перспективность данного участка на обнаружение месторождений. месторождение поиск геологический

С древнейших времен человек замечает и использует при поисках МПИ определенные природные условия и признаки, указывающие на возможное присутствие ПИ.

Обобщение поисковых признаков содержится в трудах М.В. Ломоносова, выделившего общие и "особливые" признаки. В дальнейшем поисковые признаки стали элементом геологического обоснования поисков МПИ.

В.М. Крейтером в 1940 г. выделены поисковые критерии - геологические элементы, указывающие на возможность накопления тех или иных ПИ. Критерии подразделялись на общие и локальные. К поисковым признакам им предлагалось относить только те факты, которые прямо указывают на наличие месторождения. В дальнейшем вместо термина критерии чаще стали применять понятие "геологические предпосылки". Поисковые признаки иногда подразделяют на прямые и косвенные.

Таким образом, в настоящее время выделяются две группы факторов прогнозирования МПИ - предпосылки и признаки.

Предпосылки поискового прогнозирования - любые геологические факторы, позволяющие предполагать наличие ПИ.

Признаки поискового прогнозирования - геологические факторы, прямо указывающие на присутствие проявлений ПИ, в свою очередь подразделяемые на прямые и косвенные.

Предпосылки и признаки связаны с определенными типами геологических, геохимических и геофизических полей и аномалий, в связи с чем может быть дана следующая их группировка:

Первые шесть групп предпосылок имеют в основном значение региональных факторов, позволяющих предполагать наличие ПИ в районе исследований. Предпосылки 7-9 групп имеют значение как региональных, так и локальных факторов, прямо указывающих на присутствие ПИ, т.е. они могут являться поисковыми признаками.

Дополнительно к выше приведенной группировке поисковых предпосылок и признаков, входящей во все хрестоматийные курсы поисков МПИ, в данном курсе приводится еще один фактор прогноза полезных ископаемых - горно-эксплуатационный.

Стратиграфические предпосылки.

Заключаются в использовании возраста геологических образований для прогноза и поисков ПИ. В истории развития земной коры выделяются эпохи максимального накопления определенных видов эндогенных и особенно экзогенных ПИ.

Для прогноза месторождений углей особенно важны отложения карбона, юры-мела, палеогена-неогена, накопленные в условиях гумидного климата. В это время происходило максимальное накопление растительной массы, в дальнейшем преобразованной в бурые и каменные угли.

Каменные соли максимально накапливались в кембрии, девоне, перми, юре, раннем неогене. В этих возрастных диапазонах наибольшие мощности солей приурочены к средним частям разрезов регрессивных циклов, сформированных в аридных условиях.

Месторождения фосфоритов максимально накоплены в юре и мелу, медистых песчаников - в Перми.

Стратиграфический фактор важен и для прогноза некоторых металлических месторождений. Например, самые крупные месторождения железистых кварцитов, вмещающие более 50% мировых запасов, приурочены к среднему протерозою. Наибольшие осадочные месторождения марганца приурочены к отложениям олигоцена. Четвертичные отложения вмещают более 80% запасов россыпного золота.

Пики образования запасов алмазов приурочены к среднему-позднему палеозою (девон-карбон-пермь), верхнему мелу и палеоген-неогену. В рифее сформировались месторождения золота и урана конгломератового типа, включая сверхгигант Витватерсранд.

Разумеется, применительно к прогнозу для конкретных районов эти планетарные закономерности должны уточняться с учетом местных условий. Так, для колчеданного оруденения Башкирского Зауралья установлена рудоконцентрирующая роль баймак-бурибайской, ирендыкской и карамалыташской свит среднего девона.

Некоторые толщи осадочных пород являются материнским субстратом для наложенных на них гидротермальных процессов. Так, на Северо-Востоке России такими толщами являются пиритизированные черные сланцы верхней перми, верхнего триаса и юры, а также вулканиты верхнего мела. В первых локализованы многочисленные месторождения золота, во вторых - золото-серебряные месторождения.

Тектонические предпосылки.

Выявляются путем анализа форм современного и древнего рельефа и их связи с оруденением. Многие процессы образования, сохранения и эрозии МПИ теснейшим образом связаны с развитием рельефа. По соотношению с рельефом выделяют две группы месторождений.

1. Месторождения (в основном экзогенные), образованные одновременно с рельефом (россыпи в долинах, продуктивные коры выветривания, месторождения, связанные с карстом и др.).

2. Месторождения, не связанные напрямую с рельефом (эндогенные). Рельеф для них играет индикационную роль при выходе рудных тел на поверхность с образованием характерных форм рельефа (например, заболоченные просадки поверхности над выходами сульфидных руд в степных ландшафтах).

В рельефе часто четко выражены разрывные нарушения, в том числе рудоносные. Это очень четко проявлено в холмисто-увалистых и низкогорных ландшафтах Зауралья, где разрывы, сопровождаемые зонами дробления пород, уверенно трассируются сериями мелких ложков, распадков, оврагов на склонах и водоразделах.

Для прогноза нефти и газа в слабо изученных площадях перспективны структурно-геоморфологические (морфометрические) методы, основанные на количественном анализе элементов рельефа. Таким образом, уверенно фиксируются положительные структуры, концентрирующие углеводороды.

Формационные предпосылки.

Заключаются в выделении геологических (осадочно-литологических, вулканогенных) формаций, имеющих значение, как продуктивных в отношений МПИ.

Выделяют главные группы таких формаций - морские (карбонатные, терригенные, вулканогенно-осадочные); лагунные (соленосные для аридного климата и угленосные для гумидного), континентальные - обломочные (терригенные), красноцветно-обломочные, вулканогенные.

Причинами локализации стратифицированных формаций, являются: климат, фациальные условия накопления, первоисточники и геохимические особенности элементов, тектонические и геоморфологические условия.

Самым непосредственным образом с формациями осадочных и вулканогенно-осадочных пород связаны экзогенные и гидротермально-осадочные месторождения. По характеру связи с первоисточником экзогенные месторождения сгруппированы в 4 группы:

1. Месторождения кор выветривания (бокситы, каолины, некоторые железные и марганцевые руды, элювиальные россыпи золота, алмазов, месторождения силикатных никелевых руд) и в продуктах размыва кор выветривания (аллювиальные и прибрежно-морские россыпи).

2. Месторождения, для которых источником были морские воды (соли в лагунах, фосфориты, известняки, доломиты на шельфе).

3. Месторождения, источником которых была растительность (торф, уголь).

4. Месторождения, связанные с вулканизмом (гидротермально-осадочные руды полиметаллов, марганца, железа, барита).

Петрологические предпосылки.

Заключаются в использовании состава и условий образования магматических и метаморфических пород для прогноза и поисков МПИ. Такие предпосылки часто называют магматическим и метаморфогенным факторами.

Магматический фактор отражает геохимические и петрологические связи МПИ с интрузивными и эффузивными породами. Геохимические связи проявляются в повышенных кларках концентрации металлов в породах, вмещающих или генерирующих оруденение.

Петрологические связи МПИ с магматическими образованиями определяются условиями формирования последних (форма, состав, геодинамическая позиция, условия кристаллизации, внутреннее строение). Выделяются особые типы интрузивных и эффузивных пород, максимально специализированные на редкие металлы - микроклин-альбитовые, литий-фтористые, щелочные граниты и риолиты. Расслоенные интрузии щелочного-ультраосновного состава специализированы на апатиты, редкие земли, ультраосновного-основного состава - на платину, хромиты, никель, медь, железо, титан, ванадий, скандий, карбонатиты - на редкие земли, ниобий и тантал.

Метаморфический фактор определяет термодинамические условия образования эндогенных месторождений (площади и объемы пород с благоприятными условиями для локализации того или иного металла), либо условия преобразования ранее образовавшихся концентраций (в том числе непромышленных).

Литолого-петрографические предпосылки.

Заключаются в использовании литолого-петрографических свойств горных пород для прогноза МПИ. Литолого-петрографические свойства осадочных, магматических, метаморфических пород включают гранулометрический, минеральный и химический состав, текстуры и структуры пород, их пористость, проницаемость, петрофизические свойства. Например, для прогноза и поисков нефти чрезвычайно важны сведения о пористости потенциальных коллекторов, их проницаемости, наличия непроницаемых экранов над структурными ловушками. Для поисков россыпей золота наиболее перспективны грубообломочные аллювиальные толщи. Для поисков рудного золота в терригенных толщах важно картировать зоны зеленосланцевого метаморфизма, в частности, изограду биотита, к которой тяготеют месторождения золото-кварцевого и золото-сульфидного типа.

Геохимические предпосылки и признаки.

Сущность геохимических предпосылок и признаков заключается в использовании характера геохимических аномалий для прогноза и поисков МПИ.

Геохимическое поле отражает процесс миграции химических элементов в лито, био, гидро и атмосфере, в результате которого происходит рассеяние и концентрация элементов. Все элементы делятся на две группы - низкокларковые, образующие четкие аномалии, и высококларковые (Fe, Al, Ca, Mg, Si), не образующие таких аномалий. Вторые имеют большое содержание в руде, их минералы легко распознаются визуально в обнажениях и керне скважин. Поэтому такие месторождения с помощью геохимических методов не ищут. Геохимические методы предназначены для поисков низкокларковых элементов.

Различают типы геохимических полей по условиям локализации - литохимические (первичные и вторичные), гидрогеохимические, биогеохимические, атмогеохимические, по концентрации - нормальные и аномальные. Последние, выделяемые на фоне нормальных, являются и предпосылкой, и конкретным поисковым признаком.

Геохимическая аномалия - это любое отклонение в содержании и распределении элементов от нормального поля, геохимический ореол - это отклонение, связанное непосредственно с месторождением или рудопроявлением ПИ.

По масштабу различают региональные и локальные аномалии.

Поисковым признаком являются локальные аномалии, дающие выход непосредственно на рудные тела. При их изучении необходимо учитывать параметры: элементы-индикаторы МПИ (главные и спутники), генетический тип ореолов, форму и размеры, зональность, концентрацию, уровень эрозионного среза, соотношение первичных и вторичных ореолов.

Главные методы геохимических поисков:

Литохимический (в горных породах):

- по первичным ореолам рассеяния в коренных породах (крупные по объему месторождения колчеданных, порфировых, руд меди, штокверки редких металлов, реже золота в вулканитах и интрузивах, где ореолы имеют крупные размеры);

- по вторичным ореолам рассеяния в рыхлых породах (металлометрическое опробование) - для небольших по мощности жильных месторождений золота и других металлов, особенно в терригенных толщах, где мощность ореолов невелика;

- по потокам рассеяния в отложениях водотоков - для всех типов месторождений низкокларковых металлов;

- атмогеохимический (в воздухе) - улавливание летучих паров ртути при поисках самой ртути и её спутников - сурьмы, золота, гелиевая съемка - при поисках нефти и газа, радоновая съемка и аэрогаммасъемка - при поисках урана, тория, а также золота (в последнем случае информативны аномалии калия);

- гидрогеохимический - при поисках минерализованных рассолов (иода, брома, лития, серы, бора), реже при поисках металлов;

- биохимический - при поисках на закрытых территориях, особенно в степных районах;

Минералогические предпосылки и признаки.

Сущность минералогических предпосылок и признаков заключается в использовании характера минералогических полей и аномалий для прогноза и поиска МПИ.

Минералогическое поле - часть литосферы, где минералы ПИ и их спутников распределены в определенных соотношениях. Минералогическое поле отражает процессы образования и изменения минералов в эндо - и экзогенных условиях, в результате которых возникают минералогические ассоциации.

По аналогии с геохимическими методами можно различать нормальные (в неизмененных породах) и аномальные минералогические (в околорудно измененных породах и рудах) поля.

Геофизические предпосылки и признаки.

Сущность геофизических предпосылок и признаков заключается в использовании характера геофизических полей и аномалий для прогноза и поиска МПИ.

Горно-эксплуатационные предпосылки и признаки.

Для успешного прогноза любого полезного ископаемого необходимо соблюдение старинного горняцкого принципа: ищи руду возле руды. Поскольку геологической карте страны и мира не осталось "белых пятен", и практически всюду имеются разработки полезных ископаемых разных периодов, то для успешной поисковой работы горно-эксплуатационному фактору (сведения о разработках разных лет, расположение и параметры выработок, количество и качество добытых ПИ) должно уделяться первостепенное значение.

Заключение

Поисковые признаки - минералогические, геохимические, геофизические факторы (аномалии), прямо или косвенно указывающие на наличие полезных ископаемых в пределах определённых площадей или участков.

Прямые поисковые признаки: проявления полезных ископаемых в естественных обнажениях (выходы полезных ископаемых), в горных выработках или в керне буровых скважин; потоки и ореолы минералов или химических элементов (например, золота, касситерита и олова, шеелита и вольфрама, киновари и ртути) в аллювии, в склоновых рыхлых отложениях, в коренных породах; магнитные аномалии высокой интенсивности в связи с магнетитовыми рудами и др.

Косвенные поисковые признаки: потоки и ореолы минералов и химических элементов - спутников главных полезных компонентов, например, для золоторудных месторождений - потоки и ореолы пирита, халькопирита, галенита, сфалерита (меди, свинца, цинка, серебра), для месторождений олова - шеелита, вольфрамита (вольфрама) или сульфидов свинца, цинка, висмута и др.; метасоматиты различных формационных типов - березиты, грейзены и др.

Геофизические аномалии, обусловленные метасоматитами, ореолами минералов - спутников сульфидного оруденения, рудоконтролирующими структурами, особенностями физических свойств горных пород или продуктивных геологических формаций. Выявление и съёмка поисковых признаков осложняются при слабой обнажённости горных пород. Так, если в открытых районах поисковые признаки могут быть выявлены и закартированы при наземных поисках, в закрытых районах многие виды поисковых признаков обнаруживаются при глубинных поисках по данным изучения и опробования горных выработок и буровых скважин.

По совокупности поисковых предпосылок и поисковых признаков осуществляется прогнозирование и оконтуривание перспективных площадей с оценкой прогнозных ресурсов полезных ископаемых. В зависимости от масштаба работ на основании поисковых признаков может осуществляться оценка прогнозных ресурсов рудных узлов, полей, месторождений и их участков.

Список используемых источников

1. Суставов С.Г Лекция 16. Поиски полезных ископаемых.

2. https://infopedia.su/6x2d5e.html

3. http://life-prog.ru/1_25175_lektsiya--kratkiy-obzor-poiskovih-predposilok-i-priznakov.html

4. http://www.mining-enc.ru/p/poiskovye-priznaki/

Размещено на Allbest.ru