Поиски, разведка и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых - Галина Пономарева

Наклонные горные выработки являются промежуточными между горизонтальными и вертикальными и имеют соответствующие наименования близкой по типу выработки (наклонный штрек, шурф, наклонные шахта, штольня и т.д).

К разведочным горным выработкам относятся также буровые скважины – выработки цилиндрической формы, имеющие незначительный, по сравнению с длиной, диаметр, пройденный буровым инструментом.

На разных стадиях геологоразведочных работ проходятся горные выработки различных типов. Для геологической съемки и поисков используются копуши, расчистки, канавы, шурфы, буровые скважины. Предварительная разведка ведется главным образом бурением с частичным контролем буровых скважин глубокими шурфами и только на месторождениях очень сложного строения применяются подземные горные выработки. Существенные объемы подземных выработок характерны для детальной разведки месторождений [1].

2 Практическое занятие № 1. Поиски и разведка медноникелевых руд в ультраосновных породах

2.1 Медно-никелевые месторождения в ультраосновных породах, их минералогическая характеристика. Особенности проведения геологоразведочных работ

Из медно-никелевых месторождений в ультраосновных породах добывается более 50 % меди и никеля. Они повсеместно генетически и пространственно связаны с интрузиями основного и ультраосновного состава. Руды формируются и размещаются главным образом в пределах самих интрузивов и в примыкающих породах со стороны лежачего бока интрузивов. Для магматических сульфидных медно-никелевых месторождений рудообразование заключается в первоначальном накоплении их в магматическом очаге, а обособление сульфидов и происходит в процессе внедрения, дифференциации и ликвации первоначально однородного никеленосного расплава на две жидкости: силикатную и сульфидную составляющие. Сульфидный расплав, благодаря большому весу опускается и концентрируется в придонных частях интрузивов и кристаллизуется после кристаллизации силикатного расплава. Подъем никеленосной магмы совершается по глубинным разломам, глубоко проникающим в мантию, которые и определяют геологическую позицию рудных районов и полей медноникелевых месторождений. Месторождения сульфидных медно-никелевых руд приурочены к массивам оливинитов, пироксенитов (перидотитов), их серпентинизированным разностям, серпентинитам и габброидам [1].

Предпосылками при поисках подобных руд служат наличие ультраосновных пород, лакколитовая и лополитовая формы интрузий, наличие вкрапленных сульфидов меди, никеля, железа и зоны окисленных руд, присутствие рудных обломков в делювии и элювии коры выветривания.

При поисках и разведке медно-никелевых руд применяются геофизические методы исследований, такие как гравиметрия, магнито- и электроразведка и горно-буровые работы – проходка канав, шурфов и штолен [3, 6].

Наиболее крупные месторождения Российской Федерации – Норильск-1, Талнахское, Октябрьское и Мончегорское. Из зарубежных наиболее представительны Линн-Лейк в Канаде, Пилансберг в ЮАР, Камбалда в Австралии и другие. Форма рудных тел наиболее крупных месторождений пластообразная, реже жильная, столбообразная или изометричная.

Характерной особенностью медно-никелевых месторождений всего мира является выдержанный минеральный состав руд: пирротин, пентландит, халькопирит, магнетит. Кроме них в рудах встречаются пирит, кубанит, полидимит, никелин, миллерит, виоларит, минералы группы платины, изредка хромит, арсениды никеля и кобальта, галенит, сфалерит, борнит, графит, самородное золото.

Руды комплексные. В них содержится (в %): Ni 0.6-5, Cu 0.2-6, Co 0.010.1. Отношение Ni/Cu=1.5-2.5:1. Отношение Со/Ni=1.2-1.4. Бедные руды (никеля до 1.5 % – в основном вкрапленные) обогащаются. Богатые руды (никеля более 1.5 %) могут идти в плавильную переработку без предварительного обогащения. Из медно-никелевых руд извлекают Cu, Ni, Co, металлы группы Pt, Au, Ag, Se, Te.

2.2 Методика проведения практического занятия

2.2.1 Исходные данные для проведения работы

Во время строительства дороги в районе пункта 5 (рисунок 2) в мореных отложениях на глубине 2 м найден валун бурого железняка. В нем обнаружены реликты сульфидов, среди которых установлены пирротин, халькопирит, пентландит.

В дорожной выемке (пункт 1) найден валун оливинитов, содержащий вкрапленность пирротина, марказита, халькопирита и пентландита. Вкрапленое содержание сульфидов 10-20 %. В пунктах 2-5 на коренных породах наблюдаются отчетливо выраженные ледниковые борозды и глубокие царапины, имеющие следующие азимуты направления в градусах: п.2=130, п.3=160, п.4=210, п.5=190 (рисунок 2)

Требуется: исходя из условий задачи, определить вероятный геологопромышленный тип месторождения и предложить рациональные методы его поисков и разведки.

2.2.2 Методика и последовательность проведения работы

План решения задачи

1 По составу рудных минералов в валунах оруденелой породы определить тип месторождения.

2 По геологической карте определить вероятное местоположение коренного месторождения.

3 Разработать методику детальных поисков, учитывая, что содержание и состав рудных минералов, а также указанная в условии текстура руд позволяет применить и определенные геофизические методы поисков.

Ход решения задачи

1 По составу рудных минералов в валунах оруденелой горной породы, таковых как пентландит, халькопирит, марказит, пирит, определяем, что оруденение относится к медно-никелевому типу.

2 Для определения местонахождения месторождения применяем валуннообломочный метод [3].

3 Учитывая рельеф местности, азимуты скольжения борозд движения ледника, делаем заключение, что коренное медно-никелевое месторождение находится на северо-западе участка.

4 Валун с бурым железняком, окислившаяся в процессе движения ледника промышленная руда, характерная для верхних частей месторождений подобного типа. В связи с этим можно предположить, что наиболее качественные руды находятся на более глубоких гипсометрических уровнях рассматриваемого объекта.

5 Составляем геологический разрез по линии А-Б. Из которого, судя по элементам залегания, видно, что площадь месторождения слагается интрузивным телом, представляющим собой лополит. Последнее также свидетельствует в пользу наличия медно-никелевых руд, которые главным образом приурочиваются к расслоенным разностям ультраосновных и основных магматических тел подобного типа (рисунок 2).

6 Породы, слагающие объект, тяжелые и магнитные. В связи с этим необходимо провести геофизические работы с применением гравиметрии и магнитометрии с целью оконтуривания месторождения по площади и предположительного определения развития рудных тел на глубину.

7 Для получения более достоверных данных необходимо пробурить несколько одиночных колонковых скважин.

8 Если полученные аналитические данные будут соответствовать промышленным рудам, следует начать проведение предварительной разведки.

9 С этой целью ставится профильное разведочное бурение. Расстояние между профилями 1.0 км, между скважинами на профилях 0.5 км.

10 Для полной характеристики руд и возможной дальнейшей постановки детальной разведки следует пробить штольню и произвести отбор технологических проб (рисунок 3).

1 – оливиниты, 2 – пироксениты, 3 – габбро-нориты, 4 – архейские гнейсы, 5 – микроклиновые граниты, 6 – нерасчлененные нижнепалеозойские отложения, 7 – контакты между породами, 8 – рудные тела, 9 – буровые скважины.

Рисунок 2 – Схематическая геологическая карта [10,11]

1– разведочные скважины, 2 – штольня; прочие знаки на рисунке 2.1

Рисунок 3 – Разрез по линии А-Б [10]

2.3 Контрольные вопросы

1 В каких образованиях наиболее часто встречаются медно-никелевые руды?

2 Какие крупные месторождения медно-никелевых руд вам известны?

3 Как образуются медно-никелевые месторождения?

4 Перечислите основные минералы медно-никелевых проявлений?

5 Как происходят поэтапно поиски и разведка медно-никелевых месторождений в основных и ультраосновных породах?

3 Практическое занятие № 2. Разведка месторождений железа в докембрийских метаморфических породах

Основными задачами студентов, изучающих данную тему, является овладение навыками и методами проведения предварительной и детальной разведок с определением на глубине параметров полезного ископаемого, его мощности, положения в пространстве и последующей постановки горных и буровых работ.

Практическое задание представлено двумя разделами. В первом разделе приводятся особенности распространения месторождений железистых кварцитов в земной коре, их генетические типы и методика разведки. Во втором на основе предлагаемого геологического задания показана поэтапная последовательность проведения разведки на прогнозируемой площади.