Геологические процессы на месторождениях полезных ископаемых
Месторождения полезных ископаемых формируются в результате различных геологических процессов. При образовании осадочных горных пород в определенных условиях, связанных с наличием рудного вещества в водах, с климатическими и палеотектоническими особенностями, возникают осадочные месторождения железа, марганца, минеральных солей, фосфора и других видов минерального сырья. В генезисе месторождений полезных ископаемых большую роль играет изменение физико-химических условий среды, например, изменение температуры, давления, щелочности растворов и др. Эти факторы влияют на концентрацию компонентов, приносимых как горячими гидротермальными растворами, так и холодными водами. Понижение температуры магматических расплавов обусловливает дифференциацию состава с обособлением особых рудных расплавов или выделением полезных компонентов в твердые фазы.
Существенное значение в концентрации полезных компонентов нередко имеют различные живые организмы или их остатки. Некоторые организмы могут концентрировать железо, марганец, ванадий, разлагать те или иные минералы (например, ангидрит с выделением из него сероводорода, который впоследствии преобразуется в самородную серу). Органические остатки нередко изменяют pH среды, что влияет на рудообразовательные процессы.
Немаловажную роль в формировании месторождений играют горные породы, вмещающие залежи полезных ископаемых. Особенности их состава нередко влияют на изменение состава растворов, содержащих полезные компоненты, и связанное с этим осаждение компонентов. Из вмещающих пород могут заимствоваться полезные компоненты, которые концентрируются в рудных залежах.
Существенное значение в рудогенезе имеют климатические и палеотектонические условия. Именно они обусловливают приуроченность ряда видов минерального сырья к определенным стратиграфическим подразделениям. Палеогеографический фактор следует учитывать при проведении поисково-оценочных работ, так как от него зависит определенная зональность в распределении минеральных фаций. Например, менее ценные карбонатные руды марганца по мере приближения к древней прибрежной зоне сменяются более ценными оксидными рудами.
Большая роль среди условий образования месторождений полезных ископаемых принадлежит структурно-тектоническим факторам: наличию зон повышенной проницаемости для растворов, в том числе разломов и зон рассланцевания и дробления, тектоническим контактам, структурным ловушкам в виде антиклинальных структур, участкам выклинивания пластов высокопористых горных пород среди малопроницаемых и др.
Сходство геохимических особенностей элементов приводит к определенным сонахождениям полезных минералов — их ассоциациям. Под генетической ассоциацией понимается совместное нахождение минералов на том или ином локальном участке — в рудной жиле, пласте, зоне и др., обусловленное генезисом этих минералов. Минералы, входящие в состав генетической ассоциации, могут образоваться одновременно или в разное время. Например, ассоциация более раннего пирита с развивающимся по нему гидрогематиту и гидрогётиту будет закономерной генетической, так как железо, входящее в состав новообразованных минералов, заимствуется из более раннего сульфида железа. Парагенетическая ассоциация минералов — частный случай генетической ассоциации. Важнейшее условие этой ассоциации — практически одновременное или близкоодновременное образование минералов. Примером может служить совместное нахождение галенита и сфалерита в гидротермальных жилах, талька и кальцита в метасоматических тальковых залежах и др.
Месторождения полезных ископаемых могут возникать одновременно или практически одновременно с формированием тех или иных горных пород, вмещающих промышленные залежи. Такие месторождения называют сингенетическими. Пример — залежи каменного угля в глинистых сланцах или алевролитах, алмазоносные кимберлиты и др. Во многих случаях залежи полезных ископаемых образуются значительно позже, чем горные породы, вмещающие промышленные залежи. Такие месторождения получили название эпигенетических. Пример — месторождения сульфидов металлов, возникших из горячих вод и находящихся в жилах, секущих слои вмещающих пород жилах, или сульфидов меди, никеля и других металлов, цементирующих предварительно раздробленные основные породы в определенных зонах и др.
Геология полезных ископаемых — прикладной раздел геологии, изучающий месторождения полезных ископаемых, их строение, состав, условия образования и закономерности размещения в недрах Земли. Целью геологии полезных ископаемых является создание научной основы для прогноза распространения, поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых.
Разделы геологии полезных ископаемых[править | править код]
Геология полезных ископаемых:
- Геология рудных месторождений и металлогения
- Геология нерудных месторождений
- Геология каустобиолитов (горючих полезных ископаемых)
- Геология месторождений твердых горючих ископаемых
- Геология нефти и газа
- Геология солей, геология строительных материалов и др.
- Геология каустобиолитов (горючих полезных ископаемых)
- Экономическая геология
Геология полезных ископаемых резко дифференцирована по видам минерального сырья. Она подразделяется на геологию месторождений рудных и геологию месторождений нерудных полезных ископаемых. Раздел геологии полезных ископаемых изучающий закономерности размещения рудных месторождений и их связь с процессами осадкообразования, тектоники, магматизма и метаморфизма развился в самостоятельную отрасль знаний, получившей название металлогения. Геология нерудных полезных ископаемых подразделяется на геологию горючих ископаемых или геологию каустобиолитов, которая включает в себя геологию твердых горючих ископаемых (в основном ископаемых углей, горючих сланцев) и геологию нефти и газа, и геологию негорючих ископаемых, включающую геологию солей, геологию строительных материалов и др. Раздел геологии негорючих полезных ископаемых, посвященный подземным водам, является в то же время частью гидрогеологии.
Экономическая геология — дисциплина, рожденная на стыке геологии полезных ископаемых и экономики, занимается стоимостной оценкой месторождений и участков недр. Так как сам термин «полезное ископаемое» имеет скорее экономический характер, чем геологический, часто (особенно в западной литературе) понятия экономическая геология и геология полезных ископаемых отождествляются.
История горнорудного производства[править | править код]
Литература[править | править код]
- Авров Д. П. Геология полезных ископаемых // Геологический словарь — М.: Недра, 1978. т.1: А — М — 486 с.
- Ампилов Ю. П., Герт А. А. Экономическая геология. — М.: Геоинформмарк, 2006. — 329 с. — ISBN 5-98877-010-X
- Геологический словарь / Под ред. А. Н. Криштофовича. — М.: Гос. научно-тех. изд. лит. по геол. и охране недр, 1955. Т. 1: А — Л. — 402 с.
- Вахромеев С. А. Месторождения полезных ископаемых. — М.: Госгеолтехиздат, 1961. — 463 с.
- Смирнов B. И. Геология полезных ископаемых. — 4-е изд, перераб. и доп.. — М.: Недра, 1982. — 669 с.
- Смирнов B. И. [dic.academic.ru/dic.nsf/enc_geolog/1228/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%8F Геология полезных ископаемых] // Горная энциклопедия / Под ред. Е. А. Козловского. — М.: Сов. Энциклопедия, 1984. Т. 1: Аа-лава — Геосистема. — 560 с.
- Старостин В. И., Игнатов П. А. Геология полезных ископаемых: Учебник для высшей школы. — М.: Академический проспект, 2004. — 512 с. — ISBN 5-8291-0454-7
Ссылки[править | править код]
- https://www.iagod.org/ — Международная организация по генезису рудных месторождений (IAGOD)
- Отбор бороздовых проб геологами (документальная видео хроника)
Некоторые внешние ссылки в этой статье ведут на сайты, занесённые в спам-лист. Эти сайты могут нарушать авторские права, быть признаны неавторитетными источниками или по другим причинам быть запрещены в Википедии. Редакторам следует заменить такие ссылки ссылками на соответствующие правилам сайты или библиографическими ссылками на печатные источники либо удалить их (возможно, вместе с подтверждаемым ими содержимым). Список проблемных доменов |
И их классификация
Формирование месторождений полезных ископаемых происходит в результате концентрации отдельных элементов или веществ под воздействием эндогенных, экзогенных или метаморфогенных процессов.
Во всех случаях, рассматривая процессы формирования месторождений, выделяют три области рудообразования, а именно области: 1-источника полезных ископаемых, 2-переноса и 3-отложения полезных компонентов, что более подробно будет показано при характеристике каждого типа месторождений.
В общем случае главным процессом рудообразования для твердых полезных ископаемых является переход вещества из жидкого или газообразного подвижного состояния в стабильную твердую форму. При эндогенном рудообразовании это происходит при кристаллизации магмы или отложении минералов из горячих газовых и водных растворов. В экзогенных условиях отложение происходит из холодных поверхностных водотоков, подземных вод или из воды озерных и морских бассейнов. При метаморфизме минералообразование связано с дегитратацией, перераспределением элементов, перестройкой кристаллической решетки минералов.
Полезные компоненты переносятся в истинных или коллоидных растворах. Отложение их в виде минералов обусловлено многими причинами: изменением скорости движения растворов, химическими реакциями в растворе, взаимодействием с вмещающими породами, изменением температуры и давления, смешением различных растворов и проч.
В соответствии с характером геологических процессов, которые происходят в земной коре и на ее поверхности, выделяются три серии месторождений полезных ископаемых: эндогенная, экзогенная и метаморфогенная. Эти серии, в свою очередь, разделяются на классы, типы и подтипы, определяющиеся конкретными особенностями рудообразования. Такая классификация называется генетической; она принята в России и во многих странах мира [2,3].
Следует отметить, что наряду с генетической, правомерно существование и других классификаций месторождений полезных ископаемых. Так, для целей оценки и разведки рудных объектов используются морфогенетические и геометрические классификации. Например, П.Ф. Иванкин предложил выделять плоские, уплощенно-конические и конические рудные поля и месторождения, отличающиеся по коэффициенту линейности – отношению длины к ширине (мощности). Эти параметры могут использоваться для выбора сети наблюдений при геологоразведочных работах. Среди зарубежных ученых, в частности американских геологов, наиболее популярно разделение месторождений полезных ископаемых на модельные типы. Эти модельные типы характеризуются формой рудных тел, вмещающими породами, минеральным составом и генезисом. Такая систематика, несмотря на ее сложность и большое разнообразие типов, удобна для практических целей, но в строгом смысле не является классификацией, т.к. не основана на едином принципе.
В настоящей работе принимается за основу генетическая классификация месторождений полезных ископаемых, которая разработана В.А. Обручевым, С.С. Смирновым, А.Н. Заварицким, П.М. Татариновым, С.А. Вахромеевым и др. [2,3,7] в прошлом веке с изменениями и дополнениями автора с учетом последних достижений геологической науки. При этом обращено внимание на установленные факты длительности формирования многих месторождений и участия в их образовании различных геологических процессов. По этой причине нами выделены месторождения сложного генезиса, образованные различным сочетанием эндогенных, экзогенных и даже метаморфогенных процессов. В упрощенном виде эта классификация приводится ниже и положена в основу описания генетических типов месторождений полезных ископаемых (табл. 5).
Таблица 5
Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых
| Серия | Генетический класс (тип) |
| ЭНДОГЕННАЯ | Магматический (кристаллизационный, ликвационный) |
| Пегматитовый (магматогенный, метаморфогенный) | |
| Карбонатитовый | |
| Скарновый | |
| Альбитит-грейзеновый | |
| Гидротермальный (высоко-, средне-, низкотемпературный) | |
| Сложного генезиса (стратиформный, вулканогенно-осадочный) | |
| ЭКЗОГЕННАЯ | Выветривания (коры выветривания, инфильтрационные, зон окисления) |
| Осадочный (механический-россыпи, хемогенный, биогенный и биохимический) | |
| МЕТАМОРФОГЕННАЯ | Метаморфизованный |
| Метаморфический | |
| ТЕХНОГЕННАЯ | Сухие отвалы |
| Гидроотвалы, хвосто- и шламохранилища | |
| Комбинированные отвалы |
Часть 2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
В этом разделе в соответствии с приведенной выше классификацией описываются генетические классы и типы, а в ряде случаев и подтипы месторождений полезных ископаемых, встречающихся в природе.
Э Н Д О Г Е Н Н ЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Геологические процессы во взаимодействии с горно- технологическими условиями недропользования в целом и особенности освоения месторождений полезных ископаемых обусловливают применительно к инженерной геологии горно-геологические явления. Геологические процессы, ранее рассматривавшиеся в качестве рудообразующих (см. табл. 4.1), в данном контексте характеризуют геологическую среду объектов недропользования. Горно-геологические условия определяются спецификой недропользования: прежде всего его назначением, например, если это месторождение полезных ископаемых, то его промышленным типом, способом отработки и вскрытия, системами и технологией разработки запасов полезных ископаемых. Возникающий при этом техногенез инициирует обострение протекания разрушительных геологических процессов, рассматриваемых в совокупности с ним как горно-геологические явления, составляющие основу инженерной геодинамики.
По П. Н. Панюкову [22], горно-геологические явления представляют собой результат взаимодействия горных выработок и массивов пород (геологической среды – автор). В этой связи с учетом прогноза возможных горно-геологических явлений предусматривают мероприятия по их предупреждению или минимизации.
Как известно, освоению месторождений полезных ископаемых предшествуют геолого-разведочные работы, которые могут продолжаться и в период эксплуатации месторождения (см. раздел 4.1). Проведение этих работ сопровождается горно-геологическими явлениями, которые находят отражение в предпроектных технико-экономических (ТЭ) соображениях, ТЭ обоснованиях кондиций, ТЭ докладах, а также в проектных заданиях и локальных проектах.
Горно-геологические явления, отслеженные при проведении разведочных работ с поверхности, идентифицируются с таковыми, возникающими при открытой разработке месторождений полезных ископаемых. При этом учитывают особенности вскрытия и технологию разработки, глубину карьера, первой и последующих очередей, генеральные углы заложения откосов — бортов карьера, углы и ширину берм — уступов, инженерно-геологические и гидрогеологические условия.
Горно-геологические явления при разработке месторождений полезных ископаемых подземным способом характеризуют деформации, возникающие в массивах горных пород. Доминирующая по масштабу проявлений деформация сдвижения горных пород начинает проявляться с момента вскрытия месторождения, достигая наибольших значений в процессе его эксплуатации.
Деформации, образующие зоны обрушения повышенной трещиноватости и плавных сдвижений, могут длительно продолжаться и после завершения горных работ на объекте недропользования.
К другим горно-геологическим явлениям деформации массивов относят:
- — вдавливание или пучение пород, почвы и стенок горных выработок;
- — внезапные горные удары, возникающие при проходке выработок в высокопрочных тектонически напряженных массивах;
- — деформацию массивов в результате глубокого водо- понижения и развития депрессионной воронки, в которой происходит депрессионное уплотнение горных пород и увеличение их прочности за счет потери поровой воды.
Наибольшее негативное воздействие па экологию оказывают деформации породных отвалов, возникающих при отработке угольных и соленосных месторождений.
Геологоразведка необходима не только для поиска месторождений полезных ископаемых. Ее также часто используют при строительстве различных объектов. Геологоразведочное бурение позволяет получить сведения о геологическом строении выбранной площадки, наличии водоносных горизонтов, пустот, карст и прочих опасных явлений, составе грунта. Заказать бурение геологоразведочных скважин в Москве и по области вы сможете в нашей компании «Изыскание МСК».
Геологоразведочное бурение: что определяется?
Нередко люди пренебрегают проведением геологоразведочных работ перед началом строительства, особенно если они уже проводились на соседнем участке. Такая беспечность может повлечь за собой необратимые последствия. Далеко не всегда геологическое строение расположенных рядом земельных участков идентичное. Кроме того, непосредственно в границах конкретного участка могут быть представлены грунты с разными физическими свойствами, например, различной сжимаемостью или плотностью. Построив здание на таких грунтах и не приняв во внимание их особенности, при эксплуатации вы можете столкнуться с деформациями и даже обрушениями.
Затраты на устранение таких последствий могут во много раз превысить затраты на строительство нового такого здания. Поэтому важно обязательно выполнять геологоразведочное бурение скважин до начала всех строительных работ – так вы убережете себя от проблем и лишних денежных трат. Количество скважин, необходимых для проведения исследований, определяется размерами участка на подготовительном этапе работ. Из этих скважин наши специалисты возьмут пробы почвы и воды для дальнейшего анализа в лабораторных условиях.
В целом, выполняя геологоразведочное бурение при строительстве, мы определяем:
- виды грунтов, представленных на участке, их свойства и состав;
- глубину расположения водоносного горизонта, пригодность воды для питья;
- особенности геологического строения местности, где запланировано строительство;
- неблагоприятные геологические процессы, протекающие в районе, их вероятное влияние на ход строительства и объект, в целом.
Важно! Геологоразведка также позволяет определить, есть ли необходимость в установке дренажей на участке. Дренажные системы позволят избежать подтопления подвалов и цокольных этажей.
Как проводится геологоразведочное бурение на месторождениях полезных ископаемых
Разработка месторождений полезных ископаемых обязательно должна включать геологоразведочное бурение. Его используют на каждом из этапов разработки месторождения: от поиска перспективного района до эксплуатационной разведки. Геологоразведочное бурение на твердые полезные ископаемые позволяет обосновать техническую и экономическую целесообразность их добычи. Выполнив на обозначенном участке геологоразведочное бурение, специалисты нашей компании определят мощность месторождения, глубину залегания полезных ископаемых.
Важно! Результаты геологоразведки используются при составлении проекта по добыче полезных ископаемых.
Бурение скважин на территории месторождения необходимо для составления геологического разреза местности, а также взятия образцов породы на анализ. С помощью современных методик бурения наши специалисты смогут изучить строение недр, не нарушив природное сложение слоев породы. В результате проведенных работ и полученных данных заказчик сможет решить, рациональна ли, в принципе, разработка данного месторождения. Геологоразведочное бурение также позволяет спрогнозировать развитие различных опасных процессов в результате техногенного влияния, обосновать выбор методики добычи ископаемых и обеспечить максимальную безопасность работников при освоении месторождения.
Почему стоит доверить бурение геологоразведочных скважин геологам нашей компании?
От качества проведенной геологоразведки перед началом строительства напрямую зависит безопасность будущего сооружения. Такую работу должны выполнять исключительно профессиональные геологи с опытом работы на участках различной степени сложности. Таких специалистов вы найдете в нашей компании «Изыскание МСК». Помимо геологоразведочных работ при строительстве мы также выполняем бурение геологоразведочных скважин для определения параметров месторождений твердых ископаемых. Стоимость работ, выполняемых нашей компанией, зависит от множества факторов, таких как:
- площадь исследуемого участка;
- количество и глубина скважин;
- сложность рельефа местности;
- используемый метод бурения.
Чтобы узнать точную цену работ, вам следует обратиться к нашим сотрудникам и предоставить им техническое задание.
Подробнее на сайте https://izyskanie.msk.ru/article/geologorazvedochnoe-burenie