Группы месторождений по запасам полезных ископаемых
Запасы полезного ископаемого в пределах месторождения называют геологическими. Их подразделяют на балансовые и забалансовые.
Балансовыми являются запасы, использование которых экономически целесообразно и удовлетворяет кондициям, установленным для подсчета запасов в недрах.
Забалансовые — запасы, которые при современном состоянии технологии добычи и переработки извлекать нецелесообразно (рис. 1.2), но могут быть пригодны в будущем.
Разделение запасов осуществляется на основе кондиций, установленных для каждого месторождения или для группы месторождений, сходных с условиями эксплуатации.
Кондиции определяют минимальное промышленное содержание полезного компонента — предел, ниже которого руда становится экономически невыгодной для переработки.
Промышленные запасы представляют собой разницу между балансовыми запасами и проектными потерями руды в процессе добычи.
Кроме руды из недр извлекают пустые породы. Часть из них выдается на поверхность отдельно от руды, например при проходке выработок, а часть смешивается с рудой в процессе выемки руды. Такую смесь называют рудной массой.
Смесь руды и пустых пород, добываемых и выдаваемых вместе, называют горной массой.
Запасы месторождений по степени разведанности и изученности качества сырья подразделяют на категории.
Категория А — запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей точные сведения об условиях залегания, форме и строении рудных тел, типах и сортах минерального сырья, их соот-
Рис. 1.2. Соотношение балансовых и забалансовых запасов при добыче руд: а — разрез по очистному блоку; б — элементарная ячейка приконтурной зоны;
- 7 — контур балансовой руды; 2 — границы приконтурной зоны; 3 — граница добычи руд; 4 — включения пород и забалансовых руд; 5 — подэтажные выработки;
- 6 — потерянные руды; 7 — разубоживающие породы; 8, 9 — взрывные и разведочные скважины; Хп • 6— границы приконтурной зоны; Sg— площадь приконтурной зоны разубоживающих пород; ST — площадь приконтурной зоны
теряемой руды
ношении и пространственном положении, качестве, технологических свойствах и природных факторах, определяющих условия добычи минералов. Контур запасов этой категории определяют горными выработками.
Категория В — запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей те же сведения, но с меньшей достоверностью. Контур запасов полезных ископаемых определяют данными разведочных работ.
Категория Cj — запасы, разведанные и изученные с детальностью, обеспечивающей те же сведения, но только в общих чертах. Контур запасов полезных ископаемых определен на основании разведочных скважин и выработок и геологических данных.
Категория С2 — запасы, оцененные ориентировочно. Условия залегания полезных ископаемых определены на основании данных, подтвержденных вскрытием полезного ископаемого в отдельных точках или по аналогии.
Для оценки потенциальных возможностей рудных зон, полей, бассейнов и районов в необходимых случаях на основе общих геологических представлений определяются так называемые прогнозные запасы.
При комплексных полезных ископаемых запасы содержащихся в них основных ценных компонентов учитываются по одним и тем же категориям.
Геологические запасы включают весь объем полезных ископаемых, выявленных при разведке месторождения. Только запасы, которые удовлетворяют требованиям промышленности и могут быть рентабельно использованы в народном хозяйстве, подлежат извлечению из земных недр.
Горные предприятия проектируются при наличии на месторождении или его участке утвержденных ГКЗ (Государственная комиссия по запасам) балансовых запасов полезных ископаемых категорий А, В, С,. Соотношение этих категорий запасов устанавливается в зависимости от сложности месторождений или их участков.
По этому признаку различают три группы месторождений.
Первая группа — месторождения простого строения с выдержанной мощностью тел полезных ископаемых и равномерным распределением полезных компонентов. Для этих месторождений по категории А должно быть разведано не менее 10% балансовых запасов, а по категории А + В — не менее 30%.
Вторая группа — месторождения сложного строения с выдержанной мощностью тел полезных ископаемых или неравномерным распределением полезных компонентов. Для этих месторождений по категории В должно быть разведано не менее 20% запасов.
Третья группа — месторождения очень сложного строения с резко изменчивой мощностью тел полезных ископаемых или с весьма невыдержанным содержанием полезных компонентов. Для этих месторождений допускается разведка запасов по категории Сг
ю
С целью определения перспектив развития предприятий, а также более полного использования минеральных ресурсов при проектировании должны учитываться запасы категории С2 и забалансовые запасы.
Некоторое количество полезных ископаемых в процессе неэффективного извлечения запасов оставляется в недрах — «теряется».
Потери полезных ископаемых — разница между балансовыми и промышленными запасами.
Разработка месторождения сопровождается проведением эксплуатационной разведки. В результате выполнения этих работ категории разведанности запасов той или иной части месторождения повышаются, а соотношение балансовых и забалансовых запасов изменяется. Выемка полезных ископаемых приводит к уменьшению балансовых запасов.
Движение запасов — изменение состояния запасов в процессе освоения месторождения.
Классификация месторождений полезных ископаемых как природных объектов должна удовлетворять ряду принципов их обоснованного подразделения: наличия цели разделения; системности или соответствия рангов классифицируемых объектов, например нельзя сравнивать рудопроявления и месторождения; непрерывности классификационных ячеек; выдержанности оснований подразделений; невозможности вхождения одного и того же объекта в разные классификационные ячейки; непрерывности подразделений; предсказуемости свойств классифицируемых объектов и др. Исходя из них, существуют различные по целям и основаниям группировки месторождений, чему посвящена обширная литература. Из практически важных надо отметить подразделения месторождений по следующим критериям; форме рудных тел и рудоносных зон; степени сложности их строения — классификация Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) I; видам минерального сырья
Виды месторождений
Эндогенные месторождения. Их называют также гипогеннымн и связывают с внутренней энергией Земли, В данной серии выделяют шесть групп. Две группы — магматическая и карбонатитовая — образуются из расплавов в процессах их дифференциации и ликвации, связанных со средними, основными и ультраосновными магмами. Четыре остальные группы — пегматитовая, альбитит-грейзеновая, скарновая и гидротермальная — ассоциируют с кислыми, средними и щелочными магматическими комплексами и формировались на позднеинтрузивной и цостинтрузиеной стадиях их становления.
Экзогенные (поверхностные, гипергенные) месторождения формировались вследствие механической, химической и биохимической дифференциации вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. Здесь выделяются три группы: выветривания, месторождения в которой связаны с древней и современной корой выветривания; осадочную, руды которой возникли при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральномго вещества в бассейнах седиментации, включающую россыпи и эпигенетическую, рудообразонание в которой происходило в осадочно-породных бассейнах в связи с деятельностью грунтовых или артезианских подземных вод
Метаморфогенные месторождения возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием подствующих там высоких давлений и температур. В этой серии выделяют две группы рудных образований: метаморфизоваиную, включающую преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса, и собственно метаморфическую, образовавшуюся впервые в результате метаморфогенного преобразования минерального вещества или обусловленную процессами гидротермально-метаморфогенного концентрирования рассеянных рудных элементов или их соединений.
Важным способом характеристики особенностей рудной минерализации различных территорий является представление о геологических и рудных формациях.
Геологические формации — это естественные комплексы парагенетически связанных во времени и пространстве горных пород и ассоциирующих с ними минеральных месторождений. При изучении формаций учитываются процессы, исследуемые литологией; петрологией и тектоникой. Формации выделяются эмпирически на основании многократной, статистически установленной повторяемости определенных параге-незисов пород в аналогичных структурах. По отношению к процессам оруденения различают следующие группы геологических формаций:
1.рудогенерирующие, в которых промышленные скопления руд представляются естественным компонентом;
2.рудоносные — хотя и содержат рудные месторождения, но связь их с оруденением не определена;
3.рудообразущие, являющиеся источником энергии при формировании месторождений;
4.рудовмещающие — содержат продукты рудогенеза более древних, чем данная формация, эпох.
В 70-х годах XX в. возникло учение о рудных формациях, разработанное В. А. Кузнецовым, В. Н. Козе-ренко, Д. И. Горжевским, Р. М. Константиновым и др. Под рудной формацией понимали естественное сообщество рудных образований, объединяемых между собой сходными парагенетическими ассоциациями главнейших рудных минералов и тектоно-магматическимн условиями проявления, а также близкими особенностями развития рудного процесса.
В рудные формации объединяются близкие по составу месторождения, формировавшиеся в сходных тектоно-магматических условиях, определяемых единством тектонического режима. Выделяемые формации могут быть конвергентными, поскольку они определяются главнейшими минеральными парагенезисами и геологической обстановкой, влиявшими на текстурно-структурные и другие особенности руд. Названия формаций определяются двумя главными характеристиками ─ составом ведущих минералов или элементов (металлов) и происхождением рудной массы (генезисом). Например, медно-никелевая, сульфидно-касситеритовая гидротермальная и т. д. Закономерное нахождение эндогенных рудных формаций выделяют в качестве генетических рядов, представляющих собой естественную ассоциацию рудных формаций, связанных с одной магматической формацией или определённым магматическим комплексом. В основу систематики рядов положен тектонический принцип и учёт источников рудного вещества.
Отдельная рудная формация и их ряды служат основной еденицей классификации месторождений полезных ископаемых и определяют металлогенический тип рудных районов и провинций. Один или несколько рядов рудных формаций, объединённых по их связи с определёнными типами магм и различными источниками вещества, выделяют в качестве генетических серий. Известны серии формаций, связанных с магмами: ультраосновного состава, базальтоидного, траппами, внутрикоровыми гранитоидами и т.д.
Для региональной оценки рудоносности используют понятие о металлогенической формации, под которой понимают комплекс парегенетически связанных горных пород магматического, осадочного и метаморфического происхождения и ассоциированных с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленных единством происхождения в определённых структурно-формационных условиях.
Запасы полезных ископаемых,─ количество минерального сырья в недрах Земли, на её поверхности, на дне водоёмов и в объёме поверхностных и подземных вод, определяемое по данным геологической разведки.
Эти данные позволяют вычислить объём тел полезных ископаемых, а при умножении объёма на плотность позволяют определить запасы полезных ископаемых в весовом исчислении. При подсчёте запасов жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, подземные воды, горючий газ), помимо объёмного метода, применяется способ расчёта запасов по притокам в скважинах. Для некоторых месторождений полезных ископаемых, кроме того, подсчитывается количество содержащихся в них запасов ценных компонентов, например запасы металлов в рудах. Запасы полезных ископаемых в недрах измеряются в м3 (строительные материалы, горючие газы и др.), в тоннах (нефть, уголь, руды), в килограммах (благородные металлы) или в каратах (алмазы). Величины запасов полезных ископаемых обладают различной достоверностью их подсчёта, зависящей от сложности геологического строения месторождений и детальности их геологической разведки.
По степени достоверности определения запасов они разделяются на категории. В СНГ действует классификация запасов полезных ископаемых с разделением их на четыре категории: А, В, C1 и C2. На сегодняшний день практически для всех людей стиральная машина автомат является чем- то обычным из всего перечня бытовой техники, которая должна иметь среднестатистическая семья. Огромную популярность среди русскоязычного населения получили стиральные машины Vestel, которые славятся своей долговечностью и тихой работой.
К категории А принадлежат детально разведанные запасы полезных ископаемых с точно определёнными границами тел полезных ископаемых, их формами и строением, обеспечивающими полное выявление природных типов и промышленных сортов минерального сырья в недрах месторождения, а также геологических факторов, определяющих условия их добычи. К категории В относятся предварительно разведанные запасы полезных ископаемых, с примерно определёнными контурами тел полезных ископаемых, без точного отображения пространственного положения природных типов минерального сырья. В категорию C1 включают запасы разведанных месторождений сложного геологического строения, а также слабо разведанные запасы полезных ископаемых на новых площадях или на площадях, непосредственно прилегающих к детально разведанным участкам месторождений; они подсчитываются с учётом экстраполяции геологических данных детально разведанных участков месторождений.
К категории C2 относятся перспективные запасы, выявленные за пределами разведанных частей месторождений на основании толкования их геологического строения, с учётом аналогии сходных и подробно разведанных тел полезных ископаемых.
Из зарубежных наиболее распространена американская классификация запасов полезных ископаемых. В ней выделяются три категории запасов: 1) измеренные (measured), определяемые на основании замеров в горных выработках и буровых скважинах, 2) выверенные (indicated), подсчитываемые при распространении данных горных работ и бурения за их пределы, 3) предполагаемые (inferred), оцениваемые по общим геологическим данным. По правилам, существующим в странах СНГ, месторождения полезных ископаемых могут быть введены в эксплуатацию при условии, если они обладают определённым соотношением запасов полезных ископаемых различных категорий.
Группы месторождений по сложности строения
По степени сложности геологического строения выделяются три группы месторождений с различным соотношением категорий полезных ископаемых.
К 1-й группе относятся месторождения полезных ископаемых простого геологического строения с равномерным распределением ценных компонентов; для этой группы не менее 30 % запасов должно быть разведано по категории А и В, в том числе не менее 10 % по категории А.
Ко 2-й группе принадлежат месторождения сложного геологического строения (не менее 20 % запасов должно быть разведано по категории В).
К 3-й группе относятся месторождения очень сложного геологического строения и исключительно невыдержанного содержания ценных компонентов; проектирование горнодобывающих предприятий и выделение капитальных вложений на их строительство или реконструкцию допускается при наличии запасов категории C1.
Балансовые и забалансовые запасы
Запасы полезных ископаемых, по их пригодности для использования в народном хозяйстве разделяются на балансовые и забалансовые.
К балансовым принадлежат такие запасы полезных ископаемых, которые целесообразно разрабатывать при современном уровне техники и экономики; к забалансовым относятся запасы полезных ископаемых, которые из-за их малого количества, низкого качества, сложных условий эксплуатации или переработки ныне не используются, но в дальнейшем могут явиться объектом промышленного освоения. Для определения показателей балансовых запасы полезных ископаемых производят специальные расчёты, характеризующие промышленные кондиции минерального сырья (минимальную мощность тел полезных ископаемых, минимальное промышленное содержание ценных компонентов в полезных ископаемых и максимально допустимые включения горных пород); когда залежь полезного ископаемого постепенно сливается с окружающими её горными породами, рассчитывают т. н. бортовое содержание, то есть содержание ценного компонента, по которому проводится граница между телом полезного ископаемого и вмещающими его горными породами. В странах СНГ утверждение кондиций для подсчёта запасов, проверка правильности подсчёта запасов, распределения их по балансовой и забалансовой группам, а также утверждение запасов и определение подготовленности месторождения для промышленного освоения по категориям возложено на Государственные комиссии по запасам полезных ископаемых, деятельность которых регламентируется национальными законодательствами.
Месторождения полезных ископаемых по классификации В. Линдгрена, предложенной еще в 1911 г., подразделяются на две основные группы: месторождения, образованные механическими процессами; месторождения, образованные химическими процессами. Месторождения второй группы наиболее распространены. Они одразделяются в зависимости от среды отложения на три класса, бразовавшиеся: А — в поверхностных водах, В — в горных породах и из магмы путем ее дифференциации. В класс В входят месторождения, связанные с магматической деятельностью. Они, в свою очередь, подразделяются на гидротермальные (эпи-, мезо- и гипотермальные) и эманационные (контактово-метасоматические, пирометасоматические и фумарольные Классификация В. Линдгрена, в свое время широко распространенная, подверглась серьезной критике советских и некоторые арубежных ученых, особенно в отношении гидротермальных ме-горождений. С. С. Смирнов указал, что классификация гидротермальных месторождений В. Линдгрена, основным принципом которой служат месторождения известного класса, определяющегося способами извлечения вещества, могут разделяться на подклассы, образующиеся в различных физико-химических условиях. Например, магматические месторождения ювенильного класса (I) будут резко отличны от магматических месторождений сиалического класса (IV).
Таблица 1
Генетическая классификация эндогенных месторождений.
По Я- Н. Белевцеву
Генетический тип | Генетический класс | Генетический подкласс |
А. Симатический, или ювениль-ный | I. Магматические, связанные с ультраосновными и основными породами II. Эндогидрогенные, связанные с подъемом флюидов из подкоровых глубин | 1. Сегрегационные (раннемагматические) 2. Ликвационные 3. Позднемагматические (гистеромагматические) 4. Гидрогенные зоны глубин 5. Гидрогенные тектоно-мета- |
Б. Сиалический, или коровый | III. Метаморфические, связанные с региональным динамотермальным метаморфизмом IV. Ультраметаморфические, связанные с | 6. Метаморфизованные 7. Метаморфические 8. Магматические, связанные с гранитоидными плутонами полигенного образования 9. Пегматитовые 10. Плутоногидротермальные |
В. Полигенный (смешанный) | V. Телетермальные VI. Гидротермальные Послегранитизационные VII.Вулканогенногидро-термальные | 11. Глубинно-телетермальные 12. Приповерхностные телетермальные 13. Гидротермальные тектонометасоматических зон 14. Глубинно-вулканические 15. Субвулканические 16. Вулканические |
Особенно многообразны по условиям концентрации гидротемальные месторождения, которые могут образовываться с помощью ювенильных подкоровых флюидов (V), плутоногидротермальных (IV), метаморфогенногидротермальных (VII) растворов или растворов смешанного происхождения.