Поиск полезных ископаемых использованием физических методов

Пар

Стадии и современные методы п и п-о работ

Развитие методов поисков тесно связано с интенсивным потреблением минерального сырья. До середины XVIII в. рудознатцы пользовались примитивными методами поисков, основанными главным образом на визуальных наблюдениях. Конец XVIII и XIX вв. характеризуются бурным развитием промышленности и ростом добычи полезных ископаемых. В это время намечаются научные основы геолого-минералогических методов поисков. В XX в. интенсификация эксплуатации недр продолжает возрастать, что приводит к резкому сокращению возможностей легкого открытия месторождений. А это, в свою очередь, требует разработки новых методов поисков, позволяющих проникать на большие глубины в земной коре. Соответственно природным особенностям территории, предназначенной для поисков, с учетом поисковых критериев и признаков выбираются те или другие методы поисков.

Приведенные в табл. 5 группы разнообразных поисковых методов взаимосвязаны в поисковом процессе. Визуальные наблюдения и дешифрирование фотографий земной поверхности, сделанных с космических кораблей, позволяют увидеть геологические структуры, не различимые при других исследованиях. Полеты спутников дали возможность установить новые закономерности размещения полезных ископаемых в различных районах нашей страны. Воздушные методы геологического картирования и поисков являются неотъемлемой частью современной геологической съемки. Эти методы могут быть разделены на четыре вида:

1) аэрогеологическая съемка с цветными фотографиями и спектрозональными снимками, позволяющими дешифрировать закрытые территории;

2) аэрогеофизические исследования с целью изучения геофизических полей и выявления аномалий;

3) рекогносцировочные облеты для визуального наблюдения выходов рудоносных структур или зон измененных горных пород;

4) воздушные десанты с помощью вертолетов, проводящие геологические, минералогические, геохимические, геофизические исследования на перспективных участках.

На земной поверхности ведутся поиски как на суше, так и по дну водоемов. Подводные методы поисков осуществляются с применением надводных и подводных кораблей и путем десантов аквалангистов. В 50-е годы началось освоение дна морей и океанов. С морского дна добывается значительное количество нефти и газа. Каспийское и Северное моря представляют собой нефтегазовые бассейны. Касситерит, золото, алмазы и другие ценные ископаемые добываются в шельфовых зонах морей и океанов. В Индийском океане с глубин 2—4 км начата пробная добыча марганцевых конкреций, в которых кроме марганца содержатся никель, кобальт, медь и другие металлы.

Таблица 5 Классификация современных методов поисков месторождений полезных ископаемых (по В. В. Аристову)

Методы поисков месторождений полезных ископаемых

По характеру пространства, на котором проводятся поиски месторождений полезных ископаемых, различают дистанционные, наземные и подводные методы.

К дистанционным методам относятся следующие:

1) геологические аэрометоды;

2) дистанционные фотографические съемки;

3) аэрогаммасъемка;

4) космогеологические методы;

5) телевизионные съемки;

6) спектрометрические съемки;

7) радарные или радиолокационные съемки;

8) космомагнитная и косморадиометрическая съемки;

9) космофотоснимки.

К наземным методам относятся следующие:

1) геологические методы поисков

a) визуальные поиски;

b) геологическая съемка;

2) обломочно-речной метод;

3) валунно-ледниковый метод;

4) шлиховый метод;

5) геохимические методы;

a) литохимический;

b) гидрохимический;

c) биохимический;

d) атмохимический;

e) эманационный метод;

f) газортутные поиски;

g) ядерно-физические поисковые методы;

6) физико-химические методы;

7) геофизические методы поисков;

8) технические (горно-буровые) методы поисков.

Моря и океаны – огромные вместилища различных полезных ископаемых: нефти и газа, руд золота, платины, олова, вольфрама, железа, марганца, хрома, никеля, кобальта, меди, фосфора, драгоценных камней. Они заключены в донных осадках и в коренных породах. В настоящее время основными объектами исследований являются осадки в пределах береговой зоны суши и мелководной зоны шельфа. Некоторые страны в значительной степени удовлетворяют свои потребности в том или ином минеральном и энергетическом сырье путем разработки и поисков подводных месторождений нефти и газа, россыпей золота, платины, ильменита, циркона, касситерита, титаномагнетита, алмазов, строительного песка и фосфорита.

К подводным (объект исследования – шельф) методам относятся следующие:

1) методика непрерывного сейсмоакустического профилирования (САП);

2) методика геолого-экономической оценки;

3) гидрологическое обеспечение поискови изучение гидродинамических характеристик морских россыпей;

4) техническое обеспечение опробования подводных месторождений.

Методика выделения перспективных рудоносных площадей

Научной основой выделения рудоперспективных площадей и других рудных объектов служат достижения теоретической минерагении и учения о месторождениях полезных ископаемых. Основное положение минерагении-металлогении о взаимосвязи процессов рудообразования с другими геологическими процессами позволяет достоверно прогнозировать оруденение на конкретных площадях. Методика выделения перспективных участков при геологосъемочных работах основана на выявлении практикой прямых поисковых признаков оруденения. При этом основным принципом оценки рудоносности площадей является принцип аналогии. При выделении рудоперспективных территорий и объектов используется рациональное ком-плексирование разных методов исследований. Но основными из них являются региональный минерагенический анализ, структурно-геометрический анализ, регионально-геофизический, регионально-геохимический.

Регионально-минерагенический анализ направлен на выделение перспективных площадей разного ранга на основе анализа всех данных о рудоконтролирующих факторах, на разработку критериев прогноза и определения рудоперспективных участков. Критерии прогнозирования делятся на универсальные, применимые для многих типов оруденения, и частные, пригодные для прогнозирования лишь конкретных месторождений одного типа. Широко используются минералого-геохимические критерии, в том числе кристаллографические (типы кристаллов), геометрические. Они позволяют выделять конкретные рудоносные участки и отбраковывать неперспективные площади. Используются шлиховые ореолы рудных минералов, зоны рудоносного метасоматоза, геохимические поля и ореолы, гидрохимические, атмохимические аномалии, элементы-индикаторы оруденения, зональное размещение оруденения. На основе рудно-метасоматической зональности уточняется прогнозируемый тип месторождений, возможные размеры и выдержанность ору-денения на глубину.

Структурно-геометрический метод основан на расположении месторождений полезных ископаемых в виде правильного геометрического узора в узлах пересечения сети контролирующих разломов и разнородных по литологии пород. Этот метод базируется на законах геометрической кристаллизации природного вещества в пространстве.

Регионально-геофизический метод основан на вскрытии и использовании закономерных геологических обстановок проявления оруденения в физических полях – гравиметрических, сейсмических, магнитных, электрических, радиометрических, выявляемых геофизическими съемками. Геофизические методы существенно повышают глубинность прогноза, особенно в регионах, перекрытых мощным слоем рыхлых отложений, покровами эффузивных пород. Специальные глубинные геофизические исследования типа ГСЗ, МОВ, МОВЗ, сейсмической томографии иногда позволяют выявлять глубинные неоднородности в строении нижних слоев-блоков земной коры, подстилающие крупные рудоконтролирующие и рудовмещающие структуры. Особенно показательными оказываются блоки разуплотненных пород.

Регионально-геохимический метод использует закономерные взаимосвязи промышленного оруденения и региональных геохимических полей. В результате проводится геохимическое районирование территорий, выявляются геохимические поля и геохимическая зональность геологических структур. Для этого используются результаты геологического картирования и литохимических съемок территорий при региональном прогнозировании.

Прогнозная оценка перспективных площадей и объектов предусматривает оценку количества минерального сырья в недрах рассматриваемой территории на основе регламентированных прогнозных ресурсов категорий Р3, Р2, Р1. Результаты геологического прогноза разных стадий геологоразведочных работ должны выражаться не только в виде контуров, ограничивающих наиболее перспективные участки на карте, но и в виде первой оценки количества и качества минеральных ресурсов объектов, находящихся на исследуемой территории – рудные узлы, рудные поля, месторождения. По результатам геологического прогноза проектируются и ставятся более детальные исследования на рудоперспектиных площадях. Они дают материал для дальнейшего экономического прогнозирования, то есть по развитию горной промышленности в регионе. Прогнозные ресурсы являются основой текущего и перспективного планирования, а также для долгосрочного прогнозирования направлений и объемов геологоразведочных работ. Прогноз опирается на минераге-нические, структурно-тектонические, петрологические, минералого-геохимические и другие закономерности образования месторождений. Но не всякое скопление минерального сырья является месторождением, а только то, в котором есть потребность и рентабельность добычи и переработки. Поэтому комплекс геологических факторов дополняется технико-экономическими показателями.

Процедура прогнозирования должна включать такие операции:

1) определение границ системы – объекта;

2) выявление её элементов и взаимосвязей между ними;

3) установления их влияния и воздействия на параметры состояния системы или объекта.

Поэтому к важным прогнозным показателям относятся масштабы, количество ресурсов, линейные параметры объектов, особенности геологического строения, состава и т.п. В качестве элементов системы можно рассматривать отдельные рудные узлы, рудные поля, месторождения сходного геологического строения и состава. Разрабатываются методы автоматизированного прогнозирования рудоносных территорий на ЭВМ.