Полезные ископаемые методика их поиска и
При поисках месторождений используются разнообразные методы,
направленные на обнаружение самих залежей, а также всех видов аномалий,
вызванных ими. В соответствии с этим методы поиска полезных
ископаемых могут быть подразделены на геологические,
минералогические, геохимические и геофизические. Отдельную группу составляют
горно-буровые методы, которые используются для проверки результатов, полученных
каждым или комплексом перечисленных методов, и для непосредственного вскрытия
залежей полезных ископаемых, положение которых предварительно оценено по
характеру размещения выявленных аномалий.
По условиям, в которых ведутся поисковые работы, методы поисков
подразделяются на дистанционные (космические и аэрометоды), наземные и
подводные.
Таким образом, классификация поисковых методов может быть представлена в
следующем виде.
- Космические методы поисков. Геологическое и поисковое
дешифрирование материалов различных космосъемок — цветных, спектрозональных и
других специализированных съемок и измерений. - Аэрометоды.
Аэрогеологические методы:
а)
аэровизуальные геологические и поисковые наблюдения;
б)
геологическое и поисковое дешифрирование
аэрофотоматериалов.
Аэрогеофизические методы:
а)
аэромагнитометрическая съемка;
б) аэрорадиометрическая
съемка;
в) аэроэлектрометрическая
съемка.
Аэротранспортные и аэродесантные методы:
а)
для проведения наземных геологических, минералогических и геохимических
исследований;
б) для проверки наземных геофизических
исследований. - Наземные методы.
Геологические
методы:
а) метод геологической съемки — универсальный
поисковый метод;
б) методы специализированных геологических
съемок.
Геолого-минералогические методы.
А. Метод
изучения и оценки выходов полезных ископаемых на современную
поверхность.
Б. Минералогические методы изучения и оценки
ореолов рассеяния минералов:
а)
в рыхлых отложениях — обломочно-речной (русловый), валунно-ледниковый,
шлиховой;
б) в коренных породах
— метод минералогического картирования, протолочно-шлиховой,
шлихо-взрывной.
Геохимические
методы.
A. Литогеохимические методы изучения и оценки
ореолов рассеяния химических элементов:
а) в
рыхлых отложениях — спектрометрические (металлометрические) и микрохимические
методы по почвам и элювиально-делювиальным отложениям, донным осадкам,
торфяным и другим образованиям;
б) в коренных
породах — спектрометрические и микрохимические методы.
Б. Гидрогеохимические методы изучения и оценки
ореолов рассеяния химических элементов:
а) в
поверхностных водотоках;
б) в подземных
водах.
B. Биогеохимические
методы изучения и оценки:
а) ореолов
рассеяния химических элементов в растениях (биогеохимические методы);
б) ореолов развития определенных видов растений,
связанных с геохимическими особенностями почв (геоботанический
метод).
Г. Атмогеохимические
(газовые) методы изучения и оценки ореолов рассеяния:
а) радиоактивных эманации (эманационный метод);
б) газов (метод газовой съемки).
Геофизические методы. Методы изучения и оценки
геофизических аномалий, обусловленные телами полезных ископаемых, структурами,
их вмещающими, сопровождающими их породами, или сочетанием этих факторов:
– магнитометрические,
– гравиметрические,
– сейсмометрические,
–
электрометрические,
– радиометрические,
– ядерногеофизические.
Горно-буровые методы, основанные на использовании
для поисков:
А. Горных выработок.
Б.
Буровых скважин. - Подводные методы поисков. Применяются для поисков полезных
ископаемых, скрытых под водами рек, озер, морей, океанов.
С
надводных кораблей.
С подводных кораблей.
Аквалангистами.
Каждый объект поисков (месторождение) обладает комплексом признаков, для
обнаружения которых применяется широкий спектр геологических,
геолого-минералогических, геохимических методов и их различных модификаций в
сочетаниях, обеспечивающих надежное установление как признаков объектов, так и
самих объектов.
Комплексное использование нескольких методов поисковых
работ позволяет получить максимальный объем информации для наиболее полного
решения поисковой задачи при минимальных затратах средств и времени (Крейтер,
1969; Красников, 1965; Каждан, 1985 и др.). При этом исключаются лишние методы,
не дающие дополнительной информации.
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)
| Класс методов по условиям применения | Космические | Воздушные | Наземные | Подводные |
| Подкласс методов по техническим средствам | Со спутников, с межпланетных кораблей, с планетоходов | С самолетов, с вертолетов, с дирижаблей, десанты | Пешеходные маршруты, с автомобилей, с вездеходов | С кораблей, с подводных лодок, аквалангисты |
ТОП 10:
Краткий конспект курса лекций
Доцент Сокерин М.Ю.
Г. Сыктывкар, 2007 г.
Раздел 1. Введение в систему геологического изучения недр, поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых. Стадии геологоразведочных работ. Содержание поисковых работ. Содержание разведочных работ. Основные принципы классификации, оценки и учета запасов и ресурсов полезных ископаемых.
Тема 1
Вводная лекция. Определения и понятия. Место учения о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых в системе наук о Земле. Краткая история. Промышленная классификация полезных ископаемых. Законодательство о недрах. Геологоразведочная отрасль страны.
Цели и задачи курса. Прикладной курс знаний «Поиски и методика разведки месторождений полезных ископаемых» является составной частью учения о полезных ископаемых, выясняющего условия образования (генезиса), изменения (преобразования) и сохранения сформированных тел полезных ископаемых, условия нахождения и пути наиболее эффективного выявления, оценки и разведки промышленных месторождений полезных ископаемых (МПИ). Вместе с курсом «Техника разведки МПИ», изучающим технологию и методику разведочного бурения и проходки поверхностных и подземных горноразведочных выработок, этот курс и направление практической (прикладной) геологии иногда называют «Геологоразведочным делом» (по аналогии с «Горным делом», от которого геологоразведочное дело когда-то отпочковалось).
Один из крупнейших разведчиков и теоретиков учения о поисках и разведке МПИ Владимир Михайлович Крейтер, работавший в 30-х -60-х годах прошлого века, дал достаточно точное и четкое определение:
«Учение о поисках и разведке полезных ископаемых есть прикладная геологическая наука, изучающая условия нахождения и пути наиболее эффективного выявления промышленных месторождений полезных ископаемых» (Крейтер, 1969).
В.М. Крейтер считал, что это учение как самостоятельная наука геологического цикла впервые оформилась в начале 30-х годов ХХ века в СССР, когда из нее выделилась техника разведки. Но, несмотря на достаточно веские основания такого определения времени рождения и возраста учения о поисках и разведке МПИ, вероятно, это несколько упрощенный взгляд.
История поисков, оценки и разведки месторождений полезных ископаемых насчитывает многие тысячелетия. Вспомним названия этапов развития человечества – «каменный век», «бронзовый век», «железный век». С древнейших времен люди использовали каменные орудия (топоры, резцы, ножи), позднее, используя «подъемную руду» и приповерхностные легко обнаруживаемые месторождения металлов и освоив технологию переплавки меди и олова, создали бронзовые орудия труда, позднее научились выплавлять более тугоплавкое железо.
Вначале использовалась так называемая «подъемная руда» – рудные обломки собирались с поверхности земли, затем для добычи полезных ископаемых все больше используются горные выработки (карьеры, шурфы, шахты и т.п.).
С самого начала человеческой истории людей интересовало золото, вначале в качестве украшений, позднее в качестве эталона ценности (стоимости), а уже в новейшей истории начали широко использоваться выдающиеся химические и физические свойства этого металла – его химическая устойчивость к различным окислителям, высочайшая электропроводность, ковкость – способность расплющиваться до тончайших прозрачных зеленоватого оттенка пластинок и т.д. и т.п.
Во все времена людей интересовали и сами горные породы в качестве строительного материала для строительства жилья, зданий, инженерных сооружений и т.д. и т.п.
Добывая ископаемые, люди одновременно изучали и закономерности их размещения, накапливали опыт выявления месторождений, закрепляли в памяти поколений поисковые признаки. Древние горные выработки проходились с исключительной целесообразностью, указывающей на то, что рудокопы хорошо разбирались не только в рудах, но и во вмещающих их породах.
Еще в XVI веке немецкий ученый Георг Агрикола, вероятно, первым обобщил опыт горно-металлургического производства и, систематизировав его по процессам, выделил направление «поиски и разведка месторождений полезных ископаемых».
В России одна из первых исторических дат открытий ископаемых богатств относится к первой четверти XIII века, когда (неизвестно кем) было открыто «Цильменское» месторождение медных руд в Печорском крае, которое едва ли не является первым открытием месторождений руд в древней Руси.
В 1491 г. царь Иван III посылает из Москвы на Цильму поисковую партию иностранных (Иван да Виктор) и местных – русских (Андрей Петров и Василий Болтин) «рудознатцев» «руды искати серебряные». Это была, вероятно, первая государственная экспедиция Московской Руси. Уже 20 октября того же года рудознатцы вернулись в Москву и сообщили, что «они нашли руду серебряную и медную великого князя в вотчине на Цильме, не доходя до Космы реки…». На следующий же год царь посылает на Цильму новую партию «рудознатцев», но на этот раз уже с 340 рабочими. Был создан горный промысел медных и серебряных руд и организовано производство медных и серебряных монет. Горный промысел на Цильме, по-видимому, является одним из первых горнорудных промыслов государственного значения Московской Руси конца XV века.
До этого, в 1700 г. Петром Первым в России был создан Приказ рудокопных дел, переименованный в 1718 г. в Бергколлегию. Отсюда берет начало Государственная геологическая служба России, которая 6 лет назад отметила 300-летие. Приказ рудокопных дел разрабатывал и рассылал на места инструкции по поискам, разведкам, опробованию и разработке месторождений.
В.Н. Татищевым, выдающимся деятелем Петровской эпохи, в 1721 г. были основаны на Урале горные школы, из которых в 1725 г. было решено послать в составе Камчатской экспедиции Беринганесколько человек «в сыскании и в пробах рудных наученых людей с надлежащими инструкциями и припасы, чтобы оные, где найдены будут богатые металлы или минералы, могли на больших пробах действительно плод показать, не пропуская времени».
В XVIII веке величайший российский ученый-энциклопедист М.В. Ломоносов опубликовалважные труды «О слоях земных» (опубл. 1763), «Слово о рождении металлов от трясения Земли» (1757), «Первые основания металлургии или рудных дел», в которых заложены основы системы поисков и разведки месторождений.
Таким образом, когда знакомишься с историей выявления месторождений и развития добычи полезных ископаемых в старейших горнорудных районах (на Урале, в Забайкалье – «…где золото роют в горах…», за рубежом (в США, Канаде, Южной Африке, Германии), то становится понятным, что учение о поисках и разведке МПИ, несомненно, имеет более древнюю историю, чем 30-е годы прошедшего века, и, как и для других важнейших направлений науки (химии, физики, геологии в целом и др.), наверное, непродуктивно пытаться определить конкретный год или десятилетие оформления этой науки.
Тем не менее, можно говорить о том, что как в СССР, так и за рубежом в начале 30-х годов XX века в связи с резким ростом потребностей в металлах, топливе, строительном сырье (в связи с военными целями, индустриализацией, началом технической революции 20-го века) поиски и разведка МПИ оформились в самостоятельное направление науки. Здесь нельзя преувеличивать роль ученых СССР (Е.О.Погребицкого, В.М. Крейтера, А.П. Прокофьева, В.И. Смирнова, М.Н. Альбова), хотя она и велика. Но одновременно с нашими отечественными работами теория и практика поисков и разведки МПИ в этот период активно развивалось и за рубежом (США – Виктор Линдгрен еще в начале 20-го века читает курс лекций по ПРМПИ в Мичиганском политехническом институте; появляются серьезные работы в этом направлении в Германии). В последние годы активно работает над развитием теории и практики поисков и разведки МПИ Китай, впитавший теоретические и методические подходы и приемы поисков и разведки из опыта СССР и США.
Появление в 30-х годах кафедр полезных ископаемых и методов поисков и разведки МПИ в системе геологических ВУЗов и техникумов (Московский геологоразведочный институт – МГРИ, старый Ленинградский горный институт -ЛГИ, Свердловский горный институт, геологические факультеты Московского, Ленинградского ГУ, Львовского университетов и др.), развитие системы отраслевых (в геологической отрасли) научно-исследовательских институтов – Центрального научно-исследовательского института цветных, благородных металлов и алмазов (ЦНИГРИ), Всероссийского института минерального сырья (ВИМС), Всероссийского научно-исследовательского геологического института (ВСЕГЕИ) и др. – способствовали становлению и укреплению учения о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.
Это практическое направление геологической науки – одно из самых важнейших и актуальных во все времена. Сама геология как наука развивалась во многом благодаря тому постоянному интересу, который человечество имело к полезным ископаемым, их выявлению и извлечению для пользы людей.
В настоящее время спектр используемых человеком полезных ископаемых весьма широк и растет в зависимости от потребностей современных технологий. Современное и перспективное (будущее) развитие технологий требует все новых материалов с определенными свойствами, все новых полезных ископаемых…
Что же такое «полезное ископаемое»? Это – добываемое из недр природное образование, пригодное для использования человеком в виде породы, минерала, извлекаемого химического элемента. По направлениям использования выделяются классы и подклассы полезных ископаемых (см. таблицу).
Природные скопления полезных ископаемых, извлечение которых из этих скоплений технически и технологически возможно и экономически рентабельно (безубыточно), называются месторождениямиполезных ископаемых. Выявляемые неясные по масштабам (размерам), обычно небольшие, скопления полезных ископаемых называют проявлениямиполезных ископаемых (для металлических полезных ископаемых с повышенными – рудными – концентрациями металлов они называются рудопроявлениями). Иногда выделяют еще пункты рудной минерализации.
Полезные ископаемые образуются в результате разнообразных геологических процессов, происходящих как на глубинах Земли (эндогенные процессы), так и на ее поверхности (экзогенные процессы). Вы изучали эти процессы уже в первом геологическом курсе общей или динамической геологии. К эндогенным геологическим процессам, приводящим к образованию полезных ископаемых, относятся магматизм, образование, накопление и движение горячих и теплых внутриземных жидкостей (прежде всего, воды и разнообразных водных растворов) и газов (гидротермальные и пневматолитовые процессы), тектонические процессы (сжатие и растяжение громадных блоков земной коры, приводящее к образованию складок, тектонических нарушений – разломов, разрывов Земной коры), метаморфизм и метасоматоз. К основным экзогенным процессам рудообразования (минералообразования) относятся осадкообразование и выветривание.
Помимо генетической классификации полезных ископаемых, существует промышленная классификация МПИ, с выделением основных (главных) и второстепенных промышленных типов м-ний, для поисков и разведки которых применяются особые комплексы методов и технических приемов.