Все методы поиска месторождений полезных ископаемых

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)

ПО́ИСКИ МЕСТОРОЖДЕ́НИЙ по­лез­ных ис­ко­пае­мых, ком­плекс ра­бот и свя­зан­ных с ни­ми ис­сле­до­ва­ний, на­прав­лен­ных на вы­яв­ле­ние и пер­спек­тив­ную оцен­ку ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых. П. м. мо­гут осу­ще­ст­в­лять­ся на всех ста­ди­ях гео­ло­го-раз­ве­доч­ных ра­бот – в ка­че­ст­ве ос­нов­ных на ста­дии по­ис­ко­вых ра­бот или со­пут­ст­вую­щих на ос­таль­ных ста­ди­ях. При­ме­няв­шие­ся ра­нее под­ста­дии по­ис­ко­вых ра­бот – ре­ког­нос­ци­ро­воч­ные, об­щие и де­таль­ные по­ис­ки на прак­ти­ке в совр. ус­ло­ви­ях не реа­ли­зу­ют­ся. Для по­вы­ше­ния эф­фек­тив­но­сти гео­ло­го-съё­моч­ных и по­ис­ко­вых ра­бот, уве­ли­че­ния «по­ис­ко­во­го за­де­ла» в прак­ти­ку фе­де­раль­ных гео­ло­го-раз­ве­доч­ных ра­бот в РФ вве­де­ны (2001) на уров­не под­ста­дий «про­гноз­но-по­ис­ко­вые» и «по­ис­ко­во-оце­ноч­ные» ра­бо­ты. Од­на­ко долж­ной рег­ла­мен­та­ции по ста­ту­су, а так­же тре­бо­ва­ни­ям к со­дер­жа­нию и ре­зуль­та­там они по­ка не по­лу­чи­ли.

В за­ви­си­мо­сти от слож­но­сти гео­ло­гич. строе­ния тер­ри­то­рии, ви­да про­гно­зи­руе­мо­го по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го и глу­бин­но­сти ис­сле­до­ва­ний П. м. про­во­дят­ся в разл. мас­шта­бах (от 1:50000 до 1:2000). Вы­би­рая мас­штаб про­ек­ти­руе­мых по­ис­ко­вых ра­бот, ори­ен­ти­ру­ют­ся на раз­ме­ры стан­дарт­ных то­по­гра­фич. план­ше­тов: при пло­ща­ди по­ис­ков св. 330 км2 – 1:50000; 80–330 км2 – 1:25000; 15–80 км2 – 1:10000; 5–15 км2 – 1:5000; до 5 км2 – 1:2000. В двух пер­вых слу­ча­ях по­ис­ки обыч­но ве­дут­ся на по­лез­ные ис­ко­пае­мые ре­гио­наль­но­го рас­про­стра­не­ния (не­ко­то­рые ти­пы стра­ти­форм­ных ме­сто­ро­ж­де­ний, уг­ли, со­ли и др. оса­доч­ные по­лез­ные ис­ко­пае­мые). При этом пре­ду­смат­ри­ва­ет­ся оцен­ка уча­ст­ков не толь­ко на ве­ду­щие, но и со­пут­ст­вую­щие по­лез­ные ис­ко­пае­мые.

П. м. про­во­дят­ся на но­вых или не­дос­та­точ­но изу­чен­ных тер­ри­то­ри­ях в це­лях вы­яв­ле­ния по­тен­ци­аль­ных руд­ных по­лей, ме­сто­ро­ж­де­ний и про­яв­ле­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых, оп­ре­де­ле­ния по со­во­куп­но­сти обос­но­ван­ных по­ис­ко­вых кри­те­ри­ев и при­зна­ков це­ле­со­об­раз­но­сти их даль­ней­ше­го изу­че­ния. Объ­ек­ты ис­сле­до­ва­ний – бас­сей­ны, руд­ные рай­оны, уз­лы, по­ля и их час­ти, вы­яв­лен­ные на пред­ше­ст­вую­щей ста­дии гео­ло­го-раз­ве­доч­ных ра­бот (ре­гио­наль­ное гео­ло­гич. изу­че­ние недр и про­гно­зи­ро­ва­ние ме­сто­ро­ж­де­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых). П. м. воз­мож­ны и в ра­нее ис­сле­до­ван­ных рай­онах при ус­ло­вии из­ме­не­ния пред­став­ле­ний об их гео­ло­гич. строе­нии, ру­до­нос­но­сти, конъ­юнк­ту­ре ми­нер. сы­рья, уве­ли­че­ния глу­бин­но­сти ис­сле­до­ва­ний, вне­дре­ния бо­лее эф­фек­тив­ных совр. тех­но­ло­гий реа­ли­за­ции по­ис­ков. На пло­ща­дях рас­про­стра­не­ния тех­но­ген­ных об­ра­зо­ва­ний, рас­смат­ри­вае­мых в ка­че­ст­ве воз­мож­но­го ис­точ­ни­ка ми­нер. сы­рья, воз­мож­на по­ста­нов­ка спец. ра­бот – ре­ви­зи­он­но-оце­ноч­ных.

Для про­гно­зи­ро­ва­ния пло­ща­дей, пер­спек­тив­ных на вы­яв­ле­ние кон­крет­ных ви­дов и ком­плек­сов по­лез­ных ис­ко­пае­мых, ис­поль­зу­ют­ся со­во­куп­но­сти бла­го­при­ят­ных по­ис­ко­вых пред­по­сы­лок и при­зна­ков. По­ис­ко­вые пред­по­сыл­ки – ком­плекс фак­то­ров, оп­ре­де­ляю­щих ус­ло­вия на­хо­ж­де­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых в зем­ной ко­ре и по­зво­ляю­щих оце­ни­вать воз­мож­ность об­на­ру­же­ния ме­сто­ро­ж­де­ний на оп­ре­де­лён­ных пло­ща­дях; от­ра­жа­ют связь по­лез­ных ис­ко­пае­мых с гео­ло­гич. струк­ту­ра­ми, рель­е­фом, кли­ма­том, воз­рас­том гео­ло­гич. об­ра­зо­ва­ний, со­ста­вом гор­ных по­род, ано­маль­ны­ми по­ля­ми разл. ти­па. Bы­де­ляются: глу­бин­но-ме­тал­ло­ге­нич., кли­ма­тич., гео­хро­но­ло­гич. и стра­ти­гра­фи­че­ские, тек­то­нич., гео­мор­фо­ло­гич., ли­то­ло­гич., пет­ро­ло­ги­че­ские, пет­ро­гра­фич., ми­не­ра­ло­гич., гео­хи­мич., гео­фи­зич. пред­по­сыл­ки. По мас­шта­бу про­яв­ле­ния по­ис­ко­вые пред­по­сыл­ки под­раз­де­ля­ют­ся на пла­не­тар­ные, ре­гио­наль­ные, рай­он­ные и ло­каль­ные, что по­зво­ля­ет оце­ни­вать связь гео­ло­гич. фак­то­ров разл. ие­рар­хи­че­ских уров­ней с со­от­вет­ст­вую­щи­ми им уров­ня­ми про­яв­ле­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых: пла­не­тар­ные – с ми­не­ра­ге­ни­че­ски­ми поя­са­ми и про­вин­ция­ми (бас­сей­на­ми), ре­гио­наль­ные – с ми­не­ра­ге­ни­че­ски­ми зо­на­ми, уз­ла­ми и по­ля­ми, ло­каль­ные – с ме­сто­ро­ж­де­ния­ми, про­дук­тив­ны­ми зо­на­ми и руд­ны­ми те­ла­ми.

По­ис­ко­вые при­зна­ки – ми­не­ра­ло­гич., гео­хи­мич., гео­фи­зич. фак­то­ры (ано­ма­лии), пря­мо или кос­вен­но ука­зы­ваю­щие на на­ли­чие про­яв­ле­ний по­лез­ных ис­ко­пае­мых в пре­де­лах кон­крет­ных пло­ща­дей, уча­ст­ков или гео­ло­гич. об­ста­но­вок. В за­ви­си­мо­сти от ви­дов ано­ма­лий и ме­то­дов их вы­яв­ле­ния по­ис­ко­вые при­зна­ки под­раз­де­ля­ют на ми­не­ра­ло­гические (ми­не­ра­ло­го-пет­ро­гра­фич.), гео­хи­ми­че­ские (ли­то-, био-, гид­ро- и ат­мо­ге­о­хи­мич.) и гео­фи­зи­че­ские (сейс­мич., маг­нит­ные, элек­трич., гра­ви­та­ци­он­ные). По сте­пе­ни на­дёж­но­сти вы­яв­ле­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых раз­ли­ча­ют при­зна­ки пря­мые и кос­вен­ные. К пря­мым при­зна­кам от­но­сят про­яв­ле­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых на по­верх­но­сти в ес­теств. об­на­же­ни­ях, в гор­ных вы­ра­бот­ках или кер­не бу­ро­вых сква­жин; оре­о­лы и по­то­ки рас­сея­ния в ви­де его соб­ст­вен­ных ми­не­ра­лов или хи­мич. эле­мен­тов (напр., зо­ло­та, кас­си­те­ри­та или оло­ва, шее­ли­та или вольф­ра­ма, ки­но­ва­ри или рту­ти и т. п.) в рых­лых скло­но­вых от­ло­же­ни­ях или ал­лю­вии (шли­хо­вые или ли­то-, био-, гид­ро-, ат­мо­ге­о­хи­мич. ано­ма­лии), в ко­рен­ных по­ро­дах; маг­нит­ные или ра­дио­мет­рич. ано­ма­лии вы­со­кой ин­тен­сив­но­сти, од­но­знач­но ука­зы­ваю­щие на на­ли­чие маг­не­ти­то­вых или ра­дио­ак­тив­ных руд со­от­вет­ст­вен­но. К кос­вен­ным по­ис­ко­вым при­зна­кам от­но­сят: оре­о­лы и по­то­ки рас­сея­ния ми­не­ра­лов и хи­мич. эле­мен­тов– спут­ни­ков осн. по­лез­ных ком­по­нен­тов (напр., халь­ко­пи­ри­та, га­ле­ни­та, сфа­ле­ри­та, ар­се­но­пи­ри­та, а так­же ме­ди, свин­ца, цин­ка, мышь­я­ка для зо­ло­то­руд­ных ме­сто­ро­ж­де­ний; шее­ли­та, вольф­ра­ми­та, а так­же вольф­ра­ма для оло­во­руд­ных ме­сто­ро­ж­де­ний и т. п.); оре­о­лы и по­ля рас­про­стра­не­ния со­про­во­ж­даю­щих про­яв­ле­ния по­лез­ных ис­ко­пае­мых ме­та­со­ма­ти­тов (бе­ре­зи­тов, грей­зе­нов, скар­нов, аль­би­ти­тов и др.); сла­бо вы­ра­жен­ные гео­фи­зич. ано­ма­лии, обу­слов­лен­ные фи­зич. свой­ст­ва­ми ру­дов­ме­щаю­щих гор­ных по­род и струк­тур, а так­же ме­та­со­ма­ти­тов и др. при­чи­на­ми.

Поиски месторождений твёрдых полезных ископаемых

Вклю­ча­ют в се­бя ком­плекс гео­ло­гич., ми­не­ра­ло­гич., гео­фи­зич., гео­хи­ми­че­ских (см. Гео­хи­ми­че­ские по­ис­ки, Био­гео­хи­ми­че­ские по­ис­ки) и иных ви­дов ис­сле­до­ва­ний, со­про­во­ж­дае­мых про­ход­кой по­верх­но­ст­ных гор­ных вы­ра­бо­ток и бу­ро­вых сква­жин. Для по­ис­ков скры­тых и по­гре­бён­ных объ­ектов ис­поль­зу­ет­ся глу­бин­ное бу­ре­ние в со­че­та­нии со сква­жин­ны­ми гео­фи­зич. и гео­хи­мич. ис­сле­до­ва­ния­ми. На ос­но­ве ана­ли­за гео­ло­гич. строе­ния тер­ри­то­рий, при­род­ных и ланд­шафт­ных осо­бен­но­стей, на­ко­п­лен­но­го опы­та ис­сле­до­ва­ний раз­ра­ба­ты­ва­ет­ся про­гноз­но-по­ис­ко­вый ком­плекс при­ме­ни­тель­но к про­гно­зи­руе­мо­му гео­ло­го-пром. ти­пу ме­сто­ро­ж­де­ния. В про­цес­се П. м. ус­та­нав­ли­ва­ют факт на­ли­чия по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го и оце­ни­ва­ют его воз­мож­ные ка­че­ст­ва по осн. и по­пут­ным ком­по­нен­там, про­из­во­дят вскры­тие в ко­рен­ном за­ле­га­нии и оп­ро­бо­ва­ние; про­сле­жи­ва­ют ру­до­нос­ные зо­ны с при­зна­ка­ми по­лез­но­го ис­ко­пае­мо­го по про­сти­ра­нию с по­верх­но­сти и на глу­би­ну еди­нич­ны­ми по­верх­но­ст­ны­ми гор­ны­ми вы­ра­бот­ка­ми и сква­жи­на­ми; ус­та­нав­ли­ва­ют ве­ро­ят­ный гео­ло­го-пром. тип ме­сто­ро­ж­де­ния и под­счи­ты­ва­ют про­гноз­ные ре­сур­сы. Ре­зуль­та­том П. м. яв­ля­ет­ся гео­ло­ги­че­ски обос­но­ван­ная оцен­ка пер­спек­тив ис­сле­до­ван­ных пло­ща­дей. По ма­те­риа­лам вы­пол­нен­ных ра­бот со­став­ля­ет­ся гео­ло­гич. кар­та изу­чен­ных уча­ст­ков в со­от­вет­ст­вую­щем мас­шта­бе и раз­ре­зы к ней, кар­та ре­зуль­та­тов гео­фи­зич. и гео­хи­мич. ис­сле­до­ва­ний. Гра­фич. ма­те­риа­лы от­ра­жа­ют осн. чер­ты гео­ло­гич. строе­ния и за­ко­но­мер­но­сти раз­ме­ще­ния про­дук­тив­ных струк­тур­но-ве­ще­ст­вен­ных ком­плек­сов. На об­на­ру­жен­ных про­яв­ле­ни­ях по­лез­ных ис­ко­пае­мых оце­ни­ва­ют­ся про­гноз­ные ре­сур­сы, осу­ще­ст­в­ля­ет­ся их гео­ло­го-эко­но­мич. оцен­ка, обос­но­вы­ваю­щая це­ле­со­об­раз­ность и оче­рёд­ность даль­ней­ше­го про­ве­де­ния ра­бот.

Поиски месторождений нефти и природных горючих газов

Осу­ще­ст­в­ля­ют­ся в рай­онах ус­та­нов­лен­ной или воз­мож­ной неф­те­га­зо­нос­но­сти в це­лях вы­яв­ле­ния объ­ек­тов по­ис­ко­во­го бу­ре­ния (ло­ву­шек) на но­вых или ра­нее от­кры­тых ме­сто­ро­ж­де­ни­ях неф­ти и га­за, под­го­тов­ки их к бу­ре­нию, раз­бу­ри­ва­ния и оцен­ки про­гноз­ных ре­сур­сов ме­сто­ро­ж­де­ний (за­ле­жей). Ком­плекс по­ис­ко­вых ра­бот вклю­ча­ет: де­шиф­ри­ро­ва­ние ма­те­риа­лов аэ­ро­кос­мич. съём­ки ло­каль­но­го и де­таль­но­го уров­ней ге­не­ра­ли­за­ции; струк­тур­но-гео­ло­гич. съём­ку; гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ния (сейс­мо­раз­вед­ку, гра­ви­раз­вед­ку, маг­ни­то­раз­вед­ку, элек­тро­раз­вед­ку по сис­те­ме взаи­мо­увя­зан­ных про­фи­лей), бу­ре­ние струк­тур­ных сква­жин; со­став­ле­ние карт изо­гипс по опор­ным го­ри­зон­там, обес­пе­чи­ваю­щих воз­мож­ность вы­бо­ра то­чек за­ло­же­ния по­ис­ко­вых сква­жин и оп­ре­де­ле­ния их глу­бин; де­та­ли­за­ци­он­ную сейс­мо­раз­вед­ку; изу­че­ние гео­ло­гич. раз­ре­за; вы­яс­не­ние по­ло­же­ния кон­ту­ров за­ле­жей и эле­мен­тов их ог­ра­ни­че­ния; бу­рение и ис­пы­та­ние по­ис­ко­во-оце­ноч­ных сква­жин; оцен­ку про­гноз­ных ре­сур­сов вы­яв­лен­ных ме­сто­ро­ж­де­ний (за­ле­жей).

Поиски месторождений подземных вод

Про­во­дят­ся в це­лях вы­яв­ле­ния пло­ща­дей с бла­го­при­ят­ны­ми при­род­ны­ми ус­ло­вия­ми для ло­ка­ли­за­ции ре­сур­сов и фор­ми­ро­ва­ния экс­плуа­тац. за­па­сов под­зем­ных вод. Изу­ча­ют за­ко­но­мер­но­сти рас­пре­де­ле­ния под­зем­ных вод в тол­щах гор­ных по­род в раз­ре­зе и пла­не, вы­яв­ля­ют ис­точ­ни­ки фор­ми­ро­ва­ния ре­сур­сов под­зем­ных вод и вос­пол­не­ния их при экс­плуа­та­ции. В со­став ра­бот вклю­ча­ют­ся: мар­шрут­ное об­сле­до­ва­ние ис­точ­ни­ков под­зем­ных вод, дей­ст­вую­щих во­до­за­бор­ных со­ору­же­ний с ре­ги­ст­ра­ци­ей осн. экс­плуа­тац. па­ра­мет­ров их ра­бо­ты и ка­че­ст­ва (об­щей ми­не­ра­ли­за­ции, жё­ст­ко­сти во­ды, ор­га­но­леп­тич. по­ка­за­те­лей, со­ста­ва и со­дер­жа­ния ток­сич. ком­по­нен­тов и т. п.); бу­ре­ние оди­ноч­ных по­ис­ко­вых сква­жин, по­зво­ляю­щих вы­явить осн. во­до­нос­ные го­ри­зон­ты и зо­ны; проб­ные от­кач­ки и на­блю­де­ния за ре­жи­мом под­зем­ных вод. В слож­ных гид­ро­гео­ло­гич. ус­ло­ви­ях про­из­во­дят­ся опыт­ные от­кач­ки зна­чит. про­дол­жи­тель­но­сти, ре­зуль­та­ты ко­то­рых по­зво­ля­ют оце­нить ста­биль­ность фильт­рац. и гид­ро­гео­хи­мич. по­ка­за­те­лей. В за­ви­си­мо­сти от струк­тур­но-гео­ло­гич. осо­бен­но­стей на­ме­ча­ют­ся рас­чёт­ные схе­мы оцен­ки ве­ро­ят­ных экс­плуа­тац. за­па­сов и обос­но­вы­ва­ют­ся на­прав­ле­ния, объ­ё­мы и ме­то­ди­ка даль­ней­ших раз­ве­доч­ных ра­бот. По ре­зуль­та­там по­ис­ко­вых ра­бот оце­ни­ва­ют­ся ре­сур­сы под­зем­ных вод, пер­спек­тив­ных для по­сле­дую­ще­го изу­че­ния и пром. ос­вое­ния экс­плуа­тац. за­па­сов.