close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

56.Геология и разведка месторождений полезных ископаемых учебное пособие для студентов вузов по спец

код для вставкиСкачать
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ГЕОЛОГИЯ И РАЗВЕДКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Допущено Учебно-методическим объединением вузов Российской
Федерации по образованию в области горного дела в качестве учебного
пособия для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки
(специальности) «Горное дело» и по направлению подготовки (специальности) «Физические процессы горного или нефтегазового производства», 19.02.2013
Красноярск
СФУ
2013
УДК 553(075.8)
ББК 26.324я73
Г36
Рецензенты:
Т. Я. Корнев, д-р геол.-мин. наук, проф. (Красноярский НИИ геологии и минерального сырья);
Б. В. Шибистов, д-р техн. наук, проф. (ОАО «Гравиметрическая экспедиция»)
Г36
Геология и разведка месторождений полезных ископаемых :
учеб. пособие / Т. П. Стримжа, П. Н. Самородский, Л. Н. Пузырева,
Ю. Б. Дворецкая. – Красноярск : Сиб. федер. ун-т, 2013. – 182 с.
ISBN 978-5-7638-2799-6
В учебном пособии рассмотрены месторождения полезных ископаемых,
генетические типы месторождений, методики проведения поисков и разведки,
а также геолого-экономической оценки месторождений. Дана классификация
потерь и разубоживания полезных ископаемых. Освещены вопросы геологического управления качеством руд при добыче. Охарактеризованы факторы промышленного освоения месторождений и их промышленно-генетические типы.
Наряду с теоретическим материалом в пособие включены лабораторные работы и сведения, необходимые для выполнения курсовой работы.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям «Горное дело» и «Физические процессы горного или нефтегазового производства».
УДК 553(075.8)
ББК 26.324я73
ISBN 978-5-7638-2799-6
© Сибирский федеральный
университет, 2013
Оглавление
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................
7
Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС..........................................................
8
1. Месторождения полезных ископаемых ..................................................
1.1. Общие сведения о полезных ископаемых и руде .........................
1.1.1. Классификация полезных ископаемых ................................
1.1.2. Руда ..........................................................................................
1.2. Возраст и строение Земли ...............................................................
1.2.1. Строение Земли ......................................................................
1.2.2. Геологические процессы .......................................................
1.2.3. Распространенность химических элементов в земной коре
1.3. Вещественный состав и качество руд ............................................
1.4. Морфология рудных тел и элементы их залегания ......................
1.4.1. Морфология рудных тел .......................................................
1.4.2. Элементы залегания ...............................................................
1.5. Текстуры и структуры руд ..............................................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
8
8
8
10
11
12
13
14
15
18
18
23
23
26
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых ..............
2.1. Эндогенные месторождения полезных ископаемых ....................
2.1.1. Магматические месторождения ...........................................
2.1.2. Пегматитовые месторождения .............................................
2.1.3. Карбонатитовые месторождения..........................................
2.1.4. Скарновые месторождения ...................................................
2.1.5. Альбитит-грейзеновые месторождения ...............................
2.1.6. Гидротермальные месторождения .......................................
2.2. Экзогенные месторождения полезных ископаемых.....................
2.2.1. Месторождения выветривания .............................................
2.2.2. Россыпные месторождения ...................................................
2.2.3. Осадочные месторождения ...................................................
2.3. Метаморфогенные месторождения ................................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
27
29
30
32
33
33
34
34
35
35
36
37
38
39
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых...............
3.1. Принципы изучения недр ................................................................
3.2. Стадийность геологоразведочных работ .......................................
3.3. Поисковые критерии и признаки ....................................................
3.4. Методы и способы поисков месторождений полезных
ископаемых .......................................................................................
40
40
41
43
44
3
Оглавление
3.5. Опробование полезных ископаемых ..............................................
3.5.1. Виды опробования .................................................................
3.5.2. Способы отбора проб.............................................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных
ископаемых ...................................................................................................
4.1. Кондиции на минеральное сырье ...................................................
4.2. Оконтуривание тел полезных ископаемых ...................................
4.2.1. Методы оконтуривания .........................................................
4.2.2. Правила и примеры оконтуривания тел полезных
ископаемых .............................................................................
4.3. Подсчет запасов полезных ископаемых ........................................
4.3.1. Исходные данные и формулы для подсчета запасов .........
4.3.2. Методы подсчета запасов......................................................
4.3.3. Достоверность подсчета запасов ..........................................
4.3.4. Классификация ресурсов и запасов......................................
4.4. Группировка месторождений по сложности строения ................
4.5. Учет попутно извлекаемых полезных компонентов.
Переводной коэффициент ...............................................................
4.6. Геолого-промышленная классификация месторождений ...........
Вопросы для самопроверки....................................................................
45
45
47
50
51
51
53
54
56
59
59
61
67
68
70
71
72
75
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых ..................................
5.1. Потери ...............................................................................................
5.1.1. Классификация потерь и их примеры ..................................
5.1.2. Расчет потерь ..........................................................................
5.2. Разубоживание..................................................................................
5.2.1. Классификация разубоживания ............................................
5.2.2. Расчет разубоживания ...........................................................
5.3. Пути уменьшения потерь и разубоживания ..................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
76
76
77
80
81
81
84
85
85
6. Учет состояния и движения запасов .......................................................
6.1. Движение запасов ............................................................................
6.2. Учет запасов......................................................................................
6.2.1. Государственный учет запасов .............................................
6.2.2. Текущий учет запасов ............................................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
87
87
89
89
94
95
7. Геологическое управление качеством руд при добыче .......................
7.1. Основные показатели качества руд ................................................
7.2. Управление качеством руд ..............................................................
96
96
97
4
Оглавление
7.3. Контроль качества угля при его добыче ........................................ 102
Вопросы для самопроверки.................................................................... 103
8. Факторы промышленного освоения месторождений .......................... 104
Вопросы для самопроверки.................................................................... 107
9. Промышленно-генетические типы месторождений ............................
9.1. Металлические полезные ископаемые...........................................
9.2. Твердые горючие полезные ископаемые. Уголь ..........................
9.2.1. Условия формирования углей ..............................................
9.2.2. Характеристика пластов ........................................................
9.2.3. Промышленная ценность углей............................................
9.2.4. Попутные компоненты ..........................................................
9.2.5. Промышленное использование углей.
Угленосные бассейны ............................................................
Вопросы для самопроверки....................................................................
108
108
112
113
114
115
116
117
121
Раздел 2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ...................................................... 122
Общие сведения ............................................................................................... 122
Лабораторная работа 1. Построение геологической карты,
геологического разреза и стратиграфической колонки.
Оконтуривание рудного тела ........................................................................... 122
Краткие теоретические сведения ........................................................... 122
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 125
Лабораторная работа 2. Построение геологических разрезов
по документации горных выработок ............................................................... 126
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 128
Лабораторная работа 3. Оконтуривание тел полезных ископаемых
на планах и разрезах в соответствии с параметрами кондиций ................... 129
Контрольные вопросы ............................................................................ 130
Лабораторная работа 4. Подсчет запасов полезных ископаемых
методом геологических блоков и геологических разрезов ........................... 131
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 141
Лабораторная работа 5. Определение потерь и разубоживания ............... 142
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 143
Лабораторная работа 6. Учет, состояние и движение запасов .................. 144
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 145
5
Оглавление
Лабораторная работа 7. Управление качеством руд при добыче .............. 146
Контрольные вопросы и задания ........................................................... 147
Раздел 3. КУРСОВАЯ РАБОТА .................................................................. 148
1. Пояснительная записка ............................................................................. 148
2. Графические приложения ......................................................................... 151
3. Задания к курсовой работе ........................................................................
3.1. Месторождение «Новое» .................................................................
3.1.1. Геологическая карта ..............................................................
3.1.2. Варианты заданий ..................................................................
3.1.3. Геологическая документация скважин ................................
3.1.4. Результаты опробования керна скважин .............................
3.1.5. Варианты параметров кондиций ..........................................
3.2. Норильское месторождение ............................................................
3.3. Медно-порфировое месторождение ...............................................
3.3.1. Геологическая карта и геологические разрезы ...................
3.3.2. Результаты опробования керна скважин .............................
152
152
152
152
154
159
171
171
171
171
171
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 180
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................ 181 6
Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
Геология и разведка месторождений полезных ископаемых (МПИ) представляет собой комплексную дисциплину, включающую теорию рудообразования, геологические закономерности размещения и условия локализации месторождений, методику их поисков, разведки и геолого-промышленной оценки. Все эти вопросы изучают по материалам геологических исследований.
Курс «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» базируется на основах геологии, включающих общую характеристику Земли как
планеты, геологические процессы, строение, состав и закономерности развития
земной коры с элементами минералогии, петрографии и структурной геологии.
Предметом изучаемой дисциплины служат месторождения полезных
ископаемых, процессы их образования, разведка и геолого-промышленная
оценка.
Учебное пособие «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» состоит из трех разделов: теоретический курс, лабораторные работы
и курсовая работа.
В пособии описаны полезные ископаемые и методы их изучения,
структуры месторождений, геологические факторы их размещения и локализации, морфология и вещественный состав руд. Приведена генетическая
группировка месторождений в связи с рудообразующими процессами, геологическими и рудными формациями и освещены условия образования месторождений. Рассмотрены принципы, стадии, методы и системы разведки,
форма и оптимизация плотности разведочной сети, опробование, кондиции,
подсчет запасов и геолого-промышленная оценка месторождений.
Теоретический материал знакомит студентов с геологическими процессами, приводящими к образованию месторождений полезных ископаемых
в геологической истории планеты Земля, их генетическими и промышленными типами; с методами поисков и разведки месторождений; с требованиями
промышленности к полезным ископаемым. Приводятся общие сведения о работе геологической службы на горнодобывающем предприятии: учет потерь
и разубоживания полезных ископаемых; учет состояния и движения запасов;
геологическое управление качеством руд при добыче полезных ископаемых;
факторы освоения месторождений полезных ископаемых.
На лабораторных занятиях студенты учатся работать с геологическими
материалами (картами, разрезами), знакомятся с результатами опробования
керна скважин и параметрами кондиций, рассчитывают количество добываемой руды и полезного компонента.
В разделе «Курсовая работа» даются методические указания и задания
для ее выполнения.
7
Раздел 1. Теоретический курс
Раздел 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС
1. МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПОЛЕЗНЫХ
ИСКОПАЕМЫХ
Месторождением полезного ископаемого называется участок земной
коры, в котором в результате тех или иных геологических процессов произошло накопление минерального вещества, по количеству, качеству
и условиям залегания пригодного для промышленного использования.
1.1. Общие сведения
о полезных ископаемых и руде
Полезные ископаемые (ПИ) являются материальной основой любой
цивилизации. Поэтому каждая страна в целях экономической безопасности
должна располагать мощной минерально-сырьевой базой. В настоящий период в России остродефицитными являются руды марганца, титана, алюминия, урана, флюорит, фосфориты, калийные соли и др.
Полезное ископаемое – это природное минеральное образование
в недрах или на поверхности континентов, дне морей и океанов, которое по
количеству, качеству и условиям залегания пригодно для промышленного
использования как без предварительной переработки, так и с переработкой
и извлечением из него ценных природных химических соединений или элементов. В процессе геологоразведочных работ выявляют пространственное
положение, формы и размеры, количественные, качественные и другие технологические характеристики. При экономической значимости полезные ископаемые становятся минеральными ресурсами, часть из которых в результате разведочных работ переводят в запасы.
1.1.1. Классификация полезных ископаемых
Полезные ископаемые по физическому состоянию делятся на газообразные, жидкие и твердые. К газообразным принадлежат скопления в недрах
Земли горючих газов углеводородного состава и негорючих, инертных газов:
гелий, аргон, неон и др. К жидким относятся месторождения нефти и подземных вод. К твердым принадлежит большинство полезных ископаемых,
которые добываются:
8
1. Месторождения полезных ископаемых
как самородные элементы (золото, платина);
соединения элементов (железо, медь);
кристаллы (горный хрусталь, алмаз);
минералы (соли, цеолиты, тальк);
горные породы (гранит, мрамор, глина).
Полезные ископаемые (и их месторождения) по промышленному использованию делятся:
• на рудные (металлические), рис. 1.1;
• нерудные (неметаллические);
• горючие;
• гидроминеральные.
К рудным ПИ относятся черные (Fe, Mn, Cr, V), цветные (Cu, Ni, Pb,
Zn), редкие (Li, Be, Cd, Ge), радиоактивные (U, Th), благородные (Au, Ag, Pt)
металлы.
Нерудные ПИ делятся на химическое (флюорит), агрономическое
(фосфориты), металлургическое (известняк), техническое (наждак, корунд)
и строительное (глина, песок) минеральное сырье. Кроме того, сюда относят
индустриальное сырье (алмаз, графит, асбест), драгоценные и поделочные
камни, оптические минералы, слюды.
•
•
•
•
•
Рис. 1.1. Промышленная специализация рудных элементов
9
Раздел 1. Теоретический курс
Горючие ПИ подразделяются на жидкие (нефть), газообразные (горючие
газы), твердые (антрацит, бурые и каменные угли, горючие сланцы, торф).
Гидроминеральные ПИ классифицируются на подземные воды питьевые,
технические, бальнеологические (минеральные), нефтяные, содержащие ценные элементы в количестве, пригодном для их извлечения (Br, J, B, Ra и т.д.),
а также озерные рассолы, минеральные грязи и илы.
Деление это возникло довольно давно и в наши дни весьма условно,
поскольку, например, уран является и металлом, и «топливом», марганец –
металлом и химическим сырьем. «Неметаллические» полезные ископаемые
в то же время могут содержать примеси металлов – редких земель, германия,
урана и др., которые иногда представляют самостоятельную ценность.
1.1.2. Руда
Руда – природное минеральное вещество, содержащее ценные компоненты (металлы или минералы) в количестве, достаточном для промышленного извлечения при современном состоянии техники, технологии и экономики;
или же это горная порода, которую экономически целесообразно добывать,
перерабатывать при современном уровне развития техники и технологии.
Иными словами, это минеральный агрегат, содержащий ценные компоненты
в количестве, достаточном для промышленного извлечения. Не каждое скопление полезного ископаемого можно назвать месторождением, и не каждый
минеральный агрегат с ценными минералами – рудой. Для присвоения этих
названий необходимо соблюдение следующих условий: определенное качество, количество, наличие требуемых условий залегания, технологических
свойств и выгодное географическое положение.
Поэтому понятия «полезное ископаемое», «руда», «минеральное сырье» в известной степени являются условными, отражающими современную
рыночную потребность в сырье и уровень развития техники и технологии.
С изменением конъюнктуры, истощением богатых месторождений, с появлением новых технологий извлечения, переработки и использования меняются
и требования к руде и сырью. Например, единственным источником алюминия до недавнего времени были бокситы. Однако нехватка качественного
сырья в ряде государств (в том числе и России) привела к тому, что в настоящее время в качестве сырья активно используются и магматические породы, даже несмотря на более высокую себестоимость получаемого из них
металла. Месторождения меди в XIX в. вовлекались в отработку, если среднее содержание меди составляло не менее 10 %; к концу века этот минимум
был понижен до 5 %, в 1900-е гг. – до 3,8 %, в 30-е гг. XX в. – до 1,5 %. В настоящее время отрабатываются руды с содержанием меди около 1 %, иногда
до 0,3 % (при использовании технологии выщелачивания).
10
1. Месторождения полезных ископаемых
Качество минерального сырья, идущего на переработку, определяется
содержанием в нем ценных компонентов. Руды бывают однокомпонентными
(мономинеральными) и многокомпонентными (комплексными), т.е. содержащими один или несколько полезных компонентов. Например, из норильских
медно-никелевых руд, кроме никеля и меди, попутно извлекают Pt, Pd, Co,
Au, Ag, Se, Te, S, Cd и др.
Для промышленной оценки некоторых видов полезных ископаемых
имеет значение кроме ценных наличие в них вредных компонентов, затрудняющих переработку и использование руд. Например, для железа это сера
и фосфор. Серу научились удалять выжиганием, удаление фосфора остается
проблемой.
1.2. Возраст и строение Земли
Возраст Земли составляет 4,5 млрд лет. История ее развития делится на
крупные временные отрезки: эонотемы, эры, периоды (системы), эпохи (отделы), века. Наиболее популярной классификацией геохронологической
шкалы являются периоды (системы): архейский (AR), протерозойский (PR),
венд (V), кембрийский (Є), ордовикский (O), силурийский (S), девонский (D),
каменноугольный (C), пермский (P), триасовый (T), юрский (J), меловой (K),
палеогеновый (Pg), неогеновый (N), четвертичный (Q), которые, в свою очередь, делятся на отделы (табл. 1.1).
Таблица 1.1
Геохронологическая шкала
Мезозойская
MZ
Кайнозойская KZ
Эра
Период (система)
(группа)
Отдел (эпоха)
Голоцен (современный) QIV
Верхний QIII
Плейстоцен Средний QII
Нижний QI
Плиоценовый N2
Неогеновый N
(лимонно-желтый) Миоценовый N1
Олигоцен P3
Палеогеновый P
(оранжевоЭоцен P2
желтый)
Палеоцен P1
Верхний K2
Меловой K
(салатно-зеленый) Нижний K1
Верхний J3
Юрский J
Средний
J2
(голубоватосиний)
Нижний J1
Четвертичный Q
(светлый желтосерый)*
Подотдел
(подэпоха)
Длительность,
млн лет
1,5
25
41
70
58
11
Раздел 1. Теоретический курс
Окончание табл. 1.1
Эра
(группа)
Период (система)
Триасовый T
(сиреневый)
Пермский P
(оранжевокоричневый)
Отдел (эпоха)
Подотдел
(подэпоха)
Длительность,
млн лет
Верхний T3
Средний T2
Нижний T1
Верхний P2
45
45
Нижний P1
Протерозойская PR
(коричнево-розовый)
Палеозойская PZ
Верхний C3
Каменноугольный C
Средний C2
(серый)
Нижний C1
Верхний D3
Девонский D
Средний D2
(коричневый)
Нижний D1
Верхний S2
Силурийский S
(серо-зеленный)
Нижний S1
Верхний O3
Ордовикский O
Средний O2
(оливково-зеленый)
Нижний O1
Верхний Є3
Кембрийский Є
Средний Є2
(сине-зеленый)
Нижний Є1
55
70
30
60
70
Вендский V
Верхнепротерозойский PR2
Нижнепротерозойский PR1 или карельский K
Архейский AR
(малиново-розовый)
110
Поздний рифей
320
R3
Средний рифей
350
R2
Нижний рифей
250
R1
1 030
900
1 500–2 000
* Цвет раскраски на геологических картах.
1.2.1. Строение Земли
Радиус Земли – 6 371 км. Изучение скоростей распространения сейсмических волн позволило построить «сейсмическую модель Земли» (рис. 1.2),
выделить земную кору, мантию и ядро.
12
1. Месторождения полезных ископаемых
Рис. 1.2. Сейсмическая модель Земли: а – внутреннее строение: 1 – земная
кора; 2 – верхняя мантия; 3 – переходная зона; 4 – нижняя мантия; 5, 6 – ядро
(5 – внешнее; 6 – внутреннее); 7, 8 – границы (7 – Мохоровичича; 8 – Гуттенберга); A, B, C, D, E, F, G – оболочки Земли; б – распределение химических элементов по вертикали
Мантия и ядро недоступны для непосредственных исследований, и представления об их составе основаны на косвенных, главным образом геофизических, данных. Большинство построений в этой области носят характер гипотез,
хотя исходные данные бесспорны. Мощность земной коры составляет от 3–5
(в пределах океанов) до 50 км (в материковой части), в среднем принимается
30 км.
1.2.2. Геологические процессы
Общепринято все геологические процессы и, соответственно, горные
породы, сформировавшиеся в результате этих процессов, подразделять на
три серии: эндогенные, экзогенные, метаморфогенные.
13
Раздел 1. Теоретический курс
Эндогенные геологические процессы связаны с высокими температурами и давлением, проявляются на больших и средних глубинах и подразделяются на магматические, грейзеновые, скарновые и др.
Экзогенные геологические процессы протекают при низких температурах (до ±50 оС) близ земной поверхности либо непосредственно на ней, при
доступе кислорода, влаги с участием органического вещества и бактерий.
Метаморфогенные геологические процессы – это преобразование пород, первоначально возникших в результате эндогенных или экзогенных
процессов, а затем в результате тектонических движений вновь попавших
под воздействие высоких температур и давления (табл. 1.2).
Таблица 1.2
Соотношение глубин и температуры в земной коре и астеносфере
Глубина, км
Температура, оС
0
0
20
550
40
800
60
1 050
80
1 200
100
1 350
200
1 700
В таких условиях возможно как глубокое преобразование уже существующих первичных скоплений рудного вещества с образованием метаморфизованных месторождений, так и формирование совершенно новых метаморфогенных месторождений.
1.2.3. Распространенность химических элементов
в земной коре
В справочной литературе химический состав земной коры представлен
девятью элементами (табл. 1.3).
Таблица 1.3
Химический состав земной коры
Элемент
Fe
O
Si
Mg
Ni
Содержание, %
35
30
15
13
2,4
Элемент
S
Ca
Al
Na
Содержание, %
1,9
1,1
1,1
0,5
Длительность и многообразие процессов привели к формированию
континентальной земной коры, которая имеет сложное зональное строение
и химический состав. Количественную распространенность химических элементов в земной коре впервые установил Ф.У. Кларк. Его сводка в 1889 г.
содержала сведения о 10 элементах, последняя (в 1924 г.) – о 50 элементах.
14
1. Месторождения полезных ископаемых
Отдавая должное Ф.У. Кларку, А.Е. Ферсман в 1923 г. предложил термином «кларк» обозначать среднее содержание химического элемента в земной коре, какой-либо ее части, Земле в целом, в планетах и других космических объектах. Кларки основных химических элементов в земной коре и горных породах приведены в табл. 1.4.
Таблица 1.4
Распространенность (кларки) химических элементов
в земной коре и горных породах, %
Элемент
O
Si
Fe
Ni
Cu
Au
Кларк в земной коре
(Виноградов, 1962)
47,0
29,5
4,65
–
5,8·10 3
–
4,7·10 3
–
4,3·10 7
ультраосновные
42
19
9,85
–
2·10 1
–
2·10 3
–
5·10 7
Породы
кислые
48,7
32,3
2,7
–
8·10 4
–
2·10 3
–
4,5·10 7
осадочные
52,8
23,8
3,33
–
9,5·10 3
–
5,7·10 3
–
1·10 7
Среднее содержание элементов в земной коре можно выражать в разных единицах: в массовых, объемных и атомных кларках.
Отношение среднего содержания Cср химического элемента в руде
к его среднему содержанию K в земной коре называется коэффициентом
концентрации Kк:
Kк = Сср / K.
(1.1)
Коэффициент концентрации показывает, во сколько раз увеличивается
содержание полезного компонента в рудах относительно его кларка в результате геологических процессов.
1.3. Вещественный состав и качество руд
Элементы в природе, как правило, находятся в минеральной форме.
Соответственно, и концентрация химических элементов в земной коре происходит в минеральной форме. Минерал – это природное химическое соединение. Минералы подразделяются на рудные, жильные, нерудные.
Рудные минералы – это носители ценных элементов или минералы,
представляющие интерес для промышленности. Жильные минералы – это
минералы, сопутствующие рудным, но не содержащие ценных компонентов.
Например, в жильных месторождениях золота основным рудным минералом
является золото, а жильным – кварц и карбонаты. Нерудные минералы – это
минералы, слагающие саму породу (хлорит, серпентин, пироксены и др.).
15
Раздел 1. Теоретический курс
Соотношения между рудными и жильными минералами для руд различных металлов колеблются в широких пределах. Один металл может быть представлен в различной минеральной форме (в нескольких рудных минералах).
Содержание полезного компонента, в частности, металлов, в минералах
различно и зависит от его химического состава. Например, содержание меди
в различных минералах может колебаться от 13 до 100 % (табл. 1.5).
Таблица 1.5
Рудные минералы меди
Минерал
Самородная медь
Халькозин
Ковеллин
Халькопирит
Борнит
Энаргит
Тетраэдрит
Теннантит
Бурнонит
Формула
Cu
Cu2S
CuS
CuFeS2
Cu5FeS4
Cu3AsS4
Cu12Sb4S13
Cu12As4S13
PbCuSbS3
Содержание меди, %
100,0
79,8
66,5
34,6
63,3
48,3
45,8
51,6
13,0
Вещественный состав руд определяет природные типы и промышленные сорта руд. По химическому составу выделяют следующие типы руд
(табл. 1.6):
• силикатные (редкие руды Fe, Mn, Cu, слюды, асбест, тальк и др.);
• сернистые (сульфиды, арсениды, антимониды: Cu, Zn, Pb, Ni, Co,
Mo);
• карбонатные (карбонаты Fe, Mn, Mg, Pb, Zn, Cu);
• сульфатные (сульфаты Ba, Sr, Ca);
• фосфатные (апатитовые и фосфоритовые руды);
• галоидные (соли и флюорит – CaF2);
• самородные (Au, Ag, Pt, Cu).
Таблица 1.6
Типы руд и их главные рудные (промышленные) минералы
Тип руды
Оксидные
(оксиды и
гидроксиды)
16
Металл
Mn
Cr
Al
U
W
Sn
Fe
Главные рудные минералы
Браунит Mn2O3; пиролюзит MnO2; манганит MnOОН
Хромиты (Mg, Fe)O.(Cr, Al, Fe)2O3
Бёмит и диаспор Al2O3.H2O
Урановая смолка UO2
Вольфрамит (Fe, Mn)WO4; шеелит CaWO4
Касситерит SnO2
Магнетит Fe3O4; гематит Fe2O3
1. Месторождения полезных ископаемых
Окончание табл. 1.6
Тип руды
Силикатные
Сернистые
(сульфидные)
Карбонатные
Сульфатные
Фосфатные
Галоидные
Самородные
Металл
Be
Cu
Pb
Zn
Mo
Hg
Fe
Mn
Ba
Sr
Р2О5
F
Cl
Au, Ag, Pt, Cu
Главные рудные минералы
Берилл Be3Al2(Si6O18)
Халькопирит CuFeS2; борнит Cu5FeS4
Галенит PbS
Сфалерит ZnS
Молибденит MoS2
Киноварь HgS
Сидерит FeCO3
Родохрозит MnCO3
Барит BaSO4
Целестин SrSO4
Апатит Ca5(PO4)3(F, Cl)
Флюорит CaF2
Галит NaCl
Самородные золото, серебро, медь, платина
Для неметаллических полезных ископаемых (строительные камни),
кроме первичного состава пород, важное значение имеют их физические,
механические и технические свойства.
Минеральный состав углей определяется соотношением составляющих
частей – линотипных разностей или мацералов: витрена, кларена, дюрена
и фюзена, а их качество – содержанием органических и неорганических компонентов, золы, влажности, кокса, летучих.
Нефти и газы подразделяются по составу на устойчивые углеводородные соединения, которые также имеют различные физические и химические
свойства.
Качество руд является одним из важнейших критериев промышленной
ценности месторождений и определяется содержанием ценных компонентов,
вредных примесей и во многих случаях зависит от химических, физических
и технологических свойств полезного ископаемого. Высокое содержание полезного компонента далеко не всегда гарантирует высокое качество руд.
Вредные примеси не только снижают качество руд, но и нередко делают их
переработку невозможной.
Для руд железа и марганца вредными примесями являются сера и фосфор, для алюминиевых руд – кремнезем, для золотых руд – мышьяк, для
фосфоритов – магний, для сернистых руд – углерод, мышьяк, битумы и т.д.
Качество угля определяется его зольностью, влажностью, теплотой
сгорания, выходом летучих веществ, коксуемостью и другими показателями.
Вредные примеси для угля – все те же сера и фосфор; качество кварцевых
17
Раздел 1. Теоретический курс
песков, используемых стекольной промышленностью, зависит не только от
содержания SiO2, но и от содержания вредных примесей: CaO, Fe, Mn.
Из этих примеров следует, что требования промышленности к качеству
полезного ископаемого определяются прежде всего его видом.
1.4. Морфология рудных тел
и элементы их залегания
Полезное ископаемое занимает в земной коре определенный объем
и имеет некоторую форму и размеры. В редких случаях вся руда месторождения находится в одном компактном теле. Чаще всего месторождения состоят из серии разрозненных или частично связанных между собой скоплений полезных ископаемых, называемых рудными телами.
Рудным телом или телом (залежью) полезного ископаемого называется локальное, ограниченное со всех сторон скопление минерального вещества, приуроченное к отдельным структурным элементам (контактам горных
пород, разрывным нарушениям, складкам и др.). Ограничение рудного тела
может быть естественное, т.е. видимое невооруженным глазом (геологические контакты, разломы и др.), или условное («невидимое»), которое устанавливается по результатам опробования. Структурные элементы в большинстве случаев определяют не только положение рудных тел в пространстве, но
и их морфологию.
1.4.1. Морфология рудных тел
Исходя из трехмерного пространства, для твердых полезных ископаемых различают три основных морфологических типа рудных тел: изометричные, плитовидные (пластообразные, плоские) и трубообразные (рис. 1.3).
Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях.
К ним принадлежат штокверки, штоки, гнезда.
Штокверк – более или менее крупный (от 1 до 5 км в поперечнике)
изометричный объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества. Такая порода с прожилками и вкраплениями ценных минералов добывается целиком как полезное
ископаемое (например, Сорское месторождение), рис. 1.4.
Штоком называется крупная (сотни метров) более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья
(рис. 1.5). Примером могут служить рудные тела полиметаллических месторождений на Рудном Алтае.
18
1. Месторождения полезных ископаемых
Рис. 1.3. Морфологические типы рудных тел: А – изометричные (а – шток, б –
гнездо, в – карман); Б – уплощенные (а – пласт, б – линза, в – жила); В – вытянутые в одном направлении (а – столбообразное, б – трубообразное, в – воронковидное); 1 – рудные тела; 2 – гранит; 3 – песок; 4 – гравий, галька и минералы
тяжелой фракции; 5 – глина
Рис. 1.4. Штокверк
19
Раздел 1. Теоретический курс
Рис. 1.5. Шток
Рис. 1.6. Гнезда
Гнездо – относительно некрупное (до 1 м) локальное скопление полезного ископаемого (рис. 1.6).
Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричных
тел, является их поперечное сечение.
Плоские (плитовидные, пластообразные) тела полезных ископаемых характеризуются двумя протяженными и одним коротким размерами.
Это пласты и жилы.
20
1. Месторождения полезных ископаемых
Рис. 1.7. Сложный пласт:
1 – пачки и слои полезного ископаемого; 2 – прослои пустых пород
Рис. 1.8. Сложная жила
Пласт наиболее типичен для осадочных месторождений руд, угля
и нерудных полезных ископаемых (рис. 1.7).
Пласты различают простые (без прослоев пустых пород) и сложные
(с прослоями пустых пород). В наклонно залегающем пласте различают лежачий и висячий бок, в горизонтальном залегании – кровлю и подошву.
Жилы – это трещины в горных породах, выполненные минеральным
веществом полезного ископаемого. Жилы могут быть простыми и сложными.
21
Раздел 1. Теоретический курс
В строении жилы различают висячий и лежачий бок, апофизы (ответвления),
зальбанды (контакты) висячего или лежачего бока (рис. 1.8).
К простым относятся одиночные минерализованные трещины; к сложным – пучки разветвляющихся, переплетающихся трещин, зон дробления. По
деталям морфологии среди жил выделяют четковидные, камерные, седловидные,
лестничные и др. Жилы могут образовывать различные системы – поля, лестничные жилы, жилы типа «конского хвоста» и др. Часто руда в жилах распределена неравномерно. Скопление руды при этом называют «рудным столбом».
Протяженность жил (по простиранию) составляет от первых до сотен
метров. Длина наиболее крупной из них достигает 180 км (Материнская жила
золотоносного кварца в Калифорнии). По падению жилы имеют протяженность от нескольких метров до 1,5 км (Садонская жила), до 3 км (Колар, Индия) и более. Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще
из групп – пучков или семейств жил, образующих жильные поля.
Линзы и линзообразные залежи по морфологии принадлежат к образованиям, переходным между изометричными и плоскими телами.
Трубообразные тела – это тела, вытянутые по одной оси. Их называют
трубами, трубками или трубообразными залежами. Различают ось трубы,
угол склонения, угол ныряния (от 0 до 90о). В поперечнике трубы могут быть
от 100 до 1 000 м (рис. 1.9).
Рис. 1.9. Трубообразное тело
22
1. Месторождения полезных ископаемых
Все рассмотренные формы рудных тел в чистом виде встречаются довольно часто. Однако на практике обычно приходится сталкиваться с комбинациями нескольких форм или переходными формами даже в пределах одного месторождения.
По отношению к земной поверхности рудные тела могут быть открытые (выходящие на поверхность), частично закрытые перекрывающими их
породами – полузакрытые (близповерхностные) и закрытые (слепые, глубинные, погребенные) или перекрытые. Слепые рудные тела никогда не выходили на поверхность, перекрытые – образовывались на поверхности
(в приповерхностных условиях) и позднее были погребены.
По времени образования относительно вмещающих пород тела полезных ископаемых разделяются на сингенетичные, образовавшиеся одновременно с вмещающими породами, и эпигенетичные, возникшие позднее (наложенные), более молодые по отношению к вмещающим породам.
1.4.2. Элементы залегания
Основными элементами, определяющими геологическую позицию
и размеры пластов и жил, являются азимут простирания и азимут падения
(определяются на плане). Начало отсчета (ноль) совпадает с направлением
севера. Угол между направлением на север и линией простирания по часовой
стрелке называется азимутом простирания. Угол между направлением на
север и линией падения, спроецированной на горизонтальную плоскость –
азимутом падения. Азимут простирания и азимут падения могут иметь значение от 0 до 360о. Угол падения определяется на разрезах, это угол между
линией горизонта и линией падения. Значение угла падения может быть от 0
до 90о.
Простирание может быть достигать десятков километров, длина по падению (падение) – до 2 км. Мощность может варьировать от первых сантиметров до 150 м (бурый уголь) и даже 500 м (пласты каменной соли). Различают рабочую, эксплуатационную, полезную и продуктивную мощности.
1.5. Текстуры и структуры руд
Рудные и жильные минералы в рудах могут иметь разные размеры,
форму и сочетаться различными способами. Это определяет качество руд
и существенным образом влияет на их технологию добычи и переработки.
В связи с этим, а также с целью диагностики руд различают их текстуры
и структуры.
Структура руд – строение руды, определяемое формой, размерами
и способом сочетания минералов или их обломков в минеральных агрегатах.
23
Раздел 1. Теоретический курс
Структуры можно разделить на тринадцать наиболее важных групп с различным числом их видов для каждой группы (Смирнов, 1982):
• равномерно-зернистая определяет строение рудной массы, сложенной относительно равновеликими мономинеральными и полиминеральными
агрегатами сравнительно изометричной формы;
• неравномерно-зернистая отличается развитием крупных минеральных зерен в мелкозернистой массе или, наоборот, наличием мелких зерен
среди крупных кристаллов;
• пластинчатая выделяется пластинчатой формой всех или преобладающих зерен рудной массы;
• волокнистая характеризуется тонконитевидным волокнистым строением слагающих руду минеральных агрегатов;
• зональная создается при зональном чередовании полос минеральных
выделений, возникших вследствие их последовательного отложения или замещения ранее выделившихся минералов более поздними;
• кристаллографически-ориентированная контролируется размещением одного или нескольких минералов по кристаллографическим направлениям другого минерала;
• тесного срастания характеризуется глубоким проникновением одних минералов в другие с образованием сильно извилистых и клиновидных
границ между ними;
• окаймления возникает в результате развития оторочек минерала вокруг другого;
• замещения формируется при метасоматическом развитии поздних
минералов по контурам ранее отложившихся;
• дробления обусловлена отложением последующих минералов по механическим нарушениям ранее образовавшихся минералов;
• колломорфная возникает на различных стадиях преобразования минералов, выделившихся при коллоидном рудообразовании;
• сферолитовая типична для руды, состоящей из сферолитовидных
выделений с различно проявленным лучистым строением;
• обломочная характерна для осадочных минеральных масс, иногда
сцементированных или замещенных рудным веществом.
Текстура руд – сложение руд, обусловленное пространственным взаиморасположением минеральных агрегатов, которые отличаются друг от друга по форме, размерам, составу и структуре. Текстура определяется общим
«узором» руды, структура – строением «пятен» этого узора. В.И. Смирнов
выделил десять групп текстур полезных ископаемых, которые делятся на
различное количество видов внутри группы:
• массивная (однородная) широко распространена и принадлежит рудам равномерного сплошного мономинерального или полиминерального
сложения;
24
1. Месторождения полезных ископаемых
• пятнистая (вкрапленная) характеризуется неправильными, прерыви-
стыми скоплениями рудных минералов среди нерудной минеральной массы;
• полосчатая отличается чередованием полос различного минерального состава;
• прожилковая образуется системой сетчатых, пересекающихся или
субпараллельных прожилков;
• дробления (брекчиевая) типична для многостадийных месторождений и обуславливается дроблением минеральных масс ранних генераций,
сцементированных рудообразующими агрегатами поздних генераций;
• пустотная отличается кавернозным строением руды, характерным
для продуктов коры выветривания;
• почковидная (колломорфная) формируется вследствие процессов
коллоидного минералообразования, наблюдается в рудах гидротермального
и поверхностного происхождения;
• сфероидальная характеризуется концентрическими скоплениями рудообразующих минеральных агрегатов;
• каркасная формируется в результате развития тонких, закономерно
расположенных перепонок твердых минеральных скоплений (каркас), ячейки
которых выполнены рыхлой минеральной массой, типична для зоны окисления;
• рыхлая развивается среди слабо дагенезированных осадков с обломками и зернами различного размера.
Наблюдения над текстурами позволяют делать выводы о генезисе руд.
Например, прожилковая текстура может указывать на гидротермальное происхождение руды, при этом можно определить порядок минералообразования; рыхлая и пустотная текстуры – на близповерхностное минералообразование или наличие коры выветривания и т.д. (табл. 1.7).
Таблица 1.7
Генетически-типоморфные текстуры и структуры руд
Генетические типы МПИ
Текстура
1. Магматический
Вкрапленная, нодулярная,
шлировая
2. Карбонатитовый
Полосчато-узловатая
3. Пегматитовый
Друзовая, блоковая
4. Скарновый
Полосчатая, пятнистая
5. АльбититПрожилково-вкрапленная
грейзеновый
6. Гидротермальный
Вкрапленная, прожилковая
7. Выветривания
Структура
Порфировая
Неравномерно-зернистая
Срастания, зональная
Замещения
Равномерно-зернистая, зональная, замещения
Зональная, офитовая, порфировидная, окаймления
Пористая, ячеистая, каверноз- Дендритовая
ная, каркасная, почковидная,
землистая
25
Раздел 1. Теоретический курс
Окончание табл. 1.7
Генетические типы МПИ
Текстура
Структура
8. Осадочный
Оолитовая,
слоистая, Обломочная
рыхлая
9. Метаморфический
Сланцеватая, гнейсовая, Кристаллобластовая, лепидоблаполосчатая, плойчатая
стовая, катакластическая, порфиробластовая, роговиковая
Природные типы руд – руды, различаемые по вещественному составу,
текстурным и структурным особенностям.
Промышленные сорта руд – природные типы руд, отвечающие современным требованиям промышленности, т.е. типы руд, разработка которых
в современных условиях рентабельна (по содержанию полезного компонента,
по минеральному составу).
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение месторождения полезных ископаемых.
2. Раскройте понятия «полезные ископаемые» и «руда».
3. Дайте определение кларка и коэффициента концентрации.
4. Перечислите элементы залегания рудных тел.
5. Какие формы тел полезных ископаемых относятся к изометричным?
6. Какие формы тел полезных ископаемых относятся к плоским?
7. Перечислите разновидности жил, их элементы строения и залегания.
26
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
В природе известны три группы геологических процессов (эндогенные,
экзогенные и метаморфические), в результате которых могут быть сформированы месторождения полезных ископаемых. В соответствии с этими процессами классифицируют и генетические типы МПИ (табл. 1.8).
Таблица 1.8
Сводная генетическая классификация МПИ (Смирнов, 1982)
Группа
Магматическая
Карбонатитовая
Пегматитовая
Скарновая
Альбититгрейзеновая
Гидротермальная
Класс
Типы месторождений
Эндогенная серия
1. Ликвационный
Сульфидные медно-никелевые в основных
и ультраосновных комплексах
2. Раннемагматический
а) Магматические горные породы;
б) алмазоносные кимберлиты и лампроиты;
в) хромитовые, титаномагнетитовые и платиноидов в расслоенных ультраосновных
комплексах;
г) редкие, редкоземельные и рассеянные
элементы в щелочных комплексах
3. Позднемагматический а) Хромитовые и титаномагнетитовые;
б) апатит-нефелиновые;
в) платиноидные
ФлюидноПеровскит-титаномагнетитовые, редкомемагматический карбона- талльно-пирохлоровые, редкоземельные и
титовый
флюоритовые
1. ФлюидноМусковитовые, редкометалльные
магматогенный
2. ФлюидноКерамические, мусковитовые
метаморфогенный
1. Известковый
Железорудные, вольфрам-молибденовые,
медно-молибденовые, свинцово-цинковые
2. Магнезиальный
Железорудные, медно-молибденовые, оловорудные
3. Силикатный
Железорудные (с кобальтом)
1. Альбититовый
Урановые, ториевые, редкометалльные (Zr,
Ta, Nb) и редкоземельные
2. Грейзеновый
Литиевые,
бериллиевые,
олововольфрамовые, молибденовые, висмутовые
1. Плутоногенный
Штокверковые и жильные:
а) высокотемпературные медно-молибденпорфировые, золото-, олово-, меднокварцевые;
27
Раздел 1. Теоретический курс
Продолжение табл. 1.8
Группа
Выветривания
Осадочная
Эпигенетическая
28
Класс
Типы месторождений
б) среднетемпературные
полиметаллические сурьмяно-мышьяковые, редкометалльные, ураноносные (пятиэлементной формации);
в) низкотемпературные сидеритовые, родохрозитовые, магнезитовые, хризотиласбестовые, баритовые, флюоритовые
2. Вулканогенный ан- Золото-серебряные, олово-вольфрамовые,
дезитоидный
ртутные, медные, алунитовые, самородной
серы
3. ВулканогенноКолчеданные, медно-колчеданные, колчеосадочный, базальто- данно-полиметаллические
идный, субмаринный
Экзогенная серия
Остаточный и переот- Никель-кобальтовые, бокситовые, редкомеложенный
тальные и редкоземельные, глин (каолиновых, бентонитовых), апатитовые, марганцевые
1. Механический рос- а) Гравийные, песчаные и глинистые (ПГС);
сыпной
б) континентальные россыпные золотые,
платиновые, касситеритовые, алмазные, колумбит-танталитовые, корундовые;
в) прибрежно-морские россыпные рутиловые, ильменитовые, циркониевые, касситеритовые, алмазные
2. Хемогенный
а) Гидроксидные, суспензионно-коллоидные
бурых железняков, марганца, железомарганцевых конкреций и корок;
б) сульфидно-сульфатно-карбонатные
цветных и редких металлов в черных сланцах;
в) сульфатно-галоидные каменных, калийных, магниевых солей, боратов, лития
3. Биохимический
Фосфоритовые (континентальные и прибрежно-морские), кремнистых пород (диатомит, трепел, опоки), известняков, угля,
горючих сланцев, торфа
1. Грунтовых вод
Медистых песчаников, уран-ванадиевые
2. Инфильтрационный Редкометалльно-урановые
3. Эксфильтрационный Свинцово-цинковые в карбонатных породах, свинцовые в песчаниках, золоторудные
и урановые в терригенно-карбонатных и
черносланцевых толщах, самородной серы,
нефти и газа, йодо-бромистых и металлоносных рассолов
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
Окончание табл. 1.8
Группа
Метаморфизованная
Метаморфическая
Класс
Типы месторождений
Метаморфогенная серия
1. РегиональноЖелезорудные, марганцевые, золотоуранометаморфизованный вые, апатитовые, колчеданные
2. КонтактовоЖелезорудные, графитовые, корундовые
метаморфизованные
1. Зеленосланцевый
Горного хрусталя, золотокварцевые, мрамора, кварцитов, кровельных сланцев
2. Амфиболитовый
Андалузитовые, кианитовые, силлиманитовые, наждака, амфибол-асбестовые
3. ГранулитГранатовые, рутил-эклогитовые, флогопиэклогитовый
товые, алмазные
4. Импактный
Алмазные
Эти группы месторождений различаются по составу руд и вмещающих
пород, форме рудных тел и характеру их взаимоотношений с вмещающими
породами. Месторождения разных групп резко отличаются глубиной образования, температурой и давлением, при которых происходило формирование
руд, а также источником рудного вещества. Источниками рудного вещества
различных групп месторождений могут быть: магматические расплавы, газовые, газово-жидкие и жидкие гидротермальные растворы, как отделяющиеся
от магмы, так и привнесенные из мантии; горные породы, подвергшиеся
взаимодействию с магмой или гидротермальными растворами; продукты
жизнедеятельности животного и растительного мира; вещество космического
происхождения.
Различаются месторождения разных групп и длительностью формирования руд. Например, осадочные месторождения солей Камского бассейна
формировались 15–17 тыс. лет, а месторождения железных и никелевых руд
Урала в корах выветривания – 10–15 млн лет.
2.1. Эндогенные месторождения
полезных ископаемых
Процессы, протекающие внутри Земли под действием внутренних источников энергии, называются эндогенными. Эндогенные месторождения
формировались на глубинах от 1 до 10 км при температурах от 200 до 1 300 оС
и давлении, достигающем сотни мегапаскалей. Эти параметры в настоящее
время определяются экспериментально по газово-жидким включениям в минералах.
29
Раздел 1. Теоретический курс
Для месторождений, образовавшихся в результате кристаллизации
магматического расплава, характерны сульфидные рудные минералы, массивные и вкрапленные текстуры, различные морфологические типы рудных
тел, в том числе субпластовые, линзовидные и секущие жилы.
2.1.1. Магматические месторождения
Связаны с процессами внедрения, дифференциации (разделения) и кристаллизации рудоносных магм ультраосновного, основного и щелочного составов. Накопление рудных минералов может происходить тремя путями:
1. Магма разделяется на две несмешивающиеся жидкости (расплава) –
рудную и силикатную. Рудная, как более тяжелая, обособляется в нижней
части магматического очага, силикатная – в верхней. Их последовательная
кристаллизация (сначала силикатного расплава, а затем рудного) приводит
к образованию ликвационных месторождений (liquate – расщеплять, плавить).
2. Рудные минералы кристаллизуются раньше (или близко одновременно) силикатных и опускаются (стремятся опуститься) на дно магматического очага, образуя обогащенные участки. Так формируются раннемагматические месторождения.
3. Металлы и ценные компоненты в магме кристаллизуются позже силикатов. Они накапливаются в остаточном расплаве, заполняя трещины, пустоты и поры в затвердевшей силикатной массе. Так образуются позднемагматические месторождения.
Ликвационные месторождения связаны с основными и ультраосновными магматическими породами. К ним относятся медно-никелевые месторождения: Норильское, Талнахское, Октябрьское в Красноярском крае, Монче-Тундра и Печенга на Кольском полуострове, Садбери в Канаде и др.
Руды сульфидные комплексные. Главные рудные минералы: пирротин
FeS, пентландит (FeNi)9S8, халькопирит CuFeS2. Попутные ценные компоненты: платина, палладий, осмий, иридий, сера, кобальт, золото, серебро.
Иногда селен, теллур. Структуры руд – средне-крупнозернистые, текстуры –
массивные, вкрапленные, реже брекчиевые и прожилково-вкрапленные.
Формирование рудных тел идет в условиях расслоения магматического
расплава. В начале ликвации сульфидная часть расплава представлена мелкими каплями, рассеянными в силикатном расплаве, которые затем, сливаясь,
образуют скопления, гнезда. И те, и другие вследствие высокой плотности
начинают погружаться в нижнюю (придонную) часть вязкого силикатного
расплава.
Если расплав остывает относительно медленно, то сульфидные капли
достигают дна магматического очага и образуют там донные пластовые залежи, линзы.
30
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
Если сульфидная часть расплава, опустившаяся на дно магматического
очага, остывает медленнее, чем силикатная, то часть ее в результате тектонических подвижек может быть отжата из донной части по образовавшимся
трещинам в застывшей силикатной массе. Так образуются секущие жилы.
Если магматический расплав остывает относительно быстро, то сульфидные капли не успевают достичь дна интрузива и, кристаллизуясь вслед за
силикатами, образуют висячие залежи вкрапленных руд.
В придонной части магматического очага после раскристаллизации силикатного расплава вдоль контакта образовавшегося интрузивного массива
и вмещающих пород нередко возникают тектонические подвижки. Это обуславливает появление линз и неправильных тел брекчиевых руд.
Раннемагматические месторождения – месторождения, в которых
рудные минералы образуются на ранней стадии кристаллизации магмы
и концентрируются в ней еще до полного застывания интрузии. Геологическая позиция и морфология этих месторождений определяется формированием материнских интрузий в пределах жестких консолидированных платформ
среди пологих слоистых толщ при ведущей роли глубинных разломов. Месторождения пространственно и генетически связаны с ультраосновными,
основными и редко щелочными магматическими породами.
Хромитоносные (с платиноидами) интрузии сложены лополитами
(Бушвельд, Стиллуотер и др.) или протяженными телами плитообразной
формы (Великая Дайка Зимбабве). Рудные тела представляют собой пластообразные залежи небольшой мощности (от первых сантиметров до первых
метров), но значительной протяженности (до десятков километров). Запасы
хромитовых руд огромны (существенно больше, чем в позднемагматических
месторождениях), но качество руд часто низкое. Классическим примером подобных месторождений служат хромитовые месторождения Бушвельдского
массива (ЮАР), массива Стиллуотер (США), Великой Дайки (Зимбабве).
Алмазоносные породы (кимберлиты, лампроиты) слагают диатремы
или трубки. Распределение алмазов в кимберлитах крайне неравномерное.
Содержание их в промышленных трубках составляет 0,17–0,34 кар/т породы.
С глубиной содержание алмазов падает. Алмазы содержат около 2–3 % трубок. Проявления кимберлитов и лампроитов известны только на древних
платформах и щитах. В настоящее время алмазоносные трубки обнаружены
на всех континентах. На территории России известны две крупных алмазоносных провинции – Якутская и Архангельская. Форма трубок обычно изометричная, иногда вытянутая согласно направлению разрывных нарушений.
Диаметр составляет от 20 до 1 000 м (самая крупная – 1,5×1,0 км). С глубиной диаметр резко уменьшается (трубка «Кимберли» (ЮАР), на поверхности
имеющая размер 200×400 м, на глубине 1 073 м перешла в дайку мощностью
13 м). Как правило, серии трубок группируются цепочками вдоль глубинных
разломов.
31
Раздел 1. Теоретический курс
Позднемагматические месторождения пространственно и генетически связаны с массивами ультраосновных, основных и щелочных пород.
К ним относятся месторождения хромитов, платины, титаномагнетита, апатит-магнетитовых и апатит-нефелиновых руд, а также руд тантала, ниобия,
церия и др. Основные полезные (ценные) минералы руд: хромит (Fe,
Mg)Cr2O4, апатит Ca5(PO4)3(F, Cl), магнетит Fe3O4, ильменит FeTiO3, нефелин
KNa3(AlSiO4)4; кристаллизуются в магме позже силикатов и накапливаются
в остаточном расплаве, заполняя трещины, пустоты и поры в затвердевшей
силикатной массе. Отличительные особенности: секущий характер рудных тел
(жилы, линзы, трубки); сидеронитовые структуры руд, при которых рудные
минералы цементируют силикатные; крупные масштабы месторождений.
Примеры месторождений: хромитовые – на Урале (Кемпирсайское, Сарановское); титаномагнетитовые – на Урале (Кусинское, Качканарское),
в Карелии, в Горном Алтае; платиновые – на Урале (Нижне-Тагильское),
в ЮАР (Бушвельд); апатит-магнетитовые – в Швеции (Кирунавара), на Урале
(Лебяжинское); апатит-нефелиновые – на Кольском полуострове (Хибины),
в Красноярском крае (Горячегорское и Кия-Шалтырское).
Заметим, что рудообразующий процесс в магматических месторождениях длителен и не заканчивается в собственно магматическую стадию. Но
так как основные рудообразующие процессы протекают именно в магматический этап, то месторождения в целом считаются магматическими.
2.1.2. Пегматитовые месторождения
Пегматиты – позднемагматические минеральные образования, сложенные агрегатами крупных кристаллов различных алюмосиликатных минералов с характерной графической «пегматитовой» структурой, формирующихся на завершающих стадиях затвердевания глубинных интрузивных массивов. Располагаются внутри материнских интрузивов или вблизи них. Форма
тел – преимущественно плитовидные жилы, реже линзы, гнезда, трубы. Длина
жил достигает 1,5 км, мощность – 150 м. От материнских пород отличаются
значительно крупными размерами слагающих минералов. Так, кристаллы
кварца по длине достигают 7,5 м, пластины мусковита – по площади 5 м2,
а масса кристаллов микроклина – до 100 т. По составу среди пегматитов преобладают гранитные. Их основной состав: кварц, калиевый полевой шпат
(КПШ), альбит, мусковит, биотит, реже турмалин и целый ряд редких и редкоземельных минералов (берилл, сподумен, колумбит, танталит и др.).
По особенностям происхождения выделяют три типа пегматитов: простые, перекристаллизованные и метасоматически замещенные.
Простые пегматиты по составу не отличаются от материнских интрузивных пород. С ними связаны промышленные месторождения кварцполевошпатового типа как источник керамического сырья.
32
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
Перекристаллизованные пегматиты отличаются гигантозернистой
структурой, которая формируется в результате перекристаллизации исходной
материнской породы. С этими пегматитами связаны мусковит-кварцполевошпатовые месторождения как единственный источник мусковита. Месторождения этого типа известны в Мамском районе Забайкалья (Иркутская
область) и в Карелии.
Метасоматически замещенные пегматиты отличаются зональным
строением и наличием открытых полостей размерами до 200 м3 с друзами
кристаллов. С ними связаны месторождения драгоценных камней (изумруда,
горного хрусталя, топаза, рубина, сапфира и др.) и металлов (олова, тантала,
ниобия, тория, урана, лития, цезия, рубидия, бериллия, редких земель и др.).
Они известны на Урале, в Забайкалье (Россия), в Казахстане, на Украине,
в ЮАР, Канаде, США, Австралии, Индии, Афганистане и др.
2.1.3. Карбонатитовые месторождения
Карбонатитами называют эндогенные скопления карбонатов (кальцита,
доломита, анкерита и др.), пространственно и генетически связанных с формациями ультраосновных и основных щелочных пород и нефелиновых сиенитов.
Они образуют штоки, кольцевые и радиальные дайки в сложных интрузиях
ультраосновного и щелочного состава, имеющие концентрически-зональное
строение. Поперечное сечение штоков составляет от нескольких сотен метров до
10 км, длина даек по простиранию достигает 2 км. Кроме карбонатов в них присутствуют апатит, флогопит, титаномагнетит, магнетит, минералы, содержащие
редкие, редкоземельные и радиоактивные элементы (пирохлор, монацит). С карбонатитами связаны основные запасы тантала, ниобия, редких земель, существенные запасы титана, железных руд, флюорита, флогопита, апатита и др.
Типичными рудными формациями карбонатитовых месторождений являются: апатит-форстерит-магнетитовая (Ковдор на Кольском полуострове, Люле-Коп в ЮАР), флогопитовая (Гулинское на Таймыре), пирохлоровая
(Ковдор на Кольском полуострове, Араша в Бразилии), колумбит-бастнезитпаризитовая (Томтор в Якутии), флюорит-барито-целестин-бастнезитовая
(Мунтин-Пасс в США).
2.1.4. Скарновые месторождения
Скарны – породы карбонатно-силикатного состава, образовавшиеся
метасоматическим путем в приконтактовой зоне интрузивов среди карбонатных, реже силикатных пород.
Они состоят преимущественно из гранатов и пироксенов, реже присутствуют волластонит, эпидот, везувиан, магнетит, кварц и другие минералы.
Различают эндоскарны, образующиеся за счет замещения интрузивных по33
Раздел 1. Теоретический курс
род, и экзоскарны, формирующиеся при замещении вмещающих пород. По
составу подразделяются на известковистые, магнезиальные и силикатные.
Форма рудных тел в скарнах пластовая, линзовидная, сложноветвящиеся тела, реже штоки, трубы, гнезда, жилообразные тела.
Скарны вмещают промышленные месторождения почти всех металлов
(за исключением хрома, сурьмы и ртути), а также многих неметаллических
полезных ископаемых: флогопита, хризотил-асбеста и др.
Примеры месторождений: железорудные – гора Магнитная на Урале,
Абаканское в Хакасии; молибденовые – Тырныауз на Кавказе; медные – Турьинские рудники на Урале; свинцово-цинковые – Тетюхе на Дальнем Востоке.
2.1.5. Альбитит-грейзеновые месторождения
Альбититы и грейзены – породы, возникающие в приконтактовой
(эндо- и экзоконтактовой) области щелочных гранитов. Альбититы развиваются в нижней части выступов интрузий, грейзены – в верхней. Образование
альбититов связано с интенсивным привносом и отложением натрия (альбит), грейзенов – с кислыми растворами, несущими калий, фтор, бор, хлор;
основные минералы – кварц, слюды.
К этой группе относятся месторождения редких металлов – тантала,
ниобия, бериллия, лития, олова, вольфрама, висмута, урана и др.
2.1.6. Гидротермальные месторождения
Гидротермальные процессы связаны с движением горячих (от 50 до
700 С, чаще от 100 до 400 оС) водных растворов, растворяющих, переносящих и отлагающих полезные компоненты. Глубины образования гидротермальных месторождений варьируются от 0,5 до 10 км, чаще 3–5 км. Давление, при котором образуются гидротермальные месторождения, от 1 500 до
десятков тысяч атмосфер. Время формирования гидротермальных месторождений – сотни тысяч – десятки миллионов лет.
Растворы движутся главным образом по трещинам, зонам дробления
и пористым породам. При заполнении минеральным (рудным) веществом
в открытых трещинах возникают жилы; в зонах дробления – штокверки; по
пористым породам развиваются метасоматиты.
Метасоматоз – это процесс, связанный с замещением исходных породообразующих минералов новыми, в том числе и рудными, устойчивыми
в данной обстановке. Метасоматическим путем формируются также скарны,
альбититы и грейзены.
Гидротермальные месторождения различают по глубине и температуре образования. К наиболее высокотемпературным (плутоногенно-гидротермальным) относят месторождения олова, вольфрама, молибдена; к средо
34
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
нетемпературным – кобальта, никеля, золота, мышьяка; к низкотемпературным – ртути, сурьмы, барита, флюорита.
К гидротермальным относятся большинство месторождений золота,
серебра, меди, свинца, цинка, молибдена, олова, вольфрама, сурьмы, ртути,
урана, а также неметаллических полезных ископаемых: драгоценных камней, флюорита, исландского шпата, апатита. Примеры месторождений: молибдена – Сорское в Хакасии, золота – Советское и Олимпиадинское в Красноярском крае, вольфрама – Жирекен в Забайкалье и др.
Гидротермальные месторождения подразделяются на плутоногенные, пространственно и генетически связанные с интрузивными породами;
вулканогенные, связанные с вулканогенными породами; гидротермальноосадочные, или колчеданные, возникающие на дне Мирового океана в связи
с вулканическими процессами.
2.2. Экзогенные месторождения
полезных ископаемых
Экзогенные процессы – это процессы, протекающие в самых верхних слоях земной коры и на ее поверхности под действием двух основных источников
энергии: Солнца и сил гравитации. К ним относится физическое и химическое
выветривание при низких температурах. Происходит осадконакопление в водоемах и реках в определенной последовательности от береговой линии: крупнообломочный материал (галька, гравий) – пески – глины – химические осадки (соли,
карбонаты), осаждающие из воды при изменении физико-химических условий.
Выветривание горных пород – разрушение под действием колебаний
температуры, агрессивного воздействия воды углекислоты, органических
веществ и др.
Растворение, перенос и отложение рыхлых отложений и солей происходит благодаря геологической деятельности ветра, поверхностных и подземных вод, вод морей, океанов, льда, живых организмов.
Процесс удаления продуктов разрушения горных пород под действием
сил гравитации, поверхностными водами, ветром, льдами и другими экзогенными агентами называется денудацией, а накопление рыхлых продуктов денудации носит название аккумуляции.
2.2.1. Месторождения выветривания
Все месторождения экзогенной серии формируются за счет коры выветривания. Кора выветривания – продукты механического, химического
и биохимического разрушения горных пород под воздействием воды, кислорода, углекислоты и организмов. Мощность коры выветривания достигает
35
Раздел 1. Теоретический курс
300 м, может быть площадной, линейной и контактовой. Месторождения выветривания подразделяются на два типа: остаточные и инфильтрационные.
Остаточные месторождения образуются при растворении и выносе из
коры выветривания грунтовыми водами нерудных, «пустых» компонентов
и накопления полезного ископаемого. Располагаются они непосредственно на
породах, за счет которых формировались. Наиболее распространены месторождения каолина, никеля, железа, марганца, бокситов, фосфоритов, талька.
Примеры: месторождения никелевых руд Южного Урала и Кубы, коровые руды Олимпиадинского месторождения золота на Енисейском кряже.
Инфильтрационные месторождения возникают при растворении грунтовыми водами ценных компонентов, их переносе и отложении в нижней части коры выветривания. К этому типу относятся месторождения урана, меди,
железа, марганца, ванадия, фосфоритов, гипса, серы. Примеры: месторождения урановых руд в Рудных горах Чехословакии и в США (плато Колорадо),
Алапаевское месторождение железистых руд на Урале. К этому же типу относятся месторождения с зонами вторичного сульфидного обогащения, например, медные месторождения Коунрад (Казахстан) и Чукикамата (Чили).
2.2.2. Россыпные месторождения
Россыпи – скопления обломочного материала, содержащие ценные минералы в виде зерен, их агрегатов и обломков. Они могут быть образованы
лишь теми минералами, которые обладают высоким удельным весом, механической прочностью и химической устойчивостью в зоне окисления.
Россыпи подразделяются:
• по общим условиям образования: морские и речные;
• по происхождению: элювиальные, делювиальные, аллювиальные
и пролювиальные;
• по виду полезного ископаемого: золотые, платиновые, алмазные, касситеритовые, монацитовые, титаномагнетитовые и др.;
• по геологическому возрасту: современные и древние (погребённые);
• по глубине залегания: мелкозалегающие (до 15–20 м) и глубоко залегающие (до 50–300 м);
• по форме залежи: плащеобразные, линзообразные, лентообразные
и изометричные.
Наиболее распространенные аллювиальные (речные) россыпи подразделяются на пойменные, русловые, террасовые, косовые (рис. 1.10).
В строении россыпи различают три основных элемента: пески или
пласт – галечные и валунно-галечные образования, сцементированные песчаной или глинистой фракцией и содержащие основную массу ценных минералов; торф – песчано-глинистые осадки, перекрывающие пласт и обедненные ценными минералами; плотик – подстилающие пласт коренные породы.
36
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
Рис. 1.10. Схема размещения россыпных месторождений различных видов
в поперечном сечении речной долины
Россыпные месторождения золота – на Колыме, в бассейнах рек Амур,
Лена, Енисей; в США, Австралии; платины – на Урале, в США, Эфиопии;
алмазов – в Якутии, на Урале, в ЮАР; касситерит-шеелитовые – на северовостоке России, в Якутии.
2.2.3. Осадочные месторождения
Осадочные месторождения возникли при температурах от 0 до 50 оС
и атмосферном давлении в поверхностно-приповерхностной зоне на глубине
менее 1 км. Для осадочных месторождений, сформировавшихся в результате
аккумуляции осадков на морском дне, обычными являются оксидные, фосфатные и карбонатные рудные минералы, слоистые текстуры, тонкозернистые структуры, пластовая форма рудных тел и согласное залегание с вмещающими их породами. Различают механические, химические и биохимические осадочные месторождения.
Механические – это месторождения гравия, песка, глин, образующиеся
при физическом разрушении горных пород.
Химические – это месторождения минеральных солей, гипса, боратов,
марганца, железа, формирующиеся из минеральных осадков, выпавших из
истинных или коллоидных растворов в результате химических реакций
и процесса выпаривания.
Биохимические – это месторождения, сформированные участием живых
и растительных организмов. Одни из них (например, ракушечные известняки) образуются биологическим путем, другие (например, фосфориты) –
и биологическим, и биохимическим способами. Наиболее характерны месторождения фосфоритов, серы, горючих полезных ископаемых.
37
Раздел 1. Теоретический курс
Наиболее известны осадочные месторождения меди – медистых песчаников (Джезказган в Казахстане) и алюминия – бокситов (СУБР). Главные
рудные минералы этих руд: халькопирит, пирит, галенит, сфалерит; окислы
и гидроокислы алюминия.
2.3. Метаморфогенные месторождения
Метаморфогенные месторождения – это месторождения, возникшие в результате физико-химического преобразования горных пород и руд
в глубинных частях земной коры под воздействием большого давления,
очень высоких температур и газово-жидких растворов. При метаморфизме
породообразующие и рудные минералы либо перекристаллизовываются
в более устойчивые при новых условиях полиморфные модификации, сохраняя исходный химический состав, либо меняют химический состав и образуют новые минералы и их ассоциации. В результате этих преобразований увеличивается плотность, уменьшается объем минералов и количество воды,
изменяется их химический и минеральный состав, физические свойства. Породы приобретают листоватые и волокнистые структуры, сланцеватые, гнейсовидные и плойчатые текстуры. Процессы, которые вызывают преобразование ранее сформированных горных пород и руд, происходят обычно на
больших глубинах (более 10 км) под воздействием высоких давлений (до нескольких тысяч мегапаскалей) и температуры (до 1 500 оС). Метаморфогенные месторождения подразделяются на метаморфические и метаморфизованные.
Метаморфические – это месторождения, образовавшиеся в процессе
метаморфизма горных пород, не представлявших до этого промышленной
ценности, за счет перекристаллизации (перегруппировки) минерального вещества. К ним относятся месторождения мраморов (Кибик-Кордонское в Хакасии), кварцитов, графита (Курейское в Сибири), кровельных сланцев, дистен-силлиманитовых (алюминиевых) руд, наждака, корунда. Месторождения
этой группы подразделяются:
• на метаморфогенно-гидротермальные, образованные за счет гидротермальных растворов, возникших при метаморфизме больших объемов пород;
• импактные, распространенные незначительно. К ним относят скопления тектитов – полудрагоценных и поделочных камней, возникающих при
застывании расплава, разбрызгивающегося при ударе массивного метеорита
в Землю. В крупных астроблемах встречаются скопления технических алмазов (Попигайская астроблема).
Метаморфизованные – это месторождения, сформированные в результате метаморфизма ранее существовавших месторождений. Примеры место38
2. Генетические типы месторождений полезных ископаемых
рождений: железорудные – Кривой Рог (Украина), Курская магнитная аномалия (Россия); золоторудные – Витватерсранд (ЮАР); свинцово-цинковое –
Брокен-Хилл (Австралия).
В большинстве случаев они образуются в результате метаморфизма
первично-осадочных месторождений; за счет угольных месторождений –
месторождения графита; за счет россыпей золота – золоторудные конгломераты; за счет лимонитовых руд – магнетитовые руды; за счет бокситов – наждак и корунд.
Вопросы для самопроверки
1. Чем отличаются эндогенные геологические процессы от экзогенных?
2. Какие месторождения относятся к экзогенной серии?
3. Какие месторождения относятся к эндогенной серии?
4. С какими процессами связано образование магматических месторождений?
5. Какие типы пегматитов выделяют по происхождению?
6. Перечислите полезные ископаемые, связанные с россыпями.
7. Какие типы месторождений формируются в коре выветривания?
8. Как образуются осадочные месторождения?
9. Какие факторы влияют на образование россыпей?
10. В чем заключается отличие между метаморфическими и метаморфизованными месторождениями?
39
Раздел 1. Теоретический курс
3. ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Учение о поисках и разведке – это прикладная геологическая наука,
изучающая условия нахождения и способы наиболее эффективного выявления промышленных месторождений полезных ископаемых (Крейтер, 1960).
Предметом изучения поисков и разведки служат минерализованные
участки земных недр, содержащие скопления полезных ископаемых, которые
могут оказаться источником минерального сырья для удовлетворения потребностей народного хозяйства.
3.1. Принципы изучения недр
Значительная часть поверхности Земли покрыта рыхлыми отложениями, естественные обнажения горных пород редки. Поэтому для изучения
недр Земли, конечной целью которого является обнаружение тел полезных
ископаемых, используются искусственные обнажения: шурфы, канавы, скважины и подземные горные выработки. От густоты их расположения зависит
полнота и достоверность получаемой геологической информации о строении
Земли, о наличии или отсутствии полезных ископаемых.
Методологические подходы к изучению недр определяются принципом
последовательных приближений, к использованию получаемой геологической информации – принципом аналогии, а к определению достоверности результатов геологоразведочных работ – принципом выборочной детализации
наблюдений (Каждан, 1984).
Согласно принципу последовательных приближений, изучение недр
проводится от общего к частному. Начинается оно с отбраковки заведомо
неперспективных территорий и выделения крупных перспективных рудоносных площадей – потенциальных рудных районов. Далее последовательно переходят ко все более детальному изучению более мелких участков земных
недр: от рудных провинций к рудным районам, рудным узлам, рудным полям, месторождениям.
Принцип аналогии основан на том, что месторождения, сформированные в близких геологических условиях, обладают сходством по условиям залегания, строению и составу, что обеспечивает подобие свойств объектаэталона и изучаемого объекта. Степень подобия минерализованных участков
недр зависит от пространственной близости и масштабов сравниваемых объектов. Чем меньше их размеры и расстояние, тем больше сходства между
ними.
40
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
Принцип выборочной детализации заключается в проведении геологоразведочных работ с оптимальной детальностью всего объекта в сочетании с
выборочными более детальными работами на отдельных его участках. При
его реализации важно правильно выбрать эталонный участок, рационально
сочетать объем общих и детализационных работ и оптимальную степень детализации наблюдений. Эталонные участки детализационных работ должны
быть представительными по отношению ко всему изучаемому объекту недр.
3.2. Стадийность геологоразведочных работ
Естественным выражением принципа последовательных приближений
является принятая в 1989 г. в нашей стране система геологического изучения
недр, включающая три этапа и пять стадий (табл. 1.9).
Таблица 1.9
Этапы и стадии геологоразведочных работ (ГРР)
Объект
Цель работ
Конечный результат
изучения
Этап I. Работы общегеологического и минерагенического назначения
Стадия 1. Регио- Территория РФ и Создание фунда- Комплекты обязательных и
нальное геологи- ее крупных гео- ментальной мно- специальных геологических
ческое изучение логических
гоцелевой геоло- карт различного назначения
недр и прогнози- структур
гической основы
масштабов
1:1 000 000–
рование полезных
1:50 000; сводные и обзорископаемых
ные карты геологического
содержания масштабов
1:1 500 000 и мельче. На
этих картах необходимо
выделить территории с перспективными рудными районами, узлами, угленосные
бассейны с прогнозными
ресурсами категорий Р3 и Р2
Этап II. Поиски и оценка месторождений
Стадия 2. Поис- Территории
с Геологическое
В пределах проявлений и
ковые работы
перспективными изучение, выявле- месторождений оценка прорудными
рай- ние проявлений и гнозных ресурсов по катеонами, узлами, МПИ; определе- гориям Р2 и Р1
угленосные бас- ние целесообразсейны с про- ности их дальгнозными ресур- нейшего изучения
сами категорий
Р3 и Р2
Стадия
41
Раздел 1. Теоретический курс
Окончание табл. 1.9
Объект
изучения
Стадия 3. Оце- Проявления и меночные работы
сторождения полезных ископаемых с
оцененными – прогнозными ресурсами
Р2 и Р1
Стадия
Цель работ
Конечный результат
Геологическое изуче- МПИ с оценкой их
ние и геолого-эконо- запасов по категоримическая оценка про- ям С2 и С1, а по меявлений и месторож- нее изученным учадений;
отбраковка сткам – прогнозных
проявлений, не пред- ресурсов по категоставляющих промыш- рии Р1
ленной ценности
Этап III. Разведка и освоение месторождений
МПИ с оценкой их Изучение веществен- Подсчитанные запаСтадия 4.
Разведка
запасов по категори- ного состава руд и по- сы по категории А,
месторождения
ям С2 и С1, а по ме- род,
горно- В, С1 и С2; обоснованее изученным уча- геологических усло- ние постоянных консткам – прогнозных вий эксплуатации ме- диций
ресурсов по катего- сторождения
рии Р1
Стадия 5. Экс- Эксплуатационные
Уточнение получен- Запасы подготовленплуатационная
этажи,
горизонты, ных при разведке дан- ных и готовых к выразведка
уступы, блоки, под- ных для оперативного емке блоков; оценка
готавливаемые для планирования добычи, полноты отработки
очистных работ
контроль за полнотой месторождения;
и качеством отработки уточнение потерь и
запасов
разубоживания полезного ископаемого
На каждой стадии проводится изучение геологического строения недр,
условий залегания и закономерностей размещения полезных ископаемых.
Однако от стадии к стадии возрастает степень детальности этого изучения
и уменьшаются размеры изучаемого объекта: от регионов, областей до месторождений и рудных тел.
Границы между стадиями условны.
Любая стадия – это комплекс ГРР (геологические маршруты, геохимические и геофизические методы, проведение буровых работ, поверхностных
и подземных горных выработок). Удельный вес этих работ различен на разных этапах и стадиях. На первых стадиях это геологические, геохимические
и геофизические методы и единичные горные выработки. На последних стадиях это в основном горные выработки с применением передовой техники
и технологии и геологические наблюдения, которые сводятся к контролю.
На каждой стадии ГРР проводится оценка количества полезного ископаемого. В зависимости от достоверности оценки количества полезного ископаемого в недрах оно подразделяется на ресурсы и запасы.
42
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
3.3. Поисковые критерии и признаки
Для того чтобы эффективно и с минимальными затратами выделять
перспективные площади, для поисков полезных ископаемых нужно иметь
какие-то ориентиры. Эти ориентиры – поисковые критерии и признаки, являющиеся результатом изучения закономерностей размещения полезных ископаемых в каждом конкретном районе.
Поисковые критерии – это геологические факты (элементы геологического строения), указывающие на возможность обнаружения полезных ископаемых. Их наличие еще не означает обязательного присутствия оруденения. Они лишь создают благоприятный фон, способствующий возникновению МПИ.
Среди поисковых критериев выделяют:
• стратиграфический, связанный с возрастом различных свит или датированных стратиграфическими данными интрузий, заключающих в себе
полезное ископаемое;
• литологический, основанный на выявлении тесной связи полезных
ископаемых с конкретными осадочными, вулканогенно-осадочными породами. С поисковой точки зрения крайне важно, какими фациальными типами
представлены осадочные месторождения полезных ископаемых и среди каких пород (или на каких породах) они залегают;
• структурный, характеризующий закономерности размещения оруденения в геологических структурах разного типа и масштаба;
• магматический, основанный на прямых и косвенных геологических
факторах, указывающих на взаимосвязь интрузивных пород и гипогенных
месторождений;
• геоморфологический, основанный на пространственной связи месторождений полезных ископаемых с процессами, формирующими рельеф земной поверхности.
Факторы (критерии), весомые для данного конкретного полезного ископаемого в определенном регионе и при определенной геологической ситуации, выявляются по материалам работ, предшествующих поискам. Чаще
всего «работает» не один фактор, а сочетание двух и более. Например, для
залежей каменного угля весомым является сочетание двух критериев: стратиграфического (образование залежей каменного угля происходило преимущественно в каменноугольный период) и литологического (продуктивные толщи каменноугольного периода представлены песчано-глинистыми
отложениями).
Поисковые признаки – это конкретные факты, указывающие на присутствие в районе полезных ископаемых. Поисковые признаки подразделяются на прямые и косвенные.
43
Раздел 1. Теоретический курс
Прямые поисковые признаки – это непосредственно обнаруженные коренные выходы рудных тел, свалы руды в делювии, зоны лимонитизации,
первичные ореолы рассеяния рудных элементов.
Косвенные поисковые признаки – это геофизические или геохимические
аномалии, коры выветривания, вторичные ореолы рассеяния элементов и т.д.
3.4. Методы и способы поисков
месторождений полезных ископаемых
Общей задачей поисков является обнаружение промышленных скоплений полезного ископаемого в пределах перспективных площадей и участков.
Методы и способы поисков разнообразны и применяются в комплексе.
I. Геологические исследования. В камеральных условиях обобщается
имеющаяся геологическая информация, составляются металлогенические
карты, карты прогноза масштаба 1:500 000 до 1:2 500 000 и мельче.
II. Наземные геологические поиски:
1. Геологические (минералогические) поиски:
• обломочно-речной метод;
• валунно-ледниковый метод;
• шлиховой (минералогический) метод;
• геологическая съемка (1:200 000–1:50 000).
2. Геохимические методы поисков. Позволяют выявить аномалии элементов. В зависимости от объекта исследования различают следующие виды
поисков:
• литогеохимические (по первичным или по вторичным ореолам рассеяния в виде обломков руды или в рыхлых приповерхностных отложениях);
• гидрогеохимические (повышенные содержания продуктивной геохимической ассоциации в поверхностных и подземных водах);
• биогеохимические (ореолы рассеяния в растениях – листья, ветки,
кора, корни и вид растения);
• атмогеохимические (повышенные содержания в приземном воздухе).
3. Геофизические поиски. Дают возможность выявить аномалии физических свойств пород и руд: магнитометрические, радиометрические, гравиметрические, электроразведочные и т.д.
4. Технические методы (горно-буровые): закопуши, шурфы, канавы,
траншеи, буровые скважины, шахты, штольни, карьеры и т.д.
III. Аэрогеологические поиски. Прямые аэровизуальные наблюдения,
аэросъемка с последующим дешифрированием снимков; аэропрофилирование, аэромагнитная съемка. Этот вид поисков должен предшествовать наземным методам.
44
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
IV. Дистанционные методы изучения Земли. Привлекаются возможности космоса (спутники, съемка, наблюдения и т.д.).
Выбор методов и способов поисков определяется особенностями изучаемого месторождения полезных ископаемых.
3.5. Опробование полезных ископаемых
Важнейшей составляющей поисковых, оценочных, разведочных работ
является опробование полезных ископаемых. Это единственный научнообоснованный способ выявления качества ПИ, минерального и химического
состава, внутреннего строения, физико-технических и технологических
свойств и оценки их соответствия существующим требованиям промышленности.
Пробой называется партия материала, отобранная из скопления полезного ископаемого в его естественном залегании или из добытого минерального сырья, предназначенная для проведения тех или иных испытаний. Материал
пробы может быть отобран двумя способами: путем сплошного отбора в одном месте (сплошные пробы) или путем составления пробы из отдельных порций (объединенные – групповые, комбинированные).
Специфика опробования заключается в несоизмеримости объема пробы с объемом опробуемых масс. Основная цель опробования – установление
качества минерального сырья, т.е. тех его свойств, которые определяют промышленную ценность руд, технологию добычи и переработки полезных ископаемых.
Опробование дает возможность, во-первых, оконтурить рудные тела,
природные сорта, технологические типы руд и участки пустых пород; вовторых, выявить закономерности пространственного размещения основного
и попутных полезных компонентов, вредных примесей.
3.5.1. Виды опробования
Опробование в зависимости от поставленных задач делится на шесть
видов: геологическое, геофизическое, минералогическое (шлиховое), техническое, технологическое, товарное.
Геологическое (рядовое) опробование служит главным источником
информации о характере пространственного распределения и степени концентрации полезных компонентов, являясь основой геометризации недр
и подсчета запасов минерального сырья. Длина рядовых проб во внутренних
частях рудных тел не должна превышать установленных кондициями минимальной мощности, а также максимальной мощности некондиционных
и пустых прослоев, включаемых в контур балансовых руд.
45
Раздел 1. Теоретический курс
Геофизическое (рядовое) опробование проводится с целью определения полезных компонентов непосредственно в горных выработках и скважинах без отбора материала и отличается от других видов опробования тем, что
минеральная масса не подвергается изменению, что дает возможность повторных геофизических испытаний. Геофизическое опробование, обладая
экспрессностью, позволяет обеспечить оперативность и сокращение затрат
(на отбор и обработку проб), особенно при комплексировании нескольких
геофизических методов, при необходимости возможно проведение повторных измерений. Геофизические методы опробования весьма разнообразны.
Наиболее распространены магнитометрические и ядерно-физические, в том
числе радиометрические методы определения качества руды.
Минералогическое (шлиховое) опробование проводится в основном
при разведке россыпных месторождений для определения содержания ценных минералов. Минералогическое опробование применяется также для выявления текстурно-структурных особенностей руд, выделения природных
типов руд и выяснения строения рудных тел. При разведке россыпей минералогические исследования проб являются практически единственным способом определения качества полезного ископаемого и содержания полезного
компонента в песках (горной массе).
Техническое опробование (технические испытания) проводится на
всех месторождениях полезных ископаемых и служит для изучения физикотехнических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород. Технические испытания, выполняемые в процессе разведочных работ, делятся на
три группы:
1) испытания, необходимые для подсчета запасов;
2) испытания, проводимые с целью уточнения горнотехнических условий эксплуатации разведываемого месторождения;
3) испытания для определения физических свойств и качества минерального сырья.
Технические испытания, необходимые для подсчета запасов, включают
определение объемной массы, влажности и макротрещиноватости руды. На
месторождениях многих видов неметаллического минерального сырья
(строительных материалов, слюды, асбеста, оптических и драгоценных камней и др.) техническое опробование выступает основным методом определения их промышленной ценности. Способы отбора проб на технические испытания целиком зависят от назначения полезного ископаемого и, как правило,
обуславливаются техническими требованиями к сырью.
Технологическое опробование проводится для изучения технологических свойств минерального сырья. Для рудных месторождений при помощи
технологических проб выявляется способность руды к обогащению и металлургическому переделу. По результатам технологического опробования разрабатывается рациональная схема и оптимальный режим переработки мине46
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
рального сырья, обеспечивающие комплексное извлечение полезных компонентов и утилизацию отходов.
Товарное опробование руды в вагонах, трюмах кораблей и баржах
проводится для обоснования взаимных расчетов между рудником и потребителем. Применяемый способ опробования определяется общим весом отправляемой партии руды, ее крупностью, физико-механическими свойствами
(крепость, твердость) и характером распределения полезного компонента.
Наиболее часто используется горстьевой способ опробования. Пробы отбираются из 5–10 точек, располагающихся по одной из шести схем (рис. 1.11).
Рис. 1.11. Схема расположения проб в вагоне
Таким способом опробуются руды железа, марганца, алюминия, меди,
фосфора и др.
3.5.2. Способы отбора проб
По увеличению степени достоверности способы отбора проб можно
выстроить в следующий ряд: штуфной, точечный, шпуровой, бороздовый,
керновый, задирковый и валовый.
Все способы пробоотбора можно разделить на точечные (штуфной,
горстьевой, точечный), объемные (валовый), площадные (задирковый), линейные (бороздовый, шпуровой, керновый).
Точечные пробы отбираются при штуфном, точечном и горстьевом
способах.
Штуфной способ состоит в отбойке отдельных кусков (штуфов) полезного ископаемого или в отборе кусков массы минерального сырья, отбитого
при проведении выработки. В зависимости от условий опробования и вида
полезного ископаемого масса пробы колеблется от 0,2 до 2,0 кг. Штуфной
способ может дать реальное представление о химическом составе руды. Достоинствами штуфного способа являются высокая оперативность и малая трудоемкость.
Точечный способ предполагает составление материала пробы из кусочков (частичных проб) размером 1,5–3,0 см и массой 10–20 г, взятых на обна47
Раздел 1. Теоретический курс
женной плоскости рудного тела (по забою или стенке горной выработки) по
определенной системе в зависимости от характера распределения исследуемых компонентов. Если изменчивость содержания компонентов в двух направлениях одинакова, то частичные пробы отбираются по квадратной сетке.
Если изменчивость в одном направлении больше, чем в другом, то принимают прямоугольную, реже ромбическую сеть. Число частичных проб, составляющих рядовую пробу, колеблется от 10 до 20. Расстояние между частичными пробами при квадратной сети 10×10 или 20×20 см, реже больше, а при
прямоугольной – 10×20 или 20×40 см. Чем сильнее изменчивость, тем чаще
следует брать частичные пробы. Общая масса рядовой пробы составляет от
2–3 до десятков килограммов.
Горстьевой (вычерпывания) способ является универсальным для опробования рыхлых масс минерального сырья – навала отбитой руды, руды
в транспортных сосудах, песков из россыпей, отвалов и других подобных
минеральных скоплений. Этот способ подобен точечному и является его разновидностью для рыхлых масс. Горстьевой способ заключается в отборе частичных проб, из которых и составляется проба из навала, по квадратной сетке со сторонами 20–50 см, а прямоугольной – 20×40 см. Число частичных
проб колеблется от 10 до 50. Минимальное число частичных проб берется из
вагонеток, самосвалов, вагонов, чаще по способу конверта в пяти точках,
в углах и в центре. Объем отдельной частичной пробы – 20–200 см3, масса –
50–600 г. Густота сети зависит от степени изменчивости распределения компонентов в пробе, крупности и однородности размеров кусков.
Объемные пробы отбираются валовым способом, а площадные – задирковым.
Валовый способ является наиболее достоверным и заключается в сплошном отборе минеральной массы (руды), получаемой на некотором участке тела
полезного ископаемого при проходке горной выработки. Масса валовых проб
может достигать десятков тонн. В пробу может поступать вся отбитая горная
масса или ее часть (каждая 3-я, 5-я, 10-я бадья, вагонетка и т.д.).
Задирковый способ применяется при опробовании рудных тел малой
мощности (до 40 см), а также при очень неравномерном распределении ценных компонентов в руде. Задирковый способ представляет собой отбойку
(задирку) равного слоя полезного ископаемого мощностью 3–10 см по всей
обнаженной части рудного тела в забое или стенке горной выработки.
В кровле или почве выработки задирковые пробы берутся в исключительных
случаях (в частности, в почве канав).
Применение очень трудоемкого задиркового способа целесообразно
лишь в тех случаях, когда более простые и менее трудоемкие (например, бороздовый) не обеспечивают надежного определения качества. Задирковый
способ применяется как контрольный при выяснении относительной погрешности различных способов опробования.
48
3. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
Линейные пробы отбираются шпуровым и бороздовым способами.
Существует несколько вариантов взятия бороздовых проб: борозда правильного прямоугольного сечения, пунктирная и объемная борозда
(рис. 1.12). В большинстве случаев борозды имеют прямоугольное сечение.
Иногда применяют треугольные в поперечном сечении борозды, а также линейно-точечный способ (так называемая пунктирная борозда).
Пунктирная борозда имеет меньшую достоверность по сравнению
с бороздой правильного сечения, но вполне достаточную для полезных ископаемых с равномерным распределением минералов.
Рис. 1.12. Бороздовая проба: а – правильного сечения;
б – пунктирная; в – объемная
Объемная борозда не имеет строго определенного сечения, название ее
связано с тем, что с каждой единицы длины пробы берется равный объем материала, например, с каждых 10 см берется 100–300 см3 руды. Принятый
объем строго соблюдается мерным сосудом с водой. Способ обладает высокой производительностью, но не пригоден в случае растворимых руд или руд
с глинистыми минералами.
Бороздовый способ отбора проб приемлем почти для всех коренных,
а также многих россыпных месторождений, но неприемлем для опробования
руд, имеющих брекчиевидные, шлировые, пятнистые текстуры, на месторождениях драгоценных камней и др.
При шпуровом способе опробования материалом пробы служит буровая пыль, получаемая при бурении шпуров с продувкой, или шлам – при
49
Раздел 1. Теоретический курс
бурении с промывкой. Шпуровой способ наиболее эффективен для взятия
проб в рудных телах большой мощности, которые не вскрываются полностью горными выработками. Достоинства шпурового способа заключаются
в том, что пробы отбираются попутно с бурением шпуров для проходки выработок и не требуется дополнительных затрат на отбор проб. Основной недостаток шпурового способа состоит в том, что по материалу трудно, а иногда невозможно определить границы рудного тела, его строение, контуры
природных типов и промышленных сортов руд. Нельзя применять шпуровой
способ для опробования рудных тел малой мощности из-за сильного ее искажения.
Отбор проб при колонковом бурении является одним их наиболее распространенных. Материалом пробы служит керн. Пробы из керна отбирают
при выходе его более 70 %. Керн может использоваться для химического,
геохимического, минералогического и технологического опробования. В рядовую (секционную) пробу берется половина, реже четвертая часть или весь
керн. Оставшаяся от химического опробования часть керна используется для
минералогического изучения руд и сохраняется как дубликат.
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите методы поисков МПИ.
2. Раскройте понятия «поисковые критерии» и «поисковые признаки».
3. Назовите основные принципы изучения недр Земли.
4. Перечислите этапы и стадии ГРР.
5. На какие категории разделяются прогнозные ресурсы? Чем они различаются?
6. Чем отличаются разные категории запасов?
7. Перечислите виды опробования.
8. Назовите способы опробования.
9. В чем заключается отличие минералогического опробования от товарного?
10. Какая проба называется объемной?
50
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
4. ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Геолого-экономическая оценка МПИ состоит в определении его промышленного значения в данное время и в конкретных географоэкономических условиях. Промышленное значение месторождения зависит
от количества и качества полезного ископаемого, потребностей промышленности, технических возможностей и экономической целесообразности добычи и переработки сырья, заключенного в недрах месторождения.
4.1. Кондиции на минеральное сырье
Кондиции – это совокупность экономически обоснованных требований
к качеству и количеству полезных ископаемых в недрах, к горногеологическим и другим условиям разработки месторождений. По сути кондиции являются набором искусственных ограничений, дающих возможность
оконтурить (выделить границы) промышленно ценные участки месторождений и разделить запасы на балансовые и забалансовые.
Для каждой стадии геолого-разведочных работ устанавливаются свои
кондиции: оценочные (браковочные), временные, постоянные.
Составные части кондиций называются параметрами (показателями)
кондиций. Параметры кондиций – это предельные значения показателей качества и количества полезного ископаемого для подсчета запасов. Их количество для разных видов полезных ископаемых может быть различным (достигать 15 и более). Наиболее важными из них для рудных полезных ископаемых являются четыре параметра (универсальные).
1. Минимальное промышленное содержание полезного компонента
в подсчетном блоке Cmin – это нижний предел содержания полезного компонента в руде подсчетного блока, при котором промышленное использование
этого блока еще экономически целесообразно.
2. Бортовое содержание полезного компонента в пробе Cборт – это минимальное содержание в пробе, при котором данная проба еще может быть
включена в продуктивный контур (или, иначе, нижний предел содержания,
обеспечивающий оптимальный вариант оконтуривания и максимальный экономический эффект эксплуатации месторождения). Этот параметр особенно
необходим при отсутствии четких геологических границ рудных тел (штокверков, вкрапленных руд и др.), устанавливаемых только по результатам опробования. Бортовое содержание определяет размеры рудных тел. Чем оно
ниже, тем крупнее рудное тело, проще его форма и ниже среднее содержание
51
Раздел 1. Теоретический курс
в нем полезного компонента. Например, дан план опробования скважин, которыми разведана пластовая залежь руд алюминия (рис. 1.13). Точками обозначены скважины, цифрами – содержание алюминия, %. Оконтурим промышленный контур залежи в двух вариантах: при Cборт = 10 и 50 %. При низком
бортовом содержании площадь рудного тела в несколько раз больше, а среднее
содержание в рудном теле вдвое меньше, чем при Сборт = 50 % (С10 % = 25 %,
С50 % = 55 %).
Рис. 1.13. Оконтуривание залежи при разных значениях Сборт
3. Максимально допустимая мощность пустых пород, включаемых
в контур промышленных запасов Mmax – это предельная мощность пустых
пород, при которых еще не нарушается сплошность залежи полезного ископаемого, а Сср по ней равно или больше Сmin.
В случае наличия двух интервалов руд по выработке с содержанием полезного компонента, превышающим Cборт, разделенным рудным интервалом
с содержанием, меньшим Cборт, среднее содержание в целом по блоку, включающему все три интервала, уменьшится, но запасы металла увеличатся.
4. Минимальная мощность рудного тела Mmin – это мощность, при которой промышленное использование полезного ископаемого еще экономически целесообразно. При этой мощности рудный интервал еще может быть
включен в промышленный контур (подсчетный блок).
К дополнительным параметрам кондиций относятся:
• минимальный коэффициент рудоносности Kp – соотношение суммарной длины (площади, объема) рудных тел обычно небольшой мощности
(жил, прожилков и др.) с общей длиной (площадью, объемом) пород, содержащих руды. Применяется чаще всего при оконтуривании блоков штокверковых месторождений, а также при оценке прогнозных ресурсов отдельных
52
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
территорий. Коэффициент рудоносности может быть линейным, площадным
или объемным. Рассчитывается по формуле
Kp = ∑Lp/L,
(1.2)
Kр = ∑Sp/S,
(1.3)
Kр = ∑Vp/V,
(1.4)
где ∑Lp, ∑Sp, ∑Vp – сумма всех рудных интервалов (площадей или объемов);
L, S, V – длина, площадь, объем изучаемого (опробуемого) участка;
• предельный коэффициент вскрыши Kв – отношение мощности
вскрышных пород к мощности вскрываемого рудного тела (обычно пласта).
Служит для определения рентабельности разработки рудного тела, залегающего под перекрывающими отложениями (россыпь, плаcт угля и др.), рассчитывается по формуле
Kв = Мв/Мрт,
(1.5)
где Мв – мощность вскрышных пород; Мрт – мощность рудного тела;
• переводные коэффициенты для приведения содержаний попутных
полезных компонентов к содержанию условного основного компонента;
• максимально допустимое содержание вредной примеси (примесей);
• минимальные запасы в обособленных телах полезных ископаемых.
Параметры кондиций угольных месторождений: минимальная мощность пластов угля Mmin; максимально допустимая мощность породных прослоев, включаемых в пласт угля сложного строения Mmax; максимальная
зольность угля Зmax.
Кроме них могут учитываться специальные требования к качеству углей – влажность, теплота сгорания, содержание серы, спекаемость, выход
смол и др.
4.2. Оконтуривание тел
полезных ископаемых
Оконтуривание – это определение границ промышленного контура
месторождения или его части в плане, на разрезах, проекциях. Оно состоит
из двух последовательных процедур: 1) по результатам опробования и параметрам кондиций нужно выделить рудные интервалы и определить опорные
точки промышленного контура; 2) соединить эти точки линиями, которые
образуют контур подсчетного блока.
Выбор той или иной проекции определяется условиями залегания
и формой тел ПИ. Плитообразные тела при горизонтальном или пологом
53
Раздел 1.
1 Теорети
ический ку
урс
залеган
нии оконттуриваюттся на плланах ил
ли проекц
циях на горизонттальную
плоскоссть; при крутом
к
заалегании – в проеекции на вертикалльную пло
оскость.
Изомет
тричные тела,
т
как правило, оконтури
иваются на
н планахх и проеккциях на
горизон
нтальную плоскостть.
4
4.2.1.
Ме
етоды оконтур
о
ривания
я
В порядке убывающ
щей точности разл
личают трри способ
ба (метода) оконтуриван
ния: непррерывногоо прослеж
живания горными
г
выработкками; инттерполяции; эксстраполяц
ции.
Н
Непрерывн
ное просл
слеживан
ние контаактов руд
дных тел с вмещаающими
породам
ми выполлняется с помощью
ю подзем
мных и пооверхносттных горн
ных выработокк. Самый достоверрный и сам
мый доро
огой спосооб.
М
Метод
(сп
пособ) ин
нтерполяц
ции заклю
ючается в проведен
нии конту
ура тела
между двумя
д
сосседними пересечени
п
иями полеезного исккопаемогоо (рис. 1.1
14).
Рис. 1.14. Оконтуривание по методу
м
интеерполяции
В том случ
чае, когда одна изз двух вы
ыработок пересекаает неконд
диционные руд
ды, расстоояние от некондиц
ционной выработк
в
ки до точкки выклин
нивания
контураа определляется по формуле
X=
Cmin − Cн
L,
C k − Cн
(1.6)
где Ck, Cн, Cmin – содержаание полеезного компонентаа соответсственно в кондиционной, неконд
диционноой выработках и минималь
м
ьное промышленн
ное; L –
расстояяние межд
ду вырабоотками.
М
Метод
(сп
пособ) эксстраполя
яции заклю
ючается в проведеении конту
ура тела
полезноого ископ
паемого заа пределам
ми послед
дней вырработки, ввскрывшей
й полезное ископаемое. Различаю
ют огранич
ченную и неограни
иченную ээкстраполяяцию.
О
Ограниченн
ная экстрраполяцияя – это про
оведение контура м
между выр
работками, однаа из которрых пересеекает полезное иско
опаемое, а другая – нет (рис.. 1.15).
54
4. Геол
лого-эконо
омическая
я оценка месторожд
м
дений поле
езных иско
опаемых
Рис. 1.155. Ограничеенная и неоограниченн
ная экстрап
поляции наа разрезах
Рис. 1.116. Огранич
ченная и нееограничен
нная экстрааполяции н
на плане
Рис. 1.177. Контуры
ы тела полеззного искоопаемого:
внутренни
ий, внешни
ий, нулевой
й
Неограничченная эксстраполяяция – это
Н
о проведен
ние контуура за прееделами
последн
ней выраб
ботки, под
дсекшей тело полеезного ископаемогго (рис. 1..16).
П экстрааполяции
При
и положен
ние точки
и выклини
ивания оп
пределяеттся либо
формалльным споособом (ообычно берется
б
половина расстояния между
у соседними вы
ыработкаами), либоо по углу естествен
нного выкклиниван
ния тела полезноп
го ископаемого.
П оконттуривании
При
и тел полеезных исккопаемыхх принятоо различатть нулевой и промышл
п
ленный коонтуры. Нулевой
Н
контур
к
х
характери
изует полное выклиниваание тел полезногго ископаемого. Промышле
Пр
енный коннтур мож
жет быть
внутрен
нним и вн
нешним. Внутренн
В
ний конту
ур провод
дится череез крайни
ие выработки, встретившие полезное исккопаемоее, внешни
ий контурр – через точки
предполлагаемыхх границ распросттранения тела поллезного и
ископаемо
ого, т.е.
с исполльзованием способа огранич
ченной эккстраполяяции (рис. 1.17).
П оконттуривании
При
и тел полезного исскопаемогго на глуубину (при
и отсутствии данных
д
буурения) внешний
в
контур зависит
з
отт линейн
ных размееров тел
55
Раздел 1. Теоретический курс
полезного ископаемого и проводится в виде прямоугольника или треугольника с высотой, равной, соответственно, ¼ или ½ его длины (рис. 1.18).
Оконтуривание проводится чаще всего по Cборт или Cmin, реже используют Mmin, Kр и Kв, метропроцент (М × С) и др.
При оконтуривании рудных тел нередко среди промышленных руд
встречаются участки бедных руд или пустых пород (рис. 1.19).
Рис. 1.18. Оконтуривание рудного
тела на глубину
Рис. 1.19. Участки пустых пород
в промышленных рудах
Когда их количество и размеры невелики, они не нарушают сплошности рудного тела, а их разубоживающее влияние учитывается при расчете
среднего содержания Сср по рудному телу. Однако при увеличении размеров
таких участков их разубоживающее влияние превышает разумные пределы
и Сср по рудному телу оказывается ниже Сmin.
Отсюда возникает необходимость исключения безрудных участков из
контуров промышленных запасов и даже раздельная (селективная) выемка
при отработке месторождения.
4.2.2. Правила и примеры оконтуривания тел
полезных ископаемых
При оконтуривании тел полезных ископаемых в скважинах и горных
выработках применяют следующие правила:
1. Граница контура подсчетного блока проводится по Cборт.
2. Рудный интервал включается в контур подсчетного блока лишь в том
случае, если Cср по нему больше или равно Cmin.
3. Интервал пустых или слабоминерализованных пород включается
в контур подсчетного блока лишь в том случае, если мощность этого интервала равна или меньше Mmax.
4. Рудный интервал с высоким содержанием (больше Cmin) включается
в контур подсчетного блока лишь в том случае, если его мощность больше
или равна Mmin.
56
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
5. Из контура подсчетного блока разрешается исключать крайние пробы с содержанием, равным бортовому, с целью поднятия Cср по блоку.
П р и м е р 1. Оконтуривание полезного ископаемого в скважине
(рис. 1.20). Скважина опробована на всю глубину через 0,5 м (длина проб,
соответственно, 0,5 м). Цифры справа от скважины – содержание золота, г/т;
Сборт = 3 г/т; Сmin = 4 г/т; Mmin = 2 м; Mmax = 1 м.
Порядок работы:
1. Выделяем все кондиционные интервалы по Cборт.
2. Сопоставляем выделенные интервалы с остальными параметрами
кондиций. Из выделенных по Cборт трех рудных интервалов только один отвечает всем требованиям и является промышленным.
Сборт = 3 %
Сmin = 4 %
Mmax = 1 м
Mmin = 2 м
Тело полезного ископаемого,
включенное в подсчет запасов,
Сср = 4,7 % > Сmin
Интервал слабоминерализованных
пород, включенный в подсчет запасов, так как его М менее
Mmax = 1 м
Интервал слабоминерализованных
пород, исключенный из подсчета
запасов, так как его М менее
Mmax = 1 м
Интервал, не включенный в контур подсчетного блока несмотря
на то, что содержание в каждой
пробе Сборт = 3 %, так как Сср оказалось меньше Сmin
Интервал с высоким содержанием
полезного компонента, не включенный в контур подсчетного блока, так как его М меньше Mmin = 2 м
Рис. 1.20. Выделение рудного интервала по керну скважины
57
Раздел 1. Теоретический курс
П р и м е р 2. Оконтуривание рудной жилы по минимальной мощности в проекции на вертикальную плоскость (рис. 1.21). Необходимо отметить, что контур проведен с использованием методов интерполяции (сбоку)
и неограниченной экстраполяции (снизу).
Рис. 1.21. Оконтуривание рудной жилы
на вертикальной плоскости
П р и м е р 3. Оконтуривание пластового тела на месторождении меди
в проекции на горизонтальную плоскость (рис. 1.22).
а
б
в
Рис. 1.22. Оконтуривание пластового тела на горизонтальной плоскости: а – геологоразведочный план; б – поперечный разрез; в – промышленный контур рудного тела;
1 – сланцы; 2 – алевролиты; 3 – пласт медистых песчаников (руда); 4 – известняки;
5 – сероцветные песчаники; 6 – скважины с кондиционными рудами
58
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Даны геолого-разведочный план (рис. 1.22, а) и поперечные разрезы по
разведочным линиям (рис. 1.22, б, показан только один разрез). Требуется
оконтурить промышленный контур рудного тела.
Из плана и разреза следует, что рудное тело, представленное пластом
медистых песчаников, имеет относительно пологое падение. Соответственно,
оконтуривание выполняется в проекции на горизонтальную плоскость. Точки
выклинивания промышленного контура на каждом из разрезов проектируются на дневную поверхность и переносятся на план, где также показываются
все скважины и выход рудного тела на поверхность. Соединив указанные
точки, получаем промышленный контур (рис. 1.22, в).
4.3. Подсчет запасов полезных ископаемых
Запасы – количество полезного ископаемого в недрах, заключенное
в пределах геометризованных контуров – расчетных блоков (месторождение,
отдельное рудное тело и т.д.) и отвечающее по своему качеству современным
требованиям промышленности. Для подсчета запасов необходимо иметь: результаты опробования, параметры кондиций и плотность разведочной сети.
Подсчет запасов – заключительная стадия разведочных работ на месторождении.
4.3.1. Исходные данные и формулы
для подсчета запасов
Исходными данными для подсчета запасов являются:
2
• площадь (месторождения, рудного тела, участка рудного тела) S, м ;
• средняя мощность тела полезного ископаемого Мср, м;
3
• объемная масса полезного ископаемого (руды) d, т/м ;
• среднее содержание полезного компонента Сср, %, г/т.
Количество запасов (руды) полезного ископаемого вычисляется по
формуле
Q =V ⋅d ,
(1.7)
где V – объем блока, м3; d – объемная масса полезного ископаемого, т/м3.
Количество запасов полезного компонента (металла) в руде определяется по формуле
P = Q ⋅ Cср ,
(1.8)
где P – запасы полезного компонента; Сср – среднее содержание полезного
компонента в подсчитываемом объеме, г/т. В том случае, когда содержание
полезного компонента выражено в процентах, используется формула
59
Раздел 1. Теоретический курс
P=
Q ⋅ Cср
100%
.
(1.9)
Объем подсчетного блока вычисляется по формуле
V = S·Мср,
(1.10)
где S – площадь подсчетного блока, м2; Мср – его средняя мощность, м.
Если оконтуривание запасов произведено на горизонтальной проекции
рудного тела, то объем его вычисляется как произведение площади проекции
блока на его среднюю вертикальную мощность. Если оконтуривание произведено на продольной вертикальной проекции рудного тела, то объем его
вычисляется как произведение площади проекции блока на его среднюю горизонтальную мощность.
Общие формулы для определения количества руды и количества металла выглядят следующим образом:
Q = S ⋅M ⋅d ,
P=
S ⋅ M ⋅ d ⋅ Cср
100%
(1.11)
.
(1.12)
Площадь определяется на планах, разрезах, проекциях по формулам
простых геометрических фигур (треугольника, прямоугольника, трапеции
и т.д.) с использованием метода геометризации.
Истинная площадь тела полезных ископаемых при наклонном его залегании всегда больше, чем площадь его проекции на горизонтальную или вертикальную плоскости. Она определяется по формулам:
Sист =
Sгор
(1.13)
cos α
или
Sист =
Sверт
sin α
,
(1.14)
где Sист – истинная площадь рудного тела; Sгор – площадь рудного тела на горизонтальной проекции; Sверт – площадь рудного тела на вертикальной проекции; α – угол падения рудного тела.
Оконтуривание промышленного контура производится на горизонтальной проекции, если угол падения меньше 45о, и на вертикальной проекции, если этот угол больше 45о.
Это отчетливо видно на разрезах. При горизонтальном залегании рудное тело проектируется на горизонтальную плоскость без изменений; при
60
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
наклонном залегании проекция рудного тела на горизонтальную и вертикальную плоскости будет всегда меньше истинных размеров рудного тела.
При подсчете запасов используют истинную мощность рудного тела.
Так же, как и площадь, она связана с горизонтальной мощностью через угол
падения рудного тела:
M ист = M гор ⋅ sin α .
(1.15)
Среднюю мощность считают способом среднего арифметического по
формуле
m + m2 + ... + mn
mср = 1
,
(1.16)
n
где m1, m2, …, mn – значения мощности по отдельным горным выработкам
или скважинам; n – количество выработок или скважин.
Среднее содержание полезного компонента определяется двумя способами:
1) методом расчета среднего арифметического (так же, как и мощность):
С + С2 + ... + Сn
Сср = 1
;
(1.17)
n
2) методом расчета среднего взвешенного:
Сср =
С1 ⋅ M 1 + С2 ⋅ M 2 + ... + Сn ⋅ M n
,
M 1 + M 2 + ... + M n
(1.18)
где C1, С2, Сn – содержание полезного компонента в каждой пробе; M1, M2, Mn –
длина интервала опробования.
Объемная масса d устанавливается по результатам технического опробования и рассчитывается методом среднего арифметического.
4.3.2. Методы подсчета запасов
В практике геологоразведочных работ известно около двадцати способов подсчета запасов, но используются, как правило, всего три: метод среднего арифметического, метод геологических блоков и метод геологических
разрезов.
Метод среднего арифметического в настоящее время используется
крайне редко для подсчета запасов на месторождениях простого строения
с горизонтальным залеганием тел полезных ископаемых, имеющих плитообразную форму и равномерное распределение полезных компонентов, разве61
Раздел 1. Теоретический курс
данных относительно редкой сетью выработок (рис. 1.23). К ним относят месторождения угля, глин, песков, некоторые месторождения железа, алюминия и др. (первая группа сложности строения).
На месторождениях этого типа проводится, как правило, лишь внешний
промышленный контур тел полезных ископаемых. При этом контуры тела
сглаживаются путем превращения его в равновеликую по мощности плиту.
Рис. 1.23. Оконтуривание тела полезного ископаемого на плане и разрезе
Средняя мощность и среднее содержание рассчитывается в целом по
месторождению методом среднего арифметического с учетом всех кондиционных разведочных выработок по формулам (1.16) и (1.17):
mср =
m1 + m2 + ... + mn
,
n
Сср =
С1 + С2 + ... + Сn
.
n
Среднее содержание полезного компонента по каждой разведочной
выработке рассчитывается как среднее взвешенное на длину проб:
Сср.взв. =
С1 ⋅ L1 + С2 ⋅ L2 + ... + Сn ⋅ Ln
,
L1 + L2 + ... + Ln
(1.19)
где С1, С2, …, Сn – содержание полезного компонента в каждой пробе; L1, L2, …,
Ln – длина отдельных проб.
Объемная масса d рассчитывается по ограниченному числу проб
(20–30) также методом среднего арифметического. Запасы полезного ископаемого подсчитываются сразу по всему месторождению.
62
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Преимущества данного способа: простота подсчета и быстрота.
Недостаток – невозможность выделения запасов по промышленным
сортам.
Все существующие методы подсчета запасов основаны на принципе
преобразования контуров запасов сложных форм в более простые.
Сущность метода геологических блоков состоит в том, что площадь
месторождения разбивается на отдельные участки (блоки), в пределах каждого из которых основные параметры полезного ископаемого остаются постоянными, т.е. в отдельно взятом блоке должны быть одинаковыми или близкими по значению мощность, содержание полезного компонента, густота
разведочной сети, коэффициент вскрыши и т.п. Месторождение в целом
в этом случае представляет собой ряд сомкнутых пластин (блоков), рис. 1.24.
Рис. 1.24. Блоковое строение месторождения
В пределах каждого геологического блока основные исходные данные
для подсчета запасов определяются средним арифметическим или средним
взвешенным способами. Подсчет запасов по каждому блоку производится
отдельно. Особенность заключается в определении объема блоков – по площади блока на плане и средней мощности по выработкам на разрезах.
Среднее содержание в целом по месторождению устанавливается обратным расчетом по формуле
Сср =
100 ⋅ P
.
Q
(1.20)
Выделение блоков на практике производится чаще всего по промышленным сортам и минеральным типам руд и по степени разведанности различных участков месторождения. При подсчете запасов все данные заносятся
в специальный формуляр (табл. 1.10).
63
Раздел 1. Теоретический курс
Таблица 1.10
Формуляр подсчета запасов методом геологических блоков
Объем- КоличестСреднее Количество
ПлоСредняя
ная
КатегоОбъем
во полез- содержание полезного
№
щадь мощность
рия заблока, масса ного иско- полезного компоненп/п
блока S, блока,
пасов
V, м3 руды d, паемого компонента та (металм2
Mср, м
т/м3
(руды) Q, т
Сср, %
ла) Р, т
1
С1
2
С2
Достоинствами метода являются возможность выделять типы и сорта
руд (подсчитывать запасы по типам и сортам руд) и простота подсчета и соответствующих графических построений.
Недостаток метода – несоответствие подсчетных блоков по размерам
эксплуатационным блокам, поэтому при эксплуатации месторождения приходится перестраивать подсчетные блоки и пересчитывать запасы.
Разновидностью метода геологических блоков является метод эксплуатационных блоков. Его используют в тех случаях, когда разведочные
горные выработки впоследствии при отработке месторождения становятся
эксплуатационными.
Разновидностью метода геологических блоков является также метод
четырехугольников (рис. 1.25).
Он применяется, если месторождение разведано четырехугольной сетью горных выработок или скважин, располагающихся в углах четырехугольников.
Среднее содержание Сср по блоку рассчитывается как среднее взвешенное на мощность (см. формулу (1.18)):
Сср =
С1 ⋅ M 1 + С2 ⋅ M 2 + ... + Сn ⋅ M n
.
M 1 + M 2 + ... + M n
Рис. 1.25. Метод четырехугольников
64
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Площадь подсчетного блока определяется на плане геометрически, как
площадь квадрата или прямоугольника. Мощность рассчитывается как среднее арифметическое из четырех пересечений рудного тела.
Метод геологических разрезов применяется при разведке месторождений, которые характеризуются изменчивыми мощностью и содержанием полезных компонентов. Сущность метода состоит в том, что тело полезного ископаемого разбивается на блоки, ограниченные разрезами (параллельными
или нет), построенными по профилям разведочных выработок. Каждый блок,
за исключением двух крайних, ограничен с двух сторон разрезами. Различают две разновидности метода: метод вертикальных разрезов и метод горизонтальных разрезов.
Метод вертикальных разрезов используется при разведке месторождений, представленных рудными телами вытянутой, преимущественно плитовидной формы, разведанных скважинами при подчиненном участии горных
выработок (рис. 1.26).
Рис. 1.26. Метод вертикальных разрезов
Метод горизонтальных разрезов используется при разведке месторождений, представленных штоко- и трубообразными телами, разведанными
горными выработками при подчиненном участии скважин.
Среднее содержание в каждой разведочной выработке рассчитывается
как среднее взвешенное на длину проб (см. формулу (1.19)):
Сср.взв. =
С1 ⋅ L1 + С2 ⋅ L2 + ... + Сn ⋅ Ln
L1 + L2 + ... + Ln
Среднее содержание по разрезу (рассчитывается как среднее взвешенное на мощность рудного тела (см. формулу (1.18)):
Сср =
С1 ⋅ M 1 + С2 ⋅ M 2 + ... + Сn ⋅ M n
,
M 1 + M 2 + ... + M n
65
Раздел 1. Теоретический курс
где С1, С2, …, Сn – содержание полезного компонента в каждой выработке;
M1, M2, …, Mn – мощность рудного тела в разведочной выработке.
Среднее содержание по блоку рассчитывается как среднее взвешенное
на площадь рудного тела по разрезам:
Сбл =
Сраз1 ⋅ S1 + Cраз2 ⋅ S 2
S1 + S 2
.
(1.21)
Площадь сечений рудного тела определяется на разрезах палеткой или
методом простых геометрических фигур, на которые разбивается рудное тело. При вычислении площади палетки учитывается, что разрезы часто имеют
разные вертикальный и горизонтальный масштабы.
Объем блока рассчитывается по формулам:
S1 + S2
,
2⋅ L
(1.22)
S1 + S 2 + S1 × S 2
,
3⋅ L
(1.23)
V=
V=
где L – расстояние между разрезами. Формула (1.23) применяется в тех случаях, когда площади отличаются друг от друга на 40 % и более.
Запасы руды и металла подсчитывают по формулам (1.7) и (1.8):
Q =V ⋅d ,
P = Q ⋅ Cср .
Результаты подсчета запасов записываются в специальный формуляр
(табл. 1.11).
Таблица 1.11
Формуляр подсчета запасов методом геологических разрезов
№
п/п
1
2
66
Средняя
КатеНоме- площадь
гория
ра раз- на раззапарезов
резах
сов
Sср, м2
С1
С2
ОбъРасстояОбъем емная
ние межблока масса
ду разреV, м3 руды d,
зами L, м
т/м3
Количе- Среднее Количество по- содержа- ство полезного ние полезного
исколезного
компопаемого компонента
(руды) нента Сср, (металла)
Q, т
%
Р, т
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Достоинства метода: простота и точность подсчета запасов; возможность применения при практически любой форме тел полезного ископаемого
(хотя чаще всего его используют при изометричной и линейной формах рудных тел).
4.3.3. Достоверность подсчета запасов
Достоверность подсчета запасов зависит от изменчивости формы рудных тел и содержания полезного ископаемого (чем сложнее месторождение,
т.е., чем изменчивее мощность тел полезного ископаемого и содержание
полезного компонента, тем больше расхождение между подсчитанными
и действительными запасами) и от детальности изучения месторождения
(чем гуще разведочная сеть, тем меньше будет погрешность в подсчете запасов). Она складывается из погрешностей определения площади рудных
тел, их мощности, среднего содержания полезных компонентов, объемной
массы и др.
Различают две группы ошибок при определении запасов: технические и
геологические. Технические ошибки неизбежны, однако их влияние на достоверность запасов невелико. Сюда относятся ошибки замеров мощности,
ошибки опробования, ошибки анализов, замеров расстояний и т.п. Геологические ошибки обусловлены тем, что при интерполяции и экстраполяции
(при оконтуривании) допускается постепенное изменение формы тел и качества полезного ископаемого (рис. 1.27).
Рис. 1.27. Изменение формы тел при интерполяции
Однако оруденение может быть и прерывистым, т.е. рудное тело может
выклиниваться не плавно, а резко и т.п.
Геологическая ошибка может быть систематической, когда, например,
упрощается форма рудного тела при интерполяции (например, при неучете
складчатой формы рудного тела) и др.
67
Раздел 1. Теоретический курс
4.3.4. Классификация ресурсов и запасов
Числовым итогом поисковых, оценочных и разведочных работ является
подсчет количества полезного ископаемого, сосредоточенного в определенном объеме недр. В зависимости от степени изученности и достоверности
полученной информации подсчитывают прогнозные ресурсы или запасы полезного ископаемого.
Прогнозные ресурсы – это количество полезных ископаемых, оцененное предварительно на основании общегеологических представлений и научно-теоретических предпосылок. Ресурсы по их обоснованности подразделяются на три категории:
Р3 – весьма приближенные расчеты, сделанные для перспективных
площадей, рудных узлов, бассейнов на основании научно-теоретических
предпосылок и единичных геологических наблюдений с использованием метода аналогии;
Р2 – расчеты, выполненные для перспективных участков на основе выявленных геохимических и геофизических аномалий, отдельных находок
рудных обломков и т.п.;
Р1 – расчеты, выполненные на перспективных участках с подтвержденным единичными горными выработками наличием оруденения в коренном
залегании.
Запасы – это количество полезных ископаемых, подсчитанное в пределах
геометризованных контуров месторождений. По степени изученности и, следовательно, достоверности запасы подразделяются на разведанные категорий А,
В, С1 (которые опираются строго на выработки и отличаются густотой этих выработок, с ограниченным использованием геологически обоснованной интерполяции и экстраполяции) и предварительно оцененные категории С2 (подсчитанные по ограниченному числу горных выработок с активным использованием
геологически обоснованной экстраполяции). Характеристика и взаимное размещение запасов различных категорий приведены на рис. 1.28 и в табл. 1.12.
Запасы разных категорий различаются плотностью разведочной сети,
а значит, степенью изученности и достоверностью подсчетов. Запасы каждой
из этих категорий считают и учитывают отдельно.
Запасы твердых полезных ископаемых и содержащихся в них полезных
компонентов по их экономическому значению делятся на балансовые экономические) и забалансовые (потенциально экономические), которые подлежат
раздельному подсчету и учету.
Балансовые запасы делятся:
• на запасы, извлечение которых экономически эффективно в настоящий момент;
• запасы, извлечение которых экономически эффективно при финансовой поддержке недропользователя со стороны государства.
68
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Рис. 1.28. Блокировка запасов на вертикальную плоскость: 1 – проекция
точки пересечения скважины с осевой поверхностью тела полезного ископаемого на вертикальную плоскость; 2 – скважины, не вскрывшие рудное тело; 3 – внутренний контур интерполяции; 4 – внешний контур ограниченной экстраполяции; 5 – внешний контур неограниченной экстраполяции; 6 – горные выработки
Таблица 1.12
Характеристика запасов различных категорий
Категория
запасов
А
Морфология
и размеры тел
Установлены,
выделены безрудные участки
В
С1
С2
Выяснены
меры тел
Вскрыты
ничными
ботками
разедивыра-
Минеральная форма,
Природные типы изоморфные примеси,
Контур запасов
руд
полезные и/или вредные примеси
Выделены и окон- Установлены и опре- Проводят по ретурены; известна делены
зультатам опробосхема обогащения
вания горных выруд
работок. Контуры
Установлены зако- Определены
мине- эксплуатационных
номерности
рас- ральные формы по- блоков
пределения
при- лезных и вредных
родных типов руд компонентов
Определены по единичным выработкам
Зона экстраполяции, геофизическая экстраполяция
Забалансовые запасы делятся на:
• запасы, которые невозможно отрабатывать в настоящее время по
горно-техническим, экологическим и правовым обстоятельствам;
• запасы, которые можно использовать в будущем при понижении параметров кондиций.
69
Раздел 1. Теоретический курс
Эксплуатационные (промышленные) запасы – это те же геологические
запасы, но с учетом потерь (в охранных целиках) на действующих предприятиях.
Извлекаемые запасы – это эксплуатационные запасы, оставшиеся после
вычета эксплуатационных потерь, связанных с разубоживанием, несовершенством выбранной системы отработки, гидрогеологическими и другими
условиями эксплуатации.
Выбор категории, по которой будут подсчитаны запасы на месторождении, определяется группой сложности месторождения.
4.4. Группировка месторождений
по сложности строения
В зависимости от сложности геологического строения месторождения
подразделяются на четыре группы.
К 1-й группе относятся месторождения (участки) простого геологического строения с крупными и весьма крупными, реже средними по размерам
телами полезных ископаемых, характеризующимися устойчивыми мощностью и внутренним строением, выдержанным качеством полезного ископаемого, равномерным распределением основных ценных компонентов. В процессе разведки подсчитывают запасы категорий А, В, С1 и С2.
Во 2-ю группу входят месторождения (участки) сложного геологического строения с крупными и средними по размерам телами с нарушенным
залеганием, характеризующимися неустойчивыми мощностью и внутренним
строением либо невыдержанным качеством полезного ископаемого и неравномерным распределением основных ценных компонентов. Особенности
строения месторождений (участков) определяют возможность выявления
в процессе разведки запасов категорий В, С1 и С2.
К 3-й группе относятся месторождения (участки) очень сложного геологического строения со средними и мелкими по размерам телами полезных
ископаемых с интенсивно нарушенным залеганием, характеризующимися
очень изменчивыми мощностью и внутренним строением либо значительно
невыдержанным качеством полезного ископаемого и очень неравномерным
распределением основных ценных компонентов.
Запасы месторождений этой группы разведываются преимущественно
по категориям С1 и С2.
В 4-ю группу включены месторождения (участки) с мелкими, реже
средними по размерам телами с чрезвычайно нарушенным залеганием либо
характеризующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения, крайне неравномерным качеством полезного ископаемого и прерыви70
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
стым гнездовым распределением основных ценных компонентов. Запасы месторождений этой группы разведываются преимущественно по категории С2.
При отнесении месторождений к той или иной группе могут использоваться количественные показатели оценки изменчивости основных свойств
оруденения, характерные для каждого конкретного вида полезного ископаемого.
4.5. Учет попутно извлекаемых полезных
компонентов. Переводной коэффициент
На многих месторождениях промышленные руды, кроме главных, содержат сопутствующие им компоненты. Их называют полезными попутными. Согласно требованиям Государственной комиссии по запасам – ГКЗ
(1982), все месторождения должны изучаться комплексно. Это предусматривает не только извлечение попутных компонентов, но и использование
в промышленности «хвостов» обогатительных фабрик и вскрышных пород.
Попутные компоненты – это минералы, металлы или химические соединения, которые не имеют определяющего значения для промышленной
оценки месторождения, но могут быть извлечены попутно без дополнительных затрат. Их извлечение нередко значительно повышает общую ценность
руд. Часто эти попутные компоненты по своей стоимости превышают главные, а их запасы в комплексных месторождениях нередко выше, чем на
крупных самостоятельных месторождениях.
Например, для Норильского месторождения медно-никелевых руд
главными компонентами являются медь, никель; попутными – кобальт, золото, серебро, платина, осмий, иридий и др.
Попутные полезные компоненты делятся на три группы: 1-я группа –
самостоятельные мелкие рудные тела другого состава; 2-я группа – компоненты, образующие собственные минералы (при обогащении руд они могут
быть выделены в самостоятельные концентраты или могут накапливаться
в продуктах обогащения основных компонентов, что допускает их последующее рентабельное извлечение); 3-я группа – попутные компоненты, образующие изоморфные и механические примеси в минералах-носителях главных компонентов (к ним принадлежат органические, металлические или металлоорганические соединения в углях и углистых породах).
Подсчет попутных компонентов осуществляется в контурах, проведенных по кондиционному содержанию главных компонентов.
Для всех сопутствующих компонентов устанавливаются предельно допустимые содержания в рудах. Для оценки же качества руд в целом устанавливаются переводные коэффициенты между основными компонентами руд и
71
Раздел 1. Теоретический курс
сопутствующими. Окончательный расчет производится в условных единицах содержания основного компонента (например, в процентах).
Содержание в руде условного основного металла определяют по формуле
Cусл.осн.мет = Cосн + Cпопут ⋅ K пер ,
(1.24)
где Сусл.осн.мет – содержание в руде всех компонентов, пересчитанных на содержание условного металла; Сосн – содержание в руде основного (главного)
металла, определяющего ее промышленную ценность; Спопут – содержание
в руде попутного компонента; Kпер – переводной коэффициент.
Расчет переводного коэффициента проводят по формуле
K пер =
Эп ⋅ И п
,
Эо ⋅ И о
(1.25)
где Эо и Эп – стоимость по прейскуранту основного и сопутствующих компонентов в 1 т готовой продукции (концентрате); Ио и Ип – процент извлечения
компонентов в готовую продукцию. Сколько попутных компонентов учитывается, столько считается и переводных коэффициентов.
4.6. Геолого-промышленная классификация
месторождений
Геолого-промышленная классификация месторождений проводится по
количеству запасов (табл. 1.13, 1.14). В зависимости от запасов месторождения разделяются на уникальные, крупные, средние и мелкие.
Таблица 1.13
Масштабы месторождений по величине запасов (2004 г.)
Полезное ископаемое
Алмазы (коренные)
Алмазы (россыпные)
Золото (коренное)
Золото (россыпное)
Ртуть
Уран
Олово (коренное)
Олово (россыпное)
72
Единица
измерения
млн кар.
млн кар.
т
т
тыс. т
тыс. т
тыс. т
тыс. т
Количество запасов в месторождении
мелкие
уникальные
средние
крупные
(менее)
(более)
50
50–150
150–500
500
1
1–5
5–25
25
25
25–00
100–400
400
0,5
0,5–10
1,0–5,0
5,0
0,1
0,1–1,0
1,0–10
10
5
5–20
20–100
100
20
20–50
50–100
100
5
5–15
15–50
50
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Окончание табл. 1.13
Полезное ископаемое
Литий LiO2
Медь
Титан (коренной)
Фосфаты P2O5
Нефть (извлекаемая)
Газ природный
Уголь (бассейны)
Единица
измерения
тыс. т
млн т
млн т
млн т
млн т
млрд м3
млрд т
Количество запасов в месторождении
мелкие
уникальные
средние
крупные
(менее)
(более)
100
100–300
300–600
600
0,5
0,5–3
3–10
10
5
5–10
10–50
50
10
10–50
50–100
100
10
10–30
30–300
300
10
10–30
30–500
500
10
10–50
50–100
100
Таблица 1.14
Крупнейшие месторождения, рудные поля,
бассейны мира и России
Месторождения мира
Месторождения России
Единица Масштаб
Масштаб
Название (страна)
Название
измерения запасов
запасов
Уголь
Ордосский бассейн
Канско(Китай)
млрд т
100
Ачинский бас80,2
сейн
Газ природ- Катар-Норд (Катар)
Уренгойское
трлн м3
9,5*
10,0*
ный
Нефть
Гхавар (Саудовская
Самотлор
млрд т
11,1*
4,0*
Аравия)
Калийные
бассейн Саскачеван
млрд т
Верхнекамский
17,0
18,3
соли
(Канада)
бассейн
(К2О)
Хибинская
Фосфаты
Палабора (ЮАР)
млн т
221
800
группа
(апатиты)
(Р2О5)
Железо
Серра-дус-Каражас
млрд т
Михайловское
32
14,7
(Бразилия)
(руда)
Медь
Эль-Теньенте (Чимлн т
Удокан
44,0*
19,7
ли)
Уран
Олимпик-Дэм
Стрельцовская
тыс. т
360
300
группа
(Австралия)
Золото
Район ВиттватерСухой Лог
т
73 000*
1 029
сранд (ЮАР)
Полезное
ископаемое
* Запасы с учетом отработанных.
В зависимости от содержания полезного компонента в рудах последние
разделяются на богатые, рядовые, бедные и убогие (табл. 1.15).
73
Раздел 1. Теоретический курс
Таблица 1.15
Группировка месторождений по содержанию полезных компонентов
Полезное
ископаемое
Железо
Флюорит CaF2
Хромит Cr2O3
Фосфориты P2O5
Сурьма Sb
Полиметаллы (Pb + Zn)
Медь + олово
Золото
Алмазы
Содержание ведущего компонента в рудах, %
Кларк,
Высокое
Среднее
Низкое (бедные,
%
(богатые руды),
убогие руды)
(рядовые руды)
более
50
4,65
50–30
30–22
50
35–14
50–35
45
45–30
30–24
25
25–16
16–8
10n
0,1n
n
0,1n
Менее 0,1n
n
0,1n
Менее 0,1n
n
n г/т
15 г/т
4,3Ӌ 10–7
5–15 г/т
1 кар/т
0,1n кар/т
Менее 0,1n
Для различных полезных ископаемых характерны различные размеры
месторождений и их доля в общем мировом балансе (табл. 1.16).
Таблица 1.16
Распределение металлов по месторождениям различного масштаба, %
Месторождения
крупные
средние
мелкие
Металл
КолиКолиКолиЗапасы Добыча
Запасы Добыча
Запасы Добыча
чество
чество
чество
Fe
13
91
81
22
5
8
65
4
11
Cu
4
66
64
17
26
23
79
8
13
Pb
2
39
29
10
37
39
88
24
32
Zn
3
54
42
14
32
42
83
14
16
W
3
72
50
8
19
22
89
9
28
Mo
4
51
40
16
37
27
80
12
33
Sb
8
36
45
48
60
47
44
4
8
Hg
8
77
82
23
16
17
69
7
1
Co
11
82
39
33
15
51
56
3
10
Au
13
85
70
39
13
19
48
2
11
Сред7
65
54
23
26
30
70
9
16
нее
Как видно из табл. 1.16, большинство запасов железа (91 % всех мировых запасов) и золота (85 % мировых запасов) сосредоточено в нескольких
уникальных и крупных месторождениях. Свинец распределен в месторождениях разных масштабов более равномерно.
74
4. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите основные параметры кондиций на минеральное сырье.
2. Как производится оконтуривание тел полезных ископаемых в скважинах и горных выработках?
3. Какими методами определяется внутренний и внешний контуры запасов?
4. Дайте определение термина «запасы полезных ископаемых».
5. Чем отличаются балансовые запасы от забалансовых?
6. Какие исходные данные требуются для подсчета запасов?
7. Какими методами считаются запасы полезных ископаемых?
8. В каких случаях используют метод геологических блоков при подсчете запасов ПИ?
9. В каких случаях используют метод геологических разрезов при подсчете запасов ПИ?
10. Дайте определение термина «попутно извлекаемые полезные компоненты».
11. Как учитываются попутные компоненты?
12. Для чего и как рассчитывают переводной коэффициент?
75
Раздел 1. Теоретический курс
5. ПОТЕРИ И РАЗУБОЖИВАНИЕ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Многолетняя практика добычи полезных ископаемых показала, что балансовые запасы, подсчитанные при оценочных и разведочных работах на
месторождениях полезных ископаемых, не могут быть извлечены полностью
из недр по многим причинам. При отработке неизбежно возникают потери
и разубоживание.
5.1. Потери
Потери полезного ископаемого – это часть балансовых запасов, не извлеченных из недр при добыче, попавших в породные отвалы, оставленных
на складах, потерянных при погрузке и транспортировке, то есть это разница
между подсчитанными и извлеченными балансовыми запасами.
Потери полезного компонента – количество полезных компонентов,
содержащихся в потерянных полезных ископаемых.
Потери качества полезных ископаемых – снижение содержания полезного компонента в добытом полезном ископаемом по сравнению с содержанием его в балансовых запасах.
Причины, обуславливающие возникновение потерь полезных ископаемых, разнообразны. В зависимости от этих причин выделяют три группы:
• потери, неизбежные при любой системе отработки, обусловленные
горно-геологическими и гидрогеологическими условиями эксплуатации месторождений;
• потери, зависящие от данной системы отработки;
• потери, связанные с неправильным ведением горных работ.
По характеру учета среди потерь различают проектные, нормативные, плановые и фактические.
Проектные – это потери, предусмотренные техническим проектом
(в целом для месторождения).
Нормативные потери рассчитываются и устанавливаются для каждой
системы отработки (в целом для месторождения).
Плановые потери устанавливаются при составлении годовых планов
для отдельных участков.
Фактические потери представляют часть балансовых запасов, оставленных в недрах.
Кроме этих двух отмеченных классификационных признаков потерь (причин потерь и характера их учета) существуют и другие, более конкретные классификационные признаки. Они лежат в основе общей классификации потерь.
76
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых
5.1.1. Классификация потерь
и их примеры
Потери делятся на два класса: общешахтные (общерудные, общекарьерные, общеприисковые) и эксплуатационные.
Общешахтные потери являются проектными и представляют собой
ту часть балансовых запасов, которая по техническому проекту должна быть
оставлена в недрах. По месту образования среди них выделяют следующие
группы:
1. Потери в охранных целиках, предохраняющих от обрушения капитальные горные выработки (рис. 1.29). Например, в целиках, предназначенных для охраны от обрушения стволов шахт. Углы откоса целиков и их размеры рассчитываются в зависимости от физико-механических свойств пород
и руд.
Рис. 1.29. Потери в охранных целиках
2. Потери под зданиями, техническими и хозяйственными сооружениями.
3. Потери под водоемами (озерами, реками), над водными горизонтами.
Примером может служить марганцевый рудник (рис. 1.30). Установлено, что
руды, отделенные от порфиритов слоем аргиллитов мощностью менее 10 м,
попадают в потери, так как при их отработке возможен прорыв напорных вод
в горные выработки.
4. Потери под заповедными зонами.
5. Потери в барьерных целиках, предохраняющих карьеры от прорыва
в них воды из озер или рек (рис. 1.31). Примером может служить барьерный
целик, разделяющий карьер и реку и предохраняющий карьер от прорыва
в него воды.
77
Раздел 1. Теоретический курс
Рис. 1.30. Потери под водоемами: 1 – трещиноватые порфириты
с напорными водами; 2 – аргиллиты; 3 – рыхлые кремнистые отложения;
4 – потери; 5 – марганцевые руды
Рис. 1.31. Барьерный целик
Эксплуатационные потери подразделяются в зависимости от физического состояния полезных ископаемых:
• на потери в массиве;
• потери в отбитой горной массе.
И те, и другие, в свою очередь, делятся на нормативные и ненормативные потери (табл. 1.17).
Таблица 1.17
Классификация эксплуатационных потерь
Потери
в массиве
в отбитой горной массе
Нормативные потери
1. В целиках подготовительных горных вы- 1. В подготовительных и очистных горработок (межблоковые, межэтажные, над- ных выработках при совместной выемке и
штрековые, подштрековые и т.д.)
смешивании руд с вмещающими породами
2. В целиках внутри выемочного простран- 2. В результате оставления в выработанства (блока, камеры, карьера, дражного по- ном пространстве (в лежачих боках рудлигона и т.д.)
ных тел, на уступах, на днищах блоков)
78
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых
Окончание табл. 1.17
Потери
в массиве
3. В целиках у тектонических нарушений:
в отбитой горной массе
3. В результате смешивания с обрушенными породами при выпуске через рудоспуски
4. В сложных контактах рудных тел с вме- 4. Из-за попадания руды в породные отщающими породами, а также в целиках, валы
предохраняющих очистную выработку от
обрушения в нее рыхлых пород висячего
бока:
5. В местах выклинивания на флангах пла- 5. При взрывных работах и погрузке,
стов по ПИ, связанных с экономической в местах складирования и на транспортнецелесообразностью отработки участков ных путях
выклинивания
6. Между выемочными слоями или совместно залегающими жилами (телами) при
системах отработки с обрушением
Ненормативные потери
1. В подработанных (разрушенных горным 1. В местах завалов отбитой руды из-за
давлением или оползнями) участках руд- преждевременного обрушения располоных тел (при местном обрушении руды женных выше отработанных блоков (кавместе с вмещающими неустойчивыми по- мер), в пожарных и затопленных участках
родами)
2. В затопленных, заваленных временных 2. Из-за выноса полезных компонентов
целиках и на недоработанных участках
паводковыми водами
79
Раздел 1. Теоретический курс
Систематически ведется учет потерь полезного ископаемого совместно
геологической и маркшейдерской службами как в целом по месторождению,
так и отдельно по участкам, блокам, горизонтам, этажам, уступам.
5.1.2. Расчет потерь
Все теряемые целики замеряются, фиксируются на геологомаркшейдерских планах и разрезах и заносятся в специальный журнал. Там,
где возможно, учет потерь производится замерами, там, где невозможно –
косвенно по формулам.
Коэффициент потерь K определяет величину потерь полезного ископаемого:
Q
K= п,
(1.26)
Qб
где Qп – величина потерянных запасов; Qб – количество балансовых запасов,
погашаемых при добыче. Погашаемые запасы – это готовые к выемке запасы, подсчитанные с учетом общешахтных потерь.
Коэффициент потерь полезного компонента Kk характеризует величину потерь полезного компонента:
Kk =
Qп ⋅ Сп
,
Qб ⋅ Сб
(1.27)
где Сп и Сб – средние содержания полезных компонентов, соответственно,
в потерянных и погашенных балансовых запасах.
Полнота извлечения полезных ископаемых и полезных компонентов
выражается коэффициентами извлечения полезного ископаемого N и полезного компонента Nk, которые определяют по формулам:
Qд
,
Qб
(1.28)
Qд ⋅ Сд
,
Qб ⋅ Сб
(1.29)
N=
Nk =
где Qд – количество добытого полезного ископаемого; Qб – количество погашаемых балансовых запасов; Сд и Сб – содержание полезных компонентов,
соответственно, в добытом полезном ископаемом и в балансовых запасах.
Для угольных месторождений при определении коэффициента извлечения используют следующую формулу:
80
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых
Nд =
Qд (100 − Ад )
,
Qб (100 − Аб )
(1.30)
где Ад и Аб – зольность, соответственно, в добытом угле и в балансовых запасах угля.
Если известно количество разубоживающих пород, засоривших добытый уголь, то коэффициент извлечения находят по формуле
Nу =
Qд − Qпп
,
Qб
(1.31)
где Qпп – количество пустых (разубоживающих) пород.
Для определения коэффициента извлечения полезных ископаемых, качество которых не характеризуется содержанием полезного компонента,
а сортностью, размерами блоков, пластин (слюда) и т.д., коэффициент изменения выражается через валовую ценность:
N=
Qд ⋅ Ц д
,
Qб ⋅ Цб
(1.32)
где Цд и Цб – валовая ценность 1 т, соответственно, добытого полезного ископаемого и погашенных балансовых запасов.
Коэффициент извлечения характеризует полноту отработки и одновременно учитывает фактические потери в недрах и частичный привнос полезных компонентов с примешиваемыми породами. Он отражает как снижение
качества полезного ископаемого вследствие оставления в недрах обогащенных участков, потери обогащенной мелочи, так и его повышения из-за оставления в недрах более бедных участков.
5.2. Разубоживание
Разубоживание – это снижение содержания полезного компонента
в добытом полезном ископаемом по сравнению с его содержанием в балансовых запасах вследствие примешивания пустых пород и некондиционных
руд.
5.2.1. Классификация разубоживания
Различают нормируемое (первичное и вторичное) и ненормируемое разубоживание (табл. 1.18).
81
Раздел 1. Теоретический курс
Таблица 1.18
Классификация разубоживания
Разубоживание
Нормируемое разубоживание
Первичное
Вторичное
1. В результате прирезки вмещающих пород 1. Из-за отслоения вмещающих пород в
по мощности рудного тела до проектной висячих боках рудных тел
ширины выемочного пространства (при малой мощности рудного тела)
2. При отработке руд с прослоями пустых 2. Из-за попадания в руду закладочного
пород (или некондиционных руд), не уч- материала из ранее отработанных блоков
тенных при подсчете запасов
(прорыв закладки в очистное пространство и смешивание ее с рудой при системе
отработки горизонтальными слоями)
3. Из-за различных углов падения рудного 3. При зачистке мест погрузки и разгрузтела и наклона откосов уступов карьера
ки руды (в забоях, складах)
4. При зачистке кровли и подошвы горизонтальных рудных тел в карьерах, а также при
задирке плотика при отработке россыпей
82
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых
Окончание табл. 1.18
Разубоживание
Ненормируемое разубоживание
1. Примешивание в руду вмещающих пород из горных выработок, пройденных по вмещающим породам:
2. Из-за обрушения кровли или вывалов, оползней в руду с бортов горных выработок:
Нередко, особенно при извилистых контактах рудных тел, при добыче
специально приходится идти на некоторое разубоживание руд с целью
уменьшения потерь полезных ископаемых. Целесообразность этого определяется конкретными условиями для каждого случая отдельно, ценностью полезного ископаемого. Соотношение между разубоживанием и потерями обратно пропорционально: чем больше разубоживание, тем меньше потери
и наоборот.
Размеры разубоживания зависят от размеров и формы тел полезных ископаемых, от условий их залегания и от принятой системы отработки.
Разубоживание тем больше, чем сложнее форма рудных тел. Оно всегда
больше при отработке маломощных залежей, особенно в тех случаях, когда
мощность рудных тел меньше принятой на руднике минимальной выемочной
мощности. При отработке мощных рудных тел разубоживание минимальное,
так как оно имеет место лишь в приконтактовых частях рудных тел.
В условиях открытой разработки месторождений разубоживание при
селективной добыче всегда меньше, чем при добыче массой.
Весьма значительное разубоживание допускается при отработке магнетитовых руд, так как рудная масса всегда подвергается обогащению (сухой
магнитной сепарации).
При разработке ценных полезных ископаемых (золота, платины и др.)
допускают минимально возможные потери и поэтому идут на некоторое увеличение разубоживания.
83
Раздел 1. Теоретический курс
Размеры разубоживания составляют от 2 до 30 % (при подземной отработке месторождений) в зависимости от системы отработки и геологических
условий эксплуатации.
5.2.2. Расчет разубоживания
Разубоживание характеризуется коэффициентами разубоживания Р,
засорения З и изменения качества Kи, которые определяют по следующим
формулам:
P=
Сб − Сд
,
Сб
(1.33)
З=
Сб − Сд
,
Сб − Спп
(1.34)
Kи =
Сд
,
Сб
(1.35)
где Сб, Сд, Спп – содержание полезных компонентов, соответственно, в балансовых запасах, добытом полезном ископаемом и разубоживающих (пустых)
породах.
Разубоживание может быть охарактеризовано и количеством разубоживающей пустой породы, %:
Р=
Qпп
100 %;
Qд
(1.36)
где Qд и Qпп – количество добытого полезного ископаемого и разубоживающей породы.
Если руды и разубоживающая порода резко различаются по объемному
весу, то определение доли разубоживающих пород производится в такой последовательности:
1) рассчитывают вес чистой руды и засоряющей породы в объеме вагонетки (вагона, кузова автомобиля и т.д.);
2) принимают вес вагонетки с рудой за 100 %, вес вагонетки с породой –
за 0 %;
3) составляют таблицу доли руды и разубоживающих пород в рудной
массе в зависимости от веса вагонетки;
4) по таблице определяют качество руды в каждой вагонетке с добытой
рудной массой.
84
5. Потери и разубоживание полезных ископаемых
5.3. Пути уменьшения потерь
и разубоживания
Потери полезного ископаемого при подземной отработке составляют от
5 до 35 %, на открытых работах – 15 %. В абсолютном выражении это много.
Например, на Боголюбовских угольных карьерах Среднего Урала за 10 лет
(с 1943 по 1953 гг.) потери составили 6 млн т угля. Разубоживание также достигает значительных (до 30 %) размеров. Поэтому борьба с потерями и разубоживанием является одной из важнейших проблем горнодобывающей промышленности.
Пути уменьшения потерь:
• систематический контроль за сортировкой, погрузкой, транспортировкой руды;
• максимально возможная выемка руды из приконтактовых частей
рудных тел, минимально возможные потери руды в бортах карьеров (в бермах);
• складирование бедных руд в отдельные специальные отвалы;
• совершенствование технологии переработки руд на фабрике, повышение процента извлечения полезного компонента;
• переработка «хвостов» фабрики;
• увеличение мощности фабрики для создания возможности переработки некондиционных руд;
• совершенствование системы отработки месторождения.
Пути уменьшения разубоживания:
• максимальное использование селективного (раздельного) способа
отработки;
• недопущение смешивания руды и породы, доставляемой для закладки очистного пространства;
• недопущение отбойки породы вместе с рудой при сложных и нерезких контактах рудных тел;
• недопущение отслаивания вмещающих пород в висячих боках рудных тел.
Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение потерь.
2. В чем заключаются причины потерь?
3. Какие потери различают по характеру их учета?
4. На какие классы делятся потери?
5. Перечислите общешахтные потери.
85
Раздел 1. Теоретический курс
6. Перечислите эксплуатационные потери.
7. По каким формулам рассчитываются потери?
8. Как определяется коэффициент извлечения полезного ископаемого?
9. Дайте определение разубоживания.
10. Какие различают виды разубоживания?
11. По каким формулам рассчитывается разубоживание?
12. Назовите пути уменьшения потерь и разубоживания.
86
6. Учет состояния и движения запасов
6. УЧЕТ СОСТОЯНИЯ И ДВИЖЕНИЯ ЗАПАСОВ
С момента ввода месторождения в эксплуатацию геологические запасы, подсчитанные в нем в результате детальной разведки и утвержденные
ГКЗ, претерпевают значительные изменения.
6.1. Движение запасов
В процессе эксплуатации и разведки запасы могут подвергаться следующим изменениям:
• уменьшение общего количества запасов в результате повседневной
добычи – балансовые запасы «гасятся» (переходят в погашенные (добыча)
и потерянные (потери));
• изменение за счет эксплуатационной разведки соотношения между
запасами разных категорий по степени разведанности (А, В, С1 и С2);
• изменение за счет проходки капитально-вскрышных, подготовительных и нарезных горных выработок соотношения между разными группами
промышленных запасов по степени их подготовленности к выемке;
• погашение запасов в результате добычи;
• приращение запасов в результате разведки;
• перевод запасов из низких категорий в более высокие (например, из
категории В в категорию А);
• списание с баланса (с переводом в забалансовые) вследствие повышения параметров промышленных кондиций и усложнения горнотехнических и гидрогеологических условий эксплуатации;
• перевод запасов из забалансовых в балансовые при понижении параметров промышленных кондиций;
• снятие с баланса в результате передачи другому предприятию;
• постановка на баланс в результате получения от другого предприятия.
Указанные изменения количества запасов за определенный промежуток времени в результате добычи, разведки, эксплуатационной разведки, переоценки и других причин называются движением запасов.
Основными причинами, вызывающими движение запасов, являются:
1) разведка;
2) добыча;
3) потери;
4) неподтверждение запасов (результат эксплуатационной разведки или
эксплуатации);
5) переоценка (при изменении кондиций или условий эксплуатации);
87
Раздел 1. Теоретический курс
6) изменение технических границ (при перераспределении между участками, при добыче из потерянных запасов);
7) подготовка к добыче (проходка капитальных, подготовительных
и очистных горных выработок).
Общую структуру изменения геологических запасов на горном предприятии можно представить в виде схемы (рис. 1.32).
Геологические запасы подразделяются на балансовые и забалансовые.
Балансовые (подсчитанные) запасы делятся на промышленные (эксплуатационные), предназначенные к отработке в ближайшее время, и проектные (нормированные) потери. Уже добытые промышленные запасы
с учетом нормированных потерь называются погашенными.
Среди промышленных запасов выделяют вскрытые и невскрытые.
Вскрытые – это запасы, вскрытые капитальными горными выработками
(шахтами и штольнями) при подземной добыче или запасы на тех участках
и уступах карьера при открытой разработке, где удалены перекрывающие их
(например, угольные пласты) пустые породы.
Вскрытые запасы подразделяются на подготовленные и неподготовленные.
Подготовленными называют ту часть вскрытых запасов, которая подсечена пройденными по рудному телу (или пласту угля) подготовительными
выработками (штреками, основными квершлагами).
При открытой добыче запасы этой группы называют подготовленными
к зачистке. К ним относят запасы, не требующие в дальнейшем больших
экскаваторных вскрышных работ и нуждающиеся только в зачистке полезного ископаемого (например, угля от породы, оставшейся после основной экскаваторной вскрыши).
Рис. 1.32. Структура геологических запасов на горном предприятии
88
6. Учет состояния и движения запасов
Подготовленные запасы делятся на активные и неактивные.
К активным относят запасы, готовые к выемке и подготовленные к нарезке. Готовыми к выемке считают запасы, полностью зачищенные от пустой
породы и расположенные на тех выемочных участках, где пройдены все горные выработки, позволяющие проводить выемку полезного ископаемого.
Подготовленными к нарезке считаются те запасы из числа подготовленных,
для выемки которых требуется проходка только нарезных выработок (квершлагов, ортов, восстающих).
К неактивным относят запасы, сосредоточенные во временных целиках, поддерживающих горные выработки, а также запасы, временно заваленные, затопленные и находящиеся в пожарах, к которым нет доступа. В карьерах к ним относят вскрытые запасы, находящиеся под железнодорожными
путями, под эстакадами конвейеров, в предохранительных бермах и др.
Эта структура запасов по степени готовности к выемке имеет важное
значение. Для успешной работы рудника, карьера всегда необходимо иметь
точно определенное соотношение между перечисленными группами промышленных запасов. Решение этой задачи возложено на геологомаркшейдерскую службу.
6.2. Учет запасов
Различают государственный и текущий учеты запасов.
6.2.1. Государственный учет запасов
Государственный учет запасов состоит в том, что на 1 января каждого
года все горнодобывающие предприятия (независимо от форм собственности)
и все геологоразведочные организации, занимающиеся разведкой промышленных месторождений, составляют отчетные балансы запасов по единой
форме, утвержденной Центральным статистическим управлением (ЦСУ) – по
форме 5-ГР, и направляют их в территориальные геологические фонды
(ТГФ). ТГФ (каждый по своей территории) составляют сводные балансы запасов (по краю, области, автономной республике) и отсылают их в Москву во
Всероссийский геологический фонд (ВГФ), который на основании территориальных отчетных балансов составляет сводный по стране государственный
баланс запасов.
Порядок и сроки представления отчетных балансов утверждает ЦСУ.
Горнодобывающие предприятия и геологоразведочные экспедиции
обязаны представить свои отчетные балансы запасов в вышестоящие органы
(комбинаты, объединения) не позднее 15 января (по угольным месторождениям – к 20 января).
89
Раздел 1. Теоретический курс
Комбинаты и объединения, проверив и уточнив балансы запасов предприятий, составляют на их основании сводные по комбинату (объединению)
балансы запасов и отправляют их в территориальные геологические фонды
не позднее 5 февраля (по углю – до 20 февраля).
В свою очередь, ТГФ отсылают сводные балансы запасов по краям, областям во ВГФ не позднее 1 июня.
Контроль за правильностью учета состояния и движения запасов на
разведываемых месторождениях осуществляют отраслевые министерства, на
действующих и строящихся объектах – отраслевые министерства совместно
с Горнотехническим надзором.
Контроль за своевременным представлением отчетных балансов запасов лежит на Территориальной комиссии по запасам (ТКЗ). Методическое
руководство осуществляет ГКЗ.
Основная цель государственного учета запасов – получение достоверных и систематизированных данных:
• о движении запасов за истекший год по всем эксплуатируемым, подготавливаемым к освоению, разведываемым и находящимся в резерве месторождениям;
• степени обеспечения горнодобывающих предприятий разведанными
запасами.
Это дает возможность осуществлять научно обоснованное планирование годовой добычи различных полезных ископаемых, разведочных и поисковых работ в целом по стране; рационально и комплексно использовать
МПИ; экономически оптимально размещать горнодобывающие предприятия;
составлять схемы развития отраслей различных видов полезных ископаемых.
Сводный по стране баланс запасов составляется отдельно для каждого
из 76 важнейших видов полезных ископаемых.
Учет состояния и движения запасов почти всех полезных ископаемых
ведется по форме 5-ГР, угля и горючих сланцев – 5-ГР (уголь) (рис. 1.33),
нефти, горючих газов и гелия, соответственно, по форме 6-ГР, 7-ГР и 8-ГР.
Сводный баланс запасов является основой государственного кадастра
МПИ. Он содержит все наиболее важные и необходимые сведения о месторождениях, в том числе: их точное местонахождение, тип полезного ископаемого,
его формационную принадлежность (для угольных месторождений – марки углей с выделением отдельной строкой коксующихся разностей), степень разведанности и промышленного освоения, годовую проектную и фактическую производственную мощность созданного на базе месторождения горнодобывающего
предприятия. Для строящихся объектов отмечается начало строительства, для
разведуемых месторождений – начало разведки. Для пластовых и горизонтально
залегающих полезных ископаемых, предназначенных для открытой отработки,
указываются мощность вскрыши и мощность залежи полезного ископаемого
(например, для россыпей приводится мощность торфов и мощность «песков»).
90
1
№
п/п
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
руда (полезные ископаемые)
(полезный компонент)
Запасы на 1
января
г.
Коды по ОКЕИ: тыс. т - 169; тыс. м3 - 114
Утвержденные 1) Проект- Обеспеченные потери ность предбалансовые
при добы- приятия в гозапасы
дах балансоче; %
измене- балансо- забалан- а) всего; остаток
ния
вые
совые б) дата запасов 2) разубо- выми запасатехутверж- кат. живание, %; ми кат. А +
В + С1:
нологидения и А + В + 3) промышленные за- а) всеми запаческих
С1
№ протокола; по раз- пасы угля и сами; б) в
границ
проектных
в) груп- рабаты- горючих
и по
контурах отпа слож- ваемым сланцев
другим
ности; место- кат. А + В + работки; по
причиС1:
углю и горюнам
г) орган, рождеутвер- ниям а) всей шах- чим сланцам
(+, - )
дивший
ты (разре- промышлензапасы
ными запасами
за);
б) действу- кат. А + В +
С1;
ющих гориторфу - кат.
зонтов
А + В;
а) всей шахты
(разреза);
б) действующих горизонтов
17
18
19
13
14
15
16
г.
Рис. 1.33. Отчетный баланс запасов. Форма 5-ГР
6
а) Степень освое- а) Тип полез- Категории
Субъект
Запасы на 1
Движение балансовых запасов за
в результате
г.
Федерации. ния, год; б) годо- ного ископае- запасов: января
Организация, вая проектная (по мого, сорт,
А, В,
марка, тех- А + В, С1, балансо- забалан- добычи потерь развед- пере- списапредприятие. углю, горючим
Распределен- сланцам и торфу) нологическая А + В, С1, вые
совые
при ки (+, -) оценки ния негруппа;
(+, -)
ный, нераспре- производственная
подС2
добыче
мощность пред- б) среднее сотверделенный
фонд. Бассейн, приятия, шахты, держание подивместорожде- разреза; в) глуби- лезных компошихся
запание, участок, на подсчета запа- нентов и вредполе, шахта, сов, м; г) макси- ных примесей
сов
разрез, гори- мальная глубина (выход полеззонт, пласт. разработки (фак- ного ископаемого); в) влажНомер лицен- тическая), м;
ность;
зии и дата ре- д) глубина залегагистрации.
ния горизонта,
г) низшая
М естоположе- пласта, м; е) мощ- теплота сгорание
ность полезной ния, М Дж/кг;
толщи (песков), м; д) выход смолы
ж) коэффициент
вскрыши; з) мощность и объем
торфов, м и
тыс. м3
Единица измерения запасов:
_____________________________________________
наименование полезного ископаемого
ОТЧЕТНЫЙ БАЛАНС ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ за 20__ г.
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОТЧЕТНОСТЬ
Форма № 5-ГР
Утверждена приказом ЦСУ СССР от 29.04.83 № 244
d
d
t
r
номер контактного телефона
(должность)
(Ф.И.О.)
"
"
20
год
(подпись)
Рис. 1.33. Окончание
(дата составления документа)
(Ф.И.О.)
(подпись)
сланцев - Tsk в %. Кроме того, для торфа указывается направление использования: Т - топливо, У - удобрение, П - подстилка, И - изоляция.
В графе 18 указываются сведения о разубоживании по цветным, редким, благородным и черным металлам, алмазам, бариту, графиту, сере и нерудному сырью
для черной металлургии.
d
P2 O5 ; п. в) для бурого угля и горючих сланцев указывается вложность W r в %; п. г) для углей и горючих сланцев - низшая теплота сгорания Qi ; п. д) для горючих
Должностное лицо,
ответственное за
составление формы
Руководитель
организации
d
м ; для угля и горючих сланцев указывается зольность A St ; для торфа указывается в % степень разложения R, зольность A , пнистость Пн, содержание CaO,
3
В графе 4 - п. а) для торфа указывается тип залежи торфа; п. б) для серы и газовых и нефтяных месторождениях указывается концентрации H2 S в % объема и в г/100
Примечания. В графе 3 - п. а) указывается, с какого года месторождение разрабатывается (по углю, горючим сланцам и торфу - действующие предприятия, шахты, разрезы и
год ввоза их в эксплуатацию), подготавливается к разработке (предприятие строится, проектируется), является резервным разведанным (по углю и горючим
сланцам - резервом подгрупп "а" и "б"), разведывается, относится к перспективным для разведки, к не намечаемым к освоению (по углю, горючим сланцам и
торфу - к прочим); п. в) для торфа указывается площадь в нулевой границе, в границе промышленной глубины, оставшаяся в границе промышленной глубины; п.
з) для торфа указывается глубина залежи торфа h, м.
6. Учет состояния и движения запасов
В сводном балансе запасы группируются по месторождениям, горнодобывающим предприятиям различных форм собственности, комбинатам,
объединениям, акционерным обществам, краям, областям, автономным республикам, крупным экономическим районам и определяются в целом по
стране. При этом месторождения располагаются в определенной последовательности: эксплуатируемые, подготавливаемые к освоению, резервные разведуемые, не намечаемые к освоению.
Отдельно подлежат учету балансовые и забалансовые запасы, запасы
различной степени разведанности (категорий А, В, С1 и С2), утвержденные
ГКЗ и ТКЗ и не утвержденные, но апробированные комиссиями по запасам,
создаваемыми в министерствах и управлениях. Отдельно учитываются запасы по основным промышленным типам и сортам (маркам) руд и по способам
отработки. Например, запасы россыпных месторождений золота должны
подразделять на пригодные:
• для сплошной отработки драгами;
• гидравлической добычи;
• раздельной выемки на открытых или подземных работах.
Количество запасов по рудным месторождениям дается в виде дроби:
в числителе – руда, в знаменателе – металл. Для каждого промышленного
типа месторождений приводится среднее содержание полезных компонентов
и вредных примесей, степень разубоживания.
Для месторождений угля и горючих сланцев указываются содержание
золы, влажность, низшая удельная теплота сгорания, выход смолы, содержание серы и т.п.
В отдельных графах отчетного баланса запасов приводится движение
запасов в течение прошедшего года, т.е. уменьшение или увеличение в результате добычи, потерь, разведки и переоценки, перевода из одной категории в другую, списания с баланса вследствие повышения кондиций или других причин, снятия с баланса в связи с передачей другому предприятию и т.п.
Отдельной графой указывается обеспеченность (в годах) действующих
горнодобывающих предприятий разведанными балансовыми запасами (А, В,
С1). Для горнодобывающих предприятий цветной металлургии она вычисляется по формуле
Т=
Q(100 − П)
,
М (100 − Р)
(1.37)
где Т – количество лет; Q – количество балансовых запасов руды, тыс. т; П –
потери, %; М – мощность предприятия, тыс. т; Р – разубоживание, %.
Для угледобывающих предприятий указывается обеспеченность промышленными запасами как всего угольного разреза или шахты, так и отдельных участков, горизонтов.
93
Раздел 1. Теоретический курс
К балансу запасов прилагается объяснительная записка, в которой отражаются:
• годовая проектная и производственная мощность предприятий;
• новые данные о геологическом строении месторождения;
• характеристика вновь оконтуренных рудных тел и залежей полезных
ископаемых;
• качество (состав, сорт, марка) вновь разведанных запасов;
• горно-технические условия отработки месторождения;
• площадь и глубина подсчета запасов;
• суммарные затраты на разведки и себестоимость 1 т разведанной руды и металла;
• обеспеченность (в годах) предприятия разведанными запасами;
• промышленные перспективы;
• предполагаемый срок освоения (для новых месторождений).
К записке прилагаются утвержденные Госгортехнадзором акты списания запасов (неподтвердившиеся, потерянные).
Отчет баланса запасов подписывается руководителем и главным геологом горнодобывающего предприятия, а на действующих объектах – и руководителем маркшейдерской службы.
6.2.2. Текущий учет запасов
Производится на горнодобывающих предприятиях по учетным единицам. Учетная единица – это участок месторождения или рудного тела,
имеющий отдельный подсчет запасов, проектные нормативы потерь и разубоживания. При подземной отработке учетными единицами могут быть геологические подсчетные блоки, рудные тела, горизонты, этажи, при открытой
разработке – геологические подсчетные блоки, горизонты, уступы.
При текущем учете запасов используются следующие документы:
1. Акт месячного замера подземных и открытых горных выработок.
2. Паспорт эксплуатационного блока, уступа.
3. Журнал сопоставления разведанных и фактических запасов.
4. Книги учета потерь и полноты извлечения запасов.
5. Журнал текущего учета состояния и движения разведанных запасов.
Списанию из учетных балансовых запасов подлежат добытые из недр,
потерянные, переданные другим предприятиям, не соответствующие вновь
установленным кондициям, нецелесообразные к отработке по техникоэкономическим причинам запасы, а также запасы с особенно сложными геологическими условиями и весьма значительные запасы некондиционных руд,
которые могут стать кондиционными в будущем. Эти последние запасы списываются и переводятся в забалансовые.
94
6. Учет состояния и движения запасов
Списание с баланса перечисленных запасов производится по данным
геолого-маркшейдерского учета в соответствии с «Положением о порядке
списания запасов». На списанные запасы составляется специальный акт, который утверждается Госгортехнадзором.
Вопросы для самопроверки
1. Назовите причины, вызывающие движение запасов.
2. Какие запасы называются погашенными?
3. Опишите структуру изменения запасов на горном предприятии.
4. В чем суть государственного учета запасов?
5. По какой форме составляются отчетные балансы запасов?
6. По какой формуле рассчитывается обеспеченность горного предприятия запасами в годах?
7. С какой целью составляют государственный кадастр МПИ?
8. Где производится текущий учет запасов и в чем он состоит?
95
Раздел 1. Теоретический курс
7. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ
КАЧЕСТВОМ РУД ПРИ ДОБЫЧЕ
Прежде чем рассматривать качество руд, необходимо выяснить, что
характеризует качество полезных ископаемых.
7.1. Основные показатели качества руд
Универсальных показателей качества, общих для всех полезных ископаемых, нет. Эти показатели могут быть резко различными, даже несопоставимыми для различных видов полезных ископаемых. Например, по каким
показателям можно сравнить качество руд золота и каменного угля или
стройматериалов и медных руд? Качество полезных ископаемых индивидуализировано в зависимости от типа полезных ископаемых. Вместе с тем можно выделить группы полезных ископаемых, для которых многие показатели
качества могут быть общими или близкими. Так, для большинства металлических полезных ископаемых основными показателями качества являются:
содержание основных полезных компонентов, содержание попутных компонентов и содержание вредных примесей. В зависимости от целевого назначения полезных ископаемых показатели качества можно классифицировать на
следующие группы:
1) назначения – содержания основных и сопутствующих полезных
компонентов;
2) технологические – содержания вредных примесей и окисленных фаз,
крепость (для стройматериалов), прозрачность (для оптического сырья);
3) транспортабельности – влажность, спекаемость, способность к слеживанию, кусковатость, разрыхляемость, степень набухания и размокаемость;
4) сохраняемости – окисляемость, способность к самовозгоранию;
5) математические – коэффициент вариации, стандартное отклонение,
дисперсия.
Для углей основными показателями качества являются зольность,
влажность, содержание летучих, содержание серы, теплота сгорания, коксуемость, брикетируемость и др.
Для оценки качества руд любого месторождения необходимо сопоставление фактических показателей качества руд с показателями качества эталона. Таким эталоном служат базовые показатели.
Базовыми показателями для определения качества полезных ископаемых являются: промышленные кондиции, представляющие собой предель96
7. Геологическое управление качеством руд при добыче
ные значения параметров оруденения (минимально-промышленное содержание полезного компонента в подсчетном блоке, бортовое содержание в пробе
для оконтуривания балансовых запасов, допустимые значения мощности
рудного тела и пропластков пустых пород и т.д.).
Указанные промышленные кондиции, устанавливаемые для месторождений в стадии их разведки и изменяющиеся очень редко (не чаще, чем через
5–15 лет), далеко не всегда способствуют полной и оптимальной отработке
всех запасов полезных ископаемых. Это обусловлено тем, что они не учитывают особенностей геологического строения отдельных участков месторождения и конкретного порядка отработки запасов разного качества. Поэтому
для стадии отработки месторождений должны устанавливаться свои специальные кондиции, которые являются базовыми показателями при оценке качества руд.
Базовыми показателями для определения уровня качества уже готовой продукции рудника (карьера), т.е. товарной руды, являются требования
госстандартов и технических условий обогатительной фабрики.
Таким образом, базовыми показателями для месторождений полезных
ископаемых считаются промышленные кондиции, требования госстандартов
и технических условий обогатительной фабрики.
7.2. Управление качеством руд
Опыт отработки месторождений различных видов полезных ископаемых свидетельствует о том, что качество минерального сырья, поступающего
на обогатительную фабрику, нередко подвержено значительным колебаниям.
Так, на железорудных месторождениях Кривого Рога и Урала колебания
в содержании железа в товарной руде составляют от 3 до 15 %; на горнодобывающих предприятиях цветной металлургии изменчивость содержаний
свинца и цинка достигает 100 %, содержаний меди и ртути – соответственно,
120 и 150 %.
Непостоянством качества характеризуются и многие угольные месторождения, отрабатываемые как подземным, так и открытым способами. Особенно подвержены колебаниям показатели зольности, влажности и теплоты
сгорания углей. Это часто предопределяет направление промышленного использования углей.
Высока изменчивость качества и на месторождениях природных строительных материалов и прежде всего прочностных свойств горных пород,
особенно при отработке приповерхностных выветрелых участков месторождений, зон интенсивной трещиноватости. Это обуславливает нередко низкий
уровень выхода кондиционной продукции.
97
Раздел 1. Теоретический курс
Таким образом, проблема качества руд (полезных ископаемых) актуальна для всех отраслей горнодобывающей промышленности, для всех видов
полезных ископаемых, разрабатываемых как подземным, так и открытым
способами, но особенно остро она стоит при отработке рудных месторождений, что связано с большим разнообразием условий формирования рудных
тел, с большим разнообразием типов руд и нередко весьма неравномерным
распределением полезных компонентов.
Кроме того, в последнее время в разработку все чаще стали вовлекаться
большеобъемные месторождения с большими запасами руд и относительно
низким их качеством и месторождения со сложными горно-геологическими
условиями, обуславливающими ухудшение качества минерального сырья.
В связи с этим проблема повышения качества товарной руды, поступающей на обогатительные фабрики, проблема управления качеством руд
приобретает первостепенное значение. Планомерная и эффективная работа
обогатительной фабрики зависит от степени постоянства качества руды, поступающей из разных забоев рудника. Если товарная руда будет обладать
резко различным содержанием полезных компонентов или резко различаться
по составу, то процесс ее переработки придется часто менять, что включает
переналадку машин, изменение последовательности стадий переработки руды, изменение дозировки реагентов и т.п. Это повлечет за собой лихорадочную и непроизводительную работу фабрики и прежде всего уменьшение
процента извлечения полезных компонентов, возрастание потерь. Проблема
управления качеством руды, поступающей на фабрику, решается двумя способами.
Первый из них – селективная (раздельная) разработка месторождения и раздельная (разновременная) выдача из забоев руды разного качества
прямо на фабрику. Например, если на месторождении руды представлены
двумя типами – сульфидными и окисленными, то при раздельной добыче отрабатываться они должны поочередно с таким расчетом, чтобы смена типа
руды, поступающей на фабрику, происходила не чаще одного раза в месяц.
В принципе возможна одновременная добыча руды разных типов, т.е.
двумя (или несколькими) рудопотоками из разных забоев, но с временным
складированием одного из типов руды на складах. В связи с этим более подробно остановимся на рудопотоках.
Рудопоток – путь движения руды от забоя до обогатительной фабрики
или временного склада. Система таких рудопотоков образует технологическую схему горнодобывающего предприятия. В нее входят: горные выработки, их забои, элементы транспорта (подвижные и неподвижные: скреперная
лебедка, погрузочная машина, электровоз), емкости для пропуска руды с горизонта на горизонт (рудоспуски), дозирующие устройства при рудоспусках,
используемые при загрузке вагонеток, элементы временного складирования
руды (бункера, склады).
98
7. Геологическое управление качеством руд при добыче
Рис. 1.34. Технологическая схема рудника: 1 – забой; 2 – навал отбитой рудной
массы; 3 – погрузочная машина (скреперная лебедка); 4, 10 – автосамосвалы;
5 – рудоспуск; 6 – дозирующее устройство; 7 – локомотивный транспорт; 8 –
временный склад; 9 – экскаватор; 11 – бункер (склад фабрики)
Рис. 1.35. Модель технологической схемы рудника (рудопотоков): 1 – забой;
2 – навал отбитой рудной массы; 3, 4, 7, 9, 10 – транспортные средства; 5 – рудоспуск; 6 – дозирующее устройство; 8 – временный склад; 11 – бункер
(склад фабрики)
Используя простые условные обозначения, технологическую схему
любого рудника можно представить в виде рис. 1.34.
В последнее время в связи с необходимостью сопоставления технологических схем разных рудников появилась тенденция моделирования процессов формирования рудопотоков – более обобщенного графического их
изображения (рис. 1.35).
Это моделирование дает возможность более наглядно представить
и изобразить путь движения руды от забоя до обогатительной фабрики. Оно
позволяет выявить пункты, где возможно максимальное изменение качества
руд. Чаще всего ими являются рудоспуски, склады и бункера, где сходятся
и расходятся отдельные рудопотоки. Именно в них рекомендуется контрольное опробование рудной массы на пути ее следования от забоя к фабрике.
Для выявления таких пунктов нередко составляются упрощенные генерализованные схемы формирования рудопотоков и качества руды, на которых
выделяются три технологических комплекса: выпуска и доставки руды; подземной транспортировки и подъема, поверхностной транспортировки; складирования и отгрузки (рис. 1.36).
99
Раздел 1. Теоретический курс
Рис. 1.36. Генерализованная схема рудопотоков: I – система выпуска
и доставки руды; II – система подземной транспортировки; III – система поверхностной транспортировки, складирования и отгрузки руды
Селективная отработка месторождений позволяет при наименьших потерях и разубоживании производить обособленное извлечение разных сортов
или природных типов руд. Однако она постепенно находит все меньшее
применение из-за относительно невысокой производительности горных работ и их рассредоточения на больших площадях. На смену ей приходит массовая (валовая) добыча при усреднении качества руд, поступающих на обогатительную фабрику.
Второй способ управления качеством руд – усреднение качества руды, поступающей на фабрику из разных забоев, путем ее шихтования (смешивания).
Усреднение качества руд может производиться непосредственно в забоях, на промежуточных складах, в приемных и отгрузочных бункерах, на
отгрузочном складе рудника или непосредственно на рудном складе обогатительной фабрики.
Управление качеством руд – проблема комплексная. Она включает геологические, технологические, организационные, экономические и другие
факторы. Среди них геологические факторы играют ведущую роль, определяя исходное качество различных типов и сортов руд.
Управление качеством руд начинается уже на стадии планирования
и проектирования горных работ, когда устанавливаются нормативы потерь
и плановое содержание полезных компонентов в товарной руде, в рудной
массе на всем пути ее следования от забоя до фабрики, когда определяется
содержание не только в целом по месторождению, но и по отдельным участкам, блокам, по различным сортам и типам руд.
В процессе отработки месторождения управление качеством руд осуществляется опосредованно, т.е. через управление процессами эксплуатационной разведки, подготовкой к добыче, транспортировкой, складированием
и отгрузкой руды обогатительной фабрике.
Качество товарной руды, поступающей на фабрику, зависит не только от исходного ее качества, т.е. от первоначального содержания полезных
100
7. Геологическое управление качеством руд при добыче
компонентов, но и от тех технологических изменений, которые происходят с
рудой на пути ее следования от забоя до фабрики. Поэтому различают качество руды: в недрах, в отбитой рудной массе, в добытой, складированной, отгруженной (товарной) и переработанной руде.
Качество руды в недрах определяется прежде всего исходным содержанием полезных компонентов и требованиями промышленных кондиций.
Качество отбитой руды уже во многом зависит не только от исходного
содержания полезных компонентов, но и от выбранной системы отработки.
Качество добытой руды зависит в определенной степени от выбранных транспортных средств, а качество складированной руды – от условий
складирования.
Наконец, качество переработанной руды в значительной степени определяется технологией ее переработки.
Непосредственное управление качеством руд в повседневной практике
сводится: к контролю изменения качества руд, который осуществляется геолого-маркшейдерской службой в действующих забоях; к опробованию рудной массы на всем пути ее следования от забоя до фабрики; к регулированию
его (качества) путем шихтования чаще всего на промежуточных складах. Опробованию подлежат руды в забоях горных выработок, в навалах отбитой
рудной массы, в подземном транспорте, в поверхностном транспорте. Наконец, на фабрике переработанная руда опробуется на транспортерах после
дробления, во флотационных машинах.
Регулирование качества руды предусматривает прежде всего его прогнозирование в готовых к выемке блоках и оперативную информацию о качественном состоянии рудной массы на любом этапе ее движения к обогатительной фабрике. Она начинается с составления и анализа сортовых планов
и планов распределения полезных компонентов в выемочных блоках.
В задачу геологической службы рудника (карьера) входит расчет соотношения объемов руды, поступающей из действующих забоев на рудный
склад.
Для расчетов используется формула определения среднего содержания
методом среднего взвешенного:
Ст =
С1 ⋅ V1 + С2 ⋅ V2 + ... + Сn ⋅ Vn
,
V1 + V2 + ... + Vn
(1.38)
где Ст – содержание полезного компонента в товарной руде (требования обогатительной фабрики); С1, С2, …, Сn – средние содержания полезного компонента в действующих забоях; V1, V2, …, Vn – объемы руды в забоях.
Зная требования фабрики к качеству товарной руды и общее ее количество, которое должно поступить на фабрику (суточная производительность
фабрики), легко можно рассчитать объем руды, который необходимо извлечь
101
Раздел 1. Теоретический курс
из каждого действующего забоя. Если при расчетах устанавливается, что при
полученных соотношениях объемов руды добиться требуемого фабрикой качества руды невозможно, то производится переоконтуривание блоков или
для усредненного качества руды подключают дополнительные блоки (забои).
Для успешного планирования усреднения обычно необходимо иметь не менее трех готовых к выемке блоков либо резервные объемы складированной
руды.
7.3. Контроль качества угля при его добыче
Уголь каждого пласта подвергается изменениям, определяемым как
природными условиями, в которых шло накопление угля, так и последующими процессами, в том числе тектоническими и процессами выветривания.
Качество угля устанавливается по техническим и элементарным анализам. К техническим анализам относится определение влажности, зольности,
содержания летучих, коксуемости, обогатимости, брикетируемости, содержания серы общей, теплоты сгорания. Элементарные анализы включают определение содержаний кислорода, водорода, углерода, азота, фосфора, серы
органической.
Качество угля устанавливается по пластовым пробам в забоях, эксплуатационным пробам добытого угля, товарным пробам угля, отправляемого потребителем.
Управление качеством угля в процессе добычи включает: а) выявление
глубины выветривания и окисления пластов угля; б) его регулярное опробование на пути следования от забоя до потребителя; в) обобщение результатов
опробования.
На основании этого обобщения строятся планы содержаний, влажности, зольности, летучих, серы общей и других компонентов в изолиниях,
а также составляются геолого-углехимические разрезы. Затем выделяют зоны
изменений разных свойств угля, выявляют закономерности этих изменений
и делают прогнозы качества углей по каждому пласту в разных направлениях
шахтного поля на участках, еще не включенных в разработку.
Точное знание качества угля необходимо для решения вопроса о его
рациональном использовании в промышленности. В зависимости от этих качеств уголь будет использован или в металлургии (коксующийся), или в углехимической промышленности, или пойдет в топки печей. Для контроля за
качеством угля на горнодобывающем предприятии создается инспекция по
качеству угля.
К управлению качеством угля также относится составление (на основе
фактических изменений) проектов стандартов качества угля на каждый год
102
7. Геологическое управление качеством руд при добыче
добычи с последующим пластово-дифференциальным опробованием. Это
позволяет нередко из контуров некондиционного угля выделить 2–3 пачки,
дающие совместно кондиционный уголь. Эти проекты стандартов качества
угля составляются совместно геологической службой горнодобывающего
предприятия, отделом технического контроля и обогащения и инспекцией по
качеству угля.
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите базовые показатели для определения качества руд.
2. На какие группы делятся показатели качества руд?
3. Составьте генерализованную схему рудопотока.
4. Для чего составляется технологическая схема рудника?
5. На чем основан селективный метод?
6. В чем заключается сущность метода шихтования?
7. Как осуществляется контроль за качеством угля при его добыче?
103
Раздел 1. Теоретический курс
8. ФАКТОРЫ ПРОМЫШЛЕННОГО
ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
В истории развития горнодобывающей промышленности известно немало случаев, когда разведанные промышленные месторождения не вовлекаются в эксплуатацию в течение многих лет. Причины невовлечения разведанных месторождений в эксплуатацию могут быть различными. Общим для
них является то, что для вовлечения месторождения в отработку наличия одних балансовых запасов не достаточно.
Геолого-промышленная оценка месторождения полезного ископаемого
состоит в определении его промышленного значения в данное время и в конкретных географо-экономических условиях, зависит от количества и качества
полезного ископаемого, потребностей промышленности, технических возможностей и экономической целесообразности добычи и переработки сырья,
заключенного в недрах месторождения.
Геолого-промышленная оценка производится при обосновании временных кондиций к подсчету запасов и при составлении техникоэкономического доклада по результатам подсчета запасов. Используется метод аналогий (сравнение с другими схожими месторождениями).
В результате разведки месторождения обеспечивается оценка основных промышленных параметров будущего предприятия и важнейших технико-экономических показателей его эксплуатации.
Факторы, влияющие на промышленное освоение месторождений, подразделяются по своему значению на несколько групп.
Общие народно-хозяйственные факторы имеют влияние на промышленное освоение месторождений в масштабах всей страны. Среди них
выделяются:
1. Потребность промышленности в данном минеральном сырье. Если
такая потребность велика, то это ведет к снижению промышленных кондиций и, естественно, к вовлечению в промышленное освоение месторождений
с относительно низким содержанием полезных компонентов. Если потребность народного хозяйства в данном полезном ископаемом низкая, то отрабатываться будут лишь наиболее богатые и крупные месторождения с высоким
содержанием полезного компонента.
2. Состояние балансовых запасов. В процессе отработки, поисков
и разведки МПИ состояние балансовых запасов в целом по стране постоянно
изменяется, так как соотношение отрабатываемых, отработанных, законсервированных по тем или иным причинам, разведанных и вновь открытых месторождений с течением времени меняется. Рассмотрим два случая. В первом из них 80 % балансовых запасов полезного ископаемого сосредоточено
104
8. Факторы промышленного освоения месторождений
в отрабатываемых месторождениях, во втором случае – лишь 10 % балансовых
запасов приходится на отрабатываемые месторождения. В этих условиях вероятность вовлечения в отработку нового разведанного месторождения во втором
случае выше, чем в первом, но будет зависеть от других факторов (удаленности
месторождения от железной дороги, линии электропередач и т.д.).
3. Перспективы развития данной отрасли народного хозяйства или новых промышленных центров. Этот фактор можно рассмотреть на следующем
примере. Как известно, перспективы промышленного развития Нижнего
Приангарья в Красноярском крае сегодня достаточно высоки, поэтому вероятность вовлечения в промышленное освоение целого ряда давно разведанных месторождений золота в этом регионе вполне реальна.
4. Состояние развития технологии переработки руд. Если технология
переработки руд не разработана или затраты на нее значительны, то вероятность вовлечения в эксплуатацию даже крупных месторождений невелика.
В общем случае экономическая целесообразность вовлечения в промышленное освоение какого-либо месторождения определяется удельным весом
стоимости руды в себестоимости конечной продукции. Так удельный вес
стоимости железных руд в общей стоимости полученного железа составляет
15–23 %; для бокситовых руд он равен 3–5 %; для медных руд – 15 %.
5. Охрана и рациональное использование недр. Практика открытых работ показала, что крупные и глубокие карьеры приводят не только к потере
плодородных земель, но и к нарушению водного режима на прилегающих
площадях, к гибели растительности и, как следствие, к изменению микроклимата в районе. Поэтому если экономические расчеты показывают, что
разработка месторождения несет с собой ощутимый ущерб окружающей среде, то возможен отказ от разработки таких месторождений.
Географо-экономические факторы являются специфическими для
каждой отдельно взятой территории (области, края и т.д.). Основным из них
считаются климатические условия, орогидрография, экономическая освоенность района.
Климатические условия – количество атмосферных осадков, температура, скорость и направление ветров, туманы и т.п.
Орогидрография – абсолютные и относительные высотные отметки,
водотоки, характер поверхности, возможность оползней, селевых потоков,
камнепадов, снежных лавин, сейсмичность.
Экономическая освоенность района – наличие промышленных предприятий, свободной рабочей силы, электроэнергии, железных и автомобильных дорог, водных ресурсов, леса, возможных потребностей минерального
сырья и т.д. Если потребность в данном минеральном сырье достаточно высока, то роль этих трех факторов снижается, если невысока, то они начинают
играть важную роль в промышленном освоении месторождения. При этом
рассматриваемые факторы оказывают существенное влияние на условия
105
Раздел 1. Теоретический курс
строительства горнодобывающих предприятий, особенно на месторождениях, отрабатываемых открытым способом. Важную роль нередко играет и третий из рассмотренных нами факторов. Стоимость снабжения электроэнергией, водой, лесом, удаленность от железных дорог и автомагистралей часто
являются основной причиной невовлечения в освоение крупных месторождений.
Пространственно-морфологические факторы определяют способ
отработки месторождения – открытый или подземный способ вскрытия
и систему отработки, выбор параметров системы отработки.
Формы и размеры тел полезных ископаемых определяют общие размеры горного отвода, карьеров, шахтных полей; способ вскрытия и систему отработки месторождения, вид транспортных средств. Например, при значительной протяженности рудных тел, отрабатываемых открытым способом,
перевозку вскрышных пород целесообразно осуществлять с помощью железнодорожного транспорта; и, наоборот, при небольших размерах месторождения и относительно изометричной его форме вскрышные породы экономически выгодней перевозить с помощью автотранспорта.
По мощности тел полезных ископаемых выделяют выдержанные, относительно выдержанные, невыдержанные, крайне невыдержанные рудные
тела и залежи. Этот фактор чаще всего определяет систему отработки месторождения, а в совокупности с другими факторами и способ отработки – подземный или открытый.
Условия залегания тел полезных ископаемых (азимут и угол падения)
являются одним из главных факторов при выборе способа отработки месторождения. Так, горизонтально- или полого залегающие залежи, особенно при
относительно постоянной мощности, отрабатываются открытым, а крутопадающие и маломощные – подземным способом.
По глубине залегания месторождения подразделяются на поверхностные, мелко и глубоко залегающие. Этот фактор определяет способ отработки
месторождения.
Строение тел полезных ископаемых (простые и сложные) и степень
тектонической нарушенности тел полезных ископаемых чаще всего определяют систему отработки тел полезных, отдельные ее параметры, а совместно
с другими факторами и способ отработки.
Гидрогеологические и инженерно-геологические факторы влияют
не на возможность промышленного освоения месторождения, а на отдельные
параметры системы его отработки, например, предельно допустимую глубину карьера, устойчивость и углы откосов бортов карьера, количество одновременно отрабатываемых уступов и т.п.
К ним относятся:
• объем прогнозируемого водопритока в карьер или подземные горные
выработки;
106
8. Факторы промышленного освоения месторождений
• положение месторождения относительно местного базиса эрозии
(выше или ниже);
• количество, мощность и глубина залегания водоносных горизонтов,
их связь с поверхностными водоемами;
• физико-механические свойства вмещающих пород и руд, определяющие степень их устойчивости;
• наличие и площади распространения вечной мерзлоты, таликов,
карста;
• возможность развития и размеры депрессионной воронки;
• химический состав и степень минерализации подземных вод.
При решении вопроса о промышленной значимости месторождения
требуется оценка всех вышеперечисленных факторов. Недоучет любого из
них приводит к серьезным просчетам и осложнениям при промышленном освоении месторождения.
Вопросы для самопроверки
1. Охарактеризуйте общие народно-хозяйственные факторы освоения
месторождений.
2. От чего зависит промышленное освоение месторождений?
3. Как изменяются балансовые запасы?
4. Каким образом проблема освоения месторождений зависит от развития технологии переработки руд?
5. Оцените влияние климатического фактора на процесс освоения месторождений.
6. Перечислите географо-экономические факторы освоения месторождений.
7. Что определяют формы и размеры тел полезных ископаемых?
8. На что влияют условия залегания тел полезных ископаемых?
9. Назовите гидрогеологические и инженерно-геологические факторы.
107
Раздел 1. Теоретический курс
9. ПРОМЫШЛЕННО-ГЕНЕТИЧЕСКИЕ
ТИПЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
Промышленным считается генетический тип месторождения, дающий
не менее 1 % мировой добычи полезного ископаемого. Выделение промышленных типов месторождений основано на использовании следующих ведущих факторов: формы, размеров, качества, условий залегания среди определенных пород. В данном учебном пособии не рассматриваются все
промышленно-генетические типы, так как этому посвящено достаточно
много специальной литературы.
9.1. Металлические полезные ископаемые
При рассмотрении генетической классификации месторождений становится ясно, что одни и те же ПИ могут образовывать промышленные месторождения различных генетических типов. Ниже приведены ведущие генетические типы, на долю которых приходится более 10 % от мировой добычи
(табл. 1.19).
Таблица 1.19
Ведущие промышленно-генетические типы
металлических полезных ископаемых
Металл
Железо Fe
Генетический
тип
Железистые
кварциты
Содер- Процент
жание
от мирометалла, вой до%
бычи
Черные металлы
50–60
30–35
23–40
45–50
30–40
10
10–30
–
Осадочный
Скарновый
Mарганец
Mn
108
Осадочный
Примеры месторождений
КМА (Россия); Кривой Рог (Украина); р-н оз. Верхнее (США);
месторождения Бразилии, Индии,
Африки
Керченское, Хоперское (Украина);
Малкинское, месторождения Западно-Сибирской
низменности
(Россия); месторождения Лотарингии (Европа)
Месторождения Сибири (Ирбинская группа, Таштагольское, Абаканское, Коршуновское и др.)
Никопольская группа (Украина);
Чиатурское (Грузия)
9. Промышленно-генетические типы месторождений
Продолжение табл. 1.19
Металл
Генетический
тип
Хром Cr
Магматический
Титан Ti
Магматический
Россыпной
Ванадий
V
Алюминий Al
Магний
Mg
Никель
Ni
Магматический
Выветривания,
осадочный
Осадочный
Магматический
ликвационный
Выветривания
Кобальт
Co
Медь Cu
Ликвационный
Стратиформный
Выветривания
Меднопорфировый
Стратиформный
Колчеданный
Свинец
Pb
и цинк
Zn
Метаморфизованные залежи
Стратиформный
Содержание
металла,
%
Процент
от мировой добычи
20–45
–
20–30
40
–
60
0,1–1
90
Примеры месторождений
Сарановское (Урал), Кемпирсайское (Урал, Казахстан)
Лысанское,
Мало-Тагульское
(Восточный Саян)
Тарское (Омская область), прибрежные россыпи мира
Качканарское (Урал)
Цветные металлы
Боке (Гвинея); Северо-Уральский
28–60
90
бокситоносный район (Россия)
Киргитейское
(Красноярский
20–45
100
край)
Ni 1,3–4,6
Печенга, Норильск, Монче-Тундра
(Россия); Седбери (Канада)
80
Cu 0,8–
2,0
Уфалейское, Аккерманское (Россия); Кемпирсайское (Казахстан);
1,3–4,0
20
месторождения Кубы, Филиппин,
Бразилии, Новой Каледонии
До 0,11
30
Норильск (Россия)
До 0,3
35
Нчанга и др. (Заир, Африка)
0,1–0,3
35
Новая Каледония
Коунрад (Казахстан); Бингхем,
0,8–2,2
60
(США)
Удокан (Россия); Джезказган (Казахстан); Нчанга и др. (Заир, Аф3–5
20
рика)
Уральские и алтайские колчеданные месторождения (Россия); ме0,7–5,0
12
сторождения Кипра, Японии, Испании
Горевское (Россия); Салливан
Pb 6–15
(Канада); Брокен-Хилл (Австра25–30
Zn 5–12
лия)
Миргалимсай (Казахстан); местоPb 2–5
рождения долины Миссисипи
20–25
(США); месторождения центральZn 3–12
ного Китая
109
Раздел 1. Теоретический курс
Продолжение табл. 1.19
Металл
Генетический
тип
Скарновый
Олово Sn
Гидротермальный
Россыпной
Гидротермальный
Вольфрам
W
Гидротермальный
и грейзеновый
Скарновый
Moлибден
Mo
Гидротермальный
и грейзеновый
Висмут
Гидротермальный
Bi
Сурьма Sb Гидротери ртуть
мальный
Hg
Содержание металла, %
Процент
от мировой добычи
Pb 2,5–20
Zn 5–15
18–20
Pb 5–20
Zn 12–25
15–20
0,05–0,8
70
Жилы 1,0–
4,0, штокверки 0,3–
1,0
25
0,6–4,0
40–45
0,3–6,0
25
0,1–0,4,
при попутной
добыче
0,005–0,01
95
До 0,1
80
Sb 5–20
Hg 0,5–1,5
100
Примеры месторождений
Тетюхе (Приморье), Россия; Алтын-Топкан (Средняя Азия); месторождения Мексики и Китая
Садон (Россия); Фрейберг (Германия); месторождения Китая
Месторождения России, Китая,
Малайзии, Таиланда, Индонезии
Хинганское, Солнечное, Фестивальное (Приморье), Депутатское
(Якутия), Россия; месторождения
Японии, Юго-Восточной Азии,
Аляски и Боливии
Джидинское, Букука (Россия); Акчатау (Казахстан); Корнуолл (Великобритания);
месторождения
Китая
Тырны-Ауз, Восток-2 (Россия);
Майхура (Таджикистан)
Сорское (Россия); Коунрад (Казахстан); Клаймакс (США); Шэнси
(Китай)
Устарасай (Узбекистан); Адрасман
(Таджикистан)
Удерейское (Енисейский кряж),
Сарылах (Саха-Якутия), Россия;
Никитовское, Украина; Альмаден
(Испания); Хайдаркан (Киргизия)
Редкие металлы
Литий Li
Пегматитовый
Осадочный
Пегматитовый
Рубидий
Rb и цезий
Cs
Бериллий Пегматитовый
Be
Грейзеновый
Гидротермальный
110
1–1,5
20
0,03–0,05
80
0,1–0,6
90
0,1–0,2
0,1–0,5
30
30
0,5–1,0
30
Елашское (Тува); Бикита (Зимбабве, Африка)
Оз. Сёрлз (Калифорния, США)
Гольцовое (Иркутская область,
Россия)
Тастыгское (Тува)
Акчатау (Казахстан)
Вознесенское (Приморье)
9. Промышленно-генетические типы месторождений
Продолжение табл. 1.19
Металл
Иттрий Y
и редкоземельные
металлы
TR
Цирконий Zr и
гафний
Hf
Ниобий
Nb и тантал Ta
Скандий
Sc
Рений Re
Кадмий
Cd
Генетический
тип
Альбититы
Карбонатиты
Россыпной
Альбититы
Россыпной
Альбититы
Карбонатиты
Гидротермальный
Гидротермальный
Гидротермальный
Галлий
Ga
Магматический
Осадочный
Индий In Гидротермальный
Таллий
ГидротермальTl
ный
Германий Осадочный
Ge
Селен Se Эпигенетический
Теллур
ГидротермальTe
ный
Золото
Au
Золотоносные
конгломераты
Плутоногенногидротермальный
Содержание
металла,
%
Процент
от мировой добычи
0,1–1,5
20
0,5–3,0
70
0,2–2,0
10
0,5–3,5
40
0,01–0,1
50
0,01–1
40
0,01–1
40
0,02–0,2
60
До 0,01
90
До 0,1
80
До 0,02
До 0,01
60
20
До 0,01
90
До 0,01
90
До 0,05
80
Примеры месторождений
Улуг-Танзек (Тува), Катугинское
(Забайкалье)
Карасуг (Тыва); Баюнь-Обо (Китай)
Комплексные прибрежно-морские
россыпи
Арысканское (Тыва)
Тарское (Омская область)
Этыкинское, Орловское (Забайкалье)
Вишневогорское (Урал)
Кумир (Алтай)
Попутное извлечение при разработке медно-порфировых месторождений
Попутное извлечение при разработке колчеданных месторождений
Cu, Pb, Zn
Кия-Шалтырское
Месторождения бокситов
Попутное извлечение при разработке колчеданных месторождений
Cu, Pb, Zn
Тарбагатайское (Якутия)
Месторождения плато Колорадо
(США)
Попутное извлечение при разраДо 0,01
90
ботке месторождений золота
Благородные металлы
Витватерсранд (ЮАР); Жакобина
6–10 г/т
50
(Бразилия)
м-ния Урала, Сибири, Дальнего
6–25 г/т
35
Востока (Россия); Материнская
жила (США)
До 0,1
70
111
Раздел 1. Теоретический курс
Окончание табл. 1.19
Металл
Генетический
тип
Серебро
ГидротермальAg
ный
Платина Pt Магматический
Уран U
Торий Th
Гидротермальный
Россыпи
СодерПроцент от
жание
мировой
металла, %
добычи
–
–
Примеры месторождений
Дукат (Магаданская область)
–
–
Кондёр (Хабаровский край)
Радиоактивные металлы
Стрельцовский рудный узел
–
–
(Забайкалье)
–
–
Кузеевский рудный узел
Так, золото в промышленных концентрациях встречается во многих генетических типах месторождений, однако добывается оно в мире в основном
из гидротермальных месторождений и метаморфизованных конгломератов,
в России – из гидротермальных месторождений, россыпей и попутно при отработке ликвационных медно-никелевых месторождений.
9.2. Твердые горючие
полезные ископаемые. Уголь
Условия метаморфизма (глубина,
давление, температура)
Как в России, так и в большинстве развитых стран мираголь является
ведущим энергоносителем в теплоэнергетике и промышленном производстве
в настоящее время и в обозримом будущем. Удельный вес угля в топливноэнергетическом балансе мира составляет 28 %, в США – 55 %, Германии –
60 %, в России – 14 %.
Угольные месторождения сформировались в результате осадочных
геологических процессов в виде пластов с последующим их преобразованием в условиях метаморфизма (давление, температура и т.д.). Безусловно, по
этому поводу существует множество гипотез, но схему их происхождения
можно показать следующим образом (рис. 1.37).
Отмершие растения
Сапропель
(континентальные условия,
(морские условия)
гумусовые угли)
Торф
Горючие сланцы
Бурый уголь
Каменный уголь
Антрацит
Рис. 1.37. Схема образования угольных месторождений
112
9. Промышленно-генетические типы месторождений
Полезное ископаемое уголь (бурый и каменный) относится к группе
твердых горючих полезных ископаемых (каустобиолитов), которые составляют основу топливно-энергетического комплекса. К этой же группе относят
торф и горючие сланцы.
Ископаемый уголь – это твердая горючая осадочная порода, образовавшаяся преимущественно из отмерших растений.
Бурые и каменные угли – это продукты единого непрерывного генетического ряда, отличающиеся по степени углефикации растений, по степени
метаморфизма в результате биохимических, физико-химических и физических изменений. Они различаются химическим составом, физическими
и технологическими свойствами (табл. 1.20).
Таблица 1.20
Усредненный элементный состав органического вещества, %
Показатели
Древесина
Элементы:
Углерод C
49,7
Кислород O2
43,2
Водород H2
6,2
Азот N2
0,9
3
Плотность d, т/м
–
Теплота сгорания,
–
МДж/кг
Влажность, %
–
Торф
Бурый уголь
Каменный уголь
Антрацит
50–60
31–40
4,5–6,5
0,8–2,9
–
69–77
16–28
4,0–6,3
0,7–1,9
0,8–1,35
25,5–33,0;
менее 19
40–60
74–92
2–16
3,7–5,9
1,9–2,5
1,3–1,45
30–36;
более 36
4,6
89–98
До 1
2– 3
До 1
–
–
1,4–1,9
33–35
6,6
В элементном составе углей преобладает углерод, подчиненное значение имеют кислород, водород, азот и органическая сера. Менее 1 % (суммарно) составляют фосфор, соединения черных, цветных металлов, редких,
рассеянных и других элементов.
9.2.1. Условия формирования углей
Для образования углей необходимы следующие условия: 1) растительный материал; 2) геотектонические условия: угленакопление всегда происходило в эпохи медленного и длительного погружения суши, что создавало условия для накопления растительных остатков, их захоронения; 3) теплый
влажный климат; 4) песчано-глинистые отложения; 5) платформенные или
геосинклинальные условия.
В пределах платформ угленосные формации накапливались в основном
в кайнозое в континентальной фации. Месторождения характеризуются малым числом пластов, их значительной мощностью, слабой рассланцованностью (Подмосковный, Канско-Ачинский угольные бассейны).
113
Раздел 1. Теоретический курс
Геосинклинальные угленосные формации формировались преимущественно в палеозое в прибрежно-морских фациях. Они характеризуются большой мощностью, интенсивным метаморфизмом и дислоцированностью углей
(Донецкий, Печорский, Карагандинский, Кузнецкий угольные бассейны).
В переходных условиях (от геосинклинальных к платформенным)
формировались Экибастузский и Минусинский бассейны.
Геологический возраст угольных пластов представлен в табл. 1.21.
Таблица 1.21
Распределение запасов углей по геологическому возрасту, %
Показатели
Запасы:
согласно
В.И. Смирнову
согласно справочнику
Бассейн
D
C
P
< 0,1
7,8
37,5
–
21
–
Кузбасс
Возраст
T
Ъ
J
K
N
0,1
24,2
28,9
1,5
27
–
16
21
15
Минусинский
–
Иркутский,
КАТЭК
–
Сахалин
Формирование угля происходило в две последовательные стадии: 1-я –
превращение отмерших растений в торф в озерно-болотных условиях в течение тысячелетий при участии микроорганизмов и воды; 2-я – превращение
торфа последовательно в бурый, а затем каменный уголь и антрацит в недрах
Земли в условиях высоких температур и давления вышележащих толщ в течение миллионов лет (впервые научное объяснение происхождения угля путем обугливания торфа без доступа воздуха под влиянием влаги, давления
вышележащих толщ и повышенной температуры дал М.В. Ломоносов).
9.2.2. Характеристика пластов
Ископаемые угли залегают в виде пластов, пластообразных и линзообразных залежей, сложенных углем, неорганическими включениями и органическими почти параллельными поверхностями напластования пород почвы
и кровли.
Угольные пласты (залежи) – тела пласто-, линзообразной формы простого или сложного строения.
По мощности они подразделяются:
• на весьма тонкие – менее 0,7 м;
• тонкие – 0,7–1,2 м;
• средней мощности – 1,2–3,5 м;
• мощные – 3,5–15,0 м;
• весьма мощные – более 15 м (до 200–300 м).
114
9. Промышленно-генетические типы месторождений
По углу падения угольные пласты классифицируют: на горизонтальные
(0–5 ); пологие (5–18о); наклонные (19–35о); крутонаклонные (36–55о); крутые (56–90о).
В основании угольных пластов залегают аргиллиты и алевролиты, реже
песчаники. Породы кровли чаще представлены песчаниками, глинистыми
сланцами, известняками, мергелями, опоками, иногда каолинами. Эти породы можно использовать как попутное минеральное сырье для производства
строительных материалов
По внутреннему строению пласты бывают простыми и сложными.
Простые пласты – без породных прослоев или с наличием одного. Сложные пласты – это переслаивание многочисленных угольных и породных
прослоев. Их чаще называют угленосными толщами, их мощность достигает от нескольких метров до 10 км и более.
Продуктивность угленосной толщи – отношение суммарной мощности
всех угольных пластов к общей мощности толщи (коэффициент угленосности). Углеплотность – количество угольной массы (запасы в тоннах), приходящееся на 1 км2.
о
9.2.3. Промышленная ценность углей
Промышленная ценность углей характеризуется такими показателями,
как зольность, теплота сгорания, выход летучих веществ, спекаемость, содержание серы и фосфора, выход смол, коксуемость.
Зольность А – количество минеральных примесей в угле, оставшееся
после сгорания угля (2–40 %); в их состав входят силикаты Al, Fe, Ca, Mg,
Na, K в виде глинистых минералов (серицит, каолинит, кварц и др., реже пирит, пирротин, карбонаты Ca, Fe и Mg, различные фосфаты и др.).
Теплота сгорания G – количество тепла, выделенное при полном сгорании 1 кг угля; измеряется в джоулях или килокалориях на килограмм.
Летучие вещества V – паро- и газообразные вещества (СО2, СО, СН2),
выделившиеся в результате нагрева до 850 °С без доступа кислорода. Для бурых углей – 45–55 %; для каменных – 10–45 %.
По выходу летучих веществ каменные угли подразделяются на 10 марок: Д – длиннопламенные; ГЖ – газово-жирные; Г – газовые; Ж – жирные;
КЖ – коксово-жирные; К – коксовые; К2 – коксовые вторые; СС – слабоспекающиеся; ОС – отощенные спекающиеся; Т – тощие.
Влажность W – доля общей рабочей влаги, выделившейся при высушивании при температуре 105–110 оС. Содержание влаги зависит от степени
углефикации и составляет от 60 % в бурых углях до 4 % в антрацитах. Различают свободную влагу (в трещинках) и связанную (в кристаллических решетках некоторых минералов, например в монтмориллоните).
115
Раздел 1. Теоретический курс
Коксуемость К – свойство измельченного угля спекаться с последующим
образованием кокса с установленной крупностью и прочностью кусков.
Спекаемость С – способность угля переходить при нагревании без
доступа воздуха в пластическое состояние с образованием связанного нелетучего остатка.
Содержание серы S составляет от 0,5 до 4 % (малосернистые – 0,5–1,5 %;
среднесернистые – 1,6–2,5 %; сернистые – 2,6–4 %; высокосернистые – более
4 %).
Содержание фосфора Pd – 0,01–0,1 %. Максимально допустимое содержание фосфора в коксующихся углях составляет 0,03 %, в противном
случае он переходит через уголь в чугун и ухудшает его качество. Содержание фосфора в углях Донбасса – 0,01–0,02 %; Кузбасса – до 0,1 %.
Смола (первичный деготь) Tsk – смесь конденсирующихся при температуре 20–30 оС жидких органических продуктов – парафинов, производных ароматических углеводородов, эфиров, фенолов, кетонов, карбоновых кислот, сернистых, азотистых и других соединений. Она используется для получения моторных топлив, смазочных масел и других целей. Из 1 т сухого каменного угля
I стадии метаморфизма образуется 8–10 % смолы, из бурых углей – 25 % и более. Выход смолы полукоксования Tskdaf – массы жидких продуктов разложения
единицы массы угля в установленных стандартом условиях – один из основных
параметров промышленных классификаций бурых углей.
Макроскопически среди углей (в основном по блеску) выделяют 4 линотипа: витрен (блестящий), кларен (полублестящий), дюрен (полуматовый),
фюзен (матовый). Текстура углей массивная, слоистая. Твердость от 1 до 4.
9.2.4. Попутные компоненты
Попутными компонентами в углях являются сера (в виде сульфидов до
2 %), германий (до 1,5 г/т), метан, уран, галлий, ванадий, молибден, рений,
серебро (табл. 1.22).
Таблица 1.22
Примеси химических элементов в угле
Элементы
Мышьяк
Бериллий
Ванадий
Кобальт
Сухой уголь,
г/т
300
50
100
100
Элементы
Марганец
Никель
Ртуть
Свинец
Сухой уголь,
г/т
1 000
100
1
50
Элементы
Селен
Фтор
Хром
Цинк
Сухой уголь,
г/т
1 000
500
100
–
Однако в самой золе иногда содержится германий, уран и ванадий
в промышленных концентрациях.
116
9. Промышленно-генетические типы месторождений
9.2.5. Промышленное использование углей.
Угленосные бассейны
Используется уголь в основном в энергетике, для получения кокса,
в меньшей степени – для газификации и полукоксования, получения искусственного газа и жидкого моторного топлива, на транспорте, в кирпичном,
цементном производстве, в качестве коммунального топлива и других областях. В сравнительно небольших объемах уголь применяется для производства термоантрацита, термографита, карбидов кремния и кальция, активированного угля, горного воска, углещелочных реагентов. В странах СНГ
около 5,6 трлн т общих ресурсов (95 % приходится на Россию, основные запасы сосредоточены в Западной и Восточной Сибири – 88,2 %), в том числе
288 млрд т разведанных по категориям А + В + С1, добыча составляет около
700 млн т.
Площади развития угленосных толщ именуются угленосными бассейнами, они охватывают сотни и даже тысячи квадратных километров территории распространения одновозрастных угленосных образований, сформировавшихся в общих для них геотектоническом режиме, ландшафтных условиях
и фациальной обстановке. Угленосные отложения такого бассейна характеризуются непрерывным или прерывистым распространением. Имеют площадные, близкие к изометричным или полосовые очертания (рис. 1.38).
Основными угольными бассейнами являются: Печорский (Р), Подмосковный (С), Кузнецкий (С-Р), Канско-Ачинский (J), Иркутский (J), ЮжноЯкутский (J–К) (платформенного типа).
По положению угленосных бассейнов относительно поверхности различают открытые (Кузнецкий) и закрытые (Челябинский).
Основные угольные бассейны Российской Федерации и их запасы: Тунгусский (рис. 1.39), Ленский – 1 000 млрд т; Кузнецкий, Канско-Ачинский,
Таймырский – 200–700 млрд т; Печорский, Иркутский – 30–50 млрд т;
Минусинский, Буреинский, Подмосковный – 10–30 млрд т; Челябинский –
1–5 млрд т; Партизанский – 1 млрд т.
В пределах угленосного бассейна выделяют месторождения, шахтные
поля, приуроченные к локальным структурам или отдельным элементам. По
сложности геологического строения они относятся к 1-й и 2-й группам, т.е.
в их пределах считаются запасы А, В, С1 и С2.
В Красноярском крае расположены месторождения Канско-Ачинского
буроугольного бассейна (Назаровское, Березовское, Бородинское, Итатское,
Козульское, Боготольское и др.); в Хакасии – месторождения Черногорского
бассейна (Изыхское, Черногорское). Большинство из них отрабатывается
разрезами с применением высокопроизводительной роторной добывающей
и транспортной техники. Главная сложность их эксплуатации – наличие
в углях линз карбонатных (сидеритовых) и кремнистых включений.
117
Раздел 1. Теоретический курс
Средняя цена 1 т каменного угля достигает около 40 долл, антрацита –
в два раза выше, бурого – в 6–7 раз ниже. Растет объем добычи открытым
способом.
Канско-Ачинский бассейн бурых углей – один из крупнейших в мире,
расположен на территории Красноярского края (80 %), Кемеровской и Иркутской областей платформенного типа (рис. 1.40).
Рис. 1.38. Схема распространения угольных бассейнов и основных тектонических структур Центральной Сибири. Площади распространения углей: 1 – мезозойского возраста, 2 – палеозойского возраста; 3 – угольные
бассейны: I – Минусинский, II – Тунгусский, III –Таймырский, IV – Канско-Ачинский, V – Иркутский, VI – Улуг-Хемский, VII – УстьЕнисейский, VIII – Северо-Таймырский, IX – Анабаро-Хатангский район
Ленского бассейна
118
9. Промышленно-генетические типы месторождений
Рис. 1.39. Схема распространения пермских угленосных отложений Тунгусского бассейна: 1 – границы бассейна; 2 – границы частей бассейна;
3 – площадь пермских угленосных отложений; 4 – площадь сплошного
развития эффузивных образований; 5 – площадь распространения юрских
угленосных отложений; 6 – части бассейна: Iа – Норильский угленосный
бассейн; I – арктическая часть бассейна; II – центральная часть бассейна;
III – южная окраина бассейна
Угленосность бассейна приурочена к юрским осадкам, которые со
стратиграфическим несогласием залегают на породах архея, протерозоя, палеозоя и перекрываются отложениями четвертичного возраста. Мощность
юрской угленосной толщи изменяется от 200 до 1 100 м. Промышленная угленосность бассейна связана с отложениями нижней и средней юры. Угли
локализованы в отложениях переяславской, итатской, макаровской, камалинской, назаровской и алтатской свит, сложенных в основном разнозернистыми песчаниками, алевролитами, аргиллитами, в меньшей мере конгломератами и гравелитами.
119
Раздел 1. Теоретический курс
Рис. 1.40. Схема расположения угленосных районов Канско-Ачинского бассейна:
1 – площадь распространения пород юрской угленосной формации; 2 – породы, подстилающие угленосные отложения; 3 – породы, перекрывающие угленосные отложения; 4 – геолого-структурные угленосные районы: I – Итат-Барандатский (Кемеровская область), II – Боготольский, III – Березовско-Назаровский, IV – УлуйскоКемчугский, V – Гляденско-Сережский, VI – Балахтинский, VII – Приенисейский,
VIII – Рыбинский, IX – Абанский, X – Саяно-Партизанский, XI – Пойменский; 5 –
административные границы Красноярского края
Кондиционные пласты углей сосредоточены на трех стратиграфических
уровнях. Нижний уровень приурочен к отложениям макаровской и переясловской свит раннеюрского возраста с мощностью пластов 5–7 м. Средний –
к осадкам итатской свиты с мощностью пластов до 10–20 м. Верхний, основной, связан с отложениями назаровской, камалинской, бородинской и алтатской свит среднеюрского возраста с мощностью пластов до 35–70 м. В верхнем горизонте сосредоточены основные запасы углей бассейна. Угленосные
горизонты разделены интервалами пустых пород мощностью до 150–200 м.
В промышленных угленосных юрских отложениях установлено от 16
до 24 угольных пластов с рабочей мощностью (более 2 м) 3–12 м. В полных
разрезах угленосной формации суммарная мощность пластов достигает
70–100 м при максимальной мощности пласта простого строения 35–70 м.
Угли Канско-Ачинского бассейна в основном гумусовые, реже встречаются сапропелево-гумусовые, в единичных случаях отмечаются прослои
сапропелитов и горючих сланцев. По степени углефикации угли большинства месторождений бассейна относятся к бурым. Бурые угли большей частью
плотные, крепкие, но, теряя влагу на воздухе, довольно быстро разрушаются
и превращаются в мелочь.
120
9. Промышленно-генетические типы месторождений
Угли бассейна низкозольные и малосернистые с незначительными концентрациями токсичных компонентов являются прекрасным энергетическим
топливом, сырьем для химической промышленности, производства жидкого
моторного и котельного топлива, получения искусственного горючего газа
путем подземной его газификации.
Попутные полезные ископаемые, связанные с отложениями юрской угленосной формации, представлены преимущественно месторождениями
строительных материалов: глин для производства кирпича, керамзита, песков
строительных, тугоплавких и беложгущихся глин, сырья для минеральных
красок.
В Красноярском крае по Канско-Ачинскому бассейну числится 19 месторождений, разделенных на большое количество участков, различающихся
по степени освоенности и изученности. Разведанные запасы насчитывают
112 млрд т, промышленные – 5,6 млрд т; добыча осуществляется открытым
способом на Назаровском, Березовском и Бородинском разрезах.
Вопросы для самопроверки
1. Перечислите промышленно-генетические типы месторождений угля.
2. Составьте схему образования угля.
3. В каких условиях формируются угли?
4. Какой пласт называется простым?
5. Дайте определение сложного пласта.
6. Перечислите показатели, характеризующие промышленную ценность углей.
7. Назовите сферы применения углей в промышленности.
8. Назовите попутные компоненты углей.
9. Дайте определение угленосного бассейна.
10. Как распределяются запасы углей по геологическому возрасту?
11. Дайте характеристику Канско-Ачинского угольного бассейна.
121
Раздел 2. Лабораторные работы
Раздел 2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Цель лабораторных работ при изучении курса «Геология и разведка
МПИ» – ознакомление студентов горных специальностей с геологической
графикой (карты, планы, разрезы, проекции), которая является основой для
оконтуривания и подсчета запасов полезных ископаемых. Студенты знакомятся с базовыми показателями качества полезного ископаемого (параметры
кондиций) и результатами опробования, с потерями и разубоживанием при
добыче руд и их расчетом и учатся составлять отчетный баланс запасов.
Предлагаемый комплекс лабораторных работ является типичным набором геологических задач, в том числе и на действующих горных предприятиях. Порядок их выполнения следующий: на геологической графике
необходимо отразить исходную информацию, очертить контуры рудного
тела (подсчетного блока); определить исходные данные и вычислить их
средние значения для дальнейших расчетов запасов, результаты которых
позволяют установить количество и качество полезного ископаемого (полезного компонента), что дает возможность определить производительность
(мощность) горного предприятия, сроки его эксплуатации и выбрать соответствующие технологию и оборудование. После выполнения лабораторных
работ студенты должны уметь: решать конкретные задачи по подсчету запасов полезного ископаемого, планируемого к его выемке из недр, читать геологическую графику. Все лабораторные работы заканчиваются контрольными вопросами, которые являются их логическим продолжением.
Лабораторная работа 1
ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ КАРТЫ,
ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗРЕЗА
И СТРАТИГРАФИЧЕСКОЙ КОЛОНКИ.
ОКОНТУРИВАНИЕ РУДНОГО ТЕЛА
Цель работы: ознакомиться с геологической графикой и получить навыки работы с ней.
Краткие теоретические сведения
Геологическая карта (план) – это графическая модель строения какого-либо участка земной коры в определенном масштабе. Для составления
122
1. Построение геологической карты, разреза и стратиграфической колонки…
геологической карты необходимо иметь топографическую основу с вынесенными горными выработками (точки наблюдения) и журнал документации
этих горных выработок. Пользуясь условными обозначениями, нужно показать в горных выработках соответствующие горные породы. Границы пород
проводят, используя правила интерполяции и экстраполяции. Затем породы
раскрашивают цветом, соответствующим их возрасту. Геологические карты
и планы месторождений полезных ископаемых составляют обычно в масштабе 1:10 000, 1:5 000, 1:2 000, 1:1 000 и крупнее.
Геологический разрез – вертикальное сечение земной коры по прямой
линии от поверхности в глубину. Геологические разрезы составляются по
геологическим картам с использованием данных геологических наблюдений
в горных выработках. Линии геологических разрезов обычно ориентируют
вкрест простирания геологических структур, рудных зон. На разрезах отражают предполагаемые условия залегания пород и руд на глубине. Горизонтальные масштабы геологических разрезов соответствуют масштабу карты,
а вертикальный масштаб можно увеличить.
При построении карт и геологических разрезов должны быть учтены
элементы залегания (азимут простирания, азимут падения, угол падения), которые соответствующим образом отображаются на карте. По форме границ
на карте можно судить об условиях залегания, соотношениях горных пород
и о геологических структурах.
Стратиграфическая колонка – это чертеж, на котором специальными
условными знаками в принятом масштабе изображают последовательность
напластования горных пород (последовательность их образования) снизу
вверх в нормальном стратиграфическом разрезе и характер контактов между
смежными стратиграфическими подразделениями. В колонке показывают,
в какое геологическое время формировались соответствующие породы, и их
мощность. Время делится на системы, отделы, свиты, которые указываются
соответствующим индексом.
Задача.
На одном из участков на топографическую основу вынесены шурфы
и канавы (рис. 2.1) с условными обозначениями горных пород. Дана геологическая документация забоев этих выработок (табл. 2.1).
Требуется:
1. Начертить схематическую геологическую карту участка.
2. Построить геологический разрез и определить тип складчатой структуры (синклиналь, антиклиналь).
3. Построить стратиграфическую колонку.
4. Вычислить мощность пластов горных пород.
5. Определить промышленный тип полезного ископаемого.
123
Раздел 2. Лабораторные работы
Рис. 2.1. Схема расположения шурфов и канав на одном из участков. Масштаб
1:10 000: 1 – алевролиты; 2 – сероцветные песчаники; 3 – бурые мелкозернистые песчаники; 4 – желтые известковистые песчаники; 5 – песчаники
с малахитом; 6 – шурф и его номер; 7 – канава и ее номер
Таблица 2.1
Геологическая документация забоев шурфов и канав,
пройденных на участке поисков руд цветных металлов
Наименование
выработки
Номер
выработки
1–7
Шурф
8–42
43–64
65–70
124
Описание пород
Желтые и светло-желтые известковистые песчаники. В шурфе 4 контакт известковых желтых песчаников и сероцветных мелкозернистых. Азимут падения контакта 150о, угол падения 30о (аз. пад.
150о, ∟30о). Обнаружены окаменелые остатки
фауны каменноугольного возраста
Сероцветные мелкозернистые песчаники. В шурфе
22 заметны элементы слоистости – аз. пад. 335о,
∟25о. В шурфах 26–27 в песчаниках примазки малахита
Песчаники мелкозернистые бурые. В шурфе 54
контакт бурых песчаников и алевролитов. Залегание пород согласное. Аз. пад. контакта 340о, ∟25о.
Обнаружена фауна среднего девона
Алевролиты светло-серые, тонкослоистые. Обнаружены позднесилурийские палеонтологические
остатки
1. Построение геологической карты, разреза и стратиграфической колонки…
Окончание табл. 2.1
Наименование
выработки
Номер
выработки
1
Канава
2
Описание пород
0–50 м – сероцветные песчаники (от южного конца
канавы к северному);
50–70 м – сероцветные песчаники с примазками малахита;
70–100 м – песчаники сероцветные мелкозернистые.
Слоистость. Аз. пад. 330о, ∟25о
0–60 м – песчаники сероцветные мелкозернистые;
60–80 м – песчаники сероцветные с примазками малахита;
80–110 м – песчаники сероцветные мелкозернистые
Контрольные вопросы и задания
1. Дайте определение геологической карты.
2. Как и зачем строят геологический разрез?
3. Что отражает стратиграфическая колонка?
4. Какие элементы залегания используют при построении карты и разреза?
5. Определите промышленный тип оруденения.
6. Какие промышленные типы месторождений вы знаете?
125
Раздел 2. Лабораторные работы
Лабораторная работа 2
ПОСТРОЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ
ПО ДОКУМЕНТАЦИИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
Цель работы: построить геологический разрез, пользуясь документацией керна скважин.
Задача.
Дана геологическая карта жильного месторождения (рис. 2.2) и документация керна буровых скважин (табл. 2.2), пробуренных вертикально.
Рис. 2.2. Геологическая карта месторождения. Масштаб 1:10 000: 1 –
песчаники; 2 – мраморизованные известняки; 3 – углистые сланцы;
4 – кварц-серицитовые сланцы; 5 –хлоритовые сланцы; 6 – кварцсульфидные жилы; 7 – скважины
Таблица 2.2
Журнал документации керна скважины
Номер
скважины
Интервал, м
0–120
1
126
120–126
126–140
140–165
Описание пород
По интервалу зеленовато-серые хлоритовые
сланцы. Сланцеватость ориентирована под углом 30о к оси керна
Серый кварц с редкой вкрапленностью пирита
Хлоритовые сланцы
Мелкозернистые граниты
2. Построение геологических разрезов по документации горных выработок
Окончание табл. 2.2
Номер
скважины
2
3
Интервал, м
Описание пород
0–65
65–70
70–80
80–125
125–190
0–25
25–35
Светло-зеленые кварц-серицитовые сланцы
Зеленовато-серые хлоритовые сланцы
Кварц-пирит-арсенопиритовая жила
Зеленовато-серые хлоритовые сланцы
Граниты мелкозернистые лейкократовые
Темно-серые черные углистые сланцы
Серый кварц с густой вкрапленностью почти
полностью окисленных арсенопирита и пирита
Светло-зеленоватые кварц-серицитовые сланцы
Серый кварц с редкой вкрапленностью пирита
Хлоритовые сланцы
Граниты мелкозернистые
Черные углистые сланцы. Сланцеватость ориентирована под углом 50о к оси керна
Серый сильно раздробленный кварц с вкрапленностью почти полностью окисленных арсенопирита, пирита и галенита
Черные углистые сланцы
Зеленовато-серые кварц-серицитовые сланцы
Граниты мелкозернистые лейкократовые
35–75
75–80
80–140
140–190
0–30
30–40
4
5
40–77
77–170
170–235
0–72
72–140
140–220
0–20
6
20–60
60–120
120–160
Черные углистые сланцы
Зеленовато-серые кварц-серицитовые сланцы
Хлоритовые сланцы
Мраморизованные известняки светло-серые,
массивные, мелкозернистые
Черные углистые сланцы. Сланцеватость ориентирована под углом 10о к оси керна
Зеленовато-серые кварц-серицитовые сланцы
Сланцы темно-зеленовато-серые хлоритовые.
Сланцеватость ориентирована под углом 10о к
оси керна
Требуется:
1. Построить геологический разрез по линии А–Б (в масштабе 1:2 000).
2. Определить:
• азимуты и углы падения жил;
• истинную мощность кварцевых жил на горизонте 800 м;
• абсолютные отметки висячего бока жил в скважинах 1, 2, 3;
• генетический тип месторождения;
• возраст жил.
127
Раздел 2. Лабораторные работы
Контрольные вопросы и задания
1. Охарактеризуйте морфологический тип оруденения.
2. С какой целью построили геологический разрез?
3. Какая информация нужна для построения разреза?
4. Какие элементы залегания определили на разрезе?
5. Что означает «эпигенетический» тип оруденения?
128
3. Оконтуривание тел полезных ископаемых на планах и разрезах …
Лабораторная работа 3
ОКОНТУРИВАНИЕ ТЕЛ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
НА ПЛАНАХ И РАЗРЕЗАХ В СООТВЕТСТВИИ
С ПАРАМЕТРАМИ КОНДИЦИЙ
Цель работы: оконтурить рудное тело в соответствии с параметрами
кондиций.
Задача.
Даны результаты опробования (свинец, %) керна скважин на одном полиметаллическом месторождении Тувы (рис. 2.3) и параметры кондиций:
Сборт. = 1 %, Сmin = 1,5 %, Mmin = 20 м, Mmax = 10 м.
Рис. 2.3. Результаты опробования керна скважин
свинцово-цинкового месторождения
Требуется:
1. Оконтурить рудное тело на разрезе.
2. Определить среднюю мощность рудного тела на разрезе.
129
Раздел 2. Лабораторные работы
3. Рассчитать площадь рудного тела на разрезе.
4. Вычислить среднее содержание свинца по скважинам.
5. Вычислить среднее содержание свинца по разрезу.
6. Определить категории запасов.
Контрольные вопросы
1. Как выделяют рудный интервал в скважинах и горных выработках?
2. Что означает интерполяция?
3. Как осуществляется экстраполяция?
4. В чем сущность метода среднего арифметического?
5. В чем суть метода среднего взвешивания?
130
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Лабораторная работа 4
ПОДСЧЕТ ЗАПАСОВ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
МЕТОДОМ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ БЛОКОВ
И ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ
Цель работы: определить и рассчитать исходные данные для подсчета
запасов, подсчитать запасы полезного ископаемого и полезного компонента
(металла) методом геологических блоков и методом геологических разрезов.
Задача.
Даны геологический план (рис. 2.4) геологические разрезы по трем разведочным линиям (рис. 2.5–2.7), результаты опробования керна скважин
(табл. 2.3).
Рис. 2.4. Схема горных выработок на плане: 1 – рыхлые четвертичные отложения; 2 – надеждинская свита, туфолавы основного состава; 3 – туфы, туффиты;
4 – сыверминская свита, лавы основного состава; 5 – ивакинская свита, габбробазальты; 6 – тунгусская серия, песчаники; 7 – мантуровская свита, известняки;
8 – разведочнинская свита, алевролиты; 9 – зубовская свита, ангидриты; 10 –
разрывные нарушения; 11 – крупное тектоническое нарушение; 12 – разведочные скважины, интервалы опробования; 13 – проекция на горизонтальную плоскость точек пересечения осей скважин с подошвой рудоносного массива интрузивных пород: 1) массив 1; 2) массив 2; 3) устья скважин; 14 – проекция контура
интрузивного массива на горизонтальную плоскость: 1) массива 1; 2) массива 2
131
Раздел 2. Лабораторные работы
Рис. 2.5. Геологический разрез по разведочной линии РЛ 1
(условные обозначения см. рис. 2.4)
132
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Рис. 2.6. Геологический разрез по разведочной линии РЛ 2
(условные обозначения см. рис. 2.4)
133
Раздел 2. Лабораторные работы
Рис. 2.7. Геологический разрез по разведочной линии РЛ 3
(условные обозначения см. рис. 2.4.)
134
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Таблица 2.3
Результаты опробования керна скважин
медно-никелевого месторождения Красноярского края
№
скважины
1
№
ствола
2
3
2
1
3
1
Длина
пробы, м
5
4,6
4,5
5,5
5,4
5,2
3,1
5,1
5,6
4,8
5,8
4,6
5,5
5,6
5,5
5,3
4,5
5,1
5
5,1
4,5
5,2
4,6
5,5
5,5
4,5
5,6
5,3
3,5
3,5
3,5
3,5
4,5
5
5
5
5
5,1
4,5
3,1
Cu, %
0,4
0,5
0,1
0,5
0,3
0,2
0,3
0,9
0,4
0,1
0,2
0,3
0,5
0,4
0,7
0,9
1
8,1
0,5
0,3
0,5
0,4
0,6
0,8
1
1,3
9,6
12,1
0,9
0,7
0,8
0,3
0,1
1,4
0,8
0,7
0,3
1,5
11,2
9,6
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
0,3
0,02
0,2
0,06
0,1
0,04
0,5
0,03
0,4
0,02
0,2
0,01
0,3
0,01
0,6
0,01
0,3
0,01
0,1
0,01
0,1
0,01
0,2
0,01
0,4
0,02
0,3
0,009
0,5
0,008
0,8
0,09
1,3
0,1
3,7
0,4
0,1
0,05
0,2
0,06
0,2
0,003
0,5
0,01
0,3
0,1
0,6
0,1
0,9
0,04
1
0,4
1,2
0,3
3,4
0,8
0,03
0,003
0,06
0,01
0,07
0,04
0,1
0,006
0,1
0,05
0,8
0,09
0,3
0,2
0,2
0,1
0,5
0,4
1
0,8
2,4
0,9
2,3
1
Pt, г/т
0,1
0,5
1,5
3
1,2
0,9
10,4
1,2
0,1
0,4
0,5
2,3
106
1,1
7,9
2,3
9,8
25,4
0,1
1,1
0,9
2,3
1,2
0,4
5,6
9,4
1,3
16,8
1
0,2
0,9
1,6
2,4
1
0,9
1,9
7,6
10,1
9,3
13,4
135
Раздел 2. Лабораторные работы
Продолжение табл. 2.3
№
скважины
№
ствола
2
4
1
5
1
2
6
136
1
Длина
пробы, м
50
5
5
5
5
5
5
5
5
5
2
2
1
5
5
5
5
5
2
2
5
5
5
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5
5
5
5
5
5
5
5
Cu, %
0,09
0,8
0,3
0,6
0,9
0,9
1,3
0,5
0,2
1,9
6,7
9,1
5,4
1,2
1
0,9
0,8
1,7
9,7
10,9
0,8
0,9
17
1,4
1,3
0,6
0,5
0,4
1,8
1,3
12,9
12,3
12
0,3
0,09
0,5
0,9
0,4
0,8
1,3
1,4
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
0,03
0,003
0,6
0,01
0,2
0,08
0,3
0,05
0,6
0,01
0,6
0,01
0,9
0,004
0,1
0,1
0,1
0,03
0,8
0,6
0,9
0,6
1,2
0,4
3,4
2,3
0,7
0,6
0,6
0,5
0,2
0,2
0,2
0,2
0,9
0,7
1,4
1
7,8
4,3
0,6
0,2
0,4
0,6
0,9
0,4
0,8
0,7
0,7
0,6
0,3
0,1
0,5
0,5
0,4
0,8
1
0,3
1
0,9
5,6
1,6
4,3
1,3
2,4
1,8
0,1
0,1
0,1
0,09
0,04
0,04
0,7
0,7
0,6
0,3
0,4
0,2
1
0,9
1,2
0,9
Pt, г/т
–
3,5
1,1
0,3
1,2
1,2
4,3
5,3
1,1
0,2
0,9
7,8
9,4
4,3
0,9
5,6
0,1
0,9
9,4
11,8
3,1
5,4
0,9
0,7
4,3
1
7,6
0,8
0,6
0,4
7,5
20,4
12,8
3,2
1,1
0,9
0,7
0,6
1,1
1,2
1,8
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Продолжение табл. 2.3
№
скважины
№
ствола
7
1
2
3
Длина
пробы, м
5
5
2
2
1
1
2
2
2
2
2
5
5
5
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5
5
5
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5
5
5
Cu, %
1,6
0,9
0,8
0,7
0,4
0,3
0,9
0,7
5,6
9,4
7,8
0,5
0,3
0,3
0,8
0,8
0,5
1,4
0,7
0,9
13,1
7,8
9,5
9,6
11,4
0,4
0,7
0,3
0,6
0,8
0,9
0,9
0,9
13,2
10,7
6,5
7,8
12,1
0,4
0,5
7
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
1,3
1,1
0,4
0,2
0,8
0,4
0,6
0,6
0,5
0,3
0,2
0,3
0,7
0,5
0,7
0,7
2,4
0,9
2,3
0,9
3,7
1,2
0,5
0,02
0,3
0,01
0,1
0,06
0,2
0,08
0,9
0,1
0,3
0,1
0,8
0,2
0,5
0,4
0,8
0,8
3,2
1,1
1,2
0,9
4,3
0,8
1,5
0,7
2,8
0,6
0,3
0,09
0,2
0,2
0,3
0,4
0,4
0,4
0,7
0,3
0,9
0,2
0,7
0,8
0,7
0,6
0,9
0,9
1,2
0,9
0,9
0,9
1,6
1,1
1,9
1
0,1
0,5
0,09
0,4
0,4
0,3
Pt, г/т
10,9
0,7
0.9
1,4
7,8
7,6
3,2
3
17,4
18,5
13,9
3,2
0,9
1,2
4,5
6,8
9,7
0,9
0,8
15,4
0,3
0,9
17,2
13,4
7,8
1,7
0,3
1,8
0,6
0,9
0,9
0,5
0,1
13,6
7,8
9,1
12,9
17,1
3,5
1,6
3,7
137
Раздел 2. Лабораторные работы
Продолжение табл. 2.3
№
скважины
№
ствола
8
1
2
9
1
2
10
138
1
Длина
пробы, м
5
2
2
2
2
1
1
10
10
10
5
5
10
10
10
5
2
2
1
5
5
5
2
2
2
2
1
2
2.0
2
2
2
2
2
2
5,5
2
2
2,2
2
Cu, %
1,4
12,3
6,6
10,1
4,8
13,7
10,4
0,3
0,6
0,4
0,2
0,8
0,4
0,7
0,9
1,2
4,9
3,7
8,1
0,8
0,7
0,6
1,2
7,6
8,3
8,3
9,1
0,6
0,9
4,3
0,9
6,5
5,8
9,7
11,3
0,4
0,9
1,5
9,6
4,8
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
1,2
0,7
2,6
0,9
2,1
1,2
1,8
1,3
3,4
2,1
7,9
2,8
6,4
1,3
0,1
0,1
0,3
0,2
0,7
0,4
0,2
0,7
0,6
0,8
0,1
0,01
0,2
0,3
0,4
0,3
0,7
0,2
1,2
0,8
0,9
0,6
2,4
0,8
0,09
0,01
0,3
0,1
0,5
0,07
0,9
0,8
1,7
0,8
2,4
0.9
2,4
0,9
1,2
0,6
0,3
0,2
0,6
0,4
0,6
0,6
0,9
0,9
1,2
1
1,4
1,2
1,8
1,1
2,7
1
0,3
0,1
0,4
0,5
0,9
0,4
1,8
0,9
3,2
0,9
Pt, г/т
10
13,2
19
27,8
21,4
115
13,4
0,9
3,7
9,8
4,1
1,8
3,4
1,8
5,6
3,1
12,7
18,9
3
1,7
20,6
3,8
0,9
0,8
21,4
21,4
17,8
0,9
1,4
0,9
10,4
9,6
20,4
79,6
13,8
3,2
4,5
7,8
4,2
8,1
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Продолжение табл. 2.3
№
скважины
11
№
ствола
1
12
1
2
13
1
2
Длина
пробы, м
5
5
5
5
5,4
5
2,1
5
5
5,3
5
5
5
5,5
2
2
2,5
2
2
5
5
5
5
5
2
2,5
2
2,2
2
5
5,3
5
5
5
5
5
5
5
5
5
2
Cu, %
0,1
0,2
0,3
0,9
1,2
1,6
1,4
0,2
0,6
0.3
0,4
0,2
0,4
0,8
1,4
6,5
7,8
4,3
11,2
1,4
0,8
1,8
1,9
3,1
2,4
7,8
9,4
10,1
12,3
0,4
0,9
1,2
1,6
0,3
0,8
0,6
1,2
1,3
0,7
1,4
0,6
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
0,01
0,09
0,1
0,09
0,2
0,1
0,6
0,4
0,9
0,8
1,1
0,8
0,9
0,7
0,2
0,1
0,4
0,2
0,3
0,3
0,2
0,2
0,2
0,2
0,3
0,3
0,7
0,6
0,9
0,7
1,8
0,7
1,3
1
1,4
0,9
1,9
1,1
1,1
0,6
0,4
0,6
1,1
0,4
0,9
0,2
1,2
0,7
1,3
0,8
1,8
0,5
2,3
0,5
4,2
0,6
6,4
0,5
0,4
0,3
0,7
0,3
0,9
0,7
0,9
0,2
0,2
0,1
0,7
0,09
0,5
0,02
1,1
0,5
1,1
0,5
0,5
0,3
0,9
0,1
0,6
0,2
Pt, г/т
1,2
3,5
6,4
1,4
9,3
11,2
10,1
1
1,3
0,9
1,7
2,8
4,3
0,9
7,6
3,8
19,7
24,5
13,4
1,5
1,4
3,8
6,7
12,4
7,2
12,1
18,6
28,7
17,4
3,5
4
1,2
112,6
1,4
5,6
7,8
964,5
320
1,4
0,6
0,9
139
Раздел 2. Лабораторные работы
Окончание табл. 2.3
№
скважины
№
ствола
3
14
1
2
15
140
1
Длина
пробы, м
2,5
2
2
2
2
2
5
5
5
5
5
2,5
2,5
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2,5
2,3
2,1
5
5
5
5
2,1
2,1
2,5
2,5
2,5
10
10
10
5,5
3,7
2,3
Cu, %
1,9
1,1
1,2
6,5
7,9
9,6
0,4
0,5
0,8
0,3
0,5
1,6
1,9
1,8
7,5
9,4
7,9
12,6
0,7
1,2
1,1
0,6
1,1
0,5
0,4
2,8
17,9
0,5
0,7
0,9
1,6
1,8
0,9
10,1
7,6
5,4
0,3
0,6
0,8
0,4
2,6
13,8
Содержание металлов
Ni, %
Co, %
0,3
0,1
0,2
0,06
1,1
0,09
1,4
1
1,2
0,9
1,3
1
0,3
0,3
0,2
0,1
0,1
0,1
0,07
0,06
0,3
0,1
0,9
0,4
0,8
0,2
0,6
0,5
1,2
1,1
2,3
1,1
3,1
1
4,5
1,2
0,08
0,06
0.9
0,4
0,6
0,5
0,5
0,3
0,4
0,4
0,3
0,3
0,1
0,1
1,1
0,9
1
0,8
0,4
0,3
0,3
0,2
0,6
0,3
0,9
0.4
0,8
0,4
0,9
0,5
1,4
0,9
1,5
1
3.0
1,2
0,2
0,1
0,3
0,1
0,8
0,2
0,3
0,1
0,9
0,6
2,1
0,9
Pt, г/т
5,6
393
12,6
33,8
11,2
17,6
3,1
1,5
6,8
7,4
1,1
29,6
13,8
1
1,5
3,2
17,4
289
1
0,6
0,5
3,8
7,9
1,5
4,6
156,4
28,3
0,6
0,5
4,8
15,6
1,5
6,7
8,4
19,5
13,8
1,6
7,8
9,4
1,5
3,8
45,4
4. Подсчет запасов полезных ископаемых методом геологических блоков …
Требуется:
1. Выделить рудные интервалы в скважинах.
2. Оконтурить рудное тело на разрезах и в плане.
3. Определить среднее содержание полезных компонентов в рудах.
4. Подсчитать запасы методом геологических блоков. Результаты занести в формуляр.
5. Подсчитать запасы методом геологических разрезов. Результаты занести в формуляр.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие исходные данные необходимы для подсчета запасов?
2. Приведите формулы подсчета запасов.
3. В каких случаях применяют метод геологических блоков при подсчете запасов ПИ?
4. В каких случаях применяется метод геологических разрезов при подсчете запасов ПИ?
5. Как производится оконтуривание расчетного блока?
6. В чем отличие оконтуривания запасов категории С1 от С2?
141
Раздел 2. Лабораторные работы
Лабораторная работа 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕРЬ И РАЗУБОЖИВАНИЯ
Цель работы: определить и рассчитать потери, разубоживание.
Задача.
На одном из горизонтов (+460 м) скарнового вольфрамового месторождения проведено опробование шлама буровзрывных скважин и построен
сортовой план блока (рис. 2.8). Объемная масса руды 2,65 т/м3, высота уступа 15 м. По техническим причинам требуется спрямление границ блока балансовых запасов.
Рис. 2.8. Сортовой план блока (горизонт +460 м) скарнового вольфрамого
месторождения (масштаб 1:500): 1 – скважина и среднее содержание условной трехокиси вольфрама (на полную высоту уступа); 2 – вольфрамоловянные балансовые руды; 3 – технический контур подготовленного
к выемке блока
Требуется рассчитать:
1) величину потерь полезного ископаемого (руды) K;
2) величину потерь полезного компонента (металла) Kк;
3) величину извлечения полезного ископаемого (руды) N;
4) величину извлечения полезного ископаемого (металла) Nк;
5) величину разубоживания Р;
6) коэффициент изменения качества Kи;
7) коэффициент засорения З.
142
5. Определение потерь и разубоживания
Контрольные вопросы и задания
1. Дайте определение балансовых запасов.
2. Перечислите виды потерь.
3. Какие запасы называются погашенными?
4. Назовите виды разубоживания.
5. Какие формулы применяют при подсчете потерь?
143
Раздел 2. Лабораторные работы
Лабораторная работа 6
УЧЕТ, СОСТОЯНИЕ И ДВИЖЕНИЕ ЗАПАСОВ
Цель работы: поставить на учет запасы и показать их движение за текущий год.
Задача.
На участке Восточном одного месторождения угля (рис. 2.9) в текущем
году проведена добыча и разведка. При добыче эксплуатационные потери составили 4 250 т. При доразведке установлено, что запасы не подтверждены
на 52 500 т. Объемная масса угля 1,2 т/м3.
Рис. 2.9. Схема блокировки запасок на участке Восточный месторождения угля
(масштаб 1:500 000): 1 – контур промышленного пласта угля; 2 – контур добычи; 3 –
разведочные скважины: 1) – ранее пройденные, 2) – скважины доразведки; цифрами
указаны рабочие мощности пласта; 5 – категории запасов
Требуется:
1. Подсчитать запасы угля категорий А, В, С1 и С1заб.
2. Заполнить табл. 2.4.
3. Определить, на сколько лет хватит этих запасов при условии, что
ежегодно будут добывать и терять такое же количество, как в текущем году.
144
6. Учет, состояние и движение запасов
Таблица 2.4
ОТЧЕТНЫЙ БАЛАНС ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ ЗА 20__ г.
_________________________________ Единица измерения запасов ___________
Наименование полезного ископаемого
Категории Запасы на
Движение балансовых запасов за 20__ г.
Запасы на
запасов 01.01.20__ г.
в результате
01.01.20__ г.
А
балан- заба- допоразпере- списа- измене- балан- забаВ
совые лан- бычи терь ведки оценки ния не ния тех- совые лансо
А+В
совые
при + или – + или – подничевые
А + В + С1
добытверских
С2
че
дивграниц
шихся по друзапа- гим присов
чинам
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Руководитель
Главный геолог
Контрольные вопросы и задания
1. Перечислите параметры балансовых запасов угля.
2. Назовите параметры забалансовых запасов угля.
3. На какие категории запасов делятся угли?
4. Когда составляются отчетные балансы?
145
Раздел 2. Лабораторные работы
Лабораторная работа 7
УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ РУД ПРИ ДОБЫЧЕ
Цель работы: подготовить руды, по качеству соответствующие требованиям, предъявляемым обогатительной фабрикой.
Задача.
На одном из горизонтов эксплуатируемого месторождения молибдена
изучено его распределение (рис. 2.10). Известно, что в распоряжении горной
службы предприятия находится два экскаватора одной марки. Отработка
блока, подготовленного к взрыву, будет осуществляться двумя забоями.
Производственная мощность обогатительной фабрики 6 000 т/сут. Содержание молибдена в товарной руде 0,062 %. Высота уступа 10 м, Сборт составляет
0,03 %, объемная масса руды – 2,7 т/м3.
Рис. 2.10. Распределение молибдена в подготовленном к взрыву блоке (масштаб
1:500): 1 – бедные руды; 2 – рядовые руды; 3 – богатые руды; 4 – уступ карьера;
5 – разлом; 6 – скважины; Сср – среднее содержание молибдена при Сборт = 0,03 %;
V – объем рядовых и богатых руд; Q – суммарные запасы рядовых и богатых руд
146
7. Управление качеством руд при добыче
Требуется спланировать контур трехдневной отработки экскаваторов,
обеспечивающей среднее содержание молибдена в товарной руде.
Контрольные вопросы и задания
1. Какие показатели определяют качество руд при добыче?
2. Как осуществляется контроль за качеством руд при добыче?
3. Дайте определение рудопотока.
4. Что из себя представляет сортовой план блока?
5. Как производится шихтование руды?
147
Раздел 3. Курсовая работа
Раздел 3. КУРСОВАЯ РАБОТА
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Курсовая работа – один из основных видов самостоятельной работы
студентов в вузе, направленной на закрепление, углубление и обобщение
знаний по учебной дисциплине профессиональной подготовки «Геология
и разведка месторождений полезных ископаемых». В ходе выполнения курсовой работы каждый студент должен решить следующие задачи:
1. Составить геологические разрезы и стратиграфическую колонку. Используя геологическую информацию, которую дают геологическая карта,
разрезы, колонка и журнал документации керна скважин, дать геологическую
характеристику месторождения.
2. Описать методику проведенной на месторождении разведки и дать
оценку степени его разведанности.
3. Выделить в каждой скважине рудные интервалы. Используя параметры кондиций, оконтурить балансовые запасы на разрезах и на карте; произвести блокировку по категориям и подсчитать запасы руды и металла в отдельных блоках и в целом по участку месторождения в соответствии с заданием.
Курсовая работы выполняется на основании геологического задания,
исходными материалами которого являются геологическая карта, документация керна буровых скважин и результаты опробования, параметры кондиций.
Каждый студент обязан выполнить курсовую работу и защитить ее,
сделав доклад (на 7–8 мин) и ответив на вопросы преподавателя.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки и графических
приложений.
Основными разделами пояснительной записки являются:
• введение;
• географо-экономическая характеристика района месторождения;
• геологическая характеристика месторождения;
• методика проведенной на месторождении разведки и оценки степени
его изученности;
• методика подсчета запасов;
• оконтуривание запасов;
• подсчет запасов;
• заключение;
• список использованных источников.
148
1. Пояснительная записка
Введение должно содержать оценку современного состояния решаемой
задачи, отражать актуальность и новизну, а также целевую установку выполняемой работы.
В этом разделе приводятся сведения о промышленном использовании
полезного компонента, в каком виде он встречается в природе, какие промышленно-генетические типы существуют и, наконец, кокой тип месторождения рассматривается в данной курсовой работе.
В разделе «Географо-экономическая характеристика района месторождения» указывается административное положение месторождения; приводятся краткие географические сведения о районе работ (рельеф,
включая абсолютные и относительные превышения, климат, орогидрография, растительный и животный мир); дается экономическая характеристика района работ (население, плотность населения, населенные пункты, отрасли промышленности, дороги, энергия, связь), указываются потребители
разведанного полезного ископаемого, возможность найма рабочих и т.д.
Для составления раздела используются литературные и справочные материалы.
Геологическая характеристика месторождения дается на основании
детального анализа геологической карты, стратиграфической колонки, геологических разрезов и журнала первичной геологической документации керна
буровых скважин. Составляются стратиграфическая колонка, геологические
разрезы, при необходимости проекции.
При описании геологического строения месторождения нужно придерживаться определенной последовательности:
1. Стратиграфия (свиты, их возраст, литологический состав, мощность,
контакты, занимаемая площадь, связь с оруденением).
2. Магматизм (интрузивные комплексы, породы, их возраст, состав, занимаемая площадь, связь с оруденением).
3. Структура месторождения (складки, разрывные нарушения, их ориентировка, типы, размеры).
4. Генетический тип месторождения (количество рудных тел, их форма,
ориентировка, размеры по мощности, простиранию и падению).
5. Вещественный состав руд (рудные минералы, содержание полезного
компонента).
В разделе «Методика проведенной на месторождении разведки
и оценка степени его изученности» на основании имеющихся материалов
(геологическая карта и разрезы) описывается методика проведенной на месторождении разведки, определяется ее стадийность и дается оценка изученности месторождения. Необходимо охарактеризовать разведочные выработки (шурфы, канавы, скважины), их сеть; степень разведанности и категорию
запасов (А, В, С1 или С2). Дать характеристику выделенным категориям запасов.
149
Раздел 3. Курсовая работа
В разделе «Методика подсчета запасов» излагается общепринятая
методика подсчета запасов с приведением и расшифровкой применяемых
формул.
В подразделе «Оконтуривание запасов» дается описание применяемых способов оконтуривания запасов с отнесением их к соответствующим
категориям.
В подразделе «Подсчет запасов» приводится расчет исходных средних
параметров по имеющейся информации для подсчета запасов в соответствующих контурах.
Заключение может содержать:
• выводы по результатам выполненной работы;
• оценку полноты решений поставленных задач, полученных результатов, преимуществ, принятых решений и рекомендации по их использованию;
• оценку технико-экономической эффективности внедрения и применения результатов работы;
• обоснование теоретической и практической ценности полученных
результатов;
• обоснование перспектив дальнейшего использования и необходимости проработки выявленных в работе проблем.
В список использованных источников вносят все литературные источники, правовые и нормативные документы, на которые сделаны ссылки
в тексте.
150
2. Графические приложения
2. ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ
В качестве графических приложений должны быть представлены: геологическая карта месторождения масштаба 1:5 000, условные обозначения
к ней, стратиграфическая колонка и два поперечных геологических разреза.
Все они монтируются на одном стандартном листе ватмана по схеме
(рис. 3.1) и вычерчиваются черной гелевой ручкой или на компьютере.
Рис. 3.1. Схема расположения графики
Оформление графических приложений предусматривает обязательное
наличие в правом нижнем углу листа ватмана стандартного штампа и общей
рамки по всему периметру листа.
151
Раздел 3. Курсовая работа
3. ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
Студент выполняет курсовую работу по заданию, которое предлагает
преподаватель, или используя свои материалы, обеспечивающие подсчет запасов.
3.1. Месторождение «Новое»
Варианты параметров кондиций и геологических заданий к курсовой
работе устанавливаются преподавателем для каждого студента индивидуально. Их номера указываются в конце раздела «Введение» вслед за перечнем
основных геологических задач, которые следует решить при выполнении
курсовой работы.
3.1.1. Геологическая карта
Дана геологическая карта месторождения «Новое» (рис. 3.2).
3.1.2. Варианты заданий
Каждому студенту выдается один из следующих вариантов задания.
1. Построить геологические разрезы по разведочным линиям 2 и 4,
стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом геологических блоков.
2. Построить геологические разрезы по разведочным линиям 6 и 8,
стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом геологических блоков.
3. Построить геологические разрезы по разведочным линиям 8 и 10,
стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом разрезов в блоке между этими разрезами.
4. Построить геологические разрезы по разведочным линиям 4 и 6,
стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом четырехугольников в блоках между этими
разрезами.
5. Построить геологические разрезы по разведочным линиям, включающим скважины 5, 10, 15, 19 и 2, 6, 11, 16, 22, стратиграфическую колонку
к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом разрезов в блоке между этими разрезами.
152
3. Задания к курсовой работе
Рис. 3.2. Геологическая карта месторождения «Новое». Масштаб 1:5 000: 1 – четвертичные отложения. Аллювиальные пески, галечники, глины и суглинки; 2 – алтайская свита раннего карбона. Туфы, туфопесчаники, туфоконгломераты; 3 – бейская
свита позднего девона. Органогенные известняки с прослоями тонкозернистых песчаников; 4 – сарагашская свита среднего девона. Красноцветные косослоистые среднезернистые песчаники; 5 – ивановская свита раннего кембрия. Зеленовато-серые
диабазы с линзами сланцев и мраморизованных известняков; 6 – хакасский гранитоидный комплекс. Лейкократовые мелкозернистые граниты; 7 – таежный диоритгранодиоритовый комплекс. Среднезернистые диориты биотит-роговообманковые;
8 – рыхлые отложения; 9 – известняки мраморизованные; 10 – известняки органогенные; 11 – сланцы; 12 – диабазы; 13 – граниты; 14 – диориты; 15 – кварцевые жилы; 16 – разрывные нарушения; 17 – элементы залегания слоистых толщ, жил и разрывных нарушений; 18 – пройденные канавы (1) и шурфы (2); 19 – контуры запасов
категорий: а – С1; б – С2
153
Раздел 3. Курсовая работа
6. Построить геологические разрезы по линиям скважин 2, 6, 11, 16, 22
и 7, 12, 17, 20, стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена в блоке, ограниченном этими разрезами, методом четырехугольников.
7. Построить геологические разрезы по линиям скважин 3, 7, 11, 15 и 6,
10, 14, стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения
и подсчитать запасы молибдена методом разрезов между этими разрезами.
8. Построить геологические разрезы по линиям скважин 4, 10, 16, 20
и 1, 5, 11, 17, стратиграфическую колонку к геологической карте месторождения и подсчитать запасы молибдена методом геологических блоков.
3.1.3. Геологическая документация скважин
Скважина 1.
Разведочная линия 2, глубина 204 м, абсолютная отметка устья 640 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные образования: глина, суглинок, обломки среднезернистых красноцветных песчаников.
Интервал 2,00–20,00 м. Песчаники среднезернистые красноцветные,
косослоистые.
Интервал 20,00–180,00 м. Диабазы зеленовато-серые массивные. По
всему интервалу отмечаются кварцевые прожилки с молибденитом, пиритом
и халькопиритом.
Интервал 180,00–204,00 м. Граниты лейкократовые мелкозернистые,
массивные.
Скважина 2.
Разведочная линия 2, глубина 199 м, абсолютная отметка устья 638 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные образования: глина, суглинок, обломки органогенных массивных известняков, редкие обломки серых тонкозернистых песчаников.
Интервал 2,00–12,00 м. Известняки светло-серые массивные органогенные. Слоистость ориентирована под углом 3–5о к оси керна.
Интервал 12,00–30,00 м. Песчаники среднезернистые красноцветные,
косослоистые.
Интервал 30,00–189,00 м. Диабазы зеленовато-серые массивные. По
всему интервалу отмечаются кварцевые прожилки с молибденитом, пиритом
и халькопиритом.
Интервал 189,00–199,00 м. Граниты лейкократовые мелкозернистые,
массивные.
Скважина 3.
Разведочная линия 2, глубина 180 м, абсолютная отметка устья 645 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные образования: глина, суглинок, обломки среднезернистых красноцветных косослоистых песчаников.
154
3. Задания к курсовой работе
Интервал 2,00–20,00 м. Песчаники среднезернистые красноцветные
косослоистые.
Интервал 20,00–180,00 м. Диабазы зеленовато-серые мелкозернистые
массивные.
Скважина 4.
Разведочная линия 4, глубина 234 м, абсолютная отметка устья 620 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые отложения: супесь, щебень выветрелых
диабазов.
Интервал 2,00–204,00 м. Диабазы темно-зеленые, зеленовато-серые
мелкозернистые полосчатые. По всему интервалу наблюдается редкая сеть
кварцевых прожилков с кальцитом, молибденитом, пиритом и флюоритом.
В интервале 110,00–112,00 м – линза мраморизованных известняков.
Интервал 204,00–234,00 м. Граниты лейкократовые мелкозернистые.
Скважина 5.
Разведочная линия 4, глубина 213 м, абсолютная отметка устья 615 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые отложения: супесь, глина, неокатанные
обломки диабазов.
Интервал 2,00–150,00 м. Диабазы мелкозернистые полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 25о к оси керна. По всему интервалу отмечаются прожилки кварца с кальцитом, молибденитом, пиритом и флюоритом.
Интервал 150,00–160,00 м. Сланцы темно-зеленые биотитовые. Сланцеватость ориентирована под углом 25о к оси керна.
Интервал 160,00–208,00 м. Диабазы, аналогичные интервалу 2,00–
150,00 м.
Интервал 208,00–213,00 м. Граниты розовые мелкозернистые.
Скважина 6.
Разведочная линия 4, глубина 186 м, абсолютная отметка устья 643 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые отложения: супесь, глина, щебень диабазов, реже обломки сланцев и мраморизованных известняков.
Интервал 2,00–100,00 м. Диабазы зеленовато-серые мелкозернистые
полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 30о к оси керна. Начиная с глубины 40,00 м, отмечаются прожилки кварца с молибденитом.
Интервал 100,00–110,00 м. Сланцы темно-зеленые биотитовые. Сланцеватость ориентирована под углом 30о к оси керна.
Интервал 110,00–186,00 м. Граниты розовые мелкозернистые.
Скважина 7.
Разведочная линия 4, глубина 219 м, абсолютная отметка устья 620 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые отложения: глина, суглинок, супесь,
щебень диабазов, реже слабо окатанные обломки биотитовых сланцев и мраморизованных известняков.
Интервал 2,00–211,00 м. Диабазы с кварцевыми прожилками, содержащими молибденит.
155
Раздел 3. Курсовая работа
Интервал 211,00–219,00 м. Граниты розовые мелкозернистые биотитмусковитовые.
Скважина 8.
Разведочная линия 4, глубина 217 м, абсолютная отметка устья 630 м.
Интервал 0,00–10,00 м. Четвертичные отложения: песок, глина, супесь,
щебень диабазов, красноцветных песчаников, туфов и органогенных известняков.
Интервал 10,00–217,00 м. Диабазы. До глубины 200,00 м отмечаются
прожилки кварца с молибденитом.
Скважина 9.
Разведочная линия 6, глубина 207 м, абсолютная отметка устья 690 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, супесь, щебень выветрелых диабазов.
Интервал 2,00–168,00 м. Диабазы серые мелкозернистые полосчатые
и массивные. Полосчатость ориентирована под углом 20º к оси керна. В интервале 90,00–150,00 м отмечаются кварцевые прожилки с молибденитом
и халькопиритом.
Интервал 168,00–207,00 м. Граниты мелкозернистые лейкократовые.
Скважина 10.
Разведочная линия 6, глубина 214 м, абсолютная отметка устья 675 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, супесь, щебень выветрелых диабазов.
Интервал 2,00–184,00 м. Диабазы зеленовато-серые мелкозернистые,
полосчатые и массивные. Полосчатость ориентирована под углом 25º к оси
керна. По всему интервалу отмечаются кварцевые прожилки с молибденитом, халькопиритом и кальцитом. В интервале 20,00–25,00 м – зона разлома.
Интервал 184,00–194,00 м. Известняки мраморизованные.
Интервал 194,00–214,00 м. Граниты мелкозернистые.
Скважина 11.
Разведочная линия 6, глубина 214 м, абсолютная отметка устья 690 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: почвеннорастительный слой, глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–120,00 м. Диабазы полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 25о к оси керна. По всему интервалу наблюдается густая
сеть тонких кварцевых прожилков с молибденитом и пиритом.
Интервал 120,00–130,00 м. Известняки мраморизованные.
Интервал 130,00–200,00 м. Диабазы мелкозернистые массивные. В них
отмечается большое количество кварцевых прожилков с молибденитом
и халькопиритом.
Интервал 200,00–214,00 м. Граниты мелкозернистые.
Скважина 12.
Разведочная линия 6, глубина 201 м, абсолютная отметка устья 688 м.
156
3. Задания к курсовой работе
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–130,00 м. Диабазы массивные и полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 25º к оси керна. В них отмечаются прожилки
кварца с молибденитом и халькопиритом.
Интервал 130,00–132,00 м. Зона разлома.
Интервал 132,00–150,00 м. Сланцы. Ориентировка сланцеватости к оси
керна 25о.
Интервал 150,00–180,00 м. Диабазы с прожилками молибденита и пирита.
Интервал 180,00 – 201,00 м. Граниты лейкократовые.
Скважина 13.
Разведочная линия 6, глубина 201 м, абсолютная отметка устья 680 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–103,00 м. Диабазы полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 30о к оси керна. По всему интервалу отмечаются прожилки
кварца с молибденитом и халькопиритом. В интервале 20,00–24,00 м проходит зона разлома.
Интервал 103,00–115,00 м. Сланцы с ориентировкой сланцеватости
под углом 30о к оси керна.
Интервал 115,00–160,00 м. Диабазы.
Интервал 160,00–201,00 м. Граниты лейкократовые мелкозернистые.
Скважина 14.
Разведочная линия 8, глубина 220 м, абсолютная отметка устья 694 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиально-делювиальные отложения:
глина, суглинок, щебень диабазов, сланцев и кварца.
Интервал 2,00–170,00 м. Диабазы мелкозернистые полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 30о к оси керна. До глубины 140 м отмечаются прожилки кварца с молибденитом, халькопиритом и пиритом.
Интервал 170,00–220,00 м. Граниты мелкозернистые.
Скважина 15.
Разведочная линия 8, глубина 219 м, абсолютная отметка устья 715 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–110,00 м. Диабазы полосчатые с ориентировкой полосчатости под углом 30о к оси керна. По всему интервалу отмечаются прожилки кварца с молибденитом, пиритом и халькопиритом.
Интервал 110,00–125,00 м. Сланцы биотитовые.
Интервал 125,00–219,00 м. Диабазы, аналогичные интервалу 2,00–
110,00 м.
Скважина 16.
Разведочная линия 8, глубина 232 м, абсолютная отметка устья 735 м.
157
Раздел 3. Курсовая работа
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–70,00 м. Диабазы полосчатые. Полосчатость ориентирована под углом 20о к оси керна. По всему интервалу отмечаются прожилки
кварца с молибденитом и халькопиритом.
Интервал 70,00–85,00 м. Сланцы биотитовые. Сланцеватость ориентирована под углом 25о к оси керна. В интервале 73,00–76,00 м проходит зона
разрывного нарушения.
Интервал 85,00–220,00 м. Диабазы, аналогичные интервалу 2,00–70,00 м.
Интервал 220,00–232,00 м. Граниты лейкократовые.
Скважина 17.
Разведочная линия 8, глубина 214 м, абсолютная отметка устья 710 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень диабазов.
Интервал 2,00–92,00 м. Диабазы полосчатые мелкозернистые. Полосчатость ориентирована под углом 25о к оси керна. По всему интервалу отмечаются прожилки кварца с молибденитом и пиритом.
Интервал 92,00–110,00 м. Мраморизованные известняки.
Интервал 110,00–166,00 м. Диабазы, аналогичные интервалу 2,00–92,00 м.
Интервал 166,00–182,00 м. Сланцы биотитовые.
Интервал 182,00–214,00 м. Диориты биотит-роговообманковые.
Скважина 18.
Разведочная линия 8, глубина 200 м, абсолютная отметка устья 695 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок.
Интервал 2,00–10,00 м. Туфы и туфопесчаники красноцветные.
Интервал 10,00–180,00 м. Диабазы полосчатые мелкозернистые. Полосчатость ориентирована под углом 40о к оси керна. В интервале 80,00–
82,00 м проходит зона разрывного нарушения.
Интервал 180,00–190,00 м. Сланцы биотитовые.
Интервал 190,00–196,00 м. Мраморизованные известняки.
Интервал 196,00–200,00 м. Диориты биотит-роговообманковые.
Скважина 19.
Разведочная линия 10, глубина 198 м, абсолютная отметка устья 739 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, суглинок, щебень выветрелых диабазов.
Интервал 2,00–168,00 м. Диабазы мелкозернистые массивные. По
всему интервалу отмечаются прожилки кварца с флюоритом, молибденитом,
кальцитом и пиритом.
Интервал 168,00–182,00 м. Сланцы. Ориентировка сланцеватости к оси
керна 15º.
Интервал 182,00–198,00 м. Диабазы зеленовато-серые мелкозернистые
массивные.
158
3. Задания к курсовой работе
Скважина 20.
Разведочная линия 10, глубина 200 м, абсолютная отметка устья 725 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, супесь,
неокатанные обломки выветрелых диабазов.
Интервал 2,00–140,00 м. Диабазы мелкозернистые массивные. По
всему интервалу отмечаются прожилки кварца с флюоритом, молибденитом,
кальцитом и пиритом.
Интервал 140,00–154,00 м. Сланцы с ориентировкой сланцеватости 15º
к оси керна.
Интервал 154,00–200,00 м. Диабазы мелкозернистые массивные.
Скважина 21.
Разведочная линия 10, глубина 186 м, абсолютная отметка устья 720 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, супесь,
неокатанные и слабо окатанные обломки красноцветных туфов и туфопесчаников.
Интервал 2,00–14,00 м. Красноцветные туфы и туфопесчаники.
Интервал 14,00–73,00 м. Диабазы массивные.
Интервал 73,00–186,00 м. Диориты биотит-роговообманковые.
Скважина 22.
Разведочная линия 10, глубина 204 м, абсолютная отметка устья 755 м.
Интервал 0,00–2,00 м. Рыхлые элювиальные отложения: глина, щебень
диабазов.
Интервал 2,00–180,00 м. Диабазы массивные с кальцитом, флюоритом,
молибденитом и пиритом.
Интервал 180,00–194,00 м. Сланцы темно-зеленые.
Интервал 194,00–204,00 м. Диабазы мелкозернистые массивные.
3.1.4. Результаты опробования керна скважин
Результаты опробования керна скважин оформляют в виде табл. 3.1.
Таблица 3.1
2
Содержание
металла
25
7
10
12
Длина
пробы. м
2
2
2
2
Содержание
металла
Содержание
металла
40
41
47
35
Длина
пробы, м
Длина
пробы, м
2
2
2
2
Содержание
металла
Содержание
металла
3
3
3
3
Длина
пробы, м
Длина
пробы, м
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла*
1
Длина
пробы, м
№ скважины
Журнал результатов опробования керна скважин
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
58
32
45
70
4
4
4
2
26
37
27
17
159
Раздел 3. Курсовая работа
160
4
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
33
24
53
34
33
31
55
55
31
32
39
115
67
33
54
46
19
64
58
103
3
2
4
5
3
1
2
9
15
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
3
1
2
2
2
25
40
37
21
31
31
31
38
20
12
18
23
28
37
21
10
18
12
22
22
15
18
15
24
21
21
18
48
23
37
20
6
10
49
4
16
12
20
8
14
40
Содержание
металла
8
7
5
6
13
6
8
10
11
9
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Длина
пробы. м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
3
3
3
3
3
3
3
4
4
8
21
14
18
16
9
25
15
17
13
25
13
11
7
15
7
6
5
5
3
6
6
7
8
3
6
12
20
13
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
29
37
26
25
35
28
35
38
21
34
34
32
17
18
16
16
14
18
33
35
32
17
15
16
20
22
15
16
17
21
Длина
пробы, м
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
3
3
3
3
3
3
20
25
17
24
43
15
34
40
22
60
24
14
25
30
38
60
30
20
17
25
28
78
24
39
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
3
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
26
32
31
49
23
29
14
15
19
19
18
12
22
19
23
12
19
17
8
7
6
6
7
5
4
3
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
7
7
7
11
4
2
3
1
2
1
3. Задания к курсовой работе
2
2
2
2
2
1
1
1
14
26
25
24
16
10
17
20
6
3
10
8
3
1
5
11
4
20
9
28
18
15
35
14
12
13
26
23
25
17
54
35
45
20
24
222
14
20
22
24
15
5
7
5
4
3
4
6
14
14
2
2
2
1
3
2
5
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
44
32
25
24
20
15
56
24
17
18
27
22
28
14
15
14
33
21
16
12
17
13
15
14
20
14
8
15
55
12
12
10
13
48
28
31
42
25
47
18
47
Содержание
металла
38
33
32
49
52
47
61
36
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
4
4
2
2
Длина
пробы. м
2
2
2
2
2
2
2
4
Содержание
металла
1
1
4
5
4
14
12
10
Длина
пробы, м
2
2
2
2
4
4
4
2
Содержание
металла
8
6
7
4
4
5
8
6
15
10
9
3
9
2
2
15
16
16
20
10
16
8
8
36
33
14
19
16
8
17
19
3
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
4
10
2
8
6
7
6
5
10
6
12
10
5
6
9
8
7
4
9
5
6
12
12
6
4
6
7
5
5
6
9
13
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
5
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
1
2
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
7
10
11
3
2
1
5
161
Раздел 3. Курсовая работа
162
8
7
9
7
8
10
10
23
11
7
16
29
14
30
24
32
48
27
49
30
35
27
136
21
69
72
40
33
32
35
34
30
28
21
63
31
3
4
5
15
5
7
2
2
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
1
1
1
1
2
4
2
2
2
2
2
48
48
41
21
50
22
20
23
21
14
16
22
20
16
19
31
12
14
13
16
15
12
29
16
10
13
12
5
3
5
7
3
2
1
2
61
26
31
22
10
40
Содержание
металла
22
19
23
12
19
17
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
1
4
2
2
2
2
4
4
4
2
2
Длина
пробы. м
2
2
2
1
1
1
Содержание
металла
10
9
8
3
2
2
Длина
пробы, м
1
1
1
1
1
1
Содержание
металла
42
37
43
56
46
45
45
30
45
25
23
25
22
22
33
30
31
30
29
23
27
22
23
10
28
25
25
16
20
20
12
12
13
19
13
31
31
31
38
20
12
Длина
пробы, м
4
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
7
9
9
24
44
9
10
13
27
29
21
41
26
43
24
30
32
47
88
91
50
63
63
75
70
70
26
49
49
63
39
30
28
51
30
3
7
9
6
4
2
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
4
4
4
4
4
4
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
7
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
1
2
1
1
1
1
6
7
8
11
7
9
2
2
2
2
1
1
9
14
1
1
2
4
3. Задания к курсовой работе
10
4
8
5
5
5
17
18
55
50
8
15
16
25
33
22
22
60
30
38
35
35
36
35
30
40
43
38
62
31
80
58
59
33
20
30
22
38
5
4
4
10
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
4
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
34
13
16
17
18
16
22
10
11
23
20
21
24
28
47
25
21
13
30
18
25
24
30
10
10
13
13
10
14
5
7
4
4
3
8
7
11
61
47
39
140
Содержание
металла
9
11
13
1
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
2
Длина
пробы. м
2
2
2
2
Содержание
металла
8
7
6
6
7
5
4
3
Длина
пробы, м
1
1
1
1
1
1
1
1
Содержание
металла
18
23
28
37
21
10
18
12
22
22
15
18
15
24
21
21
18
48
23
37
20
26
37
27
17
26
32
31
49
23
29
14
15
19
19
18
12
12
11
35
23
Длина
пробы, м
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
75
44
25
15
26
29
49
21
95
50
44
40
45
25
35
28
38
38
80
39
115
67
33
54
46
19
64
58
103
58
32
45
70
25
40
37
21
2
19
5
4
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
1
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
9
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
1
2
2
2
2
1
1
2
6
8
3
3
2
2
1
2
2
2
2
2
16
3
7
4
163
Раздел 3. Курсовая работа
164
9
14
9
8
10
6
15
21
33
56
42
74
30
43
30
55
27
150
49
54
82
26
42
36
41
10
43
45
43
52
50
50
34
40
67
42
49
46
49
65
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
3
2
2
2
2
2
3
4
2
2
2
2
2
2
2
1
2
3
2
2
2
2
2
2
49
43
41
52
53
30
38
140
66
47
53
36
89
111
75
42
57
55
51
45
19
48
4
19
140
22
36
40
8
41
35
37
32
18
112
26
9
7
17
10
Содержание
металла
Содержание
металла
2
2
2
2
2
1
3
2
2
2
2
1
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы. м
Длина
пробы, м
5
6
4
3
Содержание
металла
2
2
2
2
Длина
пробы, м
25
6
13
28
21
15
35
25
30
35
25
30
35
18
55
25
35
17
18
19
11
10
10
11
22
6
8
5
4
4
3
1
2
8
7
4
15
1
2
7
№ скважины
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
3
2
2
2
2
3
1
1
2
2
Содержание
металла
Содержание
металла
9
6
7
5
6
6
6
7
5
6
15
18
8
10
10
10
3
20
12
24
31
15
20
40
17
11
9
6
14
7
5
14
8
10
10
20
15
42
25
38
Длина
пробы, м
Длина
пробы, м
3
1
2
2
2
2
4
21
3
2
2
2
4
3
1
2
2
1
5
2
2
2
2
2
1
2
4
2
2
2
1
3
3
3
3
2
2
2
2
Содержание
металла*
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
3
1
5
8
3
1
3. Задания к курсовой работе
3
5
4
7
9
15
47
46
131
75
114
85
111
124
94
77
85
63
55
86
83
73
72
82
41
108
65
71
260
113
77
70
29
46
60
65
115
124
70
78
67
46
35
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
145
89
58
205
78
60
78
52
93
62
78
69
63
87
61
50
58
73
74
51
63
58
59
37
50
50
54
13
30
59
55
35
40
31
26
32
35
34
37
21
22
26
12
Содержание
металла
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы. м
12
Содержание
металла
16
54
34
40
33
33
31
27
30
36
18
12
7
2
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
60
38
86
30
25
90
93
112
136
58
210
50
69
43
32
64
40
26
56
15
50
25
66
53
44
57
210
55
52
26
14
52
65
22
23
36
36
40
37
47
29
29
31
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
1
1
1
4
2
2
2
2
4
4
4
1
1
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
№ скважины
Содержание
металла
4
4
4
2
4
5
1
12
7
18
18
17
6
11
8
9
16
18
19
20
16
31
31
31
37
98
43
70
78
66
31
105
75
48
26
17
26
68
32
49
70
70
150
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
1
3
2
2
4
2
2
1
2
2
2
3
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
1
1
1
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
11
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
16
18
11
12
8
5
10
11
11
8
9
6
19
3
165
Раздел 3. Курсовая работа
166
5
7
4
7
8
19
10
5
4
10
5
1
9
4
8
12
14
7
7
18
8
6
3
11
13
9
13
8
10
5
2
4
6
9
19
38
34
44
71
39
23
20
19
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
14
9
39
34
9
8
15
6
9
20
16
7
6
7
17
7
7
6
5
5
5
3
3
3
8
6
5
4
3
4
9
4
3
1
7
90
3
16
2
5
9
7
11
Содержание
металла
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
Длина
пробы. м
14
Содержание
металла
6
1
2
3
7
3
2
1
2
7
8
4
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
Содержание
металла
9
11
16
2
5
4
5
6
7
9
15
17
3
9
11
12
10
4
7
6
5
3
1
2
2
5
7
64
16
16
7
3
6
8
19
4
1
2
100
13
7
6
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
3
3
2
7
5
15
51
32
14
17
140
76
15
10
2
4
3
1
5
40
91
78
38
17
47
14
58
69
31
37
58
17
19
56
78
20
10
9
8
13
11
7
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
13
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
17
19
3
6
1
2
5
44
7
88
12
13
2
2
3. Задания к курсовой работе
4
3
3
3
4
7
11
26
32
19
18
24
20
16
23
19
16
26
18
11
18
14
21
25
21
25
21
12
22
28
14
49
47
49
28
16
30
112
33
27
30
39
23
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
44
24
15
20
14
45
23
23
23
23
50
23
39
27
9
64
20
15
200
48
83
210
65
84
38
52
79
50
94
28
33
30
35
41
89
30
13
17
14
25
32
26
17
Содержание
металла
2
2
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы. м
16
Содержание
металла
9
17
11
12
22
27
17
19
18
16
8
21
28
2
Длина
пробы, м
2
2
2
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
Содержание
металла
15
20
16
17
15
13
9
6
11
6
10
17
4
16
4
6
4
3
4
19
8
8
8
10
16
2
2
8
12
4
8
6
14
10
45
5
3
2
30
16
39
3
18
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
7
6
8
13
8
58
27
25
46
23
37
42
44
44
43
42
34
36
95
28
53
22
39
47
45
23
59
20
33
34
28
78
34
25
18
17
57
23
17
17
14
13
18
Содержание
металла
Длина
пробы, м
4
4
4
4
4
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
15
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
4
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
50
45
53
21
25
17
13
16
25
60
12
3
4
8
167
Раздел 3. Курсовая работа
168
6
14
8
9
11
18
13
21
9
6
5
14
17
3
7
9
14
16
21
13
4
9
18
43
50
31
35
23
51
80
27
58
25
7
37
13
6
3
4
51
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
1
2
1
13
3
2
3
4
1
1
1
2
11
1
1
1
3
2
1
2
2
4
3
1
7
5
8
11
2
1
1
1
4
7
2
2
1
1
1
1
1
2
Содержание
металла
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы. м
18
Содержание
металла
4
15
3
2
2
3
7
2
1
3
4
5
4
1
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
114
43
45
38
28
43
45
46
34
32
31
30
19
3
9
13
12
6
9
10
15
17
20
17
11
7
13
33
11
22
12
27
14
14
35
10
7
14
15
9
3
3
9
Длина
пробы, м
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
3
7
5
6
4
2
2
2
14
2
2
2
5
9
67
63
41
20
28
39
28
49
24
13
46
51
33
46
49
62
27
44
30
45
36
60
23
40
31
36
34
39
25
Содержание
металла
Длина
пробы, м
4
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
17
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
1
5
7
2
2
1
1
1
3
2
1
3. Задания к курсовой работе
4
4
4
4
4
4
4
4
4
13
14
11
29
12
13
11
12
11
11
13
48
11
12
8
10
5
10
9
8
8
8
12
19
7
9
5
4
12
7
11
6
2
18
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
3
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
3
4
1
2
3
4
6
2
1
1
2
2
3
2
6
9
5
4
2
4
4
1
1
2
1
2
2
2
3
4
4
3
6
3
4
4
3
2
2
2
1
2
1
Содержание
металла
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
1
1
1
2
2
3
1
1
1
1
1
Длина
пробы. м
20
Содержание
металла
5
3
5
7
2
11
13
12
1
1
4
2
3
2
Длина
пробы, м
2
2
2
2
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
9
12
7
7
3
1
1
7
9
5
9
9
14
14
3
2
2
1
1
8
9
4
4
1
1
2
2
4
4
5
7
4
2
2
4
4
5
7
4
2
10
9
2
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
3
2
2
4
1
1
1
1
№ скважины
Содержание
металла
1
2
5
4
3
7
15
12
30
37
61
64
145
154
71
128
70
24
78
31
42
51
27
23
14
4
7
85
13
3
9
8
8
12
12
5
26
7
2
11
3
12
13
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
1
4
2
2
1
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
19
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
4
2
4
5
9
6
2
3
2
2
3
1
2
169
Раздел 3. Курсовая работа
*Содержание металла – молибден, n · 10–3 %.
170
4
4
3
3
12
8
9
5
12
12
14
28
18
23
17
13
13
34
12
32
40
24
35
50
19
165
165
42
47
62
67
66
83
87
66
52
74
25
36
105
79
89
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
57
60
45
118
46
17
14
3
4
28
12
7
13
15
16
19
21
15
19
18
7
4
6
2
8
4
6
4
9
11
13
7
8
4
3
2
5
1
1
3
3
7
Содержание
металла
2
2
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
2
8
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Длина
пробы. м
22
Содержание
металла
2
1
1
4
2
4
5
9
6
2
3
2
2
3
1
2
Длина
пробы, м
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Содержание
металла
18
3
4
1
2
3
4
6
2
1
1
2
2
3
2
6
9
5
4
2
4
4
1
1
2
1
2
2
2
3
4
4
3
6
3
4
4
3
2
2
2
1
Длина
пробы, м
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
2
2
3
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
2
2
2
№ скважины
Содержание
металла
4
4
4
4
4
4
4
4
4
13
14
11
29
12
13
11
12
11
11
13
48
11
12
8
10
5
10
9
8
8
8
12
19
7
9
5
4
12
7
11
6
2
Содержание
металла
Длина
пробы, м
2
2
1
1
1
2
2
1
1
1
2
3
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
4
1
1
1
2
2
3
1
1
1
1
Длина
пробы, м
Содержание
металла*
21
Длина
пробы, м
№ скважины
Продолжение табл. 3.1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
9
11
1
44
5
18
3
1
2
3
2
1
1
2
2
1
3. Задания к курсовой работе
3.1.5. Варианты параметров кондиций
Для оконтуривания рудных тел и подсчета запасов приняты следующие
варианты параметров кондиций (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Варианты параметров кондиций
Параметры кондиций
–3
Бортовое содержание Сборт., n · 10 , %
Минимально промышленное содержание Сmin, n · 10–3, %
Минимальная мощность рудного тела
mmin, м
Максимальная мощность пропластков
пустых пород или некондиционных
руд mmax, м
1
10
2
15
3
20
Номер варианта
4
5
6
7
25 30 35 40
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
2
2
3
4
5
6
3
4
3
4
2
2
2
2
3
4
3
4
5
5
8
45
9
50
10
55
3.2. Норильское месторождение
В качестве задания для курсовой работы можно использовать лабораторную работу 4.
3.3. Медно-порфировое месторождение
3.3.1. Геологическая карта и геологические разрезы
Даны геологическая карта медно-порфирового оруденения (рис. 3.3)
и к ней геологические разрезы (рис. 3.4–3.7).
3.3.2. Результаты опробования керна скважин
Результаты анализов проб медно-порфировых руд даны в табл. 3.3.
171
Рис. 3.3. Геологоразведочный план медно-порфирового месторождения: 1 – кварцевые порфиры; 2 – сиенито-диориты; 3 –
гидротермально-метасоматически измененные (окварцованные, серицитизированные, калишпатизированные) сиенитодиориты; 4 – разрывные тектонические нарушения; 5 – контур штокверка; 6 – подзона выщелачивания; 7 – подзона цементации; 8 – брекчия рудная; 9 – скважина на плане (а) и на разрезе (б); 10 – канава на плане (а) и на разрезе (б); 11 – интервал
вскрытых канавой (а) лимонитизированных пород с содержанием золота выше 0,5 г/т
Рис. 3.4. Геологический разрез по РЛ-9 (условные обозначения – см. рис. 3.3)
Рис. 3.5. Геологический разрез по РЛ-13 (условные обозначения – см. рис. 3.3)
Рис. 3.6. Геологический разрез по РЛ-17 (условные обозначения – см. рис. 3.3)
Рис. 3.7. Геологический разрез по РЛ-21 (условные обозначения – см. рис. 3.3)
3. Задания к курсовой работе
Таблица 3.3
Средние содержания полезных компонентов
в пределах рудных интервалов
№
скважины
1
2
3
63
64
65
Рудный
интервал
24–39
39–71
80–162
182–247
265–296
330–385
25–40
40–75
93–118
132–168
179–235
251–286
303–320
24–34
34–75
89–114
132–161
176–214
250–275
288–314
334–369
35–76
91–127
152–208
232–287
305,2–
372,1
26–40
40–75
92–171
191–241
279–357
371–486.3
26–37
37–127
160–200
271–358
373–430
445,3–
529,9
1,21
0,47
0,50
0,61
0,46
0,38
2,11
0,45
0,61
0,74
0,92
1,02
0,47
1,18
0,43
0,52
0,64
0,81
0,76
0,53
0,42
0,45
0,51
0,65
0,70
0,43
Mo,
%
0,04
0,009
0,01
0,02
0,01
0,07
0,07
0,009
0,02
0,02
0,02
0,03
0,008
0,02
0,008
0,004
0,009
0,012
0,01
0,003
0,006
0,007
0,008
0,009
0,01
0,006
1,68
0,63
0,87
1,01
1,02
0,49
2,08
3,71
1,71
1,33
0,93
0,55
0,12
0,01
0,012
0,015
0,015
0,008
0,03
0,05
0,02
0,02
0,013
0,008
Cu, %
Среднее содержание компонентов
Re,
Au,
Ag,
Se, г/т Te, г/т Bi, г/т
г/т
г/т
г/т
40
1,8
20
51
13
57
9
0,8
9
53
14
64
10
0,7
8
51
17
64
20
0,9
10
62
17
70
10
0,7
8
7
18
82
7
0,9
6
70
21
99
70
3,2
35
53
13
55
9
0,7
8
50
14
64
20
0,9
10
51
13
73
20
1,0
12
57
15
81
20
1,3
15
63
16
84
30
1,5
17
68
17
86
8
0,7
8
62
19
92
20
1,8
21
54
12
55
8
0,7
8
59
14
58
4
0,8
9
68
14
60
9
0,9
10
62
16
62
12
1,2
13
70
17
64
10
1,1
12
72
19
71
8
0,7
9
74
20
83
6
0,6
7
79
22
98
7
0,6
7
51
12
56
8
0,7
8
59
15
59
9
0,9
10
67
17
64
10
1,0
12
63
19
79
6
0,9
7
68
23
97
120
10
12
15
15
8
30
50
20
20
13
8
2,4
0,9
1,2
1,5
1,6
0,8
3,1
6,5
2,5
1,8
1,4
0,7
26
11
14
17
18
10
35
70
27
21
16
8
52
59
82
78
79
85
54
67
70
81
83
84
13
15
17
21
23
26
12
17
18
20
23
27
55
59
64
87
101
113
63
68
89
107
99
115
177
Раздел 3. Курсовая работа
Продолжение табл. 3.3
№
скважины
66
67
68
69
12
13
14
178
Рудный
интервал
20–30
30–66
87–158
218–302
334–383
417–
510,2
22–35
35–53
73–123
155–203
238–313
324,2–387
423–469
20–29
29–62
82–126
148–192
230–282
302–362
15–27
27–85
104–161
179–243
59–133
158–200
220–249
235–310
20–26
29–79
95–170
191–271
290–340
349–360
372–419
25–35
35–64
94–141
177–249
278–317
348–432
429,1–
437,7
478–526
Среднее содержание компонентов
Re,
Au,
Ag,
Se, г/т Te, г/т Bi, г/т
г/т
г/т
г/т
40
4,2
44
55
13
55
15
1,4
14
62
16
63
50
2,7
29
69
15
75
50
3,9
40
77
19
88
20
2,9
30
81
26
98
10
1,2
14
85
27
115
2,73
0,91
1,91
2,01
1,93
0,71
Mo,
%
0,04
0,015
0,05
0,05
0,02
0,01
2,41
0,72
0,80
1,31
1,83
1,01
0,58
1,93
0,61
0,82
1,01
1,23
0,61
1,71
0,54
0,51
0,68
0,72
0,83
0,70
0,46
1,81
0,61
0,79
0,95
0,90
0,76
0,62
2,61
0,71
0,88
1,10
1,12
0,81
0,71
0,02
0,01
0,01
0,02
0,02
0,01
0,007
0,03
0,009
0,01
0,01
0,01
0,009
0,02
0,006
0,007
0,009
0,009
0,009
0,008
0,007
0,09
0,009
0,01
0,01
0,01
0,009
0,009
0,03
0,009
0,009
0,015
0,016
0,009
0,008
20
10
10
20
20
10
7
30
9
10
10
10
9
20
6
7
9
9
9
8
7
30
9
10
10
10
9
9
30
9
9
15
16
9
8
3,6
1,1
1,2
2,1
2,7
1,5
0,8
3,1
0,9
1,3
1,5
1,8
0,9
2,6
0,7
0,8
0,5
1,2
1,3
1,2
0,7
2,9
0,9
1,2
1,5
1.4
1,2
0,9
3,9
1,2
1,4
1,7
1,7
1,2
1,1
38
13
14
24
31
17
9
34
10
15
17
21
10
29
8
8
10
14
15
13
9
33
11
14
17
16
14
10
41
14
16
19
20
14
13
56
37
63
74
80
79
81
52
50
56
57
76
81
54
63
65
9
54
55
70
71
51
57
69
67
72
74
81
51
58
65
69
77
85
84
12
14
16
15
18
21
27
12
14
13
15
17
21
12
14
17
18
12
13
16
19
13
12
15
16
17
18
24
23
13
15
17
19
20
22
57
63
67
70
98
101
111
55
63
69
70
71
97
58
61
72
84
59
67
73
88
57
62
67
73
92
99
106
57
63
67
73
74
101
107
0,42
0,006
6
0,6
7
85
27
115
Cu, %
3. Задания к курсовой работе
Окончание табл. 3.3
№
скважины
15
16
17
18
21
10
20
Рудный
интервал
Cu, %
17–44
44–110
130–220
266–340
365–400
424–456
464–471
484,2–505
39–54
54–167
204–310
346–410
422–436
35–57
57–156
190–280
303-350
40–58
68–142
162–213
28–45
45–84
98–145
183–242
293–345
27–47
47–101
114–161
179–249
273–294
340–369
26–39
39–71
85–115
146–187
203–246
3,31
0,73
0,93
1,21
0,73
0,61
0,45
0,41
2,91
3,68
1,12
0,62
0,36
2,41
0,52
0,86
0,41
1,81
0,41
0,74
1,41
0,33
0,57
0,61
0,41
2,19
0,43
0,52
0,72
1,03
0,43
1,03
0,32
0,43
0,51
0,37
Mo,
%
0,05
0,01
0,01
0,02
0,01
0,009
0,006
0,006
0,05
0,06
0,01
0,009
0,005
0,03
0,007
0,01
0,006
0,02
0,006
0,009
0,02
0,005
0,007
0,009
0,006
0,03
0,006
0,007
0,009
0,01
0,006
0,02
0,004
0,006
0,007
0,005
Среднее содержание компонентов
Re,
Au,
Ag,
Se, г/т Te, г/т Bi, г/т
г/т
г/т
г/т
5
6,5
71
52
12
55
10
1,2
14
56
14
56
10
1,4
16
59
15
55
20
1,8
21
63
17
78
10
1,1
13
77
19
93
9
0,9
11
78
20
109
6
0,6
9
82
21
111
6
0,5
8
84
27
115
50
5,2
58
53
12
55
60
6,5
74
64
14
59
10
1,9
22
71
16
80
9
1,0
12
79
18
81
5
0,6
9
80
21
106
30
3,6
42
54
13
56
7
0,8
9
57
15
67
10
1,3
16
67
17
82
6
0,6
8
80
22
91
20
2,3
33
53
12
55
6
0,6
9
61
15
64
9
1,0
10
70
16
78
20
2,1
25
–
12
56
5
0,6
6
54
14
64
7
0,8
10
64
17
77
9
0,3
10
72
18
82
6
0,6
7
80
20
94
30
3,8
44
55
13
55
6
0,6
6
59
15
64
7
0,8
9
61
16
71
9
1,1
13
64
18
80
10
0,6
18
71
17
87
6
0,6
6
75
19
94
20
2,5
27
50
12
56
4
0,6
7
57
14
59
6
0,6
7
61
15
64
7
0,8
9
64
17
70
5
0,6
8
68
18
81
179
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Дисциплина «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» тесно связана с горными дисциплинами, усвоение которых невозможно
без знания геологических условий разработки полезных ископаемых. Учебное пособие написано на основании типовых программ специальных дисциплин для студентов горных специальностей вузов, утвержденных УМО вузов
Российской Федерации по горному образованию. Пособие содержит необходимые для будущего горного инженера сведения об условиях образования
и геологической обстановке разрабатываемых месторождений полезных ископаемых различных промышленно-генетических типов. Приведены сведения о стадийности и порядке проведения геологоразведочных работ.
Основной задачей учения о месторождениях полезных ископаемых является установление условий формирования и закономерностей распространения в земной коре месторождений тех или иных полезных ископаемых;
к конкретным задачам относятся: изучение специфических особенностей
геологического строения месторождений полезных ископаемых различных
генетических типов, определение закономерностей геологической связи рудных тел с вмещающими породами, установление общих практических положений об экономическом значении определенных генетических типов месторождений тех или иных полезных ископаемых и отдельных месторождений
в зависимости от качества и количества руды и других условий.
Полезное ископаемое – природное минеральное образование, которое
используется в народном хозяйстве в естественном виде или после предварительной обработки. Преобладают полезные ископаемые, находящиеся
в твердом состоянии; к жидким относятся нефть, рассолы, вода: к газообразным – природные горючие газы. Руда – минеральный агрегат, из которого
технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металлы,
соединения металлов или минералы, являющиеся объектом использования
в народном хозяйстве. Выделяют три группы полезных ископаемых: металлические, неметаллические и горючие. Металлические полезные ископаемые
служат для извлечения из них металлов.
Неметаллические полезные ископаемые объединяют строительные материалы (естественные и искусственные), рудоминеральное неметаллическое
сырье (слюды, графит, алмазы) и химическое минеральное сырье (калийные
соли, фосфаты, сера). Горючие ископаемые используются как энергетическое
и металлургическое топливо; продукты их переработки служат сырьем для
химической промышленности. К промышленным месторождениям полезных
ископаемых относятся те, которые заслуживают разработки при существующих технико-экономических условиях, т.е. отвечают кондициям на данный
вид минерального сырья.
180
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Временные методические рекомендации по геолого-экономической
оценке промышленного значения месторождений твердых полезных ископаемых (кроме угля и горючих сланцев). М. : М-во природ. ресурсов РФ,
1998. 28 с.
2. Ермолов В. А. Геология. Ч. 2. Разведка и геолого-промышленная
оценка месторождений полезных ископаемых. М. : МГГУ, 2005. 391 с.
3. Каждан А. Б. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Научные основы поисков и разведки : учеб. для вузов. М. : Недра, 1984.
285 с.
4. Крейтер В. М. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых: в 2 ч. 2-е изд., перераб. М. : Недра, 1960–1961. Ч. 1. 332 с.; Ч. 2. 392 с.
5. Месторождения металлических полезных ископаемых / В. В. Авдонин [и др.]. М. : Геоинформарк, 1998. 270 с.
6. Милютин А. Г. Геология. М. : Высш. шк., 2004. 412 с.
7. Минеральные ресурсы Красноярского края / гл. ред. С. С. Сердюк.
Красноярск : КНИИГиМС, 2002. Кн. 1. 621 с.
8. Сборник нормативно-методических документов по геологоэкономической оценке месторождений полезных ископаемых. М. : ГКЗ, 1998.
575 с.
9. Смирнов В. И. Геология полезных ископаемых. 4-е изд., перераб.
и доп. М. : Недра, 1982. 669 с.
10. Справочник по геохимии / Г. В. Войткевич [и др.]. М. : Недра, 1990.
480 с.
11. Старостин В. И., Игнатов П. А. Геология полезных ископаемых. М. :
Акад. проект, 2004. 511 с.
181
Учебное издание
Стримжа Тамара Петровна
Самородский Павел Николаевич
Пузырева Лариса Николаевна
Дворецкая Юлия Борисовна
ГЕОЛОГИЯ И РАЗВЕДКА
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Редактор Л. Г. Семухина
Корректор Р. Е. Любивый
Компьютерная верстка О. А. Кравченко
Подписано в печать 10.02.2014. Печать плоская. Формат 60×84/16
Бумага офсетная. Усл. печ. л. 11,25. Тираж 500 экз. Заказ № 1193
Издательский центр
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Тел./факс (391) 206-21-49, e-mail: rio@lan.krasu.ru
Отпечатано Полиграфическим центром
Библиотечно-издательского комплекса
Сибирского федерального университета
660041, Красноярск, пр. Свободный, 82а
Тел./факс (391) 206-26-49; тел. (391) 206-26-67
E-mail: print_sfu@mail.ru; http://lib.sfu-kras.ru
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
164
Размер файла
17 240 Кб
Теги
вузов, месторождений, полезные, учебно, геология, ископаемые, пособие, спец, студентов, разведка
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа