Металлогенические исследования в геологическом производстве

Металлогенические исследования в геологическом производстве

Содержание

1. Стадийность геологоразведочного процесса

. Ресурсы, запасы твердых полезных ископаемых

. Категории металлогенических подразделений

. Основные задачи и конечные результаты металлогенических исследований

Литература

1. Стадийность геологоразведочного процесса

Для того чтобы понять, какое место занимают металлогенические исследования в геологическом производстве, необходимо ознакомиться с общей структурой геологоразведочного процесса в России.

Современный геологоразведочный процесс включает три этапа.

Первый этап - работы общегеологического назначения, к которым относятся региональные геологические съемки и специализированные региональные исследования.

Региональное геологическое изучение недр производится с целью получения комплексной геологической информации, составляющей фундаментальную основу системного геологического изучения территории и прогноза полезных ископаемых. Площадные геолого-съемочные работы проводятся в масштабах:

-   1: 500 000 и мельче - свободное и обзорное геологическое картирование,

-       1: 1 000 000 (1: 500 000) - мелкомасштабное геологическое картирование,

-       1: 200 000 (1: 100 000) - среднемасштабное геологическое картирование,

-       1: 50 000 (1: 25 000) - крупномасштабное геологическое картирование.

К специализированным региональным исследованиям относятся следующие виды работ:

-   металлогенические (минерагенические),

-       геолого-геофизические,

-       гидрогеологические,

-       работы по охране окружающей среды,

-       изучение морского шельфа,

-       прогнозирование землетрясений,

-       аэрофотогеологические,

-       космоструктурные.

Первый этап финансируется из средств федерального бюджета.

Данная структура принята в 1999 году, когда было проведено реформирование стадийности геологоразведочных работ (ГРР), в результате чего из поисково-оценочного этапа исчезли общие поиски масштаба 1: 50 000, а их место заняли собственно поисковые работы, требования к результатам которых расширились по ожидаемым целям при общем снижении детальности и поисковой нагрузки. Стадия оценочных работ была значительно утяжелена за счёт переноса на неё части задач ранее существовавшей стадии предварительной разведки. Реальная практика ГРР за 1999 - 2000 годы показала, что за этот период работы масштаба 1:200000 постепенно перешли из категории опережающих (в части выявления прогнозных ресурсов и создания поискового задела) в одну из категорий работ по геологическому картированию. Так в целом произошло снижение поисковых разрешающих возможностей ГРР. Поэтому в 2001 году в оперативном порядке были введены стадии (подстадии) прогнозно-поисковых и поисково-оценочных работ, которые фактически заняли межстадийное положение. Вновь введенные стадии используются на производстве, когда необходима срочная оценка (переоценка) прогнозных ресурсов и запасов полезных ископаемых в пределах перспективных площадей и участков.

Структура современного геологоразведочного процесса с ожидаемыми результатами и стадиями геолого-экономического и технико-экономического изучения [6]показана в таблице 1.

геологоразведочный металлогенический ископаемое

Таблица 1 Действующая стадийность геологоразведочных работ в сопоставлении с категориями прогнозных ресурсов и запасов

. Ресурсы, запасы твердых полезных ископаемых

Специфика ГРР определяется технологией выявления месторождений. К результату приходится идти путем последовательных приближений: научный прогноз и создание геологических основ - выявление ресурсов - их локализация и оценка-разведка. При региональных работах выявляется металлогенический потенциал и возможные ресурсы геологических территорий. Степень достоверности их оценки повышается с увеличением масштаба работ. На стадиях поисков, оценки, разведки в пределах рудных полей и месторождений возможные прогнозные ресурсы переводятся в оцененные локализованные ресурсы и запасы полезных ископаемых. Прогнозные ресурсы, так же как и запасы, имеют количественное выражение. Для твердых полезных ископаемых единицами измерения ресурсов и запасов являются тонны, тысячи тонн, миллионы тонн, миллионы карат, кубические метры (строительные материалы), килограммы (драгоценные камни).

В 1981 году в нашей стране была введена в действие классификация прогнозных ресурсов и создана система их текущих оценок и периодических (раз в 5 лет) переоценок в масштабах всего государства. До 2001 года стадийность ГРР строилась в соответствии со следующим рядом пространственных таксонов: металлогеническая зона - потенциальный рудный район - потенциальное рудное поле - перспективный участок - потенциальное месторождение - промышленно значимая часть месторождения (или промышленные рудные тела) [6]. В соответствии с этим выстраивались категории прогнозных ресурсов и запасов (по росту достоверности): металлогенический потенциал - Р₃ - Р₂ - Р₁ - С₂ - С₁ - В - А. Прогнозные ресурсы до настоящего времени оцениваются категориями Р, они указывают лишь на перспективы выявления месторождения. По степени изученности запасы полезных ископаемых разделяются на четыре категории: А, Б, С₁ и С₂. Запасы категорий А, Б, С₁ служат основой проектирования и строительства горнорудного предприятия, а С₂ - весьма вероятным резервом месторождения.

В настоящее время продолжается реформирование в минерально-сырьевом комплексе экономики России и разработан проект концепции классификации ресурсов и запасов твердых полезных ископаемых [6, 7]. Предлагаемая новая классификация повышает инвестиционную привлекательность отечественных месторождений и приближена к кодексам категорий ресурсов и запасов, принятых в 1999 году в Австралии, Канаде, ЮАР, США (рисунок 1).

Рисунок 1 - Соотношение и соподчиненность различных категорий прогнозных ресурсов и запасов:

Переходы: 1 - регламентированные, 2 - возможные; прогнозные ресурсы зарубежных стран: S - предполагаемые (спекулятивные), I - выявленные, M - измеренные, запасы PB - возможные, PR - доказанные; прогнозные ресурсы России (предложения к проекту классификации): МР - металлогенический потенциал в количественном выражении, Р - прогнозные ресурсы выявленные, R - резервы (оцененные прогнозные ресурсы)

. Категории металлогенических подразделений

Основной целью металлогенических исследований является прогнозирование рудных объектов с оценкой их металлогенического потенциала и ресурсов. В зависимости от масштаба исследований и стадии ГРР объектами металлогенических исследований и конечными результатами прогнозирования могут быть различные металлогенические таксоны (таблица 2).

Таблица 2 Иерархия металлогенических подразделений

Провинция охватывает крупную геотектоническую единицу на уровне орогенных систем, частей платформ, дна океана (например, Кавказская, Уральская, Камчатская).

Металлогеническая зона (рудный пояс) - региональная отчетливо линейная рудоносная геологическая структура, образованная на определенном этапе формирования складчатых поясов и платформ, с преобладающим развитием характерных рудных формаций и типов минеральных месторождений, связанных в своем возникновении с особенностями осадконакопления, тектонического режима и магматизма. Эти особенности обусловливают развитие в зоне одного или нескольких главных и ряда второстепенных металлов, определяющих металлогенический облик зоны. Понятия «металлогеническая зона» и «рудный пояс» в большинстве случаев можно считать практически тождественными; иногда внутри металлогенических зон можно выделить рудные пояса по принципу преобладающего развития того или иного металла или группы их. Примером являются платиносные, хромитовые и колчеданные металлогенические зоны Урала, Кураминская зона Средней Азии (цветные и редкие металлы), колчеданные рудные пояса Алтая, барит-полиметаллический пояс Северного Кавказа и др.

Область - часть провинций и аналогична по значению металлогенической зоне, но не имеет выраженной протяженности. Такой же ранг имеют бассейны; этот термин применяют для горючих и нерудных полезных ископаемых в осадочных толщах. Пример - Донбасский угольный бассейн.

Район - часть провинций, областей, зон и характеризуется общностью геологических условий и развитием, как правило, рудных формаций или типов месторождений одного (ведущего) или нескольких металлов. Рудные районы обычно разделяются слабоминерализованной территорией. В пределах этих районов месторождения часто группируются в рудные зоны, узлы, рудные поля. Примером является Бакальский железорудный район на Южном Урале.

Рудная зона - отчетливо выраженная в пределах рудного района, непрерывная линейная рудоносная площадь с месторождениями металлов определенных рудных формаций и типов, обычно приуроченная к разрывным нарушениям, складчатым структурам с благоприятным составом пород, сериям даек или цепочками интрузивных тел и т.п. Примером рудной зоны является Иртышская рудная зона (свинец, цинк) Рудного Алтая.

Рудный узел - относительно изометричная рудоносная площадь, включающая генетически связанные между собой рудные поля и отдельные месторождения. Проявления оруденения обычно группируются около единого центра - интрузива, пересечения или примыкания разрывных нарушений и других структур. Рудные узлы отличаются от рудных районов значительно меньшими размерами, но не могут быть приравнены и к рудным полям, как из-за своей величины, так и из-за недостаточной сближенности месторождений, которая характерна для рудных полей. К числу рудных узлов относится Лениногорский узел полиметаллического пояса Рудного Алтая.

Рудное поле - сравнительно небольшая рудоносная площадь с одновозрастными или близкими по возрасту, генетически связанными между собой сближенными рудными месторождениями и рудными телами, приуроченными к локальным тектоническим элементам, к участкам с благоприятными для оруденения вмещающими породами или генетически связанными с какими-либо магматическими телами. Примером является Садонское рудное поле с полиметаллическими месторождениями на Северном Кавказе.

Месторождение - часть рудного поля, участок земной коры, соответствующий локальной геологической структуре, с одним или несколькими генетически связанными рудными телами. Рудное тело - концентрированное скопление полезного ископаемого, имеющее геометрический контур.

Соответствие действующих в России и предлагаемых категорий прогнозных ресурсов и запасов полезных ископаемых металлогеническим таксонам разного уровня [6] показано в таблице 3.

Таблица 3 Металлогенические таксоны, ресурсы и запасы

4. Основные задачи и конечные результаты металлогенических исследований

Каждому этапу и стадии металлогенических исследований можно поставить в соответствие металлогенический объект разного ранга, масштаб исследований, цели и задачи прогнозирования полезных ископаемых.

Региональные (мелко- и среднемасштабные) металлогенические исследования. Объектами могут быть рудоносные площади разного порядка - металлогенические пояса и провинции, металлогенические зоны и области, рудные зоны, рудные узлы, рудные районы.

Масштаб исследований - от 1:1 000000 до 1:100000.

Основные задачи регионального прогнозирования включают:

выявление рудоконтролирующих структур первых порядков и связанных с ними осадочных, магматических и метаморфических комплексов пород;

изучение геологических и рудных формаций

выделение и классификация структурно-формационных зон (структурно-вещественных комплексов), геофизических полей, геохимических аномалий, контролирующих оруденение;

прогнозирование рудных объектов с количественной оценкой их ресурсов на основе комплекса металлогенических факторов (прямых и косвенных).

Цель мелкомасштабного прогнозирования - в пределах металлогенических поясов и провинций выявление металлогенических зон, областей, рудных зон, рудных узлов, рудных районов с оценкой их металлогенического потенциала и прогнозных ресурсов.

На территории нашей страны в основном созданы металлогенические карты мелких масштабов. Главное внимание в настоящее время уделяется среднемасштабному прогнозированию полезных ископаемых, т.е. металлогеническим исследованиям рудных районов, которые проводятся в рамках создания государственных геологических карт нового поколения (ГДП-200) и при прогнозно-поисковых работах масштаба 1:200000.

Цель среднемасштабного прогнозирования - в пределах рудных районов обнаружение и оценка перспективности рудных полей и месторождений.

При изучении металлогенических зон в пределах провинций и рудных районов региональное прогнозирование предусматривает оценку прогнозных ресурсов по категории Р_3. Эта категория учитывает потенциальную возможность формирования и промышленной локализации месторождений на основе благоприятных стратиграфических, литологических, тектонических, магматических, палеогеографических и др. предпосылок.

Крупномасштабные металлогенические исследования. Изучение рудных полей относится к крупномасштабным исследованиям и производится при крупномасштабном картировании и прогнозно-поисковых работах. Но при необходимости в дополнение к этим работам ставятся тематические металлогенические исследования.

Масштаб исследований - 1 : 50 000, 1 : 25 000.

Объекты исследования - рудные поля.

Цель работ - выявление перспективных участков, соответствующих потенциальным месторождениям.

Задачи исследований включают:

-   анализ закономерностей и факторов размещения и концентрации оруденения;

-       генетическая типизация поисковых объектов;

-       оценка масштабов возможного оруденения;

-       оценка качества полезного ископаемого;

-       определение горнотехнических условий эксплуатации месторождений.

Прогнозные ресурсы оцениваются категорией Р₂ по аналогии с известными месторождениями того же формационного (генетического) типа. На этой стадии по категории Р₂ оцениваются прогнозные ресурсы перспективных участков, выраженных в геофизических и геохимических аномалиях (природа и перспективность таких аномалий может быть установлена лишь единичными горными выработками).

Локальные металлогенические исследования. На стадиях поисков, оценки и разведки производится локальное прогнозирование оруденения.

Масштаб этих работ от 1 : 25 000 до 1 : 1 000.

Объектами исследования являются перспективные участки в пределах рудных полей, месторождения и рудные тела.

Задачи исследований включают определение площади развития полезного ископаемого, генезиса, возраста и зональности оруденения, выявление и уточнение формы, размеров, морфологии, состава рудных тел, качества и количества руд, их технологических свойств, уточнение гидрогеологических и горнотехнических характеристик.

Цель поисковых и оценочных работ - выявление месторождений на перспективных участках, рудных тел в пределах месторождений с оценкой ресурсов по категории Р₁ и запасов по категориям С₂, С₁. Категория Р₁ учитывает локализованные ресурсы и возможность прироста запасов за счет расширения площади за пределы контура подсчета запасов. Разведочные работы увеличивают достоверность оценки запасов и переводят их из категории «возможных» (С₂) в категории доказанных (А+В+С₁).

Таким образом, в целом металлогенические исследования (мелко-, средне-, крупномасштабные региональные и локальные) в стадийности геологоразведочных работ занимают межстадийное, предпроектное положение - каждая стадия ГРР заканчивается прогнозом полезных ископаемых, и результаты прогноза являются основанием для постановки новой стадии ГРР.

Современная результативность выявления месторождений при последовательных геологоразведочных работах по данным М.З. Зиннатулина [8] показана на рисунке 3.

Рисунок 3 - Последовательность геологоразведочных работ по выявлению месторождений.

Таким образом, опыт геологической службы России показывает, что далеко не каждый прогнозный объект становится месторождением полезных ископаемых. Это зависит от многих причин: сложности природных геологических систем, недоступности полезных ископаемых для прямого наблюдения, технических и экономических возможностей, а также от различной квалификации исполнителей.

Повышение эффективности геологоразведочных работ является главной задачей геологов. Решению этой задачи будет способствовать изучение будущими специалистами основ металлогенических исследований.

Литература

1 Котляр В.Н. Металлогения и прогноз рудообразования. - М.: Недра, 1983. - 108 с.

2 Кривцов А.И. Прикладная металлогения. - М.: Недра, 1989. - 288 с.

3 Прогнозно-металлогенические исследования при региональных геолого-съемочных работах /Под ред. Н.В. Кочкина, Е.А. Альперовича, О.А. Апольского. - Л.: Недра, 1985. - 280 с.

4 Принципы прогноза и оценки месторождений полезных ископаемых / Под ред. В.Т. Покалова. - М.: Недра, 1984. - 423 с.

5 Шаталов Е.Т., Орлова А.В., К.В. Яблоков, Дюков А.И. Основные принципы составления, содержание и условные обозначения металлогенических и прогнозных карт рудных районов. - М.: Недра, 1964. - 194 с.

6 Кривцов А.И., Беневольский Б.И., Михайлов Б.К. Ресурсы, запасы и стадийность геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые // Отечественная геология. - 2003. - № 2. - С. 16 - 23.

7 Кривцов А.И., Беневольский Б.И. О проекте концепций классификации ресурсов и запасов твердых полезных ископаемых и стадийности геологоразведочных работ // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2003. - № 1-2. - С. 78 - 85.

8 Зиннатулин М.З. О геологической и экономической эффективности геологоразведочных работ // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2003. - № 1-2. - С. 8 - 13.