Общие положения о разведке месторождений полезных ископаемых

01.06.2018
Задача разведки месторождения заключается в определении количества, качества, условий залегания полезного ископаемого, горно-технических факторов и, отчасти, в характеристике экономических условий данного месторождения.

Количество полезного ископаемого определяется главным образом размерами и формой отдельных тел, образующих месторождение. Одной из основных задач разведки является определение формы тел месторождения, т. е. геометризация полезного ископаемого в недрах. Часто определение количества полезного ископаемого усложняется тем, что резкая граница между ним и пустой породой отсутствует (например, в россыпях, в телах, представленных вкрапленными рудами, и т. п.) и может быть уточнена только при помощи опробования.

Для правильного определения запасов не только форма минерального тела в общем виде, но и ее изменчивость должны быть хорошо изучены. Мощность жил и пластов во многих случаях меняется по простиранию и падению, образуются раздувы или, наоборот, тонкие проводники. Наблюдаются также изменения простирания и падения тел. Площадь и форма поперечного (или горизонтального) сечения трубчатых и гнездовых тел также может изменяться в значительных размерах.

Наконец, на форме рудных тел очень сильно отражается тектоническая нарушенность месторождения всякого рода разломами.

Качество полезного ископаемого определяется путем опробования и технологических испытаний. В этом отношении полезные ископаемые подразделяются на два типа.

Качество полезных ископаемых первого типа, к которому относятся почти все руды металлов, сера, соль, цементное сырье, каменный уголь и нефть, определяется главным образом химическим составом (процентным содержанием полезных и вредных компонентов). Технология их переработки обычно достаточно хорошо известна или нуждается только в некоторых уточнениях, поэтому решающим способом определения качества полезного ископаемого этого типа является химическое опробование.

Качество полезных ископаемых второго типа, обнимающего большую часть остальных, нерудных, ископаемых — асбест, абразивы, графит, слюды, многие строительные материалы — определяется, главным образом, физическими и техническими свойствами. Химический состав их в одних случаях достаточно постоянен и поэтому не характерен для оценки качества и подразделения на сорта, в других — должен выясняться как подчиненный элемент, определяющий качество.

Так как обычно качество полезного ископаемого в месторождении не одинаково в различных его частях, в задачу разведки входит разделение сырья на сорта. Следует различать природные и технологические сорта полезного ископаемого. Все сорта являются природными, но не все из них технологические. Типичным примером природных сортов, являющихся одновременно технологическими, могут служить окисленные и сульфидные руды, технология переработки которых различна. Выделение технологических сортов необходимо и имеет большое практическое значение.

В результате разведки все качественные особенности каждого технологического сорта должны быть тщательно охарактеризованы, определено его количество и пространственное положение внутри тела полезного ископаемого.

Кроме изучения качества и пространственного размещения отдельных технологических сортов, в задачу разведки входит выяснение изменчивости качества полезного ископаемого в месторождении. В одних месторождениях наблюдается большая изменчивость качества, в других — меньшая. Сравним, например, изменчивость качества (содержания металла) в кварцевой вольфрамитоносной жиле и в залежи железной руды. Обычно вольфрамит распространен в кварцевых жилах весьма неравномерно. Содержание вольфрама в отдельных небольших участках жилы изменяется по сравнению с соседними участками в десятки и сотни раз. Наоборот, в залежах железной руды изменение химического состава от участка к участку происходит медленно, постепенно и подвержено гораздо меньшим колебаниям.

В зависимости от того, насколько значительна изменчивость качества полезного ископаемого или его сорта, будет изменяться и способ его разведки. Очевидно, для изучения кварцевой жилы с вольфрамитом, при весьма неравномерном содержании последнего, нужно пересечь жилу многочисленными разведочными выработками. Разведку же залежи железных руд можно осуществить значительно меньшим количеством выработок.

Условия залегания месторождения характеризуются в основном элементами залегания самого тела или минерализованных «столбов» в нем, характером вмещающих пород и контактов полезного ископаемого с вмещающими породами (резкие контакты или постепенный переход через вкрапленники разной густоты и т. п.), тектоническими нарушениями минерального тела. Совокупность сведений об условиях залегания имеет большое значение для проектирования геолого-разведочных работ и выяснения горно-технических условий эксплуатации.

Для характеристики вмещающих пород практический интерес представляют литологический состав, строение и элементы залегания, наличие больших тектонических нарушений, ослабленных зон, карстовых пустот или пещер, устойчивость, крепость пород висячего бока, способность пород вспучиваться, трещиноватость. Освещаются также происхождение и состав подземных вод, наличие водоносных горизонтов, уровень грунтовых вод и ожидаемый приток их в горных выработках.

Экономические условия. В период предварительной разведки месторождения геолог, руководящий разведочными работами, должен дать сведения, характеризующие не только геологические, но и возможные горно-технические и экономические условия последующей эксплуатации месторождения.

Горно-техническая характеристика слагается из сведений о самом месторождении и о возможных условиях его разработки: об условиях залегания, форме и размерах тел полезного ископаемого; качественном составе полезного ископаемого и его изменчивости; крепости и буримости полезного ископаемого и вмещающих пород; нарушенности его тектоническими смещениями; водоносности и газоносности участка месторождения и т. д.

Экономическая характеристика заключается в описании населенности района месторождения и возможности привлечения рабочих из местных жителей; в описании местных пищевых и фуражных ресурсов, транспортных условий, источников получения энергии, крепежного леса, топлива; в сведениях о наличии технической и питьевой воды, о наличии других полезных ископаемых, которые могут быть использованы при организации горного предприятия (строительные материалы, огнеупоры, флюсы и т. п.).

Методы разведки месторождений есть совокупность приемов, правил и способов геологического изучения месторождений полезных ископаемых как объектов последующего промышленного использования.

Метод разведки месторождения определяется, во-первых, геологическими особенностями месторождения, в том числе условиями залегания и формой минеральных тел, составом полезного ископаемого, изменчивостью состава и строения и размерами месторождения; во-вторых, рельефом участка, на котором находится месторождение, мощностью наносов, свойствами и водоносностью вмещающих пород; в-третьих, народнохозяйственными задачами и срочностью их выполнения; в-четвертых, экономической обстановкой в районе месторождения.

Наука о методах разведки устанавливает наиболее эффективные способы отыскания, вскрытия и изучения минеральных тел месторождений полезных ископаемых.

Наука о поисках и разведке месторождений полезных ископаемых основывается на достижениях геологических наук: геологии, геоморфологии, геотектоники, геохимии и минералогии, петрографии и учения о полезных ископаемых, а также технических наук: физики, химии, геофизики, горного искусства, бурового дела.

В изложении методов разведки удобнее вначале осветить основные принципы разведки, в которых рассматриваются самые общие приемы и правила, и затем — технические способы разведки.