Полезных ископаемых

Основы классификации, оценки и учета ресурсов и запасов

Стадия 5. Эксплуатационная разведка.

Стадия 4. Разведка месторождений.

Разведка выполняется на участках месторождений, экономически признанных рентабельными для промышленного освоения (отработки запасов). Включает комплекс мероприятий и работ, необходимых для подсчета промышленных запасов полезного ископаемого и выяснения горнотехнических условий, определяющих систему отработки месторождения. Детально состав работ при разведке мы рассмотрим во второй части курса.

Эксплуатационная разведка выполняется горнодобывающими предприятиями в процессе разработки месторождения с целью оперативного планирования отработки отдельных частей и эксплуатационных блоков месторождения. Включает детализационные работы (бурение скважин из подземных выработок, проходку подземных горных выработок на уточнение промышленных контуров рудной залежи, изучение мелких, не отмеченных ранее при разведочной стадии тектонических нарушений, апофиз рудных тел и т.п. частных деталей структуры месторождения.

Тема 3

(плюс см. файл «Классификация запасов… xls)

Общие ресурсы минерального сырья в недрах (минерагенический потенциал)– сумма разведанных (А+В+С₁), предварительно оцененных (С₂) запасов и прогнозных ресурсов.

Запасыполезного ископаемого – измеренное количество полезного ископаемого в недрах (т, кг, карат, м³). Различаются запасы руды, горной массы и полезного компонента (металла). Подсчитываются по месторождению, подсчетному блоку, участку, рудному телу.

Разделяются на балансовые (добыча и переработка рентабельны) и забалансовые (добыча и переработка нецелесообразны в современных условиях по низкому содержанию полезного компонента, мощности рудных тел, большой глубине залегания тел, сложной технологии обогащения и металлургического передела, тяжелым горнотехническим и гидрогеологическим условиям разработки, экологическим ограничениям и др.)

А+В+С₁ – разведанные промышленные запасы (основа проектирования и строительства горнорудного предприятия).

С₂ – весьма вероятный резерв месторождения (предварительно оцененные запасы) .

Термин «прогноз» (греч. «προγνωσιξ» от προ -вперед и νωσιξ - узнавание) – предвидение, предсказание, основывающееся на определенных фактах.

Прогнозирование – научно обоснованное выделение районов, площадей, структур, участков, перспективных на выявление определенных типов месторождений.

Прогнозными считаются ресурсы неразведанных и необнаруженных месторождений пол.иск. (их участков, фрагментов), наличие которых в пределах земной коры предполагается на основании благоприятной геологической обстановки, положительных поисковых признаков и известных закономерностей образования и размещения определенных генетических и промышленных типов месторождений. Параметрыих оценки являются предположительными, установленными косвенно и могут определяться без привязки к конкретным телам пол.иск.

К прогнозным относятся ресурсы, использование которых целесообразно при существующей или осваиваемой прогрессивной разведочной и горнодобычной технике и технологии переработки сырья. В случае необходимости подлежат учету и некондиционные прогнозные ресурсы, отвечающие по качеству забалансовым рудам (не разработана технология обогащения, ниже экономически обоснованной глубины (границы) рентабельности эксплуатационных работ).

Схема классификации запасов и ресурсов для твердых пол. иск. (см. файл «Классификация запасов… xls). Таким образом:

То же – для подземных вод:

Эксплуатационные запасы (А – освоенные, В – разведанные, С₁- предварительно оцененные, С₂ – выявленные); прогнозные ресурсы (Р).

Для нефти и газа:

Разведанные (А, В, С₁ – по промышленным притокам в отдельных скважинах); предварительно оцененные (С₂) – по геологическим и геофизическим данным (неопробованные).

Ресурсы Д₁ – по региональным геологическим, геофизическим и геохимическим данным

Ресурсы Д₂ – то же, по региональным геологическим, геофизическим и геохимическим данным, при недоказанной нефтегазоносности бассейна.

Структура рамочной классификации запасов полезных ископаемых ООН (РК ООН):

А) По степени геологической изученности от менее изученных к более изученным):

1) Рекогносцировка

2) Поиски

3) Предварительная разведка

4) Детальная разведка

Б) По степени экономической и технологической изученности:

1) Начальная оценка на основе геологических параметров

2) Предварительная оценка (ТЭД, ТЭР)

3) Детальная оценка (ТЭО)

В) По экономической эффективности:

1) Возможно экономические

2) Потенциально экономические

3) Экономические

Система подсчета и оценки запасов и ресурсов.

Основная формула подсчета запасов и оценки ресурсов полезных ископаемых:

Запасы (ресурсы) руды, полезного ископаемого:

P = V*d = (l * h *m) *d

Запасы (ресурсы) металла в руде:

p = P * c = V*d *c = (l * h *m) *d * c

где P – запасы руды (т, тыс. т)

р – запасы металла (полезного компонента) (т, тыс. т)

V – объем (м³)

d – объемный вес руды (т/м³)

l – длина (протяженность) рудного тела, залежи (м)

h – глубина распространения рудного тела (размер по вертикали), м

m – мощность рудного тела, м

c – содержание полезного компонента, металла в руде (%, г/т)

При оценке прогнозных ресурсов вводится коэффициент достоверности оценки (от 0,1 до 0,5).

Система учета запасов и ресурсов

Госбаланс

Подсчет запасов по месторождению – экспертиза, ГКЗ. ТКЗ, утверждение.

Сводный госбаланс РФ.

Учет прогнозных ресурсов – по пятилеткам.

Коэффициенты подтверждаемости запасов и ресурсов нефти Новосибирской области (приняты для расчетов возможных объемов добычи; их можно применять и для твердых полезных ископаемых):

Тема 4.

Прогнозно-поисковые геологические критерии

(предпосылки) рудоносности территорий.

Структурные, стратиграфические, литологические, магматические, геохимические, геоморфологические и другие критерии контроля оруденения.

Основой планирования, проектирования и проведения поисковых работ, а также прогнозирования месторождений полезных ископаемых на новых и недостаточно изученных территориях является анализ критериев их потенциальной рудоносности.

Критерий (от греч. Kriterion) – отличительный признак, «пробный камень», мерило.

Основные поисковые геологические критерии: структурные (тектонические), стратиграфические и геохронологические, палеоклиматологические, литологические (фациально-литологические), магматические, метаморфические, геоморфологические, геохимические, геофизические, гидрогеологические и др.

Структурные (тектонические) критерии

Принцип постепенной локализации площадей прогноза и поисков полезных ископаемых (от общих к частным, конкретным):

1) складчатые пояса, платформы, зоны или области автономной активизации

2) металлогенические провинции

3) рудные районы

4) рудные поля

5) месторождения.

Складчатые пояса содержат, главным образом, эндогенные месторождения.

На платформах широко развиты осадочные месторождения и месторождения выветривания. На щитах известны эндогенные месторождения, связанные с основными, ультраосновными и щелочными магматическими комплексами. Только с платформами связаны коренные месторождения алмазов в кимберлитах и лампроитах.

В областях перехода от складчатых поясов к платформам (краевые прогибы) содержатся угленосные и нефтегазоносные бассейны.

Связь металлогенических провинций (поясов) со структурно-формационными зонами.

Примеры провинций: Золотой пояс Канады (длиной более 3000 км), Медный пояс Чили.

Понятия:

- металлогеническая провинция

- рудный пояс

- рудное поле (узел, рудная группа – синонимы) – одно или несколько месторождений.

Рудные поля и месторождения наиболее часто располагаются:

1) В изгибах антиклиналей по простиранию

2) В резких изгибах крупных разрывных структур по простиранию

3) В осевых зонах антиклиналей высших порядков

4) В пересечениях разрывных нарушений

5) В зонах интенсивной трещиноватости, секущей антиклинали

6) В участках периклинальных окончаний антиклинориев и крупных антиклиналей

7) В местах пересечения благоприятных горизонтов крупными разломами

8) В зонах сочленения синклиналей и антиклиналей

9) Часто тяготеют к отдельным интрузивным массивам гранитоидов или к штокам малых интрузий вдоль разломов

10) На участках узких прогибов пород кровли над древними интрузиями

11) В пределах поперечных тектонических структур.

Стратиграфические и геохронологические критерии

До С – джеспиллитовые руды Fe

O, P – медистые песчаники

D – бокситы

P- уголь Печбасса (угли с D), иногда С, J-K, Pg-N

Au конгломераты – преимущественно PR, появились в основании О на Урале.

U-носные и фосфатоносные углистые сланцы – в силуре.

Общеизвестен факт приуроченности коренных месторождений кимберлитового и лампроитового типов к территориям древних платформ.

Правило Т.Клиффорда (1996 г.): алмазоносные кимберлиты приурочены исключительно к областям с возрастом кристаллического фундамента свыше 1500 млн. лет (преимущественно, архейского) – факт. не позднее R₁. Последующие исследования подтвердили справедливость этого правила, но лишь применительно к классическим кимберлитам. Обнаружение нового типа алмазоносных пород (лампроитов) в структурах с PR возрастом фундамента повлекло за собой частичную ревизию правила Клиффорда (А.Дженс). По А.Дженсу, по возрасту кратонизации кристаллического фундамента выделяются 3 типа территорий:

Ахроны – с архейским фундаментом и возрастом кратонизации 2500 млн. лет и более (в них возможно обнаружение коренных месторождений алмазов всех типов);

Протоны – с возрастом кратонизации фундамента в интервале 2500-1600 млн. лет (нижний протерозой - карелиды) – в них возможно обнаружение м-ний алмазов только лампроитового типа;

Тектоны – с позднепротерозойским возрастом кратонизации фундамента от 1600 до 800 млн. лет (до R₃) – бесперспективны в отношении коренной алмазоносности

Палеоклиматические и климатические критерии

Особенности нивального климата (снежный, холодный, арктический). Преобладание физического (морозного) выветривания, угнетенность химических процессов. Развитие россыпей Au, Rt, Ti, алмазов и др.

Фациально-литологические критерии

Литофациальные критерии тесно связаны с геоструктурными (Н.С. Шатский).

Распространение разных типов полезных ископаемых:

На водоразделах, в зоне циркуляции вадозных вод – коры выветривания (бокситы).

На пологих приводораздельных склонах – озерные и болотные руды железа.

В прибрежной континентальной зоне и зоне мелководья (прибрежно-морские условия) – сидеритовые руды (Керченское м-ние), паралические угленосные бассейны, дельтовые и прибрежно-морские м-ния медистых песчаников.

Ниже по зоне шельфа – стратиформные свинцово-цинковые руды в карбонатных отложекниях, еще ниже по шельфу – сидериты зоны шельфа, марганцевые руды типа Чиатури, Никополя.

Роль пород субстрата:

1) элювиальные бокситы на метаморфических сланцах, богатых полевыми шпатами, и неизвестны на осадочных породах.

2) Фосфориты: платформенные (конкреционные) и геосинклинальные (зернистые) в терригенных, часто углеродсодержащих отложениях

3) Угленосные отложения – преимущественно из терригенных отложений (песчаники, алевролиты, аргиллиты, угли). Близко к этому – медистые песчаники. Pb-Zn – в карбонатных породах.

4) Силикатные Ni руды – в виде плаща в коре выветривания ультраосновных пород и в зоне контакта их с известняками.

Мощная кора выветривания = платформенные условия + гумидный климат.

Магматогенные критерии

Критерии связи эндогенных месторождений и изверженных пород:

1) одновременность образования

2) одинаковые фациально-глубинные условия образования (абиссальные интрузии - гипабиссальные интрузии – приповерхностные субвулканические тела – вулканические аппараты)

3) связь определенных по составу изверженных пород и месторождений

4) закономерности пространственного размещения месторождений по отношению к массивам изверженных пород

5) связь оруденения с интрузивными дайками

6) геохимические признаки.

I этап прогнозирования – выделение габбровой магмы, гранитной магмы, щелочной магмы

II этап прогнозирования – выделение потенциальных рудных полей:

- внутри массивов

- вблизи массивов

- вдали от массивов

Внутри массивов: ультраосновные и основные породы: группа Pt, Pd, Os, Ir; Cr, Cu-Ni-Rt; Cu-Fe-V; Ti, алмазы. Асбест, корунд, вермикулит, тальк. В зонах выветривания – Ni, Fe, Co, магнезитовые месторождения.

Cr, Pt – в дунитах и перидотитах; титаномагнетитовые м-ния – в пироксенитах, титан – в основных интрузиях

Алмазы – в кимберлитах и лампроитах

Хризотил-асбест, корундовые плагиоклазиты, вермикулит, тальковый камень – в серпентинитах

Амфибол-асбест – в зонах оталькования и карбонатизации в серпентинитах

Медь, никель, платина – в расслоенных основных-ультраосновных интрузиях (габбро-нориты и т.п.)

Главная масса рудных месторождений магматогенного генезиса (~ 95 %) связана с гранитными магмами. Зависимость состава руд от фаций магматитов (изверженных пород):

а) вулканические и субвулканические

б) тела гипабиссальных пород, малые интрузии

в) интрузии средних глубин

г) абиссальные (чаще докембрийские) интрузии.

С малыми интрузиями связано подавляющее большинство полиметаллических месторождений мира, значительная часть золоторудных, некоторые медные (меднопорфировые), часть месторождений олова и др.

С нормальными гранитными батолитами связано большинство месторождений вольфрама жильного и скарнового типа, почти все рудоносные пегматиты (с биотитовыми гранитоидами), многие Sn (кварц-касситеритовая формация), значительная часть Au и Mo месторождений, Cu жильного и скарнового типа.

В.Эммонс:

А) в породах кровли – в слое 1,5 км – главная масса постмагматических м-ний (слабая минерализация – до 3 км);

Б) минерализованная оболочка интрузива 1,5-3 км (ниже, в ядре батолита, пусто).

Щелочные интрузии (нефелиновые сиениты – сами руда на алюминий) содержат RA, TR, CaF₂, Zr, Ti, Nb, Ta (карбонататовые м-ния Nb).

Роль даек и залежей изверженных пород – часто они сближена с рудами (дериваты одной магмы).

Петрографические критерии (для гипогенных руд)

Метасоматические изменения вмещающих пород – особый поисковый критерий, связанный с постмагматическими процессами (метасоматиты часто в 10-50 раз больше по площади самого рудного тела).

Понятие метасоматической колонки (зональности): неизмененные породы – слабо измененные породы – Q-хлорит – Q-серицит-хлорит – руда.

Березиты и листвениты.

Геохимические критерии

Используются широко и при поисках, и при прогнозировании.

Понятие местного кларка для различных пород.

При повышенном кларке в тех же породах района нередко образуются месторождения.

Для поисков представляют интерес следующие главные геохимические закономерности:

1) поведение химических элементов в процессах эндогенного рудообразования, при метаморфизме и метасоматозе;

2) поведение химических элементов при экзогенных процессах, в частности, в зоне окисления;

3) парагенетические закономерные ассоциации химических элементов, минералов и месторождений.

Н.И. Софронов: Sn-носные интрузии обогащены Sn, Be, TR и обеднены Zr, Nb.

Рудоносные (Ni, Cu) гипербазиты Кольского полуострова несут Ni и S, при пониженных Cu и Co .

Измененные RM граниты с различными типами м-ний обогащены Be, Ta, Nb и TR(Y).

Li – спутник Ta-гранитоидов.

As (Pb, Zn) - признак Au.

Важно анализировать монофракции пирита, биотита, циркона, сфена, рутила –показатели рудоносности гранитоидов и других пород..

Если в кварце много лития, то гранитоиды с литиевыми м-ниями.

Mo, V, U в осадочных породах – признак м-ний этих элементов.

Геохимические и минеральные ассоциации (первичные и вторичные):

Галенит – сфалерит – кадмий (первичные); англезит – церуссит – смитсонит – каламин (вторичные)

Пирит – халькопирит

Золото - кварц – (киноварь) – (As)

Алмаз – пироп – (хромшпинелиды, хромдиопсиды)

Мусковит – полевой шпат

Cr – Rt

Уголь – (Ge, U)

Mn – Fe

U –V, U – P

Галоидные соли Na, K, Mg

Гипс – сера и др.

Геоморфологические критерии –

Важны и для гипогенных, и для гипергенных м-ний, особенно месторождений кор выветривания и россыпей.

Разделение на 2 типа районов:

А) открытые с корой выветривания и элювием, делювием, пролювием;

Б) закрытые – аллювий, ледниковые, озерные, морские, эоловые отложения.

Месторождения

Геофизические критерии – геофизические аномалии (требуют интерпретации и заверки)

1) магнитные аномалии – Fe (магнетит), Ti-Fe, Mn

2) гравитационные – крупные залежи Cr, Fe

3) RA (гамма-аномалии) – уран, гранитоиды и все с ними связанное и др.

Тема 5