8.1. Фгм и комплексы методов (км) исследования месторождений железных руд

Содержания железа и физические свойства магматических пород

Таблица 8.1

Химические и физические свойства	Группы магматических горных пород				Вопросы
	Ультраосновные	Основные	Средние	Кислые	Названия пород?
Содержание Fe, %	6,6	8,8	5,0	2,6	Вывод?
Плотность (σ, г/см3)	3,2	2,9	2,7	2,6	Вывод?
Магнитная восприимчивость (χ, ед.СИ)	n10-3	n10-2		n10-5	Вывод?
Удельное электрическое сопротивление (ρ, Ом м)	n103-n107	n103-n108	n103 - n106	n102-n104	Вывод?

Рис. 8.1. Распределение средних содержаний железа (верхняя кривая, мас%) и плотности (нижняя кривая, г/см³) по магматическим горным породам

Выводы: 1) для исследования магматических пород целесообразно использовать грави- и магнитометрические методы;

2) месторождения железа могут быть связаны с породами основного и среднего состава.

Промышленные минералы железа и их физические свойства

Таблица 8.2

Название минерала	Химическая формула	Плот ность (σ, г/см3)	Магнитная восприимчивость (χ, 10-5ед.СИ)	Удельное электрическое сопротивление (ρ, Ом м)	Главные методы исследования руд
Магнетит	Fe+2Fe+32O4	5,17	130000-520000 (ферримагнетик)	0,002-20	Магнитометрия
Гематит	Fe+32O3	5,26	520-1300 (антиферромагнетик)	100-60000	Гравиметрия
Сидерит	FeCO3	3,96	250-520	300-20000	Высокоточные грави-, магнитометрические методы
Лимонит (физическая смесь минералов)	Fe2O3 nH2O	3,6	Не магнитны	10-80

Содержание полезных минералов в руде измеряется десятками процентов, следовательно, физическими свойствами полезных минералов определяются физические свойства рудных залежей.

ФГМ генетических групп месторождений железных руд и КМ

Серия А. Эндогенная.

Группа I. Магматическая.

Формация титаномагнетитовая в пироксенитах складчатых областей (Качканарское рудное поле, рис. 8.1).

Δ Z

Δ g

Р удные пироксениты

Г аббро безрудное

Рис. 8.2. ФГМ Качканарского рудного поля (вертикальный разрез).

Группа II. Карбонатитовая.

Формация апатит-магнетитовая в щелочно-ультраосновных породах (Ковдорское).

Группа III. Скарновая.

Формация скарново-магнетитовая (Высокогорское, Гороблагодатское, Сарбайское)

Комплекс методов (КМ) исследования магнетитовых руд

1. Ведущую роль играет магниторазведка, характерно конкордантное соотношение магнитных и гравитационных полей с полями содержаний магнетита и железа.

2. Методы ГИС:

- КМВ (каротаж магнитной восприимчивости),

- ТСМ (трехкомпонентная скважинная магниторазведка),

- КМ (кавернометрия),

- гироскопическая инклинометрия,

- расходометрия.

3. Рудничная геофизика: в горных выработках замеряется магнитная восприимчивость пород и руд (приборы РИМВ – рудничный измеритель магнитной восприимчивости), карьерная магниторазведка с магнитометром.

Группа IV. Гидротермальная.

Формация сидеритовая (Бакальское рудное поле).

Δ g

Δ Z

Х

К варциты

σ 2,6 5

Б

Известняк, σ 2,7

урый железняк,

σ 3,6

Сидерит, σ 3,5

Рис. 8.3. ФГМ Бакальского рудного поля, руды приурочены к толще карбонатных пород, залегающей среди терригенных. Аномалии слабые

Серия Б. Экзогенная.

Группа осадочная.

Формация оолитовых бурых железняков – пласты и линзы в терригенных породах.

Западно-Европейский, Керченский бассейны

Δ Z

ρ _к

П ески Железная руда

ρ ~ > 600,

χ ~ 0,

σ ~ 2,7

Рис. 8.4. ФГМ Керченского бассейна. Вертикальный разрез

Поля ρ_к и Δ Z изменяются антикордантно.

КМ исследования лимонитовых и сидеритовых руд

Полевые методы :

высокоточная магнитная съемка (пласты сидеритов и оолитовых руд создают аномалии до 200 нТл),

гравиразведка (локальные максимумы до 2 мГал).

электроразведка

ГИС:

ГК – литологическое изучение разреза,

ЭМК - электромагнитный каротаж,

КМ – кавернометрия,

ГГК-С – определение содержания железа.

Серия В. Метаморфогенная.

Группа регионального метаморфизма.

Формация железистых кварцитов и их кор выветривания (Криворожский бассейн, КМА).

Пример. Яковлевское месторождение, КМА.

Руды богатые, С_Fe более 60% мартитовые, гематит-мартитовые, рыхлые и плотные (сцементированные), ресурсы 61 млрд т.

Тела длиной до 30 км, шириной до 500 м, толщиной до 200 м. Залегают на глубинах до 500 м (в основании осадочного чехла).

Δ Z

Δ g

MZ-KZ

С₁

О садочные переотложенные

ж елезные руды и бокситы

Б огатые гематитовые

руды коры

PR₁ks₃

PR₁ks₁

PR₁ks₂

Бедные руды - магнетитовые железистые кварциты

Рис. ФГМ Яковлевского месторождения богатых железных руд коры выветривания по железистым кварцитам (схематический разрез)

Комплекс методов (КМ) исследования железистых кварцитов

Региональные работы.

1. Выявление железистых кварцитов в фундаменте – магниторазведка.

2. Определение глубины залегания фундамента – сейсморазведка в комплексе с электроразведкой (ВЭЗ, МТЗ) (поверхность фундамента является одновременно сейсмической отражающей границей и геоэлектрической).

Поисковые работы.

1. Обнаружение богатых гематитовых руд кор выветривания: гравиразведка методами гравиметрии и градиентометрии,

радиометрия.

2. ГИС:

ГК,

ГГК-С и НГК-С - определение содержаний железа в гематитовых рудах,

КМВ - в магнетитовых.

Лк 5-2011

8.2. ФГМ и комплексы методов исследования (КМ) месторождений хромовых руд

Применение. Руды хрома используются в черной металлургии для легирования сталей, для изготовления огнеупорных материалов, в химической промышленности.

Геохимия. Кларк хрома – 0,01%.

Рис. 3.1. Распределение средних содержаний хрома по магматическим горным породам

Вывод. Месторождения связаны только с ультраосновными горными породами (дунитами, перидотитами).

Таблица 8.1

Промышленные минералы хрома и их физические свойства

Название минерала, породы	Состав	Плотность (σ, г/см3)	Магнитная восприимчивость (χ, 10-5ед.СИ)	Скорость сейсмич. волн, (V, км/с)
Хромшпинели	(Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)2O4	4 ,3-4,5	6 0 - 200	3,5-4,6
Ультраосновные породы	Неизмененные (дуниты, перидотиты)	2,9-3,3	300-600	7,8-8,7
	Измененные (серпентиниты)	2,4-2,6	700-3350	4,5-5,6

Выводы. 1. Хромовые руды отличаются от вмещающих пород повышенной плотностью и пониженной магнитной восприимчивостью.

2. Серпентиниты отличаются от неизмененных пород повышенной магнитной восприимчивостью и пониженной плотностью. Причина?

(Mg, Fe)₂ [SiO₄] + H₂O → Mg₆[Si₄O₁₀] (OH)₈ + FeFe₂O₄

(оливин) (серпентин) (магнетит)

ФГМ генетических групп месторождений хромовых руд и КМ

Серия А. Эндогенная.

Группа магматическая.

1. Формация хромшпинелевая в альпинотипных гипербазитах складчатых областей с линзообразными залежами руд (месторождения Кемпирсайского массива, массива Рай-Из; Турция, Греция).

Дунит σ 3,1

Руда σ 3,6

Перидотит σ 2,5

Δ g

Δ Z

Сланцы 2,7

2. Формация хромшпинелевая в расслоенных интрузиях гипербазитов платформенных областей с пластообразными залежами руд (месторождения Бушвельдского массива, Сарановская группа месторождений).

На низкочастотном уровне поля изменяются конкордантно, на высокочастотном – антикордантно.

Комплекс методов исследования коренных месторождений

1. Региональные работы. Задача: выявление тел ультраосновных пород.

-аэро и наземная магнитная съемка,

-гравиметрия,

-петрографическое картирование.

2. Поисковые работы:

-детальная гравиметрическая съемка (глубинность 300 – 400 м),

-магнитометрия,

-петрографическое картирование.

ГИС:

-ГК,

-ГГК-С,

-НГК-С.

Серия Б. Экзогенная.

Группа осадочная

Формация россыпей хромшпинелей: делювиальных, аллювиальных, прибрежных.

Методы:

-минералогические,

-электроразведочные (рыхлые отложения имеют пониженное сопротивление (n 10 Ом м) в отличие от коренных пород (350 – 10⁵ Ом м).