Учебное пособие 1971

почвенно-растительном слое. Они могут указывать на присутствие на глубине качественных разностей бирюзы.

Поисковыми признаком является развитие фосфатов, сульфатов, галлуазита, серого мелкозернистого шестоватого кварца, нонтронита, а также находки гипса, ярозита, гетита, гидрогётита, кальцита, малахита, азурита, которые обычно появляются в верхних зонах бирюзоносной минерализации. Участки концентрации гидрослюды, особенно в зонах развития кор выветрива ния по пиритизированным и обогащенным углеродом породам с каолинитовым профилем, тоже служат важным поисковым признаком би рюзоносной минерализации.

При наличии фосфора в пробах (1-1,5 %), подвергнутых воздействию молибденово-кислого аммония в азотно-кислой среде, возникает ярко-желтая окраска. С помощью этого способа непосредствен но в полевых условиях можно оконтурить площади, перспективные на бирюзу. Особого внимания заслуживают зоны развития алеврито-песчанистых пород, а также углистые сланцы, которые обогащены как фос фором, так и углеродом, медью. В таких типах пород обычно локализу ется наиболее яркая высококачественная бирюза. По комплексу геологических предпосылок, геохимических и минералогических признаков выделяются перспек тивные площади.

Хризопраз. Наиболее благоприятными для формирования кор выветривания с хризопразом являют ся массивы, сложенные лизардитовыми и хризотиловыми серпентинитами. Прогнозно-геологические исследования включают ана лиз и обобщение материалов крупномасштабных геолого-съемочных работ.

Благоприятными поисковыми признаками хризопразовой минерализации являются: 1) присутствие дунитов в составе гипербазитов; 2) наличие в серпентинитовых массивах даек гранитоидов, а также кварц-полево шпатовых пород (аплитов); 3) развитие по серпентинитам кор выветри вания охристокремнистого профиля.

При прогнозно-поисковых работах, кроме того, учитывается геохимическая специализация гипербазитов, состав кор выветривания, наличие находок хризо праза, проявления никеля.

Общие поиски начинаются на участках вероятного выхода гипербазитов на дневную поверхность. В первую очередь изучают естественные обнажения в оврагах, на водоразделах, в речных долинах, просматривают галечный материал. В связи с приуроченностью хризопразоносных зон к тектонически ослабленным зонам перспективные площади могут быть намечены по гео физическим и геохимическим данным. Такие зоны на поверхности кор выветривания выявляются по глыбам и обломкам бурых, желто-бурых серпентинитов с охрами, лимонитовыми корочками, наличию обломков опала, халце дона и кварца.

На участках, где обнаружены прямые признаки хризопразовой минерализации, сеть маршрутов сгущают. При изучении устанавливают состав изме-

111

нен ных пород, характер обломочного материала на склонах, структурнотекстурные особенности пород и их окраску.

Поделочные и деративно-облицовочные камни. Месторождения поделочных и декоративно-облицовочных камней обычно слагают крупные массивы или залежи, поэтому их обнаружение, как правило, не пред ставляет трудностей. Самостоятельные прогнозно-геологические работы на эти цветные камни обычно не проводят. В камеральный период на основании анализа геологических материалов выбираются масси вы, на которых ставят поисковые работы. Они включают геологические маршрутные исследования с отбором штуфных проб для оценки качества сырья.

5.3. Поисковые работы

Поисковые работы проводятся на площадях с установленными перспективами или на участках с прямыми признаками, примыкающим к известным месторождениям, но не опоискованным ранее. Поиски могут проводиться также на ранее опоискованых площадях в случае получения новых данных.

Главная задача поисков состоит в выявлении месторождений полез ного ископаемого и перспективной оценке обследованных площадей. Методика поисков предполагает применение комплекса геологоразведочных работ, включая данные прогнозирования перспективных площадей, выполненного на предыдущем этапе; изучение и обобщение результатов попутных поисков; проведение геологических маршрутов со шлиховым и валунно-галечным методами поисков. Детальность поисковых маршрутов определяется размером вероятного объекта или типом минерализации.

По данным поисковых работ составляется отчет, в котором даётся обоснованная оценка площади, выполненная на основе карты масштаба 2:25000 – 1:500. На карте показываются участки и минерализованные зоны для постановки поисково-оценочных работ. Подсчитываются прогнозные ресурсы категории Р2 и частично Р1

Методы поисков месторождений цветных камней разделяют на три группы: 1) создание геологической основы; 2) минерагеническое картирование; 3) выявле ние месторождений и оценка минеральных тел.

Создание геологической основы. Геологическое доизучение площадей производится при прогнозно-геологических работах с общими поисками в районах, где отсутствует государственная геологическая основа масштабов 1:200000—1:50000 или имеющиеся карты сильно устарели.

Специализированное геолого-структурное картирование применяется обычно в пределах тех минерализованных зон и участков, где установлены основные рудоконтролирующие элементы, картирование которых будет способствовать обнаружению новых продуктивных тел.

112

Этап картирования вклю чает подготовительный период, рекогносцировочные маршруты, созда ние и изучение опорных разрезов, площадное карти-

пис ными и печатными материалами по району работ, коллекциями горных пород, шлифами и т.п.

Рекогносцировочные маршруты проводятся для знакомства с геологическим строением и минерализацией цветных камней на площади исследований.

Создание и изучение опорных разрезов проводится для изучения основ-

ных структурных литологических, стратиграфи ческих и метаморфических особенностей геологического строения площади. Расстояние между опорными профилями обычно составляет 1-2 км. Зависит от геологического строения и минерализа ции площади.

По опорным профилям проводятся комплексные геофи зические исследования (грави-, магниторазведка, СЭП, ВЭЗ) в масштабах, соответствующих площадной съемке. На профилях с учетом сложности геологического строения, геофизических данных и мощности рыхлых отложений задаются горные выработки и буровые скважины. Горные выработки (обычно мелкие шурфы или небольшие канавы) про ходят на участках с мощностью наносов до 3 м через 20—100 м в зави симости от масштаба.

Площадное картирование выполняется для уточнения и дополнения данных геологического картирования, прослеживания контактов минерализованных зон и т. д. На площадях, перекрытых рыхлыми отложения ми, проходятся шурфы, канавы. Места заложения выработок выби раются на основании схематической геологической карты, построенной по геофизическим данным и опорным профилям.

Для изучения структурно-тектонических особенностей перспективных площадей, трещинной и разрывной тектоники применяются аэрофотоснимки. Дешифрирование производится на снимках масштаба 1:35000 и 1:40000, по их результатам составляется структурно-тектоническая схема площади и карта плотности трещиноватости. Анализ этих материалов позволяет увязать минерализацию с основными тектони ческими элементами площади и тем самым уточнить дальнейшее направле ние поисков. Данные дешифрирования заверяются буровыми и горными работами.

Контрольные работы по проверке качества полевых работ и оценки пра вильности их выполнения - завершающий этап специализированных геоло- го-съемочных работ. На их проведение предусматривается око ло 10 % от объема основных видов работ.

В результате выполненных исследований должна быть составлена геоло- го-структурная карта соответствующего масштаба, на которой ука зываются

113

все найденные проявления и участки, структурно-литологические группы пород, благоприятные для обна ружения промышленной минерализации. Геологические материалы должны соответствовать основным требованиям к производству детальных геолого-съемочных работ масштаба 1 : 10000 и 1 : 5000.

Минерагеническое картирование. Минерагеническое картирование

-это один из основных методов поиска месторождений цветных камней. Представляет собой планомерное изучение минерализованных полей при помощи поиско вых критериев. Суть заключается в комплексном изучении перспектив-

ных площа дей в процессе полевых работ и лабораторными исследований, а также выяснение закономерностей распределе ния полезного ископаемого в геологических структурах.

По результатам полевых и лабораторных исследований составляется минералогическая карта. На специализированную геологическую основу условными обозначениями выносятся все обнажения цветных камней и места их находок, выделяются зоны по преобладанию того или иного типа.

На основе минералогической и вспомогательных карт строится минерагеническая карта, которая является итогом анализа всего накопленно го материала. Это позволяет провести минерагеническое районирование площади и выделить участки различной перспективности для постановки дальнейших работ.

Выявле ние месторождений и оценка минеральных тел. Выявление месторождений осуществляется по результатам ранее проведённых работ, включая полевые и лабораторные исследования. Учитывая свойства и характер распределения цветных камней, выполняется оценка минеральных тел. Для поисков рудных тел и оценки месторождений применяют специальные методы.

5.3.1. Специальные методы выявления и оценки месторождений

При поисках месторождений цветных камней ведущее место занимают геологические (поисковые маршруты, аэро методы и т. д.), геофизические и минералого-геохимические методы.

Геологические методы. Одним из методов выявления месторождений цветных камней служат поисковые маршруты. В отличие от геологосъе мочных работ сеть маршрутов, а также точки наблюдений в ходе этих работ распределяют ся неравномерно и сгущаются на перспективных участ ках. Ориентировка маршрутов зависит от особенностей геологического строения, условий локализации проявлений, расчлененности рельефа и т. д. Поисковые маршруты позволяют обнаруживать как прямые, так и косвенные поисковые признаки, которые фиксируются на соот ветствующих планах и картах.

Наряду с поисковыми маршрутами важное значение имеет поисковое дешифрирование аэрофотоматериалов. Дешифрирование про водится для непо-

114

средственного обнаружения кварцевых, пегматитовых и других тел, а также россыпей и осуществляется, как правило, в предполевой период.

Геофизические методы поисков. Геофизические методы надёжно зарекомендовали себя при геологи ческом картировании и поисках кварцевых и пегматитовых тел. При поисках хрусталеносных тел применяется магнитометрия, используемая как дополнительный метод при разбраковке аномалий сопротивления на хрусталеносные и нехрусталеносные. Кроме того, с помощью этого метода можно определить элементы залегания объекта. Метод нейтронной активации позволяет экспрессивно выявлять гидротермально-метасоматические ореолы около хрусталеносных объек тов.

Минералого-геохимические методы поисков. Эффективность поисков цветных камней существенно повышается при применении минералогогеохимических и геохимических мето дов. В основе применения минералогогеохимического метода поисков лежат типоморфные особенности минералов, отражающие физико-химические усло вия их образования и дальнейшего сосуществования. Ряд минералов можно использовать в поисковых целях, в качестве спутников драгоценных камней, генетически и парагенетически связанных с ними. Надёжным способом выделения метасоматических ореолов является петрогра фическое изучение пород и определение их химического состава, которые проводятся при минералого-геохимических исследованиях.

В маршрутах при минералого-геохимических исследованиях фиксируются зоны развития минеральных парагенезисов, сопутствующих проявлениям цветных камней. Полученные данные позволяет более целенаправлен но задавать горные выработки. Минералогическая съемка входит в комп лекс с геохимической (шлихогеохимические исследования).

Геохимические методы включает отбор проб, аналитические работы, обработку результатов анализов. Они основаны на связи химических элементов в первичных и вторичных ореолах рассеяния, возникающих при формировании месторождений полезных ис копаемых и их разрушении в зоне гипергенеза.

Методика применения геохимических методов ни чем не отличается от их применения для рудных полезных ископаемых (Инструкция.., 1983). Литохимические поиски по первичным ореолам рассеяния применяют на площадях, перекрытых свалами делювиально-элювиальных образований. Опробуют каменный материал, встреченный в интервале профиля, одной пробой. Или опробование всего интервала проводится «методом пунктирной борозды» с равномерным отбором 5-10 мелких сколков пород, объединённых в одну пробу.

Литохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния рекомендуются на стадиях поисковых и поисково-оценочных работ. В их зада чу входят обнаружение и оконтуривание ореолов рассеяния отдельных тел и зон, а также их оценка. Поиски выполняют по равномерной сети путем опробования рыхлых отложений на глубине представительного горизонта.

115

Сеть маршрутов и густота точек отбора зависят от масштаба работ, формы жильных тел и размеров ореолов. Профили ориентируют вкрест простирания структур и рудных тел. Для надежного выявления ореолов рассеяния жильных зон расстояние между профи лями основной сети должно быть не более девяти десятых ожидаемой длины ореола, а расстояние между точками отбора проб не более по ловины его возможной ширины. При поисках на участках с известной минерализацией наиболее рациональной является сеть пробоотбора 50 х10 и 25х10 м. Выбранная сеть опробования можно быть сгущена или разреже на в зависимости от геологических условий и полученных результатов. В зонах, представляющих интерес для обнаружения минерализованных тел, проводится дополнительный отбор проб.

5.4. Поисково-оценочные работы

Поисково-оценочные работы имеют важное значение, так как по их результатам определяются объекты, имеющие промышленное значение. Они проводятся на минерализованных зонах и участках, найденных в результате предыдущих работ. На этой стадии в общих чертах выявляются их геологоструктурные позиции, условия залегания, форма и строение тел полезного ископаемого, качество сырья, подсчитываются запасы категории С2 и оцениваются прогнозные ресурсы категории Р1, выделяются месторождения или участки под разведку. При этом должны быть определен промышленногенетический тип и геологические границы месторождения в плане, а также дан прогноз на глубину.

Для решения данных задач осуществляется детальное геологоструктурное картирование перспективных зон и участков путем проходки канав, траншей, шурфов и бурения скважин. Горные и буровые работы сопровождаются минералого-геохимическими и геофизическими исследованиями.

По данным геологоразведочных работ этой стадии работ составляют гео- лого-структурные карты масштаба 1:5000 – 1:1000, а также отчет с подсчетом запасов категории С2, в приближенном геометрилизованном контуре определяют прогнозные ресурсы категории Р1 и составляют ТЭС (технико-экономическое соображение) целесообразности постановки разведочных работ.

На крупномасштабные геолого-структурные карты выносят минерагенические особенности исследуемых объектов. Особое внимание уделяют наиболее изменчивым, легко выявляемым признакам, которые могут указывать на резкое или заметное изменение степени продуктивности. К таким признакам относятся структурные, литолого-стратиграфические и минералогогеохимические критерии. Среди них ведущее место занимает приуроченность рудных тел к определённым разрывным нарушениям, благоприятным породам, текстурно-структурные особенности полезного ископаемого, наличие метасоматических изменений. Важное значение имеет также изучение разрыв-

116

ных нарушений и трещинных структур, которые могут определять локализацию продуктивной минерализации.

При анализе карт и разрезов выделяют перспективные рудные зоны и отдельные тела, устанавливают предполагаемые контуры промышленной минерализации на флангах или глубоких горизонтах известных продуктивных зон.

Применение минералого-геохимических методов повышает детальность исследований. Их используют для заверки выделенных аномалий и заложения горных выработок. Комплекс геофизических методов похож на исследования, выполняемые на стадии поисковых работ, но работы должны проводиться с большей детальностью. Рациональный комплекс геофизических методов выбирается в каждом конкретном случае в зависимости от особенностей геологического строения и свойств полезного ископаемого.

Особое значение на этой стадии отводится горным работам. Горные выработки располагают по определенной сети, параметры которой зависят от геологического строения изучаемого участка, морфологии и размеров продуктивных тел, распределения полезного ископаемого. В отличие от прогнозногеологических и поисковых работ на этой стадии недостаточно выделять про- мышленно-генетические (формационные) типы месторождений, необходимо провести дробное расчленение по структурно-морфологическим признакам.

Внастоящее время месторождения цветных камней систематизированы

сучетом геологоразведочных работ. Определяющими признаками их объединения по типам являются структуры предполагаемого месторождения, размеры минерализованных зон и рудных тел, их морфология и особенности распределения полезных компонентов. В соответствии с этим выделяют пять типов месторождений, описание которых приведено ниже.

Месторождения первого типа представлены обособленными относительно крупными телами, пластами, жилами и линзами сравнительно простой морфологии. Нередко они связаны с тектоническими нарушениями и залегают на контакте различных пород. Размеры тел изменяются в широких пределах. Полезное ископаемое практически нацело слагает минерализованные тела. Месторождения имеют значительные запасы и относительно просты для изучения. Для их оценки применяют канавы и траншеи, а также скважины колонкового бурения. В редких случаях - шурфы с рассечками. К этому типу относятся месторождения жильного кварца, амазонита, обсидиана, некоторые месторождения нефрита, родонита и яшм.

Месторождения второго типа - штокверки и штокверкообразные зоны, приуроченные к разрывным нарушениям. Для них характерно следующее: четкий структурный контроль, сложное внутреннее строение и неравномерное распределение полезного ископаемого. Как правило, зоны сложного строения, образованы сложными переплетениями жил, линз, прожилков и гнезд. Отмечается четкий литолого-структурный контроль, определяющий положение минерализации на контактах двух разновидностей пород или в пределах одной из них. Параметры штокверков и штокверкообразных зон варьируют в широких

117

пределах, полезное ископаемое распределено неравномерно, образует гнезда и вкрапленность, а также небольшие будины и прожилки. Качество сырья крайне неустойчивое, что требует значительных объемов горных работ для опробования. Для оконтуривания месторождений применяют канавы и скважины колонкового бурения, а для опробования - траншеи, карьеры и подземные горные выработки. К этому типу принадлежат месторождения горного хрусталя, исландского шпата, многие ювелирных камней (изумруд, аметист, шпинель, бирюза, хризопраз, хромдиопсид и др.), а также некоторые месторождения ювелирно-поделочного сырья (лазурит, группа халцедона и др.).

Месторождения третьего типа образованы минерализованными зонами сложного строения, для которых характерны изолированные, но относительно сближенные продуктивные жилы, линзы, будины и гнезда, в локализации которых не отмечается четкого структурного контроля. Параметры зон меняются в широких пределах. Распределение полезного ископаемого в пределах зон крайне неравномерное, а в отдельных гнездах, жилах и будинах сплошное или прерывистое. Качество сырья изменяется в широких пределах. Оконтуривание минерализованных зон проводится с помощью канав и скважин колонкового бурения, опробование - с помощью траншей, карьеров, подземных горных выработок и скважин. К этому типу относятся некоторые месторождения горного хрусталя, жильного кварца и ювелирно-поделочных камней (нефрит, родонит, лазурит, чароит, бирюза и др.), а также некоторые месторождения ювелирного сырья, связанного с пегматитами.

Месторождения четвертого типа представлены участками концентрации относительно сближенных минерализованных тел, жил, линз, гнезд. Они широко распространены, имеют сложное геологическое строение, из-за чего весьма трудны для изучения. Полезное ископаемое слагает гнезда, линзы, будины. Распределение полезных компонентов в них прерывистое или сплошное, а качество сырья крайне изменчивое. Отработка таких месторождений, рентабельна только открытым способом. Оценка осуществляется канавами, траншеями, карьерами и скважинами колонкового бурения; в редких случаях применяются подземные горные выработки. К этому типу принадлежат некоторые месторождения горного хрусталя, жильного кварца цветных камней, связанных с миароловыми пегматитами (топаз, берилл, турмалин и др.).

Месторождения пятого типа составляют россыпные месторождения горного хрусталя и других самоцветов — элювиальные, элювиальноделювиальные, делювиально-аллювиальные и элювиально-делювиальные россыпи.

Таким образом, группировка месторождений по типам уже на стадии поисково-оценочных работ позволяет сделать предположение о возможности выявления определенных объектов и целенаправленно выбирать методику их оценки.

118

На стадии поисково-оценочных работ приповерхностные части месторождений изучаются с детальностью, позволяющей дать предварительную оценку продуктивных зон и рудных тел. Устанавливается мощность и состав рыхлых отложений, наличие коры выветривания, оконтуриваются выходы продуктивных тел, исследуются гидрогеологические условия. Для этих целей проходят канавы, шурфы с рассечками. Скважины бурят для выявления и оконтуривания продуктивных зон и тел на глубине, изучения их морфологии, внутреннего строения и оценки качества. Кроме того, с помощью скважин заверяют аномалии, определяют направления горных выработок.

В некоторых случаях для получения надежных данных о составе и внутреннем строении продуктивных тел, определения выхода и сортности сырья проходят штольни (при благоприятном рельефе) или горизонтальные выработки из неглубоких (до 40 м) шахт. Применение указанных горных выработок необходимо также в случаях, когда приповерхностная часть месторождений (30—40 м) отработана или затронута экзогенными процессами. Из всех горных выработок отбирают пробы камнесамоцветного сырья.

Методика поисково-оценочных работ (сеть опробования, расположение выработок, виды и объемы горных работ и др.) обосновывается в каждом конкретном случае с учетом геологических особенностей минерализованных участков и природных факторов.

Результатом детального прогнозирования является определение прогнозных ресурсов категории Р1, а также оценка целесообразности постановки разведочных работ.

5.4.1. Поиски и оценка россыпей

Площади для поисков россыпей выбираются на стадии прогнозногеологических работ. Учитываются геологические и геоморфологические особенности оцениваемых районов, материалы дешифрирования аэрофотоснимков, анализируются результаты ранее проведенного шлихового опробования. На прогнозных картах отмечается развитие площадных кор выветривания. На основе морфоструктурного анализа аэрофотоснимков реконструируется рельеф, осуществляется шлиховое опробование водотоков. В результате работ этой стадии составляется специализированная геологическая карта россыпей, на которой оконтуриваются площади для поисковых работ.

При поисках россыпных месторождений, выполняемых в масштабе 1:10000—1: 5000, соблюдают определенную последовательность работ. В первую очередь осуществляют шлиховое опробование речных долин, в которых при выполнении мелкомасштабных геологических съемок были найдены драгоценные камни. Одновременно проводятся геологические и геоморфологические исследования.

Шлиховой метод поисков. Шлиховые пробы отбирают из долинных и косовых отложений, русел рек, их притоков, склонов русел и террас. При

119

шлиховом опробовании учитываются детали морфологического строения долин, химическая и абразивная устойчивость минералов. Как правило, наиболее устойчивые минералы накапливаются на конечных этапах транспортировки обломочного материала, вплоть до устьев речных долин, а в среднем течении - слабоустойчивые минералы.

Минералы, обладающие небольшой миграционной способностью, локализуются вблизи коренных источников, «чешуйчатые» минералы накапливаются в верхних горизонтах, «пластинчатые» — в предплотиковых, а «непластинчатые» — в головных частях косовых микрофаций. По данным количественного анализа распределения минералов в тяжелой фракции в поперечном профиле долин выделяют плёсовую, пристрежневую, косовую и пойменную микрофации. Плёсовые и пристрежневые микрофации, отличающиеся высокими концентрациями минералов в тяжелой фракции более полно характеризуют особенности россыпей.

Шлиховые пробы анализируют в минералогических лабораториях и лишь частично непосредственно в полевой условиях. После обработки отмытых шлихов получают магнитную, электромагнитную и немагнитную фракции, каждую из которых разделяют по плотности. Драгоценные камни извлекают различными способами из соответствующей фракции и взвешивают. Содержания минералов в пробах выражаются в граммах на исходную массу шлиха, а затем пересчитываются на 1 м3 аллювиальных отложений.

В ряде случаев довольно эффективен метод поисков россыпей, заключающийся в анализе результатов шлихового опробования с выделением генетических минералов-спутников полезных ископаемых (в районах широкого развития пород — вторичных коллекторов). Фракции полезного ископаемого и минералов-спутников, поступивших из вторичных коллекторов, претерпевают при образовании россыпей одни и те же явления перемыва и переотложения.

При анализе шлихов особое внимание обращают на типоморфные особенности минералов, и, в первую очередь, на их морфологию. Основные драгоценные камни показывают на картах в виде цветных линий параллельных водотоку. Толщина линий отражает количественное содержание минералов в пробах (знаки, незначительное весовое содержание, весовые концентрации).

Минералого-геохимические исследования. При поисках аллювиальных и элювиально-делювиальных россыпей берилла, топаза и турмалина, связанных с пегматитами, одновременно со шлихами отбирают пробы рыхлых отложений массой 50—100 г. Обычно зоны максимального выхода минералов в шлихах коррелируют с высоким уровнем накопления некоторых элементов (Ве, F, Zг, НF, Li и, RЬ) в глинистых фракциях и участках речных долин с благоприятными условиями для формирования россыпей. Эти элементы, концентрирующиеся в глинах, выявляют по наличию в шлихах топаза, берилла, турмалина и слюд.

Анализ и обобщение материалов минералогических и геохимических исследований позволяют выделять локальные участки с аномальными содержа-

120