книги из ГПНТБ / Романович, И. Ф. Тальк

Не исключено применение и других компонентов тальковых руд (Мамыкин и др., 1953; Басманов, 1960), например магнетита, извлекаемого при магнитной сепарации (количество его невелико).

Сопутствующие полезные ископаемые

На ряде месторождений талька могут быть и другие виды минерального сырья. На месторождениях, связанных с магнези­ альными карбонатными породами, следует отметить магнезит, до­ ломит, кварцит, а также новые виды керамического сырья: тремолитовые породы, маложелезистые форстерит, энстатит и анто­ филлит. Хлоритовые породы, ассоциирующие с талькитами на месторождениях различных генетических типов, можно иногда ис­ пользовать как декоративный камень, а также в молотом виде в производстве мягкой кровли и других отраслях промышленности, требующих наполнители не очень высокого качества. На эндоген­ но-экзогенных месторождениях, связанных с доломитами, могут быть встречены также маршаллиты и бокситы.

На тальковых месторождениях, связанных с пипербазитами, промышленное значение могут приобретать серпентиниты, приме­ няемые для производства некоторых видов строительных материа­ лов, как это имеет место на Чорчанской группе месторождений, а также карбонатизированные серпентиниты как сырье для произ­ водства форетеритовых огнеупоров. В зонах выветривания этого типа месторождений можно обнаружить силикатные кобальт-нике- левые руды и гидроокисные железные руды, которые можно ис­ пользовать не только для производства железа, но и в качестве минерального пигмента. На месторождениях талька и других по­ лезных ископаемых, связанных с гипербазитами, могут быть выяв­ лены: асбесты, вермикулит, хромит, платиноиды, дуниты (пригод­ ные как для производства форетеритовых огнеупоров, так и в дробленом виде для литейной промышленности), а также при воз­ действии гранитов на гипер'базиты — декоративные листвениты, золото, ртуть и др.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Этапы и стадии геологоразведочных работ

Процесс геологического исследования территории, в соответ­ ствии с методическими указаниями по проведению отдельных эта­ пов геологоразведочных работ (Требования к содержанию и ре­ зультатам геологоразведочных работ по этапам и стадиям, ч. II, 1967), делится на следующие этапы: 1) региональная геоло­ гическая съемка, 2) поиски месторождений, 3) разведка ме­ сторождений.

30

К первому этапу следует также отнести и региональныегео­ физические съемки (магнитометрическую, гравиметрическую и др.). В результате проведения первого этапа выявляются пер­ спективные на выявление месторождений площади, которые заслу­ живают проведения специальных поисковых или более детальных

объектов, заслуживающих постановки разведочных работ. На вто­ ром этапе выделяют две стадии: собственно поисковую, выполняе­ мую, как правило, в масштабах 1 : 50 000— 1 : 10 000, и поисковоразведочную, в процессе которой масштабы исследований возра­ стают до 1 : 25 000—1 : 1000.

Третий этап делится на три стадии: предварительная разведка, детальная разведка и эксплуатационная разьсдка. Цели и задачи на каждой из данных стадий охарактеризованы ниже — при рас­ смотрении методики работ.

Проектирование и организация геологоразведочных работ

Вопросы проектирования и организации геологоразведочных работ достаточно детально рассмотрены в недавно изданных ра­

с учетом поисковых критериев и признаков (см. раздел «Поисковые критерии и признаки»). При выборе площадей поисков учитыва­ ются также и их географо-экономические особенности.

Проведение разведочных работ планируется с целью: 1) уве­ личения запасов действующих рудников при производственной не­ обходимости; 2) выявления достаточных запасов для организации новых добычных предприятий — по заданию соответствующих от­ раслей промышленности (Министерство промышленности строи­ тельных материалов и Министерство черной металлургии СССР), или (только на стадии предварительной разведки) из соображе­ ний улучшения состояния минерально-сырьевой базы СССР — по решению вышестоящей геологической организации. Однако и в последнем случае, как правило, работы согласуются с соответ­ ствующим ведомством, занимающимся разработкой тальковых ме­ сторождений.

Объемы поисковых работ планируются, исходя из особенно­ стей геологического строения, включая величину перспективных площадей, и принятой методики работ.

Объемы разведочных работ планируют, исходя из особенностей геологического строения месторождения, методики работ и не­ обходимых запасов сырья, рассчитываемых по мощности буду­ щего талькового предприятия.

31

Основываясь на опыте отечественных предприятий («Экономи­ ка минерального сырья...», 1968), планируемые запасы крупных месторождений должны обеспечить их работу в течение 30—50 лет, средних — 20—30 лет и мелких — 10—15 лет.

В зависимости от сложности строения и формы залежей стои­ мость разведки 1 т талька для большинства месторождений талькитов составляет за последние 20 лет по категориям А +В 0,15—

категориям B+Ci составила 0,21 к, а по B-j-Ci + C2—0,18 к. Такая низкая стоимость разведки алгуйского талька связана с исключи­ тельно компактным распределением запасов, сосредоточенных в одной гигантской линзе.

Стоимость разведки 1 т талькового камня для категорий А +В составляет в среднем 0,018 р., a A + B + Q —0,006 р.

Вышеприведенные цифры показывают лишь ориентировочную стоимость затрат на разведку. В каждом отдельном случае тре­ буются соответствующие расчеты, учитывающие конкретные осо­ бенности разведки.

При планировании буровых работ необходимо предусматривать мероприятия по повышению выхода керна (укорочение длины рейса, бурение всухую и т. д.). Проходка канав, как показал опыт разведочных работ на Урале, весьма эффективна с применением экскаваторов и канавокопателей, если условия местности позво­ ляют применять эти механизмы. В ряде случаев (в горно-таежных условиях) успешно используют проходку канав с взрыванием грун­ та «на выброс», как правило, с последующей подчисткой.

В качестве тяжелых горных выработок, если позволяет рельеф, желательно использовать штолыщ с квершлагами и ортами или глубокие шурфы с рассечками. Если мощность наносов велика (более 20—30 м), можно все разведочные работы выполнять без горных выработок (Правдинское и Веселянское месторождения на Украине).

Поисково-разведочные работы следует по возможности прово­ дить по сети, которая затем может быть использована для более детальных работ, т. е. желательно уже на данной стадии опреде­ лить рациональное направление разведочных линий и расстоя­ ние между ними, кратное расстояниям при более детальных ра­ ботах. Прп проведении предварительной разведки необходимо оконтуривание и изучение структуры всего месторождения. При детальной разведке крупных месторождений следует внимательно отнестись к выбору площадей работ, с учетом наиболее целесо­ образного проведения эксплуатационных работ, включая раци­ ональное размещение карьеров и других добычных выработок,

* Здесь и далее приведена средняя арифметическая стоимость из числа случаев разведок (числа месторождений), а не общего количества запасов всел месторождений.

32

рудничных и фабричных построек, отвального хозяйства и пр. При планировании разведочных работ следует учитывать принятое со­ отношение категорий запасов для месторождений различных групп ГКЗ. При поисковых и разведочных работах необходимо осуще­ ствлять целесообразное сочетание горных, буровых и геофизиче­ ских работ.

ПОИСКОВЫЕ И ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ

Сценка перспективных площадей по результатам предшествующих геологических исследований

Анализ результатов предшествующих геологических и в том числе геофизических исследований имеет большое значение как при выборе перспективных площадей, так и при их предваритель­ ной оценке. Этот анализ проводится с учетом изложенных ниже поисковых критериев и признаков. В частности, обращается вни­ мание на площади развития магнезиальных карбонатных пород и гииербазитов, установленные в процессе геологической съемки* степень их метаморфизма (как контактового, так и региональ­ ного), особенности тектонического строения (пликативные и дизъ­ юнктивные нарушения) и др.

Существенное значение имеют материалы геофизических работ, главным образом магнитометрических. В результате проверки гео­ физических аномалий было открыто несколько месторождений талькового сырья, в том числе такое крупное месторождение таль­ кового камня, как Правдинское.

Не следует пренебрегать и историческими данными, в которых могут быть сведения об обнаружении талька или сопутствующих минералов в тех или иных местах, результаты анализов талько­ вых руд и данные по добыче талька.

Поисковые критерии и признаки

При поисках месторождений талька используются критерии литологические, минералогические и структурно-тектонические, а также непосредственные поисковые признаки.

Литологические критерии поисков. Наличие магнезиальных по­ род является важнейшей предпосылкой при выборе района поиско­ вых работ. Для месторождений железистого талька и талькового камня характерна связь с гипербазитами и продуктами их мета­ морфизма. Районы, в которых известны антигоритовые серпенти­ ниты, являются перспективными в отношении тальковых месторож­ дений, так как эти серпентиниты приурочены к участкам наиболее интенсивного метаморфизма. Тальконосными могут оказаться как крупные массивы гииербазитов, так и их мелкие сателлиты. В свя­ зи с этим тщательному опоискованию подлежат не только сами массивы гииербазитов, но и прилегающие к ним участки вмещаю-

щих пород. Выявление талькитов и тальк-карбонатных пород бо­ лее вероятно в районах развития дунит-гарцбургитовой форма­ ции, а тальк-хлоритовых пород — дунит-габбро-пироксенитовой формации.

С магнезиальными карбонатными породами связаны наиболее ценные месторождения маложелезистого талька. Стеатитовые раз­ ности маложелезистого талька преимущественно связаны с магнезитами, сланцевые — с доломитами. С магнезиальными мерге­ лями возможна ассоциация низкокачественных тальк-хлоритовых пород.

Большинство месторождений маложелезистого талька связано с породами докембрийского и палеозойского возраста. Однако есть исключение: некоторые месторождения находятся в относи­ тельно молодых породах.

Минералогические критерии. Благоприятны для выявления тальковых месторождений районы развития метаморфизма с фа­ циями от амфиболитовой до зеленосланцевой (Наделяев и др., 1958; Романович, 1960). Вокруг тальковых залежей нередко рас­ положен ряд метасоматических зон (рис. 3). Мощность отдельных зон значительно превышает мощность залежей талькитов и таль­ кового камня. Это обстоятельство облегчает поиски залежей по­ лезного ископаемого (Романович, 1959).

На апогипербазитовых месторождениях широко распростране­ на зона ослюденелых пород. Например, на Краснополянском ме­ сторождении мощность этой зоны достигает 10 м, а местами и 35 м. Биотитизированные сланцы в отличие от неизмененных тем­ но-серых приобретают буро-коричневую окраску или заметный ко­ ричневатый оттенок. Зона хлоритовых сланцев на уральских ме­ сторождениях имеет более умеренную мощность — в пределах не­ скольких метров, редко 10 м шболее.

Тремолитизация, окварцевание, оталькование, диопсидизация и иногда энетатитизация карбонатных пород, свидетельствующие о привносе в них кремнекислоты, служат благоприятными поиско­ выми признаками тальковых месторождений. Следует учитывать последовательность в зональном расположении метасоматических пород и определенное положение зон тальковых пород (Романо­ вич, 1962).

Структурно-тектонические критерии. Зоны разломов и других нарушений среди гипербазитов и магнезиальных карбонатных по­ род также являются благоприятными вместилищами тальковых месторождений и путями для проникновения рудообразующих ра­ створов. Тальковые залежи могут располагаться непосредственно в тектонических зонах или на участках, примыкающих к эти.м зонам.

Наиболее крупные тальковые залежи располагаются, как пра­ вило, в лежачем боку гипербазитовых массивов. Перспективны в отношении тальконосности участки гипербазитов с ксенолитами вмещающих пород, зонами дробления, породами жильного ком-

34

елекса; Участки контактов криволинейной формы особенно благо­ приятны для развития трещиноватости при подвижках вдоль кон­ такта, а следовательно, наиболее доступны для проникновения талькобразующих рартворов.

Обычно наиболее оталъкованы части тел гипербазитов в ме­ стах их выклинивания по падению («килевые» ем. рис. 3). Талько­ вые залежи развиваются также нередко и в местах выклинивания тел магнезиальных карбонатных пород, , .

Рис. 3. Схема вертикального разре­ за линзы гипербазитов, подвергшейся

зировэнные и биотитизированные породы); 5 — границы между породами; 6 —границы •; исходного тела гипербазитов-

Благоприятны для, образования тальковых месторождений зо­ ны контактов магнезиальных пород с породами силикатного со­ става. Значительная трещиноватость-пород .в контактовых зонах, облегчает движение растворов, которыми доставляются компо­ ненты, необходимые для образования талька.

Интрузивная деятельность как■поисковый критерий. В ряде:

районов тальковые месторождения приурочены, к зонам контакта, магнезиальных пород с прорывающими их интрузивами главным образом гранитоидного состава. Особенно благоприятны для талькообразования пологие контакты магнезиальных пород с подсти­ лающими их гранитоидами.

Непосредственные поисковые. признаки. Химическая стойкость,

талька способствует хорошему сохранению его в элювиальных и. делювиальных отложениях. Легкая щстираемость талькитов обус­ ловливает малую транспортабельность тальковых галек, переноси­ мых в водных потоках, как правило, лишь па десятки и первые, сотни метров от месторождения. Химической стойкостью талька можно также объяснить, сохранность его нешуек в почвенном слое, в связи с чем над тальковыми залежами возникают ореолы рас­

сеяния. На склонах эти ореолы могут быть смещены в процессе формирования делювия. При выветривании тальковых залежей образуется специфический «жирный» элювий, наблюдаемый обыч­ но в многочисленных высыпках из норок животных, иногда обра­ зующий характерные белесые полосы на пашне.

При вскрытии выветрелых выходов тальковых пород сущест­ венное значение имеет установление генетического типа скоплений талька и особенно выявление их связи либо' с гипербазитами, либо с магнезиальными карбонатными породами. Следует иметь в ви­ ду, что в процессе выветривания в тальковых породах более легко разрушаются карбонаты. При этом пустоты от выщелачивания карбонатов в анокарбонатпых тальковых породах имеют, как пра­ вило, округлые или амебовидные плавные сечения, в то время как в апогипербазитовых тальковых породах аналогичные по гене­ зису пустоты чаще имеют угловатые и сложные полигональные сечения (Романович, 1967).

Задачи и методика проведения поисковых работ

Основной задачей.поисковых работ на тальк является обнару­ жение его скоплений, агтакже выявление признаков, указывающих на возможность их нахождения на доступной для эксплуатацион­ ных работ глубине. При проведении поисковых работ широко при­ меняются охарактеризованные поисковые критерии и, признаки. Наряду с геологическими предпосылками учитываются, географоэкономические факторы., которые могут оказать влияние на оценку месторождений. Выяснение этих факторов до начала поисков мо­ жет предотвратить нецелесообразные затраты на поиски.

Поисковые работы на тальк производятся в районах, которые на основании предшествующих геологических исследований при­ знаны перспективными в отношении возможности обнаружения промышленных месторождений талька.

Основой поисковых работ на тальк являются геологические карты масштабов 1 :500(К>—1 : 10000. В районах, где геологиче­ ская съемка указанных масштабов не произведена, она должна быть выполнена в ходе поисковых работ.

В тех случаях, когда тальк связан с ультраоеновными порода­ ми, геологической съемкой ' должны быть охвачены площади их распространения и контактирующих с ними горных пород более кислого состава (изверженные и осадочные). Размеры площадей, сложенных вмещающими породами, определяются по данным сред­ немасштабных съемок (1: 200 000—1:50000), но при этом кар­ та должна отчетливо показывать возрастные и структурные отно­ шения гипербазитов к Другим породам, развитым в изучаемом районе.

36

родами,- включая обрамление их вмещающими. силикатными по­ родами.

Прослеживание контактов и зон тектонических нарушений в магнезиальных породах не представляет трудности при хорошей обнаженности пород. Для тальконосных районов это бывает очень редко. Как правило, в связи с мягкостью тальксодержащих пород, обусловливающей их малую стойкость при выветривании, контак­ ты высокомагнезиальных пород с прилежащими к ним силикат­ ными породами характеризуются сглаженными формами рельефа и широким развитием более или менее мощных делювиальных на­ носов. При отмеченных условиях прослеживание контактов яв­ ляется достаточно трудной задачей, дополнительно осложняемой в большинстве тальконосных-районов, их залесенноетыо. Целесо­ образно для установления контактов использовать геофизику.

Наибольший интерес для поисков алопгаербазитовых место­ рождений талька представляет магниторазведка, так как гинербазиты обладают повышенной магнитностыо.

М. П. Астафьевой и И. Ф. Романовичем (1.960 г.) была показа­ на возможность проведения эманациониой съемки с целью выяв­ ления апогипербазитовых залежей талькитов, над которыми уста­ навливаются пониженные-ноля.

В редких случаях, когда обнаженность района достаточна, изу­ чение выходов талька производится теми же методами, что и. изу­ чение выходов других пород (отбирают пробы для химического анализа и минералогических исследований). В-подходящих усло­ виях целесообразна расчистка обнажений тальковых пород-для обеспечения возможности изучения строения , их залежи (наличие в ней разновидностей полезного ископаемого .и участков пустых пород, характер-трещиноватости и т. д.). Иногда такая расчистка

Для подтверждения наличия талька в изучаемой контактовой зоне необходимо непосредственное вскрытие ее, как правило, мел­ кими выработками, наивыгоднейшее расположение которых под­ готовлено предшествующими работами по установлению место­ нахождения изучаемого контакта.

Мелкие выработки и маршруты при поисках на основе геолб: гическ-ой съемки масштабов 1 : 50 000—1 : 10 000 располагаются по линиям, ориентированным вкрест простирания контактов. Длина линий зависит от ширины предполагаемых продуктивных зон. Рас­ стояние между линиями маршрутов или мелких выработок состав­ ляет обычно 0,4—0,5 км, однако при сложных геологических усло­ виях-оно иногда сокращается до 0,20—0,25 км, а при простых ус­ ловиях и больших параметрах месторождений возможно увеличение до 0,8—1,0 км. Расстояния между горными выработ­ ками на линиях составляют обычно, 50—100 м, реже они умень­ шаются до-25 м, а иногда и увеличиваются до 200 м.„

37

Характер выработок зависит от мощности наносов. При небольшой мощности наносов (до 2,5—3,0 м) для вскрытия коренных по­ род применяются шурфы и.канавы, при большей — шурфьи Иног­ да прибегают к помощи буровых работ, особенно на участках, перекрытых наносами большой мощности. ■'

Отмеченная выше плотность сети поисковых выработок при отрицательных результатах поисков, как правило, гарантирует от пропуска промышленных месторождений талька. Вместе с тем дан­ ные поисковых работ масштабов 1:50 000—10 000 недостаточны для достоверной увязки проявлений тальконосности, вскрытых от­ дельными линиями поисковых выработок.

Поиски месторождений талька следует проводить комплексно, с учетом возможного выявления и других полезных ископаемых. Обобщая опыт поисковых работ Миасской геологоразведочной партии (М. А. Георгиевский, К. И. Постоев, А. Я- Хмара,-Г.' И. БезpyKOiB, Б. А. Боговский и др.) и экспериментальных геофизических исследований Московского геологоразведочного института (И. Ф. Романович, А.- И. Петров, М. П. Астафьева, Е. Н. Прохо­ рова и др.). можно при поисковых работах рекомендовать в каче­ стве примера следующий порядок проведения изучения террито­ рии на поисковом этапе с целью выявления участков развития апогипербазитозых талькитов.

1. Проведение маршрутно-площадных геологических исследо­ ваний. В центральной части площади поисков разбивается по про­ стиранию пород магистральная линия, на которой устанавлива­ ются пикеты через 50—200 м. Затем через 400 м разбиваются поисковые линии вкрест простирания с установлением на -них ко­ лышков через 50—100 м. На колышках указываются расстояние от магистральной линии и ориентировка по отношению к-этой ли­ нии (например, Л-5/В-150, т. е. расположен на пятой поисковой линии в 150 м к востоку от магистрали). Эти колышки необходи­ мы для привязки обнажений и других точек геологических, наблю­ дений. Геологические • маршруты проводятся по этим линиям и охватывают площади шириной по 200'м, примыкающие по обе сто­ роны к каждой линии. '

Обнажения, высыпки щебенки и другие точки наблюдений на­ носятся на кроки, а затем при возвращении из маршрута на по­ левую карту. На карте намечаются закрытые наносами участки, предназначенные для магнитометрических исследований. •

2. Магнитометрические исследования проводятся вкрест про­ стирания по линиям с постановкой инструмента через 25—100 м в зависимости от ‘геологической обстановки. В результате этих исследований устанавливаются контакты пород и особенно кон­ такты серпентинитов и-вмещающих пород, наиболее благоприят­ ные для выявления талькитовых залежей.

3. Проходка мелких шурфов, дудок, а в случае, когда наносы имеют мощность свыше 3—4 м, и вскрышных скважин на участках, перекрытых наносами, в местах интересных контактов и т. д. Рас­

38

стояния между шурфами и скважинами при отсутствии обнажений определяются с учетом геофизических данных.

В случае, если геофизические работы не проводятся, сеть шур­ фов составляет от 150X400 до 25X200 м. В местах контактов выработки сгущаются вплоть до непосредственного вскрытия кон­ такта. При этом часто возникает необходимость проходки канав, осуществляемая обычно на этом этапе в сравнительно неболь­ шом объеме.

Обработка материалов и выделение объектов, заслуживающих проведения поисково-разведочных работ

По результатам поисковых работ составляется краткий отчет ■с изложением результатов проведенных изысканий. При обработке

.материалов следует провести анализы проб тальковых руд на различные компоненты в соответствии с действующими ГОСТ и ТУ для предварительного суждения о качестве сырья*. Анализ геологической обстановки и минералого-петрографические каме­ ральные исследования должны позволить выяснить генетический тип оталькования.

Все горные выработки и геологические наблюдения в естест­ венных обнажениях должны быть нанесены на карты и схемы. По поисковым участкам составляются, как правило, схематические геологические карты, сопровождаемые разрезами, позволяющими судить о строении участков.

На основе поисковых работ для каждого из участков, показав­ ших положительные результаты, должна быть сделана ориенти­ ровочная прикидка запасов талька, которые из-за недостаточности исходных данных являются прогнозными. Несмотря на малую точ­ ность абсолютной величины прогнозных запасов, эти запасы при обоснованном и единообразном подходе к их определению позво­ ляют дать сравнительную характеристику опоискованных участ­ ков, необходимую для обоснования проведения поисково-разведоч­ ных работ. При выборе участков для поисково-разведочных работ необходимо принимать во внимание не только количественную сто­ рону характеристики участков, но и качество талька с учетом за­ дания поисков и потребностей промышленности.

По экономическим соображениям, при одинаковом качестве талька преимущество должно быть отдано месторождению, усло­ вия залегания которого позволяют разрабатывать его открытым способом.

В тех случаях, когда в силу тех или иных обстоятельств по­ исковая стадия в процессе проведения работ непосредственно пе­ рерастает в поисково-разведочную, специальный отчет о поисхо-

* В первую очередь определить содержания: S i02, А120 3, Fe20 3 общее и растворимое в НС1, CaO, MgO, н. о., п. п. п., а также белизну.

39