основн.дисциплины / поиск и разв.мест.п.и-Высоцкий / Курс лекций

Рис. 2. Геологический разрез Березовского полиметаллического месторождения (по материалам Березовского рудника)

1 — современные отложения; 2 — углисто-глинистые и хлоритовые сланцы; в — серицит-хлоритовые сланцы; 4 — известняки; 5 — рассланцованвые диабазы и порфириты; 6 — массивные сульфидные руды; 7 — вкрапленные сульфидные руды; 8 — тектонические нарушения

31

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 3. Схематическая геологическая карта меднорудного штокверка Кальмакыр (по 3. А. Васильевой)

1 —кварцевые порфиры; 2—известняки; 3—сиенит-диориты; 4—сиениты; 5 — гранодиорит-порфиры; 6 — габбро; 7 — липаритовые порфиры; 8 — разломы дорудные; 9 — альпийские сбросы; 10 — кварцевые щилы; 11 — рудное тело

Рис. 4. Разрез по оси штольни 4 на оловянно-полиметаллическом месторождении Хрустальном

(по В. П. Полохову)

1 — рудные жилы; 2 — тектонические нарушения

32

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 5. Схематическая геологическая карта Северного участка Баженовского месторождения асбеста (по П. М. Татаринову).

1 — дайки аплитов и диоритов; 2 — габбро; в — пи-роксениты; 4 — перидотиты; 5 — тальковые породы; 6 — серпентиниты с прожилками асбеста; 7 — серпентиниты с мелкой сеткой асбестовых прожилков; в — перидотиты с «отороченными жилами» асбеста; 9 — серпентиниты рассланцованные с асбестом; 10 — серпентиниты массивные

1 — кварцитовидный песчаник; 2 — мрамор; 3 — жильный кварц с хрусталеносными погребами и занорышами; 4 — анкерит

33

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

Рис. 7. Карта грунтового стока в реки на территории Днепровско-Донецкой впадины (по П. П. Климентову)

Средний годовой сток (в мм слоя): а — более 80; б — от 80 до 70; в — от 70 до 60; г — от 60 до 50;

Э — от 50 до 40; е — от 40 до 30; ж — от 30 до 20; а — от 20 до 10; и — менее 10

Рис.8 Месторождение нефти Дарвина с глубоко размытой продуктивной свитой в своде антиклинальной структуры, осложненное разрывным нарушением. (по Б. К. Бабазаде)

34

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ЛЕКЦИЯ №4

ПЛОЩАДИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ И МОРФОЛОГИЯ ТЕЛ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Площади распространения полезных ископаемых охватываются понятиями: 1) провинция полезных ископаемых, 2) область (пояс, бассейн) полезных ископаемых, 3) район (узел) полезных ископаемых, 4) поле полезных ископаемых, 5) месторождение полезных ископаемых, 6) тело полезных ископаемых. Этот перечень составлен от наибольших к наименьшим территориям размещения полезных ископаемых.

Провинция полезных ископаемых представляет собой крупный участок земной коры, относящийся к платформе или складчатому геосинклиналыюму поясу, с размещенными в его пределах и свойственными ему месторождениями. Например, выделяют Уральскую провинцию, Кавказскую провинцию, провинции Русской и Сибирской платформ и т. п. В связи с дифференциацией науки о полезных ископаемых по видам минерального сырья иногда выделяются провинции металлогеническая, угленосная и нефтегазоносная. Среди металлогенических отмечаются провинции допалеозойских платформ, каледонских, герцинских, мезозойских и альпийских складчатых поясов. Угленосные провинции, или площади, разделяются по основным эпохам массового угленакопления на карбоно-вые, пермско-юрские, верхнемеловые — третичные и послетретичные (П. Степанов, 1937 г.). Нефтегазоносные провинции группируются в провинции внутриплатформенных впадин, впадин краевых частей платформ, предгорных прогибов и периферических частей горных сооружений, межгорных впадин.

Область полезных ископаемых занимает часть провинции и характеризуется набором определенных по составу и происхождению месторождений полезных ископаемых, приуроченных к одному или группе тектонических элементов первого порядка, определяющих геологическое строение территории провинции (антиклинории и синклинории, внутренние и периферические зоны геосинклиналей, срединные массивы, наложенные мульды, краевые прогибы, щиты, синеклизы и др.). В связи с тем, что в складчатых сооружениях эти тектонические элементы, контролирующие положение областей полезных ископаемых, обычно имеют линейно вытянутый характер, распределение месторождений в их пределах приобретает поясовый характер.

Пояса полезных ископаемых могут быть разными по составу. Выделяются металлогенические, или рудные, пояса, пояса угленакопления и нефтегазоносные пояса. Следует отметить, что в данном случае речь идет не о таких грандиозных поясах, как Монголо-Охотский пояс А. Ферсмана, Тихоокеанский пояс С. Смирнова или карбоновый пояс угленакопления П. Степанова, охватывающие целые секторы земного шара и относящиеся в сущности к линейно вытянутым провинциям полезных ископаемых. Размеры

35

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

поясов колеблются в широких пределах. Так, полиметаллический пояс Рудного Алтая вытянут в длину на 300 км при ширине около 40 км, Яно- Индигиро-Колымский золотоносный пояс имеет длину около 1000 км при ширине 60—100 км, рудный пояс Кордильер достигает длины более 2500 км при ширине свыше 100 км.

Области непрерывного или почти непрерывного распространения Пластовых осадочных полезных ископаемых нередко приобретают характер бассейнового размещения месторождений.

Бассейны полезных ископаемых свойственны месторождениям нефти (Волго-Уральский, Западно-Сибирский, Днепров-ско-Донецкий и др.), угля (Кузнецкий, Донецкий, Подмосковный и др.), нерудных полезных ископаемых (соляные бассейны Артемовско-Славян-ский, Соликамский, Иркутский, Стассфуртский и др.), рудных месторождений (Криворожский железорудный, Никопольский марганцовый и др.)- Площади бассейнов полезных ископаемых различны и измеряются от нескольких сотен (Криворожский бассейн) до нескольких сотен тысяч квадратных километров (Тунгусский угольный бассейн Сибири или Западный и Восточный буроугольные бассейны внутренней части территории США).

Район полезных ископаемых составляет часть области и обычно характеризуется местным сосредоточением месторождений. В связи с последним обстоятельством он нередко называется узлом полезных ископаемых. Рудные узлы и узлы угленакопления с той или иной степенью отчетливости выделяются на общем фоне рудоносных и угленосных областей. Площади рудных узлов достигают сотен и первых тысяч квадратных километров; площади узлов угленакопления имеют большие размеры. Примером рудных узлов могут служить 29 узлов полиметаллических месторождений, выделенных С. Смирновым на территории Восточного Забайкалья.

Рудное поле представляет собой группу месторождений, объединяемых общностью происхождения и единством геологической структуры. Площади рудных полей обычно имеют размер от нескольких до десятков квадратных километров. Поля полезных ископаемых состоят из месторождений, а последние из тел полезных ископаемых.

Телом, или залежью, полезного ископаемого называется ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурно-геологическому элементу или комбинации таких элементов.

Области, районы, поля, месторождения и тела полезных ископаемых могут полностью обнажаться на поверхности земли и относиться к открытым, быть частично закрытыми перекрывающими их породами и принадлежать к полузакрытым или быть полностью погребенными и квалифицироваться как закрытые. Среди закрытых, или слепых, групп месторождений полезных ископаемых выделяются невскрытые, до которых не дошел уровень эрозионного среза после их образования, и перекрытые,

36

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

которые были образованы на поверхности Земли или вскрыты в прошлые геологические времена эрозией, а затем погребены под толщей более молодых отложений.

МОРФОЛОГИЯ ТЕЛ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Для месторождений твердых полезных ископаемых могут быть выделены три морфологических типа залежей: изометричные, плоские и вытянутые по одному направлению.

Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним принадлежат штоки, штокверки и гнезда.

IIIтоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья. Примером могут служить штоки каменной соли, гидротермальные метасоматические рудные залежи и др. (рис. 1).

Штокверк представляет собой более или менее изометричный объем горной породы, пронизанный мелкими жилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества; такая горная порода с прожилками

ивкраплениями ценных минералов добывается целиком как полезное ископаемое. Примером штокверков могут быть тела некоторых месторождений меди, олова, молибдена, асбеста и других полезных ископаемых

(рис. 2).

Гнездом называется относительно некрупное локальное скопление полезного ископаемого. Подобную форму имеют тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и других руд (рис. 3). Основным элементом, определяющим размеры и форму изометричиых тел, является их поперечное сечение.

Плоские тела полезных ископаемых характеризуются двумя протяженными и одним коротким размером. Их представителями являются пласты

ижилы.

Пласты наиболее типичны для осадочных месторождений руды, угля и нерудных полезных ископаемых. Метасоматические тела, развивающиеся по отдельным пластам в толщах осадочных пород, приобретают характер пластообразных залежей. Пласт полезного ископаемого иногда разделяется на пачки, разобщенные прослоями породы; пачки в свою очередь могут распадаться на слои (рис. 4). В соответствии с этим различают пласты простые (без прослоев породы) и сложные (с прослоями породы).

Основными элементами, определяющими геологическую позицию и размеры пластов, являются направление простирания и длина по простиранию, направление падения, угол падения и длина по падению и, наконец, мощность пласта. Обычно пластовые залежи имеют большую длину, достигающую, например в Донецком бассейне, нескольких десятков километров. По падению некоторые пласты, например золотоносных конгломератов Витватерсранда в Южной Африке, разрабатываются до

37

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

глубины более 2 км. Мощность пластов полезных ископаемых изменяется от едва заметных пропластков до нескольких сотен метров. Так, мощность рабочих пластов угля в Донбассе обычно лежит в пределах 0,45—2,5 м (средняя 0,7 м), пластов бурых углей третичных бассейнов Южного Урала достигает 150 м, а залежи соли в Соликамске на Урале до 500 м.

Тонкие пласты полезных ископаемых не разрабатываются. Поэтому, помимо геологического определения мощности, существует промышленное понятие о мощности пластов полезных ископаемых. Рабочей мощностью считается минимальная мощность, при которой пласт целесообразно эксплуатировать. Для углей она колеблется от 0,10 до 1,0 м. Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и прослоев породы для рабочей части пласта. Полезная мощность определяется как сумма мощностей пачек полезного ископаемого, извлекаемых при добыче из пласта.

Месторождения пластовой формы бывают однопластовыми и многопластовыми. В последнем случае выделяется продуктивная толща пород, заключающая серию пластов полезных ископаемых. Количество таких пластов в продуктивной толще может быть различно. Так, количество рабочих пластов в Подмосковном бассейне достигает только 2, в Донбассе около 100, а в Верхнесилезском 140. Богатство продуктивной толщи определяется коэффициентом продуктивности — отношением суммарной мощности пластов полезного ископаемого к общей мощности толщи.

Жилы — это трещины горных пород, выполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Жилы бывают простые и сложные. К простым жилам относятся одиночные минерализованные трещины; к сложным — пучки переплетающихся трещин, зон дробления или рассланцевания (рис. 5). По деталям морфологии среди жил выделяются четковидные, камерные, седловидные, лестничные и оперенные. Четковидная жила характеризуется чередованием в ее плоскости раздувов и пережимов, иногда переходящих в тонкие проводники. Камерная жила отличается еще более резкими раздувами, которые в форме крупных скоплений как бы нанизаны на жильный шов. Седловидные жилы образуются при скоплении вещества полезного ископаемого в шарнирах складок. Лестничные жилы выполняют поперечные трещины в пластах или дайках хрупких пород, залегающих среди более пластичных образований.

Среди месторождений жидких и газообразных полезных ископаемых (нефть, вода, горючий газ) в соответствии с классификацией И. Брода (1951 г.) по морфологическим признакам могут быть выделены залежи пластовые, массивные и линзовидные.

Пластовые залежи жидких и газообразных полезных ископаемых приурочены к пласту-коллектору проницаемых пород, заключенному среди непроницаемых или слабопроницаемых пластов, в той или иной степени тектонически дислоцированных (рис. 6). Такие залежи обычно являются наиболее крупными, достигая в длину по простиранию коллектирующего их

38

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

пласта более 80 км при ширине до 70 км (Ромашкинское месторождение Татарии).

Массивные залежи представляют собой скопления жидкости или газа в выступах проницаемых пород (структурных, эрозионных, рифовых), перекрытых плохо проницаемыми осадками (рис. 7). Они могут быть как некрупными, так и значительными по размерам, достигая 50 км (АчалукиКарабулак) и даже нескольких сотен кубических километров (Меджид Сулейман в Иране, Киркук в Ираке, Абкаик в Саудовской Аравии и др.).

Линзовидные залежи связаны с локальными зонами пористых и трещиноватых пород, ограниченных со всех сторон непроницаемыми породами (рис. 8).

39

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис. 1. Шток медносульфидной руды месторождения Цителсонельского.По В. Бачалдину и Ю. Назарову

1 — четвертичные рыхлые отложения; 2 — четвертичный лавовый поток; 3 — верхнемеловые туфы кварцевых альбитофиров; 4 — огипсованные туфы- 5 — вторичные кварциты; 6 — дайкн кварцевых альбитофиров; 7 — рудное тело; 8 — буровые скважины.

Рис 2. Штокверк.

40

Высоцкий Э.А., Кутырло В.Э. «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»