Введение

Учение о поисках и разведке – это прикладная геологическая наука, изучающая условия нахождения и способы выявления месторождений полезных ископаемых. В практике используются как геологические, так и технические (геофизические, космогеологические, буровые и др.) способы обнаружения залежей минерального сырья. Учение о поисках и разведке включает шесть основных проблем: 1) поиски; 2) разведка; 3) опробование; 4) подсчет запасов; 5) экономическая оценка; 6) геологическая служба на горных предприятиях. Эти проблемы тесно связаны взаимосвязаны между собой и по существу представляют звенья единого геологоразведочного процесса.

В данном учебном пособии рассматриваются особенности поисков и разведки месторождений строительного минерального сырья – песков, песчано-гравийных смесей, легкоплавких, тугоплавких и огнеупорных глин и некоторых других видов строительных материалов. Роль этого минерального сырья исключительно важна в экономике многих стран, в том числе и Беларуси. Оптимальная методика поисков и разведки месторождений строительного сырья, надежная геолого-экономическая оценка, имеющихся ресурсов как изолированных месторождений, так и отдельных регионов с предварительной оценкой качества минерального сырья – основа эффективности геологоразведочных работ.

Пески строительные и гравий являются полезными ископаемыми многоцелевого назначения. Они используются в качестве заполнителей бетона, где составляют до 80 % его объема. Стоимость заполнителей достигает 30–50 % стоимости бетонных и железобетонных конструкций, а иногда и более. Заполнители позволяют резко сократить расход цемента или других вяжущих веществ, являющихся наиболее дорогой и дефицитной составной частью бетона. Они создают в бетоне жесткий скелет, воспринимают усадочные напряжения и уменьшают усадку обычного бетона примерно в 10 раз по сравнению с усадкой цементного камня. Пески также применяются в различных штукатурных и кладочных растворах в качестве отощителя жирных глин, при производстве различных материалов, силикатных и других строительных изделий, в литейном производстве, при разного рода фундаментных и дорожных балластных подсыпках, в других отраслях народного хозяйства.

Легкоплавкие глины и суглинки используются в качестве добавок при производстве цемента, являются важнейшим сырьем керамической промышленности. В зависимости от свойств и вещественного состава они применяются при изготовлении кирпича, дренажных труб, черепицы, керамзита, аглопорита, буровых растворов, формовочных смесей, наполнителей бумаги, резины. Жирные глины являются важнейшим сырьем для изготовления гончарной посуды и печных изразцов. Тугоплавкие и огнеупорные глины пригодны для выработки канализационных труб, облицовочной керамики, кислотоупорных изделий, а также используются в качестве формовочного сырья для чугунного и стального литья.

Основную и важнейшую базу указанных сырьевых ресурсов для промышленности строительных материалов и поставок местного строительного сырья для нужд индивидуального строительства представляют собой отложения четвертичной толщи. Промышленностью строительных материалов разрабатываются месторождения, залегающие на относительно небольших глубинах, максимально до 40–50 м. В настоящее время изучение условий формирования, установление закономерностей размещения и локальный прогноз строительных материалов в Беларуси проводятся по интервалам глубин 0–10, 10–15, 15–30 м и максимально – 30–50 м. Мощность вскрышных пород на месторождениях, благоприятных для разработки, обычно в редких случаях превышает 8–12 м и чаще всего составляет не более 2–5 м.

Более древние осадочные аккумуляции, непосредственно представляющие месторождения полезных ископаемых или вмещающие залежи минерального строительного сырья, залегают на сравнительно небольших глубинах только на небольших участках. В частности, палеоген-неогеновые глины и пески встречаются в Брестской и Гомельской областях.

Формирование четвертичных отложений и связанных с ними залежей строительного сырья обусловлено деятельностью покровных континентальных ледников, неоднократно проникавших в пределы территории республики со стороны Фенноскандии. Разнообразие и сложность палеогеографических условий формирования четвертичной толщи, в которой сосредоточены основные ресурсы и запасы минерального строительного сырья, требуют глубокого понимания процессов формирования и локализации залежей полезных ископаемых разного генезиса. Так, промышленные месторождения песчано-гравийного материала обычно связаны с краевыми ледниковыми и флювиогляциальными (до 85 %), а также аллювиальными (до 14 %) образованиями. Наибольшее распространение песчано-гравийные залежи имеют в пределах развития поозерского и сожского горизонтов четвертичных отложений. Часто месторождения песков связываются с конечноморенными аккумуляциями и развитыми вблизи них водно-ледниковыми отложениями, речными долинами и древними ложбинами стоков. Озерно-ледниковые пески отмечаются также в краевых границах древних приледниковых водоемов.

К озерно-ледниковым отложениям нередко приурочены залежи ленточных глин. Моренные глины встречаются в составе основной морены в пределах Белорусской гряды, Поозерья, нередко они связываются с озерно-аллювиальными аккумуляциями и лессовыми породами.

При планомерных поисках и разведке новых месторождений, в целях предупреждения излишних финансовых и трудовых затрат, геологоразведочные работы, как правило, проводятся по стадиям. Каждая стадия работы имеет специализированный характер по установлению достоверных или прогнозных объемов полезных ископаемых и определяет возможный экономический эффект от разработки месторождения. Это позволяет уже на более ранних этапах проведения геологоразведочных работ приостанавливать их и прекращать финансирование на месторождениях, разработка которых нецелесообразна по геолого-экономическим соображениям. Запасы в недрах определяются по объему и качеству сырья. Выявленные и изученные в соответствии с требованиями кондиций запасы минеральных ресурсов могут быть отнесены к балансовым или забалансовым. Выделяются запасы разведанные – категории А, В и С₁ и предварительно оцененные – категория С₂. Для запасов категорий А и В устанавливаются размеры и формы тел полезных ископаемых, условия залегания, характер внутреннего строения, контуры блоков подсчета запасов по скважинам, а также определяются условия ведения горно-эксплуатационных работ.

Предварительно оцененные запасы категорий С₁ и С₂ изучаются с меньшей степенью обоснованности, чем категорий А и В, и определяются на основании единичных геологических данных или по аналогии с соседними разведанными участками более высоких категорий.

Прогнозные ресурсы по степени обоснованности подразделяются на категории Р₁, Р₂ и Р₃. Ресурсы категории Р₁ учитывают возможность прироста запасов за счет расширения площадей полезного ископаемого за контуром подсчета запасов категории С₂ на основе экстраполяции или выявления новых запасов при поисковых и поисково-оценочных работах. Прогнозные ресурсы категории Р₂ учитывают вероятность выявления новых залежей на основе положительной оценки геологического строения территории, проявлений полезных ископаемых, единичных выработок, интерпретации различных геохимических и геофизических аномалий, геологическая природа которых установлена единичными пересечениями, а также на основе аналогий с известными и уже изученными месторождениями. Оценка ресурсов категории Р₂ выполняется по материалам поисков, а иногда и на стадии геологической съемки и общих поисков. Прогнозные ресурсы категории Р₃ оценивают только потенциальные возможности формирования и локализации месторождений полезных ископаемых на основе благоприятных предпосылок или метода аналогий. Оценка ресурсов категории Р₃ производится в основном по материалам геологической съемки или специальных исследований по прогнозированию.