4. Поиски нерудных месторождений полезных ископаемых

Общая характеристика нерудных и твердых горючих полезных ископаемых. К нерудным (неметаллическим) полезным ископаемым относятся свыше 200 минералов и горных пород, которые могут служить сырьем:

• индустриальным (алмаз, пьезокварц, слюда, корунд, графит, барит, флюорит, боксит и др.);

• химическим и агрохимическим (соли натрия, калия, апатит, фосфорит и др.);

• строительным минеральным, в том числе керамическим (глина, полевой шпат, кварцевый песок и др.), огнеупорным (магнезит, песчаники, кварциты и др.) и строительным (известняк, песок, гравий, изверженные и метаморфические породы и др.).

• Объективно не способствуют развитию нерудной геофизики сравнительно небольшие глубины залегания продуктивных толщ и слабое отличие их по физическим свойствам от вмещающих пород.

• Вместе с тем рациональный комплекс из нескольких (двух-четырех) геофизических методов может более чем на треть сократить расходы на разведку этих полезных ископаемых с помощью буровых скважин.

Основными задачами нерудной геофизики являются:

• выявление особенностей геологического строения;

• установление прогнозно-поисковых признаков;

• выделение перспективных площадей;

• и, наконец, поиски и разведка сырья.

• Решение первых трех задач можно проводить в ходе целенаправленной переинтерпретации материалов крупномасштабных картировочных работ с применением геофизических методов.

• На перспективных площадях следует применять детальные комплексные поисково-разведочные геолого-геофизические исследования в масштабах 1:25000 - 1:2000.

Площадная сеть геофизических наблюдений изменяется от 250 x 100 до 20 x 10 м.

Индустриальное сырье и его геофизические поиски.

Алмаз является одним из ценных видов индустриального сырья. Коренные месторождения алмазов приурочены к кимберлитам, а вторичные осадочные (россыпные) располагаются в углублениях палеозойских пород и речных долинах.

Ведущими методами поисково-разведочных работ на кимберлитовые трубки являются аэромагниторазведка и наземная магнитная съемка. Однако узкими локальными аномалиями на графиках магнитной съемки выделяются не только кимберлитовые трубки, но и многочисленные дайки пород основного состава, траппов и т.п. Поэтому для разбраковки полученных магнитных аномалий применяют гравиразведку, электрическое и электромагнитное профилирование. Россыпные месторождения алмаза изучают так же, как и подобные месторождения металлов, с помощью геофизических методов (ВЭЗ, электропрофилирование, сейсморазведка МПВ). Они служат для выявления углублений в фундаменте, которые могут быть ловушками для алмазов.

Пьезоэлектрическое минеральное сырье (пьезокварц, оптический флюорит), слюды чаще всего приурочены к кварцевым и пегматитовым жилам. Кварцевые жилы отличаются от вмещающих интрузивных, а иногда осадочных пород низкими величинами магнитной восприимчивости и гамма-активности, повышенными (для плотных, ненарушенных) или пониженными (у разрушенных, трещиноватых жил с глинистым заполнителем) сопротивлением и плотностью, повышенной теплопроводностью.

Поисковыми методами на кварц являются:

• магнитная съемка;

• тепловая (шпуровая) съемка;

• гамма-съемка;

• электрическое и электромагнитное профилирование;

• электрические зондирования для определения мощности наносов;

• высокоточные грави- и сейсморазведка для выявления россыпей кварца.

Поиски химического и агрохимического сырья методами геофизики.

Минеральные соли разрабатываются открытым и закрытым способами. Месторождения представлены в виде пластовых, штокообразных, куполообразных залежей. От вмещающих терригенных пород минеральные соли отличаются:

• пониженной плотностью;

• пониженной магнитной восприимчивостью;

• повышенным удельным электрическим сопротивлением;

• повышенной скоростью распространения упругих колебаний;

• повышенной теплопроводностью;

• пониженной для солей натрия и магния и повышенной для солей калия гамма-активностью.

Поиск минеральных солей можно проводить:

• гравимагнитными съемками;

• радиометрическими съемками;

• электрическим и электромагнитным профилированием;

• электромагнитными зондированиями (ВЭЗ, ЗСБ, ЧЗ);

• разведку минеральных солей проводят с помощью полевых электромагнитных и сейсмических зондирований (ВЭЗ, ЗСБ и МПВ, МОВ) и геофизическими исследованиями скважин (электрическими, ядерными);

• апатитовые руды приурочены к изверженно-метаморфическим комплексам пород;

• в зависимости от генезиса, морфологии и состава вмещающих пород апатитовые залежи отличаются от них: повышенными плотностью, гамма-активностью, повышенными или пониженными магнитной восприимчивостью и удельным электрическим сопротивлением;

Для фосфоритов характерны:

• повышенные гамма-активность (за счет аномально высокого содержания урана) и поляризуемость;

• повышенные, а иногда пониженные магнитная восприимчивость и удельное электрическое сопротивление.

Изучение месторождений строительного минерального сырья геофизическими методами.

Рыхлые глинистые, песчанистые, песчано-гравийные, гравийно-галечниковые, галечно-валунные материалы, широко применяемые в строительстве, связаны, главным образом, с четвертичными отложениями и добываются как на суше, так и на дне акваторий.

В ряду рыхлых осадочных пород (глины - пески - гравий - галька - валуны) физические свойства изменяются следующим образом:

• от единиц до тысячи омметров - удельное электрическое сопротивление;

• незначительно – плотность;

• уменьшаются естественная, иногда вызванная поляризуемость;

• уменьшается гамма-активность;

• уменьшается скорость распространения упругих волн,

• иногда магнитная восприимчивость.

Для расчленения рыхлых пород, можно использовать:

• электрические профилирования (ЭП, ЕП, ВП) и зондирования (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП);

• сейсморазведку МПВ;

• гамма-съемку,

• иногда гравимагниторазведку.

Обычно применяют одновременно не более двух методов.

Скальные строительные материалы:

• изверженные (граниты, гранодиориты, габбро, диабазы, базальты и др.),

• метаморфические (гнейсы, кварциты, песчаники, мрамор и др.),

• осадочные (известняки, доломиты, мрамор, мел и др.)

породы широко используются в строительстве.

Для изверженных и метаморфических пород характерны высокие

• плотности,

• скорости распространения упругих волн,

• удельные электрические сопротивления.

хотя разрушенные разности этих пород могут отличаться пониженными значениями перечисленных параметров.

Магнитная восприимчивость у них изменяется в зависимости от петрографо-тектонических особенностей. Радиоактивность возрастает от метаморфических к ультраосновным, основным и кислым породам.

Карбонатные породы, по сравнению с изверженными и метаморфическими, имеют меньшие, а по сравнению с осадочными - большие значения следующих физических свойств: плотности, скорости распространения упругих волн, удельного электрического сопротивления, магнитной восприимчивости.

Они отличаются низкой гамма-активностью. Физико-геологические модели при изучении скальных строительных материалов бывают разными: от горизонтально и полого залегающих пластов до мощных лакколитов.

Поэтому комплексы геофизических методов различаются. Пластовые крутослоистые залежи изучают гравимагниторазведкой, электрическим и электромагнитным профилированием, гамма- и эманационной съемкой. Полого- залегающие - методами гравимагниторазведки, электрическими и электромагнитными зондированиями, сейсморазведкой.