Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине ГЕОЛОГИЯ И РАЗВЕДКА ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Алчевск 2014



Вопрос 1. Значение полезных ископаемых в развитии общества

Исключительно важное значение полезных ископаемых в развитии человеческого общества отражено в названиях длительных исторических периодов: «каменный», «бронзовый», «железный».

Прогресс человечества определяется возрастающим количеством использования энергии. В доисторические времена универсальным источником энергии была древесина, в XVI--XVII вв. н. э. человек научился использовать каменный уголь, в XVIII в. стал широко применять его для выплавки металлов, в середине XIX в. стал использовать нефть, в XX в. -- горючие газы и сланцы. При этом постоянно возрастало энергопотребление. В каменном веке, когда люди научились пользоваться огнем, потребление энергии в среднем на 1 человека в сутки составляло около 29,9 тыс. кДж, в средние века достигло 50 тыс. кДж на 1 человека в сутки, а после использования в качестве топлива каменного угля -- 109 тыс. кДж.

В конце 1970-х -- начале 1980-х гг. расход энергии в сутки на человека превышал 840 тыс. кДж. Процесс возрастания потребления энергии продолжается. Во второй половине 1980-х гг. человечество получало энергии за счет гидроресурсов 5%, сжигания древесины и торфа -- 5%, сжигания нефти -- около 36%, газа -- 24%, угля -- 24%, на атомных электростанциях -- 6% .

В настоящее время использование полезных ископаемых достигло максимума и темпы эксплуатации их запасов продолжают возрастать.

Важное значение имеет замена редкого минерального сырья синтетическими материалами. Металлы во многих случаях успешно заменяют пластмассами.

Создаются новые технологии извлечения металла, обогащения и переработки руд. Следовательно, одной из важнейших задач охраны недр является бережное расходование минеральных и энергетических ресурсов.



Вопрос 2. Угольный и нефтяной ряды горючих полезных ископаемых

Каустобиолиты -- горючие полезные ископаемые органического происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растительных, реже животных, организмов под воздействием геологических факторов.

Термин впервые предложен немецким учёным Г. Потонье в 1888 г., разделившим каустобиолиты по происхождению на 3 группы: сапропелиты, гумиты и липтобиолиты.

В настоящее время по условиям образования делятся на каустобиолиты угольного ряда (торф, ископаемые угли, горючие сланцы, янтарь), сингенетичные осадкообразованию, и каустобиолиты нефтяного и нафтоидного ряда (природные битумы: нефти, мальты, асфальты, озокерит, природный газ и др.), миграционные, эпигенетичные осадкообразованию.

Вопрос 3. Условия происхождения ископаемых углей

Растительность для образования угля. В результате детального изучения остатков древесины, коры, ветвей, листьев или их отпечатков, сохранившихся в пластах каменных углей, представилось возможным восстановить первоначальные формы, размеры, строение растений прежних геологических периодов, способы их размножения и даже условия их произрастания. В самые ранние геологические периоды накопление органического материала происходило за счет наиболее примитивных представителей растительно-животного мира. Именно так образовались огромные массы карбонатных пород - известняков, мергелей, доломитов, однако считается, что в отдельных случаях они давали начало и углистым образованиям, сохранившимся до наших дней. В последующие геологические периоды происходило развитие более сложных организмов - многоклеточных сине-зеленых водорослей, которые явились исходным материалом для некоторых месторождений горючих сланцев. К началу девонского периода водоросли в своем эволюционном развитии сделали значительный шаг вперед, приспособившись к существованию в прибрежной части суши. Эта первая полуназемная растительность - псилофиты (без настоящих листьев и корней) - местами давала значительные заросли, из которых впоследствии образовались уже настоящие угли (месторождения по р. Барзас в Кузнецком бассейне, угли Медвежьего острова в Баренцовом море).

Наиболее пышного расцвета наземная растительность достигает в каменноугольный период, когда на смену псилофитам приходят тайнобрачные (древовидные папоротники, огромных размеров хвощи) и плауновые (каламиты, лепидодендроны, сигиллярии), которые размножались спорами. Заселяя низменные берега прибрежно-морских и континентальных водоемов, эта растительность явилась исходным материалом, из которого формировались такие крупнейшие угольные бассейны, как Донецкий, Кузнецкий, Карагандинский, Подмосковный и многие другие в различных районах земного шара.

В последующее время по мере эволюции растительного мира тайнобрачные постепенно вытесняются голосемянными, являвшимися прообразом современных хвойных, кордаитами. Господство кордаитов наступает в юрский и нижнемеловой периоды. В результате имело место образование многих угольных месторождений Сибири и Дальнего Востока (Канско-Ачинский, Иркутский, Буреинский бассейны).

В нижнемеловом периоде появляется еще более совершенная растительность из числа покрытосемянных, уже близкая к современной. Гигантские деревья достигают 100 м высоты при диаметре стволов до 15 м. Новый пышный расцвет растительного мира наблюдался в третичном периоде.

Таким образом, за время, прошедшее с момента появления органической жизни, на Земле неоднократно возникали особо благоприятные условия для развития растительного мира. В каменноугольный, пермский, юрский, меловой и третичный периоды они обеспечили образование основной массы угольных месторождений.

Климатические условия для образования угля. Для усиленного развития растительного мира необходим прежде всего благоприятный климат, влияние которого сказывается не только на росте растений, но и на строении и составе флоры. Так, растения каменноугольного периода достигали большой высоты, имели толстые, мягкие, большие листья, обладали слабой корневой системой. Годовые кольца у них отсутствовали. Несомненно, что они произрастали в условиях теплого, влажного и равномерного климата. Примерно такой же климат был в юрский период и в начале третичного.

Вместе с тем значительные количества растительного материала накапливаются в современных торфяниках в районах умеренно-холодного климата. Это показывает, что и в прошлые геологические периоды примерно в таких же климатических условиях могло происходить накопление торфа - исходного материала для образования угля.

Роль рельефа при образовании угля. Важным фактором для углеобразования является характер рельефа поверхности, от которого зависят условия произрастания растений и накопления их остатков. Накопление значительных количеств растительных остатков возможно только в областях пониженного рельефа, с заболоченными площадями, подобных современным торфяникам. Кроме того, равнинно-низменный рельеф, особенно в прибрежно-морских условиях, благоприятствовал существованию равномерного и влажного климата, а тем самым способствовал усиленному произрастанию и общему расцвету растительного мира.

Автохтонное накопление угля. Основная масса материнского вещества угля в форме растительных остатков накапливалась на месте произрастания растений. Такой вид накопления называется автохтонным. Наглядное представление об условиях автохтонного накопления дают современные торфяники. Торфяные болота образуются в результате зарастания наземными и водными растениями различных водоемов со стоячей или малоподвижной водой (болот, озер, заливов и лагун морей и океанов). В застойных водах при недостатке кислорода растительный материал предохраняется от полного окисления и, кроме того, в них слабо развиваются микроорганизмы, разрушающие растения.

Аллохтонное накопление угля. Часть угольных месторождений образовалась в результате переноса и переотложения растительного материала текучими водами. Реки часто переносят на большие расстояния стволы деревьев и другой растительный материал, который на участках с замедленным течением, в заводях, широких устьях, дельтах задерживается и, оседая на дно, может давать значительные накопления.

Признаки образования угольных месторождений аллохтонным способом в общем противоположны признакам их возникновения автохтонным способом. Кроме того, для угольных пластов, образовавшихся аллохтонным способом, весьма характерно расщепление на несколько выклинивающихся пачек.



Вопрос 4. Донецкий каменноугольный бассейн

Донецкий угольный бассейн был открыт в 1720-е годы в районе нынешнего г. Лисичанска Луганской обл. Промышленное освоение началось с конца XIX века. Площадь около 60 тысяч кмІ. Суммарные запасы до глубины 1800 м -- 140,8 миллиардов тонн. В угленосной толще каменноугольного возраста до 300 пластов; средняя мощность рабочих пластов 0,6-1,2 м. Угли каменные марок Д -- Т (78 %), антрациты (22 %). Теплота сгорания 21,2-26,1 МДж/кг.

Донецкий каменноугольный бассейн возник на южном крае Русской платформы. Длинный и узкий прогиб образовался в среднем девоне в результате региональных разломов между Воронежским и Украинским кристаллическими массивами. Осадочная толща, состоящая из отложений девона, карбона, перми, триаса, юры, мела, третичных и четвертичных, начиная со среднего девона, откладывалась надокембрийском фундаменте, состоящем из комплекса изверженных и метаморфизованных пород. Каменноугольные отложения, перекрывающие отложения верхнего девона, представлены полным разрезом каменноугольной системы и имеют все три отдела непрерывного разреза осадков. Нижняя часть разреза представлена толщей сплошных известняков мощностью 300--600 метров. Выше известняковой толщи, вплоть до границы с пермью, залегает толща переслаивания песчаников и сланцев (алевролитов и аргиллитов) с подчинёнными им пластами и прослоями известняков и углей. Общая мощность этой толщи достигает 18 километров. Мощность каменноугольных отложений, залегающих в центральной часть прогиба, в осевой части Донбасса достигает 5-18 километров. Отложения нижнего карбона увеличиваются от 1,8 до 6 километров, среднего карбона -- от 2 до 8 километров и верхнего карбона -- от 1,2 до 4 километров. Толща каменноугольных отложений подразделена на 5 свит нижнего карбона, 7 свит среднего карбона и 3 свиты верхнего карбона. В результате частой цикличной смены осадков сформировалась многопластовая песчано-глинистая толща с прослоями углей (свыше 300 метров) и известняков (до 250 метров). Аргиллиты и алевролиты (глинистые и песчаные сланцы) преобладают в геологическом разрезе донецкого карбона, достигая 60-70 %, песчаники составляют 25-40 %, известняки 1-1,5 % и угли 1-2 %.

В тектоническом отношении Донбасс представляет собой ряд крупных складок, вытянутых преимущественно в направлении с северо-запада на юго-восток и осложнённых многочисленными разрывами. Отдельные районы бассейна, например, Чистяково-Снежнянский, Боково-Хрустальский, Несветаевский и другие, имеют в общем слабое проявление тектоники, в то время как Донецко-Макеевский, Алмазно-Марьевский и вся полоса промышленного Донбасса у его северной окраины весьма дислоцированы. Преобладающей формой разрывных тектонических нарушений в бассейне является надвиг. Сбросы значительно менее развиты и представлены меньшими амплитудами. Амплитуды тектонических нарушений колеблются в широких пределах от десятых долей метра до 1000 метров. Наибольшее распространение имеют надвиги с амплитудами от 30-50 до 200--300 метров. Кроме крупных тектонических нарушений, в бассейне имеет значительное развитие средняя и мелкая тектоника с амплитудами разрыва до нескольких десятков метров. На всех шахтных полях развита микротектоника, создающая существенные затруднения при ведении горных работ.

В угленосной толще Донбасса залегает 310 угольных пластов рабочей и нерабочей мощности, из которых 95 пластов относятся к отложениям нижнего карбона, 200 пластов к среднему карбону и 15 пластов к верхнему карбону. Суммарное количество угольных пластов, достигающих рабочей мощности, в среднем составляет 120 пластов, в том числе в отложениях нижнего карбона залегает 29 пластов, в среднем карбоне -- 87 пластов и в верхнем карбоне -- 4 пласта. В бассейне разрабатывается 70 пластов, в том числе по различным районам от 40 до 2 пластов. Большинство угольных пластов (до 70 %) имеет сложное строение. Простое строение имеют пласты мощностью до 0,6-0,7 метра. Прослои в угольных пластах представлены преимущественно глинистыми сланцами. Мощность рабочих угольных пластов по Донбассу колеблется в широких пределах: от 0,5 до 1,5-1,8 при средней мощности разрабатываемых пластов 0,7-1 метра. Мощность некоторых угольных пластов достигает 2-2,5 метра, но это относится преимущественно к отдельным небольшим участкам или группам шахтных полей. В Донбассе преобладают пологие пласты угля. Крутые пласты залегают в Центральном и Кадиевском районах и на отдельных участках в других районах.

Основными водоносными горизонтами в каменноугольной толще Донбасса являются известняки и песчаники. В отдельных районах бассейна меловые отложения и обводнённые третичные пески также являются крупными водоносными горизонтами. Наиболее высокой водоотдачей обладают известняки благодаря своей трещиноватости и мелкой закарстованности. Песчаники имеют меньшую трещиноватость, но значительно большую мощность, достигающую 80-120 метров, и являются наиболее крупными водоносными горизонтами, распространёнными на площади всего бассейна. Глинистые сланцы и угольные пласты практически не водоносны, частично водоносными являются трещиноватые песчаные сланцы. Движение подземных вод в каменноугольной толще происходит по трещинам горным пород. Водообильность пород снижается с глубиной. В пределах бассейна выявлено свыше 130 выдержанных водоносных горизонтов со значительными притоками. Некоторые водоносные горизонты выдерживаются на большей части бассейна, а часть их прослеживается только на территории отдельных его районов. По химическому составу воды очень разнообразны. В Центральной части бассейна преобладают воды сульфатно-карбонатного, сульфатного и сульфатно-хлоридного состава, а по катионам -- кальциево-натриевые, натриево-кальциевые и натриево-кальциево-магнивые. С глубиной минерализация вод повышается. Вмещающие породы разрабатываемых угольных пластов имеют среднюю устойчивость. Преобладающими боковыми породами угольных пластов являются глинистые сланцы. В отдельных района бассейна в связи с изменением литологического состава пород, слагающих отдельные свиты, преобладающими боковыми породами являются песчаники и песчаные сланцы, значительно реже известняки. Механическая прочность горных пород крайне неравномерна и колеблется в широких пределах.

Угли Донецкого бассейна относятся к гумусовым. Сапроелитовые разности углей встречаются только в виде отдельных линз и угольных прослоев. Угли пластов, залегающих в отложениях среднего и верхнего карбона, обладают почти одинаковым материнским растительным веществом, но имеют различные качественные показатели, что объясняется в основном их различной степенью углефикации, различной степенью восстановления и окисления в процессе их формирования, а также неодинаковой зольностью и сернистостью. Содержание фосфора в угле весьма незначительно. Выход летучих веществ колеблется в широких пределах -- от 2 % (антрациты) до 50 % (длиннопламенные угли). Теплота сгорания углей находится в пределах от 7500 до 8750 ккал/кг. Наиболее чистые и малосернистые угли имеются в западном секторе Большого Донбасса (Южный и Западный Донбасс) и относятся к отложениям нижнего карбона. В Донбассе установлено закономерное изменение содержания летучих веществ в углях с уменьшением их содержания в направлении с северо-запада на юго-восток и от стратиграфически вышележащих к нижележащим. Зольность и содержание серы в углях колеблются в широких пределах. Среднее содержание природной золы в большинстве угольных пластов находится в пределах 7-20 %. Малозольных углей с зольностью до 7-8 % в бассейне немного. В Донбассе преобладают угли среднесернистые (1,5-3 %). Угли Донецкого бассейна в основном имеют лёгкую и среднюю обогатимость.

В Донецком каменноугольном бассейне распространены все основные марки каменных углей: длиннопламенные (Д), газовые (Г), жирные (Ж), коксовые (К), отощённые спекающиеся (ОС), тощие (Т), полуантрациты (ПА) и антрациты (А), а также переходные от бурых углей к длиннопламенным. Петрографический состав углей довольно однороден.

Вопрос 5. Поисковые критерии и поисковые признаки месторождений полезных ископаемых

Поисковые критерии-- геологических, минералогических, геохимических, геофизических факторов, определяющих условия нахождения полезных ископаемых в земной коре. Поисковые предпосылки позволяют оценивать возможность обнаружения полезных ископаемых на определённых площадях; отражают связь полезных ископаемых с геологическими структурами, рельефом, климатом, возрастом геологических образований, составом горных пород, аномальными полями различного типа. Выделяются: глубинно-металлогенические, климатические, геохронологические и стратиграфические, тектонические, геоморфологические, литологические, петрологические, петрографические, минералогические, геохимические, геофизические поисковые предпосылки. По масштабу поисковые предпосылки подразделяются на планетарные, региональные, локальные.

Планетарные глубинно-металлогенические поисковые предпосылки, например, отражают связь полезных ископаемых с неоднородностью глубинных частей земной коры и мантии, проявляемой в металлогенических поясах; региональные -- в металлогенических провинциях; локальные -- в металлогенических зонах и более дробных металлогенических единицах.

Стратиграфические планетарные поисковые предпосылки отражают связь полезных ископаемых с системой (периодом, циклом); региональные -- с отделом (эпохой); локальные -- с ярусом, свитой, горизонтом (веком). Тектонические поисковые предпосылки отражают связь полезных ископаемых с планетарными, региональными, локальными тектоническими структурами. Планетарные литологические поисковые предпосылки отражают связь полезных ископаемых с группами литофаций (континентальными, морскими, лагунными); региональные -- с отдельными типами литоформаций (карбонатными, терригенными и др.); локальные -- с отдельными частями литоформаций.

Петрологические (магматогенные, метаморфогенные) планетарные поисковые предпосылки отражают связь полезных ископаемых с поясами развития магматических или метаморфических формаций; региональные -- с интрузивными, эффузивными или метаморфическими формациями; локальные -- с фазами, фациями интрузивных, эффузивных или метаморфических пород. Минералогические, геохимические, геофизические поисковые предпосылки отражают связь полезных ископаемых с планетарными, региональными или локальными аномальными полями соответствующего типа.

По совокупности поисковых предпосылок осуществляется прогноз перспективных зон, площадей, участков, выделяемых для проведения геологоразведочных работ соответствующей стадии и масштаба.

Поисковые признаки -- минералогические, геохимические, геофизические факторы (аномалии), прямо или косвенно указывающие на наличиеполезных ископаемых в пределах определённых площадей или участков.

Прямые поисковые признаки: проявления полезных ископаемых в естественных обнажениях (выходы полезных ископаемых), вгорных выработках или в керне буровых скважин; потоки и ореолы минералов или химических элементов (например, золота,касситерита и олова, шеелита и вольфрама, киновари и ртути) в аллювии, в склоновых рыхлых отложениях, в коренных породах; магнитные аномалии высокой интенсивности в связи с магнетитовыми рудами и др. Косвенные поисковые признаки: потоки и ореолы минералов и химических элементов-спутников главных полезных компонентов, например, для золоторудных месторождений -- потоки и ореолы пирита, халькопирита, галенита, сфалерита (меди, свинца, цинка, серебра), для месторождений олова -- шеелита,вольфрамита (вольфрама) или сульфидов свинца, цинка, висмута и др.; метасоматиты различных формационных типов -- березиты, грейзены и др.; геофизические аномалии, обусловленные метасоматитами, ореолами минералов-спутников сульфидного оруденения, рудоконтролирующими структурами, особенностями физических свойств горных пород или продуктивных геологических формаций. Выявление и съёмка поисковых признаков осложняются при слабой обнажённости горных пород. Так, если в открытых районах поисковые признаки могут быть выявлены и закартированы при наземных поисках, в закрытых районах многие виды поисковых признаков обнаруживаются при глубинных поисках по данным изучения и опробования горных выработок и буровых скважин. По совокупности поисковых предпосылок и поисковых признаков осуществляется прогнозирование и оконтуривание перспективных площадей с оценкой прогнозных ресурсов полезных ископаемых. В зависимости от масштаба работ на основании поисковых признаков может осуществляться оценка прогнозных ресурсов рудных узлов, полей, месторождений и их участков.

Вопрос 6. Группы и категории запасов

Группы запасов подразделяются:

По экономическому значению:

Балансовые (экономические);

Забалансовые ( потенциально экономические ), которые подлежат раздельному подсчету и учету.

По сложности геологического строения:

1) 1-я группа. Месторождения (участки недр) простого геологического строения с крупными и весьма крупными, реже средними по размерам телами полезных ископаемых с ненарушенным или слабонарушенным залеганием, характеризующимися устойчивыми мощностью и внутренним строением, выдержанным качеством полезного ископаемого, равномерным распределением основных ценных компонентов. Особенности строения месторождений (участков недр) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов категорий A, B, C1 и C2.

2) 2-я группа. Месторождения (участки недр) сложного геологического строения с крупными и средними по размерам телами с нарушенным залеганием, характеризующимися неустойчивыми мощностью и внутренним строением, либо невыдержанным качеством полезного ископаемого и неравномерным распределением основных ценных компонентов. Ко второй группе относятся также месторождения углей, ископаемых солей и других полезных ископаемых простого геологического строения, но со сложными или очень сложными горно-геологическими условиями разработки. Особенности строения месторождений (участков недр) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов категорий B, C1 и C2.

3) 3-я группа. Месторождения (участки недр) очень сложного геологического строения со средними и мелкими по размерам телами полезных ископаемых с интенсивно нарушенным залеганием, характеризующимися очень изменчивыми мощностью и внутренним строением либо значительно невыдержанным качеством полезного ископаемого и очень неравномерным распределением основных ценных компонентов. Особенности строения месторождений (участков недр) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов категорий C1 и C2.

4) 4-я группа. Месторождения (участки недр) с мелкими, реже средними по размерам телами с чрезвычайно нарушенным залеганием либо характеризующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения, крайне неравномерным качеством полезного ископаемого и прерывистым гнездовым распределением основных ценных компонентов. Особенности строения месторождений (участков недр) определяют возможность выявления в процессе разведки запасов категорий C2. По степени изученности:

Разведанные - месторождения (участки недр), запасы которых, их качество, технологические свойства, гидрогеологические и горнотехнические условия разработки изучены по скважинам и горным выработкам с полнотой, достаточной для технико-экономического обоснования их вовлечения в промышленное освоение в установленном порядке.

Оцененные - месторождения, запасы которых, их качество, технологические свойства, гидрогеологические и горнотехнические условия разработки изучены в степени, позволяющей обосновать целесообразность дальнейшей разведки и разработки.

Категории запасов. Запасы твердых полезных ископаемых по степени разведанности подразделяются на категории A, B, C1 и C2.

Прогнозные ресурсы по степени их обоснованности подразделяются на категории P1, P2 и P3.

Запасы категории A выделяются на участках детализации разведываемых месторождений 1 группы сложности и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- установлены размеры, форма и условия залегания тел полезного ископаемого, изучены характер и закономерности изменчивости их морфологии и внутреннего строения, выделены и оконтурены безрудные и некондиционные участки внутри тел полезного ископаемого, при наличии разрывных нарушений установлены их положение и амплитуда смещения;

- определены природные разновидности, выделены и оконтурены промышленные (технологические) типы и сорта полезного ископаемого, установлены их состав и свойства; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным промышленностью параметрам; - изучены распределение и формы нахождения в минералах и продуктах переделов полезного ископаемого ценных и вредных компонентов;

- контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по скважинам и горным выработкам по результатам их детального опробования.

Запасы категории B выделяются на участках детализации разведываемых месторождений 1 и 2 групп и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- установлены размеры, основные особенности и изменчивость формы и внутреннего строения, условия залегания тел полезного ископаемого, пространственное размещение внутренних безрудных и некондиционных участков; при наличии крупных разрывных нарушений установлены их положение и амплитуды смещения, охарактеризована возможная степень развития малоамплитудных нарушений;

- определены природные разновидности, выделены и при возможности оконтурены промышленные (технологические) типы полезного ископаемого; при невозможности оконтуривания установлены закономерности пространственного распределения и количественного соотношения промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого охарактеризовано по всем предусмотренным кондициями параметрам;

- определены минеральные формы нахождения полезных и вредных компонентов;

- контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по результатам опробования скважин и горных выработок с включением в него ограниченной зоны экстраполяции, обоснованной геологическими критериями, данными геофизических и геохимических исследований. Запасы категории C1 составляют основную часть запасов разведываемых месторождений 1, 2 и 3 групп, а также выделяются на участках детализации месторождений 4 группы сложности и должны удовлетворять следующим основным требованиям:

- выяснены размеры и характерные формы тел полезного ископаемого, основные особенности условий их залегания и внутреннего строения, оценены изменчивость и возможная прерывистость тел полезного ископаемого, а для пластовых месторождений и месторождений строительного и облицовочного камня также наличие площадей развития малоамплитудных тектонических нарушений;

- определены природные разновидности и промышленные (технологические) типы полезного ископаемого, установлены общие закономерности их пространственного распространения и количественные соотношения промышленных (технологических) типов и сортов полезного ископаемого, минеральные формы нахождения полезных и вредных компонентов; качество выделенных промышленных (технологических) типов и сортов охарактеризовано по всем предусмотренным кондициями параметрам;

- контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций по результатам опробования скважин и горных выработок, с учетом данных геофизических и геохимических исследований и геологически обоснованной экстраполяции.

Запасы категории C2 выделяются при разведке месторождений всех групп сложности, а на месторождениях 4 группы составляют основную часть запасов и должны удовлетворять следующим требованиям:

- размеры, форма, внутреннее строение тел полезного ископаемого и условия их залегания оценены по геологическим и геофизическим данным и подтверждены вскрытием полезного ископаемого ограниченным количеством скважин и горных выработок;

- контур запасов полезного ископаемого определен в соответствии с требованиями кондиций на основании опробования ограниченного количества скважин, горных выработок, естественных обнажений или по их совокупности, с учетом данных геофизических и геохимических исследований и геологических построений, а также путем геологически обоснованной экстраполяции параметров, определенных при подсчете запасов более высоких категорий.

Запасы комплексных руд и содержащихся в них основных компонентов подсчитываются по одним и тем же категориям. Запасы попутных компонентов, имеющих промышленное значение, подсчитываются в контурах подсчета запасов основных компонентов и оцениваются по категориям в соответствии со степенью их изученности, характером распределения и формами нахождения.

На разрабатываемых месторождениях вскрытые, подготовленные и готовые к выемке, а также находящиеся в охранных целиках горнокапитальных и горно-подготовительных выработок запасы полезных ископаемых подсчитываются отдельно с подразделением по группам и категориям в соответствии со степенью их геологической изученности.

При разделении запасов полезных ископаемых по категориям в качестве дополнительного классификационного показателя могут использоваться количественные и вероятностные оценки точности и достоверности определения основных подсчетных параметров.

Прогнозные ресурсы категории P1 учитывают возможность выявления новых рудных тел полезного ископаемого на рудопроявлениях, разведанных и разведываемых месторождениях. Для количественной оценки ресурсов этой категории используются геологически обоснованные представления о размерах и условиях залегания известных тел.

Оценка ресурсов основывается на результатах геологических, геофизических и геохимических исследований площадей возможного нахождения полезного ископаемого, а также на материалах одиночных структурных и поисковых скважин и геологической экстраполяции структурных, литологических, стратиграфических и других особенностей, установленных на более изученной части месторождения и определяющих площади и глубину распространения полезного ископаемого, представляющего промышленный интерес.

Прогнозные ресурсы категории P2 учитывают возможность обнаружения в бассейне, рудном районе, узле, поле новых месторождений полезных ископаемых, предполагаемое наличие которых основывается на положительной оценке выявленных при крупномасштабной геологической съемке и поисковых работах проявлений полезного ископаемого, а также геофизических и геохимических аномалий, природа и возможная перспективность которых установлены единичными выработками. Количественная оценка ресурсов, представления о размерах предполагаемых месторождений, минеральном составе и качестве руд основываются на аналогиях с известными месторождениями того же формационного (генетического) типа. Прогнозные ресурсы оцениваются до глубин, доступных для эксплуатации при современном и возможном в ближайшей перспективе уровне техники и технологии разработки месторождений. Возможное изменение параметров кондиций по сравнению с аналогичными месторождениями должно иметь соответствующее обоснование.

Прогнозные ресурсы категории P3 учитывают лишь потенциальную возможность открытия месторождений того или иного вида полезного ископаемого на основании благоприятных магматических, стратиграфических, литологических, тектонических и палеогеографических предпосылок, выявленных в оцениваемом районе при средне- и мелкомасштабном региональном геологическом изучении недр, дешифрировании космических снимков, а также при анализе результатов геофизических и геохимических исследований. Количественная оценка ресурсов этой категории производится без привязки к конкретным объектам по предположительным параметрам на основе аналогии с более изученными районами, площадями, бассейнами, где имеются разведанные месторождения того же генетического типа.

Количественная оценка прогнозных ресурсов производится комплексно. При этом используются существующие на момент оценки требования к качеству и технологическим свойствам полезных ископаемых аналогичных месторождений с учетом возможных изменений этих требований в ближайшей перспективе.

Задание 7. Подсчитайте запасы руды и металла методом среднего арифметического

Исходные данные:

Вариант	Месторождение	Площадь тыс. м2	Средняя мощность, м	Объемная масса, т/м3	Среднее содержание металла, %
1	Криворожский железорудный бассейн	500,0	30,0	4,2	48,5

Решение

1. Подсчитаем объем рудного тела по формуле

где S - площадь полезного ископаемого

m - средняя мощность (истинная)

2. Подсчитаем запасы руды по формуле

d

где V- объем рудного тела;

d - средняя объемная масса.

.

3. Подсчитаем запасы металла методом среднего арифметического по формуле



где С - среднее содержание металла;

Q - запасы руды.

4. Подсчеты сводим в формуляр запасов

№ блока	S	m	V	d	Q	C	Z
Ед. изм.	м2	м	м3	т/м3	т	%	т
1	500	30	15000	4,2	63000	48,5	305550

Ответ: Запасы металла в Криворожском железорудном бассейне составляют 305550 т.

Задание 8. Подсчитайте запасы руды и металла по методу геологических разрезов (геологические разрезы вертикальны и параллельны между собой, расстояние между ними 100 м, а площадь рудного тела приведена в границах геологического разреза в м²

Исходные данные:

Вариант	Месторождение	Объемная масса, т/ м3	Среднее содержание метала,%	Площадь рудного тела в границах геологического разреза, м2
				S1	S2	S3	S4
1	Никитовское ртутное месторождение	2,7	0,4	26,5	28,0	24,0	26,5

1. Подсчитаем объемы рудного тела в блоках

Блоки Б₁ и Б₅ крайние, а Б₂ ,Б₃, Б₄ опираются на два разреза.

Рассчитаем объемы рудного тела крайних блоков Б₁ и Б₅ по формуле:



м³

где H - расстояние между разрезами (100 м , исходя из условия)

Блок Б₁

м³

Блок Б₅

м³

Рассчитаем объемы рудного тела блоков Б₂ ,Б₃, Б₄ опирающихся на 2 разреза по формуле

м³

Блок Б₂ м³

Блок Б₃ м³

Блок Б₄ м³

Рассчитаем объем рудного тела всех блоков

V_Б1 + V_Б2 + V_Б3 + V_Б4 +V_Б5

662,5 + 1426,5+ 1424,0+ 1349,0 + 662,5 =5524,5 м³

2. Рассчитаем запасы руды в каждом блоке по формуле

, т

Блок Б₁ т

Блок Б₂ т

Блок Б₃ т

Блок Б₄ т

Блок Б₅ т

Расчитаем запасы руды всех блоков

QV_Б1 + Q_Б2 + Q_Б3 + Q_Б4 +Q_Б5

+ + + + = 14916,15

3. Расчитаем запасы метала в каждом блоке по формуле

, т

Блок Б₁ т

Блок Б₂ т

Блок Б₃ т

Блок Б₄ т

Блок Б₅ т

Расчитаем общие запасы метала

Z_Б1 + Z_Б2 + Z_Б3 + Z_Б4 +Z_Б5, т

7,155 + 15,4062 + 15,3792 + 14,5692 +7,155 = 6681,96 т.

4.Все расчеты сводим в формуляр подсчетов запасов

Формуляр подсчетов запасов

№ блока	S1	S2	V	d	Q	C	Z
	м2	м2	м3	т/м3	т	%	т
Б1	-	26,5	662,5	2,7	1788,75	0,4	7,155
Б2	26,5	28,0	1426,5	2,7	3851,55	0,4	15,4062
Б3	28,0	24,0	1424,0	2,7	3844,8	0,4	15,3792
Б4	24,0	26,5	1349,0	2,7	3642,3	0,4	14,5692
Б5	26,5	-	662,5	2,7	1788,75	0,4	7,155
Среднее			1104,9	2,7	2983,23	0,4	13,3639
Всего			5524,5	-	14916,15	-	6681,96

Ответ: В Никитовском ртутном месторождении запасы руды составляют 14916,15 т , а запасы металла составляют 6681,96 т.

Задание 9. Никопольское месторождение

Никопольское месторождение - самое большое месторождение марганцевых руд в мире, находящиеся на юге Украины, в Днепропетровской и Запорожской областях. В состав рудного бассейна входят: Никопольское месторождение вблизи г. Никополь, Большетокмакское месторождение у г. Запорожье, ряд небольших рудных площадей и рудопроявлений к югу от г. Кривой Рог.

Общая площадь бассейна более 5 тыс. км². Месторождение открыто в 1883 году инженером В.А. Домгером, освоение его начато с 1886 г. (был заложен первый рудник "Покровские марганцевые копи"). После Великой Отечественной войны 1941-45 гг. были выявлены новые рудные залежи оксидных малофосфористых и карбонатных руд. К 1958 г. детальная разведка месторождения была в основном завершена.

Марганценосная олигоценовая формация с промышленными пластами руд горизонтального залегания тянется с перерывами с запада на восток вдоль южного склона Украинского щита почти на 250 км при ширине до 25 км. Рудоносная территория перекрыта породами мощностью от 15 до 120 м. Рудные пласты (средняя мощность около 2 м) залегают внутри песчано-алеврито-глинистых пород.

Выделяют руды: оксидные (среднее содержание Mn 27,9%), оксидно-карбонатные (25,0%) и карбонатные (22,0%). Минеральный состав оксидных руд - пиролюзит, псиломелан, манганит, кварц, глинистые минералы. Карбонатные руды сложены кальциевым родохрозитом, Mn-кальцитом ("манганокальцитом"), кальцитом, кварцем, глинистыми минералами.

Схема геологического строения Никопольского месторождения

1-глины, мергели,алевролиты; 2 - угли; 3 - кора выветривания фундамента; 4 - оксидные марганцевые руды; 5 - оксидно-карбонатные марганцевые руды; 6 - карбонатные марганцевые руды Выделяют руды: оксидные (среднее содержание Mn 27,9%), оксидно-карбонатные (25,0%) и карбонатные (22,0%). Минеральный состав оксидных руд -- пиролюзит, псиломелан, манганит, кварц, глинистые минералы. Карбонатные руды сложены кальциевым родохрозитом, манганокальцитом, кальцитом, кварцем, глинистыми минералами. Запасы марганцевых руд около 2500 млн. т (1985).

Геохимические особенности поведения марганца в природных процессах показывают, что его главным первичным концентратором являются осадочные образования, в том числе вулканогенно-осадочные. За счет осадочных месторождений формировались вторичные образования метаморфизованного и гипергенного типов.

Месторождения представляют собой пологозалегающие пластовые залежи, состоящие из одного или нескольких пластово-линзовидных рудных тел, расслоенных безрудными породами. Мощность рудных прослоев от 0,1-0,2 до 3-4 м, а рудных залежей до 11 м. Общая латеральная протяженность рудных районов достигает 200-250 км.

В составе руд характерны оксидные (пиролюзит, псиломелан, манганит), оксидно-карбонатные и преимущественно карбонатные (родохрозит, манганокальцит) разновидности, обычно последовательно сменяющие друг друга в направлении дальнего выклинивания. Руды монометалльные с содержанием марганца 15-47%.

Никопольское марганцевое месторождение относится к платформенному осадочному типу и сформировалось в начале олигоценовой трансгрессии. В процессе формирования рудного пласта происходила временная регрессия моря, которая сопровождалась частичным размывом рудоносных осадков и образованием песчаного прослоя.

Спокойное залегание рудоносного горизонта и его простое строение свидетельствуют о том, что руды и вмещающие их кайнозойские осадочные породы формировались в условиях сравнительно медленных колебательных движений. В дальнейшем участок земной коры не подергался сильному действию горообразовательных сил и метаморфизму. Таковы следствия указанного выше тектонического положения рудоносно района: приуроченности его к окраине Украинского щита, наличия жесткого кристаллического основания под осадочной толщей.

Маргаценоносный пласт представлен песчано-алеврито-глинистой толщей, с включениями рудного вещества в виде стяжений неправильной формы (желвков, угловатых кусков); концентрически-слоистых и концетрически-скорлуповатых образований ( конкреций, пизолитов, оолитов); сплошных прослоев. Соотношение между рудными и нерудными компонентами в пласте колеблется на площади залежей и от подошвы к кровле. Рудные агрегаты содержат 50% ( по весу) всего материала, заключенного в пласте.

Для никопольского месторождения обычным является чередование в разрезе нескольких слоев кусковых ячеестых карбонатных руд, отличающихся друг от друга относительным количеством рудных стяжений и характером терригенного материала.

Рудный пласт представлен перемежаемостью Мп-руд с песчано-алевритовыми-глинистыми осадками, его мощность меняется от 0 до 4,5м., в среднем 2.0-3.5 м. Надрудные отложения (зеленовато-серые глины) в пределах зоны месторождений ограничены от рудоносных пород. Как правило, вдоль этой границы развиты оксигидроксиды Fe (подзона оксидных руд) либо наблюдается заметное обогащение глауконитом.

В пределах полосы месторождений по мере погружения кристаллического ложа последовательно выделяются три рудные подзоны: окисных, смешанных (окисно-карбонатных) и карбонатных руд.

Подзона окисных руд. Руды этой подзоны представлены главным образом манганитом II, пиролюзитом, тодорокитом, тектоно-манганатами типа романешит (псиломелан)-криптомелан, встречающимися в виде линз, конкреций, пизолитов, землистых выделений . Нередко среди участков широкого развития Мп-оксигидроксидных соединений наблюдаются реликты окисленных карбонатных руд.

Вопрос 10. Николаевское месторождение

Николаевское месторождение находится в Приморье, Дальнегуском рудном районе. В геологическом строении района участвуют складчатые мезозойские комплексы вулканических пород, перекрытые сеноман-туронскими конгломератами, алевролитами, туфами. Выше залегают игнимбриты, лавы и спекшиеся туфы приморского вулкано-плутонического комплекса турон-кампанского возраста. Далее следуют андезиты и дациты дальнегорского маастрихт-датского комплекса, к которому относятся и крупные интрузивы гранитоидов повышенной основности. Завершается разрез спекшимися туфами и игнимбритами ультра-кислого состава богопольского вулкано-плутонического комплекса датского возраста. Помимо этого в районе широко развиты самостоятельные дайковые комплексы.

Николаевское месторождение расположено в борту вулкано-тектонической дипресии. Как и другие месторождения в дальнегорском районе оно приурочено к телу триасовых известняков, заключонному в раннемеловую олистострому. Рудное тело расположено на контакте известняков с позднемеловыми вулканитами и имеет форму пологой пластообразной залежи, осложненной трубообразными ответвлениями.

Геологический разрез Николаевского месторождения (по А. Седых и А. Натарову)

1 - туфы и туфобрекчии липаритов; 2 - известняки; 3 - полимерные брекчии; 4 - кремнистые и кремнисто-глинистые сланцы; 5 - брекчии, прослои алевролитов; 6 - диориты, габбро-диориты; 7 - дайки диабазовых порфиритов; 8 - скарново-полимиталические рудные тела; 9 - кварц-сульфидные жильные тела в эффузивах; 10 - тектонические нарушения

Руда сложена скарновыми силикатами, сульфидами и кварцем, в перекрывающих вулканитах распространенны кварцево-сульфидные жилы. По данным В. Раткина в формировании дальнегорских скарновых месторождений выделяется два этапа - скарново-полиметаллический и серебро-сульфосольный. Первый этап состоит из ряда последовательных, не прерывавшихся стадии предрудной скарновой (500-400°С), допродуктивной арсенопиритовой, продуктивной галенит-сфалеритовой (430-275°С), в течении которой был образован весь объем полиметаллических руд, пост-продуктивной феррофильной (пиритпирротин-марказит-халькопиритовая ассоциация). В серебро-сульфосольный этап, появившийся после структурной перестройки, сформировалась низкотемпературная (180°С) ассоциация (галенит, халькопирит, блеклые руды, антимонит, сульфосоли серебра, самородная сурьма, мышьяк и др.), развитая в рудном теле и за его пределами.

Скарны характеризуются ильваитгранат-геденбергитовым составом. Нижние части рудных тел обогащены цинком и висмутом, верхние - свинцом, серебром и сурьмой.

Николаевское относится к числу средних разрабатываемых месторождений. Содержание цинка - 1,36-10,5%, свинца - 1,5-8,7% , серебра - 62 г/т.

Возраст Николаевского Месторождения оценивается в 68-66 млн. лет. Геологические и радиометрические данные свидетельствуют, что скарновые месторождения Дальнегорского района не проявляют связи с конкретными интрузивными телами, они были образованны в период завершения вулканической деятельности, сформировавшей дальнегорский вулкано-плутонический комплекс. Глубина формирования месторождений не превышает 1 км, и они, таким образом, должны относиться к ряду типичных вулканогенных образований. Предполагается, что рудогенерирующими служили промежуточные вулканические очаги, образовавшие локальные вулкано-тектонические сооружения.

месторождение уголь горючий бассейн



11. Львовско-Волынский каменноугольный бассейн

Львовско-Волынский угольный бассейн расположен в западной части Украины, в пределах Львовской и Волынской областей. Его продолжением на запад является Люблинский угольный бассейн в Польше. Бассейн вытянут на 100 км при ширине до 50 км и площади 5 тыс. км. Глубина разработки 330. ..600 м . Угли широко используются как высококачественное топливо и незначительно - в шихтах коксохимических заводов»

Промышленная угленосность установлена в каменноугольной угленосной формации типа краевых прогибов и их периферических зон (рис.1). Бассейн относится к закрытому типу, так как каменноугольная толща перекрыта повсеместно мезозойскими и кайнозойскими отложениями

Стратиграфия и литология. В основании угленосной формации залегают верхнепротерозойские песчаники и алевролиты с прослоями аргиллитов, базальтов и их туфов /рис. 56/. Они несогласно перекрыты терригенно-глинистой толщей кембрия, известняками с прослоями глин силура. и девона общей мощностью 2,5.,.3 км. Каменноугольная толща представлена морскими известняками и глинами турнейского и визейского ярусов и ларалическими циклически чередующимися аргиллитами, алевролитами с прослоями известняков и пластов углей наморского яруса нижнего карбона и маломощной /250... ...300 м/ толщей песчаников и алевролитов с известняками и углями башкирского яруса среднего карбона. Над ней расположена карбонатная /доломиты и известняки/ формация средней и верхней горы и верхнего мела, Выше залегают пески и глины неогена,

Тектоника. Львовско-Волынский каменноугольный бассейн образует асимметричную впадину на юго-западном окончании Волыно-Подольской плиты основная часть которой относится к Львовскому палеозойскому прогибу, вытянутому вдоль западной окраины Восточно-Европейской платформы. В пределах восточного крыла прогиба на фоне погружающейся на запад моноклинали проявились вторичные складки - несколько кулисообразно расположенных антиклиналей и синконалей. Последние заполнены угленосными отложениями. В пределах бассейна выделяются, Волынская и Забургская моноклинали, Сокаль екая, Межреченская, Тягловская, Кировская угленосные брахисинклинали. С севера он ограничен крупным широтным Северным /Владимир-Волынским/ разломом /зоной трещин/ сбросового типа амплитудой 1000..12500 м. Радом крупных сбросов бассейн разделен на три геолого-промышленных района: Нововолынский, Червоноградокий и Юго-западный ( рис. 1). Мелкими нарушениями они расчленяются на блоки, определяющие границы шахтных полей. Угольные пласты осложнены нарушениями третьего порядка.

Состав пород угленосной формации. Отложения представлены аргиллитами алевролитами, песчаниками, известняками и доломотезированными известняками морской и .континентальной фаций. В визейском ярусе преобладают морские и прибрежно-морские отложения, в серпуховском - отложения заливов, лагун и дельт и в верхней части разреза - преимущественно континентальные. Угленосная формация представляет собой два макроцикла с регрессивной историей развития.

Угленосность. Угольные пласты и прослои наблюдаются в отложениях карбона, исключая турнейский ярус (табл. 1). Тринадцать маломощных и невыдержанных по простиранию угольных пластов выявлены в визейском ярусе, более пятидесяти - в серпуховском. Промышленные пласты с высокой углеплотностью сосредоточены преимущественно в верхней части. В отложениях башкирского яруса вскрыто 12 угольных пластов, из них 4 рабочей мощности.

Качество углей. Плотность углей колеблется в пределах 1, 3...1,5, возрастая в высокозольных разностях до 1,7>.. 1,9. Угли преимущественно гумусовые, про слои сапропелевых углей залегают в верхней или нижней части пластов. Петрографический состав углей: витринит 70-76%, лейптинит - 7-10%, фозинит - 12-24%. Угли плотные, скрытослоистые, клареновые (гелитолиты). Неорганические включения представлены глинистыми минералами, кальцитом и тонкодисперсным пиритом. По степени восстановленности угли преимущественно маловосстановленные и в некоторых пластах восстановленные.

Таблица 1 Угленосность Львовско-Волынского бассейна

Геолого -промышленный район	Ярус	Мощность толщи, м	Количество пластов	Коэффициент угленосности, %
			всего	промышленных	общий	промышленный
Нововолынский		350 130	45 10	3 -	1,50 0,96	0,60 -
Червоноградский		540 170	50 12	8 -	1,60 0,93	0,90 -
Юго-западный		720 230	48 14	8 -	1,20 0,70	0,70 -

Угли Львовско-Волынского бассейна значительно отличаются от аналогичных по стадии метаморфизма углей Донецкого бассейна. В бассейне выделяются угли марок /групп/: Д, Г /Г6, Г12/, ГЖ, Ж /Ж12, Ж18, Ж25/. Они имеют повышенную /до 3556/ зольность. Высокозольными являются угли в пластах сложного строения. Они преимущественно сернистые, иногда малосерниатые.

Горно-геологические условия отработки. Характеризуются значительной /300...600 м/ глубиной залегания угольных пластов, большой обводценностью перекрывающих отложений, сближенным расположением угольных пластов малой мощности, частыми уплотнениями и выклиниваниями полого залегающих тонких угольных пластов; множеством малоамплитудных разрывных нарушений, высокой газообильностью.

Разведанные запасы бассейна составляют 1,5 млрд., из которых на долю промышленных (А + В) приходится 36%. По марочному составу преобладают угли марки Г - 78,7%, остальные относятся к маркам ГЖ и Д,



Использованная литература

1. Бирюков В.П., Куличихин С.Н., Трофимов Н.Н. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых.- М.: Недра, 1978.-348 с.

2. Каждан А.Б. поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. Научные основы поиска и разведки.- М.: Недра1984.-285 с.