металлог1
advertisement
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по дисциплине «Методика региональных металлогенических исследований» Часть I «Место металлогенических исследований в геологоразведочном процессе» Для студентов геолого-географического факультета специальности 011100 – «Геология» Ростов-на-Дону 2005 Методические минералогических указания наук, разработаны доцентом кафедры кандидатом месторождений геологополезных ископаемых Н.В.Грановской. Ответственный редактор доктор геол.-мин.наук, профессор В.Н.Труфанов Печатается в соответствии с решением кафедры месторождений полезных ископаемых геолого-географического факультета РГУ, протокол № 1 от 01 сентября 2005 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ С. ВВЕДЕНИЕ 4 1 СТАДИЙНОСТЬ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО ПРОЦЕССА 5 2 РЕСУРСЫ, ЗАПАСЫ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 8 3 КАТЕГОРИИ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ 10 4 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И КОНЕЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 14 МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЛИТЕРАТУРА 18 3 ВВЕДЕНИЕ Металлогенические исследования являются важнейшей составляющей геологического изучения недр, поэтому знакомству с ними посвящен спецкурс «Методика региональных металлогенических исследований» для студентов специальности «Геология», специализации «Геологическая съемка и поиски». Металлогения, как наука о закономерностях возникновения и размещения в пространстве и времени рудных месторождений, призвана решать актуальные задачи прогнозирования полезных ископаемых [1]. В соответствии с направленностью металлогенических исследований выделяют общую, региональную и специальную металлогению [2]. Теоретические основы металлогенических исследований создаются в рамках общей металлогении. Закономерности пространственного размещения рудоносных площадей и рудных месторождений в пределах больших территорий (металлогенических провинций и поясов, металлогенических зон и областей, рудных районов, рудных зон, рудных узлов) рассматривает региональная металлогения. Специальная металлогения изучает закономерности пространственного размещения и времени образований месторождения какоголибо одного металла или узкой группы генетически связанных между собой металлов. Дисциплина «Методика региональных металлогенических исследований» рассматривает основные понятия и методы прикладной металлогении, а также методику составления прогнозно-металлогенических карт [3 – 5]. Настоящее пособие предназначено для самостоятельной работы при прохождении темы «Место металлогенических исследований в геологоразведочном процессе». Методическое пособие может быть также использовано студентами геологических специальностей при изучении методов прогноза и поисков твердых 4 полезных ископаемых, экономики минерального сырья, написании курсовых и дипломных проектов. 5 1 СТАДИЙНОСТЬ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО ПРОЦЕССА Для того чтобы понять, какое место занимают металлогенические исследования в геологическом производстве, необходимо ознакомиться с общей структурой геологоразведочного процесса в России. Современный геологоразведочный процесс включает три этапа. Первый этап – работы общегеологического назначения, к которым относятся региональные геологические съемки и специализированные региональные исследования. Региональное получения геологическое комплексной изучение недр геологической производится информации, с целью составляющей фундаментальную основу системного геологического изучения территории и прогноза полезных ископаемых. Площадные геолого-съемочные работы проводятся в масштабах: 1: 500 000 и мельче – свободное и обзорное геологическое картирование, 1: 1 000 000 (1: 500 000) – мелкомасштабное геологическое картирование, 1: 200 000 (1: 100 000) – среднемасштабное геологическое картирование, 1: 50 000 (1: 25 000) – крупномасштабное геологическое картирование. К специализированным региональным исследованиям относятся следующие виды работ: металлогенические (минерагенические), геолого-геофизические, гидрогеологические, работы по охране окружающей среды, изучение морского шельфа, прогнозирование землетрясений, 6 аэрофотогеологические, космоструктурные. Первый этап финансируется из средств федерального бюджета. Второй этап - поисковые и оценочные работы. Этот этап финансируется за счет средств бюджетов субъектов Российской Федерации и средств недропользователей и лишь частично из федерального бюджета. Третий этап – разведка месторождений и эксплуатационные работы, которые финансируются за счет средств бюджетов субъектов Российской Федерации и недропользователей. Данная структура принята в 1999 году, когда было проведено реформирование стадийности геологоразведочных работ (ГРР), в результате чего из поисково-оценочного этапа исчезли общие поиски масштаба 1: 50 000, а их место заняли собственно поисковые работы, требования к результатам которых расширились по ожидаемым целям при общем снижении детальности и поисковой нагрузки. Стадия оценочных работ была значительно утяжелена за счёт переноса на неё части задач ранее существовавшей стадии предварительной разведки. Реальная практика ГРР за 1999 - 2000 годы показала, что за этот период работы масштаба 1:200000 постепенно перешли из категории опережающих (в части выявления прогнозных ресурсов и создания поискового задела) в одну из категорий работ по геологическому картированию. Так в целом произошло снижение поисковых разрешающих возможностей ГРР. Поэтому в 2001 году в оперативном порядке были введены стадии (подстадии?) прогнозно-поисковых и поисково-оценочных работ, которые фактически заняли межстадийное положение. Вновь введенные стадии используются на производстве, когда необходима срочная оценка (переоценка) прогнозных ресурсов и запасов полезных ископаемых в пределах перспективных площадей и участков. Структура современного геологоразведочного процесса с ожидаемыми результатами и стадиями геолого-экономического и технико-экономического изучения [6]показана в таблице 1. 7 8 Таблица 1 Действующая стадийность геологоразведочных работ в сопоставлении с категориями прогнозных ресурсов и запасов Вновь введенная стадия ГРР Оценка постоянных разведочных и эксплуатационных кондиций Оценка временных кондиции Оценка по показателям месторожденийаналогов Геологоэкономическая оценка по укрупненным показателям Стадия геологическ ого изучения и освоения месторожден ий Оценка по средним показателям месторождений определенных типов Стадия геолого-экономического и технико-экономического изучения Категория прогнозных ресурсов и запасов Р3 Р2 Р1 С1 АБС1 Поисковооценочная Прогнознопоисковая Регионально е геологическо е изучение и прогнозиров ание полезных ископаемых Поисковые работы С2 Оценочные работы Разведка месторожден ий Эксплуатаци онная разведка 9 2 РЕСУРСЫ, ЗАПАСЫ ТВЕРДЫХ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ Специфика ГРР определяется технологией выявления месторождений. К результату приходится идти путем последовательных приближений: научный прогноз и создание геологических основ – выявление ресурсов – их локализация и оценка-разведка. При региональных работах выявляется металлогенический потенциал и возможные ресурсы геологических территорий. Степень достоверности их оценки повышается с увеличением масштаба работ. На стадиях поисков, оценки, разведки в пределах рудных полей и месторождений возможные прогнозные ресурсы переводятся в оцененные локализованные ресурсы и запасы полезных ископаемых. Прогнозные ресурсы, так же как и запасы, имеют количественное выражение. Для твердых полезных ископаемых единицами измерения ресурсов и запасов являются тонны, тысячи тонн, миллионы тонн, миллионы карат, кубические метры (строительные материалы), килограммы (драгоценные камни). В 1981 году в нашей стране была введена в действие классификация прогнозных ресурсов и создана система их текущих оценок и периодических (раз в 5 лет) переоценок в масштабах всего государства. До 2001 года стадийность ГРР строилась в соответствии со следующим рядом пространственных таксонов: металлогеническая зона - потенциальный рудный район – потенциальное рудное поле – перспективный участок – потенциальное месторождение – промышленно значимая часть месторождения (или промышленные рудные тела) [6]. В соответствии с этим выстраивались категории прогнозных ресурсов и запасов (по росту достоверности): металлогенический потенциал – Р3 - Р2 - Р1 - С2 - С1 – В - А. Прогнозные ресурсы до настоящего времени оцениваются категориями Р, они указывают лишь на перспективы выявления месторождения. По степени изученности запасы полезных ископаемых разделяются на четыре категории: А, Б, С1 и С2. Запасы категорий А, Б, С1 служат основой проектирования и 10 строительства горнорудного предприятия, а С2 – весьма вероятным резервом месторождения. В настоящее время продолжается реформирование в минерально-сырьевом комплексе экономики России и разработан проект концепции классификации ресурсов и запасов твердых полезных ископаемых [6, 7]. Предлагаемая новая классификация повышает инвестиционную привлекательность отечественных месторождений и приближена к кодексам категорий ресурсов и запасов, принятых в 1999 году в Австралии, Канаде, ЮАР, США (рисунок 1). РОССИЯ ЗАРУБЕЖНЫЕ СТРАНЫ РОССИЯ Действующая классификация Действующая классификация Предложенная к проекту классификация Р3 S МР Р2 M Р Р1 I R С2 PB C2 ВС1 (АВС1) ВС1 (АВС1) PR 2 1 Рисунок 1 - Соотношение и соподчиненность различных категорий прогнозных ресурсов и запасов: переходы: 1 – регламентированные, 2 – возможные; прогнозные ресурсы зарубежных стран: S - предполагаемые (спекулятивные), I – выявленные, M – измеренные, запасы PB - возможные, PR – доказанные; прогнозные ресурсы России (предложения к проекту классификации): МР - металлогенический потенциал в количественном выражении, Р – прогнозные ресурсы выявленные, R – резервы (оцененные прогнозные ресурсы) 11 3 КАТЕГОРИИ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ Основной целью металлогенических исследований является прогнозирование рудных объектов с оценкой их металлогенического потенциала и ресурсов. В зависимости от масштаба исследований и стадии ГРР объектами металлогенических исследований и конечными результатами прогнозирования могут быть различные металлогенические таксоны (таблица 2). Провинция охватывает крупную геотектоническую единицу на уровне орогенных систем, частей платформ, дна океана (например, Кавказская, Уральская, Камчатская). Металлогеническая зона (рудный пояс) – региональная отчетливо линейная рудоносная геологическая структура, образованная на определенном этапе формирования складчатых поясов и платформ, с преобладающим развитием характерных рудных формаций и типов минеральных месторождений, связанных в своем возникновении с особенностями осадконакопления, тектонического режима и магматизма. Эти особенности обусловливают развитие в зоне одного или нескольких главных и ряда второстепенных металлов, определяющих металлогенический облик зоны. Понятия «металлогеническая зона» и «рудный пояс» в большинстве случаев можно считать практически тождественными; иногда внутри металлогенических зон можно выделить рудные пояса по принципу преобладающего развития того или иного металла или группы их. Примером являются платиносные, хромитовые и колчеданные металлогенические зоны Урала, Кураминская зона Средней Азии (цветные и редкие металлы), колчеданные рудные пояса Алтая, барит-полиметаллический пояс Северного Кавказа и др. Область – часть провинций и аналогична по значению металлогенической зоне, но не имеет выраженной протяженности. Такой же ранг имеют бассейны; этот термин применяют для горючих и нерудных полезных ископаемых в осадочных толщах. Пример - Донбасский угольный бассейн. 12 13 Таблица 2 Иерархия металлогенических подразделений Ранг металлогенических Рудные полезные подразделений ископаемые (базовые размеры) (металлические, неметаллические, минеральные источники и др.) Планетарный (миллион квадратных километров) Региональный (сотни квадратных километров) Горючие полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, горючие сланцы и др.) Планетарные металлогенические планетарные провинции пояса, Металлогенические пояса, провинции Рудоносные пояса, Нефтегазоносные, провинции угленосные, горючесланцевые провинции Внутрирегиональный Металлогенические зоны, области, бассейны (десятки тысяч Рудоносные зоны, Нефтегазоносные, квадратных области, бассейны угленосные, километров) горючесланцевые области, бассейны Локальный Локальные металлогенические объекты (дискретный) (тысячи квадратных километров и менее) Район Рудные районы Районы (тысячи квадратных нефтегазонакопления, километров) угольные, Узел горючесланцевые (сотни квадратных Рудные узлы Узлы, ареалы километров) нефтенакопления, Поле угольные, (десятки квадратных горючесланцевые километров) Рудные поля Поля нефтегазонакопления, Месторождение угольные, (единицы квадратных горючесланцевые километров) Рудные месторождения Месторождения Тело, залежь нефтяные, угольные, (десятки-сотни горючих сланцев 14 квадратных метров до Рудные тела десятков километров) Залежи угольные, сланцев 15 нефтяные, горючих Район – часть провинций, областей, зон и характеризуется общностью геологических условий и развитием, как правило, рудных формаций или типов месторождений одного (ведущего) или нескольких металлов. Рудные районы обычно разделяются слабоминерализованной территорией. В пределах этих районов месторождения часто группируются в рудные зоны, узлы, рудные поля. Примером является Бакальский железорудный район на Южном Урале. Рудная зона – отчетливо выраженная в пределах рудного района, непрерывная линейная рудоносная площадь с месторождениями металлов определенных рудных формаций и типов, обычно приуроченная к разрывным нарушениям, складчатым структурам с благоприятным составом пород, сериям даек или цепочками интрузивных тел и т.п. Примером рудной зоны является Иртышская рудная зона (свинец, цинк) Рудного Алтая. Рудный узел – относительно изометричная рудоносная площадь, включающая генетически связанные между собой рудные поля и отдельные месторождения. Проявления оруденения обычно группируются около единого центра – интрузива, пересечения или примыкания разрывных нарушений и других структур. Рудные узлы отличаются от рудных районов значительно меньшими размерами, но не могут быть приравнены и к рудным полям, как из-за своей величины, так и из-за недостаточной сближенности месторождений, которая характерна для рудных полей. К числу рудных узлов относится Лениногорский узел полиметаллического пояса Рудного Алтая. Рудное поле – сравнительно небольшая рудоносная площадь с одновозрастными или близкими по возрасту, генетически связанными между собой сближенными приуроченными к рудными локальным месторождениями тектоническим и рудными элементам, к телами, участкам с благоприятными для оруденения вмещающими породами или генетически связанными с какими-либо магматическими телами. Примером является Садонское рудное поле с полиметаллическими месторождениями на Северном Кавказе. 16 Месторождение – часть рудного поля, участок земной коры, соответствующий локальной геологической структуре, с одним или несколькими генетически связанными рудными телами. Рудное тело – концентрированное скопление полезного ископаемого, имеющее геометрический контур. Соответствие действующих в России и предлагаемых категорий прогнозных ресурсов и запасов полезных ископаемых металлогеническим таксонам разного уровня [6] показано в таблице 3. Таблица 3 Металлогенические таксоны, ресурсы и запасы Категория Металлогенический таксон действующая Категория, предложенная к проекту классификации Прогнозные ресурсы (выявленная часть металлогенического потенциала) Р3 Рудные районы МР Металлогенический потенциал в количественном выражении (оценка) Р2 Р1 Рудные поля Р Перспективные участки Прогнозные ресурсы (выявленные) R (потенциальные Резервы (оцененные месторождения) прогнозные ресурсы) Запасы С2 Рудные тела, месторождения С2 ВС1(АВС1) Рудные тела, месторождения ВС1(АВС1) промышленные промышленные 17 4 ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И КОНЕЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ Каждому этапу и стадии металлогенических исследований можно поставить в соответствие металлогенический объект разного ранга, масштаб исследований, цели и задачи прогнозирования полезных ископаемых. Региональные (мелко- и среднемасштабные) металлогенические исследования. Объектами могут быть рудоносные площади разного порядка – металлогенические пояса и провинции, металлогенические зоны и области, рудные зоны, рудные узлы, рудные районы. Масштаб исследований – от 1:1 000000 до 1:100000. Основные задачи регионального прогнозирования включают: - выявление рудоконтролирующих структур первых порядков и связанных с ними осадочных, магматических и метаморфических комплексов пород; - изучение геологических и рудных формаций - выделение и классификация структурно-формационных зон (структурновещественных комплексов), геофизических полей, геохимических аномалий, контролирующих оруденение; - прогнозирование рудных объектов с количественной оценкой их ресурсов на основе комплекса металлогенических факторов (прямых и косвенных). Цель мелкомасштабного прогнозирования – в пределах металлогенических поясов и провинций выявление металлогенических зон, областей, рудных зон, рудных узлов, рудных районов с оценкой их металлогенического потенциала и прогнозных ресурсов. На территории нашей страны в основном созданы металлогенические карты мелких масштабов. среднемасштабному Главное внимание прогнозированию в настоящее полезных время уделяется ископаемых, т.е. металлогеническим исследованиям рудных районов, которые проводятся в рамках 18 создания государственных геологических карт нового поколения (ГДП-200) и при прогнозно-поисковых работах масштаба 1:200000. Цель среднемасштабного прогнозирования – в пределах рудных районов обнаружение и оценка перспективности рудных полей и месторождений. При изучении металлогенических зон в пределах провинций и рудных районов региональное прогнозирование предусматривает оценку прогнозных ресурсов по категории Р3. Эта категория учитывает потенциальную возможность формирования и промышленной локализации месторождений на основе благоприятных стратиграфических, литологических, тектонических, магматических, палеогеографических и др. предпосылок. Крупномасштабные металлогенические исследования. Изучение рудных полей относится к крупномасштабным исследованиям и производится при крупномасштабном картировании и прогнозно-поисковых работах. Но при необходимости в дополнение к этим работам ставятся тематические металлогенические исследования. Масштаб исследований - 1 : 50 000, 1 : 25 000. Объекты исследования – рудные поля. Цель работ – выявление перспективных участков, соответствующих потенциальным месторождениям. Задачи исследований включают: анализ закономерностей и факторов размещения и концентрации оруденения; генетическая типизация поисковых объектов; разработка прогнозных критериев и признаков; оценка масштабов возможного оруденения; оценка качества полезного ископаемого; определение горнотехнических условий эксплуатации месторождений. Прогнозные ресурсы оцениваются категорией Р2 по аналогии с известными месторождениями того же формационного (генетического) типа. На этой стадии 19 по категории Р2 оцениваются прогнозные ресурсы перспективных участков, выраженных в геофизических и геохимических аномалиях (природа и перспективность таких аномалий может быть установлена лишь единичными горными выработками). Локальные металлогенические исследования. На стадиях поисков, оценки и разведки производится локальное прогнозирование оруденения. Масштаб этих работ от 1 : 25 000 до 1 : 1 000. Объектами исследования являются перспективные участки в пределах рудных полей, месторождения и рудные тела. Задачи исследований включают определение площади развития полезного ископаемого, генезиса, возраста и зональности оруденения, выявление и уточнение формы, размеров, морфологии, состава рудных тел, качества и количества руд, их технологических свойств, уточнение гидрогеологических и горнотехнических характеристик. Цель поисковых и оценочных работ - выявление месторождений на перспективных участках, рудных тел в пределах месторождений с оценкой ресурсов по категории Р1 и запасов по категориям С2, С1. Категория Р1 учитывает локализованные ресурсы и возможность прироста запасов за счет расширения площади за пределы контура подсчета запасов. Разведочные работы увеличивают достоверность оценки запасов и переводят их из категории «возможных» (С2) в категории доказанных (А+В+С1). Таким образом, в целом металлогенические исследования (мелко-, средне-, крупномасштабные региональные и локальные) в стадийности геологоразведочных работ занимают межстадийное, предпроектное положение каждая стадия ГРР заканчивается прогнозом полезных ископаемых, и результаты прогноза являются основанием для постановки новой стадии ГРР. Современная результативность выявления месторождений при последовательных геологоразведочных работах по данным М.З Зиннатулина [8] показана на рисунке 3. 20 Первая стадия – подготовка геологических основ недропользования Выявляются перспективные участки с возможными ресурсами Вторая стадия - прогнознопоисковые работы 25 участков из 100, выявленных на предыдущей стадии, становятся объектами с локализованными ресурсами Третья стадия – поисковооценочные работы 5 участков из 29, изученных на предыдущей стадии, становятся объектами с локализованными и оцененными ресурсами Четвёртая стадия – разведочные работы 1 участок из 5, изученных на предыдущей стадии, становится месторождением с оцененными запасами Подготовка и ввод месторождения в эксплуатацию Рисунок 3 - Последовательность геологоразведочных работ по выявлению месторождений Таким образом, опыт геологической службы России показывает, что далеко не каждый прогнозный объект становится месторождением полезных ископаемых. Это зависит от многих причин: сложности природных геологических 21 систем, недоступности полезных ископаемых для прямого наблюдения, технических и экономических возможностей, а также от различной квалификации исполнителей. Повышение эффективности геологоразведочных работ является главной задачей геологов. Решению этой задачи будет способствовать изучение будущими специалистами основ металлогенических исследований. ЛИТЕРАТУРА 1 Котляр В.Н. Металлогения и прогноз рудообразования. - М.: Недра, 1983. – 108 с. 2 Кривцов А.И. Прикладная металлогения. - М.: Недра, 1989. - 288 с. 3 Прогнозно-металлогенические исследования при региональных геологосъемочных работах /Под ред. Н.В.Кочкина, Е.А.Альперовича, О.А.Апольского. Л.: Недра, 1985. - 280 с. 4 Принципы прогноза и оценки месторождений полезных ископаемых / Под ред. В.Т.Покалова. - М.: Недра, 1984. - 423 с. 5 Шаталов Е.Т., Орлова А.В., К.В.Яблоков, Дюков А.И. Основные принципы составления, содержание и условные обозначения металлогенических и прогнозных карт рудных районов. - М.: Недра, 1964. - 194 с. 6 Кривцов А.И., Беневольский Б.И., Михайлов Б.К. Ресурсы, запасы и стадийность геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые // Отечественная геология. - 2003. - № 2. - С. 16 – 23. 7 Кривцов А.И., Беневольский Б.И. О проекте концепций классификации ресурсов и запасов твердых полезных ископаемых и стадийности геологоразведочных работ // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2003. - № 1-2. - С. 78 – 85. 22 8 Зиннатулин М.З. О геологической и экономической эффективности геологоразведочных работ // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2003. - № 1-2. - С. 8 – 13. 23
