Промышленная классификация полезных ископаемых

Окончание табл. 1

Месторождения полезных ископаемых бывают приурочены к определенным тектоническим структурам, в связи с которыми они образуют некоторые совокупности. Учитывая наличие структур разного порядка, можно говорить об уровенном строении земной коры и соответствующих уровнях распространения месторождений. Наиболее крупными из них являются провинции полезных ископаемых (например, Уральская), внутри которых выделяются области (платиноносный пояс Урала), затем районы (Качканарско-Первоуральский), рудные поля (Качканарское) и месторождения (Гусевогорское титаномагнетитовое месторождение) [1, с. 16-17]. В пределах месторождений можно выделить следующие уровни строения: тела полезных ископаемых, участки тел, минеральные агрегаты, минеральные индивиды, химические элементы и физические поля.

Границы тел полезных ископаемых бывают естественными и искусственными. Естественные границы имеют место при наличии резких четких контактов и проводятся обычно по данным документации. Искусственные - имеют место при наличии постепенных переходов от полезных ископаемых к вмещающим горным породам, тогда границы тел проводятся исходя из требований экономической выгодности разработки. Тела полезных ископаемых отличаются многообразием форм [1, с. 17-25]. Обогащенные полезными ископаемыми участки тел получили название рудных столбов, которые могут быть морфологическими и концентрационными [1, с. 20-21]. Тела полезных ископаемых и их участки состоят из минеральных агрегатов - совокупностей более или менее одновременно образовавшихся минералов. Форма, размеры и пространственные соотношения минеральных агрегатов характеризуются понятием текстура [1, с. 27-29]. На основании исследования текстур делаются генетические выводы о последовательности образования минеральных агрегатов, об этапах и стадиях образования месторождений, а также практические выводы о способах и системах разведки и опробования. Минеральные агрегаты в свою очередь сложены индивидами минералов, форма, размеры и пространственные соотношения которых характеризуются понятием структура. Исследование структур необходимо не только для выявления последовательности и условий образования минералов, но и для решения вопросов обогащения полезных ископаемых. Полезные ископаемые состоят из химических элементов, среди которых различают главные полезные, попутные полезные, вредные и инертные. Наконец, химическими и минеральными свойствами полезных ископаемых бывают обусловлены физические свойства залежей полезных ископаемых, которые используются при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

Особое внимание следует обратить на понятие о геологических моделях месторождений. Моделирование - это замена реальных объектов образами, удобными для исследования. В основе геологических моделей лежит представление о месторождениях как совокупности различным образом соотносящихся в пространстве геологических полей: морфоструктурных, морфометрических, минералогических, геохимических и др. Геологические модели, в свою очередь, являются основой физико-геологических моделей, построение которых необходимо для выбора рационального комплекса геофизических методов исследований, рациональной методики обработки и интерпретации наблюдений. Студентам необходимо уметь строить простейшие графические геологические модели месторождений различных генетических групп, представляющие собой плоские сечения (планы, разрезы) обобщенных, типичных для каждой группы объектов с указанием состава полезных ископаемых и вмещающих горных пород.

Исследования месторождений полезных ископаемых ведутся в основном эмпирическими методами, на основе результатов которых делаются теоретические обобщения. Эмпирические методы можно подразделить на описательные (наблюдательные) и экспериментальные. Описательным методам принадлежит ведущая роль. В зависимости от изучаемого уровня распространения и строения месторождений они подразделяются на классы (табл.2).

Таблица 2

Классификация описательных методов исследования месторождений

Классы методов, расположенные выше, не могут использоваться при исследовании уровней, изучаемых нижерасположенными в таблице классами. Однако каждый класс методов, расположенных ниже, может быть использован на всех вышележащих уровнях. Например, геофизические методы могут быть использованы для исследования месторождений на уровне атомов химических элементов, уровне минералов, рудных тел и минералогических провинций. Выбор комплекса методов исследования (комплексирование методов) определяется исследуемым уровнем распространения или строения месторождений, необходимостью восстановления конкретных геологических полей и их пространственными соотношениями. Так, при наличии пространственной согласованности геофизических полей с полями важнейших геологических свойств месторождений широко применяются геофизические методы исследования. Решение обратной геофизической задачи не является однозначным, поэтому правильность ее решения проверяется геологическими методами (геологическими наблюдениями, опробованием). В то же время непосредственные геологические наблюдения месторождений затруднены и требуют проходки дорогостоящих горных выработок и скважин. Оптимальное уменьшение количества выработок достигается за счет комплексирования геологических методов с геофизическими и геохимическими. Знание структуры геофизических и геологических полей: морфоструктурных, морфометрических, минералогических, геохимических позволяет решать практические вопросы оценки месторождений и теоретические вопросы их генезиса. Существуют специальные комплексы прикладных геологических исследований, которые получили название поиски и разведка месторождений. Поиски месторождений полезных ископаемых – это комплекс методов геологических исследований, проводимых для обнаружения скоплений полезных ископаемых и их прогнозной геолого-экономической оценки. Разведка месторождений полезных ископаемых – это комплекс методов геологических исследований, проводимых для выявления пространственной изменчивости геолого-промышленных параметров (свойств) с целью промышленной оценки месторождений и их участков.

Что касается экспериментальных методов, то среди них ведущее место занимают методы физико-химического моделирования природных процессов, искусственного получения минералов, физического и математического моделирования.

Основные положения методики исследований называются принципами исследований. Существуют пять главных принципов исследования месторождений полезных ископаемых: стадийности, аналогии, равномерности, максимальной эффективности, полноты исследований. Рассмотрите, чем обусловлены эти принципы.

Анализ предмета дисциплины, методов исследований позволяет дать следующее определение науки о месторождениях. Учение о полезных ископаемых – это область геологической науки, изучающая размещение, строение, состав и условия образования месторождений полезных ископаемых. Обратите внимание на связь учения о полезных ископаемых с учением о поисках и разведке. Целью учения о полезных ископаемых является разработка теории формирования и размещения месторождений, составляющей, в свою очередь, геологическую основу учения о поисках и разведке. Основные разделы науки о месторождениях в зависимости от изучаемых уровней и видов полезных ископаемых приведены в табл.3.

В соответствии с решаемыми задачами учение о полезных ископаемых обычно подразделяется на две части: общую (генетическую) и прикладную (описательную). В общей части дана генетическая классификация месторождений и рассматриваются геологические условия размещения, строение, состав и физико-химические условия образования месторождений каждого отдельного генетического подразделения. В прикладной же части характеризуются месторождения отдельных видов полезных ископаемых. При этом рассматривается использование полезного ископаемого, его запасы и добыча, особенности геохимии и минералогии, промышленные генетические группы месторождений, а также закономерности размещения в земной коре.

Таблица 3