Макаров В.А., Стримжа Т.П. Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский федеральный университет»

ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА, ГЕОЛОГИИ И

ГЕОТЕХНОЛОГИЙ

Макаров В.А., Стримжа Т.П.

ОСНОВЫ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Учебное пособие по циклу лабораторных работ

2008

УДК 550.81 (076)

Макаров В.А., Стримжа Т.П.

Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых:

учебное пособие по циклу лабораторных работ / В.А. Макаров, Т.П. Стримжа;

ФГОУ ВПО СФУ ИГДГиГ, Красноярск, 2008. – 93 с.

Даются краткие теоретические сведения о стадиях геологоразведочных

работ, о прогнозных ресурсах и запасах полезных ископаемых, о группах

сложности геологического строения месторождений.

На примере конкретных задач рассмотрены методы их решения, пока-

заны практические приемы проектирования отдельных стадий геологоразве-

дочных работ (поиски, оценка, разведка, эксплуатационная разведка), оконту-

риванию балансовых и забалансовых запасов. В текстовых приложениях по-

добраны таблицы норм времени на проведение конкретных работ, которые

наиболее часто применяются в геологоразведочной практике.

Предназначено для студентов специальностей 130301 «Геологическая

съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых», 130302

«Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания»,

130304 «Геология нефти и газа», 130306 «Прикладная геохиия, петрология,

минералогия» и дипломированных специалистов, принимающих участие в

проектировании геологоразведочных работ

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ . . . . . . . . . . . . 6

1.1. Стадии геологоразведочных работ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.2. Прогнозные ресурсы и запасы полезных ископаемых . . . . 6

1.3. Группы сложности геологического строения месторожде

ний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.4. Количественный подсчет запасов полезных ископаемых

и оценка прогнозных ресурсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Глава 2. КОМПЛЕКС ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ . . . . . . . 12

2.1. Геологические работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.2. Геохимические работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3. Геофизические работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.4. Технические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.4.1. Открытые горно-разведочные выработки

(горно-разведочные работы) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.4.2. Разведочное бурение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.5. Опробование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

2.6. Лабораторные исследования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.6.1. Спектральные анализы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6.2. Химические анализы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6.3. Пробирный анализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.6.4. Минералогические анализы и исследования . . . . . .

2.6.5. Минералого-петрографические исследования . . . .

Глава 3. ПОИСКОВЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.1. Обоснование постановки поисковых работ . . . . . . . .

3.2. Проектирование поисковых работ . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.1. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.2. Лабораторная работа 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.2.3. Лабораторная работа 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Глава 4. ОЦЕНОЧНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.1. Обоснование постановки оценочных работ . . . . . . . 30

4.2. Проектирование оценочных работ . . . . . . . . . . . . . . . 30

4.3. Лабораторная работа 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Глава 5. РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

5.1. Обоснование постановки разведочных работ . . . . . . 36

5.2. Проектирование разведочных работ . . . . . . . . . . . . . . 37

5.2.1. Пример решения задачи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.2.2. Лабораторная работа 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Глава 6. ЭКСПЛУАТАЦИОННАЯ РАЗВЕДКА . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

6.1. Опережающая эксплуатационная разведка . . . . . . . . .

6.2. Сопровождающая эксплуатационная разведка . . . . . 42

6.1. Лабораторная работа 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

Глава 7. ОКОНТУРИВАНИЕ И ПОДСЧЕТ БАЛАНСОВЫХ И

ЗАБАЛАНСОВЫХ ЗАПАСОВ ПОЛЕЗНОГО ИСКО-

ПАЕМОГО . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7.1. Примеры решения задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7.2. Лабораторная работа 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

ЛИТЕРАТУРА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

ПРИЛОЖЕНИЯ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1. Геологическое задание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

2. Сводный перечень проектируемых работ (таблица). . . . . . . . . . . . . 52

3. ССН. Выпуск 1. Работы геологического содержания. Часть 2.

Съемки геологического содержания и поиски полезных ископае-

мых, М., «ВИЭМС», 1993 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. ССН. Выпуск 1. Работы геологического содержания. Часть 3.

Геохимические работы при поисках и разведке

твердых полезных ископаемых, М., «ВИЭМС», 1993 . . . . . . . . . . . . .

5. ССН. Выпуск 1. Работы геологического содержания. Часть 5. Оп-

робование твердых полезных ископаемых, М., «ВИЭМС», 1993 . . .

6. ССН. Выпуск 4. Горно-разведочные работы, М., «ВИЭМС», 1993 79

7. ССН. Выпуск 5. Разведочное бурение, М., «ВИЭМС», 1993 . . . . . .

8. ССН. Выпуск 7. Лабораторные исследования полезных ископае-

мых и горных работ, М., «ВИЭМС», 1993 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ВВЕДЕНИЕ

Целью учебного пособия по выполнению лабораторных работ по курсу

«Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» является

ознакомление студентов специальности 130301 «Геологическая съемка, поис-

ки и разведка месторождений полезных ископаемых» с выбором и обоснова-

нием рационального комплекса геологоразведочных работ (ГРР) выполняе-

мых в рамках поисковой стадии, стадии оценочных работ, стадии разведки

(доразведки) и эксплуатационной разведки.

Студент должен уметь анализировать геологические материалы по изу-

чаемой площади (участку), опираясь на поисковые критерии и признаки, де-

лать геологическое обоснование промышленно-генетического типа ожидае-

мого коренного оруденения; проектировать работы по вскрытию, прослежи-

ванию и оконтуриванию залежей полезных ископаемых; оконтуривать и вес-

ти подсчет балансовых и забалансовых запасов полезных ископаемых, а так-

же давать заключение о геолого-экономической ценности выявленных объек-

тов. При выборе комплекса работ предусматривается использование норма-

тивных отраслевых документов: «Справочники сметных норм - ССН-93» и

«Сборник руководящих материалов по геолого-экономической оценке место-

рождений полезных ископаемых».

Студентам предлагается в течение 7 семестра выполнить 6 лаборатор-

ных работ, по ходу выполнения которых они знакомятся с оценкой прогноз-

ных ресурсов категорий Р

, Р

; подсчетом запасов категорий С

, С

, В, А;

определением групп сложности геологического строения месторождений;

применением параметров кондиций; с выработкой и постановкой геологиче-

ского задания; подсчетом объемов проектируемых работ и т.д. Выполнение

лабораторных работ является необходимым этапом освоения дисциплины для

последующего успешного курсового проектирования в следующем (восьмом)

семестре.

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

1.1. Стадии геологоразведочных работ

Геологоразведочные работы на твердые полезные ископаемые прово-

дятся по этапам и стадиям (табл.1). Требования к содержанию и последова-

тельности проведения работ по отдельным видам полезных ископаемых, ге-

нетическим и промышленным типам месторождений определяются инструк-

циями, методическими руководствами и другими нормативными документа-

ми.

1.2. Прогнозные ресурсы и запасы полезных ископаемых

Прогнозные ресурсы полезных ископаемых по степени обоснованно-

сти подразделяются на категории Р

. Р

и Р

[4].

Прогнозные ресурсы категории Р

учитывают потенциальную возмож-

ность открытия месторождения на основании благоприятных геологических

предпосылок. Количественная оценка ресурсов этой категории производится

на основе аналогии с более изученными районами, площадями, бассейнами,

где имеются разведанные месторождения того же генетического типа.

Прогнозные ресурсы категории Р

учитывают возможность обнаруже-

ния новых месторождений полезных ископаемых единичными горными вы-

работками. Ресурсы категории Р

показываются в контурах и оцениваются до

глубин, доступных для эксплуатации при современном уровне техники и тех-

нологии разработки месторождений.

Прогнозные ресурсы категории Р

учитывают возможность выявления

новых рудных тел полезного ископаемого на рудопроявлениях, разведанных

и разведываемых месторождениях. Оценка ресурсов основывается на резуль-

татах геологических, геофизических и геохимических исследований площа-

дей возможного нахождения полезного ископаемого, а также на материалах

одиночных структурных и поисковых скважин и геологической экстраполя-

ции структурных, литологических, стратиграфических и других особенно-

стей, установленных на более изученной части месторождения и определяю-

щих площади и глубину распространения полезного ископаемого, представ-

ляющего промышленный интерес.

Запасы полезных ископаемых – это количество промышленно пригод-

ного полезного ископаемого, находящегося в недрах (геологические запасы).

По степени разведанности они подразделяются на категории С

, С

, В и А.

Таблица 1

Этапы и стадии геологоразведочных работ

(твердые полезные ископаемые)

Этап,

ст

дия

Объект

изуч

ния

Цель работ Основной конечный

резул

тат

1 2 3 4

Этап I. Ра-

боты обще-

геологиче-

ского и ми-

нерагени-

ческого на-

значения.

Стадия 1.

Региональ-

ное геоло-

гическое

изучение

недр и про-

гнозирова-

ние полез-

ных иско-

паемых.

Территория

Российской

Федерации, её

крупные гео-

лого-

структурные,

администра-

тивные, эко-

номические,

горнорудные и

нефтегазонос-

ные регионы,

шельф и ис-

ключительная

экономическая

зона, глубин-

ные части зем-

ной коры, рай-

оны с напря-

женной эколо-

гической об-

становкой,

районы интен-

сивного про-

мышленного и

гражданского

строительства,

мелиоратив-

ных и приро-

доохранных

работ и др.

Создание фундамен-

тальной многоцеле-

вой геологической

основы прогнозиро-

вания полезных иско-

паемых, обеспечение

различных отраслей

промышленности и

сельского хозяйства

систематизированной

геологической ин-

формацией для реше-

ния вопросов в облас-

ти геологоразведоч-

ных работ, горного

дела, мелиорации,

строительства, оборо-

ны, экологии и т.п.

Комплекты обязательных и

специальных геологических

карт различного назначения

масштабов 1:1000000,

1:250000, 1:50000; сводные и

обзорные карты геологиче-

ского содержания масштабов

1:1500000 и мельче, комплек-

ты карт, схем и разрезов глу-

бинного строения недр Рос-

сийской Федерации и её ре-

гионов; комплексная оценка

минерагенического потен-

циала и изученных террито-

рий с выделением перспек-

тивных рудных районов и уз-

лов, зон угленосных бассей-

нов; определение прогнозных

ресурсов категорий Р

и Р

;

оценка состояния геологиче-

ской среды и прогноз её из-

менения.

Этап II.

Поиски и

оценка ме-

сторожде-

ний.

Стадия 2.

Поисковые

работы.

Бассейны,

рудные рай-

оны, узлы и

поля с оценен-

ными прогноз-

ными ресурса-

ми категорий

и Р

Геологическое изуче-

ние территории поис-

ков, выявление про-

явлений и месторож-

дений полезных ис-

копаемых; определе-

ние целесообразности

их дальнейшего изу-

чения.

Комплексная оценка геологи-

ческого строения и перспек-

тив исследованных площа-

дей, выявленные проявления

и месторождения полезных

ископаемых с оценкой их

прогнозных ресурсов по кате-

гориям Р

и Р

; оценка воз-

можности их освоения на ос-

нове укрупненных показате-

лей; обоснование целесооб-

разности и очередности даль-

нейших работ.

Окончание табл.1

Стадия 3.

Оценочные

работы.

Проявления и

месторожде-

ния полезных

ископаемых с

оцененными

ресурсами ка-

тегорий Р

Геологическое изуче-

ние и геолого-

экономическая оценка

проявлений и место-

рождений; отбраковка

проявлений, не пред-

ставляющих про-

мышленной ценности.

Месторождения полезных

ископаемых с оценкой их

запасов по категориям С

, а по менее изученным

участкам – прогнозных ре-

сурсов категории Р

; тех-

нико-экономическое обос-

нование временных конди-

ций и промышленной цен-

ности м

сторож

дения.

Этап Ш.

Разведка

и освое-

ние ме-

сторож-

дений.

Стадия 4.

Разведка

месторож-

дения.

Месторожде-

ния полезного

ископаемого с

оцененными

запасами по

категориям С

и С

и про-

гнозными ре-

сурсами кате-

гории Р

Изучение геологиче-

ского строения, тех-

нологических свойств

полезного ископаемо-

го, гидрогеологиче-

ских, инженерно-

геологических усло-

вий отработки место-

рождения; ТЭО ос-

воения месторожде-

ния; уточнение геоло-

гического строения

месторождения в

процессе освоения на

недостаточно изучен-

ных участках (флан-

ги, глубокие горизон-

ты) с переводом запа-

сов из низших в более

высокие категории.

Геологические, гидрогео-

логические, горно-

геологические, технологи-

ческие и другие данные,

необходимые для составле-

ния ТЭО освоения место-

рождения; подсчитанные

запасы по категориям А, В,

и С

Стадия 5.

Эксплуата-

ционная

разведка

Эксплуатаци-

онные этажи,

горизонты,

блоки, уступы,

подготавли-

ваемые для

очистных ра-

бот.

Уточнение полу-

ченных при разведке

данных для оператив-

ного планирования

добычи, контроль за

полнотой и качеством

отработки запасов.

Запасы подготовленных и

готовых к выемке блоков;

исходные материалы для

оценки полноты отработки

месторождения, уточнение

потерь и разубоживания

полезного ископаемого.

Запасы категории С

вскрыты ограниченным количеством скважин и

горных выработок или представляют собой зону экстраполяции.

Запасы категории С

опираются на выработки, соответствующие плот-

ности разведочной сети по нормативным документам. Оконтуривание запасов

категории С

производится путем интерполяции данных между смежными

пересечениями.

Запасы категории В и запасы категории А оконтуриваются по пре-

дельно густой сети разведочных выработок строго в соответствии с норма-

тивными документами.

1.3. Группы сложности геологического

строения месторождений

В зависимости от сложности геологического строения месторождения

подразделяются на четыре группы:

1-я группа. Месторождения (участки) простого геологического строе-

ния с крупными и весьма крупными, реже средними по размерам телами по-

лезных ископаемых, характеризующимися устойчивыми мощностью и внут-

ренним строением, выдержанным качеством полезного ископаемого, равно-

мерным распределением основных ценных компонентов. В процессе разведки

подсчитывают запасы категорий А, В, С

и С

2-я группа. Месторождения (участки) сложного геологического строе-

ния 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. Особенности строения ме-

сторождений (участков) определяют возможность выявления в процессе раз-

ведки запасов категорий В, С

и С

3-я группа. Месторождения (участки) очень сложного геологического

строения со средними и мелкими по размерам телами полезных ископаемых с

интенсивно нарушенным залеганием, характеризующимися очень изменчи-

выми мощностью и внутренним строением либо значительно невыдержан-

ным качеством полезного ископаемого и очень неравномерным распределе-

нием основных ценных компонентов.

Запасы месторождений этой группы разведываются преимущественно

по категориям С

и С

4-я группа. Месторождения (участки) с мелкими, реже средними по

размерам телами с чрезвычайно нарушенным залеганием либо характери-

зующиеся резкой изменчивостью мощности и внутреннего строения, крайне

неравномерным качеством полезного ископаемого и прерывистым гнездовым

распределением основных ценных компонентов. Запасы месторождений этой

группы разведываются преимущественно по категории С

При отнесении месторождений к той или иной группе могут использо-

ваться количественные показатели оценки изменчивости основных свойств

оруденения, характерные для каждого конкретного вида полезного ископае-

мого.

1.4. Количественный подсчет запасов полезных ископаемых

и оценка прогнозных ресурсов

Для подсчета полезных ископаемых необходимо очертить соответст-

вующую площадь на геологических планах, разрезах, либо - на продольной

проекции. Такая операция называется оконтуриванием.

В порядке убывания точности построения контуров различают три спо-

соба оконтуривания: непрерывного прослеживания, интерполяции и экстра-

поляции. При выполнении лабораторных работ требуются два последних.

Интерполяция заключается в проведении контура через непосредствен-

но установленные точки контакта полезного ископаемого с вмещающими по-

родами (на разрезах) или через точки пересечения разведочными выработка-

ми полезного ископаемого (при построении контура на проекциях).

Экстраполяция представляет собой оконтуривание за пределами выра-

боток, встретивших полезное ископаемое, т.е. данным способом отстраивает-

ся только внешний контур. Различают ограниченную и неограниченную экст-

раполяцию. Ограниченная экстраполяция – это проведение контура между

выработками, одна из которых пересекла полезное ископаемое, а другая нет.

Конкретное положение опорной точки и, следовательно, контура определя-

ются либо по формальным признакам – на половину, треть, четверть расстоя-

ния между этими выработками, либо на основании геологических закономер-

ностей.

При неограниченной экстраполяции контур отстраивают за пределами

выработок, подсекших полезное ископаемое, т.е. в этом случае установлен-

ных пределов экстраполяции нет, но положение опорных точек контура, как и

при ограниченной экстраполяции, выявляется либо по формальным призна-

кам – на четверть, половину, целое, удвоенное или другое расстояние между

разведочными выработками, либо по геологическим признакам. Естественно,

наиболее достоверным будет положение контура, когда определение преде-

лов экстраполяции основывалось на геологических закономерностях.

Запасы полезного компонента (металла) в рудных телах определяют по

следующей общей формуле:

P = Q x

Cср,

где Р- запасы полезного компонента (металла), т или кг;

Q – запасы руды, т;

Сср – среднее содержание полезного компонента в подсчитываемом

контуре (г/т, г/м

), если среднее содержание в процентах, тогда формула

имеет вид: