1. Классификация методов поисков месторождений полезных ископаемых 2. Наземные методы поисков 3. Дистанционные методы поисков 4. Подводные поиски 1 6. Методы поисков месторождений полезных ископаемых
По характеру пространства, с которого ведутся поиски месторождений полезных ископаемых, различают наземные, дистанционные и подводные методы. Наземные методы поисков месторождений полезных ископаемых разделяются на следующие основные группы: 1) геологические 2) геохимические 3) геофизические 4) технические (горно-буровые) методы. 2 6.1. Классификация методов поисков месторождений ПИ 1 - визуальные поиски 2 - метод геологической съемки 3 - геолого-минералогические методы (обломочно-речной, валунно-ледниковый, шлиховой). 1 - литохимический 2 - гидрохимический 3 - биохимический 4 - атмохимический 1 – магнитометрический 2 - гравиметрический 3 – сейсморазведочный 4 - электроразведочные
Геологические методы поисков основаны на исхаживании местности и выявлении непосредственных признаков оруденения при геологическом картировании площадей и изучении условий образования и закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых, на результатах геолого-минералогического изучения собранного каменного материала. Они разделяются на: 3 6.2. Наземные методы поисков 6.2.1. Геологические методы поисков - визуальные маршрутные поиски, - метод геологической съемки, - геолого-минералогические методы поисков на основе изучения ореолов и потоков механического рассеяния рудного вещества (обломочно-речной, валунно-ледниковый, шлиховой методы). Геолог в маршруте (о. Тайвань)
Визуальные поиски включают в себя: 1) метод прямого обнаружения рудных выходов путём площадного исхаживания местности и тщательного осмотра пород в естественных обнажениях и высыпках; 2) метод ковшевого (лоткового) опробования рыхлых отложений и протолочек с визуальной проверкой наличия рудных (и сопутствующих) минералов (простейшая разновидность и прототип шлихового метода); 3) метод выявления и прослеживания косвенных визуальных признаков оруденения по породам, водам и растительности. 4 Визуальные поиски
Геологическая съёмка, результаты которой представляются в виде кондиционной геологической карты соответствующего масштаба, даёт возможность: - выявить условия образования месторождений полезных ископаемых; - закономерности их размещения; - поисковые признаки. На этой основе и результатах поисков производится оценка промышленной продуктивности изучаемых площадей. 5 Метод геологической съёмки
Геолого-минералогические поиски используются при изучении ореолов потоков механического рассеяния рудного вещества и включают в себя: обломочно-речной, валунно-ледниковый и шлиховой методы. 6 Геолого-минералогические поиски Обломочно-речной метод Обломночно-речной метод основан на излучении аллювиальных, делювиальных и элювиалных ореолов механического рассеяния. Сущность метода состоит в обнаружении обломков руды или сопутствующих индикаторных пород и минералов в систематическом прослеживании их вплоть до коренных выходов месторождения. Геолог, встретивший рудные обломки в аллювиальных отложениях, продвигается вверх по реке и тщательно осматривает русловые, долинные и террасовые отложения. Места рудных обломков отмечаются на карте и в дневнике. Указываются размер, окатанность обломков, их минеральный состав и частота встречаемости.
7 Пример составления карты при поисках валунно-ледниковым методом Рис. 13. Изображение валунного веера и результаты подсчета валунов (по Магнусону). Заштрихованы обнажения коренных горных пород. В процентах дано количество рудных валунов
Шлихом называют концентрат тяжелых минералов, получаемых в результате промывки материала пробы из рыхлых отложений или дробленых коренных пород. Шлиховой метод применение метода основано на изучении механических шлиховых ореолов рассеяния. Сущность его заключается в систематическом шлиховом опробовании рыхлых отложений, изучении состава шлихов, прослеживается и оконтуривании ореолов рассеяния и выявлении по ним коренных и россыпных месторождений полезных ископаемых. 8 Шлиховой метод Золото в шлихе Золотые самородки
Обобщение материалов шлиховой съемки представляются в виде шлиховых карт – точечных, кружковых или ленточных. На точечной карте точками отмечаются места взятия проб, а индексами указываются обнаруженные рудные минералы (рис. 6.1). 9 Рис. 6.1. Точечная шлиховая карта (по А.Ф. Коробейникову) Продолжение «Шлиховая съёмка»
10 Кружковые карты более наглядны, но неудобны для мелкомасштабных карт (кружки перегружают карту). Продолжение «Шлиховая съёмка» Рис. 6.2. Кружковая шлиховая карта (по А.Ф. Коробейникову): 1 – золото; 2 – шеелит; 3 – гранат; 4 – золото, шеелит и гранат отсутствуют; 5 – много минерала; 6 – среднее количество минерала; 7 – малое количество минерала; 8 – место отбора проб.
11 Рис. 6.3. Ленточная шлиховая карта (по А.Ф. Коробейникову): 1 – номер и место отбора проб; 2 – золото; 3 – шеелит; 4 – гранат. Ленточные карты наиболее компактны и выразительны. Продолжение «Шлиховая съёмка» На ленточных картах в местах отбора проб пропорционально количеству обнаруженного полезного минерала проводят линии поперек течения реки. Затем боковые части линий соединяют, получая ленты, ширина которых отражает изменение содержания полезного компонента по течению реки или по направлению опробования на склонах.
К шлиховой карте прикладываются: - геоморфологическая карта; - карта четвертичных отложений. Если таких карт нет, то на шлиховую карту наносят: - речные террасы; - участки древнего аллювия; - ледниковые отложения. При опробовании склонов долин и водоразделов шлиховые карты составляются в изолиниях содержания полезных минералов. Такие карты дают представление о морфологии и масштабе ореолов рассеяния и позволяют установить места максимальной концентрации продуктивных минералов. 12 Продолжение «Шлиховая съёмка»
Рис. 17. Выявление участков возможного нахождения коренных месторождений с помощью шлихового опробования аллювия (по Д.В. Воскресенскому). 1 - пустые пробы; 2 - пробы, содержащие полезные минералы в шлихах; 3 - площади, к которым приурочены коренные месторождения. Стрелками показано направленно течения рек Материалы шлиховой съемки позволяют обнаружить россыпные и коренные месторождения полезных ископаемых или наметить перспективные участки для их поисков. О наличии россыпных месторождений свидетельствует: - повышенное содержание полезного минерала в рыхлых отложениях, - благоприятная геоморфологическая обстановка для его накопления, - наличие в районе источников россыпей или благоприятных предпосылок для обнаружения коренных месторождений. 13 Продолжение «Шлиховая съёмка»
Геохимические методы поисков получили в настоящее время очень широкое развитие. Достоинствами геохимических методов являются: - значительны е возможности использования их на разных стадиях геологоразведочного процесса и в широких диапазонах ландшафтно-климатических обстановок, обнаженности и расчлененности рельефа изучаемых регионов; - объективность, высокая информативность и оперативность исследований. Они позволяют дешево и быстро определить весьма низкие концентрации химических элементов по большому числу проб и выявить аномальные участки с повышенными содержаниями полезных компонентов. Использование геохимических данных при составлении прогнозных карт повышает глубинность прогнозирования до 1 км, что особенно важно при поисках скрытого оруденения. 14 6.2.2. Геохимические методы поисков
В зависимости от характера ореолов рассеяния элементов выделяются следующие геохимические методы поисков: 1) литохимический (металлометрический); 2) гидрохимический; 3) биохимический; 4) атмохимический (газовый ) и др. Важнейшее значение в практике работ имеет литохимический метод поисков, позволяющий производить оценку рудоносных структур на количественной основе. Литогеохимический метод поисков основан на систематическом опробовании коренных пород ( литогеохимические поиски по первичным ореолам рассеяния) и рыхлых отложений ( литогеохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния ). 15 Продолжение «6.2.2. Геохимические методы поисков»
16 Опробование водопроявлений производится по заранее намеченным профилям, соответствующим маршрутам геологической съемки, с таким расчетом, чтобы охарактеризовать все перспективные на обнаружение полезных ископаемых комплексы горных пород и зоны разрывных тектонических нарушений. Пробы отбираются из источников и колодцев, а также поверхностных водотоков. Объём пробы составляет 1 л. При детальных геологопоисковых работах масштаба 1:10 000 и крупнее в пределах выделенных перспективных участков гидрогеологические исследования помогают обнаруживать скрытые рудные тела. При этих работах проводится детальное опробование всех водопроявлений, включая поисково -разведо чные скважины и все обводненные горные выработки. Продолжение «Гидрогеохимический метод» Водопроявления (родники): каптированный (а); необорудованный (б).
17 Атмогеохимический метод поисков основан на выявлении газовых аномалий родона, гелия, торона и углеводородов в почве, надпочвенном воздухе и в подземных выработках. Он применяется при поисках нефти, газа, ископаемых углей, ртути (газовый метод) и радиоактивных руд ( эманационный метод). Достоинствами метода являются: - определенность связей газовых выделений или радиоактивных эманаций с их источником; - возможность применения этого метода в закрытых районах, при значительной мощности дальнеприносных отложений, на каменистых склонах и осыпях. Атмогеохимический метод
18 Биогеохимический метод поисков основан на выявлении вторичных ореолов рассеяния в растениях. Основным достоинством биогеохимического метода является его глубинность, т.е. возможность обнаружения рудных тел, перекрытых наносами мощностью до 30 м. Метод может применяться при поисках полезных ископаемых в пустынных, лесистых, заболоченных районах, в областях недавнего оледенения. При постановке производственных биогеохимических исследований особое значение имеет выбор растений для опробования. Для новых районов комплекс растений устанавливается опытными методическими работами; для районов известных — по аналогии с ранее проведёнными исследованиями. При этом должно быть выяснено, какие части растений — корни, ветви, листья — являются концентраторами элементов-индикаторов. С целью получения наиболее надежных результатов на каждом пункте опробования отбираются пробы растений двух-трех видов. Масса пробы определяется в зависимости от применяемых аналитических методов. Биохимический метод
19 Геоботанический метод поисков основан на использовании растений-индикаторов, произрастающих на почвах, обогащенных соответствующими химическими элементами. Так, галмейная фиалка и галмейная ярутка растут на почвах с повышенным содержанием цинка, что может указывать на наличие в непосредственной близости повышенных концентраций цинка и, следовательно, на возможность обнаружения цинковых рудопроявлений в минеральных формах. Среди растений-индикаторов известны: Геоботанический метод Некоторые элементы (уран, молибден, бор) вызывают характерные заболевания и морфологические изменения растений, что может служить дополнительным признаком при геоботанических поисках. - представители «медной» флоры — качим ; - «никелевой» — грудница татарская, грудница мохнатая, анемон.
20 Геофизические методы поисков основаны на изучении физических свойств горных пород и полезных ископаемых. Эти методы имеют большое значение для поисков месторождений, перекрытых мощными рыхлыми отложениями и залегающих на больших глубинах. Наибольшей эффективности геофизические методы достигли при поисках месторождений: - нефти и газа; - радиоактивных руд; - железных руд; - угля; - колчеданных руд; - подземных вод. Геофизические методы поисков
21 Магнитометрический метод Магнитометр МФ-24ФМ Магнитометрический метод заключается в определении магнитного поля на поисковом участке. По способности к намагничиванию — магнитной восприимчивости все вещества делятся на: - диамагнитные ( χ<0 ); - парамагнитные ( χ>0 ). Вещества с высокой магнитной восприимчивостью называются ферромагнитными. Диамагнитными свойствами обладают кварц, кальцит, барит, флюорит, соль, гипс, ангидрит, мрамор. К парамагнитным относятся породы, содержащие в своем составе магнетит, титаномагнетит, гематит, пирротин. Для производства магнитных измерений разработана высококачественная отечественная аппаратура: - наземные магнитометры — М-18, М-20, М-23, М-27; - аэромагнитометры — АСГ-48, АММ-13, АЯАМ-6 и др.
22 Примеры применения магнитометрического метода Рис. 21. График изменения ΔΖ при поисках медно-никелевого рудного тела магнитным методом в Сёдбери (по Гельбрайту). 1 - ледниковые моренные отложения; 2 - нориты; 3 - рудное тело; 4 - подстилающие метаморфические породы На рис. 21 приведен график, показывающий характер изменения вертикальной составляющей напряженности магнитного поля ΔΖ над сульфидными медно-никелевыми рудами. Повышенная магнитность рудного тела объясняется наличием в руде пирротина, обладающего ферромагнитными свойствами.
23 Радиометрический метод является ведущим для поисков радиоактивных руд и оказывает существенную помощь в решении общих вопросов геологического строения и поисков месторождений других полезных ископаемых. Метод основан на определении радиоактивности природных образований. Известно более 230 радиоактивных изотопов элементов. К ним относятся изотопы таких тяжёлых элементов, как уран, радий, торий, актиний, и ряда лёгких элементов — калия, рубидия, рения, индия, олова, теллура. Радиометрический метод Радиоактивность пород выражается в альфа-, бета- и гамма-излучении. Наиболее широкое распространение получили методы поисков, основанные на измерении гамма- и бета-излучения.
24 Гравиметрический метод основан на изучении поля тяготения на поверхности земли, аномалии которого обусловлены различной плотностью горных пород, зависящий от их минерального состава и пористости. Плотность измеряется в граммах на кубический сантиметр и колеблется в значительных пределах. Наименьшую плотность (менее 2 г/см 3 ) имеют песок, почвы, каменные угли. Большинство жильных минералов, слюда, бокситы имеют плотность от 2,5 до 3 г/см 3 ; карбонаты железа и марганца, флюорит, лимонит имеют плотность от 3 до 4 г/см 3 ; богатые железные, пирротиновые, медноколчеданные и некоторые другие руды — выше 4 г/см 3. Гравиметрический метод Метаморфические средние и кислые изверженные породы обладают плотностью от 2,5 до 3 г/см 3 ; основные и ультраосновные породы, железистые кварциты относятся к породам повышенной плотности — от 3 до 4 г/см 3.
25 Картирование соляных куполов в Предуральском прогибе гравиметрическим методом
26 Сейсмометрический метод основан на изучении скорости распространения и времени пробега в земной коре продольных упругих волн, вызываемых взрывами в скважинах. Скорость распространения волн в горных породах зависит от физических свойств этих пород и глубины их залегания. Наибольшая скорость распространения сейсмических волн характерна для изверженных пород, несколько меньшая — для карбонатных и песчано-глинистых и самая низкая — для рыхлых отложений. Регистрация сейсмических колебаний производится сейсмическими станциями. Наибольшее значение сейсмический метод имеет для поисков нефтяных и газовых месторождений, позволяя обнаруживать нефтегазоносные структуры на большой глубине. Детальные исследования дают возможность определить размеры этих структур и помогают ориентировать расположение глубоких скважин. Сейсмометрический метод
27 Электрометрические методы основаны на различной электропроводности горных пород и руд. В геофизической практике пользуются понятием удельного сопротивления, измеряемого в ом-метрах. Горные породы обычно имеют очень высокое сопротивление. В то же время сульфиды (пирит, галенит, халькопирит), некоторые окислы металлов (магнетит, касситерит, манганит), угли и графит хорошо проводят электрический ток. Электрометрические методы Принципиальная схема электроразведки В связи с возможностью изучения естественных и искусственных электромагнитных полей, возникающих в горных породах под воздействием источников постоянного или переменного тока, имеется большое число модификаций электрометрических методов.
28 При детальных работах в пределах рудных полей и месторождений широко применяются методы: - естественного поля, - заряженного тела, - вызванной поляризации, - радиопросвечивания, - ВЭЗ, - электропрофилирования и др. Метод естественного поля основан на изучении электрических полей, возникающих вблизи контакта горных пород и залежей полезных ископаемых, водоносных пластов и т.д. Метод успешно применяется при поисках сульфидных месторождений, некоторых типов углей и графита. Продолжение «Электрометрические методы»
29 Метод вызванной поляризации (ВП) основан на измерении разности потенциалов, возникающей в результате поляризации электронно-проводящих объектов под воздействием кратковременных импульсов внешних источников тока. Метод предназначается для поисков сплошных и вкрапленных рудных тел, сложенных минералами, хорошо проводящими электрический ток. Продолжение «Электрометрические методы» Метод заряженного тела применяется для прослеживания рудных тел, вскрытых хотя бы в одной точке.
