Металлогенические исследования в геологическом производстве
Содержание
1.
Стадийность геологоразведочного процесса
.
Ресурсы, запасы твердых полезных ископаемых
.
Категории металлогенических подразделений
.
Основные задачи и конечные результаты металлогенических исследований
Литература
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
геологическое изучение недр производится с целью получения комплексной геологической
информации, 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,
- аэрофотогеологические,
- космоструктурные.
Первый
этап финансируется из средств федерального бюджета.
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.
геологоразведочный металлогенический ископаемое
Таблица
1 Действующая стадийность геологоразведочных работ в сопоставлении с
категориями прогнозных ресурсов и запасов
Стадия
геологического изучения и освоения месторождений
|
Стадия
геолого-экономического и технико-экономического изучения
|
|
Оценка
по средним показателям месторождений определенных типов
|
Оценка
по показателям месторождений-аналогов
|
Геолого-экономическая
оценка по укрупненным показателям
|
Оценка
временных кондиции
|
Оценка
постоянных разведочных и эксплуатационных кондиций
|
Вновь
введенная стадия ГРР
|
|
Категория
прогнозных ресурсов и запасов
|
|
|
Р3
|
Р2
|
Р1
|
С2
|
С1
|
АБС1
|
|
Региональное
геологическое изучение и прогнозирование полезных ископаемых
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Прогнозно-поисковая
|
Поисковые
работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поисково-оценочная
|
Оценочные
работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разведка
месторождений
|
|
|
|
|
|
|
|
Эксплуатационная
разведка
|
|
|
|
|
|
|
|
.
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 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).
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)
.
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).
Таблица
2 Иерархия металлогенических подразделений
Ранг
металлогенических подразделений (базовые размеры)
|
Рудные
полезные ископаемые (металлические, неметаллические, минеральные источники и
др.)
|
Горючие
полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, горючие сланцы и др.)
|
Планетарный
(миллион квадратных километров)
|
Планетарные
металлогенические пояса, планетарные провинции
|
Региональный
(сотни тысяч квадратных километров)
|
Металлогенические
пояса, провинции
|
|
Рудоносные
пояса, провинции
|
Нефтегазоносные,
угленосные, горючесланцевые провинции
|
Металлогенические
зоны, области, бассейны
|
|
Рудоносные
зоны, области, бассейны
|
Нефтегазоносные,
угленосные, горючесланцевые области, бассейны
|
Локальный
(дискретный) (тысячи квадратных километров и менее)
|
Локальные
металлогенические объекты
|
Район
(тысячи квадратных километров)
|
Рудные
районы
|
Районы
нефтегазонакопления, угольные, горючесланцевые
|
Узел
(сотни квадратных километров)
|
Рудные
узлы
|
Узлы,
ареалы нефтенакопления, угольные, горючесланцевые
|
Поле
(десятки квадратных километров)
|
Рудные
поля
|
Поля
нефтегазонакопления, угольные, горючесланцевые
|
Месторождение
(единицы квадратных километров)
|
Рудные
месторождения
|
Месторождения
нефтяные, угольные, горючих сланцев
|
Тело,
залежь (десятки-сотни квадратных метров до десятков километров)
|
Рудные
тела
|
Залежи
нефтяные, угольные, горючих сланцев
|
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.
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 рудными
месторождениями и рудными телами, приуроченными к локальным тектоническим
элементам, к 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.
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
действующая
|
Металлогенический
таксон
|
Категория,
предложенная к проекту классификации
|
Прогнозные
ресурсы (выявленная часть металлогенического потенциала)
|
Р3
|
Рудные
районы
|
МР
Металлогенический потенциал в количественном выражении (оценка)
|
Р2
|
Рудные
поля
|
Р
Прогнозные ресурсы (выявленные)
|
Р1
|
Перспективные
участки (потенциальные месторождения)
|
R Резервы (оцененные
прогнозные ресурсы)
|
Запасы
|
С2
|
Рудные
тела, месторождения
|
С2
|
ВС1(АВС1)
промышленные
|
Рудные
тела, месторождения
|
ВС1(АВС1)
промышленные
|
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 (структурно-вещественных
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. Главное внимание в настоящее время уделяется среднемасштабному
прогнозированию полезных ископаемых, т.е. металлогеническим исследованиям
рудных районов, которые проводятся в рамках 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;
- 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 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.
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 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 геолого-съемочных 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.
8
Зиннатулин
М.З. О геологической и экономической эффективности геологоразведочных работ //
Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. - 2003. - № 1-2. - С. 8 -
13.