Методика прогнозирования металлопород в земной коре
Металлогения
Под прогнозом МПИ подразумевают научное предвидение наличия МПИ определенного типа или перспективных рудоносных площадей на основе известных закономерностей развития геологических объектов.
Прогноз - научно обоснованное состояние объекта.
Прогнозирование - процесс разработки прогноза.
В основе прогноза МПИ лежат 2 базовых положения:
-знание геохимических и геофизических особенностей, хим. элементов, их содержаний и комплексов в различных физ-хим. обстановках;
-представления о закономерном образовании, размещении и разнообразном изменении МПИ в земной коре в ходе геологической эволюции данного региона.
Металлогения (греч. металлоне - руда, генезис - происхождение)
Термин «Минерагения» используется параллельно
Методики прогнозирования основаны на нескольких принципах:
1. Принцип вероятного подобия (наиболее вероятно, что в сходных геологических обстановках со сходной историей развития происходит образование сходных по типу МПИ)
2. Принцип взаимосвязи характеристик рассеяния и концентрации хим. элементов. (Масштабы накопления какого-либо элемента в промышленных концентрациях в пределах каких-то определенных рудоносных площадей будут определять его распространение в з.к.)
3. Принцип обратной зависимости частоты встречаемости рудоносных объектов от их размеров. Позволяет вывести закономерности ранжирования м/р по их размерам.
4. Принцип соответствия. Предусматривает, что этелонные и оцениваемые объекты имеют сопоставимые масштабы.
5. Принцип последовательного приближения. Определяет стадийность ГРР. Подразумевает изучение объектов от большего к меньшему.
Весь процесс геологического прогноза сводится к решению ряда геологических задач:
- установление металлогенической специализации изучаемых структур. В пределах этих структур происходит выяснение закономерностей размещения во времени и пространстве объектов, перспективных на добычу ПИ.
- оценка величины и качества минерально-сырьевых ресурсов в пределах исследуемых объектов. Это подсчет прогнозных ресурсов.
- геолого-экономический анализ каждого из выделенных объектов для разработки оптимального объекта и дальнейшей разработки.
Это составные части геологического прогноза.
Геологический прогноз осуществляется на основе анализа геологических предпосылок и признаков в рамках определенных геологических структур.
Предпосылки:
- стратиграфические;
- литологические;
- структурные (структурно-тектонические);
- магматические (петрографические и петрологические);
- геохимические;
- геоморфологические;
- минералогические;
- климатические;
- геофизические.
Признаки поискового прогнозирования представляют собой конкретные геологические факты, показывающие нахождение определенных типов п/и.
Объектом прогнозирования являются рудные МПИ или рудные тела.
Основа рудообразования - геодинамические процессы.
Участки з.к. разделены на мобильные и стабильные области (геоструктуры) и они характеризуются своей металлогенической спецификой.
Металлогенические пояса и провинции - это подвижные части з.к. со сложной геологической структурой. Отвечают крупным участкам з.к. на уровне складчатых систем в пределах платформ или участков дна мирового океана. (Средиземноморский, Тихоокеанский)
Рудные зоны - охватывают несколько рудных полей.
Рудный узел - рудоносная площадь, включающая в себя взаимосвязные рудные поля и ряд м/р определенного типа.
Рудное поле - группы однотипных по происхождению, составу и структуре м/р.
Рудные тела - локальные скопления природного минерального сырья, приуроченные к определенным структурно-геологическим элементам в пределах м/р.
Виды прогнозирования:
1. Глобальное
2. Обзорное
3. Мелко-, средне-, крупномасштабное
4. Детальное
5. Локальное
Объекты обзорного прогнозирования=: либо вся территория РФ, либо отдельные крупные регионы (Урал, Сибирь, ВЕП, Якутия)
Мелкомасштабное прогнозирование. На стадии изучения недр. Масштаб 1:1000000, 1:500000. Используется геохимия, АФС и КС. Для некоторых участков составляются прогнозные карты 1:200000, 1:50000.
Среднемасштабное прогнозирование. Стадия регионал ьной геологии изучения недр. Составляются карты 1:200000, 1:100000. Выделение рудных регионов и узлов.
Оценка ресурсов по категории Р3.Возможность нахождения м/р на площади прогноза при среднемасштабном прогнощ=зировании должна подтверждаться наличием прямых признаков данных п.и. Оценка рес-сов производится м-дом аналогии, путем сравнения с эталонами. Исп-ся удельн. продуктивность (кол-ко п.и. на ед-цу площади и инте-ть орудинения - это предположительные параметры)
Крупномасштабное прогнозирование Стадия рег.геол. исследований тер-рии. Карты м-ба 1:50 000, 1:25 000. Работы ведутся по определённым видам п.и. Перспективность кот-ой была выявлена ранее. Оценка прогнозных ресурсов производится по категориям Р3 и Р2.
Детальное прогнозирование Стадия поисковых работ.Провод-ся в пределах бассейнов рудных узлов и полей, которые были выявлены при металлогенических исследованиях. Работы произв-ся в масс-бе 1:10 000. Произв-ся выделение геохим. и геофиз. аномалий на исследованной площади, участков проявлений п.и. Оценка ресурсов по категориям Р2 и Р1. Наиб. Перспективные объекты вкл-ся в фонд объектов для постановки оценочных работ.
Прогнозирование на стадии оценочных работ
Проводится на ранее обнаруженных проявлениях п/и, которые были выявлены при работах 1:50000, 1:10000. Для сложных по геологическому строению территорий работы могут вестись 1:5000/1:1000. Ведутся горные, буровые работы. По результатам вскрытия тел п/и, приблизительно оконтуриваются, устанавливается положение тел в пространстве. Подсчет по категории С2.
Прогнозирование на стадии разведки
Проводятся на м/р с уже выполненным технико-экономическим обоснованием промышленной ценности м/р.
Ведется:
- оценка ресурсов м/р на горизонтах, которые лежат ниже глубин, затронутых работами, если есть геохимические и геофизические предпосылки на продолжение тела п/и;
- оценка ресурсов новых ранее неизвестных тел п/и, вскрытых единичными скважинами и горными выработками, не разведанных ранее;
- переоценка ресурсов известных ранее, но не вовлеченных в разведку тел п/и.
Оценка ресурсов по категории Р1.
Теоретические основы прогноза
1. Рудообразующие процессы.
Рудообразование - накопление или металлов в определенных участках з.к.
Процесс рудообразования является частным явлением, которое сопровождает процессы формирования, становления и развития данного участка з.к.
Рудообразующие процессы можно рассматриваться как частные случаи породообразования.
Рудообразованиерудогенезрудонакоплениерудообразующий процесс.
Рудообразующий процесс в обобщенном виде состоит из 3 главных компонентов (циклов)
1. Отделение руд вещества от источника.
2. Перенос рудного вещества транспортирующими агентами.
3. Отложение рудного вещества в местах рудолокализации.
Еще необходим источник энергии.
Источники рудного вещ-ва:
- ювенильные
-подкоровые (связаны с базальтовой магмой)
-ассимиляционные (внутрикоровые)
-внемагматическая инфильтрация
Транспортирующие агенты:
-магм.расплавы
-газово-жидкие водные растворы глубинного происхождения
-поверхностные воды глубокой циркуляции
-воды морей и океанов
-атмосферные воды
Пути миграции транспортирующих агентов отвечают зонам повышенной ослабленности ЗК (тектонические разломы, зоны пересечения разломов, породы с повышенными коллекторскими свойствами, каналы миграции вод - реки, ручьи).
Области рудонакопления - участки ЗК, которые находятся на пути движения транспортирующих агентов, где происходит резкое изменение физ-хим состояния агентов, которое приводит к отделению рудообразующих компонентов, их осаждение и накопление. Это могут быть различные геохимические барьеры.
Источник энергии - глубинное тепло Земли.
Модели рудообразования
-Эндотермальная модель (если источники энергии имеют глубинное происхождение, транспортирующие агенты и рудное вещество тоже глубинные).
- Экзотермальная модель (источник энергии глубинные, в рудообразующий процесс вовлекаются экзогенные воды, которые приводятся в движение теплом Земли).
- Смешанная модель (наиболее распространенная, источник тепла имеет глубинное происхождение, минеральные растворы могут иметь эндо- и экзогенную природу).
Типы рудообразования
1. Магматогенные
- плутогенные
- вулканогенные
2. Седиментогенные (осадочные)
3. Метаморфогенные
Магматогенное рудообразование
1.Плутогенные рудообразующие процессы.
Процесс становление магматических тел является фактором миграции и накопления рудного вещества.
В зависимости от источников энергообеспечения и механизмов функционирования, плутогенные рудообразующие процессы делятся на разновидности:
- собственно магматогенное рудообразующие процессы. Предполагало изначально вхождение рудного вещества в материнские расплавы и его разделение и перераспределение вместе с разделением самих магматических расплавов.
В этих моделях большое значение имеет наличие летучих компонентов, а причина распределения руд и силикатных компонентов в расплавах обусловленная различием термодинамических процессов в областях зарождения магматических расплавов и в местах их кристаллизации.
Такие рудообразующие модели приводят к образованию крупных месторождений сульфизно-медно-никелевых руд, скоплений платиноидов в расслоенных базит-гипербазитовых комплексах - массив Бушвельд. Массив состоит из норитов и габбро (общ.мощн. 9000м). Верхняя часть лополита сложена красным гранитом (мощн. 2500м), габброидная часть массива разделена на 5 зон:
1зона сложена однообразными габбро и норитами (1700м)
2 зона(главная, мощн 4500м) сложена почти такими же габбро и норитами, но ее верхняя часть отделена от 1 зоны железорудным слоем (мощн 3м).
3 зона (критическая, мощн 750-900м). Характерна псевдостратификация. Сложена зона чередованием прослоев пироксенитов, анортозитов, перидотитов, хромитов. В основании зоны хромитовый горизонт, в верхней части которого - прослой норитов, которые содержат сульфидную руду с платиной.
4 зона (базальтовая) сложена норитов, габбро с тонкими прослоями пироксенитов.
5 зона - тонкозернистые закаленные нориты, диабазы, гибридные породы в основании лополита.
Предполагается, что Бушвельдский массив образовался из одной магмы, которая в результате дифференциации разделилась на гранитную и габброидную части. При кристаллизации габброидной части происходила псевдостратификация массива.
На основе этого массива разработана модель магматогенного рудообразования.
Для составления модели используются принципы:
1. Должно наблюдаться постоянство пространственно-временных ассоциаций рудных тел и интрузивных образований определенного состава и строения.
2. Рудные тела должны располагаться в однотипных частях разреза магматических тел.
3. Должна выдерживаться определенная зависимость геохимических характеристик руд от петрологических и петрохимических свойств соответствующих магматических пород.
4. Должны наблюдаться рудно-силикатные образования, состоящие из определенных минеральных ассоциаций, которые возникают в определенные периоды формирования массива.
Источником рудного вещества и его носителем являются соответствующие магматические расплавы. Пути и механизмы отделения рудного вещества и рудонакопления могут иметь свою специфику в зависимости от особенностей каждого конкретного массива.
В целом, модели объединены в 2 группы:
1. Допускается, что разделение магмы на рудную и силикатную части происходит на пути продвижения расплава к месту кристаллизации или в каких-то промежуточных магматических очагах. Поступление рудного и силикатного расплавов в место рудонакопления происходит в разное время.
2. Допускается, что поступление рудного вещества в зону рудонакопления происходит непосредственно из магматических камер, заполненных однородным рудно-силикатным расплавом. Разделение на рудную и силикатную части происходит в месте кристаллизации.
Большую роль играет проблема баланса/дисбаланса рудной и силикатной составляющих.
Преобладание рудного вещества в источнике может превышать рудное вещество в месте накопления в 1000 раз.
Рисунок с кучей стрелочек
В магматогенных моделях магматические расплавы выступают одновременно как источник вещества и транспортирующий агент.
Плутогенные гидротермальные модели
1. Ортогенные. Носители рудного вещества - сами магматические расплавы. Они же и источник и транспорт рудного вещества.
Такие модели допускают вынос вещества магматических тел их флюидными составляющими с реализацией процесса рудонакопления в периферийных участках самого интрузивного тела или породах, вмещающих его.
2. Рециклинговая модель. Формирование оруденения происходит с участиемвод различного происхождения. Источник рудного вещества - магматический расплав, и в процессе оруденения участвует рудное вещество, мобилизованное из вмещающих пород.
Транспортный агент - воды различного происхождения. Главный источник энергии - магматический очаг и расплав.
Формирование руд происходит в 3 этапа:
1. При кристаллизации расплава происходит уменьшение объема тела, что приводит к образованию трещин в над-интрузивной зоне > образование пустотного пространства > в поры втягивается воды.
2. Пустоты
3. Под влиянием тепла магматического тела в движение приходят подземные воды с образованием конвективных потоков.
При циркуляции подземных вод происходит мобилизация рудного вещества вмещающих пород, которые вовлекаются в рудообразование. На 3 стадии процесс затухает.
Руды имеют ярко выраженную зональность.
Для функционирования рециклинговых систем главное значение имеет водонасыщенность окружающих пород и их проницаемость.
Большое значение для формирования оруденения имеет длительность процесса, скорость циркуляции вод и размах конвективных ячеек, которые обеспечивают циркулирующие подземные воды окружающих пород.
Транспортирующие агенты: магматогенные флюиды, вовлеченные в циркуляцию, воды вмещающих пород.
Продукты этих моделей: скопления рудного вещества, которые связаны с вулканическими комплексами пород.
Роль вулканизма в процессе рудообразования заключается в образовании различных по своей природе источников энергообеспечения и в участии большого количества жидких транспортирующих агентов.
Вулканогенно-гидротермальные модели
Ортогенная модель. Оруденение при реализации этой модели очень тесно связано с вулканическими и субвулканическими (дайки) телами.
В некоторых случаях не удается уверенно отнести рудные тела к продуктам вулканизма.
Источник энергии - сами вулканические тела, источник рудного вещества - вулканический расплав, транспорт - вулканический расплав и его флюидная компонента.
Рецикинговая модель.
Рисунок, где много стрелочек снизу с разных сторон поднимаются в одном месте на морском дне.
1. зона возникновения пирита и магнетита в результате восстановления сульфат-иона.
2. выщелачивание металлов из породообразующих минералов и их транспортировка в виде металл-хлоридных соединений.
3. реакции с железосодержащими силикатами с высвобождением железа, высвобождение водорода.
4. зона возникновения восстановленного флюида за счет водорода и углерода.
5.Углерод-водородные обменные реакции. Образование растворов высокой солености.
6. Образование металломагнетитов и прожилковых сульфидных руд.
7.Обр-ние сплошных сульфидных руд.
Необходима повышенная проницаемость придонных осадков, тепловой поток, большой объем воды, кот. обеспечивает питание всей рудообраз-щей системы.
Ист. руд. вещ-ва:донные осадки.
Транспорт: воды придонных осадков.
Место рудоотложения: граница донных осадков и морской воды.
Вулканогенно-сублимационное рудообразование.
В кратерных зонах соврем. вулканов. Сопровождается обр-нием серы.Объем формиующихся руд оч мал.
Вулканогенно-седиментационное рудообразование
Связано с экстракцией продуктов излияний и извержений в прилегающие бассейны.
Седиментогенные рудообразующие процессы.
Оч большое разнообразие механизмов переноса и отложения руд. вещ-ва.
Седиментогенные осадочные рудонакопления.
Перенос: механич., химич., биохимич..
Источник руд. в-ва:породы разного происхождения. Иногда руд.в-во в них наход-ся в рассеянном состоянии. Накопление большого объема руд.тела связано с масщтабами процесса, длительным временем рудообр-я.
Модель форм-ния руд типа Мансфельд.Оруд-е гидротермального типа на примере м/р медистых песчаников.
Ист.руд.в-ва:красноцв.отложения.Сu здесь в рассеян.состоянии. Сбор Сu происх.за счет подз.вод.
Способы проникновения и осаждения
1.путем фильтрации(Например, м/р Джесказган)
Страницы: 1, 2
