Методы исследования месторождений

В соответствии с определением месторождения полезного ископаемого как сложного геологического тела и руды как агрегата минералов, изучение месторождений требует всестороннего геологического подхода. Для характеристики месторождения и выяснения условий его образования необходимо знать: геологические условия залегания, морфологические особенности рудных тел, вещественный состав и структуры руд и, наконец, генезис месторождения.
Геологические условия залегания — положение месторождения среди окружающих горных пород, а также выяснение геологического строения той или иной рудоносной области устанавливаются в результате геологических съемок масштаба 1:200 000—1:50 000.  Дешево и быстро купить курсовую работу на заказ вы сможете на сайте reshaem-kr.ru. Специалисты учебного центра «Решаем», помогут вам в сжатые сроки выполнить любые контрольные, курсовые, дипломы на любые сложные темы.

Структура рудного поля — строение рудоносного участка, контролируемое региональными структурными элементами, в пределах которых находятся генетически родственные месторождения (Вольфсон, Яковлев, 1975 г.). Структура рудного поля выявляется в результате детального геологического картирования масштабов 1 : 10 000 и 1 :5000.
Условия залегания и морфология месторождений— взаимоотношение руды с вмещающими породами, пространственная ориентировка рудных залежей, их форма и размеры. Морфология и условия залегания месторождения выясняются в результате его разведки с помощью бурения или горноразведочных выработок, причем результаты этого изучения отражаются на продольных и поперечных разрезах и погоризонтных планах масштабов 1:1000 и 1 : 500.
Вещественный состав и структуры руд — качественный и количественный минеральный и химический состав руд, а также их строение. Вещественный состав и структура руд определяются при изучении рудных забоев, документации керна разведочных скважин или исследовании образцов руд, взятых из поверхностных обнажений. При изучении забоев рудных тел делаются зарисовки масштабов 1 : 100, 1 :50 и даже 1 : 10.
Генезис месторождения определяется на основе всего фактического материала, полученного при разведке и эксплуатации месторождения, а также данных специальных исследований. Установление генезиса — очень важная, но и наиболее трудная задача, которая заключается в выяснении всей истории его "формирования и является конечной целью изучения месторождения.
Рассмотренные элементы месторождений полезных ископаемых в основном определяют и методы их исследования. Главными методами, применяемыми в учении о полезных ископаемых, являются: наблюдение, опыт, гипотеза и экономический анализ.
Наблюдение. Этот метод широко используется в учении о полез¬ных ископаемых, как и вообще в естествознании. Геолог — специалист по полезным ископаемым — производит наблюдения в поле, изучает естественные выходы или искусственные обнажения горных пород и руд в карьерах рудников или в подземных выработках, определяет морфологию тел полезных ископаемых и их отношение с вмещающими породами и, наконец, при документации забоев или керна буровых скважин изучает строение и состав руд.
Одновременно с геологическими методами наблюдения широко применяются и геофизические. С их помощью можно оконтурить вмещающие породы, установить геологические структуры месторождения, проследить границы рудных залежей в плане, определить глубину распространения рудоносных зон и форму геологи¬ческих тел, с которыми связано оруденение.
За последнее десятилетие для поисков месторождений и их изучения стали широко применяться геохимические (металлометрические, гидрохимические, биогеохимические), а также аэрогеологические и аэрогеофизические методы. При камеральной обработке собранных материалов метод наблюдения имеет также широкое применение. При микроскопических исследованиях руд в отраженном свете (минераграфия) определяются качественный и количественный минеральный состав руд и их структурные особенности. При микроскопическом исследовании вмещающих горных пород выясняются их состав, строение и процессы изменения.
 Опыт. Изучение руд с помощью опытов или экспериментальных исследований проводилось еще в прошлом столетии. Важное значение для выяснения генезиса постмагматических месторождений имели экспериментальные исследования Р. Горансона (1931 г.) по нагреванию при высоких давлениях и температуре в запаянных 22 чугунных бомбах порошка гранита с водой, показавшие ограниченную растворимость летучих соединений в магме. 
Интересны исследования Ф. В. Сыромятникова и Н. И. Хитарова (1944 г.) по переносу нелетучих компонентов водным газом и паром. Этими экспериментами доказано, во-первых, что критическая температура минерализованных растворов значительно выше критической температуры чистой воды, и, во-вторых, установлена возможность переноса в газовой фазе заметных количеств кремнезема, молибдена и других компонентов. Большое значение имеют экспериментальные исследования Я. И. Ольшанского и В. В. Иваненко (1958 г.) о растворимости сульфидов железа, меди, серебра и кобальта в водных растворах при комнатной и повышенной температурах. Экспериментальные исследования о переносе и отложении металлов гидротермальными растворами продолжены Р. П. Рафальским (1973 г.) — учеником и последователем Я. И. Ольшанского.
На основании произведенных исследований были заново освещены сложные вопросы генезиса гидротермальных сульфидных месторождений.
В последние годы широко развиты экспериментальные исследования синтеза минералов, необходимых для различных отраслей народного хозяйства. В СНГ были получены при температуре 1200—1500°С и давлении до 30 000 кгс/см2 синтетические алмазы, использующиеся в абразивной и других отраслях промышленности. Кроме того, у нас производят искусственные кристаллы пьезокварца, рубина и других минералов.
Гипотеза. В учении о полезных ископаемых важная роль отводится гипотезам. При изучении месторождений полезных ископаемых как в полевых, так и в камеральных условиях получают фактические данные о геологических условиях залегания, форме тел, составе и строении руд. На основе всех этих данных строится рабочая гипотеза о генезисе месторождения. Если при последующих геологических и разведочных работах будет получен новый фактический материал, не согласующийся с первоначальной гипотезой, то последняя видоизменяется или выдвигается новая, отвечающая как вновь собранным, так и ранее известным фактам наблюдений.
Экономический анализ. Учение о полезных ископаемых не просто геологическая, а геолого-экономическая дисциплина. Объектом геологического изучения и разведки является не любое минеральное скопление в земной коре, а лишь удовлетворяющее современным требованиям народного хозяйства. При оценке месторождений полезных ископаемых необходим экономический подход. Следует принимать во внимание не только размеры месторождений и качество сырья, но и ряд других факторов: географическое положение месторождения, транспортные условия, наличие в районе строительных материалов, рабочей силы. Решающее значение нередко имеет потребность государства в данный момент в том или ином минеральном сырье.
Различное поведение жилы по обе стороны сброса. Если сброс является дорудным, то жила с одной и с другой стороны сброса обычно различается по морфологии и текстурам руд. Например, перед сбросом мощность тела бывает большая, а за ним — меньшая. Перед сбросом наблюдалась пре¬имущественно массивная, сплошная руда, а за сбросом встречена руда прожилково-вкрапленного характера и др.
Загибание первичной полосчатости жилы по направлению сброса. Первичная полосчатость в рудных телах (жилах и линзах) обычно согласна с их простиранием. При дорудном сбросе полосчатость загибается вдоль сбрасывателя (в частном случае вдоль дайки, рис. 1) и следует несогласно с залеганием рудного тела, иногда даже поперек его.  
Пересечение сброса рудными прожилками. Секущие прожилки представляют собой надежный критерий относительного возраста геологических тел. Если сместитель, выполненный глиной или другим минеральным веществом, дорудный, то можно наблюдать проникновение в него руды в виде секущих рудных жилок и прожилков, отходящих от основного рудного тела.
Наличие в сбросовой дайке продольных жилок. Если основное рудное тело примыкает к сбросовой дайке, а в последней наблюдаются рудные прожилки, параллельные контакту основного тела с дайкой, то это является достаточным критерием для утверждения, что руда моложе сброса. Для окончательного доказательства того, что сброс дорудный, следует еще установить общность вещественного состава и строения руды в основном рудном теле и прожилках дайки. Ф. И. Вольфсоп (1965 г.) приводит многочисленные примеры постмагматических месторождений как в СНГ, так и в зарубежных странах, когда оруденение моложе всех пород дайковой фации. К их числу относятся магнетитовые месторождения Урала, золото-кварцевые — Урала и Австралии, медноколчеданные — Урала, США, Испании, сульфидно-касситеритовые — Забайкалья, полиметаллические — Казахстана, США и др.