Методика прогнозирования металлопород в земной коре

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 J

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.

Страницы: 1, 2