Как найти рудное месторождение

Category:

• Наука
• Cancel

Как ищут рудное золото.

В рассказах писателей золотоискательство окружено ореолом романтики. В них, таясь от всех, бородатый старатель, путешествуя по исключительной дикости местам, берет пробы в ручьях и, промывая их в своем лотке ищет в золотые значки,- чешуйки или крупинки желтого метала на его дне. Так, шаг за шагом, он определяет тот самый ручей и то самое место в нём, где за сотни или тысячи лет отложилось богатое содержание золота. Так, или примерно так, методом шлиховых проб, найдено большинство месторождений россыпного золота.
Что касается золота рудного, то поиск его дело не менее грязное, трудоёмкое и монотонное.

Обследуемый район «покрывается сеткой», например, сто на двести метров, и в каждой точке пересечения линий этой сетки берется проба, так называемый слой «Б». В идеале это то, на что рассыпается конкретная горка в этом месте, то есть песок, содержащий в своем составе всё, что есть поблизости. Ежедневно, если погода позволяет, пары из геологов и полевых рабочих на маршруты и, вне зависимости по каким кривым на местности он идет, маршрут надо пройти и примерно тридцать проб отобрать.

В полотняный мешочек отбирается и маркируется проба весом 350-500 грамм, то из чего после сушки и просеивания через сито с ячеёй в миллиметр, в пластиковый мешочек можно будет отобрать сухую пробу весом около 200 грамм. 

Если есть соответствующие приборы, то с этими пробами в лагере можно провести экспресс-анализ, в результате которого уже на месте, со значительной долей вероятности, будет ясно, из чего состоит та или иная горка.

Кроме того район исследуется “на геологию”, методом поверхностного осмотра и описания его геологического строения и исследования заинтересовавших образцов. Вне зависимости от этого, все отобранные пробы отправляются на материк, где исследуются в специальных лабораториях.

Заинтересовавшие геологов места, исследуются повторно, более тщательно и, если поверхностные исследования внушают оптимизм, следующим этапом будет исследование заинтересовавших заказчиков поисков мест методом бурения. Но, до того такие места надо еще найти. 

Ну а между находкой месторождения и началом его промышленной разработки проходит десяток-полтора лет. Впрочем, иностранным компаниям, берущимся за разработку рудного золота а России, удается сократить этот срок вдвое, а то и втрое. Пример, – Чукотское месторождение рудного золота «Купол», разрабатываемое сейчас компанией «Кинросс Голд». От покупки лицензии на разработку и до добычи первого металла, у канадцев прошло всего около пяти лет. Разведку найденого нашими геологами в 1995 году, купленного ими весьма перспективного объекта они начали в 2003 году, а рудник запустили уже в 2008-м.

(рудные месторождения)

Программа

Месторождения руд черных металлов: железа, марганца, хрома.

Месторождения руд легирующих металлов: титана, ванадия, никеля и кобальта, вольфрама и молибдена.

Месторождения руд цветных металлов: олова, меди, цинка и свинца, ртути и сурьмы.

Месторождения руд легких металлов: алюминия, магния.

Месторождения руд благородных металлов: золота, серебра, платины.

Месторождения руд радиоактивных металлов: урана, тория.

Месторождения редких металлов: лития, рубидия, цезия, бериллия, тантала и ниобия, циркония и гафния, редких земель.

Понятие об источниках сырья для производства рассеянных элементов: галлия, германия, кадмия, индия, селена, теллура, рубидия, цезия.

Методические указания

Каждый вид полезных ископаемых следует изучать по следующей схеме: 1) главные области применения металла; 2) общие сведения о запасах руд и масштабах добычи; 3) краткие геохимические сведения (распространенность, распределение средних содержаний металла по главным типам горных пород); 4) главные минералы руд, химические элементы — полезные примеси в рудах; 5) основные требования промышленности к рудам;

6) главнейшие генетические группы, классы и формации месторождений по В.И.Смирнову, их пространственное распределение и промышленное значение, примеры месторождений.

Для лучшего усвоения и закрепления материала необходимо внимательно проанализировать приведенные в учебниках [2, 4] схемы строения месторождений. Следует научиться самостоятельно схематично изображать геологическое строение месторождений, перечисленных ниже. Месторождения, положение которых указано в тексте учебников, следует отыскать на географической карте. Это облегчит процесс запоминания. При изучении полезных компонентов-примесей в рудах обязательно используйте периодическую систему химических элементов Д.И.Менделеева.

Промышленные месторождения железа [2, 4] относятся к следующим генетическим группам: магматической, карбонатитовой, скарновой, гидротермальной, выветривания, осадочной, регионально-метаморфизованной. Запомните, к каким группам относятся расположенные на Урале Качканарское, Соколовско-Сарбайское, Бакальское рудные поля, а также месторождения других регионов: Ковдорское, Коршуновское, Яковлевское, Лисаковское, Керченское, Криворожское. Обратите внимание, что среди месторождений выветривания выделяются природно-легированные бурые железняки и железные шляпы железистых кварцитов (КМА) и сидеритов, что в метаморфогенных месторождениях сосредоточены главные запасы железа. Руды последних делятся на богатые и бедные (железистые кварциты); выясните их различие с учетом залегания и условий образования.

Среди месторождений марганцевых руд выделяются месторождения выветривания и осадочные (Никопольское, Чиатурское). Актуальной стала проблема добычи железо-марганцевых конкреций дна океанов.

Хромовые руды добываются главным образом из магматических месторождений (Кемпирсайские, Сарановское) и значительно меньше из россыпей.

Месторождения титана относятся к магматической и осадочной группам. Первые являются комплексными железо-титан-ванадиевыми, причем титан извлекается из руд, в которых кристаллы ильменита обособлены от магнетита. Среди вторых главное значение для добычи имеют современные и ископаемые прибрежно-морские россыпи.

Никель и кобальт принадлежат к побочной подгруппе восьмой группы периодической системы и в природе часто концентрируются в одних и тех же месторождениях: ликвационных (Норильские), гидротермальных (Ховуаксы), выветривания (Бурыктальское). Иногда кобальт концентрируется отдельно от никеля, что особенно характерно для скарновых железорудных месторождений, в которых кобальт входит в состав пирита или образует собственные минералы. Гидротермальные амагматогенные кобальтово-медные месторождения известны в Центральной Африке.

Вольфрам и молибден относятся к шестой группе периодической системы и часто встречаются вместе в одних месторождениях: скарновых (Тырныауз), альбитит-грейзеновых (Караоба). Однако способность вольфрама образовывать кислородные соединения, а молибдена — соединяться с серой приводит к накоплению молибдена отдельно от вольфрама в гидротермальных месторождениях. При рассмотрении месторождений этих металлов необходимо иметь в виду следующее: 1) альбитит-грейзеновые месторождения в пособии [2, с. 220-221, 228-229] названы высокотемпературными гидротермальными; 2) главным источником молибдена являются гидротермальные плутоногенные кварцевые месторождения прожилково-вкрапленных (порфировых) молибденовых и медно-молибденовых руд во вторичных кварцитах (Коунрад) [2. с. 221, 223-226, 243-245].

Олово [2,4] обычно концентрируется вместе с вольфрамом и молибденом, что характерно для альбитит-грейзеновых месторождений кварц-касситеритовой формации [2, с. 266-267, 270-273]. В группе гидротермальных месторождений олова выделяются класс плутоногенных (кварцевые и сульфидносиликатные) и класс вулканогенных месторождений. Меньшее значение для добычи имеют пегматитовые и россыпные месторождения.

Промышленные минералы меди [2,4] достаточно разнообразны. Нужно знать, какие из них характерны для первичных руд эндогенных месторождений, руд зоны окисления и зоны вторичного сульфидного обогащения. Выделяются магматическая (Норильские), скарновая (Саякские), гидротермальная (Коунрадское, Джезказганское), вулканогенно-осадочная и осадочная группы. Гидротермальные месторождения медных руд делятся на классы: плутоногенный (кварцевые прожилково-вкрапленные руды во вторичных кварцитах), вулканогенный (медно-цеолитовые руды), амагматогенный (руды в медистых песчаниках).

Необходимо изучить следующие генетические группы месторождений свинца и цинка: скарновую (Дальнегорское), гидротермальную (классы: плутоногенный — месторождения в карбонатных породах и жильные; вулканогенный, амагматогенный), вулканогенно-осадочную (Рудный Алтай), осадочную и метаморфизованную.

Месторождения сурьмы и ртути относятся к амагматогенному (Хайдаркан) и вулканогенному классам.

Алюминиевое сырье добывается из месторождений магматической (Хибиногорское), гидротермальной, выветривания и осадочной (Красная Шапочка, Тихвинское) групп. Перспективными являются метаморфогенные месторождения. За рубежом весь алюминий получается из бокситового сырья экзогенных месторождений.

Золоторудные месторождения скарновой, гидротермальной (плу-тоногенные – Березовское, и вулканогенные), осадочной (россыпи) групп и группы регионального метаморфизма достаточно подробно описаны в книге [4].

Серебро извлекается попутно из руд полиметаллических (свинцово-цинковых) скарновых, гидротермальных и колчеданных месторождений. Среди собственно серебряных выделяются гидротермальные, плутоногенные и вулканогенные месторождения [4].

Металлы платиновой группы (платина, палладий, иридий, родий, осмий, рутений) извлекаются из магматических и россыпных месторож-дений, среди которых особенно следует выделить ликвационные сульфидные медно-никелевые, кристаллизационные месторождения, а также аллювиальные россыпи.

Для урановых месторождений необходимо обратить внимание на минералогию и металлогению урана, альбититовых, гидротермальных плутоногенных и вулканогенных, инфильтрационных, осадочно-диагенетических, метаморфизованных месторождений. Новым важным типом месторождений являются так называемые полигенные месторож-дения, залегающие в зонах несогласия в фундаментах платформ среди пород протерозоя. В их образовании последовательно участвовали процессы осадкообразования, метаморфизма и выветривания.

Основным источником другого радиоактивного элемента – тория служит минерал монацит, концентрирующийся в россыпях [4].

Редкие и рассеянные элементы по геохимическим особенностям можно разбить на две группы: литофильные (Li, Be, Ta, Nb, Zr, Hf, Rb , Cs, редкие земли) и халькофильные (Ga, Ge, Cd, Se, Те, Re), которые четко обособляются в периодической системе. Элементы первой группы концентрируются в магматических, карбонатитовых, пегматитовых и альбитит-грейзеновых месторождениях, связанных с кислыми или щелочными интрузиями, а при наличии устойчивых к выветриванию минералов еще и в россыпях. Элементы второй группы обычно не образуют самостоятельных минералов и накапливаются в сульфидных рудах ликвационных, гидротермальных и вулканогенно-осадочных месторождений цветных металлов.

Вопросы для самопроверки

1. С какими формациями горных пород генетически связаны магматические, карбонатитовые и скарновые месторождения железа?

2. В какой геологической обстановке встречаются месторождения марганца и хрома?

3. В каких генетических группах и формациях месторождений концентрируется преимущественно никель, а в каких — кобальт?

4. Каковы особенности геологического строения плутоногенных медно-молибденовых месторождений?

5. Какими геологическими факторами контролируется положение гидротермальных и вулканогенно-осадочных свинцово-цинковых месторождений?

6. Какие минералы являются концентраторами алюминия в магматических, гидротермальных и осадочных месторождениях?

7. Какие формации золоторудных месторождений относятся к гидротермальной группе?

8. В какой геологической обстановке встречаются вулканогенные и инфильтрационные месторождения урана?

9. В каких генетических группах месторождений концентрируются редкие и рассеянные элементы?

Источник

Как ищут месторождения полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых. Геологическая карта и строение района, где ищут полезное ископаемое. Комплексный анализ химических соединений. Геологические методы поисков в тайге Восточной Сибири. Геохимические и биогеохимические методы поисков.

Рубрика	Геология, гидрология и геодезия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.05.2015
Размер файла	46,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Как ищут месторождения полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых.

Прежде чем разрабатывать месторождения полезных ископаемых, их нужно найти, выявить, оценить. Это увлекательная, но не легкая задача. Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же — на больших глубинах, под толщей «пустой» породы. Искать скрытые месторождения особенно трудно, даже опытный геолог может пройти над ними, ничего не заметив. И здесь на помощь приходит наука. Геолог, приступая к поискам, должен ясно представлять себе, что и где он будет искать. Наука теоретически обосновывает общее направление поисков месторождений: она указывает, в каких районах, среди каких горных пород и по каким признакам следует искать скопления ископаемых. При поисках месторождений в конкретном районе большую помощь геологу-поисковику оказывает геологическая карта. Ученые разработали различные прямые и косвенные методы поиска и разведки полезных ископаемых. О них и пойдет речь ниже.

Геологическая карта дает общие представления о геологическом строении того района, где ищут то или иное полезное ископаемое. Она составляется по материалам обследования обнажений, т. е. выходов коренных пород (например, в оврагах, ущельях и по горным склонам), а также опорных скважин, из которых получают образцы горных пород с глубины в десятки, сотни и даже тысячи метров.

На геологической карте показано, какие горные породы и какого возраста находятся в том или ином месте, в каком направлении они простираются и погружаются на глубину. На карте видно, что одни породы встречаются редко, а другие тянутся на десятки и сотни километров. Например, на карте указано, что в центральной части Главного Кавказского хребта залегают граниты. Много гранитов и на Урале, и в Тянь-Шане. О чем это говорит геологу-разведчику? Мы уже знаем, что в самих гранитах и в изверженных породах, похожих на граниты, можно встретить месторождения слюды, горного хрусталя, свинца, цинка, олова, вольфрама, золота, серебра, мышьяка, сурьмы и ртути. А в темноокрашенных изверженных породах — дунитах и перидотитах — могут концентрироваться хром, никель, платина, асбест. Совсем другие полезные ископаемые связаны с осадочными горными породами разного происхождения и возраста.

Геологические карты разных масштабов составлены на всю территорию Советского Союза. Кроме районов распространения различных горных пород на них выделяют складки, трещины и другие участки, в которых могут залегать руды, а также места находок рудных минералов. По этим данным намечают рудные районы и более крупные площади — металлогенические провинции, в которых установлены признаки определенных руд и могут быть найдены их месторождения. Кроме основных карт составляют специальные прогнозные геологические карты. На них наносят все, даже самые мелкие находки полезных ископаемых, а также различные косвенные данные, которые могут подсказать места скопления рудных богатств.

Анализируя прогнозную карту, геологи намечают наиболее перспективные для поисков руд районы, в которые направляются экспедиции. Геологическая карта — верный и надежный помощник геолога-поисковика. С геологической картой в руках он уверенно идет по маршруту, потому что знает, где можно встретить не только интересующие его породы, но и полезные ископаемые. Вот, например, как геологическая карта помогла в поисках алмазных месторождений в Сибири. Геологам было известно, что в Якутии встречаются такие же изверженные горные породы, как и алмазоносные породы Южной Африки — кимберлиты. Разведчики недр сделали вывод, что и в Якутии можно найти алмазы. Но где искать крохотные алмазы в непроходимой тайге? Задача казалась фантастической. И тут на помощь пришла геологическая карта. По ней установили, в каких районах тайги находятся породы, в которых или возле которых могут быть найдены алмазы. Геологи настойчиво искали алмазы в этих районах — и наконец, нашли их. Полезные ископаемые трудно искать не только в тайге, нелегки их поиски и в степи, где видны лишь ковыль да распаханная целина. А что под ними? Кто знает? Так выглядит степь и в Западном Казахстане, в районе г. Актюбинска. Теперь геологам известно, что здесь под степными землями залегает огромный массив ультраосновных пород. По редким балкам и логам, немногочисленным естественным обнажениям они выяснили, где находятся дуниты — разновидности ультраосновных пород, в которых обычно залегают месторождения хромитовых руд, установили и нанесли на карту границы и форму их массивов.

По карте геолог определяет, в каком месте вероятнее всего находится руда. Но и с картой в руках геологу-поисковику бывает трудно искать месторождения, если они полностью закрыты почвенным слоем, скрыты под таежной чащобой или толщей вод. Кроме того, далеко не в каждом обнаруженном массиве известняков залегают свинцово-цинковые руды или в ультраосновных породах — хромиты. На помощь приходят поисковые признаки, накопленные многими поколениями разведчиков недр или установленные наукой.

Отправляясь на поиск, геолог обращает внимание на все: на формы рельефа, на характер растительности, на изменение цвета почвы и на многое другое. Он должен хорошо знать признаки, помогающие отыскивать конкретное полезное ископаемое, которое, судя по геологической карте, должно быть в данном районе. Иногда одни минералы помогают найти месторождения других, более ценных, как это было в Якутии, где алмазы искали по сопутствующим им ярко-красным пиропам или гранатам. В районах многих рудных месторождений нередко изменяется окраска горных пород под воздействием горячих минерализованных растворов, которые циркулируют по трещинам в земной коре. Эти растворы одни минералы растворяют, а другие отлагают, и цвет породы изменяется. Многие рудные тела при выветривании также изменяют свои обычные серые, коричневые и другие малоприметные окраски. Так, сернистые руды железа, меди, свинца, цинка, мышьяка становятся ярко-желтого, красного, зеленого, синего цвета. Нередко химические соединения различных элементов приобретают один и тот же цвет. Поэтому для точного определения минерала геологи прибегают к химическому анализу. Например, найден кусок рыхлой породы, в которой виден какой-то красный порошок. Что это — минерал ртути, киноварь или окисленное железо? Они могут быть похожи по цвету. Определяя на глаз, можно ошибиться; правильный ответ дает химический анализ.

Поисковик знает, как важны даже незначительные находки рудных минералов. Ведь они указывают на возможную близость месторождений и могут подсказать, где нужно тщательнее проводить поиск. С особым вниманием поисковик относится к древним выработкам, в которых наши предки несколько столетий назад добывали руду. Здесь на глубине, куда они не могли проникнуть, или поблизости от старых штолен можно встретить новые месторождения руд. О местах их залегания порой говорят старые названия поселений, речек, логов, гор. В Средней Азии, например, в названия многих гор, логов и перевалов входит слово «кан», что значит руда. Бывали случаи, когда геологи в таких местах начинали поиски руд и находили их.

В поисках месторождений помогают даже животные. Первые якутские алмазы «помогла» найти лиса. Роя нору, она выбрасывала вместе с землей мелкие камешки. Среди них и оказался ярко-красный пироп, который образуется и залегает вместе с алмазом. Поэтому в местах, закрытых слоем почвы, геологи внимательно осматривают камешки, которые выбрасывают из своих нор суслики, лисы и другие животные. Выявлять поисковые признаки помогают различные геологические либо применяемые все в больших масштабах специальные геохимические и геофизические методы. Они основаны на изучении магнитных свойств горных пород, скорости прохождения сейсмических волн, электропроводности и других физических свойств, а также на знании структур, в которых скапливаются полезные ископаемые. Геофизические поисковые работы проводятся с помощью сложных приборов. На практике обычно сочетают все методы поисков, изменяя эти сочетания для различных пород и полезных ископаемых, а также в зависимости от географических условий района поисков.

Геологические методы поисков.

Представьте себе, что геологи ведут поиск в глухой, дремучей тайге Восточной Сибири. Здесь горные породы закрыты почвенным слоем и густой растительностью. Но дождь, снег, ветер и солнце постоянно и неутомимо разрушают горные породы, даже такие крепкие, как гранит. Вместе с горными породами разрушаются и залегающие в них руды. Кусочки руды сносятся в реку и перемещаются по ее дну на большие расстояния. Поэтому геолог при поисках руд просматривает камешки, которые лежат в русле или на берегу горной речки. Если он находит рудные обломки, то идет вверх по руслу реки — туда, откуда они принесены. Если эти обломки уже не встречаются в русле речки, то геолог продолжает маршрут по ее притокам, выясняя, в каком из них есть кусочки руды. Наконец, и в русле притока рудные обломки уже не попадаются. Значит, дальше надо искать на склонах гор, поднимающихся над руслом речки, на участке, где найдены последние рудные обломки.

Так по обломкам руды, встречающимся в руслах рек и ее притоках, геолог находит месторождение; этот метод поисков называют обломочно-речным. Он применяется в том случае, когда в русле речки и на склонах гор попадаются обломки в виде более или менее крупных кусочков. Если же зернышки руды, перемещаясь в русле речек, истираются и становятся не больше булавочной головки, то геолог использует шлиховой метод. Он берет пробу рыхлой породы из русла речки и в похожем на маленькое корыто лотке промывает ее водой до тех пор, пока все легкие минералы не будут смыты и на дне останутся только крупинки самых тяжелых минералов. Среди них могут быть золото, платина, минералы олова, вольфрама и других элементов. Такая работа называется промывкой шлихов.

Продвигаясь вверх по руслу речки и промывая шлихи, геолог постепенно приближается к месторождению полезных ископаемых. Оно иногда выходит на поверхность на небольшой площади, окруженной кустарниками и другой растительностью, и его можно не заметить. Однако рассеянные на большом расстоянии рудные обломки помогают геологу найти руду. По территории северных стран, таких, как Канада, Швеция, Норвегия, Финляндия, а также некоторых районов Советского Союза в ледниковый период с севера на юг передвигались большие массы льдов — ледники. Они надробили и переместили много обломков горных пород, окутали их и отложили на всем пути своего движения. В обломках этих пород — валунах — находят и включения руд, но искать месторождения по валунам нелегко.

Кто ездил поездом от Ленинграда до Мурманска и далее на запад, до самой границы, тот видел, что на всем пути разбросано огромное количество окатанных валунов. Все их осматривать невозможно, да нет и смысла. Но попутно обращать внимание на них следует. Может быть, в одном из валунов блеснет ярко-желтое зернышко золота или засверкают антрацитовым блеском минералы хрома, титана или других минералов. Геологи изучают пути движения древних, давно растаявших ледников, идут туда, откуда перемещались валуны с рудой, и находят рудные месторождения. Так, в Карелии геологи обнаружили серноколчеданные и молибденовое месторождения.

Тысячелетия бьются волны морского прибоя о каменные берега, разрушая их. Куски пород перетираются до мельчайших частичек и уносятся в море, а если в породе находятся крепкие тяжелые руды, то они дробятся, но оседают у берега и, накапливаясь, образуют месторождения. В морских россыпях могут быть минералы хрома, титана, олова, циркония и др. Иногда встречаются алмазные россыпи. Алмаз — самый твердый минерал, он мало истирается и разрушается в зоне прибоя. Чтобы обнаружить россыпь, геологи берут в прибрежной зоне через определенные расстояния пробы грунта. После лабораторных исследований они выясняют, в каких пробах есть ценные минералы и сколько их. Методы поисков, о которых здесь было рассказано, можно применять, если руда химически устойчива, имеет значительную прочность или если она заключена в кусках крепких пород. А что делать, если минералы мягкие и, как только попадают в бурную горную речку, сразу же растираются в порошок? Таких, например, длинных путешествий, какие проделывает золото, не выдерживают минералы меди, свинца, цинка, ртути, сурьмы. Они не только превращаются в порошок, но и частично окисляются и растворяются в воде. Понятно, что геологу тут поможет не шлиховой, а другой метод.

Геохимические и биогеохимические методы поисков.

После дождей и таяния снега часть воды проникает в глубь Земли. Если на своем пути вода проходит по трещинам рудного тела, она частично растворяет химические соединения меди, цинка, никеля, молибдена и других металлов, нередко вынося их на поверхность. Если сделать химический анализ такой воды, можно определить присутствие в ней тех или иных металлов и их концентрацию. Высокая концентрация вещества в растворе может означать, что источник находится вблизи месторождения полезного ископаемого.

Геохимический метод поиска помогает и в тех случаях, когда, кажется, что найти месторождение невозможно. Представьте себе безводные равнины Казахстана, где на поверхности нет никаких признаков руды. Здесь геологи проходят параллельными маршрутами и берут через 50, 100 или 200 м куски пород. Набирают образцов очень много и затем делают их химический анализ. Состав образцов определяют также более быстрым, но менее точным методом спектрального анализа, при этом исследуемый минерал растирают в порошок и сжигают в пламени вольтовой дуги особого прибора — спектрографа. Свет от пламени вольтовой дуги проходит через стеклянную призму и разлагается, образуя спектр. Далее световые лучи попадают на стеклянную пластинку и фотографируются на ней. В зависимости от того, в каком месте и какой ширины на пластинке получаются линии спектра, определяют, какие химические элементы и сколько их находится в исследуемой пробе. Так узнают, в каком месте в породах содержится больше металлов.

Геохимический метод поможет и в том случае, когда на глаз и даже в микроскоп рудные частицы не видны. Содержатся они в породе в очень малых количествах — обычно в тысячных долях процента. Ученые установили, что вокруг рудных месторождений в горных породах рассеяно рудное вещество, количество которого уменьшается по мере удаления от месторождений. Такое распределение рудного вещества вокруг месторождения называется ореолом рассеяния. Допустим, с помощью анализов удалось установить, что в породах всюду содержится 0,001% металла, а на одном каком-то участке его 0,002%. Естественно, руду нужно искать на участке с повышенным содержанием металла.

От глубоко залегающих месторождений угля, нефти и природных газов по трещинам к поверхности Земли поднимаются углеводородные газовые соединения, которые накапливаются в почвенном слое. Газы образуются и над месторождениями некоторых металлов. Например, над ртутными минералами концентрируются ртутные газы, а над урановыми рудами — газ радон. Месторождения как бы дышат, и следы их дыхания — газы — собираются в почве. Геологи специальными приборами откачивают воздух из почв и производят анализ пробы, определяя, есть ли здесь газы, каковы их состав и концентрация. Затем геологи наносят на карту места, где взяты пробы, содержание в них газов и выясняют, на какой территории в почвенном слое содержится газ. Это метод газовой съемки.

Корни многих трав и особенно корни деревьев глубоко проникают в почву, откуда высасывают воду. Растения впитывают воду вместе с растворенными в ней минеральными веществами. Поэтому геологи собирают травы, листья, кору деревьев, высушивают собранный материал, а потом сжигают его. Получается зола, в которой содержатся минеральные вещества. С помощью химических или других анализов узнают, какие вещества содержатся в золе и сколько их. Когда сделают все анализы (а их нужно очень много!), то выяснится, в каких местах растения получают с водой больше минеральных веществ и где под слоем почвы нужно искать руду.

Кроме того, некоторые растения предпочитают почву с определенными химическими элементами. Так, на Алтае и в Казахстане встречается растение качим патреца. Оказывается, оно растет на почвах, обогащенных медью. Для обогащенных цинком почв характерны растения «цинковые» фиалки. Два вида астрагала (травы и кустарники из семейства бобовых) и один вид лебеды растут на почвах, содержащих уран. И наоборот, определенные виды растений над месторождениями не растут, хотя в этом районе они и распространены. Например, в дубравах Заволжья над месторождениями серы нет деревьев. В Трансваале (Южная Африка) над платиноносными перидотитами растительность вообще отсутствует или встречаются только малорослые, как говорят ботаники, угнетенные, формы. Растения, по которым можно судить о повышенной концентрации каких-то веществ, называют индикаторами. Их изучением занимается индикационная геоботаника.

Геофизические методы поисков.

Кажется, что физика и геология довольно далекие друг от друга науки. Но если бы геологам не помогала физика, то не были бы открыты многие месторождения железа, нефти, меди и других полезных ископаемых. Молодая наука — геофизика — изучает физические свойства Земли и физические процессы, происходящие в ней. С помощью геофизических приборов невидимое становится видимым. Например, сердце человека нельзя увидеть простым глазом, а с помощью рентгеновского аппарата это сделать очень просто. Так же и в геологии: то, что под землей не увидит глаз, «увидят» сложные геофизические приборы. Эти приборы отмечают различие в магнитных, электрических и других свойствах горных пород и руд. Магнитометрический метод поисков. Вы знаете, что вокруг магнита всегда есть невидимое магнитное поле. Если стрелка компаса отклоняется от обычного положения, то можно предположить, что здесь в глубине Земли есть залежи железных руд, которые ее притягивают. И с какой бы стороны мы ни подходили с компасом, стрелка будет направляться на рудную залежь. Так же ведет себя и магнитная стрелка аэромагнитометра, установленного на самолете, пролетающем вблизи залежи.

Интересна история открытия магнитных железных руд в Казахстане летчиком М. Сургутановым. В один из рейсов он обнаружил, что компас перестал правильно показывать направление: магнитная стрелка начала «плясать». Сургутанов предположил, что это связано с магнитной аномалией. В следующие рейсы, пролетая над районом аномалии, он отмечал на карте места максимальных отклонений стрелки компаса. О своих наблюдениях летчик сообщил в местное геологическое управление, экспедиция которого заложила скважины и вскрыла на глубине нескольких десятков метров мощную залежь железных руд — Соколовское месторождение. Затем была вскрыта вторая залежь — Сарбайская.

По отклонению магнитной стрелки от обычного положения были найдены крупнейшие запасы железных руд в районе Курска и некоторых других местах. Если руды немного или она залегает на большой глубине, то обычная магнитная стрелка ее не «почувствует»; в таких случаях применяют другие, более тонкие и сложные физические приборы. Но сильными магнитными свойствами обладают только железные руды. Многочисленные полезные ископаемые немагнитны, и для их поисков метод магниторазведки непригоден.

Гравиметрический метод поисков. Этот метод получил название от латинского слова «гравитас» — тяжесть. Гравиметрия — наука, изучающая изменение ускорения силы тяжести в различных точках Земли. Сила тяготения действует на Земле всюду, но величина ее неодинакова. Чем тяжелее предмет, тем сильнее он к себе притягивает. В глубине Земли и в горах находятся породы и руды, которые сильно различаются по своей плотности. Например, кусок свинцовой руды в полтора-два раза тяжелее, чем вес такого же по объему куска гранита или мрамора. Следовательно, руда притягивает к себе сильнее, чем залегающая рядом с ней порода. А соль или гипс имеют значительно меньшую плотность, поэтому над залежами солей величина силы притяжения будет меньше. Можно искать месторождения по изменению величины силы притяжения. Для этого создан специальный прибор, который определяет силу тяготения. Его называют гравитационным вариометром. Он состоит из коромысла, подвешенного на тонкой кварцевой нити. На концах коромысла находятся два шарика — один закрепляется непосредственно на одном конце коромысла, а другой — на длинной нити. Когда прибор находится вблизи тяжелой массы, например рудной залежи, то шарик, подвешенный на нити, притягивается к залежи, поворачивает коромысло, а вместе с ним и кварцевую нить, на которой подвешено коромысло. Зная, в каком направлении и насколько повернется коромысло, можно определить, в каком месте находится залежь и велика ли она.

Следует заметить, что подобным путем измеряется не абсолютная величина ускорения силы тяжести, а только относительная — выясняется, насколько изменяются показания гравитационного вариометра в двух соседних пунктах. Перемещая прибор по поверхности земли и производя измерения в различных участках, можно с достаточной точностью определить положение и форму рудной залежи. Подземные залежи тяжелых руд и горных пород, обладающих повышенной плотностью, могут быть найдены и с помощью специального, очень чувствительного маятника, который вблизи тяжелых масс начинает качаться быстрее. Гравитационные вариометры, идею устройства которых предложил 200 лет назад М. В. Ломоносов, в наше время широко применяются при поисках руд. Гравиметрическим способом открыто уже много рудных залежей.

А что делать, если полезные ископаемые не тяжелее горных пород или руды так мало, что ее не может обнаружить гравитационный вариометр, и если руда немагнитная? Тогда геологи ищут месторождения с помощью электрического тока. Электрометрический метод поисков. Многие руды хорошо проводят электричество. Это их свойство используется при поисках месторождений. Там, где по соображениям геологов на глубине находится рудное тело, проводят разведку электрическим током. Для этого в землю забивают два железных кола, расположенных один от другого на расстоянии 30-50 м. От них идут провода к измерительному прибору. Электрический ток течет от батареи к одному из кольев, далее проходит через землю и доходит до другого колышка, а от него по проводу возвращается к прибору. Из физики мы знаем, что чем больше сопротивление вещества, тем меньше сила тока. Проводя исследования в разных местах и отмечая показания прибора, можно определить, что на одном из участков сила тока меньше, следовательно, здесь залегают граниты, мраморы, глины, пески, т. е. породы с большим сопротивлением, а на другом участке сила тока оказалась большей, поэтому возможно, что ток прошел через руду, сопротивление которой меньше. В этих местах можно вести поиски руды.

Если грунтовые воды с растворенными в них слабыми кислотами соприкасаются с рудой, то возникают естественные электрические токи. Измеряя силу этих токов в горных породах, окружающих рудную залежь, определяют положение залежи. Но есть руды, которые не проводят электричество, не обладают и магнитными свойствами. Как искать эти руды? И в этом случае геофизики помогают геологам. Сейсмометрический метод поисков. Солнечные лучи просвечивают воду насквозь. А можно ли «просветить» насквозь землю и получить отражение от пород, находящихся на различных глубинах? Оказывается, можно с помощью искусственных землетрясений. Этот способ основан на том, что сейсмические волны с разной скоростью проходят через породы различной плотности.

От места взрыва сейсмические волны идут через горные породы вглубь до тех пор, пока не встретят более плотные породы иного состава, при этом часть волн, преломившись, пойдет дальше вглубь, а часть отразится от границы этих пород и придет на поверхность земли. Возвратившиеся волны улавливаются приборами — сейсмографами. Геофизики определяют, сколько времени шли эти волны, а затем вычисляют, на какой глубине и от пород какой плотности они отразились. Позже на поверхность возвращаются волны, отразившиеся от более глубоких слоев. Определяют и глубину их проникновения. Так получают сейсмограмму — запись показаний сейсмографов. По ней узнают, на какой глубине залегают какие породы и лежат они горизонтально или образуют складки.

Сейсмометрический метод — практически основной метод поисковой геофизики. С его помощью открыты почти все новые месторождения нефти и некоторые месторождения других полезных ископаемых.

Радиометрический метод поисков. Для поисков радиоактивных руд применяют особый метод, потому что у этих руд есть присущие только им свойства: они постоянно излучают очень активные гамма-лучи. Ученые создали сложные приборы — радиометры, которые «чувствуют» удары этих частиц и дают о них сигналы: на приборах зажигаются лампочки, отклоняется стрелка или раздается звуковой сигнал.

Радиоактивные элементы, такие, как радий, торий, калий, могут присутствовать в рассеянном состоянии в некоторых породах, содержащих руду. Геологи с помощью приборов выявляют площади с повышенной радиоактивностью и места, где она не наблюдается; эти данные наносят на карту и определяют местоположение различных радиоактивных пород. Геологи, пролетая на самолете над районами поисков, с помощью приборов определили участки повышенной радиоактивности и находящиеся вместе с ними оловорудные месторождения.

В районах, где геологи-поисковики обнаружили существенные признаки полезных ископаемых, проводят поисково-разведочные работы. Сеть маршрутов сгущается, роют канавы, закладываются шурфы и другие разведочные горные выработки. Если поисково-разведочные работы подтвердили наличие в районе больших скоплений полезных ископаемых, начинается следующий этап работы — разведка. Поиски и разведка тесно связаны между собой, и один вид работ является по существу продолжением и дополнением другого.

Разведка необходима, чтобы выяснить, достаточно ли велики залежи полезного ископаемого для организации добычи. Нужно установить форму и размеры рудных тел, содержание в них полезных ископаемых и на какой глубине залегает то или иное рудное тело. Разведочные работы позволяют получить в большом количестве образцы руд или пробы из различных частей рудного тела. По ним геолог определяет, из каких полезных ископаемых состоит руда, имеются ли нежелательные примеси. Зная объем рудной залежи и содержание в ней металла, выявленного путем химического анализа, определяют запасы месторождений. Разведочные работы начинаются с составления подробной геологической карты месторождения. Затем проводятся горные работы и бурение разведочных скважин.

Если рудные тела находятся вблизи поверхности и закрыты лишь почвенным слоем, то роют на определенном расстоянии одна от другой канавы глубиной 1-2 м, но если рудная залежь закрыта наносами, мощность которых 5-10 и более метров, то копают похожие на колодцы шурфы. Стенки их укрепляют деревянными брусьями и досками, чтобы рыхлые породы не завалили выработку и людей. Шурфы располагаются в строгом порядке на определенном расстоянии один от другого, таким образом, чтобы все рудное тело было вскрыто.

Если рудные скопления расположены в горном хребте или в горе с крутыми склонами, то месторождение вскрывают горизонтальной горной выработкой — штольней (похожей на тоннель), которая проходит внутрь горы со стороны ее крутого склона до тех пор, пока не пересечет рудное тело. Затем из штольни через равные промежутки в рудном теле поперек его от одного конца до другого пробиваются другие выработки. В результате все месторождение оказывается пересеченным насквозь сетью подземных горных выработок. Благодаря этому выясняется форма рудного тела. В равнинной местности рудные тела могут залегать на глубине 100-200 и более метров. В этих случаях для добычи полезных ископаемых пробивают шахты. В них для спуска людей и подъема руды устраивают специальные лифты — клети. В шахтах на разных уровнях через определенные расстояния пробивают горизонтальные горные выработки в сторону рудного тела. От них, как и от штолен, примерно через равные промежутки проходят мелкие выработки, пересекающие насквозь рудное тело.

Для разведки рудных залежей широко применяется бурение скважин. Производится оно специальной трубой с алмазной коронкой, которая, вращаясь, высверливает твердую породу. В трубе остается столбик породы — керн. По нему узнают, какие породы залегают в глубине и где расположено рудное тело. Бурение колонковой трубой обычно производится на глубины в сотни, а иногда свыше 1000 м. При разведке нефтяных залежей приходится иногда бурить скважины глубиной свыше 3 км.

С помощью бурения можно быстро разведать рудную залежь. Но не всегда бывает достаточно тонкого рудного столбика (керна), чтобы уверенно судить о распространении и качестве руды. Горные работы дают значительно более полные сведения о месторождении. Часто скважины бурят возле известных месторождений, чтобы найти новые рудные тела. Как правило, на одном участке группируются несколько рудных тел. Не напрасно еще древние рудокопы говорили: «Ищи руду возле руды», т. е. новое рудное тело ищи возле уже найденного.

геологический ископаемое месторождение

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.

презентация [1,0 M], добавлен 19.12.2013

Состав, условия залегания рудных тел. Формы полезных ископаемых. Жидкие: нефть, минеральные воды. Твердые: угли ископаемые, горючие сланцы, мрамор. Газовые: гелий, метан, горючие газы. Месторождения полезных ископаемых: магматогенные, седиментогенные.

презентация [7,2 M], добавлен 11.02.2015

Процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых. Метасоматический процесс и условия залегания скарнов. Морфология, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.

реферат [25,4 K], добавлен 25.03.2015

Изучение закономерностей образования и геологических условий формирования и размещения полезных ископаемых. Характеристика генетических типов месторождений полезных ископаемых: магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбитит-грейзеновые, скарновые.

курс лекций [850,2 K], добавлен 01.06.2010

Характеристика месторождений (Таштагольского железорудного, Пуштулимского мраморного) и Кузнецкого угольного бассейна. Условия образования осадочных месторождений, их виды, форма тел, минеральный состав. Общие сведения о твердых горючих ископаемых.

контрольная работа [20,5 K], добавлен 15.03.2010

Источник

Возможно и трудно ли найти месторождение руды металлов?Интересует месторождение меди.Не такие огромные как карьеры, а небольшое тонн на 50 хотя бы.Где искать вообще? 

Возможно, но трудно, т.к. большинство месторождений уже найдено.

Закончите курс Поиск и разведка рудных месторождений (геологический факультет) и будете приблизительно знать, где и как, остальное уже даст практика. И это только найти само месторождение. А еще надо оценить запасы, разработать технологию добычи и обогащения руды и т.д..

Поиск рудных месторождений

Открытие нового рудника обычно является конечным результатом многолетних исследований – разведки месторождения, определения его экономического потенциала. Этап разведки месторождения того или иного полезного ископаемого требует значительных затрат; например, в Северной Америке за период 1950-1970 гг. эти затраты составили до 1% общей стоимости добытых металлов.

Перспективные территории, выделенные в результате рекогносцировочных исследований, а также случайных открытий (многие рудопроявления были обнаружены благодаря усилиям «диких», то есть непрофессиональных рудоискателей), требуют более детального изучения. Оно проводится с целью выявления и оконтуривания рудных тел, как выходящих на земную поверхность, так и расположенных на некоторой глубине. Кроме того, необходимо проанализировать факторы, контролирующие размещение рудных тел в исследуемом регионе. При поисках новых месторождений в пределах известного рудного поля учитываются геологическая обстановка и структурные взаимоотношения уже обнаруженных рудных тел.

Более точные методы основаны на использовании характерных свойств рудных минералов: их плотности, электропроводности, магнитности либо (для урана и тория) радиоактивности.

Окрашенные в «ржавые» коричневато-бурые цвета зоны окисления сульфидов металлов – железные шляпы, формирующиеся в процессе выветривания сульфидных залежей, могут служить надежным поисковым критерием рудных месторождений. Обломки горных пород с признаками рудной минерализации в ледниковых или аллювиальных отложениях либо аномально высокие содержания металлов в тонких фракциях шлихов, намытых из русловых осадков, могут свидетельствовать о присутствии рудного тела, расположенного выше по течению от места отбора проб. Проходка мелких шурфов и канав может служить для вскрытия почвенного слоя или наносов, а также для обнаружения поверхностных рудопроявлений и железных шляп.

Геохимические методы исследования базируются на изучении закономерностей распределения химических элементов в горных породах, почвах, водоемах, а также атмосфере и биосфере. В зависимости от наличия водных источников они подразделяются на гидрогеохимический (основывается на отборе проб воды) и литогеохимический (основывается на изучении рыхлых отложений). Для выявления наличия рудного месторождения исследуются пробы, собранные по вторичным ореолам рассеивания.