Классификация месторождении полезных ископаемых

Классификация месторождении полезных ископаемых

Классификация месторождений полезных ископаемых как природных объектов должна удовлетворять ряду принципов их обоснованного подразделения:

• наличия цели разделения;
• системности или соответствия рангов классифицируемых объектов, например нельзя сравнивать рудопроявления и месторождения;
• непрерывности классификационных ячеек выдержанности оснований подразделений;
• невозможности вхождения одного и того же объекта в разные классификационные ячейки;
• непрерывности подразделений;
• предсказуемости свойств классифицируемых объектов и др.

Исходя из них, существуют различные по целям и основаниям группировки месторождений полезных ископаемых, чему посвящена обширная литература.

Месторождение полезных ископаемых

Месторождение полезных ископаемых - природное или техногенное скопление минерального сырья, которое по своим качественным, количественным, горнотехническим, географо-экономическим и геоэкологическим параметрам соответствует условиям его рентабельной разработки. Если по имеющимся данным еще неясно промышленное значение оцениваемого скопления руд, пользуются понятием потенциальное месторождение.

Качественные параметры включают:

• содержание главных второстепенных (при комплексных рудах) и вредных компонентов;
• состав рудных и жильных минералов;
• текстуры и структуры руд;
• технологические характеристики руд.

Количественные параметры включают:

• запасы руд (Q), представляющие собой оконтуренные и посчитанные или предварительно оцененные их объемы (массы) в недрах;
• ресурсы (Р) - предполагаемые объемы руд.

В России существуют четыре градации (категории) запасов по степени их достоверности (разведанности) - А, В, C1 и C2. К категории А относят полностью изученные, В - изученные в основных особенностях, C1 - в общих чертах, С2 - по единичным пересечениям. Таким образом, запасы А, В и C1 считаются разведанными, а С2 - предварительно оцененными. Категории запасов России соответствуют следующим образом запасам Горного бюро США:

• A + B - достоверные, оцененные, измеренные (measured);
• C1 + частично С2 - вероятные, предварительно оцененные (indicated);
• частично C1 - возможные, предположительные (inferred).

Среди ресурсов в России выделяют три группы:

• P1 - известных месторождение;
• Р2 - потенциальных месторождений;
• Р3 - перспективных районов.

Горнотехнические параметры включают условия и элементы залегания рудных тел, обводненность и загазованность месторождений, физико-механические свойства рудных тел и вмещающих их пород.

Географо-экономические параметры характеризуются рельефом, климатическими условиями, инфраструктурой, обеспеченностью энергией, строительными ййтериалами и персоналом района расположения месторождения и стоимостью имеющегося полезного компонента.

Геоэкологические параметры включают ценность земель отчуждения при освоении месторождения по сравнению с другими видами их использования (в сельском хозяйстве, рекреации иф.) и затраты на очистку поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха и рекультивацию ландшафтов после отработки объекта.

Отмеченные критерии оценки скоплений минерального сырья в качестве месторождений полезного ископаемогоявляются важнейшими в недропользовании, поэтому ниже они рассмотрены более подробно.

Помимо месторождений встречаются и другие скопления полезных компонентов. Различают следующие иерархические уровни их концентраций:

• геохимическая концентрационная аномалия, в которой содержание полезного компонента более чем в несколько раз превышает фон;
• точка минерализации (пункт минерализации), где найдены рудные минералы;
• проявление полезного компонента, в котором содержание полезного компонента приближается к его убогим рудам;
• рудопроявление, где есть хотя бы одно рудное пересечение;
• рудное тело, руда из которого может быть добыта;
• рудоносная зона, объединяющая ряд рудных тел;
• месторождение;
• рудное поле, где сгруппированы одно или несколько месторождений и сопутствующие им рудопроявления;
• рудные узел, район, провинция, бассейн и пояс, которые объединяют в разных масштабах месторождения полезных ископаемых.

Рудопроявление - скопление минерального сырья, которое соответствует требованиям промышленности только по своим качественным параметрам, но практически не имеет выявленных запасов.

Рудная формация - группа месторождений, имеющих сходные минеральный состав руд, рудосопровождающих изменений вмещающих пород (метасоматитов), рудоносных пород и геолого-структурную позицию, но отличающихся своим возрастом. Иногда пользуются близким понятием геолого-промышленного типа месторождений, под которым понимают распространенную группу месторождений, которые имеют похожие форму рудных тел, минеральный состав руд и рудовмещающих пород и закономерности локализации рудных залежей.

Рудоконтролирующими и рудолокализующими элементами (структурами) считаются такие составляющие геологического строения, которым подчиняются расположение рудных тел, рудоносных зон и месторождений (отдельные разломы, породы определенного состава, метасоматиты, сочетание проницаемых и экранирующих образований и пр.).

Из практически важных надо отметить подразделения месторождений по следующим критериям:

• форме рудных тел и рудоносных зон;
• степени сложности их строения - классификация Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) РФ (табл. 2.2);
• видам минерального сырья (см. табл. 2.1);
• промышленным или геолого-промышленным типам месторождений;
• типам рудных формаций;
• генетическим типам месторождений.

Группы месторождений твёрдых полезных ископаемых по сложности геологического строения ГКЗ

Группы месторождений твёрдых полезных ископаемых по сложности геологического строения ГКЗ (МПР РФ, 1988) представлена в таблице 2.2.

Таблица 2.2.

Виды полезных ископаемых

Виды минерального сырья выделяются по различным позициям. Выделяют следующие полезные ископаемые:

• металлические и неметаллические;
• твердые, жидкие и газообразные;
• породы, минералы и элементы;
• общераспространенные и необщераспространенные;
• находящиеся в ведении федеральных и местных органов управления; стратегические и прочие.

Выделяют от 160 до 400 разновидностей минерального сырья. Распространена классификация минсырья по группам, используемым в разных отраслях производств, которая включает металлы, горнохимическое, горноиндустриальное, строительное и энергетическое сырье (табл. 2.1). Как видно, металлы используются преимущественно в металлургии, неметаллические виды полезных ископаемых используются во многих отраслях хозяйственной деятельности.

Помимо указанных групп, целесообразно выделять техногенные виды сырья, представляющие собой отходы горной добычи, переработки и обогащения руд: отвалы вскрышных пород, хвосты, так называемые эфельные отвалы, формирующиеся при разработке россыпных месторождений, шлаки и золы металлургических производств и ТЭЦ и пр.

В силу прогресса в технологии постоянно изменяются требования к полезному ископаемому, появляются новые виды минерального сырья. Это требует выделения нетрадиционных видов сырья, к таким в настоящее время можно отнести глауконит как калийное удобрение, гуминовые кислоты, получаемые из бурого угля и ряд других.

С правовой точки зрения в Российской Федерации выделяется две группы полезных ископаемых - общераспространенные и необщераспространенные.

Первые включают: песок (кроме формовочного, стекольного, кварцевого для производства огнеупоров и фарфоро-фаянсовых изделий), галька, гравий, глина (кроме каолиновой и некоторых других), доломит, кварцит (кроме динасового — огнеупорного), песчаник, мел, гипс, мергель, туф, известняк, сланец (кроме горючего), гранит, базальт, диорит, сиенит, порфир. Они могут разрабатываться без получения специальных лицензий.

Все остальные виды минерального сырья считаются не общераспространенными и для их разработки необходимо получение специальных разрешений - лицензий.

Таблица 2.1 Классификация видов минерального сырья по их использованию. (По И. Ф. Романовичу, 1990, Л. Ф. Наркелюну, 1996 с добавлениями).

Напомним, что согласно В. М. Крейтеру, промышленным типом месторождений называют такие, мировая добыча из которых превышает 1% того или иного вида минерального сырья. Понятие геолого-промышленного типа месторождений близко промышленному, но при его выделении большее значение уделяется геологическим условиям рудолокализации. Напомним, что рудная формация объединяет группу месторождений с близкими геологическими условиями, вещественным составом руд и типами изменений вмещающих пород.

В процессе постоянного круговорота минеральных масс в эволюционном развитии Земли формируются все известные типы месторождении полезных ископаемых. В соответствии с элементами этого циклического круговорота выделяют три серии образующихся горных пород, геоологических структур и рудных месторождений - эндогенные, экзогенное и метаморфогенные.

Подобная эмпирическая закономерность различными вариациями была положена в основу любых известных рудогенетических классификаций и изложена в трудах ведущих мировых ученых, начиная с конца XIX в. Наиболее. известны фундаментальные учебники К. И. Богдановича (1912), Л..Де Лоне (1913), В. Эммонса (1918), А. Н. Заварицкого (1926), B. Лингрена (1932), В. А. Обручева (1934), Г. Шнейдерова (1958), Ш. Парка и Р. Макдиармида (1963), В. И. Смирнова (1965, 1969, 1976, 1982), И. Ф. Романовича (1986), Чжай Юй Иена (1990) и многих других.

Именно в этом традиционном стиле и была выдержана наиболее популярная в настоящее время классификация В. И. Смирнова.

Итак, все месторождения полезных ископаемых условно разделяются на три серии:

• эндогенные месторождения,
• экзогенные месторождения,
• метаморфогенные месторождения.

Эндогенные месторождения

Эндогенные месторождения, их называют также гипогенными, связывают с внутренней энергией Земли.

В данной серии выделяют шесть групп.

Две группы - магматическая и карбонатитовая - образуются из расплавов в процессах их дифференциации и ликвации, связанных со средними, основными и ультраосновными магмами.

Четыре остальные группы - пегматитовая, альбитит-грейзеновая, скарновая и гидротермальная - ассоциируют с кислыми, средними и щелочными магматическими комплексами и формировались на позднеинтрузивной и постинтрузивной стадиях их становления.

Экзогенные месторождения

Экзогенные месторождения полезных ископаемых (поверхностные, гипергенные) формировались вследствие афханической, химической и биохимически диффенциации вещества земной коры под влиянием солнечной энергии.

Здесь выделяются три группы:

• выветривания, месторождения в которой связаны с древней и современной корой выветривания;
• осадочную, руды которой возникли при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минерального вещества в бассейнах седиментации, включающую россыпи;
• эпигенетическую, рудообразование в которой происходило в осадочно-породных бассейнах в связи с деятельностью грунтовых или артезианских подземных вод.

Метаморфогенные месторождения

Метаморфогенные месторождения полезных ископаемых возникают в глубинных зонах земной коры под воздействием господствующих там высоких давлений и температур.

В этой серии выделяют две группы рудных образований:

• метаморфизованную, включающую преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса,
• собственно метаморфическую, образовавшуюся впервые в результате метаморфогенного преобразования минерального вещества или обусловленную процессами гидротермально-метаморфогенного концентрирования рассеянных рудных элементов или их соединений.

Каждая серия в свою очередь разделяется на группы, а последние - на классы (табл. 2.3).

Генетическая классификация месторождений полезных ископаемых

Генетическая классификация месторсторождений полезных ископаемых представлена в таблице 2.3

Таблица 2.3

Важным способом характеристики особенностей рудной минерализации различных территорий является представление огеологических формациях и рудных формациях.

Геологические формации

Геологические формации - это естественные комплексы парагенетически связанных во времени и пространстве горных пород и ассоциирующих с ними минеральных месторождений.

При изучении формаций учитываются процессы, исследуемые литологией; петрологией и тектоникой. Формации выделяются эмпирически на основании многократной, статистически установленной повторяемости определенных парагенезисов пород в аналогичных структурах. По отношению к процессам оруденения различают следующие группы геологических формаций:

• рудогенерирующие, в которых промышленные скопления руд представляются естественным компонентом;
• рудоносные - хотя содержат рудные месторождения, но связь их с оруденением не определена;
• рудообразущие, являющиеся источником энергии при формировании месторождений;
• рудовмещающие - содержат продукты рудогенеза более древних, чем данная формация, эпох.

Рудные формации

В 70-х годах XX в. возникло учение о рудных формациях, разработанное В А. Кузнецовым, В. Н. Козеренко, Д. Щ. Горжевским, Р. М. Константиновым и др.

Под рудной формацией понимали естественное сообщество рудных образований, объединяемых между собой сходными парагенетическими ассоциациями главнейших рудных минералов и тектоно-магматическими условиями проявления, а также близкими особенностями развития рудного процесса.

В рудные формации объединяются близкие по составу месторождения полезных ископаемых, формировавшиеся в сходных тектоно-магматических условиях, определяемых единством тектонического режима. Выделяемые формации не могут быть конвергентными, поскольку они определяются главнейшими минеральными парагернезисами и геологической обстановкой, влиявшими на текстурно-структурные и другие особенности руд.

Название формаций определяется двумя главными характеристиками - составом ведущих минералов или элементов (металлов) и происхождением рудной массы (генезисом) . Например, медно-никелевая сульфидная магматическая, магнетитовая скарновая, редкоземельная пегматитовая, сульфидно-касситеритовая гидротермальная и т. д.

Закономерное нахождение эндогенных рудных формаций выделяют в качестве генетических рядов, представляющих собой естественную ассоциацию рудных формаций, связанных с одной магматической формацией или определенным магматическим комплексом. В основу систематики рядов положен тектонический принцип и учет источников рудного вещества.

Отдельная рудная формации и их ряды служат основной единицей классификации месторождений полезных ископаемых и определяют металлогенический тип рудных районов и провинций. Один или несколько рядов рудных формаций, объединенных по их связи с определенными типами магм и различными источниками вещества, выделяют в качестве генетических серий. Известны серии формаций, связанных с магмами: ультраосновного состава, базальтоидного состава, траппами, внутрикоровыми гранитоидами и т. д.

Для региональной оценки рудоносности используют понятие о металлогенической формации, под которой понимают комплекс парагенетически связанных горных пород магматического, осадочного и метаморфического происхождения и ассоциированных с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленных единством происхождения в определенных структурно-формационных условиях.