Методы исследования месторождений. Методы исследования месторождений целесообразно разделить на две большие группы: теоретические и эмпирические

Методы исследования месторождений целесообразно разделить на две большие группы: теоретические и эмпирические. Обе группы методов находятся в тесной взаимосвязи друг с другом (рис. 3.1), ибо основой любой теории являются достоверные факты, полученные в результате наблюдений и экспериментов, с другой стороны, направление и методика выполнения эмпирических исследований полностью определяются хорошей теорией.

Среди теоретических методов в силу практической необходимости на передний план выдвигается подгруппа методов интерпретации эмпирических данных. Они необходимы для построения статических моделей. Статических моделей строения и состава тел полезных ископаемых и месторождений. Вторая подгруппа методов теоретических обобщений занимается построением динамических моделей процессов формирования месторождений (генетических моделей). Они призваны ответить на вопрос, почему именно в этом месте и каким образом появилось месторождение полезного ископаемого.

Рис. 3.1. Группы и подгруппы методов исследования месторождений полезных ископаемых.

Эмпирические методы распадаются на две подгруппы: описательные и экспериментальные. Экспериментальные методы заключаются в основном в лабораторном моделировании физико-химических, механических и других условий образования полезных ископаемых. Основой экспериментов, в свою очередь, являются теоретические обобщения и представления, а также результаты наблюдений, выполненных описательными методами.

Описательные методы являются методами непосредственного прямого изучения месторождений и их свойств в пространстве земных недр. Они дают исходный материал как для решения практических вопросов освоения месторождений, так и теоретических вопросов их формирования. Задача описательных методов заключается в проведении наблюдений (измерений) за свойствами месторождений. По результатам наблюдений осуществляется восстановление полей исследуемых свойств месторождений, т.е. построение статических моделей.

В зависимости от изучаемого уровня распространения, строения и организации вещества месторождений методы, делятся на классы: минерагенические, геолого-структурные, минералогические, геохимические и геофизические (табл. 3.2). Кроме того, для решения прикладных задач используются классы комплексные инженерно-геологические, гидрогеологические и др. методы исследований. Каждый класс методов перечисленных методов содержит в себе в качестве первоосновы эмпирическую часть, данные которой подвергаются интерпретации и теоретическим обобщениям. На основе обобщения результатов всей совокупности классов методов строятся генетические модели месторождений в целом.

Таблица 3.2

Классы методов исследования месторождений

Уровень распространения / строения месторождений	Область применения класса методов	Класс методов	Предмет исследования
ê Провинция полезного ископаемого – рудное поле		Минерагенический (металлогенический)	Геологические формации и структуры, формации полезных ископаемых
Месторождение – тело полезного ископаемого		Геолого-структурный	Форма и условия залегания геологических формаций, месторождений, тел полезных ископаемых (морфоструктурные и морфометрические поля)
Агрегат минералов – минеральный индивид		Минералого-петрографический, литологический	Горные породы, полезные ископаемые, минералы (минералогические поля)
Химические свойства		Геохимический	Химические элементы и изотопы пород и полезных ископаемых (геохимические поля)
Физические свойства		Геофизический	Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (геофизические поля)

Класс минерагенических методов. Минерагенические методы применяются для выявления закономерностей в размещении месторождений при исследованиях, выполняемых на уровне Земного шара или отдельных участков земной коры, содержащих месторождения полезных ископаемых. Это могут быть уровни минерагенических провинций, субпровинций, областей, зон, районов и самих месторождений. Класс минерагенических методов включает в себя методы анализа палеотектонических обстановок, существовавших в пределах участков, анализа формаций горных пород и полезных ископаемых, выявления региональных и локальных факторов, контролирующих размещение месторождений. Применение методов позволяет прогнозировать месторождения и их свойства.

Класс геолого-структурных методов используется для выявления формы и условий залегания геологических тел, в первую очередь тел полезных ископаемых и месторождений в целом. Другими словами геолого-структурные методы применяются для восстановления морфоструктурных и морфометрических полей месторождений и отдельных залежей полезных ископаемых. Они широко используются и при минерагенических исследованиях для выявления особенностей залегания тел горных пород, геологических формаций и их комплексов. Основу геолого-структурных методов составляет геологическое картирование.

Класс минералого-петрографических и литологических методов включает методы исследования породно-минерального уровня организации вещества месторождений. Они выполняются путем специальных минералогических наблюдений, минералогического опробования и последующего изучения материала проб. Сущность их заключается в диагностике минералов, выяснении особенностей их состава, изучении текстуры и структуры полезных ископаемых и горных пород. Исследования выполняются на уровнях минеральных индивидов и агрегатов. Они характеризуют минералогические особенности тел полезных ископаемых и вмещающих их горных пород, месторождений, рудных полей, районов, областей и провинций. Поэтому область их применения весьма широка.

Класс геохимических методов применяется для исследования химического и изотопного состава вещества месторождений, осуществляемого путем проведения химического опробования и последующего измерения содержаний химических элементов в пробах. По результатам измерений выявляются закономерности в изменении химического состава минералов, тел полезных ископаемых, месторождений, районов, областей и т.п. в пространстве. Восстанавливаются геохимические поля залежей полезных ископаемых.

Класс геофизических методов позволяет измерять физические свойства геологических тел, восстанавливать их физические поля и косвенно определять некоторые другие свойства месторождений, в частности, геохимические, минералогические и морфоструктурные. Так, по результатам радиометрической съемки определяются содержания U, Th, Ra, K, по результатам магнитометрической съемки – содержания магнетита, и т.п. Методы применяются на всех уровнях распространения и строения месторождений.

Из изложенного следует, что каждый последующий класс методов (табл. 3.2) может применяться для изучения предыдущих уровней организации вещества, но не может использоваться для исследования нижележащих уровней. Так, предметом изучения геофизических методов являются физические поля, однако на особенности их строения влияют и распределение химических элементов и минералов и тел полезных ископаемых в месторождении. Поэтому геофизические методы широко используются на разных уровнях строения и распространения месторождений.

В заключение краткой характеристики методов исследования месторождений необходимо подчеркнуть, что основная информация о них получается путем проведения производственных работ по обнаружению, изучению и эксплуатации месторождений. При этом применяются те методы, которые с наименьшими затратами позволяют получить достоверную информацию для решения практических вопросов оценки скоплений полезных ископаемых и планирования их качества в недрах при добыче. Такие специальные комплексы прикладных геологических исследований получили названия "поиски" и "разведка" месторождений полезных ископаемых. Поиски месторождений полезных ископаемых – это работы, включающие комплекс методов геологических исследований, проводимых для обнаружения скоплений полезных ископаемых и их прогнозной геолого-экономической оценки. Разведка месторождений полезных ископаемых – это работы, включающие комплекс методов геологических исследований, проводимых для выявления пространственной изменчивости геолого-промышленных параметров (свойств) месторождений и их участков с целью промышленной оценки и выбора рентабельного способа разработки.

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимается под пространственностью и относительной недоступностью месторождений полезных ископаемых?

2. В чем заключается малообъемность геологических наблюдений?

3. Что такое статическая модель месторождения, чем она отличается от генетической?

4. Что понимается под геологическим полем залежи полезных ископаемых, какие бывают виды полей?

5. Что представляет собой месторождение с позиции геологических полей?

6. Чем обусловлено использование принципа стадийности при исследовании месторождений?

7. Чем отличаются поисковые предпосылки от поисковых признаков?

8. В чем заключается сущность минерагенических методов исследования?

9. Как называются работы, включающие комплекс методов исследований, выполняемых для выявления месторождений полезных ископаемых?

Глава 4

Учение о полезных ископаемых как составная часть геологической науки

Дата добавления: 2014-01-05