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.

Груп-  па	Геоло-  гическое  строение	Размеры   рудных тел	Нарушенность   залегания тел	Изменчивость   мощности и   строения тел	Изменчивость  содержания   ценных  компонентов	Прочие
1	Простое	Крупные и   весьма   крупные,   реже   средние	Ненарушенное   или  слабона-  рушенное	Устойчивая   мощность	Равномерное
2	Сложное	Крупные и   средние	Нарушенное	Неустойчивые   мощность и   внутреннее   строение	Или   невыдержанное	Или сложные   горногеологические  условия разработки
3	Очень   сложное	Средние   и мелкие	Интенсивно   нарушенное	Очень изменчивые   мощность и   внутреннее   строение	Или значительно   невыдержанное   или очень   неравномерное   распределение
4	Весьма   сложное	Мелкие,  реже   средние	Чрезвычайно   нарушенное	Крайне   неравномерное,   прерывистое   и гнездовое	Крайне неравно-  мерное,  прерывистое и   гнездовое

 

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).

Группа   минерального  сырья	Отрасль   промышленного  использования	Классы и виды минерального сырья
1	2	3
Металли-  ческое	Металлургия	Металлы: черные и легирующие (Fe, Cr, Mn, Ti, V, Со, Ni, W, Mo);   цветные (А1 — бокситы, Mg, Си, Mo, Pb, Zn, Sn, Bi, Sb, Hg, As);   благородные (Au, Ag, Pt и платиноиды); редкие (Li, Be, Sr, Rb, Cs,  Zr, Та, Nb, Y, редкие земли, рассеянные (Hf, Re, Se, Те, Sc, TI,  Cd, Ga, In, Ge); радиоактивные (U, Th, Ra)
Горно-  химическое	Химическая	Сера, серный колчедан, гипс и ангидрит, каменные соли (галит,   сильвинит, карналлит, селитра, сода, трона, бишофит и др.),   рассолы и рапа, фосфорит и апатит, бораты и боросиликаты,  цеолиты, барит, каменные кислотоупоры и др.
Горноиндуст-  риальное	Машиностроение,  электротехника,   камнеобработка,  ювелирное дело   и др.	Абразивы (технические алмазы, корунд, топаз, гранат, кварц);  пьезооптическое сырье (пьезокварц, оптические кварц и   флюорит, исландский шпат); тепло- и электроизоляционные   материалы (асбест, мусковит, флогопит, тальк); сорбенты и   отбеливатели (опоки, цеолиты, шунгит, мел, каолин, тальк,);   смазочные материалы (графит, молибденит, битумы и битумоиды);  драгоценные и полудрагоценные камни первого класса   (ювелирный алмаз, изумруд, рубин, сапфир, александирт), второго   класса (топаз, аквамарин, рубеллит и др.), третьего класса  (благородные гранаты, кианиты, эпидоты и турмалины, аметист,   жемчуг, коралл, янтарь и др.), поделочные камни (нефрит,  родонит, лазурит, малахит, чароит, агальматолит, обсидиан,   офиокальцит, офит, амазонит, лабрадорит, мрамор, яшма,  агат и др.); сырье для каменного литья (диабазы, базальты и др.).
	Металлургия	Флюсы (известняки, доломиты, плавиковый шпат), огнеупоры   (магнезиты, доломиты, огнеупорные глины, кварциты,   графит, пирофиллит, формовочные пески), высокогли-  ноземистое сырье (нефелиновые сиениты, алуниты,   силлиманит, кианит, андалузит, диаспор, дюмортьерит)
Строительное	Строительная и   керамическая	Строительный камень (горные породы, дресва по ним,   бутовый камень, галька, гравий, щебень), кровельные   сланцы; цементное сырье (известняки, доломиты, мергели,   глины); наполнители бетона (щебень, гравий, песок, вермикулит);   вяжущие материалы (мергели, известняки, глины, гипс, ангидрит);   гидравлические добавки (трассы, пемза, диатомиты, трепелы,   опоки, перлит и др.); стекольно-керамическое сырье (стекольные  пески, полевой шпат, пегматиты, разности гранитов, каолин,   волластонит, легкоплавкие, тугоплавкие,, огнеупорные,   керамзитовые, бентонитовые и кирпичные глины); облицовочные  камни (мраморы, граниты, лабрадориты, габбро, лампрофиры и др.);   минеральные краски (вивианиты, глауконитовые глины, охра, умбра и пр. ).
Каустобио-  литы	Энергетика и   химическая	Торф, лигниты, бурый и каменный уголь, горючие сланцы, битумы
Газогидро-  мине-  ральное	Энергетика и   химическая	Нефть, метан и углеводородные газы; подземные воды   (питьевые, технические, минеральные и бальнеологические,   бор-, йод-,:6ром- и металлсодержащие рассолы); поверхностные   воды (озерные и морские рассолы, морские воды (источник магния   и сульфатов натрия); минеральные грязи и илы (торфогрязи,   сапропель, нафталиновые и др.); негорючие инертные газы   (Не, Аr, Кr, Nc); сероводород.

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.