КОРИСНІ КОПАЛИНИ, ЇХ ТИПИ І ЗАКОНОМІРНОСТІ ПОШИРЕННЯ. МЕТОДИ ПОШУКІВ ТА РОЗВІДКИ КОРИСНИХ КОПАЛИН.

План:

1. Загальні відомості про корисні копалини і їх типи.

2. Металічні й неметалічні корисні копалини.

3. Горючі корисні копалини.

4. Раціональне використання мінеральних ресурсів та

охорона надр.

5. Методи пошуків та розвідки родовищ корисних копалин.

1.

«Загальні відомості про корисні копалини і їх типи»

Корисною копалиною називається природне мінеральне утворення, яке використовується в господарській діяльності людини безпосередньо або після певної переробки. На різних етапах розвитку продуктивних сил людство використовувало як корисні копалини різні мінеральні агрегати. Так, останніми десятиліттями у зв'язку із розвитком атомної енергетики цінною корисною копалиною стали сполуки урану та інших радіоактивних елементів, які ще на початку століття корисними копалинами не вважалися. З іншого боку, цілий ряд гірських порід, які містять у своєму складі певні хімічні елементи, на даному етапі не використовуються. Однак з ростом технічних можливостей суспільства вони можуть стати корисними копалинами в майбутньому. Так, скажімо, граніти у даний час використовуються переважно як будівельний та декоративний матеріал, в той же час, за підрахунками О.П.Виноградова в 1 км³ гранітної маси міститься: ніобію – 84 000 т, міді – 250 000 т, літію - 112 000 т, урану – 10 000 т, олова – 6 000 т, молібдену – 25 000 т, золота – 12 т.

У вченні про корисні копалини широко використовується таке поняття, як РУДА- твердий мінеральний агрегат з таким вмістом корисних компонентів, які роблять економічно доцільним їх видобуток при сучасному рівні матеріального виробництва. Найчастіше рудами називають металічні корисні копалини, але останнім часом зміст цього поняття розширився (наприклад, агрономічнисми рудами вважають такі неметалічні сполуки як апатит, сильвініт та ін.).

Корисні копалини, добуті з надр, стають МІНЕРАЛЬНОЮ СИРОВИНОЮ. Розрізняють три типи корисних копалин: металічні, неметалічні і горючі.

У свою чергу, серед МЕТАЛІЧНИХ корисних копалин виділяють 6 груп (за класифікацією М.А.Биховера, 1967):

1. Руди чорних і легуючих металів (руди заліза, марганцю, хрому, титану, ванадію, нікелю, кобальту, вольфраму, молібдену, цирконію, танталу, ніобію).

2. Руди кольорових металів (міді, свинцю, цинку, олова, ртуті, сурми, миш'яку і ін.).

3. Руди легких металів (алюмінію, магнію, літію, берилію).

4. Руди благородних металів (золото, срібло, платина).

5. Руди рідкісних і розсіяних металів (індію, кадмію, селену, телуру, галію, талію, скандію, цезію, германію, гафнію, рубідію).

6. Руди радіоактивних металів (радію, торію, урану).

НЕМЕТАЛІЧНІ корисні копалини поділяють на 5груп:

1. хімічну і агрономічну сировину (мінеральні солі, сірка, фосфорити, апатити, гіпс, мінеральні пігменти, борати);

2. технологічну сировину - флюси і вогнетриви (вапняк, доломіт, кварцит, вогнетривкі глини, флюорит, магнезит);

3. будівельні матеріали (глини, піски, пісковики, гіпс, ангідрит, магматичні і метаморфічні породи);

4. індустріальну сировину (алмази, азбест, графіт, п'єзокварц, слюди, ісландський шпат, тальк);

5. дорогоцінні та декоративні камені (агат, гранати, аметист, опал, смарагд, малахіт, нефрит, чароїт та ін.).

ГОРЮЧІ корисні копалини - це торф, буре і кам'яне вугілля, горючі сланці, нафта і газ.

Важливою корисною копалиною є ВОДА (питна, технічна, мінеральна).

Родовище корисних копалин - це ділянка земної кори, на якій внаслідок певних геологічних процесів відбулось нагромадження мінеральної речовини, яка за кількістю, якістю і умовами залягання придатна для промислового використання.

Рудопрояв - дрібне скупчення корисних копалин у надрах, яке за кількістю корисної копалини не відповідає поняттю родовище.

При характеристиці родовищ корисних копалин застосовують таке поняття, як кондиція (умова, вимога). Показники кондицій - це мінімальний промисловий вміст корисного компонента в руді, запаси корисної копалини у родовищі, гірничогеологічні параметри родовищ (потужність, максимальна глибина залягання рудного тіла, вміст шкідливих домішок тощо). Кондиції міняються з часом, тобто залежать від рівня розвитку продуктивних сил. Так, наприклад, якщо на початку ХІХ століття розроблялись мідні руди із вмістом 10% міді, то зараз промисловими вважаються поклади із вмістом міді у руді 0,4-0,5%.

Кількість (вміст) корисної копалини в даному родовищі називають запасами. При цьому запаси для родовищ різних корисних копалин можуть бути найрізноманітнішими. Наприклад, для кам'яного вугілля - це десятки і сотні мільйонів тонн, для залізних руд - сотні тисяч тонн, для золота - кілограми і т.д. За запасами родовища поділяють на 5 типів: дуже великі (унікальні), великі, середні, дрібні і дуже дрібні.

Крім того, запаси класифікують на групи і категорії.

Так, за господарським призначенням їх поділяють на дві групи:

- балансові запаси, тобто запаси родовищ, які на даний час економічно вигідно використовувати;

- позабалансові, тобто запаси, які можуть експлуатуватись в майбутньому.

Категорії запасів встановлюються у залежності від ступеня розвіданості родовища, вивчення його гірничогеологічних умов, якості руди. Для оцінки твердих корисних копалин користуються чотирма категоріями: А, В, С1 і С2. Крім того виділяють ще прогнозні (геологічні) запаси.

До категорії А відносять повністю (детально) розвідані запаси; до категорії В - запаси в основномувивчені; С1 - вивченіу загальних рисах (вірогідні); С2 - попередньовивчені (чи можливі).

Запаси категорій А, Ві С1 служать основою для проектування та будівництва гірничих підприємств (кар'єрів, рудників, шахт тощо), запаси категорії С2 є можливим резервом родовища. Прогнозні запаси вказують на перспективи виявлення промислових запасів та визначають доцільність постановки пошукових робіт.

У практичній діяльності геологи користуються класифікаціями родовищ за їх генезисом. Є цілий ряд таких класифікацій, розроблених у різний час американськими, німецькими, російськими дослідниками (В.Ліндгрен, П.Нігглі, Г.Шнейдерхен, В.О.Обручев, П.М.Татаринов, В.І.Смірнов(генетична класифікація) та ін.).

2.

«Металічні та неметалічні корисні копалини»

Металічні корисні копалини.

Наука, яка вивчає закономірності розміщення металічних корисних копалин у часі і просторі, називається МЕТАЛОГЕНІЄЮ. Значний вклад у її розвиток внесли такі вчені, як Ю.О.Білібін, С.С.Смирнов, В.І. Смирнов, І.Г.Магак'ян, Я.М.Белєвцев, М.П.Семененко, Є.Ф.Шнюков та ін. Працями цих учених встановлено, що кожен із тектонічних циклів тривалої геологічної історії Землі (каледонський, герцинський тощо) характеризувався своїми умовами рудоутворення. Відповідно виділяють цілий ряд металогенічних епох, під час яких переважало формування тих чи інших генетичних груп родовищ. В.І.Смірнов виділяє 9 металогенічних епох: 1) архейську, 2) ранньо-, 3) середньо-, 4) пізньопротерозойські, 5) рифейську, 6) каледонську, 7) герцинську, 8) кімерійську і 9) альпійську.

Водночас протягом металогенічних епох рудоутворення охоплювало різні структурні елементи земної кори - геосинклінальні області, платформи. Такі дуже великі рудоносні площі називають металогенічними провінціями, особливістю їх є спільність геологічної будови і розвитку, а також певна специфіка мінералізації (наприклад, альпійська металогенічна провінція Кавказу з мінералізацією міді, олова, молібдену, вольфраму і ін.).

Ю.О.Білібін ввів у геологію поняття металогенічний пояс, під яким він розумів рудоносні площі планетарного масштабу, що співпадають із великими геотектонічними поясами Землі, простягаються на десятки тисяч кілометрів і охоплюють зв'язані між собою металогенічні провінції. Формування таких поясів відбувалося на протязі декількох металогенічних епох. Виділяють, зокрема, Тихоокеанський та Середземноморський металогенічні пояси.

У складі Тихоокеанського поясу С.С.Смірнов виділив 2 зони - внутрішню, розміщену безпосередньо зі сторони океану і зовнішню, яка прилягає до платформи. Зони характеризуються специфікою розвитку та металогенії. Пізніше такі ж зони були виділені Ю.О.Білібіним і для Середземноморського поясу.

Провідними хімічними елементами внутрішніх зон є: Cu, Fe (колчедани), Mo, Cr, характерні також Pt, Fe (магнетит), Ti, Au, As, Hg, Ba, Al, S, Р(апатит).У зовнішніх зонах одних поясів (Тихоокеанський) переважають Sn, W, Au, Be і характерні також Pb, Zn, Mo, As, Sb; в інших (Середземноморський) провідними є такі елементи як Zn, Pb, Ag, Ba, Cu, характерні - Sn, Fe (гематит, сидерит), Co, As, Sb, Hg, Sr.

Однотипне зруденіння у межах металогенічних провінцій можна називати рудними поясами (бассейнами), а окремі ділянки рудних поясів, де концентруються основні поклади руд - рудними районами.

Неметалічні корисні копалини.

В групу неметалічних корисних копалин об'єднують всю мінеральну сировину, яка використовується без одержання з неї металів у чистому вигляді і не є енергетичною (горючою). Класифікація неметалів за використанням у промисловості приведена раніше. Для них характерні ті ж закономірності формування і розміщення, що і для металічних родовищ - у певні геологічні епохи утворювалися ті чи інші групи неметалів, розміщення їх тісно пов'язане з еволюцією окремих структурних елементів земної кори.

Україна багата нерудною сировиною. Тут відомі великі поклади графіту, каоліну, кварцитів, калійних солей, мармурів, лабрадоритів, гранітів, сірки, бентонітових глин, будівельних матеріалів тощо.

3.

«Горючі корисні копалини»

ВУГІЛЛЯ. У практиці вугільної геології найчастіше використовується термін вугленосний басейн, тобто обширна територія суцільного, часто неперервного розвитку вугленосних відкладів з підпорядкованими їм пластами вугілля, утворена внаслідок єдиного геолого-історичного процесу.

Існує також термін родовище вугілля, під яким розуміють якусь частину басейну (наприклад, Забузьке родовище Львівсько-Волинського басейну) або взагалі окрему невелику за площею і запасами ділянку земної поверхні, наприклад, Кременецьке родовище бурого вугілля. Площі вугленосних басейнів складають десятки і сотні тисяч квадратних кілометрів. Інколи виділяють також вугленосні провінції (М.М.Пригоровський, 1939) чи провінції вугленакопичення, тобто обширні ділянки земної поверхні, де в одні і ті ж геологічні епохи спостерігались приблизно аналогічні сприятливі для вугленагромадження умови.

Відомий геолог-вугільник П.І.Степанов встановив (1937), що в історії Землі існувало три максимуми і три мінімуми нагромадження вугілля. Максимальна кількість світових запасів вугілля утворилась у верхньому карбоні і пермі (39,1%), в юрі (4%) і палеогені та неогені (54,4%).

Слід сказати, що сучасні дослідники приводять дещо інші цифри щодо розподілу вугільних запасів у стратиграфічному розрізі. Так, М.В.Голіцин (1990) подає таке співвідношення ресурсів вугілля за віком: кайнозой (27%), мезозой (32%), палеозой (41%). Мінімуми вугленагромадження збігаються з раннім карбоном, тріасом і крейдою. Максимуми вугленагромадження пов'язуються з епохами складчастості та орогенезу, мінімуми - з періодами широких морських трансгресій і послаблення складчастості.

П.І.Степанов розробив основи вчення про пояси вуглеутворення, під якими він розумів зони земної кори, в яких у той чи інший геологічний період інтенсивно нагромаджувались вугленосні відклади. На земній поверхні він виділяє три площі (пояси) з переважаючим вугленагромадженням:

1. Площа (чи пояс) з переважанням карбонового вугленагромадження охоплює східну частину Північної Америки, Європу, північну частину Африки і західну частину Азії (Аппалацький, Пенсільванський, Південно-Уельський, Рурський, Сілезький, Львівсько-Люблінський, Підмосковний, Донецький, Кизеловський, Карагандинський та інші басейни).

2. Площа з переважанням пермського і юрського вугленагромадження охоплює східну частину Азії, Австралію, південні і полярні райони, південно-східні частини Африки і Південної Америки (Печорський, Таймирський, Тунгуський, Ленський, Кансько-Ачинський, Іркутський, Кузнецький, Мінусинський, Алданський, Буреїнський та інші басейни).

Загальне простягання пермського поясу вуглеутворення наближається до меридіонального, на відміну від широтного напрямку карбонового поясу.

3. Площа (пояс) із переважанням верхньокрейдового і палеогенеогенового вуглеутворення охоплює східні узбережжя Азії і Австралії, архіпелаги Океанії і західні узбережжя Північної та Південної Америки.

Як неважко помітити, вік вугленосних басейнів омолоджується в напрямку із заходу на схід.

В поясах вугленагромадження виділяють вузли вуглеутворення - ділянки на яких даний процес протікав найбільш інтенсивно. Так, наприклад, вузлом пермського вуглеутворення є Кузнецький басейн, юрського - Ленський, палеоген-неогенового - о.Сахалін і т.д.

За умовами формування Г.А.Іванов (1934) класифікував вугленосні басейни на: 1) геосинклінальні, 2) платформені і 3) перехідні. Вуглеутворення в цих структурних областях має свої характерні особливості.

Так для вугленосних басейнів, сформованих у прогинах геосинклінальних областей, типовими є значні потужності вугленосних товщ, велика кількість вугільних пластів незначної та середньої потужності, величезні запаси вугілля (сотні мільярдів тонн). Вугілля таких басейнів (Кузнецького, Донецького, Печорського, карагандинського та ін.) належить до паралічного, рідше лімнічного типів.

При платформеному вуглеутворенні формуються вугленосні товщі, як правило, незначної потужності з невеликою кількістю вугільних пластів, проте останні можуть досягати значних потужностей (в десятки метрів). Вугілля у більшості випадків слабометаморфізоване - буре. Приклади басейнів такого типу: Підмосковний, Тунгуський, Іркутський та ін.

Для вугленосних басейнів перехідних областей характерні середні показники між геосинклінальними і платформеними басейнами.

Палеозойські вугільні басейни відносяться в основному до крайових і внутрішніх прогинів геосинклінальних областей. Басейни мезозойського віку формувалися переважно в міжгірних тектонічних западинах, кайнозойські - в основному в платформених умовах.

Загальною закономірністю вугленагромадження в часі є зміщення його поясів від геосинкліналей (палеозой) до платформ (неоген), від морських умов до внутрішньоконтинентальних.

НАФТА І ГАЗ. В основу нафтогеологічного районування територій покладено уявлення про нафтогазоносні провінції, або нафтогазоносні басейни (Г.Є.Рябухін), причому частіше використовується перше поняття.

Під нафтогазоносною провінцією розуміють значну за розмірами відокремлену територію, що пов'язана з якою-небудь великою тектонічною структурою (синеклізою, антеклізою, крайовим прогином, авлакогеном тощо), яка має одновікові нафтогазоносні товщі.

За тектонічними ознаками всі нафтогазоносні провінції поділяють на платформені, складчасті та перехідні.

За віком формування нафтогазоносних горизонтів виділяють провінції кайнозойського нафтогазонагромадження (Закавказька, Далекосхідна, Каліфорнійська та ін.), мезозойського (Західно-Сибірська, Передкавказька, Аравійська та ін.), палеозойського (Волго-Уральська, провінції Північно-Африканської платформи та ін.), венд-кембрійського (Східно-Сибірська, Балтійська).

Відомі також морські нафтогазоносні провінції (наприклад, Північноморська).

У межах окремих нафтогазоносних провінцій виділяють нафтогазоносні області - території, що пов'язані з одним великим структурним елементом (склепіння, западина тощо), а також райони, зони, родовища.

На території України розміщені 3 нафтогазоносні провінції: 1) Карпатська, 2) Дніпровсько-Донецька і 3)Кримсько-Причорноморська.

4.

«Раціональне використання мінеральних ресурсів та охорона надр»

Щорічно із надр Землі добувають понад 100 млрд. т різноманітних руд, горючих копалин, будівельних матеріалів та інших видів мінеральної сировини. Попутно в процесі видобутку корисних копалин, переробляють і так звані пусті породи, які залишаються на місці розробок. За прогнозами вчених на початку ХХІ ст. потреба в різних видах сировини досягне 500-600 млрд.т в рік.

Господарська діяльність людини дістала глобальний характер і стала співмірною із геологічними процесами, які приймають участь в формуванні ландшафтів Землі. Тривале споживацьке відношення до природи призвело до різкого скорочення запасів багатьох видів мінеральної сировини, посилюється негативний вплив техногенних процесів на навколишнє середовище. У зв'язку із порушеннями природного довкілля в процесах розвідки та експлуатації родовищ корисних копалин особливої актуальності набувають питання охорони надр і раціонального використання природних багатств.

Основні вимоги до здійснення охорони надр передбачають:

1. Забезпечення повного і комплексного геологічного вивчення надр.

2. Найповніше вилучення з надр і раціональне використання запасів як основних, так і супутніх корисних копалин, а також компонентів, що містяться в них і мають промислове значення.

3. Недопускання самовільного користування надрами.

4. Недопускання шкідливого впливу робіт, які виконуються при використанні надр, на збереженість запасів тих чи інших корисних копалин або на погіршення їх якості.

5. Охорону родовищ від затоплювання, обводнювання, забруднення та забудови площ залягання корисних копалин.

6. Охорону заповідників, пам'яток природи і культури від шкідливого впливу робіт, пов'язаних із користуванням надрами.

Поряд із поняттям "моніторинг", широко вживаним у географії, користуються також терміном "літомоніторинг", під яким розуміють контроль, оцінку стану і прогноз зміни геологічних, гідрогеологічних та інженерно-геологічних умов під впливом техногенних факторів. Своєчасне фіксування навіть незначних змін на поверхні Землі і в її надрах дозволить прогнозувати перебіг подій і при необхідності не допускати негативних наслідків господарської діяльності.

Літомоніторинг передбачає створення спостережувальних пунктів та експериментальних полігонів за вивченням поверхневих геологічних процесів і режиму грунтових вод. Такими спостережувальними пунктами повинні стати природні заповідники із збереженими еталонами непорушеної літосфери, експериментальні ж полігони будуть служити базою для відпрацювання охоронних заходів. Подібний полігон уже діє в Криму.

Геологи, проектувальники й будівельники повинні оцінювати кожне родовище як комплекс корисних копалин. Дійсно, поряд із основною сировиною (вугіллям, залізними, мідними рудами тощо) всі складові речовини як у рудному тілі, так і в розкривних та вмісних породах, можуть бути корисними для народного господарства. Адже супутні компоненти (будівельні, хімічні та ін.) за вартістю часто рівноцінні основній корисній копалині. В той же час розкривні та вмісні породи часто вважаються відходами гірничодобувних підприємств і їх, як правило, складають у відвали.

Площі під відвалами бувають значно більшими, ніж площі власне кар'єрних розробок. За деякими оцінками, при видобуванні корисних копалин щорічно на поверхню Землі виймається 150 млрд. т так званих "пустих" порід. На початку ХХІ ст. загальна кількість піднятих на поверхню порід зросте у 4-6 разів. Із цієї величезної маси реалізується у вигляді продукції (тобто іде у виробництво) не більше 5%. Це демонструє потенційні можливості добувної промисловості при комплексній експлуатації родовищ.

За рахунок комплексної розробки покладів в Україні виготовляють вапнякові добрива, формувальні матеріали для лиття, шляховий і будівельний щебінь, цеглу тощо. При комплексній оцінці деякі родовища, які раніше вважалися непромисловими, переводяться в економічно рентабельні, оскільки містять певні дефіцитні для України супутні компоненти - апатити, фосфорити, боксити.

Однак, повністю використовувати відвали як сировинні ресурси при нинішньому рівні розвитку науки і виробництва неможливо, тому площі під відвалами, як і всі землі порушені гірничими роботами, повинні рекультивуватися.

РЕКУЛЬТИВАЦІЯ - це повернення земельних ділянок у той стан, коли їх можна використовувати у сільському господарстві або для лісових насаджень, для будівництва чи для створення зон відпочинку. Іноді - це створення штучних ландшафтів, які гармонійно доповнюють природні. Розрізняють гірничотехнічну і біологічну рекультивації.

Гірничотехнічна рекультивація - це гасіння териконів, формування плоских відвалів, виположування схилів, згладжування терас, засипання знижень. Вирівняні ділянки покривають шаром глинистих порід чи лесом, супіском і власне грунтом. Гумусовий горизонт ще до початку гірничих робіт зрізують і зберігають у спеціальних відвалах.

Біологічна рекультивація охоплює заходи, щодо поновлення грунту або створення на породних відвалах умов, що забезпечують їх родючість. Для цього підбирають найбільш витривалі види рослин і створюють стійкі біоценози.

Однією із основних вимог до розробки родовищ корисних копалин є застосування найбільш раціональних і ефективних методів вилучення сировини з надр. Справа в тім, що через не досить досконалі методи добування частина розвіданих запасів корисних копалин залишається в забоях і кар'єрах. Серед них - кам'яне і буре вугілля, залізні руди, калійні солі та інші види сировини. Боротьба за зменшення цих втрат є важливою ланкою охорони надр. Цьому сприяють такі заходи як удосконалення організації робіт, впровадження нових технологій видобутку.

Скажімо, при розробці нафтових родовищ значна кількість нафти залишається в надрах. Застосування нових фізико-хімічних і теплових методів підтримування пластового тиску в процесі експлуатації нафтових родовищ дало змогу збільшити видобуток нафти на 10-25%. Проводиться також вторинне добування нафти на старих відпрацьованих родовищах за допомогою обводнення, нагнітання газу, пари, теплових методів впливу на пласт (вогневе витіснення нафти) тощо.

Більшість видів мінеральної сировини багатокомпонентні. Це, зокрема, руди чорних і кольорових металів, нафта, газ, вугілля, горючі сланці, солі тощо. іноді буває так, що загальна цінність супутніх елементів перевищує вартість основної сировини. Повнота вилучення супутніх компонентів визначає ступінь комплексності використання даної сировини.

Прикладом комплексного використання сировини є утилізація супутнього нафтового газу. Відомо, що з кожною тонною нафти добувають до 150, а іноді і до 200 м³ нафтового газу - цінної енергохімічної сировини. Донедавна утилізація супутнього газу не перевищувала 65%, значна кількість його спалювалась у факелах. Нині на окремих нафтопромислах України утилізацію газу доведено до 92-93%.

Унікальні за складом і кількістю солей розсоли Сивашської затоки. Комплексна переробка ропи Сиваша дає можливість добувати окис магнію та його солі, бром, кухонну сіль тощо.

Ще один приклад можливості комплексного використання - менілітові (бітумінозні) сланці Карпат. Запаси їх практично необмежені. Окрім безпосереднього використання як низькосортної енергетичної сировини, можлива також переробка їх для одержання різноманітних будівельних матеріалів (керамзиту, щебеню, кам'яного литва, асфальтобетону, сланцевої смоли тощо).

Із сірчаних руд Прикарпаття попутно можна вилучати целестин - сировину для стронцію.

Довгополуменеві відміни донецького вугілля можуть бути джерелом германію, германієносні також окремі вугільні пласти південної частини Львівсько-Волинського басейну. Крім цього, у Львівсько-Волинському басейні цінною енергетичною і хімічною сировиною є сапропеліти, які залягають разом з гумусовим вугіллям і при видобутку останнього залишаються у надрах.

І, нарешті, ще одним дуже важливим аспектом охорони надр є виявлення, реєстрація та охорона геологічно цінних об'єктів, еталонів літосфери. Детально це питання розглянуте у главі.

Нагляд за основними вимогами щодо охорони надр, комплексної розробки родовищ, охороною навколишнього середовища при експлуатації родовищ корисних копалин здійснює Держгіртехнагляд України, Міністрество екології та природних ресурсі, місцеві Ради та органи виконавчої влади у межах своєї компетенції.

5.

«Методи пошуків та розвідки родовищ корисних копалин»

СТАДІЇ ГЕОЛОГОРОЗВІДУВАЛЬНИХ РОБІТ НА ТВЕРДІ КОРИСНІ КОПАЛИНИ:

Перед розробкою родовищ корисних копалин, їх необхідно виявити, оцінити і підрахувати запаси мінеральної сировини в них. Цей процес передбачає комплекс різноманітних пошукових і геологорозвідувальних робіт від регіональних геологозйомочних і геофізичних у масштабах 1:1000 000 – 1:500 000, які охоплюють великі площі металогенічних провінцій (зон), до пошуково-оцінювальних, які виконуються на локальних площах конкретних рудопроявів або родовищ.

Загалом, геологорозвідувальні роботи на тверді корисні копалини поділяють на 4 стадії:

1. – регіональні геологозйомочні і геофізичні роботи;

2. – загальні пошуки;

3. – детальні пошуки;

4. – пошуково-оцінювальні й розвідувальні роботи.

Кожна з названих стадій має: предмет досліджень, методи, задання і кінцеву мету. Загальний напрям пошуків родовищ теоретично обґрунтовує наука: вона вказує, в яких районах серед яких гірських порід і за якими ознаками слід шукати скупчення корисних копалин.

Під час пошуків родовищ у конкретному районі важливе значення має геологічна карта, яка містить інформацію про гірські породи, їх вік у тому чи іншому місці, умови їхнього залягання та ін. Карти складаються за даними обстежень відслонень (рос. «обнажений») – виходів на денну поверхню корінних порід у ярах, ущелинах, на крутих гірських схилах, і так званих опорних свердловин, за допомогою яких отримують зразки гірських порід з глибини в десятки, сотні й тисячі метрів.

Крім основних геологічних карт. Складають спеціальні прогнозні карти. На них наносять всі, навіть найменші, знахідки корисних копалин, а також різні опосередковані дані, які можуть вказати на місця скупчення руд. Аналізуючи прогнозні карти отримують інформацію про перспективні, для пошуків руд, райони, в яких потім проводять детальні пошукові роботи.

Шукаючи корисні копалини, звертають увагу: на форми рельєфу, характер рослинності, зміну кольору ґрунту та ін. Геологу, що працює в польових умовах необхідно добре володіти знаннями з пошукових ознак того чи іншого виду корисних копалин, нагромадженими багатьма поколіннями розвідників надр або визначеними наукою, оскільки це часто допомагає в його практичній діяльності. Наприклад, за парагенетичними асоціаціями та за одним мінералом можна знайти інші.

Слід також пам’ятати, що досить часто на рудних родовищах змінюється забарвлення гірських порід під дією гарячих мінералізованих розчинів, які циркулюють по тріщинах у земній корі, а деякі рудні тіла змінюють своє забарвлення внаслідок вивітрювання.

На особливу увагу заслуговують давні гірничі виробки. На місця залягання корисних копалин часто вказують давні назви населених пунктів (наприклад, Рудня, Гута та ін.).

СПЕЦІАЛЬНІ ПОШУКОВІ МЕТОДИ:

Суть геологічних методів полягає в тому, що пошуки руд здійснюють через уважне обстеження уламків гірських порід, які нагромаджуються в руслах і на берегах річок та схилах гір, оскільки, руйнуючись разом із гірськими породами, шматочки руди розсипаються на схилах, зносяться в ріки і переміщуються по дну на великі відстані.

Пошуки руд за уламками в руслах річок називають УЛАМКОВО-РІЧКОВИМ МЕТОДОМ. Його застосовують тоді, коли в руслі річки і на схилах гір трапляються уламки у вигляді досить великих шматків. Якщо ж уламки рудних мінералів дуже дрібні, розсіяні в піску, то використовують так званий ШЛІХОВИЙ МЕТОД. Його суть полягає в тому, що у спеціальний лоток, схожий на корито, набирають із річища пухкий осадок і промивають його водою. Під час промивання легкі мінерали виносяться водою, а важкі рудні (золото, платина, олово, титан, вольфрам, іноді алмази) залишаються на дні.

Згадані методи використовують лише для пошуків хімічно стійких і твердих мінералів. Мінерали м’які або легко розчинні, потрапляючи в бурхливу гірську річку, розчиняються або розтираються в порошок. У цьому разі використовують ГЕОХІМІЧНІ і БІОХІМІЧНІ методи пошуків. Зокрема, здійснюють хімічний аналіз підземних вод, аби виявити в них ті чи інші метали. Висока концентрація їх у розчині може вказувати на те, що десь поблизу в породах є скупчення цих металів. З такою самою метою здійснюють хімічний аналіз зразків гірських порід.

Крім хімічного аналізу, для визначення хімічного складу зразків широко використовують метод СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ. Для цього зразок породи розтирають у порошок та спалюють у полум’ї вольтової дуги спеціального приладу – спектрографа. За лініями спектра визначають, які хімічні елементи містить досліджувана порода та в якій кількості. Цей метод хоч і менш точний, але дає змогу швидше отримати результати.

Від покладів вугілля, нафти і природних газів, що глибоко залягають, по тріщинах до поверхні Землі часто піднімаються вуглеводневі газові сполуки, які нагромаджуються у ґрунті. Інколи гази скупчуються і над родовищами деяких металів (наприклад, над ртутними родовищами концентруються ртутні гази, а над урановими – газ радон). Їх виявляють за допомогою спеціальних приладів і наносять на карту місця виявлення підвищеного вмісту того чи іншого газу.

Вбираючи воду з ґрунту разом із розчиненими в ній мінеральними речовинами, рослини концентрують у собі різні хімічні елементи. Зібравши за певною схемою проби листя, кори дерев чи трав’яних рослин, спаливши їх і здійснивши хімічний або спектральний аналіз золи, можна виявити ділянки з підвищеним вмістом того чи іншого металу.

Крім того, окремі рослини розвиваються на ґрунтах з підвищеним вмістом певних хімічних елементів. І навпаки, певні види рослин над родовищами не ростуть, хоча в даному районі вони поширені. Рослини, за якими можна судити про підвищений вміст будь-яких речовин, називають індикаторами. Відомі індикатори міді, цинку, свинцю та ні.

ГЕОФІЗИЧНІ методи пошуків ґрунтуються на вивченні фізичних властивостей гірських порід. Найважливішими з цих методів є: магнітометричний, гравіметричний, електрометричний, сейсмометричний і радіометричний.

МАГНІТОМЕТРИЧНИЙ метод пошуків ґрунтується га вивченні магнітних властивостей порід за допомогою приладів аеромагнітометрів. Цей метод застосовують для пошуку тих порід, які мають сильні магнітні властивості (наприклад, залізних руд).

ГРАВІМЕТРИЧНИЙ метод базується на вимірюванні зміни прискорення сили тяжіння в різних точках Землі. Сила тяжіння діє на Землі всюди, але значення її неоднакове. Чим важчий предмет, тим сильніше він до себе притягує. Руди металів переважно важчі, ніж звичайні гірські породи, що їх оточують. Відповідно вони притягують до себе сильніше, ніж ці породи. Отже, за зміною сили протягування можна шукати родовища металів. Для цього створено спеціальний прилад, який визначає силу ваги, - гравітаційний варіометр.

ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНИЙ метод пошуків заснований на вимірюванні електропровідності гірських порід. Руди багатьох металів кращі електропровідники, ніж оточуючі їх гірські породи (граніти, мармури, глини, піски), тому можна припустити, що на ділянках, де сила струму фіксується більшою, залягає руда. Отже, в цих місцях можна вести пошуки руди за допомого надійніших методів.

СЕЙСМОМЕТРИЧНИЙ метод пошуків заснований на різній швидкості проходження сейсмічних хвиль у породах різної щільності. Для цього використовують штучні землетруси, спричинені вибухами в заданих точках. Від місця вибуху сейсмічні хвилі поширюються гірськими породами вглиб до тих пір, поки не зустрінуть щільні породи іншого складу. В цьому випадку частина хвиль, заломившись, прямує далі вглиб, а частина відбивається від межі цих порід і надходить до поверхні Землі, де і фіксується чутливими приладами – сейсмографами. Визначивши час проходження цих хвиль, можна обчислити, на якій глибині і від порід якої щільності вони відбилися. За допомогою сейсмічного методу відкрито цілу низку родовищ афти і деякі родовища інших корисних копалин.

РАДІОМЕТРИЧНИЙ метод застосовують для пошуків радіоактивних руд, які випромінюють дуже активні гама-промені. Їх виявляють спеціальні прилади – радіометри, що реєструють удари цих частинок і подають про них сигнали.

Протягом останніх десятиліть для прогнозу і пошуків корисних копалин широко застосовують матеріали ДИСТАНЦІЙНОГО ЗОНДУВАННЯ. Космічні засоби допомагають ефективніше прогнозувати і відшуковувати нові родовища нафти, газу, підземних вод та руд різних металів. Найбільший ефект дає застосування КОСМІЧНИХ методів укомплексі з іншими способами індикації територій, сприятливих відносно до тих чи інших корисних копалин. Насамперед йдеться про КОМПЛЕКСНИЙ наліз та пошук перспективних геологічних структур і формацій.

ПОШУКОВО-РОЗВІДУВАЛЬНІ РОБОТИ:

На ділянках, де виявлено ознаки корисних копалин, здійснюють пошуково-розвідувальні роботи. Якщо вони підтвердили наявність значних скупчень цих копалин, то розпочинають наступний етап робіт – РОЗВІДКУ.

Розвідка необхідна для того, щоб визначити форму і розміри тіл, вміст у них корисних копалин, розподіл рудних мінералів, підрахувати середній вміст корисних компонентів і загальні запаси, тобто загальну масу (в тоннах або кілограмах) кожного металу в родовищі.

Розвідувальні роботи починають зі складання детальної геологічної карти родовища. Потім здійснюють гірничі роботи і буріння свердловин.

Якщо рудні тіла розташовані близько до поверхні і покриті тонким шаром наносних порід і ґрунту, то копають на певній відстані одна від одної канави глибиною 1-3 м, а іноді й більше; якщо товщина наносів становить 5-10 м і більше (до 30-40 м), то копають вертикальні виробки прямокутної форми – шурфи.

Розвідка глибших горизонтів рудних тіл здійснюється за допомогою великих вертикальних виробок – шахт. Якщо рудне тіло розташоване на крутому схилі, то його розвідують за допомогою горизонтальної гірничої виробки, яка має вихід на поверхню, - штольні.

Для розвідки найглибших частин родовищ використовують переважно буріння свердловин спеціальною (колонковою) трубою з коронкою, зміцненою на кінці алмазами або твердим сплавами. Обертаючись, труба поступово заглиблюється в породи, а всередині труби залишається круглий стовпчик породи – керн. За ним визначають, які породи є на тій чи іншій глибині, вміст у них корисних компонентів тощо. На рудних родовищах свердловини бурять до глибини 1000 м і більше. В разі розвідки нафтових і газових родовищ вони досягають 3-4 км і більше.

На підставі проведених досліджень обчислюють запаси мінеральної сировини в родовищі і вирішують питання про можливість і способи його розробки.

Л - № 15(8 годин)