Особенности строения, вскрытия, подготовительных работ и типы геотехнологий

Рудными жилами принято называть рудные тела, у которых два геометри­ческих измерения (обычно размеры по линии падения и по линии простирания) намного больше третьего (размер вкрест простирания, именуемый мощностью жилы).

Рудные жилы по генетическому признаку можно разделить на две основные группы:

жилы выполнения, образовавшиеся путем заполнения («выполнения») тре­щинной полости в горных породах минеральным веществом;

жилы замещения, образовавшиеся в основном путем метасоматическо- го замещения горных пород минеральным веществом вдоль трещин, по которым циркулировали рудоносные растворы.

Нередко при образовании жил происходили одновременно процессы выпол­нения и замещения.

Рудные жилы магматогенного происхождения как первой, так и второй груп­пы образуются в процессе кристаллизации рудных и сопровождающих их жиль­ных минералов из горячих водных растворов, минерализованных газов и рудо­носных расплавов, поднимающихся вдоль трещин и разломов в горных породах. Гидротермальные месторождения (жилы) поэтому почти всегда приурочены к та­ким местным геологическим структурам, с которыми связаны трещины и разломы (к сводовым частям и внутрипластовым трещинам антиклинальных складок, к тре­щинам в изверженных горных породах и т. д.).

Второстепенное практическое значение имеют гипергенные рудные жилы, образовавшиеся путем кристаллизации минералов из поверхностных растворов, которые опускаются по трещинам. Обогащение раст-воров металлами происхо­дит в этом случае за счет ранее сформированных рудных жил или выщелачивания вмещающих пород.

По форме жилы делятся на простые и сложные. Простую форму обычно име­ют жилы выполнения. Контакты простых жил с вмещающими горными породами обычно более или менее отчетливы и правильны. В жилах так называемого поясо- вого, симметричного или несимметричного строения с неравномерным выполне­нием рудного тела различным минеральным веществом контакты обычно сложе­ны иными породами, чем центральная часть.

Сложные жилы состоят из ряда тонких жил и множества прожилков, которые возникают вслед-ствие разветвления главной трещины на сеть более тонких тре­щин, служащих путями для движения рудоносных растворов. Сложные жилы с обеих сторон не имеют четко выраженных контактов с боковыми породами.

Среди простых и сложных жил, в свою очередь, можно выделить ряд морфо­логических разновидностей: плитообразные, гребенчатые, рубцовые, четковид- ные, камерные, линзообразные, чечевицеобразные, сетчатые, лестничные, сту­пенчатые, седловидные, кулисообразные, минерализованные зоны разломов, зоны вкрапления, зоны разлистования, штокверки и др.

Некоторые из этих наименований в практике употребляются очень редко или даже совсем не употребляются. В чрезмерном дроблении жил на морфологиче­ские типы для изучения систем разработки жильных месторождений нет необхо­димости, оно может привести к путанице и усложнению терминологии.

Достаточно в группе простых жил различать плитообразные, рубцовые, ка­мерные и линзообразные, а в группе сложных жил — сетчатые, ветвящиеся, лест­ничные, седловидные, рудные зоны и штокверки.

Плитообразные жилы имеют довольно постоянную, чаще небольшую мощ­ность и обычно значительные размеры по простиранию и падению.

Ветвящиеся жилы отличаются от сетчатых тем, что слагающие их основные ветви жилы и прожилки не секут друг друга в различных направлениях, а распо-

Рубцовыми называют жилы, в которых утолщения (раздувы) разной длины че­редуются с участками пониженной мощности (рис. 6.65). Если раздувы в жиле на­ходятся очень близко друг от друга, то такие жилы иногда называют четковидны- ми. Выделять последние особо от рубцовых жил не имеет смысла, потому что меж­ду ними нельзя провести какой-то определенной границы.

Рис. 6.65. Рубцовая жила (рудник «Дарасун»)

Камерные жилы (рис. 6.66) по существу также представляют разновидность Рубцовых, но их особенно-стью является наличие очень мощных, отчетливо выра­женных раздувов, имеющих форму «камер».

Рис. 6.66. Камерная жила (рудник «Дарасун»)

Линзообразные жилы характеризуются чередованием значительной длины по простиранию и падению линзообразных раздувов жилы и полных выклиниваний ее также на более или менее значительном протяжении.

Сетчатые жилы (рис. 6.67) состоят из большого количества сближенных жил и прожилков, пересекающихся в различных направлениях и в своей совокупно­сти образующих промышленное рудное тело с более или менее постоянной мощ­ностью.

Рис. 6.67. Сетчатая жила (рудник «Дарасун»)

Рис. 6.68. Ветвящаяся жила в зоне разлистования

Рис. 6.69. Ветвящаяся жила (рудник «Дарасун»)

Лестничные жилы (рис. 6.70) состоят из серии коротких жил и прожилков, располагающихся в дайках перпендикулярно или диагонально их мощности.

Седловидные жилы образуются в сводах антиклинальных складок (рис. 6.71).

Морфология жил оказывает очень большое влияние на выбор систем разра­ботки и технологию очистной выемки.

По отношению к вмещающим породам жилы можно разделить на секущие и согласные.

Секущие жилы рассекают вмещающие породы под углом; элементы их зале­гания не связаны с напластованием, слоистостью, чередованием состава вмеща­ющих пород.

Согласные жилы располагаются согласно простиранию и падению вмещаю­щих пород или вдоль поверхности контактов изверженных пород с осадочными и метаморфическими. Частный случай согласных жил — седловидные жилы.

Химический состав и физические свойства вмещающих пород оказывают влияние на формирование жильных месторождений как в момент образования рудоносных растворов, так и в процессе отложения руд во время циркуляции рас­творов по трещинам. Известен ряд пород (известняки, доломиты, мергели, конгло­мераты с известковым цементом), химический состав которых весьма благопри­ятен для их метасоматического замещения. Но и в этом случае замещение может
ае произойти, если породы не обладают свойствами проницаемости, т. е. не име- -:т трещин, пористости, сланцеватости, являющихся необходимыми факторами _*л локализации оруднения.

Рис. 6.71. Седловидные жилы

Рис 6.70. Лестничные жилы на руднике «Монинг Стар» (Западная Австралия)

Часто в результате прохождения рудоносных раст-воров по трещинам проис­ходит околорудное изменение пород, выражающееся в их окварцевании, серици- тизации, пиритизации, хлоритизации, турмалинизации и др. В некоторых случаях : колорудноизмененные породы содержат вкрапленное оруднение, которое явля­ется кондиционной рудой.

При установлении области применения систем с раздельной и валовой выем­* ;>н и особенно при выборе систем разработки жильных месторождений важен характер контактов рудного тела с вмещающими породами. В литературе этот во- -рос освещен очень слабо, поэтому остановимся специально на характеристике контактов жил и вмещающих пород.

По времени образования контакты можно разделить на сингенетические и эпигенетические, а по отношению к тектоническим нарушениям на нормальные ж тектонические.

Сингенетические контакты характерны для рудных тел, которые образуются повременно с вмещающей их горной породой, в противоположность эпигенети­ческим, появляющимся при выполнении жильным веществом ранее существовав­ших открытых трещин.

Нормальные контакты — это контакты, возникшие при образовании жилы и не нарушенные послерудными смещениями. Переход от руды к вмещающей по­: : де в данном случае может быть как постепенным, так и резким.

Тектонические контакты обычно возникают вследствие послерудных смеще­ний. Для них характерна резкая граница между рудой и породой, наличие плоско- :—ей скольжения, глинистых, тонких слюдяных и других оторочек, обусловливаю- _их легкую отделяемость руды от вмещающих пород.

Контакты могут быть четкими и неясными. Четкие контакты обычно наблюда­ются в жильных телах выполнения открытых трещин. Для месторождений с чет­кими контактами характерно различие в вещественном составе рудного тела и вмещающих пород, что позволяет на глаз легко определить контур рудного тела. Неясные контакты, характеризующиеся постепенным переходом от рудного тела к вмещающей породе, чаще всего наблюдаются в жилах метасоматического заме­щения. Иногда переход от руды к вмещающей породе настолько постепенен и не­заметен, что уловить границу можно только путем тщательного опробования.

По форме контактовые поверхности можно разделить на ровные и извили­стые. При ровных контактах не наблюдается ответвлений жилы, апофиз, орудне- ния вмещающих пород. Извилистые контакты характеризуются наличием апо­физ, ветвлением самой жилы, а также метасоматическим замещением рудным ве­ществом вмещающей породы.

По степени отделяемости контакты различают на прочные и слабые. При проч­ных контактах сопротивление при отделении руды от породы по контакту очень велико. Часто такие контакты грейзенизированы, скарнированы, окварцованы. В этом случае жильную массу невозможно чисто отделить от вмещающей породы; она отбивается вместе с породой в виде сростков, вследствие чего увеличивает­ся разубоживание руды. При слабых контактах, наоборот, жильная масса не свя­зана прочно с вмещающей породой, имеются прослойки из более мягкой породы (глина, слюда, охра и др.) или тектонические трещины, способствующие хорошей отделяемости жильной массы от боковой породы. При отбойке сростки жильной массы с породой, как правило, отсутствуют, и расход взрывчатых веществ по срав­нению с отбойкой при прочных контактах резко уменьшается.

По сочетанию проведенных выше наиболее важных признаков — четкости, прочности и морфологии — можно выделить четыре основных типа контактов, встречающихся в жильных месторождениях.

Тип Характер контактов

I Ровные, четкие, слабые

II Ровные, четкие, прочные

III Извилистые, четкие, прочные

IV Извилистые, неясные, прочные

Другие типы контактов, как правило, не встречаются или встречаются редко.

Для разделения рудных тел по мощности пользуются различными классифи­кациями. Применительно к жилам целесообразно следующие разделения их по мощности: весьма тонкие (мощность до 0,7 м), тонкие (от 0,7 до 2 м), средней мощ­ности (от 2 до 4 — 5 м) и мощные (свыше 5 м).

Угол падения жильных месторождений бывает отО до 90°. Наиболее распро­странены крутопадающие жилы с углом падения свыше 45°, на долю которых приходится более 70 % общей добычи руды из жильных месторождений. Жилы с углом падения от 15 —20 до 45° встречаются реже, еще более редки жилы с углом падения меньше 15 — 20°.

Угол падения жилы не всегда постоянен по ее длине и по падению. В одних слу­чаях он с глубиной выполаживается, иногда (реже) становится круче. На ряде место­рождений встречаются одновременно пологопадающие и крутопадающие жилы.

Распределение рудных минералов в жилах может быть самым разнообразным. Довольно редко встречаются месторождения с более или менее равномерной концен­трацией рудных минералов по всей мощности жилы по простиранию и по падению. Чаще рудные минералы распределяются в жиле неравномерно (рис. 6.72, см. вкл.).

Иногда они заполняют внутрирудные трещины, а также дробленые участки жильной породы. В таких участках образуются руды полосчатой и брекчиевой текстур. Значительно реже рудные тела сложены сплошными массами рудных ми­нералов — сульфидов (свинцово-цинковые, медно-никелевые жилы).

Нередко рудные минералы, помимо основной жилы, включены во вмещаю­щих породах в виде вкрапленности или прожилков.

Оруденение в жилах может быть мономинеральным, содержащим только : дин металл (золото, олово, вольфрам и др.), или полиминеральным, содержащим несколько металлов, как, например, свинец с цинком, медь, никель с кобальтом; вольфрам с молибденом; сурьма с ртутью и др.

Знание закономерности распределения полезных компонентов в рудном теле имеет большее значение, т. к. в зависимости от характера распределения рудных минералов применяются различные системы разработки.