Файл: Альбов М.Н. Рудничная геология.pdf

Исследования вопроса о представительности проб показывают, что индивидуальные забойные химические пробы можно считать вполне пред­

бы не могут быть признаны представительными. Поэтому построенные на них изолинии содержания не дают достоверной картины распределения металла в месторождении.

Использование анализов индивидуальных забойных проб для постро­ ения изолиний содержания в месторождениях И—V групп надо признать неправильным. Оно влечет за собой крайне трудоемкую работу по вычер­ чиванию многочисленных изолиний сложной топографической поверхности с разбросанными по ней мелкими пятнами высоких концентраций («мел­ косопочный рельеф»). Эти мелкие пятна богатых проб искажают более общие и более простые закономерности распределения металла в рудных телах, затрудняют геологическую интерпретацию полученной графики и могут даже привести к неправильным практическим выводам.

Групповые забойные пробы, наоборот, обладают высокой представи­ тельностью для очень многих месторождений цветных, ценных и редких металлов.

По способу объединения отдельных забойных проб групповые пробы могут быть линейными или площадными. Линейные групповые пробы удобно применять в подземных горных выработках вдоль опробованных штреков или ортов рабочих горизонтов. Площадные групповые пробы могут быть выделены только в очистных горных работах путем объедине­ ния нескольких отдельных проб в пределах опробованного очистного пространства.

Количество отдельных проб, объединяемых в одну линейную или пло­ щадную групповую пробу, может колебаться от 5—Юдо 20—40. Таким об­ разом, длина линейной групповой пробы охватывает от 10 до 50—60 м длины штрека (длина одного блока). Площадная групповая проба зани­ мает примерно от 1/10 до всей площади выработанного блока.

Содержание металла в групповой пробе определяется как среднее ариф­ метическое из содержаний в отдельных пробах, входящих в данную груп­ повую пробу. Значения содержаний групповых проб графически относятся к центру их сферы влияния (линии, площади).

При установлении сфер влияния групповых проб на плане или на продольной проекции рудного тела не должно быть формального оторван­ ного от геологических факторов подхода. Центры групповых проб и ради­ усы их влияния в разных направлениях должны определяться только гео­ логическими факторами. Нельзя, например, распространять сферу влия­ ния групповой пробы за плоскость хотя бы и небольшого смещения руд­ ного тела или за контур установленного опробованием рудного столба.

При более или менее выдержанном залегании рудного тела и отсут­ ствии резких колебаний в содержании металла сферы влияния групповых проб можно принимать стандартными для данного месторождения (напри­ мер, по 20 м вдоль штрека или 10 X 10 = 100 м 2 в очистной выработке).

Для выяснения наиболее существенных особенностей распределения металла в рудном теле достаточно иметь 20—40 рационально отобранных

132

при геометризации месторождений можно производить в пределах одного эксплуатационного блока. Мелкие детали распределения металла в рудном теле, конечно, здесь исчезают, но они и не имеют решающей роли для прак­ тики ведения горных работ, а сама геометризация металлоносности здесь значительно упрощается и ускоряется.

Каждый рудничный геолог и маркшейдер обязаны хорошо освоить метод изолиний. Применение его к решению важнейших задач горного и геологоразведочного дела изложено в учебных пособиях по горной геомет­ рии. Много примеров применения метода изолиний в рудничной геологи­ ческой практике приведено в книге А. В. Королева и П. А. Шехтмана [4].

4. Показатель интенсивности металлического оруденения

Форма обогащенных металлом участков в жильных месторождениях (рудных столбов) хорошо выявляется геометризацией с помощью изолиний содержания. В одном и том же месторождении отдельные рудные столбы могут заметно отличаться друг от друга по степени концентрации металла. Для сравнения этой концентрации по отдельным участкам (блокам) введено понятие о показателе интенсивности оруденения.

Среднее содержание металла в пределах рудного столба (блока) можно принять по групповой (линейной или площадной) пробе, полученной из ряда смежных частных проб. Для определения степени концентрации ме­ талла найденное для рудного столба (блока) среднее содержание необхо­ димо отнести к какой-то постоянной величине, характерной для данного рудного тела в целом. Такой постоянной величиной может быть среднее валовое содержание металла. Оно равно среднему арифметическому из суммы анализов всех забойных проб рудного тела, вскрытого разведоч­ ными и подготовительными горными выработками.

В колчеданных месторождениях с резко выраженной вторичной зо­ нальностью содержание металла определяют только по сульфидным рудам без учета проб из железных шляп. В жильных месторождениях нет резкой границы между окисленными и первичными рудами; среднее валовое со­ держание здесь определяют по сумме всех проб.

Общее количество забойных проб N за несколько лет разведки и экс­

При большом количестве членов этого ряда пополнение его несколь­ кими десятками новых наблюдений, полученных от опробования новых забоев, существенно не изменит среднего содержания металла по рудному

133

телу в целом. Например, получено дополнительно 50 новых забойных проб со средним содержанием металла 5% . В этом случае новое среднее валовое содержание составит

чение С2 не будет существенно отличаться от Сг даже в том случае, если дополнительные п проб по своему значению окажутся в два раза больше или меньше С1, что, впрочем, бывает редко. Таким образом, среднее валовое содержание металла по данному детально разведанному рудному телу яв­ ляется величиной устойчивой и практически постоянной.

Показатель интенсивности металлического оруденения есть отношение среднего содержания металла по любому участку рудного тела (рудному столбу, блоку, рабочему горизонту) к среднему валовому его содержанию

больше единицы, для участков бедных и некондиционных руд — меньше. Рудные столбы первичного и вторичного происхождения имеют повышен­ ную концентрацию металла — от 1,5 до 3,0, реже до 5,0.

В полиметаллических месторождениях показатель интенсивности оп­ ределяют по каждому металлу в отдельности. В железных шляпах кол­ чеданных месторождений показатель интенсивности по меди составляет 0,01 —0,1, в то время как по благородным металлам он повышается до 10—

может быть использован прежде всего для сравнительной оценки рудных столбов, блоков, этажей, рабочих горизонтов, отдельных жил одного ме­ сторождения.

5. Блок-диаграммы и модели рудных тел и месторождений

Блок-диаграммой называют перспективное изображение некоторого блока земной коры, имеющего форму одного или нескольких параллеле­ пипедов, на гранях которых с соответствующим искажением нанесены погоризонтные планы и геологические разрезы. Для изображения геологи­ ческих структур наиболее удобны блок-диаграммы, построенные в аксоно­ метрической проекции, в которой сохраняется параллельность проекти­ руемых прямых и их пропорциональность. На рис. 15 изображены две аксонометрические проекции, для каждой из них показан масштаб постро­ ения по трем осям и приняты направления ребер блока, выбранного для проекции. При изометрических проекциях масштаб по всем трем осям (ребрам блока) принимается одинаковым. Более удобными являются ди-

134

Рис. 15. Блок-диаграммы рудного пласта:

а — изометрическая; б — диметрическая

метрические проекции, у которых масштабы по двум осям в плоскости чер­ тежа одинаковы, а масштаб по третьей оси сокращается в два раза.

Способ построения блок-диаграмм в диметрической проекции заклю­ чается в следующем. Одну из вертикальных граней блока принимают за фронтальную плоскость, обращенную к наблюдателю, и на эту грань в выбранном масштабе без какого-либо искажения переносят один из верти­ кальных геологических разрезов рудного поля или месторождения, обычно продольный (составленный по простиранию). Ребра другой вертикальной грани изображают параллельными линиями, составляющими небольшой (от 20 до 40°) угол с ребрами фронтальной грани. На эту боковую грань пе­ реносят один из вертикальных геологических разрезов, заданных вкрест простирания. При этом все горизонтальные размеры уменьшают в два

плана, изображаемого на третьей грани блока. Все размеры плана, парал­ лельные ребру фронтальной плоскости, переносят на верхнюю грань блока без искажения. Все размеры, параллельные ребру боковой грани, перено­ сят с уменьшением в два раза. Для удобства переноса изображения планов и разрезов на аксонометрическую проекцию полезно на всех трех гранях блок-диаграммы тонкими прямыми линиями нанести опорную маркшейдер­ скую сетку. Для точного построения блок-диаграммы существуют особые чертежные приборы — аффинографы, описание конструкций которых при­ ведено в специальной литературе [3].

Для изображения сложных геологических структур из параллеле­ пипеда блок-диаграммы можно вырезать небольшие прямоугольные блоки, на вертикальных гранях которых изображают дополнительные геологи­ ческие разрезы месторождения. При этом иногда приходится не показы­ вать вмещающих пород, принимая их как бы прозрачными. На рис. 16 при­ ведена блок-диаграмма рудного поля жильного месторождения с пологим склонением к северу.

Более наглядным методом пространственного изображения геоло­ гических структур являются модели месторождений. Известны разные

135

Рис. 16. Блок-диаграмма рудного поля жильного месторождения с по­ логим склонением к северу.

1 — серпентиниты; 2 — габбро-диабазы; 3 — углисто-кремнистые сланцы; 4 — хлори- то-карбонатные сланцы; 5 — рудная жила; в — тектонический разлом

способы изготовления моделей. Наиболее удобны прозрачные модели. На де­ ревянном основании укрепляют металлический каркас из уголков алюми­ ния. В каркасе помещают горизонтальные или вертикальные листы орга­ нического стекла с нанесенными на них геологическими планами и разре­ зами. Самый нижний лист на верхнем уровне основания имеет матовую поверхность. Под этим листом помещают две-три матовых электрических лампочки, а в блоковых стенках основания вырезают круглые отверстия для вентиляции. Такая модель с включенным освещением позволяет видеть одновременно все горизонты, все вертикальные сечения и получить полное представление о геологической структуре рудного поля или о форме руд­ ного тела. При этом обеспечивается возможность ее пополнения новыми разведочными данными. Она позволяет рудничному геологу и маркшейдеру решать самые разнообразные вопросы разведки и подготовки месторож­ дения и эксплуатации.

Г л а в а X I I

П Е Р В И Ч Н А Я ЗОНАЛЬНОСТЬ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

1. Зональность магматических месторождений

Магматические месторождения, например, медно-никелевых руд ликвационного типа в процессе их образования испытывают гравитационную дифференциацию. Это приводит к возникновению донных залежей сульфид­ ных руд, где по их мощности можно различать верхнюю зону вкрапленных и брекчиевидных руд и нижнюю зону массивных сульфидных руд.

Наиболее полная дифференциация наблюдается в некоторых интру­ зивных массивах щелочных пород. В результате резкой дифференциации магматического расплава обособляются слои, имеющие форму пластов (псевдостратификация), падающих к центру массива. Рудные залежи с содержанием редких металлов выдержаны по простиранию и падению на сотни метров при очень небольшой и почти постоянной мощности. Это дает возможность применять минералогическое опробование по типам разрезов [4, 5].

126

2. Зональность скарновых месторождений

Многие скарновые месторождения железа, меди, вольфрама, молиб­ дена обладают хорошо выраженной зональностью. На Турьинских медных рудниках Урала Д. С. Коржинским описаны следующие зоны по направле­ нию от изверженных пород к известнякам: 1) кварцевые диориты; 2) освет­ ленные кварцевые диориты; 3) околоскарновая пироксен-плагиоклазовая порода; 4) пироксен-гранатовый скарн; 5) мономинеральный гранатовый скарн; 6) мономинеральный салитовый (пироксеновый) скарн; 7) мраморизованный известняк. К последним трем зонам приурочено медное оруденение [13].

На Гумешевском меднорудном месторождении (Средний Урал) в кон­ такте кварцевых диоритов с мраморизованными известняками И. И. Бу­ гаевым [2] установлены следующие зоны: 1) кварцевый диорит; 2) околоскарновый десилицированный кварцевый диорит; 3) пироксен-плагио­ клазовая порода; 4) пироксен-гранатовый (андрадит-гроссуляровый) скарн; 5) гранатовый (андрадитовый) скарн; 6) мрамор. Наиболее высокое содер­ жание меди наблюдается в скарнах.

Подобных примеров в геологической литературе описано немало. Зная порядок взаимного расположения отдельных зон относительно контакто­ вой поверхности, можно его использовать при разведке бурением и для направления забоев подготовительных горных выработок по зоне с наи­ большим оруденением.

3. Главные факторы первичной зональности

жильных месторождений

Первичную зональность жильных месторождений можно рассматри­ вать в зависимости от масштаба ее проявления. Изучение первичной зо­ нальности рудных поясов и рудных узлов выходит за рамки деятельности рудничного геолога. Поэтому ниже особое внимание обращено на первич­ ную зональность собственно рудных тел (рудных жил).

Первичная зональность рудных жил по их мощности, простиранию и падению объясняется закономерным изменением минерального и химиче­ ского состава руд в указанных направлениях. Зональность жил по мощ­ ности может быть симметричная и асимметричная. Она вызвана определен­ ной последовательностью отложения нерудных и рудных минералов на стенках жильной трещины. Зональность по мощности может также по­ явиться в результате сложного и длительного процесса рудообразования, когда, например, уже сформировавшаяся жила дробится при тектони­ ческих подвижках и цементируется более молодым минеральным веществом иного состава.

Наиболее важной для рудничного геолога является первичная зо­ нальность рудных жил по падению, по вертикали. Необходимо изменениям мощности и состава жил давать определенную количественную оценку. Вскрытие рудных жил на двух горизонтах уже дает рудничному геологу фактический материал для сравнения средних значений мощности и со­ держания металла по двум указанным уровням. Тем более это необходимо, когда число рабочих горизонтов составляет пять — семь. Экстраполяция

137