Морфология и условия залегания тел полезных ископаемых

Месторождения полезных ископаемых локализуются в земной коре в виде конкретных геологических тел различной формы. Формы месторождений, а также отдельных рудных тел, являются предметом изучения морфологии, т.е. науки о формах. Применительно к месторождениям твердых полезных ископаемых наука морфология исследует условии залегания, форму и размеры рудных тел. Эти пространственно-морфологические параметры в совокупности дают полное, объемное представление о рудных телах, их изменениях в пространстве и являются важными горно-геологическими характеристиками, которые в значительной мере определяют схему вскрытия и выбор рациональных систем разработки месторождений.

По форме рудных тел месторождения полезных ископаемых подразделяются на три морфологических типа:

1. Изометрические рудные тела, характеризующиеся относительно одинако-выми размерами по трем направлениям в пространстве (рис.25а).

2. Плитообразные рудные тела, вытянутые в двух направлениях при малых размерах по третьему направлению (рис.25б).

3. Трубообразные рудные тела, имеющие удлинение по одному направлению при незначительных приблизительно равных размерах по двум другим (рис.25в).

Кроме того, в практике геологоразведочных и эксплуатационных работ часто фиксируются рудные тела сложной морфологии, являющиеся комбинациями указанных выше морфологических типов.

Контактами тел полезных ископаемых называют их границы с окружающими (вмещающими) породами. В случае наклонного или горизонтального залегания верхний контакт является висячим, а нижний лежачим. По характеру контакты бывают четкими (резкими), когда граница между полезными ископаемыми и вмещающими породами видна невооруженным глазом, и постепенными, если сплошная масса полезного ископаемого переходит в породу через зону постепенно убывающей вкрапленности. В этом случае граница между полезным ископаемым и породой устанавливается по результатам опробования. По форме контакты бывают ровными и сложными (извилистыми).

Мощность полезного ископаемого – это расстояние между кровлей (висячим контактом) и подошвой (лежачим контактом). Мощность может быть истинной (кратчайшее расстояние) и видимой (любое расстояние между кровлей и подошвой). Помимо геологического определения мощности существуют понятия промышленной мощности полезного ископаемого. Рабочей считается минимальная мощность, при которой полезное ископаемое целесообразно эксплуатировать. Этот вид мощности также иногда называют минимальной выемочной или кондиционной. Эксплуатационной называется суммарная мощность полезного ископаемого и породы, прихватываемой в процессе разработки. Полезная мощность определяется как сумма мощностей про-пластков полезного ископаемого в пределах эксплуатационной мощности.

Условия залегания тела полезного ископаемого (как и любого другого геологи-ческого тела) характеризуют его положение в пространстве. Помимо уже известных для горных пород элементов залегания (линия простирания, линия падения и угол падения) для характеристики условий залегания тел полезных ископаемых добавляются линия восстания и склонения. Линия восстания направлена в противоположном от линии падения направлении - в сторону наибольшего подъема тела. Угол восстания равен углу падения. Склонение тела полезного ископаемого – отклонение по мере углубления длинной оси рудного тела от направления простирания. Угол, образованный длинной осью рудного тела с линией простирания, называется углом склонения.

По характеру залегания тела полезных ископаемых могут иметь горизонтальное, наклонное (моноклинальное), складчатое или складчато-разрывное залегание.

Выдержанность оруденения является характеристикой степени прерывистости (или непрерывистости) полезного ископаемого в пределах его рабочего контура (или мощности). С этой точки зрения выделяются четыре типа залежей:

- выдержанные – в пределах тела полезного ископаемого по всей его площади (и мощности) участки, не содержащие промышленных концентраций полезного ископаемого, практически отсутствуют;

- относительно выдержанные – в пределах рабочего контура присутствуют участки с непромышленным оруденением или вообще безрудные, но общая площадь таких участков не превышает 25% всей площади тела полезного ископаемого;

- невыдержанные – внутри рабочего контура участки с нерабочей мощностью (или пустыми породами) занимают от 25 до 50%;

- крайне невыдержанные – площадь некондиционных участков или пустой породы составляет более 50% от площади всей залежи.

Выдержанность оруденения может также характеризоваться площадным или объемным коэффициентом рудоносности (К_р): выдержанные К_р - более 0,9; относительно выдержанные - К_р- 0,9-0,75; невыдержанные - К_р – 0,75 – 0,5 и крайне невыдержанные К_р - менее 0,5.

По возрастному соотношению с вмещающими породами различают две группы рудных тел (и месторождений): сингенетические и эпигенетические. Сингенетическими являются тела, сформировавшиеся одновременно или почти одновременно с окружаю-щими породами (рис. 26 – 1г, 3а). Эпигенетическими называются тела, образовавшиеся позднее вмещающих пород (рис.26 – 2а, б, в, г, д, 3в, г).

По соотношению с условиями залегания вмещающих пород и элементов структур выделяют тела согласные и секущие.

Секущие – тела полезных ископаемых, пересекающие вмещающие породы, или имеющие условия залегания, заметно отличающиеся от условий залегания вмещающих пород и элементов структур. Секущие тела всегда являются эпигенетическими по отношению к вмещающим породам.

Среди согласных тел следует различать полностью согласные, когда тела полезных ископаемых имеют те же условия (и элементы) залегания, что и вмещающие породы. Как правило, это тела, сингенетические по отношению к вмещающим породам (практически все осадочные месторождения).

Эпигенетические тела по этому признаку разделяются на три группы:

- согласные или почти согласные с элементами слоистости вмещающих пород (минерализованные пласты, тела гидротермально-осадочных и инфильтрационных месторождений);

- несогласные с напластованием окружающих пород, но согласные с контактными поверхностями пород различного состава или генезиса (тела в стратифицированных интрузиях, скарных, остаточные месторождения выветривания и др.);

- несогласные с напластованием окружающих пород или залегающие в неслоистых породах, но согласные с условиями залегания или положением рудовмещающих структур (тектонические трещины определенного порядка, пересечение трещин друг с другом или с замковыми частями складок и др.).

Глубина залегания – это расстояние по вертикали от земной поверхности до верхней кромки тела полезного ископаемого (поверхностные – выходящие на поверхность; приповерхностные - глубина залегания которых менее 100 м; глубинные - залегающие на глубинах более 100 м).

Глубина распространения оруденения – расстояние от земной поверхности до нижней границы оруденения. Размах оруденения – разность между глубиной распространения и глубиной залегания.

Рис. 26. Формы тел полезных ископаемых: 1) изометричные тела: а – шток (план); б – штокверк; в – гнезда; г – линзы и чечевицы (переходная форма к плитообразным телам); 2) жильные тела: а – четковидная; б – камерная; в – седловидная; г – сетчатая; д – лестничная; 3) плитообразные (плоские тела): а – простой пласт; б – сложный пласт; в – простая жила; г – сложная жила.