Введение

Минерально-сырьевая база является одной из основ функционирования народного хозяйства. Минеральное сырье служит главным источником производства энергии (нефть, газ, уголь, радиоактивное сырье), черных, цветных, редких и благородных металлов, стройматериалов, минеральных удобрений и многих других видов горно-рудной продукции.

Созданием и развитием минерально-сырьевой базы занимается геолого-разведочная отрасль, главная задача которой состоит в обнаружении и подготовке к эксплуатации месторождений полезных ископаемых, а также в геологическом обслуживании эксплуатируемых месторождений.

Месторождение – природное и техногенное скопление минерального сырья, которое технически возможно и экономически выгодно разрабатывать.

Геолого-разведочные работы представляют собой длительный многоступенчатый процесс, который можно разделить на несколько крупных последовательных этапов:

– создание геологической основы для прогнозирования и поисков месторождений путем организации и проведения геолого-съемочных и геофизических работ;

– прогнозирование и поиски месторождений полезных ископаемых с применением геологических, геофизических и геохимических методов;

– подготовка месторождений к промышленному освоению путем проведения разведочных работ с целью всестороннего изучения количества, качества и условий залегания минерального сырья;

– геологическое обслуживание эксплуатируемых месторождений путем организации рудничной или шахтной геологической службы для планирования и управления добычей минерального сырья.

На всех этапах геолого-разведочные работы сопровождаются выяснением закономерностей размещения, оценкой количества и качества минерального сырья, а также оценкой экономического значения предполагаемых или выявленных месторождений полезных ископаемых.

Следовательно, основным объектом исследования в геолого-разведочной отрасли являются промышленные месторождения полезных ископаемых, к которым относятся природные, а в последнее время и техногенные (созданные человеческой деятельностью) скопления минерального сырья, которые технически возможно и экономически целесообразно использовать в народном хозяйстве.

Разведка месторождений, чему посвящена данная книга, является одним из важнейших этапов геолого-разведочных работ. Главная цель ее – подготовка месторождений к промышленному освоению. В процессе разведки неоднократно приходится решать практически одни и те же задачи, но на разных по размеру участках и с разной степенью детальности. В ходе разведки изучаются следующие параметры месторождений:

– форма, размеры и условия залегания тел полезных ископаемых;

– строение тел полезных ископаемых;

– количество и качество полезного ископаемого, включая его технологические свойства;

– горно-технические и гидрогеологические условия вскрытия и эксплуатации месторождения.

Получение этих данных требует проведения соответствующих наблюдений, замеров, испытаний проб полезных ископаемых и вмещающих пород. Сложность задачи состоит в том, что месторождения неоднородны, свойства полезных ископаемых и вмещающих пород меняются в пространстве, а наблюдения над ними осуществляются в отдельных пунктах или сечениях, тогда как необходимо знать их во всем объеме месторождения. Поэтому одна из основных задач разведки состоит в изучении изменчивости оруденения и разработке методов научного прогнозирования геологических показателей в пространстве между пунктами наблюдений и по месторождению в целом.

Надежность прогнозирования, достоверность прогнозируемых показателей зависят не только от изменчивости оруденения, но и от числа пунктов наблюдений и их пространственного размещения. Отсюда возникает вторая научная задача разведки – построение разведочной системы, т.е. выбор наиболее рационального размещения пунктов наблюдений (разведочные выработки, пробы и пр.), позволяющий при минимуме затрат осуществить достаточно надежное прогнозирование геологических показателей.

Когда изучены геологическое строение месторождения и изменчивость геологических показателей, возникает следующая задача разведки – проведение границ тел полезных ископаемых и тем самым границ месторождения. Суть дела состоит в том, что можно провести много вариантов границ между рудой и пустой породой и нужно отыскать наилучший вариант. Эта задача носит экономический характер и сводится к обоснованию кондиций – предельных требований к качеству, количеству и условиям залегания полезных ископаемых. В процессе исследования сравниваются различные варианты проведения границ между рудой и пустой породой и, исходя из экономических соображений, выбирается оптимальный вариант, который и находит выражение в кондициях.

Когда определены границы тел полезных ископаемых и они показаны на геологических чертежах (планах, разрезах, проекциях), то необходимо оценить запасы и качество полезного ископаемого с разделением по участкам, рудным телам, блокам и категориям запасов. На основе подсчета запасов решаются другие задачи технического и экономического характера: экономическая оценка месторождения, проектирование горного предприятия и планирование добычи полезного ископаемого.

Таким образом, в процессе разведки месторождения приходится решать ряд взаимосвязанных научных задач:

– получение всесторонней информации о свойствах полезного ископаемого и вмещающих пород;

– изучение изменчивости свойств полезного ископаемого и вмещающих пород;

– анализ и обоснование разведочной системы, т.е. наиболее рационального размещения пунктов наблюдений;

– обоснование кондиций на минеральное сырье и оконтуривание тел полезных ископаемых по оптимальному варианту;

– оценка запасов и качества полезного ископаемого в блоках, рудных телах и по месторождению в целом;

– оценка экономической значимости месторождения и его отдельных участков для принятия решений о необходимости или очередности их освоения.

Перечисленные задачи приходится решать неоднократно по мере разведки, иначе говоря, разведка месторождений осущест-вляется методом последовательных приближений.

В ходе разведки месторождений накапливается большое количество геологической информации: результаты геологической документации разведочных выработок, данные опробования, материалы геофизических и гидрогеологических измерений и многие другие. Эффективная обработка обширной геологической информации при разведке месторождений требует применения ЭВМ.

Дисциплина "Разведка и оценка месторождений полезных ископаемых" тесно связана с дисциплинами "Прогнозирование и поиски месторождений полезных ископаемых", "Рудничная и шахтная геология" и "Горно-промышленная геология". Во многих ранее изданных учебниках они объединены под названием "Поиски и разведка полезных ископаемых". Кроме того, отдельные разделы (такие, как опробование, подсчет запасов и др.) освещены в многочисленных учебных пособиях и монографиях.

Первый курс разведочного дела в нашей стране был прочитан в 1924 г. в Петроградском горном институте горным инженером К.П.Марковым, с 1927 г. его читал горный инженер-геолог И.С.Васильев. В 1930 г. в Ленинградском горном институте горным инженером В.В.Котульским была организована первая в России кафедра разведочного дела, которую возглавил С.В.Кумпан. Такая же кафедра была организована В.М.Крейтером в Московском геологоразведочном институте. В дальнейшем подобные кафедры были открыты в других вузах страны (в Екатеринбурге, Красноярске, Иркутске, Новочеркасске и др.). Кафедры разведочного дела явились важными центрами развития науки о поисках и разведке месторождений и сыграли большую роль в подготовке квалифицированных кадров инженеров-геологов для нашей страны и ряда зарубежных стран.

Вопросы методики разведки и оценки месторождений рассмотрены во многих опубликованных работах. Из фундаментальных трудов следует отметить учебники и учебные пособия В.И.Смирнова, В.М.Крейтера, А.А.Якжина, М.Н.Альбова, Е.О.Погребицкого, А.Б.Каждана, В.Ф.Мягкова и возглавляемых ими коллективов. Вопросам поисков и разведки месторождений посвящен журнал "Разведка и охрана недр". Статьи по разведке и оценке месторождений публикуются в журналах "Известия высшей школы", "Горный журнал", "Горный вестник", в сборниках по рудным и нерудным месторождениям.

Несмотря на то, что в других странах с развитой горно-добывающей промышленностью уделяется определенное внимание вопросам методики поисков и разведки месторождений, их достижения слабо освещены в русской литературе. Переведенные на русский язык монографии посвящены преимущественно оценке запасов и горно-промышленной геологии. Статьи, представляющие интерес для геологов, публикуются в журналах "Economic Geology", "Mining Journal", "Mining Аnnual Review", "Mining and Metallurgical Engineers" и в ряде других.