Морфология и строение залежей полезных ископаемых, строение руды и методы исследования полезных ископаемых

По особенностям формы можно выделить три группы полезных ископаемых:

• 1—тела, вытянутые в трех направлениях;
• 2—тела, вытянутые в двух направлениях;
• 3 — тела, вытянутые в одном направлении.

Тела первой группы развиты в трех направлениях. Разновидность тел первой группы — изометричные тела, примерно одинаково развитые во всех направлениях. Иногда выделяют четвертую группу — неправильные тела, но, как правило, их относят к первой или реже ко второй группе.

К телам первой группы относятся гнезда и штоки. Гнезда — это небольшие тела неправильной, иногда округлой или овальной формы (рис. 3). Диаметр гнезда — один из главных элементов, определяющий их величину. Обычно он равен нескольким метрам, иногда десятым долям метра. Штоки отличаются от гнезд больши­ми размерами, их диаметр — десятки, иногда сотни, реже тысячи метров (рис. 4). Штокообразные тела более или менее изометричной или неправильной формы, в которых промышленные компоненты расположены в мелких жилках, а также в виде вкрапленности, на­зываются штокверками.

К телам, вытянутым в двух направлениях, или плоским телам, относятся пласты, пластообразпые тела и жилы. Пласт — это плитообразное тело осадочного генезиса, отделенное от вмещающих его пород плоскостями напластования. Важнейший параметр пласта — его мощность. Пластообразными телами являются залежи, напоминающие по форме пласты, но образовавшиеся путем замеще­ния вмещающих пород в результате эндогенных процессов, (магма­тических или постмагматических), а также явлений эпигенеза в осадочных толщах.

Жилы — это вытянутые в двух направлениях простые тела или выполнившие трещины в горных породах, или разрывающиеся вдоль трещин или других проницаемых зон, доступные для проникновения растворов, образовавшихся путем замещения вмещающих пород. Мощность жил обычно измеряется от сантиметров до десятков мет­ров; она или сравнительно постоянная, или изменчивая — то увеличи­вающаяся в раздувах, то уменьшающаяся в пережимах. Жилы с чередованием раздувов и пережимов называют четковидными. Нередко жилы ветвятся, т. е. одна из жил разделяется на две или несколько. При расположении жилы в шарнирах складок формируются изогну­тые жилы с максимальной мощностью в зоне изгиба (рис. 5). Камер­ные жилы имеют резкие раздувы — камеры (рис. 6). Поверхность, отделяющая жильное тело от вмещающих пород, называется зальбандом. Нередко вмещающие породы около жил изменены гидро­термальными процессами. Эти изменения называют околожильными.

Линзы занимают промежуточное положение между изометричными и плоскими телами. По форме они напоминают чечевицу, т. е. в центральных частях тел мощность существенно больше, чем в пери­ферических. Линзы отмечаются и в осадочных, и в эндогенных место­рождениях. Нередко встречаются сложные линзы, в том числе и ветвящиеся. В выпуклых линзах мощность центральной части суще­ственно больше мощности периферических участков при общем высо­ком градиенте мощности. Плоские линзы приближаются по форме к пластам или пластообразным залежам.

Трубы, или трубообразные залежи, (рис. 7) также относятся к телам полезных ископаемых, вытянутых в одном направлении. Важный параметр труб — диаметр сечения и длина. Диаметр может быть более или менее постоянным или изменяется в различных час­тях труб.

Кроме того, встречаются рудные тела весьма сложной формы, существенно отличающиеся от охарактеризованных. Среди них сле­дует отметить тела переходного типа между известными формами. Например, лентообразные залежи представляют собой переходный тип между второй и третьей группой тел. Они характеризуются большей протяженностью, а незначительной шириной и мощностью напоминают ленты. Тела полезных ископаемых или имеют постепен­ные переходы во вмещающие породы и в таком случае их границы нередко определяются только опробованием, или резкие, отчетливые.

Полезные компоненты внутри тел распределяются по-разному. При равномерном распределении участки тел, обогащенные полезным компонентом, называются рудными столбами. Форма рудных столбов различная: гнездовая, линзовидная и др. Формирование рудных столбов обусловлено в основном структурно-тектоническими и физико-химическими причинами. К последним относится, например, смена состава вмещающих горных пород, влияющих на характер выделения полезных компонентов из рудоносных растворов. В ряде случаев рудные столбы возникают на тех участках, где рудоотложение происходило неоднократно. В существенной мере это зависит от повторяющихся тектонических подвижек. В. М. Крейтер выделяет на основании структурных условий 14 типов рудных столбов:

• рудные столбы, связанные с участками пересечения и разветвления трещин,
• приоткрывания при тектоническом перемещении блоков,
• внутриминерализационных открытых швов,
• расширения трещин при переходе в более хрупкие породы,
• экранирования непроницаемыми для рудоносных растворов породами и экранирования трещинами и сбросами и др.

Возникновение рудных столбов связывают с участками сопряжения трещин (участками куполовидных осложнений в шарнирных и крыльевых зонах складок, пересечения трещинами благоприятных пород, пересечения трещинами контактов горных пород с различными физическими свойствами), участками приоткрывания в складки волочения, а также с участками, где рудоподводящие каналы переходят в зоны дробления.

Нередко внутри рудных тел наблюдается много включений пустых пород, осложняющих строение залежей. Пласты полезного ископаемого иногда разбиты прослоями пустых пород на отдельные пачки. От тел полезных ископаемых могут отходить относительно небольшие ответвления — отростки, получившие название апофиз (рис. 8). В наклонно залегающих вытянутых телах полезных ископаемых выделяют висячий и лежачий бока, примыкающие соответственно к верхнему и нижнему контактам. Постепенное уменьшение мощности тел полезных ископаемых, вплоть до непромышленной или полного исчезновения, называется выклиниванием. Иногда в месте выклинивания тела разветвляются на мелкие непромышленные тела или отдельные мелкие прожилки.

Тела полезных ископаемых, контакты которых залегают согласно с залеганием вмещающих пород, называются согласными, а если тела рассекают слои осадочных или иных вмещающих пород под каким-либо углом, то их называют секущими.

Для выяснения ориентировки в пространстве определяют простирание и падение тел полезных ископаемых. Определение азимута простирания и угла падения принципиально не отличается от приемов, известных из курса структурной геологии. Однако для некоторых тел этого недостаточно и приходится вводить понятие о склонении. Это связано с отклонением оси тел полезных ископаемых от направления падения тел, т. е. с перемещением тел в плоскости падения.

Под углом склонения понимают угол, составленный линией простирания с направлением наибольшей вытянутости тела в плоскости его падения (рис. 9). Чтобы легче понять, что такое склонение, представим наклонно залегающий пласт известняка, разбитый системами трещин, расположенных под углом к линии падения этого пласта. Если к этим трещинам приурочена рудная залежь, то угол склонения будет соответствовать углу, образованному линией падения трещин и линией падения пласта известняка. Иногда необходимо знать угол, образованный осью тела полезного ископаемого и ее проекцией на горизонтальную плоскость. Этот угол называют углом ныряния, или скатывания. Угол скатывания определяется для трубо- или линзообразных тел, вытянутых по падению больше, чем по простиранию.

Для месторождений полезных ископаемых, формирование которых связано с поступлением рудоносных растворов или расплавов, огромную роль играют пути проникновения этих растворов (или расплавов). Выделяют рудоподводящие, рудораспределяющие и рудовмещающие структуры (рис. 10). Рудоподводящие структуры служат путями проникновения рудоносных растворов из глубинных зон в пределы рудоносных геологических структур. Из первых эти растворы проникают в рудораспределяющие структуры, определяющие более узкие участки локализации оруденения. Непосредственно рудные залежи приурочены к рудовмещающим структурам. Систематике рудовмещающих структур, имеющих исключительно важное значение в локализации тел полезных ископаемых, большое внимание уделяли А. В. Королев, В. М. Крейтер и другие исследователи.

 

В. И. Смирнов выделяет шесть групп структур:

• 1— согласные,
• 2—секущие крупных разломов,
• 3 — секущие тектонических трещин,
• 4—плутоногенные,
• 5 — вулканогенные,
• 6 — комбинированные.

К согласным структурам слоистых толщ относятся тела в шарнирах складок (рис. 11), во флексурах, в зонах межпластовых и внутрипластовых срывов и дробления, под водонепроницаемыми экранами и в пластах, благоприятных для осаждения рудоносного «груза», в породах. В частности, в шарнирах антиклинальных складок могут задерживаться растворы, что способствует формированию здесь залежей. Нередко для рудоотложения благоприятны карбонатные породы, породы, обогащенные органическим веществом, или породы хрупкие, более легкодробимые.

Секущие тела в крупных разломах приурочены к надвигам, к сбросам и сдвигам. К секущим структурам тектонических трещин относятся тела в трещинах отрыва и скола. Тела в трещине скола обычно имеют более выдержанную мощность и большую протяженность, чем в трещинах отрыва. Кроме того, к этой же группе относятся тела в трещинах оперения, на пересечении трещин, в зонах трещиноватости и рассланцевания. К группе плутоногенных структур относятся тела в структурах магматического расслоения, последовательных инъекций магмы, в структурах магматического течения, в трещинах контракции, в контактах согласных и секущих интрузий. К группе вулканогенных структур принадлежат тела в вулканических жерлах, в вулканических кальдерах, в трубках взрыва, в кольцевых трещинах и структурах вулканического наслоения.

К комбинированным структурам В. И. Смирнов относит тела на пересечении трещин и пластов.