Введение. 
Формы и размеры, характер и форма контактов тел полезных ископаемых

Минеральные агрегаты, представляющие собой полезные ископаемые, залегают в земной коре в виде геологических тел различной формы и пространственного положения. Морфологические параметры тел (и месторождений) полезных ископаемых зависят от многих факторов — условий образования, особенностей геологического строения тех участков земной коры, к которым они приурочены, от развития этих участков уже после образования месторождений и др.

Поскольку тела полезных ископаемых являются объектами горного производства, то морфология и условия их залегания в значительной степени определяют выбор способа вскрытия и разработки, способа проходки и крепления горных выработок, выбор технологических схем добычи и переработки минерального сырья, а также полноту извлечения полезных ископаемых из недр.

Кроме того, для подсчета запасов, т. е. определения количества полезного ископаемого, содержащегося в месторождении или отдельной его части, необходимо знать объем, занимаемый им в пространстве.

Таким образом, оценка морфологических условий является одной из важнейших задач изучения месторождений как в процессе их разведки, так и при эксплуатации.

Целью данной курсовой работы является изучение основных морфологических типов залежей полезных ископаемых в земной коре, описание их формы, размеров, условий залегания по графическим геологическим материалам.

морфологический тип полезное ископаемое.

Формы и размеры, характер и форма контактов тел полезных ископаемых

Телом или залежью полезного ископаемого называется ограниченное со всех сторон скопление природного минерального сырья, приуроченное к определенному структурному элементу или к комбинациям таких элементов.

Для месторождений твердых полезных ископаемых выделяются три морфологических типа залежей — изометричные, плоские и вытянутые в одном направлении.

Изометричные тела полезных ископаемых представляют собой скопления минерального вещества, примерно равновеликие во всех измерениях. К ним относятся штоки, штокверки и гнезд.

Штоком называется крупная более или менее изометричная залежь сплошного или почти сплошного минерального сырья, имеющая секущие контакты с вмещающими породами и размеры в поперечнике — более 10 м (рисунок 1).

Штоки чаще всего образуются на сплошном пересечении многих трещин, приобретая вдоль них многочисленные ответвления и утолщения. При этом шток может превратиться в сложное и неправильное штокообразное тело размером до десятков и сотен метров. Примером залежей этого типа могут служить штоки каменной соли, гипса, штоки и штокообразные гидротермальные метасоматические залежи медных, свинцовых, цинковых и др. руд (рисунок 2).

Рисунок 1 — Шток (план).

1 — четвертичные рыхлые отложения; 2 — четвертичная лава; 3 — верхнемеловые туфы; 4 — огипсованные туфы; 5 — вторичные кварциты; 6 — дайки кварцевых альбитофиров; 7 — рудное тело; 8 — буровые скважины Рисунок 2 — Шток медносульфидной руды (разрез) Гнездом называется небольшое (менее 10 м в поперечнике) скопление полезного ископаемого (рисунок 3). Такую форму имеют тела некоторых месторождений золотых, свинцово-цинковых, хромитовых, ртутных и др. руд.

Рисунок 3 — Гнезда руды в минерализованной породе Когда шток или гнездо сплющены в одном направлении, образуются линзы и чечевицы — тела, переходные по форме от изометричных к плитообразным (рисунок 4).

А — линза (план); Б — чечевица (план); В — линза (разрез) Рисунок 4 — Линза и чечевица Линза — плитообразное тело, имеющее максимальную мощность в центре и выклинивающееся по всем направлениям. Мощность линзы невелика по сравнению с ее протяженностью. Чечевица — линза большой мощности при относительно меньших линейных размерах. Примером тел такой формы могут служить линзы, сложенные высокосортными солями, ценной огнеупорной глиной, чистым кварцевым песком среди лагунных песчано-глинистых отложений (рисунок 5), а также линзы и линзообразные тела аллювиальных россыпных месторождений золота, вольфрамита, касситерита и др. (рисунок 6).

• 1 — почва; 2−7 — пески: 2 — древнеаллювиальные косослоистые;
• 3 — белые, слабо окрашенные; 4 — светлые с линзами чисто белых;
• 5 — высокосортные белые; 6 — ожелезненные; 7 — глауконитовые

Рисунок 5 — Геологический разрез месторождения стекольных песков.

• 1 — почвенный слой; 2 — торфа; 3 — пески (пласт);
• 4 — безрудный аллювий; 5 — коренные породы (плотик)

Рисунок 6 — Строение аллювиальной россыпи Карманом называют небольшие тела неправильной формы, быстро выклинивающиеся на коротком расстоянии. Скопления минерального вещества в виде карманов характерны для месторождений коры выветривания (бокситов, силикатов никеля, магнезита) и аллювиальных россыпей (рисунок 7).

золотая россыпь;

1 — плотик; 2 — богатый золотоносный карман Рисунок 7 — «Карман» в аллювиальной золотоносной россыпи Штокверк представляет собой более или менее изометричный объем горной породы, пронизанный различно ориентированными прожилками и насыщенный вкрапленностью минерального вещества (рисунок 8). Границы промышленной залежи в пределах штокверка устанавливаются по данным опробования. В качестве руды в данном случае рассматривается масса горной породы с прожилками и вкраплениями, если она удовлетворяет требованиям кондиций.

Рисунок 8 — Штокверк Штокверки характерны для многих месторождений молибдена, олова, меди, полиметаллов, золота (рисунок 9).

1 — сульфидно-кварцевые прожилки; 2 — кварц-карбонатные прожилки; 3 — измененные гранодиориты Рисунок 9 — Штокверк прожилков золоторудного месторождения (стенка штольни) Плитообразные (плоские) тела. Тела такой формы характеризуются двумя большими и одним (мощность) значительно меньшим размерами. Это самый распространенный в природе морфологический тип, к которому принадлежат пласты и жилы.

Пласт — плитообразное тело обычно осадочного происхождения, отделенное от других пород более или менее параллельными плоскостями напластования (нижней — подошвой и верхней — кровлей пласта). Пласты могут быть простыми, когда они однородны по составу и не включают прослоев вмещающих пород, и сложными, состоящими из чередующихся прослоев полезного ископаемого и вмещающих пород (рисунок 10).

По мощности пласты могут иметь раздувы и пережимы, простое (путем постепенного уменьшения мощности) или сложное (путем расщепления на ряд прослоев) выклинивания (рисунок 11).

Рисунок 11 — Типы расщепления угольных пластов Примерами могут являться пласты угольных, марганцевых, железорудных месторождений, минеральных солей, фосфоритов.

В угольной геологии помимо геологического определения мощности существует промышленное разделение пластов по мощности:

весьма тонкие — до 0,5 м;

тонкие — 0,5 — 1,3 м;

средней мощности — 1,35 — 3,5 м;

мощные — 3,55 — 15,0 м;

весьма мощные — более 15 м.

По степени выдержанности угольные пласты делятся на:

выдержанные;

относительно выдержанные;

невыдержанные.

Тела полезных ископаемых неосадочного происхождения, но близкие по форме к пластам, принято называть пластообразными залежами. От пластов они отличаются меньшими размерами по простиранию и падению, но большей и менее выдержанной мощностью (рисунок 12).

• 1 — ледниковые отложения; 2 — красные песчаники;
• 3 — гипсосодержащие брекчии; 4 — известняки;
• 5 — песчаники; 6 — руда

Рисунок 12 — Пластообразная залежь гематитовой руды Жилы представляют собой трещины в горных породах, заполненные минеральным веществом полезного ископаемого. Они также относятся к плитообразным телам, поскольку, протягиваясь по простиранию и на глубину на десятки и сотни метров, они характеризуются значительно меньшим третьим измерением — мощностью, которая обычно изменяется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Резкое уменьшение мощности жилы говорит о ее выклинивании или пережиме, а увеличение мощности — о раздуве. Поверхности, по которым минеральное вещество жилы соприкасается с вмещающими породами, называются зальбандами. Прилегающие к жиле породы нередко бывают изменены и минерализованы.

Жилы, как и пласты, делятся на простые и сложные. К простым относятся одиночные минерализованные трещины, к сложным — системы переплетающихся трещин, зон дробления и т. д. (рисунок 13).

а — простая; б — сложная (точками показаны околожильно измененные породы) Рисунок 13 — Жилы По деталям морфологии среди жил различают ветвящиеся, камерные, четковидные, рубцовые, лестничные, седловидные.

Для ветвящихся жил типично наличие ответвлений (апофиз) от основной рудной жилы в сторону лежачего и висячего боков (рисунок 14). Такие формы характерны для слюдоносных и редкометальных пегматитов и золотоносных жил.

1 — гнейс; 2 — кварцевый порфир; 3 — жила Рисунок 14 — Разветвление жилы В камерных (рисунок 15) и четковидных (рисунок 16) жилах по их простиранию чередуются раздувы различной формы и пережимы. Тела такой формы образуют месторождения цветных, редких и благородных металлов.

Рисунок 15 — Камерная жила.

Рисунок 16 — Четковидная жила Разновидностью четковидных жил являются рубцовые жилы, в которых линзовидные раздувы и пережимы расположены равномерно (рисунок 17). Чаще всего образуются по трещинам выщелачивания в известняках.

Рисунок 17 — Рубцовая жила Лестничные жилы (рисунок 18) состоят из целой серии суб — параллельных коротких рудных жилок, располагающихся перпендикулярно стенкам. Такие жилы особенно характерны для золото-рудных месторождений.

Рисунок 18 — Лестничная жила Седловидные жилы (рисунок 19) приурочены к замковым частям складчатых структур. Такие тела являются довольно распространенными в колчеданных, полиметаллических, сурьмяных, золо-торудных месторождениях.

1 — песчаник; 2 — кварц; 3 — сланец Рисунок 19 — Седловидная жила Жильные месторождения иногда состоят из одной жилы, а чаще из групп — пучков или семейств жил.

Трубообразные тела. Тела полезных ископаемых такой формы вытянуты по одной оси. Поперечное сечение таких тел может быть изометричным, эллиптическим, линзообразным (рисунок 20). Морфология и условия залегания этих тел определяются углом погружения, длиной по направлению погружения и поперечным сечением. Угол погружения — это угол между горизонтальной плоскостью и осью трубообразного тела, он может изменяться от 0 до 900. Размеры поперечного сечения и длина оси труб достаточно изменчивы. Наиболее крупные трубки или трубообразные тела имеют размер в поперечнике более 100 м при глубине в несколько сотен метров, редко до 1 км и более.

1 — наносы; 2 — кимберлит измененный желтый; 3 — кимберлит измененный зеленый; 4 — кимберлит неизмененный; 5 — карбонатные породы, а — план; б — разрез Рисунок 20 — Трубообразное тело (кимберлитовая трубка) На месторождениях полезных ископаемых трубообразные тела встречаются довольно редко. Наиболее типичные их представители — алмазоносные трубки взрыва и рудные столбы. Рудными столбами называют обогащенные полезными компонентами участки столбообразной формы, заключенные среди более бедных руд.

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