Пошуки родовищ корисних копалин
Короткий конспект курсу лекцій
Доцент Сокерін М.Ю.
Р. Сиктивкар, 2007 р.
Розділ 1. Введення у систему геологічного вивчення надр, пошуків, оцінки та розвідки родовищ корисних копалин. Стадії геологорозвідувальних робіт. Зміст пошукових робіт. Зміст розвідувальних робіт. Основні принципи класифікації, оцінки та обліку запасів та ресурсів корисних копалин.
Вступна лекція. Визначення та поняття. Місце вчення про пошуки та розвідку родовищ корисних копалин у системі наук про Землю. Коротка історія. Промислова класифікація з корисними копалинами. Законодавство про надра. Геологорозвідувальна галузь країни.
Цілі та завдання курсу. Прикладний курс знань «Пошуки та методика розвідки родовищ корисних копалин» є складовою вчення про корисні копалини, що з'ясовує умови освіти (генези), зміни (перетворення) та збереження сформованих тіл корисних копалин, умови знаходження та шляхи найбільш ефективного виявлення, оцінки та розвідки промислових родовищ корисних копалин (МПІ). Разом з курсом «Техніка розвідки МПІ», що вивчає технологію та методику розвідувального буріння та проходки поверхневих та підземних гірничо-розвідувальних виробок, цей курс і напрямок практичної (прикладної) геології іноді називають «Геологорозвідувальною справою» (за аналогією з «Гірничою справою», від якої геологораз справа колись відбрунькувалася).
Один із найбільших розвідників і теоретиків вчення про пошуки та розвідку МПІВолодимир Михайлович Крейтер, який працював у 30-х -60-х роках минулого століття, дав досить точне і чіткевизначення :
«Вчення про пошуки та розвідку корисних копалин є прикладна геологічна наука, що вивчаєумови знаходження та шляхи найбільш ефективного виявлення промислових родовищ корисних копалин » (Крейтер, 1969).
В.М. Крейтер вважав, що це вчення як самостійна наука геологічного циклу вперше оформилася на початку 30-х років ХХ століття в СРСР, коли з неї виділилася техніка розвідки. Але, незважаючи на досить вагомі підстави такого визначення часу народження та віку вчення про пошуки та розвідку МПІ, ймовірно, це дещо спрощений погляд.
Історія пошуків, оцінки та розвідки родовищ корисних копалин налічує багато тисячоліть. Згадаймо назви етапів розвитку людства – «кам'яний вік», «бронзовий вік», «залізний вік». З найдавніших часів люди використовували кам'яні знаряддя (сокири, різці, ножі), пізніше, використовуючи «підйомну руду» і приповерхневі родовища металів, що легко виявляються, і освоївши технологію переплавки міді і олова, створили бронзові знаряддя праці, пізніше навчилися виплавляти більш ту.
Спочатку використовувалася так звана «підйомна руда» - рудні уламки збиралися з поверхні землі, потім для видобутку корисних копалин все більше використовуються гірничі виробки (кар'єри, шурфи, шахти тощо).
З самого початку людської історії людей цікавило золото, спочатку як прикраси, пізніше як зразок цінності (вартості), а вже в новітній історії почали широко використовуватися видатні хімічні та фізичні властивості цього металу - його хімічна стійкість до різних окислювачів, висока електропровідність, ковкість - здатність розплющуватися до найтонших прозорих зеленого відтінку платівок і т.д. і т.п.
У всі часи людей цікавили і самі гірські породи як будівельний матеріал для будівництважитла, будівель, інженерних споруд тощо. і т.п.
Видобуючи копалини, люди одночасно вивчали і закономірності їх розміщення, накопичували досвід виявлення родовищ, закріплювали у пам'яті поколінь пошукові ознаки. Стародавні гірські виробки проходили з винятковою доцільністю, що вказує на те, що рудокопи добре розбиралися не тільки в рудах, а й у породах, що вміщають їх.
Ще в XVI столітті німецький вченийГеорг Агрікола, ймовірно, першим узагальнив досвід гірничо-металургійного виробництва і, систематизувавши його за процесами, виділив напрямок «пошуку та розвідка родовищ корисних копалин».
В Україні одна з перших історичних дат відкриттів викопних багатств відноситься до першої чверті XIII століття, коли (невідомо ким) було відкрито «Цильменське» родовище мідних руд у Печорському краї, яке чи не є першим відкриттям родовищ руд у давній Русі.
До цього, в 1700 р. Петром Першим в Україні було створено Наказ рудокопних справ, перейменований в 1718 р. в Бергколегію. Звідси бере початок Державна геологічна служба України, яка 6 років тому відзначила 300-річчя. Наказ рудокопних справ розробляв та розсилав на місця інструкції з пошуків, розвідок, випробування та розробки родовищ.
В.М. Татищевим, видатним діячем Петрівської епохи, в 1721 р. були засновані на Уралі гірські школи, з яких у 1725 р. було вирішено послати у складі Камчатської експедиції Берінгакілька людей «у розшуку і в пробах рудних навчених людей з належними інструкціями щоб ті, де знайдено будуть багаті метали чи мінерали, могли на великих пробах справді плід показати, не пропускаючи часу».
Таким чином, коли знайомишся з історією виявлення родовищта розвитку видобутку корисних копалин у найстаріших гірничорудних районах (на Уралі, в Забайкаллі - «. де золото риють у горах.», за кордоном (у США, Канаді, Південній Африці, Німеччині), то стає зрозумілим, що вчення про пошуки та розвідку МПІ, безсумнівно, має давнішу історію, ніж 30-ті роки минулого століття, і, як і для інших найважливіших напрямів науки (хімії, фізики, геології в цілому та ін.), напевно, непродуктивно намагатися визначити конкретний рік чи десятиліття оформлення цієї науки.
Тим не менш, можна говорити про те, що як в СРСР, так і за кордоном на початку 30-х років XX століття у зв'язку з різким зростанням потреб у металах, паливі, будівельній сировині (у зв'язку з військовими цілями, індустріалізацією, початком технічної революції 20-го століття) пошуки та розвідка МПІ оформилися в самостійний напрямок науки. Тут не можна перебільшувати роль вчених СРСР (Є.О.Погребицького, В.М. Крейтера, А.П. Прокоф'єва, В.І. Смирнова, М.М. Альбова), хоча вона і велика. Але одночасно з нашими вітчизняними роботами теорія та практика пошуків та розвідки МПІ у цей період активно розвивалося і за кордоном (США – Віктор Ліндгрен ще на початку 20-го століття читає курс лекцій з ПРМПІ у Мічиганському політехнічному інституті; з'являються серйозні роботи в цьому напрямку Німеччини). В останні роки активно працює над розвитком теорії та практики пошуків та розвідки МПІ Китай, який ввібрав теоретичні та методичні підходи та прийоми пошуків та розвідки з досвіду СРСР та США.
Поява в 30-х роках кафедр корисних копалин та методів пошуків та розвідки МПІ в системі геологічних ВНЗ та технікумівГУ, Львівського університетів та ін.), розвиток системи галузевих (в геологічній галузі) науково-дослідних інститутів – Центрального науково-дослідного інституту кольорових, благородних металів та алмазів (ЦНІГРІ), Всеукраїнського інституту мінеральної сировини (ВІМС), Всеукраїнського науково-дослідного геологічного інституту (ВСЕГЕИ) та ін. – сприяли становленню та зміцненню вчення про пошуки та розвідку родовищ корисних копалин.
Цей практичний напрямок геологічної науки - один із найважливіших та актуальних у всі часи. Сама геологія як наука розвивалася багато в чому завдяки тому постійному інтересу, який людство мало до корисних копалин, їх виявлення та вилучення для користі людей.
В даний час спектр корисних копалин, що використовуються людиною, дуже широкий і зростає в залежності від потреб сучасних технологій. Сучасний і перспективний (майбутній) розвиток технологій вимагає нових матеріалів з певними властивостями, нових корисних копалин.
Що ж таке «корисна копалина»? Це - природне утворення, що здобувається з надр, придатне для використання людиною у вигляді породи, мінералу, хімічного елемента, що видобувається.
Природні скупчення корисних копалин, вилучення яких із цих скупчень технічно і технологічно можливе й економічно рентабельно (беззбитково), називаються родовищами корисних копалин. Неясні за масштабами (розмірами), що виявляються, зазвичай невеликі, скупчення корисних копалин називаютьпроявами корисних копалин (для металевих корисних копалин з підвищеними - рудними - концентраціями металів вониназиваютьсярудопроявами). Іноді виділяють щепункти рудної мінералізації.
Корисні копалини утворюються внаслідок різноманітних геологічних процесів, що відбуваються як у глибинах Землі (ендогенні процеси), і її поверхні (екзогенні процеси). Ви вивчали ці процеси вже у першому геологічному курсі загальної чи динамічної геології. До ендогенних геологічних процесів, що призводять до утворення корисних копалин, відносяться магматизм, освіта, накопичення та рух гарячих і теплих внутрішньоземних рідин (насамперед, води та різноманітних водних розчинів) та газів (гідротермальні та пневматолітові процеси), тектонічні процеси (стиснення та розтягування величезних). блоків земної кори, що призводить до утворення складок, тектонічних порушень – розломів, розривів Земної кори), метаморфізм та метасоматоз. До основних екзогенних процесів рудоутворення (мінералоутворення) відносяться осадоутворення та вивітрювання.
Крім генетичної класифікації корисних копалин, існує промислова класифікація МПІ, з виділенням основних (головних) та другорядних промислових типів м-ній, для пошуків та розвідки яких застосовуються особливі комплекси методів та технічних прийомів.