Морфология и элементы залегания тел полезных ископаемых

Месторождения по запасам минеральных ресурсов подразделяются на уникальные, крупные, средние и мелкие; по площади они могут быть мелкими, средними и большими, иногда в десятки километров. Это зависит от морфологии тел и условий их залегания факторов, влияющих на выбор разведочных систем, формы и плотности сети горных выработок и скважин, способа вскрытия и системы разработки.

Морфология (морфо-форма) тел полезных ископаемых определяется их очертаниями в различных плоскостях. Приняв за основу очертания тел в трех системах плоскостей (разрезов), взаимопересекающихся под прямыми углами, можно получить приближенные модели их объемной конфигурации в пространстве. Чем меньше расстояния между разрезами в каждой системе, тем точнее объемная модель отражает форму тел.

Форма тел полезных ископаемых тесно связана с условиями их образования и во многом определяется структурными факторами. По времени образования относительно вмещающих пород тела полезных ископаемых разделяются на сингенетические, образовавшиеся с ними одновременно, и эпигенетические, возникшие позднее.

Форма тел полезных ископаемых может быть самой разнообразной. Однако учитывая специфику их отработки и применяемые при этом технические средства, отмечают общую тенденцию к упрощению форм при оконтуривании. Обычно они приводятся к объемам, ограниченным плоскими поверхностями.

По соотношению площадей рудных контуров в трех системах разрезов выделяются изометричные, плоские и вытянутые вдоль одной оси тела. В изометричных телах рудоносные площади во всех системах плоскостей приблизительно равновелики, К ним относятся штокверки, штоки, гнезда и шлиры.

Штокверки – это большеобъёмные (от сотых долей до n · 1км³) блоковые структуры, сложной формы, насыщенные жилами, прожилками и участками вкрапленной рудной минерализации, пригодными для валовой отработки. Они могут быть изотропными, если величина изменчивости по всем трем системам разрезов одинаковая, или анизотропными при различной степени изменчивости. Анизотропное строение чаще всего обусловлено развитием разноориентированных систем трещин с рудной минерализацией (рис. 8).

Рис. 8. Блок-диаграмма рудного штокверка, По В.И. Смирнову: 1 – граниты; 2 – рассеянная рудная минерализация; 3 – рудные жилы и прожилки

Шток характеризуется значительными размерами концентрацией полезных компонентов. В рудном штоке бывают интенсивно проявлены метасоматические процессы, приводящие к образованию свинцово-цинковых залежей. Известны штоки метаморфизованных железных руд, например, месторождения Кривого Рога. Нередко отмечается секущее положение штока, Например, соляной диапир в Прикаспийской впадине.

Гнездо в отличие от штока имеет меньшие размеры, изометричную форму и слабоволнистые контуры. Гнездовое оруденение характерно для сурьмяных, и в особенности ртутных, месторождений.

Шлиры – это небольших размеров минеральные обособления, не имеющие резких переходов во вмещающие их изверженные породы.

Плоские тела также моделируют в трех взаимно ортогональных системах разрезов в соответствии с направлениями анизотропии. Направление максимальной изменчивости совпадает с мощностью, а минимальное и промежуточное – соответственно с простиранием и падением (шириной) тела. Последние два, наиболее протяженные направления находятся в продольной плоскости. Поперечным плоскостям соответствуют одно короткое измерение (мощность) и другое – либо по простиранию, либо по падению. К плоским тепам относятся простые и сложные пласты и жилы. Их проецируют при пологом залегании на горизонтальную, а при крутом падении на вертикальную плоскости. Эти проекции, удобные в практическом отношении, используются при проектировании разведочных и эксплуатационных горных выработок и скважин, подсчете запасов. Проекции, поперечные к простиранию, – разрезы – и падению – погоризонтные планы, являются наиболее информативными моделями глубинной структуры месторождения, морфологии и внутреннего строения его рудных тел и вмещающих пород.

Пластовые залежи характерны для экзогенных, некоторых позднекристаллизационных магматических и вулканогенных гидротермальных месторождений, а пластообразные для ликвационио-магматических, скарновых и альбитит-грейзеновых месторождений. Пластовые тела большей частью сингенетичные с осадочными и вулканогеннo-осадочными формациями и иногда занимают большие территории.

Тела жильной формы распространены: почти во всех эндогенных месторождениях, особенно в гидротермальных. Жильные тела могут быть секущими или согласными.

Известны разнообразные формы жил (рис, 9, а, в, г, д, е), Простые жилы имеют форму плит. Сложные жилы могут быть ветвящимися, линзовидными, четковидными, камерными, лестничными. Ответвления и прожилки, отходящие от жил во вмещающие боковые породы, называются апофизами. Последние могут быть значительных размеров и даже разрабатываться. По взаимному расположению жилы делятся: на радиальные, кулисообразные, параллельные и другие, а также прожилковые зоны. Они избирательно приурочены к определенным структурно-формационым комплексам.

Тела, линейно вытянутые по одной оси, имеют трубчатую или удлиненную призматическую форму. Для них информативной является система разрезов (сечений), ортогональных к оси тела, совпадающей с единственным направлением анизотропии, поскольку в плоскости кругового сечения тело практически изотропно. Трубчатые тела характерны для магматических, карбонатитовых и скарновых месторождений (см.рис. б, в, е).

Рис. 9. Секущие жильные и трубчатые рудные тела. По А.В. Королеву, П.А. Шехтману:

а – жила; б – рудный столб; в – трубчатая жила сплошная; г – сплошная жила; д – лестничные жилы; е – трубчатая жила кольцевая.

Залегание тел полезных ископаемых по отношению к вмещающим слоистым породам может быть секущим (см.рис. 9) или согласным (рис. 10), а по отношению к интрудирующим магматическим породам выделяют контактовые рудные тела (рис. 11).

Элементы залегания тел полезных ископаемых определяются в градусах относительно географических координат (это азимуты простирания и падения, от 0 до 360^о) и горизонта (угол падения, от 0 до 90^о) (рис, 12, а, б). Азимут простирания – это угол, образованный между линией пересечения тела с горизонтальной плоскостью и географическим меридианом. Азимут падения

указывает направление падения относительно стран света (СВ, ЮВ, ЮЗ, ЮВ), отличаясь от азимута простирания на 90⁰.

По величине угла падения рудных тел различают залегание: субгоризонтальное (до 5°), пологое (5-25°), наклонное (25-45^о), крутое (45-85°) и субвертикальное (>85^о).

Рис. 11. Контактовые рудные тепа. По А.Б. Королеву, П.А. Шехтману:

а – пластообразная рудная залежь; б – линзовидная рудная залежь; в – линза.

Кроме того, к элементам залегания относятся углы склонения и ныряния, характерные соответственно для жилообразных и трубчатых тел. Угол склонения образуется между направлением наибольшей вытянутости тела в плоскости падения и линией простирания (см. рис. 12, б). Угол ныряния, или скатывания, трубчатых тел замеряется между осью тела и ее горизонтальной проекцией (рис. 13).

Рис. 12. Элементы залегания жильной зоны и ее рудных столбов:

а – план; б – продольный разрез или проекция на вертикальную плоскость; в – поперечный разрез; 1 – гранодиорит-порфиры; 2 – участки "пережимов" и выклинивания на флангах жильной зоны; 3 – участки "раздувов" (на проекции – рудные столбы) жильной зоны; 4 – ось рудного столба; 5 – направление азимута падения и угол падения; 6 – горизонтальная линия.

α₁, α₂, α₃ – углы склонения рудных столбов; β – угол падения жильной зоны