Вся электронная библиотека      Поиск по сайту

 

Геология и разведка месторождений полезных ископаемых

   

2. ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ОБ ИЗМЕНЧИВОСТИ СВОЙСТВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

  

 

Математическое выражение изменчивости свойств месторождений

В самом понятии изменчивость необходимо различать две стороны явления — характер изменчивости и ее интенсивность.

Понятие изменчивости свойств полезных ископаемых еще не приобрело вполне законченного определения и различными исследователями трактуется по-разному. Так, П. Л. Каллистов подразделяет изменчивость по характеру на два вида: закономерную, или локальную, и случайную, или беспорядочную. В то же время Д. А. Зенков выделяет четыре типа изменчивости: 1) плавную, непрерывную, закономерную; 2) плавную, непрерывную, незакономерную; 3) прерывистую, скачкообразную, закономерную; 4) прерывистую, скачкообразную, незакономерную.

Еще больше расходятся мнения ученых о количественном выражении характеристик изменчивости свойств тела полезного ископаемого. Несмотря на разногласия, обусловленные разными подходами к решению задачи и различными математическими приемами, почти все построения основываются на теории вероятности и математической статистике, т. е. на анализе случайных, функционально не связанных величин  .

Коэффициент вариации V являе тс я основным средством количественного выражения изменчивости свойств тела полезного ископаемого. Он определяется как отношение среднеквад- ратического отклонения о результатов ряда измерений величины М (мощности тела, содержания металла, объемного веса и т. п.) к среднему арифметическому Мср/ вычисленному для этого же ряда ( 20), и выражается большей частью в процентах

К сожалению, в практике разведочного дела определение величины п связано со значительными трудностями в связи с тем, что статистическое распределение значений какого-либо свойства полезного ископаемого в большинстве случаев не следует закону нормального распределения (кривой Гаусса). Обычно статистическое распределение содержаний полезного компонента в рудах отличается резкой асимметрией относительно среднего содержания ( 45). Поэтому, как указывает П. Л. Каллистов, равновероятные положительные и отрицательные ошибки не равновелики, а равновеликие ошибки не равновероятны. Кроме того, при асимметричном распределении количества положительных и отрицательных отклонений признака неодинаковы. Все это не позволяет непосредственно использовать существующие формулы (или таблицы) нормального интеграла вероятностей, хотя в практике разведки известны случаи полного подчинения закону Гаусса (например, опробование руды в вагонах). Во многих же других случаях коэффициентом вариации целесообразно пользоваться для ориентировочных суждений.

Коэффициент корреляции. Весьма важно отметить еще одну проблему, связанную с изменчивостью свойств полезного ископаемого. Дело в том, что рассматривая месторождение в целом, можно наблюдать два рода изменчивости различных свойств. В одном случае изменения двух или нескольких свойств месторождения происходят более

или менее согласованно, например с уменьшением мощности рудного тела уменьшается (или увеличивается) и содержание металла в руде или с уменьшением содержания свинца уменьшается и содержание серебра в руде. В другом случае, наоборот, изменения различных свойств происходят несогласованно.

В большинстве случаев явления изменчивости различных свойств полезного ископаемого порождаются весьма разнообразными и многочисленными причинами, часто настолько сложными, что количеств е н в ы й и учет поддается лишь статистическим методам. В математической статистике проблеме выяснения связей между совместно наблюдаемыми явлениями посвящена специальная теория— теория корреляции.

В отличие от функциональной зависимости, когда каждому значению х соответствует одно определенное значение г/, зависимость статистическая характеризуется тем, что всякому значению х соответствует не одно значение г/, а некоторое распределение значений г/, изменяющееся вместе с изменением х. Практически исследуются связи между некоторыми условными средними значениями одной величины и соответствующими значениями другой. Связь между условными средними значениями х и соответствующими значениями у называется корреляционной связью.

Мерой линейной связанности х и у служит коэффициент корреляции г. Когда г = 0, то значения х и у (а следовательно, и выражаемые ими свойства) не связаны между собой. При г = ±1 значения хну находятся между собой вфункциона л^ь- н о й зависимости. Все значения коэффициента корреляции в промежутке между 0 и ±1 характеризуют ту или иную степень их линейной статистической зависимости. Чем ближе г к ±1, тем теснее связь между явлениями (свойствами); чем ближе г к нулю, тем связь между ними слабее.

где ах — отклонения измерений от среднего значения для ряда измерений одного свойства; av — отклонения измерений от среднего значения для ряда измерений другого свойства.

 

Морфологические черты рудных тел и их изменчивость

 

С момента, когда месторождение вступает в период собственно разведки, оно подвергается изучению во всех трех измерениях пространства.

Все тела полезных ископаемых по геометрическому признаку подразделяются на три основных морфологических вида.

Первый вид, представленный телами с одним коротким и двумя длинными размерами, включает горизонтальные, пологие и крутопадающие пласты и пластообразные залежи. К этому же виду относятся жилы, линзы и другие плоские тела. Этот вид тел имеет наибольшее распространение в природе.

Ко второму виду тел — с одним длинным и двумя короткими размерами — относятся трубы и подобные им по форме тела.

К третьему виду принадлежат тела, более или менее изометричные или близкие к изометричным; это крупные штокверки и массивы или небольшие гнезда, карманы, погреба и другие мелкие тела.

Если в период поисков иногда намечается только контур месторождения в плане, а на поисково-разведочной стадии работы обычно затрагивают небольшой приповерхностный слой участка, занятого месторождением (не считая геофизических работ), то разведочные мероприятия направлены главным образом на раскрытие глубин месторождения.

Кроме получения общего представления о форме, весьма важной задачей, от решения которой зависит успех изучения как формы, так и размеров месторождения, является выяснение структуры месторождения и в особенности тех структурных черт, которые часто определяют ход и результаты разведочного процесса. К ним относятся дорудные складчатые и разрывные нарушения, внутри- и послеминерализованные нарушения, условия локализации рудных столбов, фациальные изменения вмещающих пород, влияющие на морфологию и пространственное распределение полезного ископаемого, характер контактов рудных тел и др. Все эти вопросы детально рассматриваются в учении о месторождениях полезных ископаемых.

Рудные столбы обычно легче обнаружить и проследить в процессе эксплуатации, т. е. в период работы рудничного геолога. Но учитывать возможность их обнаружения нужно еще при разведке, тем более, что последняя во многих случаях ведется с помощью горных работ.

В экзогенных месторождениях, таких, как залежи солей, осадочных железных руд, бокситов, силикатного никеля, песков, гравия и др., а также в остаточных месторождениях коры выветривания и россыпях нередко имеются участки местного увеличения объема или повышенной концентрации полезного ископаемого, образующиеся главным образом вследствие фациальной изменчивости осадконакопления.

Весьма важным вопросом в процессе разведки является качественная и количественная характеристика изменчивости формы.

Большинство месторождений полезных ископаемых представлено телами с двумя длинными размерами и одним коротким (пласты, линзы, жилы). Изменчивость морфологических свойств подобных месторождений обычно носит плавный и непрерывный характер. Все изменения мощности, за исключением резких тектонических разрывов, могут быть отнесены к направленным, ИЛИ координированным изменениям, т. е. к таким, которые связаны определенной зависимостью. В случае закономерной изменчивости нет необходимости прибегать к математической статистике для выяснения интенсивности изменчивости.

Нередко тела полезного ископаемого пережимаются, т. е. их мощность на каком-то интервале уменьшается до нуля. Часто месторождения бывают представлены серией параллельных кулисообразно расположенных рудных тел или группой мелких линз и гнезд, разделенных более или менее значительными интервалами пустых пород. Таким образом, во многих случаях отсутствует непрерывность промышленной минерализации. В связи с этим возникло понятие о степени прерывистости минерализации, которую В. И. Бирюков предложил выражать коэффициентом прерывистости.

Пока же в практике пользуются коэффициентом рудоносности (у), который определяется как отношение суммы площадей, занятых промышленной минерализацией (s), ко всей площади месторождения (S), или отношением суммы длин выработок с промышленной минерализацией (I) к длине всех выработок (L)

 

Качество полезного ископаемого и его изменчивость

 

Под качеством полезного ископаемого следует понимать его свойства, определяющие способность ископаемого удовлетворять потребности общественного производства. Чем выше потребность и чем меньше возможности ее удовлетворения, тем худшие сорта полезного ископаемого вовлекаются в производство и, наоборот, с сокращением потребности и расширением возможностей сырьевой базы той или иной отрасли промышленности начинают использоваться лишь лучшие его сорта. Можно, конечно, учитывать качество и стоимость сырья на главнейших мировых биржах.

Понятие о качестве полезного ископаемого зависит также от технического прогресса и прежде всего от технологии переработки (если речь идет о руде) или от условий прямого использования минерального сырья (уголь, строительные материалы). Бывает, что промышленно ценный металл содержится в таких минеральных формах, которые при современном состоянии техники переработки не дают возможности его рентабельно извлечь (алюминий в глине, сурьма, молибден и цинк в окисленных рудах и т. п.). Но с развитием металлургии и усовершенствованием технологии переработки руд появляется возможность получать металлы из прежде недоступных руд (как это было, например, с извлечением никеля из силикатов, алюминия из алунитов, нефелина и т. п.), в связи с чем и качество этих руд оценивается уже по-другому.

Качество полезного ископаемого обычно определяется несколькими показателями, которые можно подразделить на два вида.

К первому виду относятся показатели, характеризующие содержание полезных компонентов и вредных примесей. Эти показатели выражаются для разных полезных ископаемых по-разному: в процентах (содержание элементов, окислов или минералов), в граммах на тонну, в граммах на кубический метр.

Качественные показатели второго вида характеризуют физические свойства полезного ископаемого: размеры кристаллов или моноблоков, твердость, хрупкость, вязкость, эластичность, гибкость, крепость, морозостойкость, влагоемкость, кусковатость, удельный и объемный вес и пр. Минеральное топливо часто оценивается по теплотворной способности (калорийности).

Некоторые месторождения минерального сырья требуют изучения показателей того и другого видов.

Большая часть руд полезных ископаемых представляет собой комплексное минеральное сырье, т е. содержит несколько полезных компонентов, не говоря уже о рассеянных элементах, и может быть использована в нескольких направлениях. Поэтому и исследования минерального сырья должны быть комплексными, т. е. в процессе этих исследований нужно определять как содержание полезных компонентов, так и их важнейшие физические свойства, чтобы можно было установить пригодность полезного ископаемого для использования в тех или иных отраслях промышленности. Особое внимание надо обращать на присутствие в рудах редких элементов или рассеянных, свойственных почти всем рудам.

Большинство месторождений имеет неоднородное строение, обусловленное различными природными факторами. Это вызывает необходимость разделения всей массы полезного ископаемого на природные типы и промышленные сорта  . При этом в одних случаях природный тип полезного ископаемого может соответствовать определенному сорту минерального сырья, в других — промышленный сорт включает в себя несколько природных типов полезного ископаемого, а в третьих — в составе природного типа различается несколько промышленных сортов.

Причины неоднородности месторождений полезных ископаемых заключаются в пх генетических особенностях, порождающих зональность, изменчивость качества и др Целесообразно различать два вида зональности: 1) первичную, обусловленную особенностями процесса формирования месторождения и 2) вторичную, вызванную экзогенными процессами окисления, выщелачивания и переотложения элементов и соединений, слагающих месторождение.

 Важно изучать и текстурную неоднородность полезного ископаемого. Минеральный состав и текстура руды в основном обусловливают выбор способов и схемы обогащения. Крупность зерен и агрегатов полезного минерала предопределяет степень дробления руды в процессе обогащения. От текстурных особенностей данного минерального сырья зависит не только выбор способа опробования, но и методика его испытания.

По всем этим показателям и оцениваются как характер, так и степень изменчивости качества полезного ископаемого. Обычно этот фактор — степень изменчивости качества — значительно важнее при разведке, чем изменчивость формы.

Степень изменчивости содержания полезного компонента определяется по-разному в зависимости от характера изменчивости. При беспорядочной изменчивости степень ее может быть найдена непосредственно с помощью коэффициента вариации.

При характеристике изменчивости качества полезного ископаемого может найти применение коэффициент корреляции г, с помощью которого можно оценить степень согласованности изменений каких- либо двух признаков: содержания различных металлов в рудах, или содержания полезного компонента и какого-либо физического свойства, или качества и формы и т. п.

Наличие корреляционных связей, например, между содержанием свинца и серебра в полиметаллических рудах позволяет с помощью коэффициента корреляции достаточно точно подсчитать запасы •серебра в зависимости от запасов свинца, резко сократив число дорогостоящих химических анализов на серебро. Эта же зависимость помогает решать вопросы технологической переработки полиметаллической руды.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  ПОИСКИ И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

 

Смотрите также:

 

Науки о Земле  Дрейф материков    Ферсман - Путешествия за камнем   Геохимия    Палеоклиматология   Палеонтология 

 

...Размеры платежей за добычу полезных ископаемых....

С пользователей недр взимаются платежи за поиски, разведку месторождений полезных ископаемых, их добычу и пользование недрами в иных целях. Основным объектом налогообложения являются недра.

 

...запасов месторождений полезных ископаемых...

10.3. классификация запасов месторождений полезных ископаемых и их экономическая оценка. Минерально-сырьевая база промышленности — это ресурсы минерального сырья в недрах земли...

 

...поиски и оценку месторождения полезных ископаемых

Платежи за право на разведку месторождений полезных ископаемых взимаются на тех же условиях, что и за право на поиски и оценку месторождения.

 

...ископаемых. Нулевая эффективность. Разведка недр...

7.2. инвестиции в разработку полезных ископаемых.
Разведка недр в регионе показала наличие месторождений серы. Требуется решить, разрабатывать месторождение, т. е. инвестировать строительство комплекса (а1), или воздержаться...

 

...экономическая оценка. Залежи полезных ископаемых...

В стране открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых.
Залежи полезных ископаемых имеют различную степень изученности и различную степень точности оценки.

 

...оценки стоимости месторождений полезных ископаемых

Причем, на разных этапах разведки и оценки месторождения могут быть использованы разные методы оценки1.
Под экономической оценкой месторождений полезных ископаемых понималась разность между ценностью продукции...

 

...недрах. Оценка месторождений полезных ископаемых....

Оценка месторождений полезных ископаемых. Для оценки месторождений в целях их коммерческого использования (приобретения прав на добычу, оценки эффективности проекта и др...

 

...и разведку месторождений полезных ископаемых...

- платеж за право на разведку месторождений полезных ископаемых аналогичные тем, которые применяются для платежей за право на их поиск и оценку.

 

...месторождений и проявлений полезных ископаемых....

Государственный кадастр месторождений и проявлений полезных ископаемых должен включать в себя сведения по
осуществляющих разведку месторождений полезных ископаемых и их добычу, представляемой в указанные фонды.

 

...оцененных запасов полезных ископаемых....

В России открыто и разведано около 20 тыс. месторождений полезных ископаемых, из которых 37% введено в промышленное освоение. Небольшое число месторождений (около 5...