Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ПРИРОДЕНЫХ РЕСУРСОВ
курс
РАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ПОИСКОВ И ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ
ОЦЕКНИ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ
(часть I)
Автор: к.г.-м.н., доцент Домаренко Виктор Алексеевич
Лекции – 40 час.
Лаборатория -40 час.
Самостоятельная работа – 20 час.
Вводная часть
&&&&&&&&&&&
Общие сведения; основные понятия;
Цели и задачи дисциплины;
Исторический очерк
ТОМСК 2011
Общие сведения, основные понятия
Минеральное сырье, извлекаемое из земных недр, играет
основную роль в экономике государства, в том числе в
развитии хозяйства России. Состояние горной
промышленности и тесно связанных с нею перерабатывающих
отраслей производства является основным мерилом
национального богатства, могущества и независимости
страны. Минеральное сырье - основа современной индустрии.
-железо, марганец, хром, титан основа черной металлургии;
-нефть, газ, уголь, уран - база энергетики;
-цветные металлы широко используются в машиностроении,
электротехнике, авиационной промышленности;
-ванадий, никель, кобальт, молибден, вольфрам незаменимы в
производстве сплавов;
золото, серебро, платиноиды, алмазы - валютные и важные
технические материалы.
Исключительное значение приобрели химическое сырье и
строительные материалы.
Минеральное сырье - полезное ископаемое,
добытое из недр для непосредственного
использования или последующей переработки.
Минерально-сырьевые ресурсы, минеральные
ресурсы, минерально-сырьевой потенциал совокупность разведанных и предварительно
оцененных запасов, прогнозных (для нефти и газа
перспективных) ресурсов полезных ископаемых.
Минерально-сырьевая база - совокупность
разведанных, предварительно оцененных запасов
полезных ископаемых и количественно учтенных
прогнозных ресурсов.
Минерально-сырьевой комплекс - совокупность
минерально-сырьевых баз одного или нескольких
видов полезных ископаемых вместе с
соответствующими производственными структурами,
осуществляющими геологоразведочные работы,
добычу, обогащение или иной передел
минерального сырья.
Последние десятилетия характеризуются гигантским
ростом потребления минерального сырья во всех
индустриальных странах мира. В сферу
промышленного использования непрерывно
вовлекаются нетрадиционные виды полезных
ископаемых.
Рост потребления полезных ископаемых резко
активизировал поисковые и разведочные работы за
рубежом, но не в России.
В недрах России сосредоточены 30% мировых запасов
природного газа, 50% алмазов, 25% запасов никеля, 17%
олова, почти 10% запасов нефти. Она занимает
лидирующие позиции и в сфере добычи основных видов
полезных ископаемых, являясь крупнейшим производителем
и экспортером продукции минерально-сырьевого комплекса.
В 2004 году объём производства в этом секторе экономики
составил около 150 млрд. долларов. В 2005 году доходы
федерального бюджета составили 3,6 трлн. руб.. При этом
более 1,4 трлн. рублей пришлось на поступления от
минерального сырья, в том числе таможенные пошлины,
налог на прибыль, НДПИ, НДС, дивиденды по акциям,
доходам от реализации ископаемых, исключительное право
на реализацию которых принадлежит государству.
Около 70% российского экспорта приходится на
минерально-сырьевой комплекс, при этом углеводородное
сырье составляет 77%, остальное занимают твердые
полезные ископаемые, алюминий, никель, уран, платиноиды.
Насколько же устойчиво сегодняшнее положение, когда мы
не только устойчиво исполняем доходную часть бюджета,
но и получаем его профицит. К сожалению, накоплено
достаточное количество проблем, которые в ближайшем
будущем могут изменить кажущейся благополучной
ситуацию.
Вот основные проблемы.
Во-первых, это неполная компенсация добычи приростом
запасов.
Во-вторых, сокращение поискового задела. Необходимо
также отметить, что инвестиционная привлекательность
добычи зависит от целого ряда показателей, например,
удаленности от инфраструктуры, качества и количества
сырья, глубины его залегания и т.д. В нераспределенном
фонде, в основном, остались более сложные для
эксплуатации и менее инвестиционно привлекательные
запасы, которые малоинтересны для недропользователей.
Важно также то, что крупные месторождения
полезных ископаемых, на которые приходиться
значительная часть экспорта и внутреннего
потребления, находятся на стадии падающей
добычи.
Иссякают запасы полезных ископаемых, в первую
очередь, нефти и газа, Волго-Уральского и
Западно-Сибирского регионов, россыпные
месторождения золота и платины на Урале. Так
выработанность запасов основных
нефтегазоносных провинций составляет на
Северном Кавказе 70-80%, в регионах УралоПоволжья 50-70%, в Западной Сибири – свыше 45%.
-Ухудшились горнотехнические условия отработки
месторождений, снижаются средние содержания металлов,
дебиты нефти упали с 26 тонн в сутки в 80-х годах до 8-10
тонн в сутки в конце 2000-2001 гг.
-По-прежнему крайне низким остается уровень освоенности
месторождений отдельных видов полезных ископаемых,
которые наша страна импортирует в значительном
объеме. Эта проблема касается таких ископаемых как
марганцевые руды, титан, хром, ниобий, цирконий и железо.
У государства так и не появилось средств для проведения
доразведки этих ископаемых и введения их в промышленный
оборот.
-падение коэффициента извлечения нефти. Если в конце 80х годов он составлял 50% от добычи, то сегодня, по
экспертным оценкам, не превышает 30%. С одной
стороны, это вызвано старением крупных месторождений,
ухудшением качества запасов и ослаблением
государственного контроля над рациональным
Теперь остановимся на наиболее острых из перечисленных
проблем. Как вы видите, до 1992 года объемы
воспроизводства нефти и газа превышали добычу этих
полезных ископаемых.
Практически, именно за счет советских вложений в
геологию, был создан задел для развития экономики
сегодняшней России.
В период с 1990 по 1995 годы произошло резкое падение
объемов воспроизводства, вызванное снижением объемов
геологоразведочных работ.
Фактически, с конца 80-ых годов мы наблюдаем
лавинообразное падение объемов поисково-разведочного
бурения, сейсморазведочных работ, соответственно
произошел резкий спад прироста запасов.
За период с 1990 по 1996 годы мы потеряли не только
запасы полезных ископаемых, но и тысячи специалистов.
Фактически, были остановлены десятки
геологоразведочных экспедиций, предприятий, строивших
оборудования для нужд отрасли.
Поэтому действительно государственной задачей
является восстановление утраченных ресурсов,
подготовка новых кадров, размещение заказов на
производство современного оборудования.
Свыше 90% запасов нефти, никеля, алмазов, более 80%
газа, более 70% золота и платиноидов находится в
распределенном фонде. Приближаются сроки полного
исчерпания рентабельных эксплуатируемых запасов
отдельных полезных ископаемых.
Рентабельные запасы россыпного золота в стране
иссякнут в 2011 году, нефти, урана, меди, коренного
золота в 2015 году.
Приведенные сроки исчерпания запасов на первый
взгляд не вызывают большого беспокойства, так как
мы отделены от них на 10-15 лет.
Однако специфика геологической подготовки
месторождения такова, что если мы продолжим
паузу в воспроизводстве минерального сырья,
впоследствии никакими финансовыми средствами
не удастся быстро решить проблему дефицита
полезных ископаемых.
На современном этапе развития
геологоразведочных работ все более актуальной
становится проблема расширения минеральносырьевой базы важнейших горнопромышленных
регионов страны. При решении этой проблемы
геологи встретились с новыми задачами по
улучшению географического размещения
месторождений и по повышению качества руд.
Новые месторождения необходимо выявлять там,
где они наиболее необходимы народному хозяйству.
По качеству и условиям отработки руды должны
удовлетворять возросшим требованиям
промышленности. Кроме того, развивающиеся
отрасли требуют вовлечения в хозяйственный
оборот новых видов минерального сырья, открытий
нетрадиционных типов месторождений.
Одновременно возникла проблема резкого сокращения числа
легко открываемых месторождений. Это предопределило
переход к поискам «слепых», погребенных и других трудно
открываемых на месторождений. Открытие новых
месторождений полезных ископаемых в настоящее за время
требует больших коллективных усилий, соединения научно
обоснованных прогнозов с индустриальными методами
производства. Научное прогнозирование и поиски скрытых
месторождений требуют разработки методологических
вопросов и новых технологий при мобилизации возможностей
существующих поисковых методов.
Развитие рыночных принципов в организации и ведении
производства в корне меняет не только производственные
отношения, но и структуру геологоразведочного процесса. На
первое место выдвигаются малозатратные, но наиболее
наукоемкие и эффективные технологии и методы работ,
которым в прежние годы отводилась лишь роль престижного
научного сопровождения (В.П.Орлов).
Цели и задачи дисциплины
Сущность рассматриваемой дисциплины можно определить
следующим образом.
Основная цель учения о разведке недр сводится к
разработке научно обоснованных методов наиболее
эффективного выявления промышленной значимости
природных скоплений полезных ископаемых и методов их
геолого-экономической оценки.
Задачи:
а) прогноз размещения месторождений в земной коре;
б) выявление конкретных промышленных месторождений;
в) прогноз изменчивости геолого-промышленных показателей
месторождений;
г) разработка рациональных систем разведки и геологоэкономической оценки в соответствии с изменчивостью
геологических показателей.
Цель преподавания курса - обучить студента
основным методам прогнозирования и поисков
месторождений полезных ископаемых и умению
использовать их в конкретных геологических
обстановках на разных стадиях
геологоразведочного процесса. Содержание его
прямо или косвенно связано со всеми
геологическими дисциплинами учебных планов
специальностей «Геологическая съемка, поиски и
разведка» и «Геология и разведка месторождений
полезных ископаемых»,
Базовыми дисциплинами курса являются «Учение о
полезных ископаемых», «Промышленные типы
месторождений полезных ископаемых», «Структуры
рудных полей и месторождений», «Металлогения».
ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК
Первые знания о поисках полезных ископаемых
зародились в далекой древности, когда человек
начал использовать горные породы, минералы и
руды для изготовления разнообразных изделий. О
глубине и разнообразии народных знаний по
отысканию и разработке полезных ископаемых
можно судить по археологическим данным, которые
свидетельствуют об активной добыче и широком
применении природных материалов людьми до
образования племенных союзов и первых
государств.
В палеолите и мезолите использовались только
обломки горных пород и минералов; в неолите
появились первые лепные глиняные сосуды и
изделия из камня.
В бронзовый век (4-1 тыс. лет до н.э.) человек
получал сплавы меди с оловом, сурьмой, свинцом,
серебром и занимался поисками и добычей руд этих
металлов. На территории Урала, Сибири, Казахстана
активные поиски и разработка рудных
месторождений, а также добыча глин и соляных
растворов проводились в бронзовый век (чудские
копи).
Расцвет чудского горного промысла относится к 12
веку до н.э., а конец - к 5 веку до н.э. Опыт поиска и
использования полезных ископаемых передавался
из поколения в поколение людей сначала устно, а
затем и в письменной форме.
С образованием племенных союзов и возникновением
городов горный промысел расширился. Активизировались
поиски, добыча и переработка болотных железных руд,
медных, золотых, серебряных руд, драгоценных камней и
природных минеральных красок. В Киевской, Новгородской,
Владимиро-Суздальской (IХ-ХIII вв.), а позднее и в
Московской Руси (ХIV-ХVII вв.) городскими и сельскими
ремесленниками широко использовались многие руды,
минералы и металлы. В этот период отмечается процветание
горного промысла, в том числе соляного. Для отыскания,
разведки и добычи рассолов применялись шурфы и
скважины. Глубина скважин достигала 100м. Скважины
закреплялись деревянными трубами. В сохранившейся
рукописи 1363 г. в Старой Руссе "Росписи, како зачати делати
новая труба на новом месте", например, описывается техника
бурения, как бурить, как закреплять скважины, как брать
пробы и вести записи. В XV в. на севере Карелии велись
поиски и добыча слюды. Были организованы экспедиции для
В XVII в. в России началась рудоискательская
горячка. Было открыто несколько месторождений на
Урале. В 1635 году построен медный рудник на
медистых песчаниках Урала и Соликамска. Ранее, в
1632 г. Михаил Романов разрешил постройку первого
железоделательного (чугунолитейного) завода под
Тулой. Этому способствовала организация в XV в.
Приказа каменных дел. С этого времени начали
систематически снаряжаться экспедиции на Урал и в
Сибирь. В 1640-1643 годы В.Поярков проводил
поиски серебра и свинца в Забайкалье и Якутии. В
1696 г. в Нерчинске был построен серебросвинцовый завод, в 1675 г. образовано "Уральское
золото-серебряное товарищество", а в 1676 г.
организовано "Товарищеское общество" для поисков
и разведки руд на Каме, Оке, Волге и других местах.
Успехи естественно-исторических, технических наук и
потребности нарождающейся промышленности
подготовили почву для создания в 1725 г. Российской
Академии наук, организовавшей геологические
экспедиции на Урал, Алтай и другие районы Сибири,
в Крым и на Кавказ. Российская Академия активно
популяризировала научные знания по горному делу и
другим естественным наукам. Особенно много
сделано в этом направлении М.В.Ломоносовым. В его
трудах "Слово о рождении металлов от трясения
Земли" (1757 г.), "О слоях земных" (1763 г.), "Первые
основания металлургии или рудных дел" (1763 г.)
разработаны многие теоретические и прикладные
вопросы геологии. Им же были прочитаны в
университете лекции "Естественная история руд" и
"Первые основания горной науки".
В своих трудах М.В.Ломоносов объясняет происхождение
руд, жил и пластов горных пород, россыпей и приводит
систематизированное описание поисковых признаков на
коренные месторождения полезных ископаемых, способов
поисков руд по валунам, галькам в руслах рек и по обломкам
руд на склонах. Тем самым он научно обосновал обломочноречной способ поисков руд. М.В.Ломоносов активно
развивал достижения крупнейшего исследователя
средневековья Агриколы, опубликовавшего в 1553 г. труд "О
горном деле и металлургии".
В 1773 г. в Санкт-Петербурге открывается Высшее горное
училище, преобразованное впоследствии в Корпус горных
инженеров, а затем Горный институт. В этом учебном
заведении готовились специалисты по горному делу и
геологии, поискам и разведке месторождений полезных
ископаемых. В 1825 г. в России основан Горный журнал, в
котором публиковались различные материалы по горному и
геологоразведочному делу.
Последователи Ломоносова - В.М.Севергин,
Н.И.Кокшаров, И.Г.Гавеловский, И.А.Шлаттер,
С.Г.Войслов, В.С.Реутовский, Б.И.Бокий много внесли
в становление поисково-разведочной науки.
Например, И.А.Шлаттером рассмотрены поиски
рудных жил по их окисленным выходам,
геоморфологические и ботанические поисковые
признаки, общие приемы поисков, принципы
размещения горных выработок при разведках. В 1825
г. И.Г.Гавеловский опубликовал в Горном журнале
научный труд "О разведке гор и о средствах
отыскания частных месторождений"; в 1840 г.
М.М.Карпинский опубликовал статью "О
золотоносных россыпях", в которой дал подробное
описание разведок и опробования россыпных
месторождений.
В очерке С.Г.Войслова "О разведке пластовых,
гнездовых и жильных месторождений" впервые
применен математический анализ для определения
рационального расстояния между поисковыми и
разведочными выработками.
В.С.Реутовский в этот период создал руководство по
поискам и разведке месторождений золота ("Поиски и
разведка золота"). Труды этих российских ученых
заложили основы для последующего оформления
учения о поисках и разведке месторождений
полезных кг ископаемых, а многие из них и сейчас
широко используются геологами в своей работе.
В 1807 г. в России создается Горный департамент,
преобразованный в 1834 г. в 15 Корпус горных
инженеров. В связи с возрастанием задач по
геологическому изучению страны.
В 1882 г. при горном ведомстве оформился
Геологический комитет, который координировал и
организовывал работы по поискам и разведке
месторождений полезных для ископаемых на
огромной территории России. В самостоятельную
научную дисциплину - учение о поисках и разведке
полезных ископаемых в нашей стране оформилось в
1924-30 В. гг. В этот и последующие периоды
происходило углубление научных основ методики
поисков месторождений полезных ископаемых
Таким образом, современные научные основы поисков и
разведки месторождений полезных ископаемых создавались
трудами многих поколений российских геологов, среди
которых, кроме перечисленных исследователей, следует
назвать А.Д.Архангельского, А.Г.Бетехтина, Ю.А.Билибина,
В.И.Вернадского,
А.А.Гапеева,
Г.А.Гамбурцева,
А.Н.Заварицкого, В.М.Крейтера, В.А.Обручева, В.И.Смирнова,
С.С.Смирнова, Н.М.Страхова, М.А.Усова, А.Е.Ферсмана и
многих других. Большое влияние на развитие теоретических
основ поисков, разведки, опробования и подсчета запасов
полезных ископаемых оказали исследования М.Н.Альбова,
Н.В.Барышева, В.М.Борзунова, П.Л.Каллистова, И.Д.Когана,
В.И.Красникова,
А.Б.Каждана,
К.Л.Пожарицкого,
А.П.Прокофьева и др. Значительный вклад в разработку
методологических
основ
прогнозирования
и
поисков
месторождений полезных ископаемых сделан сотрудникам»
отраслевых научно-исследовательских институтов ВСЕГЕИ,
ВИМСа,
ВИЭМСа,
КазИМСа,
ДВИМСа,
САИГИМСа,
Значительный вклад в разработку методологических
основ прогнозирования и поисков месторождений
полезных ископаемых сделан сотрудникам»
отраслевых научно-исследовательских институтов
ВСЕГЕИ, ВИМСа, ВИЭМСа, КазИМСа, ДВИМСа,
САИГИМСа, СНИИГГИМСа, ВостСНИИГГИМСа,
ЦНИГРИ, Академии наук, также коллективами
геологоразведочных кафедр ведущих вузов России
(ЛГИ, МГГА ТПУ, УГГГА, ИПИ).
.
Первый
курс разведочного дела был прочитан в 1924
г. в Томском технологическом зон институте
инженером И.С.Васильевым, а в Петроградском
горном институте инженером по К.П.Марковым. С
1927 года этот курс в ЛГИ читался И.С.Васильевым. В
1930г., В.В.Котульским в ЛГИ была организована
кафедра разведочного дела, которую затем так:
возглавил С.В.Кумпан. В этом же году в Московском
геологоразведочном институте В.М.Крейтером была
организована кафедра методики поисков и разведки
месторождений полезных ископаемых, а в Томском
политехническом институте Б.Л.Степановым создана
кафедра геологии и разведки месторождений
полезных ископаемых.
. Первые учебные руководства по разведочному делу опубликованы в Ленинграде
в 1929 г. И.С.Васильевым, в 1934г. - С.В.Кумпаном, а в 1937 - И.С.Васильевым и
Е.О.Погребицким. В 1940 г. вышел в свет капитальный труд В.М.Крейтера "Поиски
и разведка месторождений полезных ископаемых", рекомендованный в качестве
учебника для вузов. Эта книга выдержала несколько изданий и до сих пор не
потеряла своего значения. Позднее появились специальные работы, учебные
пособия и учебники В.И.Красникова "Основы рациональной методики поисков
рудных месторождений (1959 г., 1965 г.), В.В.Аристова "Поиски твердых полезных
ископаемых" (1975 г.) и "Методика поисков твердых полезных ископаемых" (1984
г.), Е.О.Погребицкого, С.В.Парадеева, Г.С.Поротова и др. "Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых" (1984 г.), А.Б.Каждана "Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых" (1984 г.), В.Л. Барсукова, С.В.Григоряна,
Л.Н.Овчинникова "Геохимические методы поисков рудных месторождений" (1984
г.), А.Л.Ковалевского "Биогеохимические поиски- рудных месторождений" (1984 г.);
А.А.Беуса, С.В.Григоряна "Геохимические методы поисков и разведки
месторождений полезных ископаемых" (1975 г.), В.А.Алексеенко, Г.В.Войткевича
"Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых" (1979 г.),
Е.М.Квятковского "Литохимические методы поисков эндогенных рудных
месторождений" (1977 г.), В.В.Поликарпочкина "Вторичные ореолы и потоки
рассеяния" (1976), Ю.Е.Сает "Вторичные ореолы и потоки рассеяния" (1982),
Л.И.Четверикова "Методологические основы опробования пород и руд" (1980 г.) и
"Теоретические основы моделирования тел полезных ископаемых" (1968 г.),
А.П.Соловова "Геохимические методы поисков месторождений полезных
ископаемых: Учебник для вузов" (1985 г.), В.А. Кирюхина, А.И.Короткова,
. .А.Алексеенко, Г.В.Войткевича "Геохимические
В
методы поисков месторождений полезных
ископаемых" (1979 г.), Е.М.Квятковского
"Литохимические методы поисков эндогенных рудных
месторождений" (1977 г.), В.В.Поликарпочкина
"Вторичные ореолы и потоки рассеяния" (1976),
Ю.Е.Сает "Вторичные ореолы и потоки рассеяния"
(1982), Л.И.Четверикова "Методологические основы
опробования пород и руд" (1980 г.) и "Теоретические
основы моделирования тел полезных ископаемых"
(1968 г.), А.П.Соловова "Геохимические методы
поисков месторождений полезных ископаемых:
. Учебник для вузов" (1985 г.), В.А. Кирюхина,
А.И.Короткова, С.Л.Шварцева "Гидрогеохимия"
(1993), Г.А.Голевой «Гидрогеохимия рудных
элементов» (1977), В.И.Морозова "Литохимические
аномалии в зоне гипергенеза" (1992), а также
многочисленные инструкции и методические
указания по прогнозированию и поискам различных
видов полезных ископаемых. Проблемы
прогнозирования, поисков и разведки
месторождений полезных ископаемых обсуждались
также в многочисленных научных сборниках,
монографиях, издаваемых Академией наук,
отраслевых научно-исследовательских институтах.
