Классификация месторождений полезных ископаемых. Типы разрабатываемых месторождений и залежей Типы разрабатываемых месторождений и залежей

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Залежь - всякое элементарное, единичное скопление нефти и газа.

Указанная выше классификация применяется в нефтегазопромысловой практике совместно с генетической, отражающей геометрию залежей. Одной из таких генетических классификаций является классификация И.О.Брода, в основу которой он положил типы природных резервуаров, положение залежей на структуре, взаимное расположение нефти, газа и воды, коллектора, покрышки и экрана в «головной» части резервуара. И.О.Брод все залежи согласно генетической классификации разделил на три группы и дал им название согласно типов природных резервуаров.

Группа пластовых залежей нефти и газа

Сформировалась данная группа в ловушках пластового природного резервуара и содержит четыре типа залежей.

Пластово -сводовая залежь. Эта залежь получила свое название по типу природного резервуара (пластовый) и по положению на структуре (в своде). Залежь располагается в сводовой, наиболее высокой части антиклинали и других структур и сформировалась в ловушке складчатых дислокаций.

Пластовая тектонически экранированная залежь сформировалась в ловушке разрывных дислокаций антиклиналей, диапировых складок и на моноклиналях. Название свое она получила по типу природного резервуара (пластовый) и по названию тектонического экрана (разрывное тектоническое нарушение), ограничивающего залежь в «головной» ее части. В результате разрыва сплошности пласта-коллектора и смещения его блоков относительно друг друга на амплитуду, превышающую толщину пласта-коллектора, «головная» часть коллектора закупорилась непроницаемыми породами с образованием ловушки разрывных дислокаций, в которой впоследствии сформировалась пластовая тектонически экранированная залежь.

Пластовая стратиграфически экранированная залежь сформировалась в ловушках стратиграфических (угловых) несогласий антиклиналей, диапировых складок и на моноклиналях и имеет сходное с предыдущей залежью строение за исключением только того, что рассматриваемая залежь имеет стратиграфический экран. Чаще всего стратиграфические залежи формируются под плоскостью стратиграфического и углового несогласия, сопровождаемого размывом.

Пластовая литологически экранированная залежь сформировалась в литологических ловушках, образование которых обусловлено выклиниванием пластового природного резервуара вверх по его восстанию или резкой сменой пласта-коллектора на неколлектор. Пластовые литологически экранированные залежи широко распространены как в пределах антиклиналей, так и в составе диапировых складок, рифогенных и эрозионных массивов и моноклиналей.

Массивные залежи .

Массивная залежь в структурном (тектоническом) выступе залегает в сводах антиклиналей, брахиантиклиналей, куполовидных поднятий, объединяемых в общее понятие - структурный (тектонический) выступ. Литологически рассматриваемая залежь, чаще всего, приурочена к коллекторам мощной карбонатной толщи, имеющей хорошую пористость и проницаемость за счет трещин и каверн (вторичная пористость).

Массивная залежь в биогенном (рифогенном) выступе сформировалась в своде рифогенного выступа (рифа), образованного живыми организмами и сложенного карбонатными скелетами (остатками) морской фауны и флоры - различными органогенными известняками (известняк коралловый, известняк-ракушечник и т.д.).

Группа литологически ограниченных залежей. Формируется эта группа залежей в литологически ограниченных со всех сторон резервуарах неправильной формы. Литологически ограниченные залежи встречаются в природе значительно реже пластовых и массивных, коллектор имеет неправильную форму и обычно сложен песками, алевритами, песчаниками, алевролитами, реже другими породами (карбонатными, метаморфическими) и окружен со всех сторон практически непроницаемыми для нефти и газа породами, в которых не может происходить циркуляция этих флюидов. Форма литологически ограниченных залежей может быть самой разнообразной: линзовидной, рукаво- и шнуркообразной, гнездообразной. Контролируются описываемые залежи литологически ограниченными резервуарами соответствующей формы. Литологически ограниченные со всех сторон залежи редки в природе и имеют, чаще всего, скромные запасы углеводородов, энергетический потенциал их также низкий.

Пластово-сводовые залежи в месторождениях Казахстана

1)Приграничное -- нефтяное месторождение в северной части Прикаспийской впадины. Находится в 90 км к северо-западу от г. Уральск. Выявлено в 1993 году при испытании параметрической скважины П-4.

Запасы составляют 30 млн тонн нефти. Залежь приурочена к пластам песчаников пашийского горизонта, тип залежи пластовый сводовый . Ловушка, по сейсмическим данным, образована антиклиналью, входящей в Приграничную приподнятую зону северо-западной ориентировки с предполагаемым тектоническим экранирование по восстанию. Коллекторами являются песчаники с пористостью по ГИС 7-14% при средней пористости 10,0%. В качестве покрышки выступают глины и аргиллиты тиманского горизонта толщиной около 5 м. Дебит нефти из опробованного интервала 4442-4457 м (абс.4257-4272 м) составил 12 м3/сут, газа - 2,3 тыс.м3/сут (штуцер 4 мм). Нефть плотностью 805 кг/м3 содержит (%% мас.): фракций, выкипающих до 200оС - 43, выкипающих до 330оС - 70, меркаптанов - 0,01, сульфидов и асфальтенов - следы. Содержание серы не определялось. Подошвенные воды не вскрыты. Месторождение находится в стадии опоискования. Размеры структуры 4,7x6,7 к, амплитуда - 175 м. Толщина пласта 10 м, эффективная нефтенасыщенная толщина 8,4 м. Водонефтяной контакт залежи ценивается 191 м.

2)Макат -- нефтяное месторождение в Казахстане. Расположено в Макатском районе Атырауской области (адм. центр -- Макат) в 100 км к востоку от города Атырау. Месторождение открыто в 1913 году.

Нефтяные отложения нижнего мела, средней юры и пермотриаса, где выделены нефтяные горизонты неокомский и газонефтяной.

Залежи пластовые, сводовые, тектонически экранированные.

Плотность нефти 803--895 кг/мі. Нефти малосернистые (0,25-0,28 %), малопарафинистые (0,25-0,8 %).

3)Тажигали -- газонефтяное месторождение находится в Атырауской области Казахстана, в 80 км к юго-западу от железнодорожной станции Кульсары. Месторождение открыто в 1956 г. В тектоническом отношении представляет собой трехкрылую солянокупольнуто структуру.

Нефтеносность связана с меловыми и юрскими отложениями западного и восточного крыльев. В отложениях мела установлены четыре горизонта и один горизонт в средней юре. Неокомский горизонт газонефтяной, остальные -- нефтяные.

Глубина залегания продуктивных горизонтов меняется в пределах от 382 до 1002 м. Залежи пластовые, сводовые, тектонически экранированные с высотами 10-40 м. Нефтеносные пласты сложены терригенными породами, коллектора поровые.

Состав газа: метан 59,8-62,4 %, этан 7 %, пропан 5,3 %, азот + редкие 14,8-29,2 %, водород 0,4 %.

Месторождение находится в консервации.

4) Каражанбас -- нефтяное месторождение в Мангистауской области Казахстана, на полуострове Бузачи. Относится к Северо-Бузашинской нефтегазоносной области.

Открыто в 1974. Залежи на глубине 228-466 м. Дебиты нефти 1,2-76,8 м3/сут. Плотность нефти 939-944 кг/мі, содержание серы 1,6-2,2. Характерной особенностью нефтей является наличие в них ванадия и никеля. Начальные запасы нефти оцениваются в 70 млн. тонн. В структурном отношении представлено двумя полусводами: юго-западным и северо-восточным, ограниченными с юга и юго-запада тектоническими нарушениями. Выявлены две залежи в батском ярусе средней юры. Залежи пластовые, сводовые тектонически экранированные. Глубина их залегания 548-659 м.

Центр добычи -- город Актау.

В настоящее время месторождение разрабатывается АО "Каражанбасмунай" (офис в г. Актау). Акционерами Каражанбасмунай является CITIC и казахская нефтяная компания Разведка Добыча «КазМунайГаз» по 50% соответственно. Добыча нефти 2008 году составила 2 млн. тонн.

5)Газовое месторождение Придорожное расположено в Созакском районе Шымкентской области, в 260 км к югу от г. Жезказган. Поисковое бурение начато в 1972 г., в котором при проходке скважины 3 с глубины 2456 м из песчаников фаменского возраста, был получен аварийный фонтан углеводородного газа дебитом до 1628 тыс.м3/сут. Приурочено к приразломной брахиантиклинальной складке субширотного простирания. Месторождение состоит из двух пластово-сводовых , тектонически экранированных залежей, приуроченных к песчаникам и алевролитам фаменского возраста и трещинноватым известнякам серпуховского яруса. Глубина фаменской залежи в своде составляют 2400 м. ГВК принят на отметке - 2285 м, при высоте залежи 140 м. Общая толщина продуктивного горизонта - 129 м, эффективная - 37,5 м. Коллекторы трещинно-порового типа имеют пористость 7%, при крайних значениях от 3 до 18%, проницаемость - 0,038 мкм2. Коэффициент газонасыщенности - 0,7. Пластовое давление 25,8 МПа, температура пласта 86оС. Дебит газа на штуцере диаметром 4,9 мм составил 74,4 тыс.м3/сут. Покрышкой для залежи являются галогенные осадки фаменского возраста, толщиной до 450 м. Нижнесерпуховская залежь вскрыта на глубине 1178 м. Высота залежи по принятой отметке ГВК - 1101 м и равна 107,5 м. Общая толщина газового горизонта - 102 м, эффективная - 71,4 м. Коллекторы представлены плотными трещиноватыми мелко- и среднекристаллическими известняками с низкой матричной пористостью. Емкостно-фильтрационные свойства обусловлены развитием трещиноватости. Пористость составляет 3,78%. Наиболее высокие значения коллекторских свойств и дебиты газа отмечаются в зоне субширотного разлома, осложняющего присводовую часть складки. Начальный дебит - 96 тыс.м3/сут. на штуцере диаметром 22,6 мм. Начальное пластовое давление - 15,1 МПа, температура пласта 59оС. Покрышкой залежи служат одновозрастные сульфатно-терригенные (ангидриты, аргиллиты) отложения толщиной до 298 м. Газы фаменской залежи характеризуются следующим составом, %: метан 62,2-70,4, этан 1,2-1,76, пропан 0,11-0,12, изобутан 0,02, н-бутан 0,012-0,04, пентан + высшие 0,06, азот + редкие 27,6-34,2, гелий 0,21, углекислый газ 0,3-0,85. Режим залежей упругогазоводонапорный.

Пластово-тектонически экранированные залежи

1) Месторождение Узень

Открыто в 1961 г. Приурочено к слабо нарушенной крупной брахиантнклинальной складке северо-западного простирания, осложненной серией локальных куполовидных поднятий. Доказана газоносность нижнего и верхнего мела; нефтеносность и нефтегазоносность верхней и средней юры. В меловом комплексе выделено 12 газоносных горизонтов; в юре -13 нефтеносных и нефтегазоносных (рис. 70). Суммарная высота продуктивного этажа равна 1500 м.

Залежи по типу относятся преимущественно к пластовым, сводовым, однако в юрской толще встречаются отдельные тектонически экранированные и литологические залежи.

Продуктивные горизонты представлены песчаными и песчано-алевролитовыми пластами с пористостью 30.6%, проницаемостью 0.2-0.4 Дарси.

Эффективная толщина песчаных пластов и пачек в юрской толще колеблется в пределах 3-167 м. Дебиты нефти изменялись от 1 до 81 м"/сут.. газа 8-230 тыс. м"/сут. Начальное пластовое давление 11.2-19.4 МПа, температура 57-84”С. Плотность нефти 844-874 кг/м 3 , содержание серы 0,16-0,2%, парафина 16-22,6%

2) Каламкас. Газонефтяное месторождение Каламкас открыто в 1976 г. Приурочено к слабо нарушенной брахиантиклинальной складке широтного простирания, в пределах которой доказана газоносность 6 пластов в неокоме, двух - в апте и 7 газонефтяных и нефтяных горизонтов в верхней и средней юре (рис 39). Продуктивность разреза доказана в интервале 550-900 м. В процессе эксплуатационного разбуривания дополнительно выявлено 5 стратиграфических залежей, связанных преимущественно с верхнеюрской толщей (рис. 39). Все остальные залежи пластовые, сводовые, слабо нарушенные с элементами литологического и тектонического экранирования. Основной покрышкой над юрскими зачежамн является 50-ти метровая пачка глин, залегающая в основании неокома.

Продуктивные пласты-коллекторы представлены песчаными и алевролитовыми породами с пористостью 23-29%, проницаемостью 0,105-1,468 Дарси, эффективными толщинами 4,2-10,3 м.

Газонефтяной контакт установлен для всех юрских горизонтов практически на одной отметке, водонефтяной контакт по горизонтам также резко не меняется, в связи с чем продуктивную юрскую часть можно рассматривать в качестве единой массивно-пластовой залежи.

Начальные дебиты нефти 26,4-62,1 м"/сут. на 7 мм штуцере; начальное давление 6,5-9,6 МПа. температура 39-44"С. Плотность нефти 902-914 кг/м", содержание серы в нефти до 2%. Нефть содержит промышленные концентрации ванадия и никеля.

Геологический разрез Каламкас

Структурная карта

3)Месторождение Дунга

Открыто в 1968 г. и приурочено к периклинальной части Беке-Башкудукской мегантиклинали, осложненной субмсридиональными нарушениями (рис. 73).

Установлена продуктивность келловейского яруса верхней юры и отложений апта, представленных песчаниками с пористостью 16-21% и проницаемостью 0.01 Дарси.

Залежи по характеру насыщения нефтяные и газовые в келловее. нефтяная в аптских отложениях. По типу ловушек залежи пластовые, сводовые, тектонически экранированные. Эффективная толщина продуктивных юрских пластов 4.2-6,5 м.

4) Месторождение Каракудук

Открыто в 1971 г. Приурочено к слабо нарушенной антиклинальной складке. Доказана нефтеносность средней и верхней юры, где установлено 9 продуктивных горизонтов (рис. 102). Нефтяные залежи пластовые, сводовые, тектонически и литологически экранированные. Песчаные пла- е I ы-коллекторы характеризуются пористостью 13-24%. проницаемостью 3-20 Мд и эффективными толщинами 9,6-45 м. Плотность нефти 808-866 кг/м\ Начальное пластовое давление 25,3-29.7 М Па. температура 78-111 °С. Дебиты нефти 25,3-155 м"/сут. на 9 мм штуцере

5)Месторождение Арыскум

Открыто в 1985 г, в Кзыл-Ординской области в 120 км к северу от железнодорожной станции Жусалы в 320 км от нефтепровода Омск-Павлодар-Чимкент.

Приурочено к приразломной антиклинальной складке северо-западного простирания с амплитудой 120 м. Газовая залежь с нефтяной оторочкой связана с нижним неокомом, в котором выделяется два продуктивных горизонта М-1 и М-П (рис. 138). Промышленно продуктивен горизонт М-П. Единичные газовые выбросы отмечались при бурении скважин из верхней юры.

Залежь пластовая, сводовая, тектонически эранированная с общей высотой 108 м. в гом числе нефтяной оторочки 27 м. Коллектор представлен слабо сцементированными гравелитами, песчаниками, песками и алевролитами с пористостью 17.4% и проницаемостью 0,054 мкм".

Коэффициент нефтенасьиценности 0,66, газонасыщенности 0,69. Начальное пластовое давление 10,49 МПа, температура 44°С.

Начальные дебиты нефти на штуцере 7,7 мм достигали 61 м"/сут., газа - 70 тыс. мУсут.

Плотность нефти в нефтяной оторочке 854 кг/м". Содержание серы до 0,46%, парафина 9.7-27,2%, ас- фал ьтенов и смол до 16,65%.

Свободный газ содержит метана 93,9%, этана 2.0%, пропана 1,4%, бутана 0.65%, гелия 0,01%, азота 0,54%.

Пластово-литологически экранированные

1)Болганмола

Месторождение выявлено в 1964 г. Структура Болганмола (рис. 28) представляет собой полусводовое поднятие, экранированное по восстанию и латералн примыканием к соляному ядру (рис. 28). Залежь пластовая, литологически ограниченная. Продуктивные отложения вскрыты на глубине 1828 м.

Коллекторами являются песчаники и алевролиты нижнего триаса с пористостью до 20%. Эффективная нефтенасыщенная толщина равна 3 м.

Дебит нефти с примесью воды составил 7 м"/сут. при динамическом уровне 1140 м. Нефть плотностью 839 кг/м", малосернистая (0,13%), высокопарафинистая (15,4%), смолистая (17%), с содержанием фракций, выкипающих до 200°С, -17,5%.

2)Месторождение Тюбеджик

Открыто в 1981 г. Приурочено к слабо нарушенной брахантиклинальной складке, в нижнемеловых отложениях которой выявлены 2 нефтяных залежи пластового сводового типа с элементами тектонического и лнтологи- ческого экранирования (рис. 68).

Коллекторы представлены песчаниками и глинистыми алевролитами с пористостью до 27% и эффективными толщинами до 6 м.

Начальные дебиты нефти 2,4-7.2 м 3 /сут переливом. Нефть плотностью 911 кг/м 5 , малосернистая, слабопара- финистая, смолистая (13,7%).

3)Месторождение Жетыбай

Открыто в 1961 г. Приурочено к слабо нарушенной брахантиклинальной складке северо-западной ориентировки. Доказана нефтегазоносность верхней и средней юры, в которых установлено 13 продуктивных горизонтов. представленных переслаиванием песчаников, алевролитов и глин (рис. 69). Суммарная высота продуктивного этажа равна 700 м. Залежи преимущественно пластовые, сводовые, в единичных случаях массивно-пластовые, а также лнтоло! ичеекп экранированные. По характеру насыщения одна залежь газоконденсатная, остальные газонефтяные и нефтяные. Пористость коллекторов 16-22%. проницаемость 0,06-0.239 Дарси.

Начальные пластовые давления 17.5-25.0 МПа, температура 78-103°С. Плотность нефти 830-870 кг/м 3 , содержание серы 0.1 -0.28%. парафина 17,2-25%. Содержание стабильного конденсата в газоконденсатной залежи I горизонта составляет 76 г/м".

4)Месторождение Коныс

Открыто в 1989 г. в Тереньозекском районе Кзыл-Ординской области, в 140 км севернее ж.-д. станции Жусалы, в 150 км северо-западнее г. Кзыл-Орда. Месторождение приурочено к брахнантиклинали субмери- диснального простирания, осложненной двумя сводами (рис. 137). По кровле горизонта M-II северный свод оконтурен изогипсой - 1070 м, южный - 1040 м. Южная часть южного свода и северо-западное погружение крыла северного свода отличаются зонами литологического замещения коллекторов.

Западное крыло южного свода узким и неглубоким прогибом соединяется с полусводом, ограниченным с севера и запада тектоническими нарушениями. Эта часть структуры называется Южным Конысом.

Во вскрытом разрезе выявлены две залежи. Нефтегазовая залежь связана с горизонтом M-И арыскумской свиты нижней части неокомских отложений, а нефтяная (горизонт Ю-0) - с верхнеюрскими.

Залежи пластовые, сводовые, литологически экранированные.

Продуктивный горизонт М-11 залегает на глубине 963 м. Литологически он представлен песчаниками и алевролитами. Общая высота нефтяной залежи 30 м, газовой 45 м. Нефтенасыщенная толщина пласта 32,2 м, I азонасыщениая 25 м. Коэффициен т нефтенасышенности 0,68, газонасыщенности 0,65. ГНК и ВНК установлены на отметках - 1060 и -1088 м.

Коллектор терригенный, поровый с пористостью 19,6%, проницаемостью 0,015 мкм2. Горизонт Ю-0 представлен песчаниками с пористостью 21-24%. Эффективная и нефтенасыщенная толщина пласта 4.55 м, коэффициент иефтенасыщенности 0,57. Высота залежи 50 м.

Нефти с плотностью 830 кг/м3, малосернистые (0,16-0.19%), сильнопарафинистые (12-15%), смолистые (9,3-10,7%).

Пластовое давление 11,2-11,35 МПа, температура 56°С. Дебиты нефти 70,1-72,7 м"/сут. на 7 мм штуцере.

Попутный газ метановый (83,2-95.3%), содержит 4.58-16,6% тяжелых углеводородов. В нем также присутствует незначительное количество сероводорода (0,02%), азота (0,01-0,2%) и углекислого газа.

Газ газовой шапки этановый, его состав, %: метан 91,43; этан 5,17; тяжелые 3,31, содержание азота, углекислого газа и сероводорода - следы. В пределах Южного Коиыса в газе присутствует конденсат плотностью 700 кг/м5, его содержание 98 г/м". Конденсат содержит 0,02% серы и 2,6% парафина.

5) Мест-е ойракты

Открыто в 1971 г. Расположено в 135 км к северу от г. Тараз. По нижнекаменноугольной толще структура характеризуется куполовидной формой с размерами 9x9 км и амплитудой 120 м; по нижней перми это асимметричная брахиантиклиналь меридиональной ориентировки размерами 21x10 км и амплитудой 160 м (рис. 155).

Месторождение содержит три газовых залежи пластово-сводового и литологическн экранированного типа в турнейских, нижневизейских и нижне-пермских отложениях.

Коллекторы представлены песчаниками и алевролитами с пористостью 11,3-18,6% и проницаемостью до 3 мд.

Пластовое давление 10-28,2 МПА. температура 42-72°С.

Дебиты газа максимально достигали 128 тыс м"/сут на шайбе 19,1 мм. Газы тяжелые, преимущественно углеводородные в каменноугольной толще (свыше 90% углеводородной фракции) и азотно-углеводородные в нижней перми, где концентрация метана по площади колеблется в пределах 24-75%.

Пластово-стратиграфически экранированные

1)Каражанбас

Месторождение открыто в 1974 г. Приурочено к нарушенной брахиантиклинальной складке субширот- ного простирания. Доказана нефтеносность неокома (пять нефтяных залежей) и батского яруса средней юры (два нефтяных горизонта).

Залежи в неокоме пластовые, сводовые, нарушенные, а также стратиграфически экранированные; в юре - пластовые, литологически экранированные (рис. 38). Коллекторами являются песчаные и алевро- литовые пласты с пористостью 27-29%, проницаемостью 0,013-0,351 Дарси и нефтёнасышенными толщинами 2-14,6 м.

Начальные дебиты 1.2-76,8 м"/сут., начальное пластовое давление 3-5,75 МПа. температура 25-37°С. Плотность нефти 939-944 кг/м", содержание серы 1,6-2,2%, парафина 0,7-1,4%. Нефть высокосмолистая, содержит пятиокись ванадия до 350 г/т.

Геологический разрез месторождения Каражанбас

Структурные карты

2) Жанатан

Открыто в 1992 г. В тектоническом отношении представляет антиклинальную складку субмсридианаль- ного простирания с размерами 17x6,2 км при амплитуде более 450 м (рис, 45),

Установлена продуктивность терригенных нижнекаменноугольных отложений. Коллекторами являются песчаники и алевролиты с пористостью 7-16% и проницаемостью 0,042-0,00048 мкм". Эффективная нефтенасыщенная толщина составляет 6,6-33 м, коэффициент нефтенасыщенности 0,7. Дебит нефти (скв. 7) составил 7,2-8,3 мУсут. Нефть имеет плотность 852 кг/м3, содержит 0,32% серы, до 13% парафина и 3% смол и асфальтенов.

Краткое рассмотрение выявленных месторождений свидетельствует о их многообразии как в подсоле- гюм докунгурском палеозое, так и в надсолевых отложениях. Это многообразие обусловлено типами ловушек, характеристиками резервуаров и промысловых параметров залежей, фазовым состоянием УВ, количественными концентрациями сопутствующих компонентов - металлов, сероводорода, серы, величинами запасов нефти и газа. Дифференциация месторождений четко просматривается не только в пределах впадины в целом, но и в границах геологических областей и даже районов.

3)Месторождение Кызылкия

Открыто в 1986 г. Расположено в Кзыл-Ординской области в 40 км к западу от месторождения Кумколь.

Приурочено к антиклинальной складке субмеридиопального простирания, осложненной в центральной и южной частях поднятием фундамента выше уровня продуктивных горизонтов (рис. 139).

Установлена газонефтяная залежь в нижнем неокоме (М-И), а также получены незначительные притоки нефти из коры выветривания фундамента. Залежь пластовая, стратиграфически и литологически экранированная, высотой 85 м.

Нефтегазонасыщенные толщины изменяются от 2,7 м до 5,2 м. Открытая пористость песчано-алевролито вых коллекторов 14-18%, проницаемость 0,001-0,067 мкм: . Нефтенасыщенность 0,79. газонасыщенность 0,75.

Максимальный дебит нефти на 7 мм штуцере достигал 158,4 м"/сут., дебит газа - 42 тыс. м"/сут. на 6 м\ штуцере.

Начальное пластовое давление 15.3-15,8 МПа, температура 60-62°С.

Нефть плотностью 805 кг/м". Содержание метана в газе 79,45%, азота 8,6%, тяжелых углеводородов до 10%

Массивные залежи

1)Тенгиз (каз. Те?із ) -- нефтегазовое месторождение в Атырауской области Казахстана, в 350 км к юго-востоку от г.Атырау. Относится к Прикаспийской нефтегазоносной провинции. Открыто в 1979 году.

Первооткрывателями месторождения Тенгиз являются Жолдаскали Досмухамбетов, Булекбай Сагингалиев, Булат Еламанов, Асабай Хисметов, Кумар Балжанов, Валентин Авров, Махаш Балгимбаев, Орынгазы Исказиев которые были удостоены Государственной премии Республики Казахстан.

6 апреля 1991 года в эксплуатацию был введен нефтегазовый комплекс - Тенгизский нефтегазоперерабатывающий завод и промысел, что положило начало промышленной добыче на данном месторождении.

Залежи углеводородов расположены на глубине 3,8--5,4 км. Залежь массивная, рифогенного строения. Нефтеносность связана с отложениями средне-нижнекаменноугольного и девонского возрастов.

Коэффициент нефтенасыщенности 0,82. Начальный газовый фактор 487 мэ/мэ, начальный дебит нефти 500 мі/сут при 10 мм штуцере. Начальное пластовое давление 84,24 МПа, температура 105°С. Плотность нефти 789 кг/м 3 . Нефть сернистая 0,7%, парафинистая 3,69%, малосмолистая 1,14%, содержит 0,13% асфальтенов.

Извлекаемые запасы месторождения оцениваются от 750 млн до 1 млрд. 125 млн тонн нефти. Прогнозируемый объем геологических запасов составляет 3 млрд. 133 млн тонн нефти. Запасы попутного газа оцениваются в 1,8 трлн. мі.

2)Королевское - нефтяное месторождение находится в Атырауской области Казахстана, в 150 км к юго-востоку от г. Атырау и в 20 км к северо-востоку от нефтяного гиганта - месторождения Тенгиз. Поисковое и разведочное бурение начато в 1982 г., ставшем годом открытия месторождения.

Продуктивные горизонты установлены в надсолевом и подсолевом комплексах. Нефтяная залежь надсолевого комплекса в верхнемеловых отложениях связана с солянокупольной структурой. Продуктивность подсолевого комплекса приурочена к палеозойской антиклинальной складке тектоно-седиментационного типа.

Палеозойская нефтяная залежь связана с артинскими породами нижней перми и кабонатными отложениями карбона. Залегает на глубине 3952 м. ВНК принят на отметке -4800 м. Залежь массивная. Продуктивная толща сложена известняками.

Нефть очень тяжёлая, плотность 965 кг/мі, сернистая (2%), малопарафинистая (0,52%), содержит 2,2 % асфальтенов.

Месторождение находится в разведке по подсолевым отложениям. Залежь надсолевого комплекса законсервирована.

Общие геологические запасы составляют 188 млн тонн нефти.

3)Кенкияк -- нефтяное месторождение в Темирском районе Актюбинской области Казахстана, в 220 км к югу от Актобе. Относится к Восточно-Эмбинской нефтегазоносной области. В районе месторождения имеется аэропорт.

Нефть преимущественно легкая с плотностью 821--850 кг/мі, содержит серы 0,24-1,24 %, парафинов 1,53-6,76 %, смол 1,2-8,5 %. Для докунгурского продуктивного этажа характерно аномально высокое пластовое давление, составляющее 67,6 МПа в нижней перми и 79,6 МПа в карбоне. Пластовая температура достигает максимальных значений 98 °C. Дебиты нефти 18,4-150 мі/сут. Залежь массивная.

На месторождении разрабатываются залежи нефти в надсолевой толще. Подсолевая часть разреза завершена разведкой.

Суммарный продуктивный этаж на месторождении охватывает интервал от 160 до 4300 м. Разрез представлен переслаиванием песчаников разной степени цементации, алевролитов, гравелитов, глин и аргилитов. Отложения среднего карбона представлены известняками. Строение структуры по надсолевому и подсолевому комплексам резко отличаются.

1958 -- выявлена надсолевая структура

1959 -- открыто месторождение, приуроченное к соляному куполу (в надсолевом разрезе выявлено 9 нефтяных горизонтов)

1971 -- открыты залежи в нижнепермских отложениях (выделено 5 продуктивных горизонтов)

1979 -- установлена массивная нефтяная залежь в карбонатной среднего карбона

4) Карачагана м к , Карашыганак, каз. ?арашы?ана? -- чёрный залив -- нефтегазоконденсатное месторождение Казахстана, расположено в Западно-Казахстанской области, вблизи города Аксай. Относится к Прикаспийской нефтегазоносной провинции.

Открыто в 1979 году. Промышленное освоение началось в середине 1980-х производственным объединением «Оренбурггазпром» Министерства газовой промышленности СССР. В 1989 году министерство было преобразовано вГазодобывающий государственный концерн «Газпром», а в 1993 году -- в Российское акционерное общество «Газпром».

Карашыганакское поднятие представлено рифовой постройкой высотой до 1,7 км. Залежь нефтегазоконденсатная, массивная. Высота газоконденсатной части достигает 1420 м, толщина нефтяного слоя равна 200 м. Продуктивными отложениями является от верхнего девона до нижней Перми. Давление газа в пласте составляет 600 атмосфер.

5) Толкын. Открыто в 1992 г. В структурном отношении представляет собой антиклиналь юго-запад-севсро-восточ- ного простирания размерами 6x2,1 км с амплитудой 110 м (рис. 40).

Разрез представлен терригенно-карбонатной толщей среднего карбона, перми, триаса и терригенными отложениями юры, мела и кайнозоя.

Нефтегазовая залежь высотой 150 м выявлена в породах артинского яруса нижней перми. Залежь массивная.

Коллектор продуктивного горизонта смешанный, карбонатный с открытой пористостью 13% и проницаемостью 0,0149 мкм 2 . Общая толщина продуктивного горизонта 147 м. эффективная 132 м, нефтенасыщенная 10,4 м, газонасыщенная 122 м. Коэффициенты нефте- и газонасыщенности 0,62 и 0,38 соответственно.

Начальное пластовое давление 43,2 МПа, температура 105°С. Дебит нефти 46 м"/сут., газа 189,7 тыс. м"/сут. на 8 мм штуцере.

Нефть легкая, плотностью 840 кг/м 3 , малосернистая 0,23%, слабопарафинистая 1,1%, содержит небольшое количество 3.1% асфальтенов и силикагелевых смол. Газонасьиценность пластовой нефти 346 м"/м".

Состав растворенного газа, в %: метан 48,6, этан 13. пропан 10.9, нзобутан 5,4, н-бутан 8,7.

Газ газовой шапки имеет плотность по воздуху 0,76. В его составе преобладает метан 89.74%

Нефтегазоконденсатное месторождение ТолкынСтруктурная карта

Литологически ограниченные

1)Месторождение Тасбулат

Открыто в 1965 г. Приурочено к слабо нарушенной брахиантнклинальной складке субширотного простирания. Доказана продуктивность оленекского яруса нижнего триаса, средней и верхней юры (рис. 72). Продуктивные отложения триаса представлены карбонатно- геррнгеннымн породами, в которых выявлены три залежи: "А" - нефтяная, высотой - 5 м; "Б" - нефтегазоконденсатная с высотой газовой части 207 м и нефтяной 47 м; "В" - газоконденсатная с высотой 46 м.

В юрской толще, представленной переслаиванием песчано-алевролитовых пород с глинами, установлены залежи в горизонтах Ю-1. Ю- II. Ю-Ш, Ю-IV. Ю-V. Ю-VI, Ю-IX. Ю-Х. Ю-XI. К литологически экранированным отнесены залежи горизонтов Ю-IX и Ю-Х. остальные - к типу пластовых, сводовых.

Пористость юрских коллекторов 14-19%, проницаемость 0,018-0.042 Дарси. Эффективные толщины 4-44 м. Дебиты нефти 8-90 м"/сут., конденсата 28,8-38,4 м"/сут.

Начальное пластовое давление 19-23.2 МПа. температура 83-103°С. Нефть плотностью 834-865 кг/м", парафина до 36,7%. Метана в газе 84%, тяжелых углеводородов 12.5-15%. Стабильного конденсата 64.5-78.1 г/м" в юрских залежах и 111 г/м" - в триасе.

Заключение

залежь месторождение нефть газ

Природный резервуар понятие более широкое, чем коллектор, ибо он образуется соотношением коллектора с вмещающими его плохо проницаемыми породами (покрышками), обладает определенной формой и емкостью, единой гидродинамической системой и пластовой энергией.

По соотношению коллектора с ограничивающими его плохо проницаемыми породами И.О.Брод предложил выделять три основных типа природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически со всех сторон ограниченные.

Залежь - всякое элементарное, единичное скопление нефти и газа. Формируются залежи в ловушках различного типа, принимая их форму. В нефтяной геологии разработаны различные классификации залежей. Одной из таких классификаций является классификация залежей нефти и газа по фазовому состоянию, находящихся в них углеводородов. Н.А.Еременко выделил пять типов таких залежей:

нефтяная с растворенным газом и без него;

нефтяная с газовой шапкой и конденсатом;

газовая с конденсатом и нефтяной оторочкой;

газоконденсатная (имеет выход конденсата более 30 см3/м3);

газовая (содержит в основном «сухой» газ - метан).

Массивные залежи сформировались в массивных однородных и неоднородных резервуарах. Типы залежей данной группы названы И.О.Бродом по типу природного резервуара (массивный) и по типу локального выступа: структурный (тектонический), биогенный (рифогенный) и эрозионный, в которых рассматриваемые залежи и залегают.

Список использованной литературы

1) Даукеев С.Ж.,Уженов Б.С., Абдулин А.А., Глубинное строение и минеральные ресурсы Казахстана, 2007.

2) Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений: Учебник для вузов. М.: Недра, 1986.

3) Танирбергенов А.Г. Учебно-методический комплекс дисциплины студента. Алматы: КазНТУ, 2004.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Понятие природного газа и его состав. Построение всех видов залежей нефти и газа в ловушках различных типов. Физические свойства природных газов. Сущность ретроградной конденсации. Технологические преимущества природного газа как промышленного топлива.

контрольная работа , добавлен 05.06.2013


Закономерности и изменения свойств нефти и газа в залежах и месторождениях. Давление и температура в залежах. Закономерности изменения свойств нефти и газа по объему залежи. Изменение пластовых давления и температуры в процессе разработки залежи.

контрольная работа , добавлен 04.12.2008


Подходы к моделированию процесса открытия месторождения. Алгоритм, учитывающий размер залежи и элемент случайности при открытии залежи. Сравнение результатов имитационного моделирования процесса открытия залежей по величине запасов нефти и газа.

презентация , добавлен 17.07.2014


Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений. Этапы поисково-разведочных работ. Классификация залежей нефти и газа. Проблемы при поисках и разведке нефти и газа, бурение скважин. Обоснование заложения оконтуривающих разведочных скважин.

курсовая работа , добавлен 19.06.2011


Основные технико-экономические показатели геолого-разведочных работ. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений. Нефтегазовый комплекс России. Состав и параметры нефти. Месторождения нефти и газа. Типы залежей по фазовому составу. Понятие ловушки.

презентация , добавлен 10.06.2016


Понятие и структура природного резервуара, его разновидности, основные составляющие и отличительные признаки. Типы ловушек и их значение в природном резервуаре. Этапы формирования первичный и вторичных залежей. Сейсмическая съемка преломления воды.

контрольная работа , добавлен 08.03.2010


Количество добытой нефти и газа на Тишковском месторождении, его литология и стратиграфия. Нефтеносность петриковской и елецко-задонской залежи. Подсчет и пересчет запасов нефти и растворенного газа межсолевых и подсолевых залежей месторождения.

курсовая работа , добавлен 17.11.2016


Образование нефти и газа в недрах Земли. Физические свойства пластовых вод, залежей нефти, газа и вмещающих пород. Геофизические методы поисков и разведки углеводорода. Гравиразведка, магниторазведка, электроразведка, сейсморазведка, радиометрия.

курсовая работа , добавлен 07.05.2014


Изучение методов системы разработки месторождений нефти и газа. Определение рациональной системы извлечения нефти из недр. Выбор оборудования для хранения нефти после добычи из залежей, а также для транспортировки. Описание основных видов резервуаров.

курсовая работа , добавлен 11.11.2015


Условия залегания продуктивных пластов. Состав и физико-химические свойства пластовых жидкостей и газа месторождения. Характеристика запасов нефти. Режим разработки залежи, применение системы поддержания пластового давления, расположение скважин.

Типы месторождений полезных ископаемых

ТЗ№2

Таблица 1Объем воды, имеющейся на Земле

Единство природных вод Земли

Воды земного шара едины. Воды всœех геосфер имеют тесную взаимосвязь и их баланс находится в равновесии. Воды в любом виде тесно связаны будь то вода, заключенная в горных ледниках, ледовом покрове северных и южных морей, ледниковых щитах Антарктиды и Гренландии, вода морей и океанов, речная вода, почвенный раствор, минœеральные источники, фумаролы и гейзеры представляют из себяединое природное явление, тесно связанное между собой.

Всего на Земле содержится около 1 400 млн. км 3 воды. Подавляющий объём воды гидросферы Земли относится к морям и океанам. Имеются разные оценки объёма воды, заключенной в ледниках, озерах реках и атмосфере. Οʜᴎ приведены в таблице 1.

*Без учета подземных вод Антарктиды, оцениваемых приблизительно в 2 000 тыс. км 3 .

Гидрогеологические работы на участках месторождений твердых полезных ископаемых всœегда направлены на решение целого круга задач:

Изучение гидрогеологических условий отработки месторождения, влияния подземных вод на устойчивость бортов горных выработок и качество руды;

Выполнение прогнозных расчетов величины водопритоков в горные выработки;

Получение исходных данных для проектирования систем водоотлива, осушения месторождения, проведения дренажных мероприятий и водопонижения;

Выполнение поисковых работ в целях хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения добывающего предприятия.

В качестве примера таких работ рассмотрим комплекс гидрогеологических исследований, выполненных специалистами Научно-производственной группы ʼʼТектоникаʼʼ на участке Амазарканского золоторудного месторождения (Могочинский район Читинской области) в 2011 ᴦ.

Амазарканское золоторудное месторождение локализовано в интенсивно измененных кристаллических породах докембрия, с включениями интрузий палеозойского и мезозойского возраста и приурочено к узлу сочленения разнонаправленных и разновозрастных тектонических структур.
Размещено на реф.рф
Сегодня месторождение разрабатывается открытым способом. Извлечение золота производится с применением технологии кучного выщелачивания.

Бассейн р.
Размещено на реф.рф
Амазаркан характеризуется развитием толщ многолетнемерзлых пород сплошного распространения с прерывистыми сквозными и несквозными таликами. Мощность толщи многолетнемерзлых пород составляет от 100 до 200 м .

В районе месторождения встречаются экзогенные и экзогенно-эндогенные талики. Естественные экзогенные (надмерзлотные подрусловые) талики наблюдаются в долинœе р.
Размещено на реф.рф
Амазаркан с высотными отметками 780–790 м. Мощность их незначительна и не превышает 15 м. Ниже глубины 10–15 м в долинах рек и ручьев вскрыта толща многолетнемерзлых пород на всю глубину изучения.

Экзогенно–эндогенные талики распространены на склонах речных доли преимущественно южной экспозиции, а также на повышенных участках рельефа. Поверхностные границы таликов картируются на абсолютных отметках выше 915–920 м. Граница распространения зоны подмерзлотных и межмерзлотных вод, приуроченных к таликам экзогенно-эндогенного типа, проходит ниже по склону на абсолютных отметках 860–870 м. Поисковые скважины вскрывают здесь напорные воды, при этом дебиты самоизлива достигают 1,0–2,0 л/с (рисунок 1). На площадях развития таликов существует гидравлическая связь между надмерзлотными водами сезонно-талого слоя и подмерзлотными водами трещинного криогенно–таликового водоносного комплекса.

Рисунок 1. Скважина с самоизливом 1,2 л/с. Восточный фланг Широтной залежи Амазарканского золоторудного месторождения

Межмерзлотные и подмерзлотные воды, встреченные в пределах Амазарканского золоторудного месторождения, пресные с минœерализацией 0,4 г/л, по химическому составу сульфатно–гидрокарбонатные магниево–кальциевые.

При выполнении гидрогеологических исследований в Забайкалье специалисты НПГ ʼʼТектоникаʼʼ использовали накопленный опыт работ на участках распространения скальных пород в пределах Уральского региона. Опыт изучения фильтрационной структуры скальных массивов был ранее обобщен в рамках научного направления ʼʼгидрогеомеханика скальных массивовʼʼ .

Как показывает практика, наиболее эффективным методом решения гидрогеологических задач на площадях залегания скальных пород является целœенаправленный поиск, выделœение и изучение линœейных проницаемых зон тектонических нарушений . Зоны тектонических разломов нередко обладают фильтрационными свойствами, на порядок превосходящими среднюю проницаемость породного массива, формируют гидродинамическую структуру рудных полей и предопределяют гидрогеологические условия месторождений .

Гидрогеологические исследования в пределах площадей распространения скальных горных пород должны опираться на методы геомеханического анализа. Основная идея геомеханического анализа состоит по сути в том, что фильтрационная структура трещинных водоносных комплексов в пределах массивов прочных скальных пород формируется под воздействием современных тектонических сил. Силовое воздействие на массивы горных пород обусловлено естественным напряженно–деформированным состоянием земной коры. Породные массивы постоянно находятся в состоянии предельного равновесия, когда избыточные напряжения снимаются в результате деформаций. Результатом деформаций является формирование массовой трещиноватости и тектонических разломов .

Тектонические разломы и трещины являются подвижными структурами. Взаимное расположение систем трещин, простирание тектонических разломов и кинœематика смещения вдоль тектонических швов контролируются современным полем напряжений. Взаимное расположение тектонических структур зависит от ориентировки трех векторов главных нормальных напряжений .

Распределœение азимутов простирания тектонических разломов подчиняется определœенным закономерностям, что дает широкие возможности для их анализа. Изучение закономерностей ориентировки тектонических разломов позволяет прогнозировать расположение наиболее проницаемых водоносных зон и способствует выбору перспективных водоносных участков.

Одним из методов геомеханического анализа является построение роз–диаграмм ориентировки тектонических разломов и линœейных элементов рельефа. Суть метода состоит в измерении азимутов простирания и относительных длин тектонических разломов, обозначенных на геологических и гидрогеологических картах, и нанесении их на розу–диаграмму. На диаграмме откладываются отрезки с азимутами простирания, соответствующими простиранию разломов. В случае если в некоторый угловой диапазон (к примеру, от 265 до 270 0) попадает несколько отрезков, их длины складываются. В результате, на диаграмме образуются пики, которые показывают, разломы с какими азимутами простирания имеют наибольшую суммарную длину или, иными словами, разломы какой ориентировки имеют преимущественное развитие на данной территории.

Построение роз–диаграмм может выполняться не только на основании геологических данных, но и путем геоморфологического анализа участка местности с выделœением выраженных линœейных элементов рельефа: линœейных участков русел рек, ручьев, логов и понижений, цепочек озер и пр.

Как правило, построение роз-диаграмм позволяет выявить типовую картину распределœения тектонических нарушений в массиве. На рисунке 2 показана типовая структура пространственного расположения тектонических разломов в скальных массивах Уральского региона . На представленной розе-диаграмме показаны характерные пики, соответствующие группам разломов с определœенной кинœематикой смещения.

(1) Рудообразующие процессы тесно связаны с породообразующими процессами (Обручев, 1928), и рудные месторождения возникают благодаря дифференциации вещества как результат его постоянного кругооборота в осадочном, магматическом и метаморфическом циклах формирования пород и геологических структур (Смирнов, 1969).

(2) Классификация должна быть как можно более простой, удобной и понятной для потребителя.

(3) Классификация должна быть такой, чтобы в будущем в нее могли быть добавлены новые типы месторождений (Cox, Singer, 1986). Приводимая ниже типизация базируется на сводной генетической классификации рудных месторождений, разработанной В.И. Смирновым (1969), с учетом ряда положений и подходов, использованных в систематиках О.Р.Экстранда (Extrand, 1984), Д.П.Кокса и Д.А.Сингера (Cox, Singer, 1986). Используя кратко охарактеризованные выше основные принципы и подходы в приводимой ниже классификации месторождений Востока России, месторождения сгруппированы в пять иерархических уровней организации металлогенических таксонов, в соответствии со следующими главными особенностями классифицируемых объектов: (а) условия формирования вмещающих и генетически связанных с месторожде-ниями пород, (б) генетические особенности месторождений и (в) минœеральный или элементный состав руд:

Группа месторождений

Класс месторождений

Семейство месторождений

Вид месторождений

Модельный тип месторождений

В качестве основной классификационной единицы принят модельный тип (модель) месторождения, в определœенной мере отвечающий более общепринятому в отечественной геологической литературе понятию ʼʼрудная формацияʼʼ.

Модели месторождений сгруппированы в четыре больших группы в соответствии с главными геологическими процессами, с которыми связаны месторождения: (1) магматическими; (2) осадочными; (3) метаморфическими; и (4) поверхностными. Выделœена также группа экзотических рудоформирующих процессов

Месторождения, связанные с магматическими процессами

Месторождения, связанные с осадочными процессами

Метаморфогенные месторождения

Метаморфогенно-магматогенные месторождения

Месторождения неясного генезиса

Типы месторождений полезных ископаемых - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Типы месторождений полезных ископаемых" 2017, 2018.

В данном модуле на основе мирового практического опыта разведки и эксплуатации месторождений различных видов минерального сырья (модули 4 и 5) рассматриваются их промышленные типы во взаимной связи с геологическими факторами размещения (модуль 2) и генетическими моделями (модуль 3). Знание промышленных типов месторождений, в особенности тех, которые определяют профиль специализации, необходимо бакалавру и горному инженеру в их профессиональной деятельности.

Промышленные типы месторождений металлических полезных ископаемых

Месторождения черных металлов Железные руды

Железо входит в состав железоуглеродистых сплавов (чугун, стать), ферромарганца, феррохрома, феррокремния и других сплавов с вольфрамом, ванадием и ниобием, играющих ведущую роль в технике. Исходным минеральным сырьем для их производства служит железная руда.

Главнейшими железосодержащими минералами, определяющими технологическую и промышленную ценность руд, являются магнетит Fe 3 (), (72,4% Fe); гематит Fe 2 (). } (70% Fc); сидерит FeC0 3 (48,3% Fc); гидрогетит (лимонит) HFe0 2 (62,9% Fe): гетит Fe0 2 H 2 0 (52,0-62,9% Fe); магно- магпетит (Mg, Fe)() Fe 2 (). s (24-38% Fe). Псевдоморфозы гематита по магнетиту называются мартитом, а сам процесс такого замещения - мартитизацией.

Требования металлургов к доменным рудам ниже, чем к мартеновским. Содержание железа в магнетитовых рудах должно быть более 50%, гидрогетитовых - более 45%. Для вредных примесей установлен верхний предел, содержащий: серы и фосфора - 0,3% каждого; меди - 0,2%; мышьяка - 0,07%; цинка и свинца - 0,1%; олова - 0,08%. В мартеновских рудах концентрации железа в магнетитовых, гематитовых, гидрогетитовых и смешанных рудах должны быть более 57%; вредных примесей не более: кремнезема - 5%; серы и фосфора - 0,15% каждого; меди, мышьяка, свинца, цинка, хрома, никеля - 0,04% каждого; марганца - 0,5%.

Для руд регламентируется кусковатость: доменные руды на 70-75% должны быть представлены классами 10-100 мм, а мартеновские на 70% - классами 10-250 мм. Руды, содержащие 80-92% класса 10 мм и не более 8-20% класса 10-20 мм, нуждаются в предварительном окусковании.

Важной характеристикой богатых руд является коэффициент основности (К.О.), представляющий собой отношение СаО + MgO / SiO., + Л1 2 0 3 . При К.О. 1,1 - к основным. Другим показателем качественных свойств руды служит кремневый модуль Si0 2 / Л1 2 0. ? , величина которого не должна быть ниже 2.

Бедные железные руды, нуждающиеся в обогащении, подразделяются на легко- и труднообогатимые. К легкообо- гатимым относятся железные руды магнетитового состава, прежде всего магнетитовые кварциты. Труднообогатимыми являются руды со скрытокристаллическими и коллоидальными железистыми образованиями. Магнетитовые руды обогащаются методами сухой и мокрой магнитной сепарации, магнетит-гематитовые - магнитно-флотационным (тонковкрапленные руды) и магнитно-гравитационным (крупновкрапленные руды) методами. При наличии в магнетитовых рудах промышленных концентраций апатита, ильменита, редких и редкоземельных металлов, сульфидов кобальта, меди и цинка, боратов и золота, они могут извлекаться флотацией отходов магнитной сепарации. При этом возможно производство апатитового, ильменитового, медного, кобальт-никелевого, бадделеитового, золотосульфидного и борагового селективных концентратов.

В процессе обогащения железных руд получают концентраты с содержанием железа от 48,0 до 69,5%, агломерат и окатыши. Попутные легирующие металлы (титан и ванадий) подобно полезным примесям (никель, кобальт и марганец), могут переходить в продукты металлургического предела, улучшая их свойства, или извлекаться из отходов.

На мировом рынке в 2010 г. цена руды с содержанием железа 67,4% составила 1,62 долл, за 1% Fe в 1 т (БИКИ от 19.03.2011).

Промышленные типы месторождений железа ассоциируют с магматическими, осадочными и метаморфическими формациями и комплексами, которые входят в состав почти всех генетических групп: магматической, карбонатитовой, скарновой, гидротермальной, осадочно-морской и континентальной, коры выветривания и метаморфогенной.

В магматической группе выделяется титано-магиети- товый комплекс, месторождения которого характеризуются в общем виде как кристаллизационные. Представителем карбонатитовой группы является месторождение Ковдор (см. рис. 3.6).

Группа скарновых магнетитовыхместорождений - одна из самых многочисленных. Из них добывают более 50 млн т товарной железной руды.

В качестве примера рассмотрим отрабатываемое карьером Канарское месторождение как самое крупное в Тур- гайской железорудной провинции (Кустанайская обл. в Казахстане). Месторождение сложено палеозойской вулканогенно-осадочной толщей андезитовых и пироксен- плагиоклазовых порфиритов и их пирокластов с прослоями туффитов, известняков, песчаников и покровами базальтов и андезитов (рис. 6.1). Эта толща смята в брахискладки и разбита сбрососдвиговыми нарушениями. В нижней части разреза выявлены небольшие штокообразные тела гранит-порфиров. На контакте с ними, а также с кварцевыми порфирами образовались пироксен-скаполитовые метасоматиты, по которым развились вкрапленные и массивные магнетитовые руды, сформировавшие пластообразные пологие рудные залежи протяженностью по простиранию до 3,5 км, по падению до 1700 м при мощности 60 м и более. В рудной залежи отмечены следующие средние содержания: железо - 44,9%; сера - 0,42%; фосфор - 0,23%; марганец - 0,15%. В повышенных концентрациях присутствует кобальт.

Рис. 6.1.

• 1 - мезокайнозойские отложения платформенного чехла;
• 2-4 - верхнепалеозойские отложения (2 - аргиллиты,
• 3 - конгломераты, 4 - базальты); 5-9 - красноцветные отложения андреевской свиты (С,) (5 - песчаники и гравелиты, 6 - андезитовые афириты, 7 - гилерстен- плагиоклазовые порфирита, 8 - вулканические брекчии плагиоклазовых полифировых порфиригов, 9 - пирокссн- плагиоклазовые порфириты); 10-13 - отложения соколовской свиты (С,) (10 - слоистые туффиты, 11 - известняки,
• 12 - ангидритсодержащие породы, 13 - вулканические туфы); 14-15 - отложения сарбайской свиты (С) (14 - вулканические брекчии крупновкрапленных порфиритов,
• 15 - андезитовые порфириты); 16 - кварцевые порфириты;
• 17 - фанит-порфириты; 18 - пироксен-скаполит-альбититовые метасоматиты; 19-20 - магнетитовые руды (19 - богатые,
• 20 - бедные); 21 - мартитовые руды; 22 - разрывные нарушения

Группа гидротермальных месторождений включает крупные магномагнетитовые месторождения, ассоциирующие с траппами Сибирской платформы. Они приурочены к субвертикальным трубкам взрыва, с развитием в зонах сочленения глубинных разломов. Трубки выполнены ксенолитами вмещающих пород и субвулканическими телами основного состава.

В плане они имеют эллипсовидную форму с размером 2,3 х 0,6 км (Коршуновское месторождение) или 2x1 км (Тагарскос).

Наиболее крупным с разведанными запасами в 637 млн т, является Нерюндинское месторождение. Содержание железа в богатых рудах составляет более 45%.

Группа осадочных морских месторождений объединяет разведанные месторождения: сидеритовые комарово- зигазинской группы (Южный Урал), гематитовые (Нижне- Ангарское), сидерит-лептохлорит-гидрогетитовые (Керченское, Аятское). По прогнозным ресурсам железных руд в Западно-Сибирском железорудном бассейне эта группа месторождений не имеет себе равных. В пределах бассейна на площади в 66 тыс. км 2 скважинами вскрыт горизонт осадочных руд. На этой площади известны крупные месторождения, например Бакчарское, расположенное в 200 км к северо-западу от г. Томска. Среди песков и алевролитов залегают четыре горизонта оолитовых лептохлорит-гидроге- титовых руд (рис. 6.2). Бакчарский горизонт имеет мощность

Рис. 6.2.

• 1 - пески, суглинки, галечники; 2 - пески; 3 - пески с гравием; 4 - алевриты; 5 - глины; 6 - глины пестроцветные; 7 - глины известковистые; 8 - бурые угли, лигниты; 9 - руда глауконит- сидеритовая; 10 - песчаники, алевролиты; 11 - песчаники рудные; 12 - руды оолитовые; 13 - кварцевые кератофиры
• 26 м на площади 700 км 2 , среднее содержание руд следующее: железо - 37,4%; фосфор - 0,38-0,69%; ванадий - 0,13%. Запасы оцениваются в 28 млрд т. Мощность перекрывающих пород изменяется от 155 до 275 м. В них вскрыто пять водоносных горизонтов. Горно-геологические, гидро-геологические и географо-экономические условия на этом месторождении неблагоприятны для его освоения.

Другими условиями характеризуется месторождение Аятское (Казахстан). Здесь на небольшой глубине залегает выдержанный по простиранию и мощности пласт оолитовых лептохлорит-сидеритовых руд. Среднее содержание в рудах составляет: железо - 37,1%; оксид марганца - 0,5- 5,0%; сера - 0,36%; фосфор - 0,4%. Группа осадочных континентальных железорудных месторождений по запасам и промышленной значимости значительно уступает рассмотренной группе месторождений морских осадков. Примером скарнового-титано-магнетитового оруденения служит месторождение Малый Куйбас (рис. 6.3), расположенное в пределах Магнитогорского рудного поля. Оруденение представлено мощными крутопадающими жилами, окруженными орелом богатых вкрапленных ильминит- содержащих магнетитовых руд. В рудах содержится большое количество пирротина и титаномагнетита.

В группу коры выветривания входят бурожелезняковые зоны окисления месторождений - осадочных сидерито- вых (Бакальское, Южный Урал), скарновых (Высокогорское, Средний Урал), мартитовых (КМА). Значительную промышленную ценность представляют мартитовые руды в железистых кварцитах. Технологически сложными являются руды месторождения коры выветривания ультра- основных пород.

Группа метаморфогенных железорудных месторождений. Стойленское месторождение магнетитовых кварцитов зеленосланцевой фации метаморфизма сложено архейскими гнейсами и мигматитами, протерозойскими кварцевыми порфирами, амфиболитами михайловской и кварцито-слан- цами курской серий (рис. 6.4). В составе последней выделяют три свиты - нижнюю, среднюю и верхнюю. Железистые кварциты приурочены к средней свите. На неровной поверхности железистых кварцитов развиты горизонтально залегающие плащеобразные залежи богатых магнетит-мар- титовых и мартитовых остаточных руд. Их средняя мощность составляет 5-15 м. Запасы двух наиболее крупных

Рис. 63.

• 1 - скарново-магнетитовые руды; 2 - плагиоклазовые и биотит- амфибол-плагиоклазовые метасоматиты; 3 - граниты;
• 4 - габбро; 5 - субщелочные базальты;
• 6 - дайки основного состава

залежей оцениваются в 153 млн т, среднее содержание железа - 55%. Запасы железистых кварцитов достигают 2,3 млрд т при среднем содержании железа 35,2%.

Месторождения железных руд по морфологии рудных тел, изменчивости их параметров и качеству руд соответствуют 1-3 группам классификации РФ. Разведка месторождений черных металлов ведется системами скважин. Основное промышленное значение имеют месторождения 1-й и 2-й групп. Месторождения 1-й группы (Керченское, Лиса-

Рис. 6.4.

• 1 - терригенные отложения фансрозоя; 2 - диориты;
• 3 - габбродиориты; 4-8- породы курской серии (4 - сланцы верхней свиты, 5 - железистые кварциты средней свиты,
• 6 - сланцы средней свиты, 7 - сланцы нижней свиты,
• 8 - песчаники и конгломераты нижней свиты); 9 - кварцевые порфириты, сланцы и амфиболиты михайловской серии;
• 10 - гнейсы и мигматиты архея; И - богатые железные руды; 12 - тектонические нарушения

ковское, Аятское) представлены крупными горизонтально и полого залегающими пластовыми залежами с выдержанными мощностью и качеством руд. Скважины располагаются по квадратной сети со стороной: для категории запасов А - 200 м, В - 400 м, С[ - 800 м. Рудные тела месторождений 2-й группы (КМА, Кривбасс) дислоцированы, расстояния между скважинами сокращаются в 2-4 раза.

В рудах определяют содержание Fe, FeO, Fe магнетита, Si0 2 , MgO, CaO, Mn, P 2 0 5 , S, As и др.

Хромиты

В промышленных концентрациях хром находится в природных скоплениях минералов группы хромшпинелидов, образующих сплошные и густовкрапленные руды. Хром- шпинелиды, выражающиеся пятикомпонентной системой (Mg, Fe) 2+ (Al, Cr, Fe)| + 0 4 , характеризуются изоморфизмом входящих в нее металлических элементов. От этого зависит состав хромшпинелидов.

Основными минералами группы хромшпинелидов являются следующие минеральные виды: магнохромит MgFcCr 2 0 4 (Cr 2 O s - 50-65%), хромпикотит (35-55%) и алюмохромит (Mg, Fe)(CrAl) 2 0 4 (35-50%). Визуально они не различимы и называются хромитами.

Качественный состав хромшпинелидов и их содержание в руде обусловливают технологию ее переработки и области использования. Руды с низкими концентрациями хромшпинелидов или вредными примесями (СаО, Р) нуждаются в обогащении. Руды с содержанием Сг 2 0 3 > 45% и Si0 2 2,5 относят к металлургическим сортам. Их используют для производства феррохрома. Высокоглиноземистые руды с содержанием Сг 2 0 3 - 32-45%, А1 2 0 3 > 15% и СаО

В странах СНГ 95% запасов хромитов в основном металлургических сортов сосредоточено в кемпирсайской группе месторождений (Южный Урал, Казахстан), 5% высокоглиноземистых - на Сарановском месторождении (Средний Урал). По запасам хромитов Казахстан занимает 1-е место и экспортирует руды металлургических сортов. Мировые запасы хромитов оцениваются в 3,5 млрд т, добыча - более чем в 13 млн т, из них 60% приходится на Казахстан, ЮАР и Зимбабве, остальные - на Турцию, Филиппины и Индию. Цена 1 т хромитовой руды металлургических сортов составляет 185-250 долл., для огнеупоров - 370-450. Цена 1 т хрома составляет 13-14 тыс долл. (ВИКИ от 17.03.2011). Промышленные типы хромитовых месторождений ассоциируют с офиолитовыми габбро-анортозит-пироксеновым и протоплатформенным расслоенным мафит-ультрамафи- товым (базальтоидным) комплексами. Кроме того, известны незначительные по запасам хромитов элювиальные и элювиально-делювиальные россыпи.

Среди офиолитового комплекса по многочисленности месторождений хромитов металлургических сортов выделяется Кемпирсайский массив (Южный Урал, Казахстан). Из 160 месторождений массива 17 являются промышленными, из которых широко известно Алмаз-Жемчужина (рис. 6.5).

Высокохромистые руды локализованы в дунитовых обособлениях среди гарцбургитов глубоких горизонтов Центрального рудного поля. Высокоглиноземистые руды залегают в других рудных полях массива, в мелких дунитовых телах среди гарцбургитов более высоких стратиграфических горизонтов. Рудные тела имеют залегание, близкое к горизонтальному, и наклонное (до 50°) на восток. Часть этих тел склоняется на север, другие - на юг. Жилообразные, реже шлирообразные тела с четкими контактами имеют размеры по протяженности от десятков метров до 1,5 км при мощности до 180 м. Они разделяются обособлениями дунитов, иногда перидотитов и субширотными разрывными нарушениями разбиты на отдельные перемещенные блоки.

Рис. 6.5.

• 1 - дуниты; 2 - гарцбургиты; 3 - дунит-гарцбургиты;
• 4 - хромитовые руды; 5 - отработанная часть рудного тела;
• 6 - разрывные нарушения; 7 - контур карьера

Текстура руд преимущественно вкрапленная, массивная и нодулярная. Среди вкрапленных руд по насыщенности вкрапленниками выделяют густо-, средне- и редковкрап- ленные, а по размерам зерен хромшпинелидов - мелко- (до 1 мм), средне- и крупнозернистые (> 3 мм).

На месторождении Алмаз-Жемчужина содержание Сг 2 0 3 в сплошных рудах составляет 58%, густовкрапленных - 50-57%, средневкрапленных - 37-49% и редковкрап- ленных - 28-36% при следующих средних содержаниях: Сг 2 0 3 - 49,05%; Si0 2 - 8,1%; СаО - 0,42%; Р - 0,002%.

Примером смешанных бедных и богатых высокохромистых руд служит месторождение Центральное, расположенное в массиве Рай-Из на полярном Урале. Месторождение залегает в краевой части крупного дунитового тела и гарц- бургитов, насыщенных шлирово-полосчатыми выделениями дунитов, и представляет собой хромитоносную зону протяженностью до 1700 м, шириной 400-450 м (рис. 6.6).

Месторождения дифференцированных базалътоидных интрузивов протоплатформ сосредоточены на юге Африки в Бушвельдском дополите, имеющем площадь 20 тыс. км 2 и мощность 7,5 км, и в Великой Дайке, протягивающейся в близмеридиональном направлении более чем на 500 км при мощности 3-10 км. В Бушвельдском расслоенном интрузиве в вертикальном разрезе выделяют несколько зон. Одна из них, Критическая, мощностью около 1 км, сложена норитами с прослоями пироксенитов, анортозитов и перидотитов, в которых сосредоточены страгиформные залежи хромитов.

В норитах распространены ликвационные платиноносные медно-никелевые месторождения (горизонт Мерен- ского). Залегающие выше Критической зоны габбронориты и анортозиты Главной зоны мощностью от 0,2 до 1,8 м прослеживаются на многие километры. Качество руд низкое. Отношение Сг 2 О э к FeO изменяется от 1,5 до 2,0. Запасы хромитов оценены в 500 млн т при содержании Сг 2 0 3 50%.

Месторождения хромовых руд соответствуют 2-й и 3-й группам классификации ГКЗ РФ. Ко 2-й группе относятся месторождения (Алмаз-Жемчужина) с крупными линзо- и жилообразными залежами протяженностью по простиранию более 300 м. Скважины располагаются по следующей сети: 40-80 х 20-60 м для запасов категории В; 80-120 х 40-80 м для запасов категории С,. В рудах определяют содержания Cr 2 0 3 , FeO, Si0 2 , СаО, Р 2 0 3 . Предельно допустимые относительные среднеквадратичные погрешности анализов (Р ) Сг 2 0 3 по классам содержаний 40-60, 20-40, 10-20 и 5-10% соответственно составляют 1,2, 1,8, 2,5 и 3,0%, т.е. чем выше содержание, тем меньше Р тчх.

Рис. 6.6. Геологический план (а) и разрезы (б)месторождения Центральное, массив Рай-Из (по Б. В. Перевозчикову):

• 1 - дуниты; 2 - гарцбургиты со шлирово-полосчатыми выделениями дунитов (а - до 10%, б - 10-30%, в - 30-50%, г - свыше 50%); 3 - хромитовые тела и их номера;
• 4 - диабазы; 5 - талькиты; 6 - геологические границы;
• 7 - зона Полойшорского разрыва; 8 - тектонические разрывы и их номера; 9 - полосчатость гарцбургитов; 10 - склонение хромитовых и дунитовых тел с указанием угла (градус);
• 11 - линии геологических разрезов

• БИКИ - Бюллетень иностранной коммерческой информации.

В общемировой добыче приоритет названных типов определяется их порядковым номером в таблице. Таким образом, значение убывает от порфирового типа к остальным. В Российской медной добыче общемировые приоритеты нарушены наличием супергиганта – Норильского рудного района с медно-никелевыми рудами, занимающего о первое место, в то время как промышленные объекты порфирового типа пока не выявлены. За рубежом медно-никелевые месторождения имеют резко подчиненное значение.

На втором месте по добыче в РФ стоят медноколчеданные месторождения Уральского региона, хотя все их суммарные запасы уступают запасам медистых песчаников Удоканского месторождения, которое ныне только начинает осваиваться. Ниже приведем краткую характеристику пром. типов медных месторождений в том порядке, который присущ минерально-сырьевой базе РФ.

Сульфидные медно-никелевые месторождения генетически связаны с дифференцированными массивами ультраосновных и основных магматических пород (перидотитов, габбро-норитов, габбро и габбро-диабазов). Медно-никелевые рудные тела располагаются преимущественно в придонной части интрузивов, а иногда во вмещающих интрузивы породах. Руды представлены сплошными, брекчиевыми, прожилковыми и вкрапленными разностями. Рудные тела имеют, как правило, крупные размеры: протяженность по простиранию и падению от сотен метров до нескольких километров, мощность до 100 м; плитообразные, пластообразные, линзообразные, жилообразные и более сложные формы; залегают субгоризонтально, реже полого- или крутонаклонно. Господствующее развитие имеют согласные пластообразные залежи вкрапленных руд. К лежачему боку этих залежей приурочены сплошные руды, образующие отдельные пласты, линзы и жилы, сложенные массивными, брекчиевидными и густовкрапленными разновидностями. Характерной особенностью сульфидных медно-никелевых месторождений является сравнительно выдержанный минеральный состав руд. Руды содержат никель, медь, кобальт, платиноиды, а также золото, серебро, селен, теллур и серу. Содержание меди в руде 1-5 %.

Месторождения медистых песчаников и сланцев приурочены к красноцветным формациям и располагаются в краевых прогибах, наложенных мульдах, рифтовых зонах и дру­гих подобных структурах складчатых областей и древних щитов.

Мощности продуктивных толщ меняются в широких пределах. Рудные тела располагаются обычно в нескольких горизонтах (до 10, иногда более) серых лагунно-дельтовых терригенных, реже карбонатных отложений, залегающих среди красноцветных терригенных толщ. Общее количество рудных залежей в крупных месторождениях весьма велико – до нескольких сотен; размеры их разнообразны; границы с вмещающими породами нечеткие и определяются опробованием.

Характерной является пластовая, а также линзо- и лентообразная форма рудных залежей. Для внутреннего строения характерно относительно равномерное распределение полезных компонентов; среди преобладающего количества вкрапленных руд среднего качества наблюдаются прослои, линзы и гнезда более богатых руд.

Отличительной особенностью этих руд является разнообразие ценных компонентов (медь и попутные: серебро, кобальт, цинк, свинец, теллур, рений, иногда уран и ванадий), их минеральных форм (халькопирит, халькозин, борнит, сфалерит, галенит и др.), степени окисленности при значительных колебаниях содержаний (1-10 %) .

Meдноколчеданные (медные и медно-цинковые) месторождения связаны в основном с формациями базальтоидного магматизма натровой серии: базальт-риолитовой и базальт-андезит-дацит-липаритовой. В комплексе вулканитов колчеданные руды локализованы преимущественно среди пород кислого состава, нередко образующих несколько горизонтов.

Все разнообразие форм рудных тел медноколчеданных месторождений определяется наличием пяти главных структурно-морфологических типов, отдельные из которых обычно являются ведущими для конкретных рудных полей:

Пластообразные тела, залегающие согласно с напластованием рудовмещающих пород;

Тела комбинированной формы, верхние части которых согласны с напластованием, а сопоставимые с ними по размерам апофизы лежачего бока секут напластование под большими углами;

Крутопадающие линзообразные, реже жилообразные тела, занимающие отчетливо секущее положение относительно напластования;

Залежи, которые характеризуются взаимными переходами между крутопадающими линзообразными телами и залежами комбинированной формы;

Залежи сундучной формы, обладающие в поперечном сечении угловатыми очертаниями и характеризующиеся изменчивыми сочетаниями крутых и пологих составляющих.

Наиболее крупные по запасам месторождения характеризуются преобладанием тел сложной сундучной и комбинированной формы.

Внутреннее строение медноколчеданных рудных тел характеризуется сочетанием руд массивной (часто полосчатой) и вкрапленной текстур. Тела массивных руд обычно имеют четкие геологические границы; вкрапленные руды, как правило, связаны постепенными переходами со слабо минерализованными вмещающими породами. Существенная особенность массивных руд – тонкозернистость, переходящая нередко в эмульсионную вкрапленность.

Руды преимущественно пирит-халькопирит-сфалеритового состава с халькозином, борнитом, арсенопиритом, галенитом, баритом и др. Главными полезными компонентами в них кроме меди и цинка являются железо и сера, из попутных – золото, серебро, кадмий, селен, теллур. Руды медноколчеданных месторождений являются комплексными; в зависимости от содержания меди и цинка они разделяются следующим образом:

По количеству слагающих их сульфидов (содержанию серы) в медном и медно-цинковом типах руд выделяются: сплошные (более 35 % серы) и вкрапленные (до 35 % серы).

Масштаб месторождений весьма различен, но преобладают средние по запасам месторождения. Содержание меди в руде 1-2 %.

Вблизи поверхности для медноколчеданных месторождений характерно наличие зоны окисления, которая в классическом виде (сверху–вниз) имеет три этажа:

- «железная шляпа», представляющая собой скопления бурого железняка, где главными минералами являются гидроксиды и оксиды железа с незначительными количествами малахита; как правило, обогащены золотом и серебром;

Окисленные руды, где более 50 % минералов представлены оксидными соединениями – малахитом, азуритом, хризоколлой и др; эти руды плохо поддаются обогащению флотацией, но легко выщелачиваются сернокислыми растворами;

Зона вторичного сульфидного обогащения, представленная халькозином, купритом и др; это, как правило, богатые, легко обогатимые флотацией руды.

К медноколчеданному типу относится также немногочисленная группа колчеданных медных, медно-цинковых месторождений в терригенных комплексах. Рудные тела залегают в целом согласно с вмещающими породами, которые смяты в крупные складки и нарушены зонами дробления и рассланцевания.

Околорудно-измененные породы в колчеданных месторождениях представлены серицит-хлорит-кварцевыми, хлорит-гематит-карбонатными метасоматитами, на участках наложенного метаморфизма - кордиерит-антофиллитовыми породами. Нередко околорудно измененные породы содержат те же рудные минералы, что и промышленные руды и являются таким образом бедными рудами меди, цинка, золота.

Меднопорфировые месторождения пространственно и генетически связаны с малыми интрузиями порфировых пород умеренно кислого состава (диориты, гранодиориты и их субвулканические аналоги) и локализуются в их эндоконтактах и апикальных выступах, трубообразных телах объемных брекчий.

Месторождения этого типа представляют собой крупные, измеряемые сотнями метров и первыми километрами, штокверки с весьма значительными запасами металла; обычно они не имеют резких геологических границ, постепенно переходя в слабо минерализованные породы. Форма их зависит в основном от конфигурации рудоносного интрузива, свойств вмещающих пород, характера дорудной и послерудной трещиноватости. По характеру очертаний рудных тел в плане выделяются месторождения сложной овальной или кольцевой формы и месторождения удлиненной формы.

В вертикальном разрезе промышленные меднопорфировые руды образуют горизонтальные или слабо наклонные линзообразные, плащеобразные тела большой мощности или штокверки; для многих месторождений типична форма чаши или опрокинутого конуса.

Весьма характерной общей чертой меднопорфировых месторождений является вторичная вертикальная зональность; обычно выделяется до пяти зон (сверху – вниз): выщелачивания, окисленных руд, смешанных руд, вторичного сульфидного обогащения и первичных руд; мощность зон колеблется в широких пределах – от первых метров до первых сотен метров.

Руды прожилково-вкрапленные, преимущественно халькопиритового или молибденит-халькопиритового состава с развитием вторичных сульфидов меди и минералов зоны окисления. Характерна неравномерная вкрапленность и тонкое прорастание сульфидов, и прежде всего молибденита. В молибдените в виде изоморфной примеси проявляется рений, существенно влияющий на ценность руд. Среднее содержание меди в рудах 0,4-1,0 %

Все месторождения этого типа сопровождаются хорошо выраженными зонами гидротермально-измененных пород преимущественно биотит-серицит-хлорит-кварцевого состава.

Скарновые медные месторождения генетически связаны с дифференциатами габбро-диорит-гранодиоритовой и гранодиорит-сиенитовой формаций. Месторождения располагаются в зонах скарнирования и ороговикования.

По условиям залегания и морфологическим особенностям среди контактово-метасоматических месторождений выделяются пластообразные и неправильные залежи в слоистых осадочно-вулканогенных толщах, рудные тела в непосредственных контактах интрузивов с известняками, залежи в ксенолитах пород кровли интрузивных массивов, а также рудные тела в тектонических зонах. Размеры рудных тел невелики, их форма разнообразна. Преобладают пластообразные тела с различными осложнениями в виде апофиз, раздувов, жильные зоны, столбообразные залежи.

Главные рудные минералы –халькопирит, пирит, пирротин, магнетит, борнит, халькозин, второстепенные –сфалерит, галенит, минералы кобальта, серебра, самородное золото, реже платина. В зоне окисления образуются малахит и азурит, до образования сплошных мономинеральных глыб ювелирного качества.

Характерные околорудные изменения, наложенные на скарнированные породы, представлены актинолитизацией, хлоритизацией, окварцеванием, сидеритизацией, баритизацией и доломитизацией.

1.5.6. Кварцево-сульфидные (жильные) месторождения , образовавшиеся в результате выполнения трещинных структур или метасоматического замещения вмещающих пород (преимущественно гранитоидных и вулканогенных), обычно отличаются небольшими размерами (первые сотни метров по простиранию и падению при мощности 0,5–2 м, иногда более), сложной морфологией рудных тел, наличием раздувов и пережимов, разветвлений и апофиз. Рудные жилы часто сопровождаются ореолами прожилково-вкрапленной минерализации. Внутреннее строение их характеризуется развитием вкрапленно-полосчатых, гнездовых и массивных текстур.

Месторождения данного типа обычно заключают в себе небольшие запасы меди, и в настоящее время их практическое значение невелико.

Кроме описанных типов известны промышленные месторождения самородной меди в районе оз. Верхнего в измененных базальтах (США), карбонатитовое месторождение Палабора (ЮАР), уран-золото-медное месторождение Олипик-Дэм типа структурного несогласия в Австралии и Волковскоеместорождение ванадиево-железо-медное в расслоенных габброидах на Урале.

Самостоятельный интерес для освоения представляют техногенные месторождения , образовавшиеся в результате складирования забалансовых медных руд, медьсодержащих отходов обогатительного (пиритный концентрат, хвосты) и металлургического (шлаки, кеки) процессов. Состав и строение техногенных месторождений определяются геолого-промышленным типом исходного природного месторождения, способом добычи и технологической схемой переработки минерального сырья, а также условиями складирования и сроками хранения отходов.

Группировка месторождений меди по запасам: мелкие – менее 100 тыс. т меди, средние 100 тыс. т – 1 млн. т меди, крупные – более 1 млн. т. меди.

Месторождения полезных ископаемых формируются в процессе дифференциации при круговороте минеральных масс в эволюционном развитии Земли. В соответствии с этим все месторождения полезных ископаемых разделяются на три серии: магматогенную, экзогенную и метаморфогенную. Каждая серия в свою очередь подразделяется на группы, а последние на классы.

Магматогенные

(глубинные, гипогенные, эндогенные) месторождения полезных ископаемых связаны с внутренней энергией земли. Местом их локализации служат глубинные геологические структуры, определяющие условия накопления минеральных веществ, морфологию, состав и строение тел полезных ископаемых.

Магматическая группа объединяет месторождения, образовавшиеся при застывании фракций магматических расплавов, в которых сконцентрировались ценные минеральные соединения.

Карбонатитовая группа формировалась из расплавов, связанных с ультраосновными щелочными интрузиями центрального типа.

Пегматитовая группа включает месторождения, представляющие собой порции застывших расплавов кислой и щелочной магм, подвергшиеся метасоматическому воздействию горячих минерализованных газововодных растворов.

Альбитит-грейзеновая группа создана постмагматическими щелочными растворами в апикальных частях массивов кислых и щелочных пород.

Скарновая или контактово-метасоматическая группа охватывает месторождения, возникшие в результате метасоматоза в области разогретых контактов остывающих массивов магматических пород и примыкающих к ним карбонатсодержащих осадочных и эффузивно-осадочных толщ.

Гидротермальная группа образуется в глубинах земной коры вследствие отложения минеральных веществ из горячих минерализованных газововодных растворов.

Колчеданная группа заключает месторождения, возникшие в связи с поствулканической газогидротермальной деятельностью базальтовой магмы.

Экзогенные

(поверхностные, гипергенные, седиментогенные) месторождения связаны с геохимическими процессами, протекавшими в прошлом и развивающимися в настоящее время на поверхности и в приповерхностном слое Земли. Местом накопления минеральных веществ служат:

1) поверхность планеты;

2) приповерхностная зона до уровня грунтовых вод;

3) дно болот, рек, озер, морей и океанов.

Формирование экзогенных месторождений связано с механической, химической и биохимической дифференциацией вещества земной коры под влиянием солнечной энергии. В этой серии выделяются три группы месторождений: группа выветривания, россыпные и осадочные.

Месторождения выветривания связаны с корой выветривания, в которой полезные ископаемые накапливаются ввиду выноса поверхностными водами бесполезных соединений и в результате переотложения части ценных веществ в нижней зоне коры выветривания и ниже ее.

Россыпная группа формируется при физическом выветривании и связанным с ним механическим разрушением тел полезных ископаемых, в состав которых входят механически прочные и химически устойчивые минералы, создающие россыпи.

Осадочная группа объединяет месторождения, возникающие при механической, химической, биохимической и вулканической дифференциации минеральных веществ в процессе накопления толщ осадочных пород.

Метаморфогенные

месторождения формировались при интенсивном преобразовании горных пород на значительной глубине от поверхности земли в обстановке высоких температур и давлений. Эта серия объединяет две группы месторождений. Метаморфизованные месторождения включают преобразованные в новой термодинамической обстановке ранее возникшие месторождения любого генезиса. Метаморфические образовались впервые в результате метаморфического преобразования минерального вещества.

Группы, классы и подклассы генетической группировки по мере необходимости подразделяются на формации полезных ископаемых. Рудной формацией называют месторождения одинакового минерального состава, сформированные в сходных физико-химических и геологических условиях.Металлогенической формацией называют комплекс парагенетически связанных горных пород магматического, осадочного или метаморфического происхождения и ассоциированных с ним месторождений полезных ископаемых, обусловленный единством происхождения в определенных структурно-формационных условиях.

Геологические условия образования месторождений с позиции геосинклинальной концепции

Металлогения геосинклиналей с наибольшей полнотой исследована Ю. Билибиным, она получила яркое воплощение в трудах В.Смирнова. Главнейшими факторами развития земной коры являются геосинклинальные системы – генераторы подавляющей массы эндогенных месторождений. Согласно этим исследованиям в истории развития геосинклиналей выделяется три главных стадии: ранняя, средняя и поздняя.

I. Ранняя стадия
(доорогенная, рифтогенная)

охватывает интервал времени от заложения геосинклинали до главных фаз складчатости. В это время возникают глубинные расколы, по которым поступает базальтовая магма. Вдоль расколов в прогибающемся дне геосинклиналей накапливаются мощные толщи вулканогенно-осадочных пород, пронизанные интрузиями ультраосновного и основного составов.

В раннюю стадию формируются четыре магматические формации:

1) базальт-липаритовая субмаринная , с ней ассоциируют колчеданные медно-цинково-свинцовые и оксидные железомарганцевые месторождения;

2) перидотитовая с магматическими месторождениями хромитов и платиноидов;

3) габбровая с магматическими месторождениями титаномагнетитов и платиноидов (платина и палладий);

4) плагиогранит-сиенитовая со скарновыми месторождениями железа и меди.

Помимо магматических выделяются пять осадочных формаций:

1) обломочная (конгломераты, алевролиты, глины) – используются в качестве строительных материалов;

2) карбонатная , с которой ассоциируют месторождения лимонитов, карбонатно-оксидных руд марганца, залежи бокситов и фосфоритов;

3) шамозитовая с силикатными рудами железа и марганца;

4) кремнистая или яшмовая с убогой железомарганцевой минерализацией;

5) битуминозная или аспидная, сложенная сланцами с повышенным количеством органического вещества и рассеянной рудной минерализацией (U, V, Fe, Cu, Zn, Mo, Au и др.).

II. Средняя стадия
(соскладчатая, предорогенная)

приходится на период главных фаз складчатости. Происходит смена режимов прогибания воздыманием в форме центрального поднятия.

Формируются крупные батолиты гранитоидов двух формаций

1) умеренно-кислых гранитоидов , для них типичны скарновые месторождения шеелита и гидротермальные месторождения золота, меди, молибдена;

2) нормальных и крайне кислых гранитов , с ними ассоциируют пегматитовые и альбитит-грейзеновые месторождения олова, вольфрама, тантала, ниобия, лития, бериллия

Образуются две осадочные формации

1) флишевая , используемая в качестве строительных материалов;

2) каустобиолитовая , содержащая горючие сланцы, угли, битуминозные и нефтеносные фации пород.

III. Поздняя стадия
(постскладчатая)

фиксирует переход мобильного комплекса в молодую платформу, рассеченную разломами.

Формируются две магматические формации

1) гипабиссальных интрузий по составу от диорит-порфиров до гранит-порфиров , с которыми связаны плутоногенные гидротермальные месторождения руд цветных, редких, радиоактивных и благородных металлов, а также скарновые месторождения свинцово-цинковые, вольфрам-молибденовые, олово-вольфрамовые;

2) наземных вулканогенных пород андезит-дацитового состава , с которыми ассоциируют вулканогенные месторождения сложного состава.

С поздней стадией связаны четыре формации осадочных пород

1) молассовая формация , с которой ассоциируют месторождения строительных материалов;

2) пестроцветная формация со свойственными ей осадочно-инфильтрационными месторождениями железа, меди, ванадия, урана;

3) эвапоритовая формация с месторождениями солей, иногда сопровождающимися газонефтяными образованиями;

4) углеводородсодержащая песчано-глинистая формация (угленосная и нефтегазоносная субформации).

Тектоно-металлогенические зоны геосинклиналей

Срединные массивы представляют собой блоки древних пород. В их пределах локализуются интрузии лейкократовых гранитов с пегматитовыми, альбитит-грейзеновыми и гидротермальными месторождениями.

Внутренние зоны фиксируют наиболее прогнутые участки, где накапливаются мощные толщи терригенно-вулканогенных пород. В среднюю стадию здесь возникает осевое поднятие и внедряются гранитоидные комплексы с характерными для них пегматитовыми, альбитит-грейзеновыми и гидротермальными месторождениями редких металлов.

Геосинклинальные рвы представляют собой узкие продольные рифтогенные структуры, в пределах которых развиваются вулканогенные базальт-липаритовые формации (офиолитовые пояса) с колчеданными месторождениями меди, цинка и свинца. Кроме того, здесь образуются плагиогранит-сиенитовые формации со скарновыми железорудными, медными и кобальтовыми рудами.

Периферические зоны охватывают краевые части геосинклиналей. В эти зоны внедряются батолитические массы гранитоидов с плутоногенными гидротермальными месторождениями золота, меди, молибдена, свинца и цинка, а также гипабиссальные интрузии умеренно-кислого состава со скарновыми шеелитовыми месторождениями.

Передовые прогибы возникают на заключительной поздней стадии, они выполнены терригенными, пестроцветными и эвапоритовыми толщами, с ними ассоциируют месторождения каменных и калийных солей, осадочно-инфильтрационные руды урана, ванадия и меди, а также крупные месторождения нефти и газа. Иногда на месте таких прогибов возникают наземные краевые вулканические пояса андезит-дацитового состава с гидротермальными месторождениями цветных, редких и благородных металлов.

Платформенная рама определяет ширину геосинклинали и колеблется в пределах 35 – 65 км.

Пограничные глубинные разломы разграничивают тектоно-металлогенические зоны геосинклинали и контролируют пояса магматических пород и эндогенных месторождений. На ранней стадии здесь локализуются породы перидотитовой и габбровой формаций с месторождениями хромитов, титаномагнетитов и платиноидов. На поздней стадии с ними ассоциируют малые интрузии и вулканические андезит-дацитовые породы с широким спектром гидротермальных месторождений.

Месторождения платформ

В строении древних платформ различают три комплекса пород с соответствующими им группами месторождений:

1- основание или нижний ярус, допалеозойский фундамент;

2 – чехол или верхний ярус платформенных осадочных пород;

3 – области тектоно-магматической активизации.

Нижний метаморфический ярус
сложен метаморфическими породами архея, протерозоя и рифея.

Для него характерны:

1) базальтоидные формации с магматическими месторождениями хромитов, титаномагнетитов, сульфидных медно-никелевых руд, гидротермальными рудами золота и колчеданными залежами;

2) гранитные формации с месторождениями слюдяных и редкометальных пегматитов;

3) метаморфизованные месторождения осадочной серии – железистые кварциты, рудоносные конгломераты и черные сланцы, древние стратиформные образования меди, свинца и цинка.

Верхний ярус платформенных чехлов характеризуется серией континентальных формаций

Для него характерны:

1) песчано-глинистая формация с месторождениями углей, бокситов, железных и марганцевых руд, огнеупорных глин;

2) битуминозная формация черных сланцев, переходящих в горючие сланцы и нефтематеринские породы;

3) кварц-песчаная формация кварцевых и кварц-глауконитовых песков, содержащая месторождения фосфоритов и песков;

4) карбонатные формации с месторождениями известняков, доломитов, мергелей и гипсов.

В процессе формирования платформенного чехла образовались помимо осадочных три магматические формации:

1) трапповая с месторождениями медно-никелевых руд, самородной меди, исландского шпата, графита и хризотил-асбеста;

2) щелочная ультраосновная и трахибазальтовая , с которыми ассоциируют месторождения карбонатитовые редких земель, фосфора, урана, флюорита;

3) нефелиновые сиениты с месторождениями апатита и редких земель; алмазоносные кимберлиты и лампроиты.

Области тектоно-магматической активизации

Эти области связаны с проявлениями наложенных тектонических движений, которые сопровождались вулканизмом, внедрением интрузий ультраосновного, щелочного и кислого состава. С этими процессами связано образование магматических залежей медно-никелевых, хромитовых, платиноидных и титановых руд в ассоциации с базит-гипербазитами, метаморфогенных редкометальных и слюдяных пегматитов, широкий набор гидротермальных месторождений Sn, W, Mo, Au, U, флюорита, стратиформные свинцово-цинковые месторождения, алмазоносные кимберлиты.

Месторождения океанов

Прибрежно-морские россыпи . В настоящее время промышленный интерес представляют ильменит-рутил-циркон-монацитовые россыпи Индийского и Атлантического океанов, золотосодержащие и платиноносные россыпи Аляски и Филиппин, алмазы Южной Африки. Важное значение имеют затопленные пляжи морских побережий (кварцевые стекольные пески, цементные пески, черные пески с железными и титановыми рудами).

Месторождения, образованные на дне морей и океанов . К ним относятся залежи фосфоритов, железо-марганцевые конкреции и сульфидные руды.

Геологические условия образования месторождений с позиции мобилистской концепции

Основу мобилистской концепции составляет орогенический цикл Уилсона, который обычно охватывает промежуток времени 200-250 млн. лет. Цикл разделяется на пять стадий:

1. внутриконтинентального рифтообразования;

2. расширения океанического дна;

3. поглощения океанической коры, столкновения литосферных плит;

4. заключительная (стабилизационная).

I. Стадия внутриконтинентального рифтообразования

С возникшими в эту стадию геологическими структурами ассоциируют следующие типы месторождений.

1. В межматериковых рифтах рассолы и металлоносные осадки с медью, цинком, серебром и др. (впадины Красного моря).

2. В рифтовых зонах континентов формируются базит-ультрабазитовые расслоенные интрузии с медно-никелевыми, платиноидными, хромитовыми и титаномагнетитовыми месторождениями (Бушвельд, ЮАР; Великая Дайка, Зимбабве).

3. В зонах тектономагматической активизации предрифтовой стадии образуются алмазоносные кимберлиты и лампроитовые трубки (Южная Африка, Якутия, Австралия); ультрабазито-щелочные интрузии с карбонатитами (Ковдорское в России, месторождения Южной Африки); интрузии нефелиновых сиенитов с апатит-нефелиновой и редкоземельной минерализацией (Хибинское, Россия); интрузии щелочных гранитов с олово-вольфрамовыми грейзенами и тантало-ниобиевыми жильными месторождениями (Джос, Нигерия).

4. Во внутриконтинентальных рифтах формируются в терригенных толщах стратиформные полиметаллические руды (Салливан, Канада; Маунт-Айза, Австралия); урановые месторождения роллового типа; в эвапоритовых комплексах залежи солей, магнезита, фосфорита.

II. Расширение (спрединг) океанического дна

В эту стадию возникают срединно-океанические хребты, представляющие собой глубинные расколы литосферы, месторождения полезных ископаемых формируются в следующих геологических ситуациях.

1. В области срединно-океанических хребтов на их склонах и в осевых рифтах образуются вулканогенно-осадочные колчеданно-полиметаллические месторождения.

2. В глубинных зонах океанических хребтов формируются в дунитовых комплексах хромиты, в массивах перидотитов никелевые, титаномагнетитовые, золоторудные и платиноидные руды.

3. В зонах трансформных разломов образуются стратиформные баритовые и вулканогенно-осадочные колчеданно-полиметаллические залежи.

4. На пассивных окраинах континентов, рассеченных рифтами, накапливается осадочная серия, включающая стратиформные медные руды, фосфоритовые пачки; в карбонатных отложениях шельфа пластовые свинцово-цинковые и барит-флюоритовые месторождения.

III. Поглощение (субдукция) океанической плиты

1. Во внешней дуге и глубоководных желобах выводятся на поверхность возникшие ранее месторождения офиолитовой ассоциации - колчеданные месторождения, хромитовые, тальковые, асбестовые и магнезитовые в ультрабазитах, формируются низкотемпературные золото-кварцевые жилы.

2. В вулканоплутонической дуге располагаются гранодиоритовые и гранитные плутоны, с ними ассоциируют медно-молибденпорфировые и олово-вольфрамовые месторождения, стратифицированные проявления сурьмы и ртути.

3. В геодинамической обстановке тыловодужного магматического поля формируются интрузии анатектических гранитов с оловорудными месторождениями.

4. Краевой бассейн сжатия завершает систему меридиональных геологических структур. Он выполнен терригенными осадками и содержит инфильтрационное урановое оруденение в песчаниках, залежи солей в эвапоритовых толщах и угольные пласты.

IV. Столкновение в системе «континент - континент» и «континент - дуга»

Сближение континентов приводит к закрытию океана, возникновению надвигового пояса форланда, в нем формируются граниты с олово-вольфрамовыми месторождениями, лейкократовые граниты,содержащие урановое оруденение. В бассейнах форландов образуются медные и урановые инфильтрационные месторождения в терригенных толщах.

Столкновение континент – вулканическая дуга сопровождается надвиганием офиолитов на континентальный форланд, при этом оказываются поднятыми на поверхность колчеданно-полиметаллические месторождения. В бассейнах хинтерланда и форланда накапливаются осадки со стратиформными месторождениями медных, ванадий-урановых руд, толщи эвапоритов и угольные формации. В надвиговом поясе форланда возникают анатектические граниты с месторождениями олова, вольфрама, урана, иногда серебра, никеля и кобальта.

V. Заключительная стадия.

Эта стадия завершает цикл. Для нее характерно возвращение единого континента в его первоначальное состояние, затухание тектонических и магматических процессов, формирование систем амагматических рифтов, выполненных терригенно-карбонатными осадками с седиментогенными месторождениями и эпитермальными полиметаллическими месторождениями, а также инфильтрационными урановыми рудами. В эту стадию появляются вулканические пояса с золото-серебряными и полиметаллическими месторождениями.

Стадии цикла Уилсона и стадии геосинклинального цикла В.И.Смирнова тесно взаимосвязаны. Ранняя геосинклинальная стадия соответствует трем стадиям Уилсона – внутриконтинентального рифтообразования, расширения океанического дна, поглощения океанической коры. Средняя стадия идентична стадии столкновения литосферных плит, и поздняя аналогична заключительной стадии мобилистского цикла.

Геосинклинальная концепция представляет фундаментальное эмпирическое обобщение. Она дает реальную картину земной коры, упрощая некоторые геологические явления. Главный ее недостаток заключается в отсутствии удовлетворительного объяснения металлогении двух типов резко контрастных структур земной коры – океанических и континентальных плит. В ней нет удовлетворительного объяснения магматизма и металлогении таких структур, как срединно-океанические хребты, активные и пассивные окраины континентов, причин горизонтальных тектонических движений.

Мобилистская концепция более объективно и полно описывает происхождение и металлогению основных структур земной коры. Однако и эта концепция еще далека от совершенства. Более основательно положительные моменты этих концепций и их недостатки рассматриваются в курсе «Геотектоника».

Длительность формирования месторождений

Время формирования месторождений вполне соизмеримо с продолжительностью геологических процессов и, прежде всего, временем образования горных пород. Непосредственные определения абсолютного возраста указывают на то, что рудообразование может протекать в зависимости от генетической природы и стабильности рудно-металлогенических процессов от тысяч до десятков миллионов лет. В короткие отрезки времени до десятков тысяч лет возникают жильные и штокверковые месторождения, ассоциирующие с гранитоидным магматизмом. Более длительные эпохи (5 – 10 млн. лет) необходимы для формирования осадочных железорудных пластов или рудных комплексов расслоенных ультраосновных массивов.

Уровни глубины образования месторождений

Приповерхностные месторождения представлены всеми типами экзогенных накоплений, вулканогенными и эксгаляционно-осадочными рудами. Их формирование протекало в обстановке обилия кислорода, низких давлений и температур. Для руд характерны колломорфные и мелкозернистые агрегаты.

Гипабиссальный уровень наиболее богат разнообразием рудных образований. Здесь локализуются практически все промышленно-генетические типы эндогенных месторождений. Эта область преимущественного развития гидротермальных, скарновых и магматических в расслоенных интрузиях скоплений полезных ископаемых.

Абиссальная зона бедна рудными образованиями. Здесь формируются главным образом альбитит-грейзеновые, карбонатитовые, пегматитовые и часть магматических месторождений, ассоциирующих с крупными гранитоидными, основными и ультраосновными плутонами.

В ультраабиссальной зоне образуется небольшая группа метаморфических месторождений (дистеновые, силлиманитовые и андалузитовые сланцы, рутил, корунд и др.). Кроме того, здесь испытывают значительные преобразования руды, сформировавшиеся на выше расположенных уровнях, прежде всего метаморфизованные месторождения железа и марганца.

Таким образом, в верхней оболочке земной коры мощностью около 15км (рудосфере) концентрация полезных ископаемых наиболее значительна на приповерхностном и гипабиссальном уровнях. Ниже интенсивность рудообразования уменьшается и в ультраабиссальной зоне практически прекращается.