Рациональная методика прогнозирования, поисков и геолого-экономической оценки месторождений редких и радиоактивных

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
Рациональная методика прогнозирования,
поисков и геолого-экономической оценки
месторождений редких и радиоактивных
элементов
лектор: канд. геол.-минерал. наук, доцент
Юсупов Дмитрий Валерьевич
yusupovd@mail.ru
.
Введение
ТОМСК 2014
1
Содержание лекции
1.
Цель, задачи и структура курса
2.
Учебно-методическое обеспечение
3.
Направления развития учения о поисках и разведке
месторождений полезных ископаемых
4.
Классификация полезных ископаемых
5.
Основные понятия и общие сведения
6.
Состояние минерально-сырьевой базы и
обеспеченность радиоактивным сырьем
7.
Качество радиоактивного минерального сырья
Литература
8.
2
Цель курса – овладеть методами
прогнозирования и поисков
месторождений редких и радиоактивных
элементов (МРРЭ) и научиться
использовать их в конкретных
геологических обстановках на разных
стадиях геологоразведочного процесса.
3
Задачи курса
1.
усвоить понятийную базу дисциплины;
2.
изучить принципы промышленно-генетической
классификации МРРЭ
3.
усвоить классификацию месторождений по сложности
геологического строения и понятие стадийности
геолого-разведочных работ
4.
научиться проектированию рационального комплекса
прогнозно-поисковых и разведочных работ,
применительно к типу полезного ископаемого
5.
производить расчёты по геолого-экономической
оценке МРРЭ
4
Структура курса
№
Наименование разделов и тем курса
Всего
часов
50
В том числе
ЛК
ПР
38
12
Часть 1. Прогнозирование и поиски месторождений редких и радиоактивных элементов
1
Основы прогнозирования и поисков месторождений редких и
радиоактивных элементов
6
6
2
Природные условия ведения геологоразведочных работ
4
2
3
Последовательность прогнозно-поисковых и оценочных работ по
стадиям
2
2
4
Методы и методики проведения прогнозных и поисковых работ
радиоактивного сырья
8
6
2
2
Часть 2. Геолого-экономическая оценка месторождений редких и радиоактивных элементов
5
Теоретические и методологические основы геолого-экономической
оценки
4
4
6
Общие методологические положения, технические средства и
методы разведки
8
6
2
7
Документация и опробование
4
2
2
8
Методика подсчёта запасов
8
4
4
9
Оценка экономической эффективности использования
месторождений
2
2
10
Особенности методики поисков и разведки ведущих промышленногенетических типов
2
2 5
Учебно-методическое обеспечение
Домаренко В.А. Рациональная методика поисков и
геолого-экономической оценки месторождений руд
редких и радиоактивных элементов. Часть 1.
Прогнозирование, происки и оценка: Учебное
пособие / В.А. Домаренко; под ред. Л.П. Рихванова.
– Томск: Изд-во ТПУ, 2012. – 167 с.
Домаренко В.А. Рациональная методика поисков и
геолого-экономической оценки месторождений руд
редких и радиоактивных элементов. Часть 2.
Геолого-экономическая оценка: Учебное пособие /
В.А. Домаренко; под ред. Л.П. Рихванова. – Томск:
Изд-во ТПУ, 2012. – 167 с.
6
Направления развития учения о поисках и разведке
месторождений полезных ископаемых
1.
Совершенствование методов крупномасштабных
геологических прогнозов
2.
Разработка методов поисков и разведки закрытых
месторождений
3.
Разработка компьютерных методов обработки геологической
документации
4.
Совершенствование и разработка методов опробования
5.
Совершенствование и разработка поисковой и разведочной
техники
6.
Совершенствование организации поисков и разведки
7.
Разработка методов геолого-экономической оценки
месторождений
7
Классификация полезных ископаемых
1.
Твердое топливно-энергетическое и химическое
сырье: уран, уголь, сланцы.
2.
Жидкое и газообразное топливно-энергетическое и
химическое сырье: нефть, природный газ, газовый
конденсат и др.
3.
Металлы: черные (Fe, Mn, Cr, Ti, V), цветные (Al, Mg,
Cu, Pb, Zn, Ni, Co, Sn, W, Mo, Bi, Sb, Hg, As), редкие
(Li, Be, Nb,Ta, Zr, РЗМ, Y, Sr), рассеянные (Sc, Ge, Rb,
Cs, Cd, Tl, Se, Te, Hf, Re), благородные (Au, Ag, Pt,
платиноиды), радиоактивные (U, Ra, Th).
8
Классификация полезных ископаемых
4.
Нерудное сырье для металлургии: флюсы
(плавиковый шпат, известняки, огнеупоры и др.),
высокоглиноземистое сырье (нефелиновые сиениты,
алуниты, кианит и др.).
5.
Техническое сырье: драгоценные и
полудрагоценные камни алмаз, рубин, сапфир, гранат);
поделочные (нефрит, родонит, чароит, малахит и др.);
абразивы (корунд, топаз, гранат, кварц и др.);
пьезооптическое сырье (пьезокварц, оптический кварц,
исландский шпат); тепло- и электроизоляционное
сырье (асбесты, тальк, слюды); сырье для каменного
литья (базальты); кислотоупоры.
9
Классификация полезных ископаемых
6.
7.
Сырье для строительной индустрии:
строительные камни, облицовочные камни (мраморы,
граниты), цементное сырье (мергели, известняки,
глинистые сланцы), наполнители бетона (щебень,
песок), вяжущие материалы (мергели, известняки,
глины, гипс, ангидрид), гидравлические добавки
(пемза, диатомиты, трепелы, опока и др.),
минеральные краски (охра, умбра), стекольнокерамическое сырье (стекольные пески, полевой
шпат, каолин).
Горно-химическое сырье: химическое сырье
(натрий содержащие соли, сера, серный колчедан,
фтораты, бораты, сульфаты), агрономическое сырье
(апатиты, фосфориты, калийные соли, селитра).
10
Классификация полезных ископаемых
8.
9.
Воды: подземные (питьевые,
технические, минеральные и др.),
поверхностные (озерные, рассолы,
морские), минеральные грязи и илы.
Инертные газы: гелий, неон, аргон.
11
Классификация цветных металлов
1.
Тяжелые металлы: основные (Cu, Pb, Zn, Ni,
Sn); малые (As, Sb, Hg, Bi, Cd)
2.
Легкие металлы (Al, Mg, Ti);
3.
Легирующие металлы (W, Mo, Co);
4.
Благородные (Au, Ag, Pt и платиноиды);
5.
Редкие металлы: легкие (Li, Rb, Sr, Be, Cs);
рассеянные (Hf, Tl, Ge, Se, Te); тугоплавкие (Zr,
Ta, Nb, Re, V); редкоземельные (все
редкоземельные металлы и иттрий).
12
Основные понятия
Минеральное сырье - полезное ископаемое, добытое
из недр для непосредственного использования или
последующей переработки.
Минерально-сырьевая база - совокупность
разведанных, предварительно оцененных запасов
полезных ископаемых и количественно учтенных
прогнозных ресурсов.
Минерально-сырьевой комплекс - совокупность
минерально-сырьевых баз одного или нескольких видов
полезных ископаемых вместе с соответствующими
производственными структурами, осуществляющими
геологоразведочные работы, добычу, обогащение или
иной передел минерального сырья.
13
Общие сведения об уране
Изотопы урана
U238 – 99,27% – 4,51 •109 лет
U235 – 0,72% – 7,13 • 108 лет
U234 – 0,006% – 2,48 • 109 лет
Содержание урана в земной коре –
от 2 • 10-4% до 4 • 10-4%
Уран сорбируется органическим веществом (торф,
гумус, органические остатки), углеводородами,
фосфатами, глауконитом, глинами, гидроксидами
железа и др., создавая основу для
седиментогенного рудообразования.
14
Общие сведения об уране
Урановые минералы:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Оксиды (уранинит, настуран);
Гидроксиды (янтинит, беккерелит, скупит, кюрит и др.);
Титанаты (браннерит, давидит);
Силикаты (уранофан, казолит, соддиит, коффинит);
Сульфаты (циппет),
Карбонаты (ураноталлит, шарпит, шрекингерит и др.);
Арсенаты (цейнерит, ураноспинит, трегерит и др.);
Фосфаты (отенит, торбернит, фосфуранилит, саленит и др.);
Молибдаты (умохоит, иригинит, молуранит);
Ванадаты (карнотит, сенжьерит, фергинит и др.).
15
Примечание: цветом выделены наиболее важные урановые минералы
Типы комплексных урановых руд и их
минеральный состав
Типы руд по
ассоциации элементов
Минералы
урановые
сопутствующие рудные
Au-U
уранинит, настуран
золото
Au-U
браннерит
Золото, серебро
U-Fe
уранинит, настуран
гематит, магнетит
U-Cu
настуран, урановые черни
халькопирит, борнит, халькозин
U-Mo
настуран, коффинит
молибденит, повелит, вульфенит
U-Cu-Mo
уранинит, настуран
халькопирит, молибденит
U-полиметаллические
настуран, урановые черни
галенит, сфалерит
U-Cu-Bi
настуран, уранинит
висмутин, самородный висмут,
халькопирит
U-Cu-Co
настуран, уранинит
халькопирит, борнит, халькозин,
самородная медь, кобальтин
U-Ni-Co-Ag-Bi
настуран, урановые черни
диарсениды и сульфоарсениды
никеля, кобальта, серебра,
висмутин, серебро
U-Ni-Co
настуран
миллерит, кобальтин, полидимит
16
Состояние минерально-сырьевой базы и
обеспеченность радиоактивным сырьем
Урановорудные районы на
территории России:
1.
Зауральский
2.
Западно-Сибирский
3.
Витимский
17
Основные месторождения урана РФ
Месторождение
Геологопромышленный тип
Запасы, тыс. т
А+В+С
С2
СU в
рудах,
%
Добыча
в 2007 г,
т
1
ОАО «Приаргунское горно-химическое объединение» (Забайкальский
край)
Стрельцовское
Mo-U в вулканитах
28,5
8,7
0,154
1352
Октябрьсккое
Mo-U в вулканитах
6,8
2,1
0,194
672
Антей
Mo-U в вулканитах
8,9
2,3
0,163
919
МалоТулукуевское
Mo-U в вулканитах
10,3
2,3
0,192
0
Аргунское
Mo-U в вулканитах
28
9,5
0,215
0
1,6
0,034
350
0,055
27
ЗАО «Далур» (Курганская обл.)
Далматовское
U в песчаниках
6,8
ОАО «Хиагда» (Республика Бурятия)
Хиагдинское
U в песчаниках
6,8
4,4
ОАО «Эльконский ГМК» (Республика Саха, Якутия)
Южное
Au-U в метасоматитах
63,5
194,4
0,145
18
0
19
Качество радиоактивного минерального сырья
Качество минерального сырья определяется:
•
Содержанием основных и попутных элементов и минералов,
вредных и ценных примесей;
•
Минеральной формой проявлений полезных элементов и
примесей;
•
Измельчаемостью сырья, величиной вкрапленности
минералов и их вскрываемостью;
•
Степенью усреднения готовой минеральной продукции по
основным и попутным компонентам;
•
Ценностью и конкуркентоспособностью товарной
минеральной продукции на внутреннем и мировом рынках.
20
Требования промышленности к
качеству урановых руд (по П.В. Прибыткову)
Урановые руды разделяются по
содержанию урана на пять классов:
1.очень богатые (>1%),
2.богатые (1-0,5%),
3.средние (0,5-0,25%),
4.рядовые (0,25-0,1%)
5.бедные (<0,1%)
21
Способы разработки урановых месторождений и
технологические свойства руд
•
Подземная разработка с применением
гидротрансопртировки отбитой руды от очистных
забоев до приемных хранилищ или
обогатительных фабрик;
•
Механизированные способы выемки рудных
пластов мощностью более 1-1,5 м с помощью
горных комбайнов, конвейеров и др. комплексов;
•
Бурошнековые способы выемки маломощных
пластов (менее 0,5-0,6 м) и особенно широко –
подземное выщелачивание урановых руд.
22
Факторы и показатели промышленной
ценности месторождений
•
Горно-геологические (устанавливаются при
разведке месторождения)
•
Социально-экономические (потребность
народного хозяйства в данном виде сырья,
обеспеченность страны запасами)
•
Экономико-географические (высокое
экономическое развитие района, наличие водных
ресурсов, наличие развитой транспортной сети, близость
горных предприятий)
23
Рекомендуемая литература
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Викентьев В.А., Воронцов В.А., Кушнарёв П.И. и др. Оптимизация
сети при разведке урановых месторождений. – М., 1987. – 131 с.
Дергачёв А.Л., Дж. Хилл, Казаченко Л.Д. Финансовоэкономическая оценка минеральных месторождений. – М., 2000. –
176 с.
Инструкция по гамма-каротажу при подготовке к эксплуатации и
эксплуатации пластово-инфильтрационных месторождений урана.
– Алматы, 2003. – 126 с.
Каждан А.Б., Кобахидзе Л.П. Геолого-экономическая оценка МПИ.
– М.: Недра, 1985. – 205 с.
Каждан А.Б. Поиски и разведка МПИ / Производство
геологоразведочных работ. – М.: Недра, 1985. – 288 с.
Каждан А.Б. Соловьёв Н.Н. Поиски и разведка месторождений
редких и радиоактивных металлов. – М.: Недра, 1982. – 280 с.
Кисляков Я.М., Машковцев Г.А., Мигута А.К. и др. Минеральное
сырьё. Уран. Справочник. – М.: ЗАО «Геоинформарк, 1997. – 75 с.
Коробейников А.Ф., Кузебный B.C. Прогнозирование и поиски
месторождений полезных ископаемых: учебник для ВУЗов. –
Томск: Изд-во ТПУ, 1998. – 309 с.
24
Рекомендуемая литература
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
Методические рекомендации по комплексу геофизических исследований
скважин при подземном выщелачивании урана. – Алматы, 2003. –76 с.
Методические рекомендации по экспрессной геолого-экономической
оценке месторождений твёрдых полезных ископаемых. – Алматы, 1999. –
61 с.
Методическое руководство по оценке прогнозных ресурсов твёрдых
полезных ископаемых на территории Республики Казахстан. – Кокшетау,
2002. – 179 с.
Погребицкий Е.О., Парадеев С.В, Поротов Г.С. и др. Поиски и разведка
месторождений полезных ископаемых. – М.: Недра, 1977. – 405 с.
Поротов А.С. Разведка и геолого-экономическая оценка месторождений
полезных ископаемых. – СПб, 2004. – 244 с.
Соловов А.А., Архипов А.Я., Бугров В.А. и др. Справочник по
геохимическим поискам полезных ископаемых. – М.: Недра, 1990. – 335 с.
Справочник геолога по поискам и разведке месторождений урана
/Лавёров Н.П., Шумилин М.В., Мельников И.В., Лучин И.А. – М.: Недра,
1990. – 335 с.
Четвериков Л.И. Теоретические основы разведки недр. – М.: Недра. 1984.
– 260 с.
Шумилин М.В., Викентьев В.А. Подсчёт запасов урановых
месторождений – М.: Недра, 1982. – 203 с.
25
Вопросы для самоконтроля
1.
2.
3.
4.
Классификация полезных ископаемых
Состояние минерально-сырьевой базы и
обеспеченность минерально-сырьевыми
ресурсами
Качество минерального сырья
Факторы и показатели промышленной
ценности месторождений
26
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
27
Инсерт
(условные значки)
yusupovd@mail.ru
28