Формы и элементы залегания полезных ископаемых

СВЕДЕНИЯ О ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Геометрические размеры месторождений полезных ископаемых изменяются от нескольких метров до десятков километров.

Месторождения полезных ископаемых, так же как и горные породы, делятся на магматические, осадочные и метаморфические. Магматические месторождения являются первичными (коренными), а осадочные — вторичными.

Условия образования месторождений полезных ископаемых оказали влияние на форму их залегания. Поэтому коренные магматические месторождения залегают в виде жил, гнезд, штоков, куполов и т. п., а осадочные и россыпные — в виде пластов или пластообразных залежей.

Все месторождения по форме залегания бывают правильные и неправильные.

Типичными правильными месторождениями являются пластовые месторождения, в которых полезное ископаемое залегает в виде пластов. Пластом называют осадочную горную породу, имеющую распространение на значительной площади и ограниченную двумя более или менее параллельными плоскостями. Плоскости соприкосновения пластов называются плоскостями напластования.

Пласт обычно состоит из сплошной массы однородной породы. Однако довольно часто он бывает разбит плоскостями (параллельными плоскостям напластования) на отдельные слои — пачки, отличающиеся друг от друга вещественным составом. Поэтому пласты могут иметь однородное (простое) и сложное строение. При сложном строении пласта отдельные пачки полезного ископаемого могут быть разделены тонкими пластами породы, называемыми прослойками (рис.2.1). Тонкие пласты полезного ископаемого, разработка которых является нерентабельной (до 0,4 м), называются пропластками.

Породы, залегающие над пластом полезного ископаемого, называются кровлей или висячим боком, залегающие ниже пласта — почвой или лежачим боком. Породы, в которых заключен пласт, называют боковыми породами.

Правильную форму залегания обычно имеют месторождения полезных ископаемых осадочного происхождения (уголь, горючие сланцы, различные соли, гипс, марганцевые руды и т.п.).

Рисунок 2.1 - Строение пластов: а — простое; 6—сложное

Пласты угля залегают согласно, если они в земной коре расположены параллельно друг другу. Несколько согласно залегающих пластов составляют свиту (рис.2.2).

Та часть пласта полезного ископаемого, которая выходит непосредственно на земную поверхность или под наносы, называется выходом пласта.

Рисунок 2.2 - Свита угольных пластов: 1 - угольные пласты; 2 - наносы; 3 - выход пласта.

К неправильным месторождениям относятся жилы, штоки, гнезда, линзы (рис. 2.3). Неправильную форму залегания имеют, как правило, рудные месторождения.

Рисунок 2.3 - Формы залегания рудных тел: а — жила; б — шток; в — линзы; г — гнезда

Жилой называется заполненная минеральным веществом трещина в земной коре. Жилы бывают простые и сложные. Ответвления от жил называют апофизами.

Такие формы залегания, как штоки, линзы, гнезда, представляют собой полости в земной коре, заполненные минеральным веществом. Они отличаются друг от друга формой и размерами.

Такую форму залегания имеют месторождения железных, медных, полиметаллических и других руд.

Пласты горных пород в период образования залегали более или менее горизонтально, но под действием тектонических (горообразовательных) процессов, протекавших в земной коре, первоначальное залегание пород нарушалось в той или иной степени. В некоторых районах пласты оказались собранными в складки. Они могут занимать любое положение в земной коре.

Нарушения нормального залегания пластов называются дислокациями. Дислокации без разрыва сплошности называются пликативными, с разрывом сплошности — дизъюнктивными. К пликативным нарушениям относятся утолщения и утонения пластов, а также складчатость (рис. 2.4).

Рисунок 2.4 - Складчатость месторождения

Складка, обращенная выпуклостью вниз, называется синклиналью, а выпуклостью вверх — антиклиналью.

К дизъюнктивным нарушениям относятся сбросы, взбросы, надвиги и др. (рис. 2.5).

Рисунок 2.5 - Дизъюнктивные нарушения: а — сброс; б — взброс

Положение пластов в земной коре определяется элементами их залегания. К ним относятся простирание и падение пластов.

Протяжение пласта в длину называется простиранием. Линия пересечения пласта с горизонтальной плоскостью называется линией простирания (рис. 2.6).

Направление простирания пласта определяется азимутом простирания, т. е. углом, образованным линией простирания с меридианом, отсчитываемым от северного конца стрелки горного компаса вправо.

Падением пласта называется его наклон к горизонтальной плоскости. Под линией падения понимается линия, лежащая в плоскости пласта и перпендикулярная линии простирания. Углом падения пласта называется угол между линией падения пласта и горизонтальной плоскостью. Угол падения определяется в градусах.

Рисунок 2.6 - Элементы залегания пласта:
АБ — линия простирания; ВГ — линия падения; Р — горизонтальная плоскость; α — угол падения

Направление, противоположное падению, называется восстанием пласта.

Первоначально осадочные породы залегали горизонтально. Вследствие тектонических смещений земной коры в залегании этих пород произошли различные изменения, поэтому пласты, жилы и подобные им геологические тела могут залегать под различными углами падения.

В зависимости от формы залегания и способа разработки полезных ископаемых их делят на горизонтальные, пологие, крутонаклонные и крутые (табл. 2.2).

Различие классификаций объясняется особенностями технологии и механизации разработки залежи полезного ископаемого.

Таблица 2.2 - Классификация залежей полезных ископаемых по углу падения

Пласты, пластообразные залежи и рудные тела имеют различную толщину, называемую мощностью. Мощность пласта — расстояние по нормали между почвой и кровлей пласта.

У пластов или пластообразных залежей сложного строения (рис. 2.7) различают мощность полную (суммарную мощность прослойков и пачек пласта), полезную (суммарную мощность пачек угля) и вынимаемую (суммарную мощность пачек и прослойков, извлекаемых при добыче угля). Пласты (залежи) различаются по мощности (табл. 2.3).

Рисунок 2.7 - Строение угольного пласта:
I – IV – пачки угля; 1 – 3 – породные прослойки; m – полная мощность пласта; m_В – вынимаемая мощность пласта

Таблица 2.3 - Классификация залежей полезных ископаемых по мощности

Вопросы для самоподготовки

1. Что называют пластом?
2. Какие элементы определяют пространственное положение пласта или рудной жилы?
3. Какие бывают нарушения нормального залегания пластов?
4. Как по углу падения делятся угольные пласты при подземной разработке?
5. Как различают мощность у пластов сложного строения?

Как по мощности делятся угольные пласты при подземной разработке