Содержание:

Введение……………………………………………………………………...……3

1. Геологическое строение района проектируемых работ………….…………...4

II.Физические и геологические предпосылки для постановки Э.Р……………8

III.Методика и техника проектируемых работ…………………..……………...10

Заключение………………………………………………………………………..15

Список используемой литературы………………………………………………16 

ВВЕДЕНИЕ 

    Задачей данного курсового проекта является составления геолого-методической части проекта работ методом  вызванной поляризации с целью  детальных поисков графитовых залежей Завальевского месторождения Приазовского графитового массива.

    Площадь графитоносного проявления охватывает около 5300 км³. В административном отношении площадь относиться к Украине.

    1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ  СТРОЕНИЕ РАЙОНА ПРОЕКТИРУЕМЫХ  РАБОТ 

Генезис Завальевского графитового месторождения

    Завальевское  месторождение образовалось при метаморфизме прибрежно-бассейновых высокоуглеродистых осадков, причем конседиментационные структуры, особенно разломы, обусловили закономерности распространения графитоносных пород и локализации графитовых руд. Во вскрытой на фланге месторождения рудоносной зоне в результате влияния сближенных конседиментацнонных разломов залежи графитовых руд и наблюдающиеся здесь линзы карбонатных пород часто имеют форму блоков с линейными ограничениями. Обнаружение такого рода рудоконцентрирующих зон продлит сроки эксплуатации отдельных стратиформных месторождений.В последние годы в результате различных исследований метаморфических графитовых месторождений Украины и других регионов были существенно уточнены представления об их генезисе и условиях формирования. Анализ данных геологоразведочных и эксплуатационных работ на Завальевском месторождении, а также наблюдения автора интересны для понимания ряда вопросов строения и генезиса месторождения, в частности вскрытой на восточном фланге рудоносной зоны.  
 

    Рис. 1.  Схема возможной палеогеографической обстановки, в которой формировались высокоуглеродистые осадки, преобразованные затем в графитоносные породы и графитовые руды 

      1 - водотоки а) мутьевые потоки б) на их продолжениях 2- суша и бассейн. стрелкой показано направление течения вдоль берега;  3 -  конседиментационные тектонические уступы 

    Отметим некоторые широко признанные представления  о генезисе метаморфических графитовых месторождений. Характерные для них графитовые руды формировались в процессе регионального метаморфизма прибрежно-бассейновых углеродистых песчано-глинистых или песчано-глинисто-кремнистых, частично туфогенных осадков со значительным распространением зрелых кварцевых песчаников и каолинитовых глин. Они накапливались в тектонически стабилизированных протоплатформенных условиях при интенсивном выветривании пенепленизированной суши на консолидированных ядрах и массивах протоконтинентальной гранито-гнейсовой коры. По этим представлениям, материал размыва коры выветривания, в частности растворенные минеральные вещества, поступал в прибрежные части бассейнов, служил питанием для водорослей, что способствовало их массовому обитанию и накоплению биогенных высокоуглеродистых осадков. В образовавшихся графитоносных породах и графитовых рудах в разных районах обнаружены остатки синезеленых водорослей, а в последнее время — различные микроорганизмы, обитавшие в водной среде. Благоприятные условия для накопления высокоуглеродистых осадков существовали на участках прибрежных частей акваторий, в которые поступал материал размыва коры выветривания в истинных или коллоидных растворах и в виде остаточных суглинистых, песчано-глинистых продуктов. На рис. 2 приведена одна из вероятных палеогеографических обстановок накопления древних высокоуглеродистых осадков. При этом предполагается, что на продолжениях водотоков, впадавших в бассейн и выносивших материал размыва коры выветривания, располагались мутьевые потоки. Таковые нередко наблюдаются в прибрежных частях современных акваторий, выделяются грязно-серыми полосами на фоне более чистой воды бассейна, прослеживаются на сотни метров или многие километры в зависимости от размеров водотоков, ручьев и рек, впадающих в бассейн. Если течение проходит вдоль берега, то мутьевые потоки прослеживаются в этом же направлении, что нередко наблюдается в современных акваториях. Расположение водотоков и мутьевых потоков на их продолжениях могло влиять на местоположение участков массового обитания водорослей и накопления высокоуглеродистых биогенных осадков. С учетом этого ниже объясняются особенности размещения графитоносных пород и руд Завальевского месторождения.

    По  данным некоторых публикаций, графитоносные породы и графитовые руды часто прослеживаются в кровле или низах и кровле осадочных ритмов (или циклов) разных порядков (ритмо-толщ, ритмо-пачек). В начале формирования ритмов происходил быстрый размыв коры выветривания, а нередко и подстилающих ее неизмененных пород. Отложение высокоуглеродистых осадков зависело от того, какие продукты размыва поступали на те или иные участки бассейна и от других факторов осадконакоплення. Затем, особенно а конце ритмов, в условиях стабилизации палеотектонической обстановки в области сноса особенно интенсивно протекали прооцессы химического выветривания, а в прибрежные части бассейна поступали продукты размыва коры выветривания. Это в условиях невысоких скоростей осадконакопления способствовало формированию высокоуглеродистых осадков. В нижних и средних частях ритмо-толщ и ритмо-пачек графитоносные породы и руды быстро изменяются по составу и мощности, а в верхах ритмов они гораздо более выдержанные. Нередко и стратиформные залежи графитовых руд имеют ритмичное строение, характеризуются переходами от бедных к более богатым в верхах. Кровля залежей чаще всего ровная, а подошва неровная, из-за чего мощности изменяются. Это характерно для стратиформных сингенетических и сингенетических - эпигенетических месторождений разных полезных ископаемых. Нередко в их пределах стратиформные залежи имеют форму лент, вытянутых вдоль конседиментационных ограничений рудовмещающих структур, причем ширина и мощности лент неодинаковые по разные стороны конседиментационных разломов.

    Графитоносные породы и руды глубоко метаморфизованы, характеризуются изменениями гранулитовой или переходных от амфиболитовой к гранулитовой фаций регионального метаморфизма. Кроме того, они часто испытывали преобразования в результате мигматизации, а затем метасоматических и гидротермальных процессов, что местами обусловило перекристаллизацию графита, укрупнение его чешуи, образование линзовидно-полосчатых, вкрапленно-прожилково-линзовидных руд. Вместе с тем в стратиформных месторождениях существенный вынос графита из графитоносных пород и концентрация его в залежах не происходили. Об этом свидетельствует то, что стратиформные залежи руд не сопровождаются зонами дефицита графитного углерода, а залегают среди графитоносных гнейсов, кварцитов и сланцев.

    Представлениям  о метаморфогенно-осадочном первично биогенном генезисе стратиформных залежей графитовых руд не противоречат данные об изотопном составе углерода в них. Он, по данным многочисленных определений различных исследователей на разных объектах, преимущественно такой же, как в углях и других органических веществах.

    Рассмотрим  с учетом упомянутых особенностей модели формирования раннедокембрийских стратиформных графитовых месторождений некоторые характерные черты Завальевского месторождения. Оно локализовано в раннедокембрийской бугской серии. В ней выделяется ряд свит, причем в разные годы и различными исследователями по-разному. Результаты исследований и анализ фактических материалов, подтвержденных нашими наблюдениями, показывают, что на месторождении в бугской серии выделяются две ритмо-толщи (рис. 2). Нижняя, графитоносная, представлена биотитовыми, гранат-биотитовыми, гранат-силлиманитовыми плагиогнейсами с подчиненными кварцитами, частично магнетитовыми, мраморами и кальцифирами, пироксен-карбонатными кристаллическими сланцами, магнетит-гранат-пироксеновыми кварцито-сланцами. Графитоносные разности гнейсов и кварцитов развиты преимущественно в верхней или средней-верхней частях ритмо-толщи и часто вмещают стратиформные залежи графитовых руд. Мощность нижней ритмо-толщи достигает 300-480 м. Верхняя ритмо-толща характеризуется преобладанием мраморов и кальцифиров с прослоями слюдисто-карбонатных сланцев и гнейсов, в частности графитоносных, а также кварцитов — в нижней ее части; мощность достигает 700 м. Породы обеих ритмо-толщ глубоко метаморфизованы в условиях, переходных от амфиболитовой к гранулитовой фациям регионального метаморфизма, при температуре 640-720 °С и давлении 7,2-7,5 кбар по пироксен-гранатовому геотермометру и температуре 740-750 °С  - по биотит-гранатовому. Бугскую серию одни исследователи относят к позднему архею, другие - к раннему протерозою. Поскольку в Северной Евразии  процессы регионального метаморфизма гранулитовой фации наиболее широко проявлялись в архее возраст бугской серии очевидно можно считать позднеархейским.

    Бугская серия в районе Завалейвского  месторождения участвует в строении Завальевской синклинали, представленной крутым субвертикальным северным крылом и ядром. Бугская серия с юга ограничена продольным взбросом. Еще южнее наблюдается узкие тектонические блоки и оборванные по разломам фрагменты синклиналей, сложенные породами бугской серии.

    По  данным исследований, подтвержденным наблюдениями автора,  графитоносные  породы  и  руды  Завальевского  месторождения имеют изначально осадочное происхождение, представляют собой  метаморфизованные прибрежно-бассейновые высокоуглеродистые песчано-глинистые осадки. Кварциты, в частности графитовые, - это первично терригенные отложения, преимущественно кварцевые песчаники и алевролиты, в них обнаружены окатанные зерна циркона. Графит-биотитовые, графит-хлорит-биотитовые и высокоглиноземистые гнейсы являются метаморфизованными глинами или глинистыми песчаниками, гранатовые гнейсы образовались по аркозам и литокластогенным грау-ваккам, гиперстеновые гнейсы - по туффитам. Залежи графитовых руд сложены преимущественно графит-биотит хлоритовыми плагио-гнейсами. Графит наблюдается в виде чешуек размером 0,3—1 см, часто образует срастания с биотитом и хлоритом; содержания его достигают 5-7%, реже более. Как руды, так и вмещающие их графитоносные биотитовые, гранат-биотитовые, гранат-биотнт-хлоритовые гнейсы и кварциты преимущественно пестроцветные палево-серые, желто-серые, бурые, зеленовато-серые. Часто они дезинтегрированы, имеют полурыхлый облик. Начиная с работ  И. В. Дубыны, это объяснялось процессами выветривания. Наши наблюдения показывают, что дезинтеграции графитовых руд и вмещающих пород способствовали субсогласные со слоистостью разрывные нарушения. Некоторые из них просматриваются в карьере даже издали в виде швов с ярко-зелеными зонами хлоритизации вдоль них. Поскольку графитовые руды по физическим свойствам, особенно по пластичности, отличаются от вмещающих пород, их контакты, как правило сорваны. 
 
 
 

    2. Физические и  геологические предпосылки для постановки электроразведки. 

    Завальевское  месторождение приурочено к крупной  и крутой синклинальной складке, ядро которой слагают кристаллические  известняки, подстилаемые кварцитами; ниже залегают толща графитоносных гнейсов, мощность которой в северном крыле достигает 250 м, а в нижней не превышает 15 м. Толща распадается на несколько пластов и подстилается амфиболитовыми гнейсами, вся же синклиналь зажата среди гранитов. Размеры пластов по простиранию – до 3 км.

    Главными  минералами графитовых руд являются: полевой шпат, кварц и крупночешуйчатый графит, вторичными – биотит, хлорит, гранит, кальцит и др. С поверхности, руды подверглись выветриванию и полевой шпат в них плотнизирован, что облегчает извлечение графита, среднее содержание которого составляет 6 – 10%.

    Месторождение относится к метаморфическим, возникшим  путем перекристаллизации первичных органических остатков в процессе общего метаморфизма осадочных пород.

    Основным  компонентом графитоносных образований  являются минерал графит – широко распространенная модификация углерода. Встречается в виде чешуйчатых, зернистых, пыльнокристаллических агрегатов среди изверженных, метаморфических и осадочных пород. Используется графит  в производстве огнеупорных материалов, граффито-керамических изделий, гальванических элементов, щелочных аккумуляторов и т.д. Особо чистые разновидности графита применимы в ядерной промышленности  и в ряде других отраслей производства.

    Выделяют  два наиболее важных в промышленном отношении генетических типа  графитовых месторождений: магматические и метаморфические.

    Завальевское  месторождение чешуйчатого графита  имеет метаморфогенный генетический тип и образовалось за счет глубоко метаморфизма осадков, содержащих первоначально органические вещества. Эти вещества и послужили источником углерода, который кристаллизовался в форме графита.

    Графитоносные образования независимо от их генетической приуроченности отличаются от вмещающих  пород (гнейсы, кварциты, мраморы и  др) низкими значениями удельного сопротивления, незначительной l и повышенными величинами поляризуемости.

    Магнитная восприимчивость образцов чешуйчатого  графита изменяется от 0 до 45·10^-5 ед. Си, составляя в среднем (5-10)·10^-5 ед. Си. Магнитная восприимчивость руд кристаллического графита близка к нулю.