Условия локализации глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа на примере рудоносных гайотов магеллановых гор тихого океана

7. Модель горно-геологических условий типового месторождения глубоководных марганцевооксидных руд коркового типа

Для северо-западной приэкваториальной части Тихого океана создана идеализированная модель месторождения кобальтоносных марганцевых корок, которая пространственно ассоциируется с отдельно стоящим гайотом (Yubko е.а., 2000; Мирчинк и др., 2001; Юбко и др., 2001; Юбко, Мельников 2001, 2003). Месторождение характеризуется концентрически-зональным размещением руд с центром зональности на вершинной поверхности, которая чаще всего представляет собой безрудную зону. Структура зональности склонов характеризуется чередованием зон с различными параметрами оруденения, находящихся в едином батиметрическом интервале и единой геоморфологической обстановке. Зона развития корок охватывает кольцом склоны и периферические части вершинной поверхности. Рассмотрен также генетический аспект глубоководного марганцеворудного процесса. Однако вопросы, касающиеся горно-геологических условий локализации типового месторождения корок, затронуты не были. Автором работы выделены геолого-промышленные типы руд и определена их роль в общей структуре оруденения гайота. В масштабе рудного поля, основными геоморфологическими элементами являются пологие и крутые поверхности, к которым приурочены геолого-промыш-ленные типы руд. В модели учтено значение уклонов дна, разграничивающее области залегания скоплений кобальтоносных марганцевых корок в пределах субгоризонтальных и слабонаклонных поверхностей (до 15^o) и приуроченных к относительно крутым склонам, и выделены два геолого-промышленных типа руд.

Первый приурочен к субгоризонтальным и пологонаклонным поверхностям гайота - периферическим частям вершинных плато, практически свободных от осадков, гребневым участкам отрогов, центральным участкам седловин. Интервал глубин его развития составляет 1400-2000 м, понижаясь на отрогах до 2500-2600 м. Уклоны в центральных частях вершинных плато до 2^o, повышаясь к периферии до 5^o. Среди донных препятствий преобладают площадные мезоформы, в меньшей степени - линейные объекты. Характерно развитие сплошных покровов корок, покрытых рыхлыми неконсолидированными осадками со степенью присыпанности в среднем 40-60 %. Часто с корками ассоциируют железомарганцевые конкреции различных фракций, которые могут залегать как на корках, так и на перекрывающих их осадках. Мощность корок этого типа наиболее высока, они характеризуются более полным и выдержанным трехслойным разрезом, для них свойственно лучшее качество руды за счет высоких концентраций полезных компонентов. Среди субстратов наиболее широко распространены различные типы известняков, иногда - базальты. Все породы обладают наибольшей прочностью и устойчивостью к деформациям.

Второй тип приурочен к верхним и средним частям склонов, характеризующимся наибольшей крутизной. Верхней границей служит бровка склона, расположенная на глубине около 2000 м, нижней - перегиб склона, примерно на глубине около 3000 м, глубже которого крутизна склонов резко уменьшается и возрастает присыпанность рыхлыми осадками. Верхние части склонов ниже бровки вершинной поверхности характеризуются уклонами от 15 до 20^o и более. В центральных частях (интервал глубин от 2600 до 4000 м) крутизна понижается и составляет от 10 до 12^o. Донными препятствиями являются различные площадные и линейные структуры, широко распространенные на поверхностях склонов. Их распределение неравномерное, мозаичное, с преобладанием уступов различной протяженности и ориентации. Поле состоит из узких полос, протягивающихся вдоль склонов, в пределах которых отмечаются различные параметры оруденения и условия локализации. Сильно изменяется степень нарушенности покровов корок и степень присыпанности осадками. Конкреционные образования ассоциируют с корками на пологих ступенях или локальных депрессиях и в нижних частях склонов. Характерна в целом меньшая мощность корок (за счет выпадения из разреза тех или иных слоев), повышающаяся лишь на субгоризонтальных ступенях. Химические характеристики хуже за счет повышенного содержания Р₂О₅ и пониженного полезных компонентов. В верхних частях гайотов среди субстратов корок наиболее широко распространены различные типы известняков, в средней части склонов - брекчии, в нижних - вулканокластические породы, в отдельных случаях - глины. Рифогенные известняки и брекчии характеризуются высокими значениями прочности и наибольшей устойчивостью к деформациям. У туфов и глин показатели прочности и устойчивости к деформациям понижены.

Горно-геологические условия можно разделить по степени сложности на простые и сложные для эксплуатации (таб. 2).

К простым условиям отнесены площади с уклонами до 10^o, ровным или слабо расчлененным мезорельефом поверхности корок, присыпанность осадками минимальна (менее 20 %), а мощность этих осадков не превышает 5 см, покровы корок ненарушены или дезинтегрированы в слабой степени. Такие условия в основном характерны для первого геолого-промышленного типа руд.

Сложными условиям для эксплуатации считаются противоположные крайние значения параметров: уклоны поверхности дна от 20^o и выше, высокая степень расчлененности мезорельефа поверхности корок и их присыпанность нелитифицированными осадками свыше 80 %, мощность этих осадков более 15 см, сильная степень дезинтеграции покровов корок и наличие ассоциирующих конкреций фракции более 12 см.

Этими условиями в основном характеризуется второй геолого-промышленный тип. Промежуточные значения параметров определяют условия средней сложности.

По техническим (более простые горно-геологические условия) и технологическим (лучше качество руды) соображениям первый геолого-промышленный тип руд следует считать первоочередным объектом освоения.

Проведенные исследования позволили сформулировать основные направления дальнейшего изучения горно-геологических условий.

Общие требования к добычному агрегату и системе разработки по условиям залегания корок таковы - они должны обеспечить работу в различных режимах с наибольшей эффективностью эксплуатации рудных залежей как при выровненном, так и при расчлененном мезорельефе корок, как при консолидированных покровах, так и при их существенной дезинтеграции, как обнаженных, так и в значительной степени присыпанных донными осадками, как при отсутствии конкреционнных образований, так и при их наличии.