Геологічна будова, мінералогічні та технологічні особливості Курчицького родовища гранітів в Житомирській області

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

Геологічний факультет

Кафедра геології родовищ корисних копалин

Кваліфікаційна робота бакалавра

на тему: "Геологічна будова, мінералогічні та технологічні особливості Курчицького родовища гранітів в Житомирській області"

Студент:

Фокіна Т.О.

Науковий керівник:

доц. Грінченко О.В.

Київ - 2008 рік

Зміст

Вступ

Загальна частина:

1. Загальні дані про родовище

2. Історія геологічної вивченості району робіт

3. Геологічна будова району робіт

Спеціальна частина:

4. Якісна і технологічна характеристика корисної копалини

5. Попутні корисні копалини і цінні компоненти

6. Гірничотехнічні умови експлуатації

7. Петрографічний опис порід

8. Результати фізико-механічних досліджень

Висновки

Література

Вступ

Матеріали для виконання дипломної роботи були надані Геоінформом звіт № 42440 "Курчицьке родовище гранітів в Житомирській області".

Курчицьке родовище гранітів розташоване в Новоград-Волинському районі Житомирської області на двох ділянках.

Родовище розташоване в межах північно-західної околиці Українського кристалічного масиву.

Родовище складене четвертинними (ґрунт, суглинок, пісок), докембрійськими (граніт) породами.

У геоструктурному відношенні територія району розташована в межах північно-західної околиці Українського кристалічного масиву. У геологічній будові родовища беруть участь докембрійські кристалічні породи, що залягають під малопотужною осадовою товщею, головним чином, четвертинного віку.

Осадові утворення дочетвертинного віку мають обмежене розповсюдження. Вони збереглися від розмиву в неглибоких депресіях кристалічного ложа і в місцях різкого занурення докембрійських порід, тобто на схилах кристалічного масиву. Четвертинні відклади мають повсюдне розповсюдження і утворюють зандровий покрив всієї Поліської низовини.

Безпосередньо до корисних копалин Курчицького родовища відносяться - як свіжі так і зачеплені вивітрюванням граніти.

До порід покрівельних – потужність яких може сягати близько 2,5 м – віднесені вивітрілі граніти і відклади четвертинного віку, що представлені ґрунтовим шаром, суглинками та пісками.

Автором даної дипломної роботи було проаналізовано загальні дані про район робіт по різним джерелам, описано 23 шліфи, додано

Загальна частина

1. Загальні дані про родовище

Родовище розташоване в межах північно-західної окраїни Українського кристалічного масиву. Родовище складене четвертинними (ґрунт, суглинок, пісок), докембрійськими (граніт) породами. Корисною копалиною є граніти свіжі і зачеплені вивітрюванням загальною середньою потужністю 29,04 м, загальна середня потужність покрівлі 1,98 м. Максимальний приток води в кар'єр на кінець виробки родовища складає 23,5 м³/час. Запаси категорії А, підраховані методом середньоарифметичного по 3 геологічним блокам в кількості 498 тис. м³ свіжих і 23 тис. м³ зачеплених вивітрюванням.

В геологічній будові родовища беруть участь докембрійські кристалічні породи, які залягають під малопотужною осадовою товщею, головним чином, четвертинного віку.

Виявлені запаси гранітів на Курчицькому родовищі підраховані по двох ділянках. По першій ділянці родовища запаси підраховані по категорії А до умовної позначки +27 м в кількості 236 тис. м³ свіжих гранітів і 16 тис. м³ гранітів зачеплених вивітрюванням. По другій ділянці родовища запаси підраховані по категорії А до умовної позначки +21 м в кількості 262 тис. м³ свіжих гранітів і 7 тис. м³ зачеплених вивітрюванням. По двох ділянках підраховано 498 тис. м³ гранітів і 23 тис. м³ гранітів зачеплених вивітрюванням.

Ці запаси можуть забезпечити роботу довбильно-сортувального цеху річною продуктивністю щебеню 20 тис. Якість корисної копалини по обох ділянках відповідає вимогам ГОСТу 8267-75 на щебінь з природного каменя для будівельних робіт і ГОСТ 221-76 на камінь бутовий.

Родовище повинне відпрацьовуватися відкритим способом. Обробка корисної копалини передбачається горизонтальними шарами погоризонтно в низхідному порядку. Нарізка нових горизонтів передбачається через кожних 8-10 метрів.

Друга ділянка Курчицького родовища раніше розроблялася, тому на ділянці є кар'єр розміром 90 на 100 м з 2-ма уступами видобутку відповідно 6 м і 6,2 м, а також одним покрівельним уступом заввишки 0,6-1,8 м.

Об'єм покрівельних порід в межах площі підрахованих запасів по 1 ділянці складає 11 тис. м³. Відношення об'єму покрівлі до запасів корисної копалини складає: по першій ділянці 1:10, по другій 1:24.

Місцеположення

Курчицьке родовище гранітів розташоване в Новоград-Волинському районі Житомирської області на двох ділянках.

Географічні координати родовища – 50 град. 45 – ПШ, 27 град. 28 – СД від Гринвіча.

Ділянки родовища із заходу, півночі і сходу оточені лісом і природних меж не мають. Найближчими населеними пунктами до родовища є с. Курчиця на відстані 400-500 м, на південь від родовища, села Бородниця, Велика Цвіля, Мала Цвіля та ін. З навколишніми селами родовище зв'язане ґрунтовими дорогами. На відстані 22,5 км на південь проходить асфальтована дорога, яка сполучає Новоград –Волинський і м. Рівно. На відстані 6,0 км від родовища проходить шосейна дорога Новоград- Волинський-Городниця. Найближча залізнична станція Городниця знаходиться на відстані 10,5 км до ПЗ від родовища. Районний центр – р. Новоград-волинський знаходиться на відстані 30 км від родовища.

Геоморфологія, гідромережа, клімат

Поверхня району є низовинною, слабкорозчленованою рівниною, що вкрита зандровими пісками, сильнозаболоченою і залісненою. Одноманітність цієї низовини порушується невисокими піщаними горбами-дюнами заввишки 2-5 метрів і невисокими грядами (залишками кристалічних порід). Район родовища знаходиться в межах південної окраїни Поліської низовини, що охоплює західну частину Українського кристалічного масиву. Це накладає різкий відбиток на характер рельєфу і обумовлює своєрідні межі гідрографічної мережі району.

Рельєф поверхні Курчицького родовища є злегка хвилястою пологою поверхнею, нахиленою на південь і південний схід.

В цілому спостерігається пониження поверхні ділянки на південь. Різниця у позначках поверхні ділянки робіт складає 17-18 м. Найголовнішими річками району є: Случ, права притока р. Горинь, Уборть, права притока р. Прип’яті. Всі річки мілководі, з широкими заболоченими заплавами і спокійною течією. Виключенням є р. Случ, яка в своїй середній течії має скелясті і обривисті береги. Вода в річках зазвичай має бурий відтінок і абсолютно непридатна для водопостачання, окрім заплавних боліт, безпосередньо пов'язаних з річками. Клімат району помірно-континентальний з середньорічною температурою повітря +7,7 °С.

▲Курчицьке родовище гранітів

2. Історія геологічної вивченості району робіт

Починаючи з першої половини 19 століття і по теперішній час ведуться дослідження цього району.

У першій половині 19 століття на Подолії і Полинах проводив широкі дослідження Е.Ейхвальд (1830 р.). У районі р. Случ він вперше описав сірі біотитові граніти і гнейси, а також дав свою схему розчленовування кристалічних порід цього району.

У 1831 році І.Яновицький розділив кристалічні породи цього району на три формації (від найбільш стародавніх до молодих).

У другій половині 19 ст. і на початку 20 ст. геологічні дослідження прийняли широкий розмах.

К.М.Феофілактов (1851 р.) вивчав геологічну будову по р. Случ, звернув увагу на тісний зв'язок сірих гранітів і гнейсов.

Г.Оссовський – 1980 р. видав геологічну карту в масштабі 1:50400.

М.Н.Микдлухо-Маклай (1889 р.) систематизував кристалічні породи в басейні р.р. Случ і Уборть.

У 1978 -1898 р. В. Жилінським складена геологічна карта Волині.

На початку ХХ століття значна роль у вивченні геології Волині і Полісся належить Геологічному комітету. До найбільш важливих досліджень цього періоду відносяться численні роботи з геології, геоморфології і гідрогеології П.А.Тутковського (1912-1914 р.), а також В.Д.Ласкарєва (1914 р.).

Після 1917 року почалося планомірне вивчення Українського кристалічного масиву Інститутом геології АН УРСР і Українським геологічним управлінням.

С.В.Бельский (1925 р.) – петрографічний опис порфірітів і пісковиків.

В.Н.Червинський (1928 р.) – про ефузивні породи Волині.

М.І.Ожигова (1926-1928г.) – геологічна зйомка і стратиграфічна схема докембрію.

М.І.Безборотько (1935-1936 р.) – ряд робіт про граніти і пегматити Волині.

В період 1945-1948 р. виходить декілька узагальнених робіт по північно-західній частині УКМ.

Л.Г.Ткачук (1948 р.) – робота, присвячена петрографії всієї північно-західної околиці УКЩ.

А.Н.Козловський і В.С.Перельштейн (1952 р.) – комплексна геологічна зйомка м-б 1:200000 північній частині листа.

Починаючи з 1957 р., по р. Уборть Житомирською експедицією ведуться пошуково-знімальні роботи в масштабі 1 : 500000.

Б.І.Бондаренко в 1961-1962 р. - детальна розвідка Сусловського родовища гранітів, розташованого біля р. Новоград-Волинський.

Детальні геологорозвідувальні роботи на Курчицькому родовищі не проводилися. До 1976 року на родовищі був кар'єр, що діяв, де розробки корисної копалини проводилися до умовної відмітки +48 м. Розробка корисної копалини проводилися за допомогою буропідривних робіт. У зв'язку із значним видобутком раніше порахованих запасів на Курчицькому родовищі, кар'єр зараз знаходиться у стадії консервації. Тому за завданням Житомирського Облдорбуду в 1978 році геологічна партія провела детальну розвідку Курчицького родовища гранітів по двох ділянках площею по 1 га.

Методика та якість проведених робіт

За завданням Житомирського облдорбуду геологічна партія проектний-дослідницького бюро провела детальну розвідку Курчицького родовища гранітів з метою виявлення промислових запасів гранітів, придатних на бут і щебінь для будівництва автомобільних доріг в кількості 0,5 млн. м³ в щільному тілі. Технічним завданням обумовлено, що:

а) виявлені запаси корисної копалини повинні забезпечити роботою ДСЦ річною продуктивністю 20 тис. м3 щебеня;

б) якість корисної копалини повинна відповідати всім вимогам ГОСТу 8267-75 на щебінь з природного каменя для будівельних робіт і ГОСТу 22132-76 на камінь бутовий;

в) при глибині розробки по корисній копалині 30 м; середня потужність покрівельних порід не повинна перевищувати 10 м при співвідношенні об'єму покрівельних порід до запасів корисної копалини не більше 1:3;

г) повинні бути вивчені гідрогеологічні умови розробки родовища.

Геологорозвідувальні роботи

Вибір методики розвідки Курчицького родовища гранітів визначився ступенем геологічної вивченої району, вимогами промисловості до дорожніх будівельних матеріалів і технічного завдання замовника.

Форма і розміри Курчицького родовища гранітів, характер і ступінь мінливості якості корисної копалини на ньому дозволяють віднести його до першого типу першої групи родовищ, тобто до "Масивів інтрузивних порід однорідного складу".

Гірничотехнічні умови залягання корисної копалини на родовищі сприяє вибору методики розвідувальних робіт системою колонкових свердловин, що є найпоширенішим способом розвідувальних робіт.

Відповідно до вимог інструкції ГКЗ по застосуванню класифікації запасів до родовищ магматичних порід, при розвідці родовищ першого типу першої групи обов'язкова проходка одиночних свердловин, розташованих по сітці виявлення запасів і покрівельних свердловин, розташованих по сітці для виявлення запасів по категоріях:

А – 100-150 м х 100 - 150 м

В – 150 – 200 м х 150 - 200 м

С – 200 – 300 м х 200 - 300 м

Розвідка Курчицького родовища гранітів проводилася системою вертикальних розрізів за допомогою механічного буріння колонкових свердловин, що розташовувалися по квадратній мережі для виявлення запасів категорії А – 100 х 100 м.

Буріння свердловин здійснювалося в одну стадію.

На першій ділянці були пробурені свердловини № 1, 2, 3, 4. всіх свердловин були пробурені до горизонту підрахунку запасів. На другій ділянці були пробурені свердловини № 5, 6, 7, 8, з них свердловина 5 і свердловина 6 були пробурені до горизонту підрахунку запасів, а свердловини 7 і свердловина 8 – покрівельні.

Пробурені свердловини з достатньою повнотою охарактеризували умови залягання і якість корисної копалини і є опорними для підрахунку запасів категорії А.

Всі свердловини бурилися самохідними буровими установками СБУДМ-150-ЗИВ по покрівельним породам побідитовою коронкою діаметром 112 мм з подальшим обсадженням обсадними трубами діаметром 108 мм, по корисній копалині буріння велося діамантовою коронкою діаметром 76 мм. Як промивочна рідина, при бурінні покрівельних порід, застосовувався глинистий розчин, при бурінні корисної копалини – чиста вода з додаванням рідин сумішей гудрону. Буріння свердловин велося з відбором керна. Вихід кернового матеріалу по корисній копалині коливається від 79 % до 96 %. Як правило, вихід керна по свіжому граніту перевищує 80 %. Звідна таблиця основних видів і об'ємів геологорозвідувальних робіт, виконаних на Курчицькому родовищі граніту, приведена нижче:

№ п/п	Види геологорозвідувальних робіт	Одиниця вимірів	Виконаний об’єм
1.	Механічне буріння колонкових свердловин	Свердловина Погонний метр	8 240, 0
2.	Гідрогеологічні роботи	Відкачування	2
3.	Аналізи та випробування	Проба	37
4.	Опис шліфів	Шліфи	23
5.	Топографічна зйомка, масштаб 1:1000	Площа в км2	2,0

Випробування

Випробування проводилося згідно ГОСТу 8267-75 на щебінь з природного каменя для будівельних робіт, ГОСТу 22132-76 на камінь бутовий, вимог інструкції по застосуванню кваліфікації запасів до родовищ магматичних порід.

Випробування проводилося з метою виконання цілого комплексу фізико-механічних випробувань по повній і скороченій програмах і петрографічного опису шліфів.

Проби на повну програму фізико-механічних випробувань відбиралися з кернового матеріалу і монолітів з кар'єру. Довжина кернових проб на повну програму в інтервалі 8-10 метрів.

Розмір монолітів був не менше 20х20х20 см необхідно відзначити, що по свердловинах потужність зачепленого вивітрюванням граніту невелика, а кар'єрі оголюються граніти, що зачеплені вивітрюванням. Тому для проб на повну програму випробувань з гранітів, що зачеплені вивітрюванням, були відібрані моноліти. Було відібрано 3 моноліти.

Всього на Курчицькому родовищі на повну програму фізико-механічних випробувань відібрано 21 пробу з кернового матеріалу і 3 проби у вигляді монолітів з кар'єру.

Випробуванню піддалися всі розвідувальні свердловини переважно для оцінки фізико-механічних властивостей гранітів, що визначають його промислову цінність.

Відбиралися проби зі всіх різновидів гранітів по всіх свердловинах на повну або скорочену програму фізико-механічних випробувань. По свердловинах № 3 і № 4 перших ділянки і по свердловинах № 7 і № 8 другої ділянки проведено суцільне випробування свіжих гранітів на повну програму фізико-механічних випробувань на всю глибину, а по свердловині № 3, 4, 5 – до горизонту підрахунку запасів.

В основу виділення петрографічних різновидів граніту (вивітрілого, зачепленого вивітрюванням, свіжого) покладений в першу чергу петрографічний опис шліфів і результати фізико-механічних випробувань.

Проби на скорочену програму фізико-механічних випробувань відбиралися по всіх свердловинах на контактах вивітрілого граніту зачепленого вивітрюванням і останнього з свіжим гранітом.

По всіх петрографічних різновидах гранітів вивітрілим, зачеплених вивітрюванням, свіжим виділеним мікроскопічно в польових умовах, відбиралися також зразки на виготовлення шліфів і їх петрографічний опис. Такі зразки порід відбиралися у контактів з відстанню 0,3 – 0,5 м.

Зразки для опису шліфів відбиралися також по всіх свердловинах з свіжої різниці гранітів, з яких відбиралися проби на повну програму фізико-механічних випробувань.

На скорочену програму фізико-механічних випробувань (визначення питомої ваги, пористості, водопоглинення) проби відбиралися тільки з керна свердловин. Довжина таких проб складає від 0,15 до 0,3 м.

Всього на скорочену програму відібрано 13 проб. Одночасно з відбором проб на фізико-механічні випробування проводився відбір зразків на виготовлення шліфів і петрографічний їх опис. На петрографічний опис відібрано 23 зразки розміром 35см.

Фізико-механічні випробування гранітів виконувалися відповідно до вимог ГОСТу 8269-76 на щебінь з природного каменя, щебінь з гравію для будівельних робіт / методи випробувань / Центральною лабораторією проектний-дослідницького бюро. На зовнішній контроль було відібрано дві проби. Ці роботи виконувалися лабораторією геологічної партії інституту "Укрколхосппроект".