книги из ГПНТБ / Любимов Н.И. Физико-механические свойства рудовмещающих горных пород

другие расположены на контакте известняков со сланцами, часть рудоносных горизонтов примыкает к контактам известняков с гра- носиенит-порфирами. Истинная мощность рудных тел иногда дости­ гает 21 м.

Минералогический состав первичных руд разнообразен и пред­ ставлен главным образом галенитом, пиритом, сфалеритом, буланжеритом, арсенопиритом и др. В некоторых рудных телах руды окислены до глубины 50—200 м. Они представлены церусситом, смитсонитом и др.

В генетическом отношении намечается пространственная связь оруденения с малыми интрузиями граносиенит-порфиров послеверхнеюрского возраста. Предполагается, что эти интрузии и оруденение являются производными одной и той же глубоко залега­ ющей интрузии. По данным исследователей, Северо-Акатуевское месторождение относится к мезотермальному типу.

Известно, что на Акатуевском рудном поле каротажные работы дали положительные результаты (по работам геофизической экспе­ диции Читинского ГУ).

Благодаря определенным значениям электросопротивления и ра­ диоактивности появилась возможность выразительно и четко выде­ лить рудные горизонты и вмещающие их породы (рис. 22). Для доказательства можно сослаться на следующие данные.

Мраморизованные и доломитизированные известняки отличаются высоким электросопротивлением, значения которого изменяются в пределах 4000—16 000 ом-м. Скарнированные их разности, на­ против, обладают гораздо меньшим сопротивлением (в среднем около 250 ом-м), что можно объяснить трещиноватостью и пирити­ зацией. Они к тому же имеют относительно повышенную радиоактив­ ность.

Сульфидные руды и углисто-глинистые сланцы по своим электри­ ческим свойствам имеют много общего. В частности, значения со­ противления сульфидной руды колеблются в пределах 1—100 ом-м, а углисто-глинистых сланцев 10—1000 ом-м. Аналогичными дан­ ными характеризуются они и по величине потенциала естественного поля.

Разделение сульфидных руд и углисто-глинистых сланцев про­ изводится радиоактивным каротажем. Первые, как правило, слабо­ активные, вторые отличаются повышенной активностью, достигающей 20—30 ед. и более. Окисленные руды, представляющие охристоглинистый материал, являются проводящими (50—500 ом-м); их активность составляет 5—19 ед.

Среди изверженных пород (порфириты, граносиенит-порфиры, граниты), встречающихся на месторождениях Акатуевского рудного

что, по-видимому, вызвано их сильно измененным состоянием. Например, сопротивление порфиритов составляет 200—3000 ом-м. Радиоактивность изверженных пород повышенная и колеблется

в пределах 12—24 ед. Естественное электрическое поле магмати­ ческих, равно как и карбонатных, пород нормальное.

Трещиноватость и дробление пород обычно сопровождаются повышением электрической проводимости, не вызывая при этом каких-либо заметных колебаний естественного поля и радиоактив­ ности. Окварцевание пород, которое повсеместно распространено на месторождениях Акатуевского рудного поля в виде мелких прожилков, гнезд, участков, приуроченных к трещиноватым зонам, вмещающим рудные тела, геофизическими методами отмечается не­ четко. Однако замечено, что окварцованные карбонатные породы во многих случаях характеризуются возрастанием электрического сопротивления.

В одной из своих работ [35] С. С. Смирнов указывал на то важное обстоятельство, что большинство полиметаллических месторожданий нерчииско-заводской группы приурочено к контактным зонам кар­ бонатных пород со сланцами. На границе этих двух пород, различно реагирующих на складчатость, по его мнению, осуществляются наиболее благоприятные условия для развития смятых трещинных зон. Это замечание можно отнести ко всему Акатуевскому рудному полю.

Подтверждение этому можно видеть на некоторых профилях каротажных работ (см. рис. 22).

По мнению геологов, изучавших месторождение, в его образо­ вании существенное значение имели следующие факторы: зоны тектонических разломов, пересекающие карбонатно-сланцевую толщу рудного поля в северо-восточном направлении; трещиноватость пород; литологический состав и контакты разных по составу пород, а также мелкая складчатость.

Мелкая складчатость сказывалась также при формировании рудных тел и обусловила в сочетании с контактами пород различного состава и трещиноватостыо довольно неправильную их форму с от­ ветвлениями, прожилками и раздувами.

В образовании некоторых рудных тел этого месторождения при­

Это предположение вполне логично, так как породы разного состава должны вести себя по-разному при их сжатии и растяжении.

Мы не можем воссоздать те условия, при которых это могло про­ исходить, и фактически имеем дело с породами, претерпевшими дли­ тельные процессы метаморфизма. В результате этих процессов различия между породами, в том числе разного литологического состава, могли в той или в другой степени нивелироваться. Тем не менее мы попытались выяснить этот вопрос методом сжимаемости пород в раздробленном состоянии. Результаты этих исследований приведены в табл. 19.

Исследовались образцы пород из шести буровых скважин, пере­ секающих руду почти на всех разведочных линиях. Благодаря склонению рудного тела и различному расположению скважин

85

86

сразных глубин.

Входе исследований определяли коэффициент разрыхления, процент усадки раздробленной породы при сжатии, пористость и мо ­ дуль упругости сжатого порошка.

Рассмотрим результаты этих исследований по каждой скважинеотдельно.

Скв. 107 пересекла залегающую в известняках (окисленную) руду. Мощность рудного тела невелика. Хотя вмещающей породой является одна — известняк, тем не менее покрывающая его часть отличается от подстилающей по проценту усадки, пористости и мо ­ дуля упругости.

Покрывающая часть известняков оказалась более упругой по сравнению с подстилающей. Это, в свою очередь, сказалось и на мень­ шей их сжимаемости. В полном соответствии с таким представлением находится и пористость сжатого порошка — более упругая часть породы оказалась более пористой.

В следующем примере, где приведены данные по скв. 106, имеет место более существенная разница между показателями испытания покрывающих и подстилающих частей породы, представленной также известняками.

Здесь покрывающие известняки характеризуются более высоким

Не менее показательны данные по скв. 198, которая пересекла довольно мощную рудную зону окисленных и первичных руд. Здесь, так же как и в предыдущих примерах, рудный горизонт находится между известняками, отличающимися по усадке, модулю упругости и пористости.

Для большей убедительности прилагаем графики изменения усадки известняков, залегающих выше и ниже руды, от давления (рис. 23). Из графика видно, что при удельном давлении до 75 кгс/сма ' процент усадки той и другой породы близки. Но с увеличением да­ вления разница в усадке увеличивается и достигает максимума при 2500 кгс/сма .

Характерно отметить, что большая разница в усадке пород, (развилка) совпадает со сравнительно большой мощностью рудного тела, вскрытого этой скважиной (рис. 24).

Данные по скв. 127 свидетельствуют о незначительной разнице в усадке сланцев, покрывающих рудное тело, и подстилающих известняков (табл. 19), что также увязывается с небольшой мощно­ стью рудного тела, залегающего между ними (рис. 25). Из графика сжимаемости указанных разностей пород (рис. 26) видно, что наи­

87/

45

_ |

[ а - - 1

Скв. 163 пересекла рудное тело мощностью 2,0 м. Покрывающими и подстилающими породами являются известняки. Разница между ними в усадке оказалась небольшой (рис. 27), что согласуется и с не­ большой мощностью рудного тела, залегающего между ними (рис. 28).

жили большой процент усадки по сравнению с известняками, что осо­

Рпс. 27. Зависимость изменения усадки раздробленных пород от давления (средние данные по скв. 163)

1 — усадка известняков; 2 — усадка окремненных известняков

(рис. 30). Конечно, непосредственной связи между этими величинами нет, тем не менее различие состава сланцев и известняков, а также их механических свойств могли оказать влияние на размер ослаблен­ ной зоны и условия локализации руды в ней.

Последний пример относится к исследованию пород из скв. 256. Здесь вмещающими породами являются известняки, .близкие по степени усадки, тем не менее это различие имеется (рис. 31) и в не­ которой степени объясняет залегание небольшого рудного тела между указанными породами (рис. 32).

В заключение обобщим данные по сжимаемости раздробленных образцов пород из наиболее характерных пачек, слагающих место­ рождение.

Если судить по геологическим разрезам (профилям), в частно­ сти по I X профилю (см. рис. 22), то можно выделить: известняки, покрывающие (пачка А) сланцы (зона I ) , известняки между сланцами (пачка В), сланцы (зона I I ) , известняки между сланцами и рудой (пачка С), известняки между рудой (пачка Д), известняки ниже руды (пачка Е). Соответственно с этим делением нами исследованы физи-

90

ко-мехаиические свойства образцов из указанных разностей пород. Результаты измерений приведены в табл. 20.

Следует обратить внимание на то, что именно сланцы зоны I I и известняки пачек С, Д и Е непосредственно примыкают к рудному горизонту.

Слалцы зоны I I имеют более высокий процент усадки (41,1%) по сравнению с подстилающими их известняками (34,6—37,9%). Это не могло не сказаться на формировании рудного тела. На это, в частности, указывает пространственное тяготение главного рудного тела к пачке сланцев зоны I I (см. рис. 22).

Рассмотрим также пористость указанных разностей пород. Наи­ меньшая пористость (2,5 %) приурочена к известнякам, залегающим между сланцами и рудой, т. е. к породам, прилегающим к рудной

92