книги из ГПНТБ / Рысс Ю.С. Поиски и разведка рудных тел контактным способом поляризационных кривых

Характеристика состава и размеров геологических объектов от­ носится к числу основных задач на всех стадиях поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Возможность решения этих задач КСПК обусловливает применение его на разных этапах гео­ логических исследований. В соответствии с пригодностью метода характеризовать минеральные образования, сложенные связанными электронопроводящими минералами, наиболее целесообразно его использование при поисках и разведке сульфидных месторождений со сплошными, прожилковыми и прожилково-вкрапленными тек­ стурами.

В реальных условиях поисков и разведки никогда заведомо не известно, что представляет собой встреченный объект. Обнаружить и охарактеризовать его составляет сущность поисково-разведочной задачи. В решении ее, в отдельных случаях, полезно использова­ ние КСПК самостоятельно; в других — в комплексе с геологиче­ скими, техническими, геофизическими и геохимическими методами. Применение КСПК целесообразно как при полном соответствии обнаруженного объекта возможностям поляризационных измерений (сплошные и прожилково-вкрапленные руды), так и в сомни­ тельных случаях, когда по керну скважин пли другим данным нельзя надежно судить о текстуре встреченных руд. Использование

когда скважинами или горными выработками вскрыто оруденение. Это завершающий момент этапа поисков, во время которого надо дать ответ о ценности обнаруженного объекта, целесообразности н объемах дальнейших исследований на конкретном участке. На указанной последней стадии этапа поисков, получившей название оценки найденных рудопроявлений, основными вопросами явля­ ются состав и размеры наблюдаемого оруденения. В соответствии с возможностями КСПК, его применение на этой стадии, очевидно, может быть плодотворным.

Результат оценки рудопроявлений сводится к прогнозу того, что найденное оруденение является промышленным месторождением, либо к констатации непромышленного характера рудопроявленпя и к предложению о прекращении работ на участке. И тот и другой результат крайне важен. В случае положительного заключения на участке начинается этап разведки с существенно увеличенными по сравнению с этапом поисков объемами затрат горио-буровых н дру­ гих видов работ. Вполне очевидно, что погрешности в оценке рудопроявленпй весьма резко влияют на эффективность поисковоразведочных работ как за счет затрат средств на участках, которые

вконце концов оказываются не содержащими промышленных объек­ тов, так н за счет отвлечения исполнителей от новых, возможно, более перспективных участков.

Поскольку рудопроявлений много больше, чем месторождений, постольку при современной методике геологоразведочных работ неоправданные затраты времени п средств при оценке непромыш­ ленных объектов составляют значительную, если но основную, долю

вбалансе затрачиваемых объемов работ производственными органи­ зациями. Любое улучшение в методике работ в сторону объективной и более быстрой оценки найденных рудопроявлений, существенно

влияет на эффективность геологоразведочных работ в целом.

В связи со сказанным применение КСПК, позволяющего оха­ рактеризовать состав и размеры встреченного оруденения на стадии оценки рудопроявлений, представляется важным и перспективным. Оно важно в случае положительного, но в не меньшей степени и в случае отрицательного заключения. В самом деле, несмотря на па­ радоксальность последнего утверждения, именно своевременное и обоснованное отрицательное заключение предохраняет от излиш­ них затрат на фактически бесперспективных участках н вместе с том обеспечивает необходимую передислокацию сил на новые участки. В этом смысле отрицательное заключение при оценке рудопроявлений имеет положительное значение. Оно положительно в том от­ ношении, что отражает реальную действительность.

На этапе разведки, предварительной и детальной, задачи гео­ логических исследований усложняются. При сохранении централь­ ных вопросов о составе и размерах рудных тел и месторождения в целом, большое значение приобретают вопросы структуры место­ рождения, морфологии рудных тел и рудных зон, распределения содержания и запасов полезных компонентов по отдельным телам и всему месторождению, минеральная форма, в которой присут­ ствует интересующий элемент, гидрогеологические условия залегания руд и т. д. При этом от предварительной к детальной стадии раз­ ведки состав вопросов усложняется, а степень детальности ответа

представляется целесообразным применение метода на обеих стадиях разведки.

Как известно, разделение этапа разведки на предварительную и детальную стадии обусловлено, с одной стороны, неуверенностью в действительной ценности месторождения, т. е. неполнотой решения задач на стадии оценки рудопроявлений, а с другой — объемами работ, затрачиваемыми на разведку (густота сети скважин н нр.). Если можно было бы добиться на стадии оценки рудопроявлений достаточно полной характеристики месторождения и вместе с тем обеспечить разведку с уменьшенным объемом затрачиваемых работ, то фактически стадия предварительной разведки могла бы быть за­ метно или вовсе сокращена. Тем самым могло бы быть достигнуто сокращение сроков разведки и затрат средств на ее проведение. Если иметь в виду возможности КСПК характеризовать усред­ ненное содержание и массу элементов по отдельным телам, а также возможность увязывать рудные интервалы и прослеживать руд­ ные тела между точками подсеченпй на больших расстояниях, то, по-видимому, достижение сокращения сроков и затрат на раз­ ведку месторождения, представленных крупными телами, стано­ вится вполне реальным. Оно также реально для средних и мел­ ких тел.

В самом деле, в случае мелких тел месторождение заслуживает разведки только тогда, когда полезный компонент в них достаточно ценен, чтобы выдержать затраты на разведку. Такие затраты не­ избежны, так как чем меньше размеры тел, тем сложнее распреде­ ление содержания полезного ископаемого, тем детальнее нужна сеть пересечении (скважин), чтобы охарактеризовать месторождение и подготовить его к эксплуатации. Поскольку каждое рудное тело должно быть пересечено не одной, а несколькими скважинами (оче­ видно, не менее двух), а с помощью КСПК характеристику состава и масс можно получить с одним пересечением, то отсюда следует возможность, вводя его в комплекс разведочных работ, достигнуть увеличения эффективности разведки в случае мелких тел, так же как и в случае крупных.

Если мелкие тела содержат ценный компонент в количествах и распределении, не заслуживающих добычи, то этот факт, также устанавливаемый с помощью КСПК при ограниченном объеме пе­ ресечений, позволяет сравнительно быстро и прп небольших за­ тратах завершить разведку и законсервировать месторождение до того момента, когда экономические условия сделают его разра­ ботку рентабельной.

Применение КСПК, очевидно, полезно и на этапах эксплуатации. С одной стороны, это целесообразно при изучении новых рудных тел, обнаруживаемых в ходе эксплуатационных работ. Такие ис­ следования устраняют погрешности разведки и носят разведочный характер, рассмотренный выше. С другой стороны, применение КСПК может иметь самостоятельное эксплуатационное значение. Оно, например, заключается в контроле оставшихся масс полезных

компонентов, уточнении связей рудных интервалов для рациональ­ ного проложения эксплуатационных и откаточных выработок, оценке отсеченных апофиз или других частей рудных тел и т. д.

Современное состояние разработанности КСПК и опыт имеющихся исследований позволяют охарактеризовать применение его при оценке рудопроявлений. Менее определенно это можно сказать по отношению к разведке месторождений. Опыта использования КСПК при эксплуатации рудников пока нет.

§ 20

ВОЗМОЖНОСТИ КСПК ПРИ ОЦЕНКЕ РУДОПРОЯВЛЕНИЙ

В современных условиях рудопроявления обычно находят в ре­ зультате проверки геофизических и геохимических аномалий, обна­ руженных при комплексных поисковых работах. В этой связи стадия оценки рудопроявлений одновременно является стадией проверки геофизических и комплексных аномалий, которую также называют стадией разбраковки аномалий.

Иногда рудопроявления отыскивают без участия геофизических

игеохимических методов, а в результате обследования и разбури­ вания территорий с картировочнымн или другими целями. Однако

ив этом случае на участке обнаруженного рудопроявления сразу же проводят геофизические и геохимические наблюдения. Таким образом, каков бы ни был путь нахождения рудопроявления, ис­ ходной позицией при его оценке является наличие результатов на­ земных геофизических и геохимических исследований, схематичная

геологическая карта и приближенный разрез через скважину, вскрыв­ шую рудопроявление.

При поисках рудных месторождений в качество геофизических данных обычно фигурируют результаты электро- и магниторазведки. В некоторых специальных случаях проведены гравиметрические и сейсмические наблюдения. Геохимические данные, как правило, представлены результатами литохимических съемок — наземной или глубинной металлометрни с помощью картировочных скважин — il иногда результатами гидрохимических, биогеохнмических и газо-

объекта, с его некоторой характеристикой, а именно: по геохими­ ческим данным — вероятный вещественный состав ожидаемого ору­ денения (без указания на содержание элементов в рудах); по ним н геофизическим данным — пространственное положение, вероятные элементы залегания (включая приближенную глубину), некоторые структурные особенности (одно или несколько тел, их взаимное по­ ложение и т. д.). Кроме того, по геофизическим наблюдениям кор­ ректируется геологическая карта с уточнением границ некоторых пород, мест тектонических нарушений и пр. Одновременно по электроразведочным данным устанавливается характер электрической

проводимости объекта, и частности наличие в нем электронопро­ водящих минералов (методы вызванной поляризации, естественного поля).

При достаточной изученности участка картировочнымн сква­ жинами вместе с соответствующими геофизическими и геохимиче­ скими методами современная методика поисков предусматривает разбуривание его для проверки наличия оруденения на глубине. Вопрос о месте заложения, количестве и глубине скважин, как пра­ вило, неопределенный и решается специально в каждом конкретном случае. При этом, если на участке проектируется несколько сква­

сколько вариантов, когда оруденение обнаруживается первой, вто­ рой или с помощью большого числа скважин или вовсе не отыски­ вается после исчерпания всего запроектированного объема бурения и скважинных геофизических и геохимических работ. Эта стадия поисков нами не рассматривается, поскольку сама оценка рудопроявления и, следовательно, применение КСПК возможны только с момента пересечения оруденения.

Если оруденение пересечено первой скважиной, то свобода суж­ дений о возможности его размещения большая. Если оруденение обнаружено при большом количестве пробуренных скважин, то в зависимости от их взаимного расположения можно оценить ожи­ даемые масштабы рудопроявления. Отсюда следует, что стадия оценки рудопроявленпя существует только тогда, когда оруденение вскрыто при неопределенности его масштабов и характера, т. е. при ограни­ ченном числе рудных пересечений и больших расстояниях между ними. Если скважин на участке много и расстояния между ними ограниченны, причем расположение и направление скважин таково, что оно исключает пропуск рудного объекта при разных вариантах его геометрических форм и элементов залегания, то в этом случае стадия поисков исключает оценку рудопроявлений.

Вполне очевидно, что в первом случае все мероприятия, свя­ занные с оценкой рудопроявления, включая применение КСПК, весьма нужны, в то время как во втором случае они могут иметь только проверочное контрольное значение.

Строгой методики оценки рудопроявлений пока не существует. Вместе с тем из практики работ можно указать некоторые ее вари­ анты. Пожалуй, основной из них заключается в следующем: около

направлению вероятного простирания оруденения, третья — в за­ тылок первой по падению и четвертая — впереди первой по восстанию рудного образования. Таким образом создается своеобразный «крест» из пяти скважин (одна первая и четыре новых), контролирующий внутри его контура возможные направления распространения ору-

деления. В зависимости от конкретных условий «крест» скважин развивается полностью или отчасти, а иногда и с усложнениями, например с дополнительными скважинами по падению или с пово­ ротом направления их бурения. Иногда по конкретным условиям нет нужды в проходке скважины впереди первой из-за ограниченного пространства между точкой пересечения ею руд и ожидаемым вы­ ходом их на поверхность.

чем минимальные желаемые размеры искомого рудного объекта. В самом дело, если1размеры рудного тела слишком малы, то оно теряет смысл промышленного объекта. С другой стороны, расстояние между скважинами не должно быть слишком большим и значительно пре­ вышающим приемлемые для эксплуатации размеры оруденения, так как в случае проходки скважин за пределами рудного объекта ос­ танется значительная доля неопределенности о его масштабах. Обы­ чно расстояния между скважинами выбираются соответствующими минимальным размерам рудных тел, пригодных для эксплуатации. В зависимости от типа оруденения эти размеры, а следовательно, расстояния между скважинами разные. Для протяженных медно-

скарновых, ртутных н нм подобных — менее 100 м.

На разбуривание скважин «креста» отчасти влияют геофизи­ ческие и геохимические наблюдения. Влияние касается выбора расстояний между скважинами, в меньшей степени количества их

ив заметной доле последовательности их проходки. Так, размеры

цположение наземных аномалий с учетом четкости нх проявления, могут обусловливать асимметрию «креста» и его размеры. Обычно,

прежде чем заложить новые скважины после первой, пересекающей оруденение, проводят наблюдения методом заряда, а также дру­ гими скважинными методами (последнее пока не получило нужного распространения): ЕП, ВП, АСМИ и другими, с помощью ко­ торых уточняется вероятное пространственное положение объекта и соответственно места проходки скважин для его подсечепия. Эти уточнения, хотя и влияют на размещение и последовательность бу­ рения каждой новой скважины «креста», тем не менее не исклю­ чают его как такового, поскольку центральный вопрос о составе и масштабах обнаруженного оруденения решается только при не­ посредственном подселении руд новыми скважинами.

Именно в этот момент до начала бурения новых скважин це­ лесообразно применение КСПК с использованием его возможностей характеристики минерального состава и размеров встреченного оруденения. Действительно, проведение поляризационных изме­ рений КСПК позволяет решить вопросы о том, содержит или не содержит рудный объект, к которому принадлежит найденное пере­ сечение, полезные минералы, каково их ориентировочное количество, а также масштабы встреченного оруденения. В зависимости от

решения этих вопросов, становится очевидной целесообразность про­ ходки скважин «креста» и вообще дальнейших работ на участке.

В самом деле, если найденное рудиое тело в целом имеет неболь­ шие размеры и небольшие количества полезных минералов, то про­ ходка новых четырех скважин «креста» становится излишней. На­ оборот, при больших размерах тела н больших количествах полезных компонентов проходка новых скважин необходима, хотя располо­ жение их с учетом уверенности наличия руды вовсе не обязательно должно быть в виде «креста».

Результат, полученный с помощью КСПК, ставит несколько про­ блем. Е с л и устанавливается оруденение заметных размеров с при­ емлемыми массами полезных компонентов, то это требует подтвер­ ждения и перехода к стадиям разведки месторождения. В этом случае на стадии оценки рудопроявления важно подтверждение при­ сутствия руды в промышленной кондиции, что и определяет соответ­ ствующий план дальнейших оценочных работ. Если результат КСПК констатирует отсутствие заметного рудного скопления, связанного

симеющимся пересечением, то при условии его достоверности фак­ тическое положение дел становится эквивалентным либо завершению оценки, либо продолжению поисков и проверки аномалии или пер­ спективной зоны. Действительно, рассматриваемый разулътат КСПК, если он достоверен, означает, что встреченное рудное подсечепие — не тот объект, который нужен. При этом могут быть два варианта.

Первый вариант. Полученные сведения КСПК совместно с дру­ гими данными достаточно полно характеризуют объект, чтобы кон­ статировать, что он представляет собой оруденение, не имеющее промышленного значения. Например, небольшие размеры наземной аномалии более пли менее соответствуют размерам, установленным

спомощью КСПК, само оруденение расположено в геологической позиции, мало перспективной в данном районе, оруденение пред­ ставлено в основном пиритом или пирротином и согласуется по раз­ мерам с электроразведочиой аномалией п т. д. В данном случае, очевидно, оценка рудопроявления завершена и исключается необ­ ходимость затрат времени и средств на разбуривание проверочного

«креста» из четырех скважин, а также на проведение скважинных геофизических и геохимических работ.

Второй вариант. Получаемые сведения КСПК лишь отчасти характеризуют аномалию, оставляя открытым вопрос о возможности отыскания в ее пределах участков с промышленными рудами.

В этом случае необходимо продолжать поиски на территории аномалии, более или менее так же, как это было до встречи рудного подсечения.

При отрицательном, равно как и при положительном, заклю­ чении, вытекающем из данных КСПК, о характере встреченного оруденения важна его достоверность. Этот вопрос имеет разное зна­ чение для каждого результата. При положительном заключении все равно необходимо подтверждение бурением наличия руд. В данном случае результатом работ КСПК является убежденность и уверен-

постъ, что руды есть. При отрицательном заключении, если данные KCl.[К достоверны, дополнительное бурение становится лишним. Более того, исключение его повышает эффективность оценочных ра­ бот за счет сокращения времени и средств на их выполнение.

а

1 — рыхлые отложения; 2 — фпллитовая толща; в — габбро; -1 — перидотиты; 5 — руда; (> — тектонические нарушения; 7 — скважина и ее номер; 8 — место контакта снаряда КСПК;

Вопрос о достоверности сведений КСПК, так же как для любого метода, не может быть обоснован теоретически и требует практи­ ческого подтверждения. Результаты имеющегося опыта применения КСПК, приведенные в предшествующей главе, дают представление о затронутом вопросе. Ниже приведены некоторые дополнительные данные.

На рис. 23 показан план и разрез для одного из участков Кольского полуострова (по данным Коотсельваарской ГРП). Скв. 1732 было

подсечено медыо-никелевое оруденение. Для оценки масштабов оруде­ нения были намечены скв. 1759 и 1760 по простиранию ожидаемого распространения руд и скв. 1761 и 1758 по падению и восстанию от скв. 1732. Одновременно выполнены наблюдения КСПК. Как видно из рисунка, поляризационные измерения позволяют констатировать в составе рудного тела пентланднт, халькопирит, пирротин и гра­ фит (оруденение залегает среди графитистой филлитовой толщи). Характер поляризационных кривых довольно сложный с нерезкими переходами от одного процесса к другому. Это указывает на отно­ сительно плохую электрическую связь рудных минералов внутри оруденения, обусловленную тонкими прожилками и агрегатами суль­ фидов, соединяющихся отчасти графитистыми пленками в сланцах.

По кривым удается проследить диагносцирующие процессы на нентландите при потенциале —0,33 в и на халькопирите при по­ тенциале +0,15 в. Расчет размеров рудного тела и масс минералов и металлов показывает, что оруденение имеет примерно 200—250 м по простиранию и падению. Действительно, скв. 1759 и 1760, от­ стоящие на 100 м от скв. 1732, пересекли выклинивающиеся части оруденения, представленные в основном вкрапленными сульфи­ дами. Более или менее сходная вкрапленность имеет место по скв. 1758. Скв. 1761 оруденение не пересекла.

Таким образом, на рассматриваемом участке данные КСПК удов­ летворительно согласуются с результатами бурения и могут быть признаны достоверными.

На рис. 24 приведен план участка в Воронежской области, где медно-нпкелевое оруденение имеет сложное распределение. Участок разбурен большим числом скважин. На нем проведены различные геофизические наблюдения. В частности, радиопросвечиванием уста­ новлены нерудные интервалы внутри рудных зон, прослеживаемых по скважинам. Измерения КСПК сделаны в восьми скважинах. В скв. 503 п 435 на поляризационных кривых регистрируются про­ цессы на пентландпте, халькопирите п пирротине, которые позво­ ляют установить минеральный состав руд и оценить его масштабы. Во всех остальных скважинах регистрируются сложные кривые, отражающие «вкрапленный» рассеянный характер оруденения, не имеющего заметных скоплений рудного вещества. Подобные кривые для скв. 418 приведены на рис. 22.

По результатам поляризационных измерений при контакте в рудные интервалы скв. 503 и в скв. 435 был выполнен расчет раз­ меров рудных тел. Согласно вычислениям рудное тело, подсеченное

данные хорошо согласуются с результатами радиопросвечивания. На рис. 25 видно, что по наблюдениям просвечиванием между скв. 503 п 435, а также скв. 435 п 418 изменяется характер оруденения. Он таков, что более плп менее электрически связанные сульфиды, обра­ зующие обогащенные участки в пределах общей рудной зоны, имеют ограниченные размеры п разобщены.

Размеры отмеченных участков удовлетворительно совпадают с размерами, вычисленными по данным КСПК. Факт разобщения обогащенных участков непосредственно следует из впда поляри­ зационных кривых, которые резко отличны для каждого обследо­ ванного интервала.

Расчет состава н размеров медно-нпкелевого рудного тела,