Макаров В.А., Стримжа Т.П. Основы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Подождите немного. Документ загружается.

P =

100

QxCñð

Запасы полезного ископаемого Q вычисляются как произведение объе-

ма V тела или его части (блока) на объемную массу полезного ископаемого d:

Q = Vx

где V – объем тела, м

;

d – объемная масса полезного ископаемого, т/м

Объем тела или его части вычисляется по формуле

V = Sx m,

где S – площадь тела на плане, разрезе или проекции, м

;

m – мощность рудного тела, м

mcр =

∑

где n - число выработок (пересечений рудного тела).

Среднее содержание полезного (Сср) компонента берется по аналогии с

отрабатываемыми месторождениями подобного генетического типа в данном

регионе или же вычисляется как среднее взвешенное:

Сcр =

∑

Ñimi

По рекомендации ГКЗ, к ураганным относятся отдельные пробы, завы-

шающие средние содержания по разведочному пересечению более чем на 20

%, а по подсчетному блоку более, чем на 10 %. Их следует исключать из под-

счета, а вместо них - принимать пробы с наиболее высоким содержанием из

числа рядовых проб, по данному разведочному пересечению или блоку соот-

ветственно.

Известно около 20 способов подсчета запасов, но в практике геологораз-

ведочных работ используются, как правило: метод среднего арифметическо-

го, метод геологических блоков, метод геологических разрезов и статистиче-

ский метод [2].

2. КОМПЛЕКС ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ

Комплекс геологоразведочных работ (ГРР) подбирается с использова-

нием сборников сметных норм (ССН), полный комплект которых состоит из

одиннадцати выпусков [10]:

1. Работы геологического содержания.

Часть 1. Работы общего назначения.

Часть 2. Съемки геологического содержания и общие

поиски полезных ископаемых.

Часть 3. Геохимические работы при поисках и разведке

полезных ископаемых.

Часть 4. Гидрогеологические (кроме съемок) и связанные с

ними работы.

Часть 5. Опробование твердых полезных ископаемых.

2. Геоэкологические работы.

3. Геофизичесие работы.

Часть 1. Сейсморазведка

Часть 2. Электроразведка.

Часть 3. Гравиразведка, магниторазведка (наземная).

Часть 4. Аэрогеофизические работы.

Часть 5. Геофизические исследования в скважинах.

Часть 6. Скважинная геофизика.

Часть 7. Радиометрические работы.

4. Горно-разведочные работы.

5. Разведочное бурение.

6. Морские геологоразведочные работы.

7. Лабораторные исследования полезных ископаемых и горных работ.

8. Торфоразведочные работы.

9. Топографо-геодезические и маркшейдерские работы.

10. Транспортное обслуживание геологоразведочных работ.

11. Строительство зданий и сооружений.

Нормы ССН разработаны, исходя из применения наиболее эффектив-

ных методики, техники, технологии и организации работ и учитывают ком-

плекс производственных процессов, необходимый при проведении соответст-

вующих видов ГРР.

Для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Основы поисков

и разведки месторождений полезных ископаемых» по проектированию ста-

дий ГРР и предварительному ознакомлению со сборниками сметных норм

(ССН), с учетом последовательности выполнения ГРР ниже подобраны и

сгруппированы наиболее распространенные из них:

Геологические работы (вып.1, ч.2).

Геохимические работы (вып.1, ч.3.).

Геофизические работы (вып. 3, ч. 2,3).

Технические методы: открытые горно-разведочные выработки

(вып.4); разведочное бурение (вып.5).

Опробование (вып.1, ч.5)

Лабораторные исследования (вып.7).

Наиболее часто используемые виды работ в виде таблиц приведены в

виде текстовых приложений.

2.1. Геологические работы

В данном случае понимается комплекс работ по геологическому карти-

рованию масштабов 1:10000 и 1:5000 в процессе поисковых работ (стадия 3) и

поисковые работы, выполняющиеся комплексом методов совместно со съем-

ками геологического содержания по единому проекту, и поисковые работы

стадии 3, осуществляемые самостоятельно. В зависимости от разновидности

съемок геологического содержания в рациональный комплекс поисковых ме-

тодов, сопровождающих эти исследования, включаются поиски методом гео-

логического обследования и поиски обломочно-речным, шлиховым, геохими-

ческими и радиометрическими методами. Съемки и поиски проводятся в со-

четании с горными, буровыми, аэрогеологическими, геофизическими, опыт-

ными, опробовательскими и др. ГРР.

2.2. Геохимические работы

Комплекс геохимических работ охватывает:

- литогеохимические работы: по первичным ореолам (по канавам, кер-

ну горных пород, геолого-геохимическим профилям), по вторичным ореолам

и по потокам рассеяния;

- гидрогеохимические работы;

- биогеохимические работы;

- шлихогеохимические работы;

- атмогеохимические;

- геохимические работы по дубликатам проб (отбор лабораторных наве-

сок).

2.3. Геофизические работы

При проектировании геофизических работ при поисках и оценке твер-

дых полезных ископаемых наиболее часто используются: электроразведка,

гравиразведка, магниторазведка (ССН, выпуск 3, части 2,3).

Электроразведка включает следующие методы и виды работ:

- естественного электрического поля (ЕП);

- заряда (МЗ);

- электропрофилирования (ЭП);

- вертикального электрического зондирования (ВЭЗ);

- вызванной поляризации (ВЗ);

- магнитотеллурического зондирования (МТЗ, КМТЗ, ГМГЗ);

- зондирования становлением электромагнитного поля (ЗС, ЗС-ЗИ, ЗС-

МП);

- частотного электромагнитного зондирования (ЧЗ-ВП);

- низкочастотный индуктивный метод незаземленной петли (НП) с из-

мерением фазово-частотных характеристик;

- переходных процессов (МПП).

В качестве натуральной единицы измерения выполненной работы при-

нимается 1 км

площади съемки или 1 км профиля, на котором выполнены

физические наблюдения в количестве, предусмотренном настоящими норма-

ми, при определенных организационно-технических условиях производства

работ.

Гравиразведка включает следующие методы и виды работ:

- метрологическое обеспечение средств измерения (гравиметров);

- гравиразведка с наземными гравиметрами при передвижении пешком,

на автомобиле повышенной проходимости, гусеничном транспорте, воздуш-

ных судах;

- гравиразведка с донным гравиметром на внешней подвеске вертолета.

Магниторазведка включает:

- магниторазведка с наземными магнитометрами по предварительно

подготовленной сети пунктов наблюдений, передвижение пешее;

- наблюдение магнитных вариаций.

В практике ГРР геофизические работы выполняются на договорной ос-

нове.

2.4. Технические методы

2.4.1. Открытые горно-разведочные выработки

(горно-разведочные работы)

Открытые горно-разведочные выработки используются с целью вскры-

тия и оконтуривания приповерхностных рудных тел.

Копуши. Площадь поперечного сечения 0,4х0,4 и 0,6х0,4 м, глубина до

0,8 м. Проходка осуществляется вручную.

Расчистка – площадная разработка верхнего слоя горных пород до 100

на глубину до 1 м с целью обнажения коренных пород. Производится рас-

чистка:

- вручную;

- без предварительного рыхления пород;

- с предварительным механическим рыхлением пород;

- бульдозером и т.д.

Канавы (траншеи). Ширина по полотну – в зависимости от способа

проходки: вручную – до 0,6 м (с предварительным взрывным рыхлением – до

0,8 м); канатно-скреперной установкой – до 1,0 м; одноковшовым экскавато-

ром – 0.6-1,2 м (в зависимости от размерной группы экскаватора); многоков-

шовым экскаватором – 1,2-1,5 м; бульдозером – около 3,5 м (по ширине отва-

ла бульдозера).

Глубина до 6 м.

Угол откоса бортов - от вертикального до естественного (в талых поро-

дах – до 60-56

, в мерзлых - 70

Глубина задирки скальных пород по полотну выработки (добивка дна

выработки) – до 1,0 м.

2.4.2. Разведочное бурение

Буровые разведочные скважины характеризуются мобильностью, быст-

ротой бурения, относительно невысокими расходами, поэтому являются наи-

более распространенным средством разведки месторождений полезных иско-

паемых. При разведочном бурении различают собственно буровые работы и

вспомогательные работы, сопутствующие бурению скважин (монтаж, демон-

таж буровых установок и их перемещение на новую точку)

2.5. Опробование

Конечной операцией при проведении любых региональных, поисковых

и разведочных работ является опробование. Опробование является важным

видом геологоразведочных работ, служащим для получения информации о

составе и (или) других свойствах опробуемого объекта.

От его качества и достоверности зависит правильность выводов о зна-

чимости объекта и направления дальнейших геолого-разведочных работ

В зависимости от целей опробование подразделяется на:

- химическое;

- минералогическое;

- технологическое;

- техническое и др.

Химическое опробование предусматривает отбор рядовых проб для

целей изучения состава полезного ископаемого. По способу взятия пробы мо-

гут быть: бороздовые, задирковые, точечные, шпуровые, керновые, группо-

вые.

Минералогическое опробование служит для определения минераль-

ного состава руд. Обработка минералогических проб может осуществляться

на концентрационном столе, промывкой шлиховых проб и протолочек (ис-

кусственных шлихов) в лотке и др.

Технологическое опробование. Отбор технологических проб может

осуществляться валовым способом из массива и добытой горной массы, либо

проба составляется из отдельных секционных (бороздовых) проб, либо из вы-

кидов горных выработок и др.

Техническое опробование служит для определения физико-

технических (горно-технических) свойств руд и горных пород и представляет

собой отбор образцов горных пород иногда с полевым определением объем-

ной массы и других физических свойств.

2.6. Лабораторные исследования

Лабораторные исследования являются обязательной и важной состав-

ной частью комплекса геологоразведочных работ на всех стадиях их проведе-

ния. В практике геологоразведочных работ для различных видов полезных

ископаемых применяются: спектральный анализ, спектрозолотометрия, хи-

мический анализ, пробирный анализ, минералогический анализ, минерагра-

фические и петрографические исследования и др. При выполнении в лабора-

ториях анализов и исследований для обеспечения качества аналитических ра-

бот проектом предусматривается контроль:

- геологический (внутренний, внешний, арбитраж);

- лабораторный (спектральный контроль воспроизводимости, внутри

лабораторный контроль правильности, внешний и арбитраж).

2.6.1. Спектральные анализы

Спектральные методы анализа широко применяются в геологоразве-

дочной отрасли для определения химического состава горных пород, руд,

природных вод и других полезных ископаемых.

Предварительное выполнение спектральных полуколичественных ана-

лизов проб, отобранных при геологоразведочных работах позволяет резко со-

кратить число проб, направляемых на количественные химические анализы,

что значительно ускоряет сроки и сокращает стоимость лабораторных иссле-

дований. Для количественного анализа каждая проба сжигается два или более

раз, согласно требованиям методик.

Количественный спектральный анализ может потребовать предвари-

тельной химической подготовки проб, что в ряде случаев обеспечивает зна-

чительно большую воспроизводимость результатов.

2.6.2. Химические анализы

Для выполнения количественных химических анализов полезных иско-

паемых и горных работ организуются специализированные химико-

аналитические лаборатории. Широкий круг определяемых элементов требуют

систематического проведения методических работ, внедрение новых методов

анализа (или улучшения существующих). Внедрение новой аппаратуры и но-

вой техники выполнения анализов.

2.6.3. Пробирный анализ

При поисках и разведке месторождений благородных металлов возни-

кает необходимость анализировать большое количество проб на содержание в

них золота, серебра и металлов платиновой группы. Одним из наиболее рас-

пространенных и точных методов для этих целей является пробирный ана-

лиз, который представляет комбинирование химических и металлургических

операций в определенной последовательности. Выбор схемы пробирного ана-

лиза определяется минералогическим и вещественным составом минерально-

го сырья. Схема может включать основные операции – шихтовку, восстано-

вительную плавку, купелирование, разваривание, обжиг, выщелачивание,

квартование и др.

По степени влияния на технологию пробирного анализа компоненты

руд можно разделить на две категории – упорные и неупорные. К упорным

компонентам относятся химические соединения, обладающие высокой рас-

творимостью благородных металлов или активно проявляющие окислитель-

но-восстановительные свойства в процессе плавки. Это соединения металлов

с серой, сурьмой, мышьяком, оксиды тяжелых цветных металлов и пр. Не-

упорные компоненты – это оксиды щелочных, щелочно-земельных, легких

металлов, карбонаты, фториды и пр.

5.2.8.4. Минералогические анализы и исследования

Минералогические исследования являются важнейшей составной ча-

стью всего комплекса геолого-поисковых и разведочных работ. При минера-

логических анализах и исследованиях определяется минералогический со-

став шлихов и проб рыхлых и дробленных пород, руд, продуктов обогащения,

других видов минерального сырья. Проведение минералогических исследова-

ний является одним из основных методов изучения месторождений полезных

ископаемых. Во многих случаях данные минералогических анализов исполь-

зуют при подсчете запасов полезных ископаемых.

В задачу минералогических входят определение содержания полезных

минералов, установление формулы, строения, физических и оптических

свойств, химического состава минералов, составляющих различные фракции

пробы (магнитные, электромагнитные, немагнитные, легкие и т.п.) и количе-

ственных соотношений минералов во фракциях и пробе.

5.2.8.5. Минералого-петрографические исследования

Минералого-петрографические исследования используются для уста-

новления закономерностей физико-химических условий рудообразования, ис-

тории формирования месторождения и особенностей распределения в рудах

полезных компонентов. В задачу исследования входит определение минера-

логического состава руд, парагенетических ассоциаций, оптических и неко-

торых других физических свойств минералов, размеров выделений, структур

и текстур.

Минералого-петрографические исследования (минералогические, пет-

рографические, углепетрографические и литологические) проводятся также с

целью получения оперативной информации о составе полезного ископаемого.

Минералогические-петрографические исследования, как правило, про-

водят путем оптического изучения прозрачных и полированных шлифов,

брикетов, изготовление которых осуществляют в шлифовальной мастерской.

3. ПОИСКОВЫЕ РАБОТЫ

3.1. Обоснование постановки поисковых работ

Поиски работы представляют собой совокупность операций, направлен-

ных на обнаружение месторождений или тел полезных ископаемых. Конеч-

ным ожидаемым результатом поисковых работ является выявление рудных

зон (тел) и подсчет прогнозных ресурсов по категориям Р

и Р

Основанием для постановки поисковых работ являются проведенные ра-

нее геологоразведочные работы, в результате которых выявлены поисковые

предпосылки (критерии) и признаки промышленного оруденения [5].

3.2. Проектирование поисковых работ

3.2.1. Примеры решения задач

ЗАДАЧА 1. Участок сложен вулканическими образованиями девона,

прорванными габбро-диоритами и перекрытыми рыхлыми отложениями.

Вдоль контактовой поверхности порфиритов и липаритов прослежены выхо-

ды зоны окисления рудопроявления. В образцах руд определены минералы

(лимонит, малахит, азурит, ярозит), позволяющие предполагать на глубине

наличие первичных медно-колчеданных руд (рис. 1 а).

Для вскрытия оруденения проектируются магистральные канавы и один

глубокий шурф, которым должен быть вскрыт весь разрез зоны окисления и

верхняя часть первичных руд. В основании зоны окисления возможно обна-

ружение горизонта вторичного обогащения, в том числе и золотого (рис. 1б).

Для проверки рудоносности контактовой поверхности вулканитов, по-

гребенной под рыхлыми отложениями, проектируется профиль картировоч-

ных и поисковых скважин.

ЗАДАЧА 2. В районе развития ледниковых отложений выявлены валу-

ны габбро-норитов, в том числе с признаками сульфидного оруденения (рис.2

а).

Форма веера рассеяния рудных валунов, а также направление движения

ледниковых масс позволяет предполагать наличие коренных проявлений

медно-никелевого оруденения в северо-восточном углу площади (рис.2 б).

Для выявления коренных рудных залежей проектируются поисковые профи-

ли, по которым должны быть проведены профильные магнитометрические и

электроразведочные работы, а затем для заверки геофизических аномалий

осуществлено бурение картировочных и поисковых скважин или пройдены

линии шурфов либо глубокие траншеи.

Рис. 1. Схема геологического строения участка медноколчеданного месторождения

(а) и графический проект на поисковые работы (б) (по В.В. Аристову).

1- четвертичные рыхлые отложения; 2-4 – девонские образования: 2 – порфириты,

3 – риолиты, 4 – габбро-диориты; 5 – зона окисления медноколчеданных руд; 6 –

первичные сульфидные руды; 7 – граница зоны окисления; 8 – места взятия образ

цов руды из зоны окисления; 9-13 – проектируемые работы: 9 – канавы, 10 –

шурфы, 11 – скважины картировочные, 12 – скважины поисковые, 13 – поисковый

профиль; 14 – геологические границы (а – прослеженные, б – прогнозируемые)

Рис. 2. Геолого-геоморфологическая схема района развития ледниковых отложений

(а) и схема прогноза положения площади коренного медно-никелевого оруденения

(б) (по В.В. Аристову): 1 – озерно-болотные отложения, перекрывающие леднико-

вые морены; 2 – габбро-нориты; 3 – ледниковые валуны габбро-норитового состава (а с

пирротином и халькопиритом, б – без сульфидов); 4 – направление ледниковых

штрихов; 5 – границы веера рассеяния ледниковых валунов; 6 – контуры площади пер-

спективной для поисков коренного медно-никелевого оруденения; 7 – проектируемые

профили комплексных геолого-геофизических и буровых работ.