Методика поиска и разведки месторождений полезных ископаемых

Государственный геологический университет Курс: «Геология месторождений полезных ископаемых, их поиски и разведка»

КУРСОВАЯ РАБОТА ТЕМА: «Методика поиска и разведки месторождений полезных ископаемых»

Вариант № 2

Выполнил: студент группы Руководитель: профессор

2005 г.

Задание: россыпное месторождение золота Определяем промышленный тип месторождения.

Россыпные месторождения относятся к экзогенной группе — которые возникли благодаря внешним факторам (дождь и т. д.). В процессе эволюции земной коры развились геосинклинально-складчатые пояса между древними платформами с образованием гранитной коры (граниты на рис 1).

В течение длительного периода истории земли горы разрушались и вода уносила все, что не растворялось в реках. Одновременно отделялись тяжелые минералы от лёгких и скапливались в местах, где скорость течения мала. Так образовались россыпные месторождения с концентрацией относительно крупного золота.

Россыпное месторождение золота (рис. 1.) по генетическому типу является аллювиальным, погребенным под рыхлым речным отложением (суглинки) и имеет громадное промышленное значение. В речных и подземных водах мира содержится около 10 млрд. т золота.

Перечислим поисковые предпосылки и признаки характерные для данного типа оруденения.

Поиски месторождений полезных ископаемых проводятся на научной геологической основе, знания геологических закономерностей образования и распределения полезных ископаемых в земной коре, а также на основе научного обобщения опыта производства поисковых работ разными методами в различных геологических условиях, на месторождениях различных генетических типов. Геологические данные, позволяющие судить о наличии условий возможного скопления полезного ископаемого, называются геологическими предпосылками. Выделяются предпосылки структурно-тектонические, стратиграфические, магматогенные и литологические, геоморфологические. Наряду с геологическими предпосылками, свидетельствующими об условиях возможного нахождения месторождения, выделяются поисковые признаки, непосредственно указывающие на наличие месторождения.

Россыпные месторождения золота — аллювиальные россыпи современной речной сети (рис. 1) связанны с речной долиной и имеют геоморфологические предпосылки. Поисковые признаки, непосредственно указывающие на наличие месторождения это расположение аллювиальных россыпей современной речной сети в условиях среднегорного расчлененного рельефа. Долины рек врезанные, хорошо проработанные. Мощность рыхлых долинных отложений невелика, а мощность золотоносных пластов значительно колеблется.

В основании разреза находятся граниты (плотик). Затем следуют суглинки (торфа). Как правило, промышленные россыпи образуются относительно недалеко от коренных месторождений.

Перечислим методы поисков, которые могли применяться для данного типа оруденения.

Для наиболее эффективного изучения месторождений необходимо соблюдать установленную стадийность геологоразведочных работ, строго выполнять требования к их полноте и качеству, осуществлять рациональное комплексирование методов и технических средств разведки, своевременно производить постадийную геолого-экономическую оценку результатов исследований. Изученность месторождения должна обеспечить полноту комплексной оценки, возможность его комплексного освоения при обязательном соблюдении требований по охране окружающей среды.

Для данных типов оруденения могли применяться аэрогеологические методы поисков — аэровизуальные наблюдения и аэрофотосъёмка.

Аэровизуальными наблюдениями с самолёта прежде всего выявляются цветные объекты: бурые и красные «шляпные» и прочие железняки, зелёные минералы меди, чёрные марганцевые пятна.

Аэрофотосъёмка применяется для геологического картирования и поисков месторождений в труднодоступных районах (высокогорных, таёжных, пустынных).

Аэромагнитная съёмка применяется при геологическом картировании для разделения областей развития осадочных, метаморфических и интрузивных пород, а также при поисках меторождений магнитных железных руд, месторождений цветных и редких металлов, приуроченных к зонам разломов, контактам основных и ультраосновных массивов.

В результате поисков производится оценка всех обнаруженных месторождений с точки зрения возможных промышленных перспектив и целесообразности проведения разведочных работ.

Также можно применять геофизические методы поисков. Геофизические работы на россыпях проводятся сравнительно редко. Основные задачи, которые ставят геологи при поиске и разведке промышленных россыпей:

поиск структурных ловушек металла (палеорусел, тальвегов, ложков),

прослеживание толщи и направления россыпи, определение мощности песков и концентрации металла, выявление факторов, осложняющих добычу (мерзлота, валунистость).

Все задачи характерны для целиковых россыпей, а последняя особенно важна при разработке техногенных россыпей дражным способом. Обычно, все решается применением разведочного бурения, причем при подсчете запасов — это единственный способ, однако для 1 и 4 пунктов работ экономически оправданно привлечение геофизики, как дополнительного метода исследований.

Преимущества применения геофизических работ Сокращение объема бурения, при поисковых работах. Геофизические работы, при небольшой стоимости и хорошей детализации, можно проводить на достаточно большой территории, с последующим заверочным бурением выявленных структур. Необходимый комплекс геофизических методов и их достоверность определяется по контрольным буровым профилям.

Геофизическими методами можно довольно уверенно выявлять неблагоприятные участки для прохождения драги: зоны многолетней мерзлоты и валунистость, что не всегда выделяются и при бурении, из-за размыва и малой детальности. Дополнительные измерения участков дражного полигона позволяет проводить мониторинг оттаивания сезонно-мерзлотных пород.

Методы геофизических работ на россыпях Электроразведка Основной метод получения качественной и полуколичественной информации при поиске россыпей, выявления перспективных участков и мешающих факторов для добычи. Небольшая глубина исследований позволяет использовать высокочастотные индукционные методы (ДЭМП, РадиоКИП и др.) с портативной аппаратурой. Т.к. данная аппаратура не требует заземления (и длинных проводов), измерения можно проводить в любое время года малым составом (1−2 чел.). Наиболее перспективна площадная съёмка на двух разносах (или двух частотах) в режиме профилирования. К результатам зондирования необходимо относиться осторожно, из-за множества мешающих факторов, проводя сопоставления с данными сейсморазведки.

Сейсморазведка Проводится малоканальными сейсмостанциями методом преломленных волн (МПВ) по отдельным профилям, для уточнения параметров выявленных структур. Используется для получения количественной информации о разрезе: определение мощности рыхлых отложений и рельефа поверхности плотика. Аппаратура должна быть переносной, с невзрывными источниками, обслуживание: 2 чел.

Магниторазведка Может служить дополнительным методом, для получения априорной информации. Не исключена корреляция и с магнетитом, особенно в платиноносных россыпях. При слабо градиентном поле можно попробовать вариометрию и искусственное подмагничивание.

Георадары Георадар, как новый тип «поискового» оборудования, появился не так давно. По принципу этоэхолот, однако по сравнению с водной средой, верхняя часть разреза является очень неоднородной средой, поэтому количественная интерпретация георадарной съемки затруднена. Модели исполнения различаются по глубине исследований. В комплексе с другими геофизическими методами — это перспективное направление для детального изучения россыпных месторождений.

Геохимическая съемка Хорошо известны геохимические ассоциации золота с рядом элементов: Hg, As, Sb. При рекогносцировочных работах на большой площади, полезно знать распределение этих элементов. Отобранные на участке пробы обычно анализируются в лабораториях химическим или ядерно-физическим методом, например рентгенофлуоресцентным. Недавно появились переносные анализаторы на ряд элементов, такие как ртуть, однако из-за высокой цены и недостаточно низким пределом обнаружения, применение их ограничено.

Определить стадию выполнения работ изображённых на схеме.

На данной схеме (рис. 1) выполнена предварительная разведка с оконтуриванием и всестороннем исследовании месторождения по всей площади. При этом выясняются общие перспективы месторождения. Полнота исследования по площади позволяет правильно выбрать наиболее благоприятные, первоочередные части месторождения для промышленного освоения. На данном россыпном месторождении золота (рис.1) были пробурины разведочные скважины на предмет наличия месторождения. Был составлен разрез по линии 3 продуктивной толщи и выявлены тела полезного ископаемого, чтобы избежать встречающиеся в практике разведки случаи, когда лучшие продуктивные горизонты оставались не вскрытыми и месторождение длительное время разрабатывалось на худших горизонтах. По схеме (рис.1) видно, что разведочные выработки пересекли тело полезного ископаемого на всю его мощность и дали возможность определить количество запасов, распределение сортов полезного ископаемого, наметить правильную систему вскрытия и разработки месторождения.

Детальная разведка производится только на месторождениях, получивших положительную промышленную оценку по данным предварительной разведки и намеченных к промышленному освоению и ближайшие годы.

По детально разведанному месторождению мы имеем на разрезе по линии 3 вычисленные координаты точек пересечения скважинами кровли и подошвы рудного тела.

Выбрать технические средства для дальнейшего изучения объекта.

Очерёдность проведения разведочных выработок является важным моментом методики разведки, так как с ним связан расчёт потребного оборудования (буровых станков и т. д.), сроков производства разведки и решение ряда других существенных вопросов. Наиболее целесообразным является параллельно-последовательный порядок, при котором одновременно закладывается некоторое количество выработок, проведение которых обосновано, а последующие выработки закладываются по результатам предыдущих.

Главнейшие задачи разведки месторождений полезных ископаемых — изучение геологической структуры, формы тел, масштаба месторождений, вскрытие глубоких горизонтов, установление качественно-технологической характеристики природных разновидностей полезного ископаемого, выявление природных факторов, определяющих условия эксплуатации месторождения.

Технические средства разведки — горные выработки, буровые скважины, геофизические способы разведки. Условия, влияющие на выбор способа разведки — общеэкономические, горнотехнические, геологические.

В нашем случае для дальнейшего изучения объекта мы будем применять метод геофизических работ на россыпях — электроразведка. Электроразведкой мы сможем получить качественную информацию при поиске россыпей по всей геологической схеме (рис.1), выявить перспективных участки и мешающие факторы для добычи. Небольшая глубина исследований позволяет использовать высокочастотные индукционные методы (ДЭМП, РадиоКИП и др.) с портативной аппаратурой. Т.к. данная аппаратура не требует заземления (и длинных проводов), измерения можно проводить в любое время года малым составом (1−2 чел.).

Также мы можем применить метод геофизических работ на россыпях — георадар, как новый тип «поискового» оборудования. В комплексе с другими геофизическими методами — это перспективное направление для детального изучения россыпных месторождений.

Для ведения всего комплекса геофизических работ россыпного месторождения золота потребуются два инженера-геофизика и некоторая аппаратура:

ВЧ-электроразведочная аппаратура (ДЭМП-СЧ, АЭММ, СДВР-3(4) или др.) — 2

Комплект питания (аккумуляторы, зарядное устройство) — 1

Компьютер портативный (Notebook) — 1

Георадар (с глубиной зондирования >20м) — 1

Для наиболее эффективного изучения месторождений необходимо соблюдать установленную стадийность геологоразведочных работ, строго выполнять требования к их полноте и качеству, осуществлять рациональное комплексирование методов и технических средств разведки, своевременно производить постадийную геолого-экономическую оценку результатов исследований. Изученность месторождения должна обеспечить полноту комплексной оценки, возможность его комплексного освоения при обязательном соблюдении требований по охране окружающей среды.

Показать на плане и разрезе месторождения расположение разведочных выработок и скважин следующей стадии работ (рис.2).

По линии 6 и 7 мы пройдём горную выработку — контрольный шурф.

Выбрать способ отбора проб в процессе дальнейшего изучения месторождения.

Опробование состоит в отборе в горных выработках и буровых скважинах (по керну) небольших порций (проб) полезного ископаемого и изучении его свойств и качеств применительно к требованиям промышленности. По данным опробования устанавливают мощность тела полезного ископаемого т участки месторождения с кондиционным его качеством; выделяют сорта и определяют контуры распространения и запасы полезного ископаемого по сортам, а также способы добычи и технологическую схему переработки полезного ископаемого.

Рис. 2

Работы по опробованию, связанные с изучением качества полезного ископаемого, распадаются в основном на две самостоятельные части. Первая из них сводится к взятию и обработке проб (подготовке их для исследований), вторая заключается в производстве химических и других исследований и испытаний проб.

По характеру исследования проб опробование делится на химическое, минералогическое, техническое и технологическое.

В нашем случае мы будем проводить опробование:

Химическое — производится с целью определения химического состава россыпного месторождения золота, содержания в нём полезных компонентов и вредных примесей;

Минералогическое — производится с целью установления минерального и петрографического состава россыпного месторождения золота. Оно позволяет выяснить генезис месторождения, закономерности изменения качества полезного ископаемого по площади месторождения, наметить рациональные способы обогащения и обработки золотых россыпей;

Технологическое — производится с целью изучения способов переработки золотых россыпей, установления наиболее рациональных схем и режимов технологического процесса.

В зависимости от способа отбора различают опробование штуфовое, точечное, бороздовое, шпуровое задировое, валовое. Наиболее распространёнными являются бороздовый и валовый способы опробования.

В нашем случае мы выбираем валовое опробование с применением ручного ударно-вращательного бурения до глубины 35 м, так как россыпное месторождение золота сложено мягкими или рыхлыми осадками. Отбор проб при этом виде бурения производится змеевиком (глинистые породы), ложкой и желонкой (по супесчаным, сыпучим и плывунным породам).

Выбрать и обосновать способ подсчёта запасов по результатам запроектированных нами работ.

Под запасами понимается количество промышленного пригодного полезного ископаемого на месторождении или какой-либо его части. Запасы учитываются в весовом выражении, за исключением строительных материалов и природного горючего газа, учитываемых в объёмных единицах (м3). По рудам подсчитываются и учитываются как запасы самой руды в тоннах, так и запасы ценных компонентов.

В соответствие с кондициями запасы делятся на две группы:

Балансовые запасы, использование которых экономически целесообразно и которые удовлетворяют кондициям;

Забалансовые запасы, использование которых в настоящее время экономически нецелесообразно, но которые в дальнейшем могут явиться объектом промышленного освоения.

По степени достоверности, т. е. изученности запасы делятся на категории. В России запасы разделяются на категории, А — запасы доказанные, достоверные; В — вероятные; С (С1 и С2) — возможные.

В нашем случае степень изученности запасов по результатам запроектированных работ можно отнести к категории С1. Основные показатели по месторождению золотых россыпей и запасы определены на основании редких разведочных выработок и экстраполяции по геологическим и геофизическим данным. Это достаточно для перспективного планирования промышленности и обоснования разведки. Мы имеем некоторое количество запасов категории, А и В для обоснования проектирования и капиталовложений на строительство.

Исходными величинами подсчёта запасов являются площадь, мощность тела полезного ископаемого, объёмный или удельный вес, содержание полезного компонента в руде .

При подсчёте запасов принимается нормальная мощность, которая при наклонном залегании тела полезного ископаемого и вертикальной выработке равна:

где

— вертикальная мощность;

— угол падения тела полезного искпаемого.

Точность определения мощности по скважинам, как в нашем случае, зависит от полноты выхода керна по полезному ископаемому и по породам кровли и почвы, точности каротажа.

В нашем случае разведочные выработки расположены равномерно по линии 3, поэтому мощность залежи по данному участку мы можем определить способом среднего арифметического:

Объёмный вес полезного ископаемого определяется путём взвешивания добытого полезного ископаемого с замером объёма выработки:

где

— вес добытого полезного ископаемого;

— объём выработки.

Объёмный вес определяется также лабораторными методами по образцам полезного ископаемого.

Определение средних значений содержания полезного компонента или других показателей качества полезных ископаемых отдельно по каждому телу полезного ископаемого при подсчёте запасов и вообще при промышленной оценке месторождений производится следующим образом. Сначала среднее содержание определяется по пробам (секционным) в каждой разведочной выработке путём вычисления среднего арифметического, если борозды проб (площадь) более или менее близки по размерам:

где

— частные значения содержания полезного компонента по отдельным (секционным) пробам данной выработки;

— количество секционных проб.

Средневзвешенное содержание по разведочной линии (как в нашем случае) при разных расстояниях между точками опробования (разведочными скважинами) определяется путём уравновешивания среднего содержания по отдельным точкам (скважинам) на длину влияния точек (скважин), т. е. с учётом отрезков линий, тяготеющих к каждой точке (скважине):

где

— средневзвешенное содержание в точке (скважине);

— длина влияния точек (скважин) — половина расстояния до соседних скважин.

Для данной схемы россыпного месторождения золота (рис.1) мы выбираем способ подсчёта запасов — способ вертикальных параллельных сечений (разрезов). Данный способ применяется при большой, но неустойчивой мощности залежи и параллельном расположении разведочных линий. Он состоит в следующем. По разведочным линиям 0,3,6,7 (рис.1) составляют вертикальные геологические разрезы. В них измеряют площади сечений тела полезного ископаемого S — по разрезу разведочной линии. Затем определяют объём залежи между двумя соседними линиями по формуле:

где

— горизонтальные расстояния между соседними вертикальными разрезами.

Объёмы залежи между краем и соседним первым сечением, а также соответствующим краем и последним сечением равны:

где

— горизонтальные расстояния между соответствующими краями залежи и соседними с ними сечениями.

Количество запасов в весовом выражении Q определяется путём умножения объёма V на средний объёмный вес, а запасы металла P (для руд) равны произведению Q на содержание полезного компонента C, выраженное в процентах.