Проведение геофизических работ на Талатуйском месторождении с целью поиска золотого оруденения

Талатуйское золоторудное месторождение расположено на территории Шилкинского района Читинской области в 12 км к северо-западу от рудника Вершино-Дарасунского. Месторождение занимает площадь междуречья падей Талатуй и Мундугуя, левых притоков р. Жарчи. Район месторождения расположен в пределах Нерчинско-Куэнгинского хребта. Рельеф района средне — низкогорный. Абсолютные отметки колеблются от 700 до 1000 метров. Долины хорошо выражены, их ширина достигает 500 метров. Обнаженность района плохая, коренные выходы встречаются на южных безлесных склонах и в цокольных террасах реки Жарчи. Склоны южной экспозиции, как правило, крутые, не покрытые лесом. Северные склоны более пологие, сильно увлажнены и покрыты лесом с густым подлеском. На площади месторождения развита многолетняя островная мерзлота. Мощность ее достигает 40 метров. Основной водной артерией района является р. Жарча с притоками Соколан, Кулинда, Вершина Ямна, Мундугуя, Талатуй, Земкен. Питание рек осуществляется за счет оттаивания деятельного слоя, атмосферных осадков и частично подмерзлотных источников, а также сброса шахтных вод шахт Теремки и Талатуй. По характеру речки горные, их уровень во время дождей резко повышается. В зимнее время р. Жарча и ее притоки промерзают до дна, а трещинные воды, выходя на поверхность, образуют наледи.

Климат района резко континентальный. Суровая и продолжительная зима с минимальной температурой 40−45°С, сменяется коротким жарким летом с максимальной температурой 30−35°С. Среднегодовое количество осадков колеблется от 200 до 460 мм.

Максимум их приходится на летнее время. Зимы малоснежные. Мощность снежного покрова не превышает 30 см.

Районный центр г. Шилка (железнодорожная станция Шилка) расположен в 90 км от месторождения. Связь осуществляется автотранспортом по трассе Шилка-Усугли. Месторождение расположено в двух километрах от трассы. Снабжение поселка партии, производственных объектов Талатуйского участка горных работ электроэнергией осуществляется от государственной сети электропередач через Вершино-Дарасунский рудник.

1. Геологическое строение района

Описываемая площадь находится на северо-западном фланге Дарасунского рудного поля, в пределах которого развиты интрузивные породы нескольких магматических комплексов:

1. Нижнепалеозойские габброиды, амфиболиты и их гранитизированные разности.

2. Среднепалеозойские гранодиориты.

3. Лейкократовые гранитоиды (граниты, граносиениты, аплиты) среднепалеозойского нижнемезозойского возраста.

4. Меланократовые породы малых интрузий верхнепалеозойского — нижнемезозойского возраста.

5. Гранитоиды амананского интрузивного комплекса (условно триасового возраста).

6. Гипабиссальные и субвулканические интрузии средне-поздне-юрского возраста: плагиогранит-порфиры, кварцевые порфиры, фельзит-порфиры, диоритовые порфириты, пехштейны. Предполагается парагенетическая связь золотого оруденения с образованиями этого комплекса.

В структурном отношении Дарасунское рудное поле находится в области пересечения региональных разломов северо-восточного и северо-западного направлений (Жарча-Восходовского и Балейско-Дарасунского). Рудоконтролирующий Балейско-Дарасунский разлом проявляется цепочкой месторождений (Дарасунского, Теремкинского и Талатуйского) протягивающейся в северо-западном направлении.

Сочетание тектонических разрывов северо-восточного, северо-западного и субмеридионального простираний обусловило сложное блоковое строение площади. Главные рудовмещающие структуры имеют северо-восточную, северо-западную и субширотную ориентировку.

Ведущим типом рудной минерализации в районе является гидротермальная жильная золотосульфидная, типичная для Дарасунского и Теремкинского месторождений.

В районе известны россыпные месторождения золота, рудопроявления серебра, свинца и других металлов.

Талатуйское месторождение приурочено к краевой части нижнепалеозойской интрузии габброидных пород (габбро, габбродиориты, диориты) в приконтактовой зоне с гранитами нижнего мезозоя. На площади месторождения широки развиты дайки различного состава: основного (спессартиты и порфировидные лампрофиры), среднего (диоритовые порфириты) и кислого (граниты, гранит-порфиры и кварцевые порфиры). Дайки имеют, главным образом, северо-восточное простирание; мощность от долей метра и первых метров до 30 м и более.

По аналогии с подобными телами в других частях рудного поля возраст даек аплитовидных гранитов принят как нижнепалеозойский, а кварцевых порфиров, гранодиорит-порфиров и лампрофиров как средне-верхнеюрский (Амосов Р.А., 1985). По данным Талатуйской ГРП (Московец И.А., 1976) возраст дайкового комплекса принят верхнеюрским.

Дайки аплитовидных гранитов, мощность которых достигает 20−25 м, при общей плитообразной форме, нередко расщепляются, включают ксенолиты габбро, сопровождаются апофизами, тупо выклиниваются Простирание даек гранитов северо-восточное, падение на юго-восток в среднем под углом 50°, однако на отдельных участках их контакты подчиняются нарушениям северо-западного направления или имеют обратное падение. Рудные тела в пространстве тесно сближены с гранитами которые на значительных интервалах вмещают оруденение.

На территории месторождения выделяются три системы разрывных нарушений: северо-восточные, северо-западные и субмеридиональные (рудовмещающие).

1. Нарушения северо-восточного простирания (азимут 40−50°). Нарушения этой группы (Диагональный и Западный разломы) разбивают месторождение на блоки, заметно различающиеся по насыщенности рудными телами, их морфологии и вещественному составу.

Наиболее детально изучен Диагональный разлом. Он представляет собой зону милонитов, тектонических брекчий и сильно трещиноватых пород мощностью до 15−20 м. И. А. Московец рассматривает разлом как послерудный сместитель. Амплитуда перемещений составляет 120 м в плане и 130−140 м по восстанию разлома (перемещение типа взбросо-сдвига) соответственно, рудные тела, залегающие по разные стороны разлома, рассматриваются как смещенные части одного крупного тела.

2. Рудовмещающие трещины субмеридионального простирания падают на восток под углом 35−50°. Они характеризуются резкой изменчивостью элементов залегания и на этом основании интерпретируются И. А. Московцом как трещины отрыва, сопряженные с Диагональным разломом.

3. Нарушения северо-западного простирания пересекают и смещают рудные тела. Азимут простирания 310°, падение юго-западное под углами 60−75°.

Видимая амплитуда смещения рудных тел по северо-западным нарушениям достигает 10−12 м, хотя чаще не превышает 2−3 м. Резкие изменения мощности и минерального состава рудных тел по разные стороны северо-западных нарушений, смещения по ним указывают на неоднократное проявление их активности. В северо-западных нарушениях локализуется кварц-карбонатно-полиметаллическая минеральная ассоциация, цементирующая обломки более ранних минеральных агрегатов, в том числе золотоносных пирит-халькопиритовых.

На месторождении выявлены четыре основных рудных тела субмеридионального простирания, называемые рудными зонами. Они сложены пассивными метасоматическими рудами (частично рудами выполнения), состоящими из кварца, магнетита, турмалина и сульфидов с реликтами боковых пород и измененными породами с прожилково-вкрапленной кварц-турмалин-сульфидной минерализацией. Границы между рудой и безрудными породами нередко постепенные и устанавливаются только при помощи опробования. Все рудные тела падают на восток под углом 50−70°.

Рудная зона 1 прослежена по простиранию на 540 м. С севера она подходит к Западному разлому, на юге причленяется к рудной зоне 2. Мощность рудной зоны 30−35 м.

Рудная зона 2 — главное рудное тело Талатуйского месторождения, в ней сосредоточено около 80% разведанных запасов. Строение и золотоносность рудного тела существенно меняется по разные стороны Диагонального разлома.

В северо-западном блоке мощность рудной зоны 2 изменяется от 20 до 35 м, составляя в среднем 25−30 м. Со стороны висячего бока рудная зона сопровождается полосой вкрапленности магнетита, сульфидов, в основном, пирита. На севере рудная зона 2 примыкает к Западному разлому.

В юго-восточном блоке мощность рудной зоны 2 варьирует от 15 до 25 метров, составляя в среднем 18−20 м. В южном направлении рудная зона 2 до конца не прослежена Рудная зона 3 прослежена по простиранию канавами в северо-западном блоке до 450 м. На северном фланге рудная зона расщепляется и выклинивается, на глубину прослежена до сопряжения с Диагональным разломом. Мощность зоны составляет от 10 до 15 м, в среднем 12 м. В юго-восточном блоке рудная зона 3 изучена слабо, промышленное орудинение установлено вблизи сопряжения с Диагональным разломом.

Рудная зона 4 прослежена в северо-западном блоке на 360 м по простиранию, к северу выкликивается, на юге ограничена Диагональным разломом. На глубине наблюдается причленение рудной зоны 4 к рудной зоне 3. мощность рудной зоны 4 составляет 20−25 м, промышленное оруденение в ней не установлено.

Характерной особенностью Талатуйского месторождения является однотипность минералогического состава руд всех рудных зон. Главными минералами на месторождении являются пирит, кварц-турмалин, магнетит, галенит, халькопирит. Рудные зоны месторождения сформировались в пять стадий минерализации: кварц-турмалиновую, гематит-магнетитовую, пирит-халькопиритовую, кварц-карбонатно-полиметаллическую, кварц-карбонатную.

Максимальное значение по продуктивности имеет пирит-халькопиритовая стадия минерализации.

На месторождении отчетливо выделяются три основных типа руд и переходные разности: турмалин-кварц-сульфидный, магнетит-сульфидный, кварц-сульфидный и переходный кварц-турмалин-магнетит-сульфидный. В приповерхностной части всех рудных тел северные фланги сложены магнетит-сульфидной рудой, а на более глубоких горизонтах все типы руд объединяются в одну разновидность — кварц-турмалин-магнетит-сульфидную. С глубиной содержание кварца падает до 1−5% от всей массы зоны. Мощность боковых измененных пород с глубиной увеличивается в раздувах до 12−15 м, в среднем составляя 12 м.

Площадь северного фланга Талатуйского месторождения характеризуется широким развитием гранитоидов амананского комплекса, которые сложены двумя фазами: 1 фаза представлена средне-равномернозернистыми биотит-роговообманковыми диоритами, кварцевыми диоритами, гранодиоритами и сопровождаются дополнительными интрузиями мелкозернистых гранодиоритов.

2. Геологическая и геофизическая изученность района

На площади Талатуйского месторождения и его флангов в период 1955;1959 гг. поисковые геофизические работы проводили Эдакуйская и Усуглинская партии Забайкальской геофизической экспедиции. В результате металлометрической съемки масштаба 1:30 000, выполненной в Шилкинском, Тунгокоченском и Нерчинском районах открыты Верхне-Ларчинское молибденовое и Улунтуевское флюоритовое месторождения. В пределах описываемой площади маршрутной съемкой выявлены ореолы молибдена, по данным их детализации и комплексных поисков участки Мендугуя, Земкекен, отнесены к бесперспективным на молибден.

В 1956;57 гг. на площади северо-западного фланга Дарасунского месторождения, включая и правобережье р. Жарчи, комплексные геофизические работы (комбинированное электропрофилирование, метод естественного поля, металлометрия) в масштабе 1:10 000 проводит партия ЦНИГРИ под руководством А. А. Солодова. В результате работ были выявлены Средне-Теремкинское и Нижне-Теремкинское рудопроявления золота. К перспективным на золотое оруденение отнесен Жарчинский участок, этот вывод был дополнительно подтвержден и последующими работами партии методом вызванной поляризации. В 1962 году площадь левобережья р. Жарчи изучена маршрутной съемкой методом естественного электрического поля в масштабе 1:50 000 отрядом Забайкальской геофизической экспедиции ЧТУ под руководством С. В. Носарь. По бортам ручья Талатуй выявлена непротяженная (порядка 500 м) аномальная зона интенсивностью от -50 до-75 мв, которая была отнесена к «рудному'' типу и рекомендована к детальному изучению. Материалы были переданы в Дарасунскую геофизическую партию по акту.

В 1962 году на Усть-Теремкинском полиметаллическом рудопроявлении геофизические работы методами магнитометрии и комбинированного электропрофилирования в масштабе 1:5000 проводит Дарасунская геофизическая партия и методом вызванной поляризации — отряд ЗГЭ под руководством С. Б. Громова. Получены сведения о тектонических структурах участка, развитии вкрапленной сульфидной минерализации. Результаты геофизических съемок использованы при проведении геологоразведочных работ Теремкинской партией ЧТУ. В период 1963;1971 гг. Дарасунская геофизическая партия проводит планомерное изучение комплексными геофизическими съемками Дарасунского рудного района в масштабе 1:10 000 с детализацией перспективных на золотое оруденение площадей в масштабе 1:. Применяемый комплекс методов включал литогеохимию с золотометрией, электроразведку методами дипольного электропрофилирования, ВП и ЕП (выборочно по площади), геолого-поисковые маршруты и заверочные наземные выработки. Главный результат этих работ — открытие Талатуйского и Боровушкинского месторождений золота. По материалам съемок за разные годы были составлены сводные карты физических полей (?z, КС) Дарасунского рудного района в масштабе 1:10 000, отразившие основные структурные особенности исследованной площади. При предварительной и детальной разведке Талатуйского месторождения в 1971;79 гг. геофизические работы методами скважинной и шахтной геофизики выполняет Опытно-методическая партия ЗГЭ ЧТУ под руководством В. Е. Ланда. Освоен, опробован и внедрен широкий комплекс геофизических методов: заряда на низкочастотном токе, электрической корреляции, погруженных электродов, радиоволнового просвечивания, естественного электрического поля, ВП в различных модификациях и с разнотипной аппаратурой.

Кроме решения ряда вопросов методического характера получены дополнительные сведения о тектонических структурах месторождения, о морфологии рудных зон, положении последних в межвыработочном и межскважинном пространстве, взаимной увязке рудных подсечений. Данные геофизических исследований учтены при проведении разведочных работ. В этот же период Опытно-методическая партия ЗГЭ проводит комплексную геофизическую съемку в масштабе 1:5000 — 1:10 000 на северном фланге Талатуйского месторождения в помощь поисковым работам Титовской партии ЧТУ. Материалы геофизических съемок использованы при составлении геологических карт поисковых участков, а также при задании наземных горных выработок.

В период I976-I983 гг. в пределах Дарасунского рудного поля, съемку методом СЭП ВП в масштабе 1:10 000 проводит партия ЗабНИИ под руководством П. Н. Мальцева, Е. П. Белова. В результате выполненных исследований установлено, что практически все известные месторождения и рудопроявления золота выделяются повышенными значениями вызванной поляризации. По данным выполненных работ на северо-восточном фланге Талатуйского месторождения подтверждена перспективность Карчинского участка. Даны конкретные рекомендации по заверке аномалий. Материалы использованы при проведении поисковых работ в пределах Жарчинского золото-мышьякового месторождения и его флангов.

По состоянию изученности площади Талатуйского месторождения и его флангов детальными съемками, отметим следующее:

1. Магнитометрией масштаба 1:2000 исследована площадь Талатуйского месторождения и его ближайших флангов за исключением западного и северо-западного. В пределах участка тематических работ северного фланга месторождения, детальными съемками 1:2000 покрыта только полоса шириной 3−3,5 км вдоль долины реки Жарчи, остальная площадь изучена только в масштабе 1:10 000, что в условиях слабо дифференцированного магнитного поля представляется недостаточным для решения поисковых задач.

2. Литогеохимической съемкой по вторичным ореолам и золотометрией в масштабе 1:2000 изучены практически те же участки, что и детальной магнитометрией, за исключением долины реки Жарчи. Дополнительно в этом же масштабе исследованы и отдельные небольшие по площади участки, по которым выполнена детализация ореолов, выявленных съемкой масштаба 1:10 000.

3. Электропрофилироваиием в различных модификациях в масштабе 1:5000 исследованы лишь участки на флангах Талатуйского месторождения, а остальная площадь, в том числе и месторождения, изучена только в масштабе 1:10 000.

4. Методом естественного электрического поля описываемая площадь изучена только в масштабе 1:10 000 и далеко неполностью. Более детальные наблюдения выполнены на небольших участках (Нижние Теремки, Жарча).

5. Методом ВП с симметричной установкой в масштабе 1:10 000 изучено Талатуйское месторождение, его восточный и северо-восточный фланги.

2.1 Электроразведка методом сопротивления

Для исследуемой площади характерно переменное поле кажущегося электрического сопротивления, значения которого варьируют в широких пределах (от 50 до 10 000 Ом*м). Отчетливой зависимости между петрографическим составом интрузивных пород и интенсивностью поля КС не устанавливается. Главным фактором, определяющим уменьшение интенсивности электрического сопротивления, является степень тектонической и гидротермальной проработки пород. Высокоомные аномалии (свыше 5000 Ом*м) имеют ограниченное распространение. На левобережье р. Жарчи отмечена их приуроченность к западному обрамлению Западного разлома, где предполагается окварцевание гранодиоритов амананского комплекса. Наиболее обширный максимум КС выделен на севере рассматриваемой карты.

Для северного фланга Талатуйского месторождения характерно широкое развитие низкоомных зон северо-восточного и близмеридиональной ориентировки, отражающих главные тектонические структуры.

Широкими протяженными зонами пониженных значений КС (до 200−500 Ом*м) картируются разломы Западный, Диагональный и Эдакуй-Жарчинский, Жарчинский.

Более выдержанной по интенсивности и направлению является низкоомная зона Западного разлома, которая практически на всем протяжении выделяется контрастным понижением КС. Зона Диагонального разлома в районе рудопроявления Земкекен фиксируется линейной аномалией проводимости (200−250 Ом*м), которая в устье ручья Земкекен осложнена структурой, примыкающей к ней под углом; сочленение раз-ноориентированных северо-восточных разломов по данным электропрофилирования имеют сложную, близкую к дугообразной форму. Далее в северном направлении, после пережима зона Диагонального разлома проявляется в виде четкой линейной аномалии проводимости близмеридиональной ориентировки.

На северо-западе описываемой площади пониженными значениями (50−500 Ом*м) выделен блок интенсивной тектонической проработки пород, который по рисовке изолиний ск имеет резкое, тектоническое ограничение с юга и северо-востока. В северном направлении он уходит за пределы карты, а в восточном — не оконтурен. Из-за недостаточной детальности исследований картирование локальных структур в пределах блока затруднено, по материалам съемки масштаба 1:10 000 отмечено субмеридиональное направление осей проводимости, отражающее главное направление разломов второго порядка.

2.2 Методы вызванной и естественной поляризации

По результатам работ многих исследователей в пределах описываемой площади выделена и изучена широкая аномальная зона повышенной поляризуемости (более 8−12%) северо-восточной ориентировки, которая прослежена вдоль долины реки Жарчи на расстоянии более 4 км. По данным наблюдений с симметричной установкой ширина аномальной зоны ВП на юге составляет порядка 1100 м, а на севере (в изученной части) около 700 м. Зона имеет сложное строение, в её пределах выделены серии локальных максимумов ВП (15−20%), ориентировка которых подчинена северо-восточному направлению. Намечается приуроченность локальных аномалий к главным тектоническим разломам: Диагональному и его северной ветви, и Эдакуй-Жарчинскому.

Наиболее интенсивное повышение вызванной поляризации (более 8−12%) установлено в пределах Жарчинского золото-мышьякового рудопроявления, локальные аномалии ВП прослежены и на его южном фланге, северная ветвь известной рудовмещающей структуры в поле вызванной поляризации выражена нечетко, она отмечена в краевой части аномальной зоны. По данным ВП более интенсивная сульфидная минерализация предполагается вдоль реки Жарчи, к западу от этой рудовмещающей структуры.

По наблюдениям с трехэлектродной установкой поле ВП более диффренцировано. Локальные максимумы ВП достигают 10−15% и имеют северо-восточную ориентировку, расположены они под углом к главным тектоническим структурам; аналогичным образом ориентированы и оси проводимости, выделенные по наблюдениям с этой же установкой, Максимальная интенсивность локальных аномалий (более 12%) отмечена на севере участка (в долине реки Жарчи между двумя её рукавами). С учетом данных PC ВП эти аномалии вызванной поляризации выделены Беловым Е.П.(1983) как наиболее интересные в отношении поисков новых рудных тел и рекомендованы к проверке бурением. Северная полоса сближенных локальных аномалий поляризуемости прослежена в юго-западном направлении до западной границы участка Жарча. Интересными в поисковом отношении являются локальные максимумы (до 5−7%) в районе сопряжения разноориентированных структур (субмеридиональной и северо-западной) к северо-западу от Жарчинского золото-мышьякового рудопроявления. На северо-западном фланге рудопроявления Егоркино оконтурена область повышенной поляризуемости (6−10%), которая приурочена к высокоомным аномалиям. Заверочными канавами вскрыты кварц-турмалиновые зоны, зоны турмалинизации и березитизации, на отдельных интервалах рассеянной прожилково-вкрапленной минерализации, повышенное содержание золота отмечено лишь в единичных маломощных сечениях.

Работы методом естественного электрического поля в пределах описываемой площади выполнялись лишь на начальном этапе поисковых работ в масштабе 1:10 000. Нa юге участка выявлена лишь одна локальная аномалия небольшой интенсивности (-40 мВ) на северном продолжении известных рудовмещающих структур Талатуйского месторождения, она является одним из элементов Талатуйской зоны минимумов ЕП и заслуживает более детального изучения как геофизическими, так и геологическими методами.

3. Физические свойства пород и руд

Физические свойства пород и руд представлены в таблице № 1. Настоящий раздел составлен по материалам определения физических свойств горных пород, полученным в процессе многочисленных геофизических исследований района, а также по результатам исследований: Забайкальского научно исследовательского института.

Таблица 1

Полученные данные физических свойств горных пород района свидетельствуют об экстенсивном проявлении процессов метаморфизма, в том числе метасоматических и динамических преобразований, которые оказали решающее влияние на характер изменении физических параметров.

4. Выбор участка работ

Талатуйское месторождение представлено четырьмя рудными зонами. Мощность зон колеблется от 10−15 до 30−35 метров, в среднем составляя 25−30 метров. По данным геофизических работ предыдущих лет наибольший интерес представляет рудная зона № 2, в ней сосредоточено около 80% разведанных запасов.

Кварц-сульфидная минерализация данной зоны позволяет применить различные геофизические методы. Это дает возможность проследить в пространстве положение минеральных зон, разнообразных геологических тел и структур. Принимая во внимание то, что ранее на данном участке были проведены геофизические исследования, которые дали положительные результаты, а также предполагаемую промышленную ценность участка, в данном курсовом проекте для исследований я выбираю рудную зону № 2.

5. Построение физико-геологической модели

Целью поисков являются крутопадающие рудные тела, с которыми связано наличие промышленного золотого оруденения. Рудные тела имеют кварц-сульфидный состав. Они характеризуются простой морфологией, разветвления наблюдаются редко. Размеры зон колеблются от 10 до 35 м, жилы отличаются крутым падением 500−700 на восток. Простирание зон северо-восточное.

Проанализировав это, и используя физические свойства горных пород, можно построить физико-геологическую модель для данного случая .

Данная модель характеризуется тем, что крутопадающие тела представлены кварц-сульфидными зонами, которые обладают пониженным удельным сопротивлением (к = 50−150 Ом*м), повышенным значением поляризуемости (к = 20−25%) и магнитную восприимчивость 40•10−2. Понижение к и увеличение к происходит за счет присутствия вкрапленности сульфидов, являющихся спутниками золота.

Вмещающие породы представлены кварцевые диоритами, габбро и габбродиоритами с к = 3000−5000 Ом *м, к=1−2% и ж=2000•10−6

Таким образом, на практике рудные кварц-сульфидные зоны будут выделяться положительной аномалией кажущейся поляризуемости, и отрицательной аномалией кажущегося сопротивления.

6. Выбор комплекса геофизических методов

На основе анализа ранее проведённых работ, а также построения и анализа ФГМ, мною предлагается постановка на данном участке следующих методов: электроразведка методом (СЭПВП) и магниторазведка, а также ГИС методы ВП И КС.

Метод ВП позволит отбраковать аномалии связанные с сульфидсодержащими жилами от аномалий внешней среды. Аномальные зоны будут выделяться повышенной поляризуемостью и пониженным сопротивлением.

Таким образом, анализ ранее проведённых работ показал, что наиболее информативными геофизическими методами являются: метод ВП, позволяет обнаруживать и разделять по электрохимическим свойствам электропроводящие минералы, метод магниторазведки решающий структурно-картировочные задачи.

Задачей магнитометрических работ будет являться прослеживание развития зон кварц-сульфидной минерализации, уточнение их размеров. Также при помощи магниторазведки возможно установление зон разрывных нарушений.

Целью ГИС будет являться с помощью метода ВП дифференцировать разрез по поляризуемости пород и методом КС произвести литологическое расчленение пород по их электрическому сопротивлению.

7. Методика и техника проведения работ

7.1 Электроразведка методом СЭПВП

Исходя из поставленной задачи, выбираем установку для симметричного электропрофилирования.

Так как на глубину зоны прослеживаются до 60−70 м, то исходя из этого выбираем разносы питающих заземлений. Известно, что размеры питающей линии АВ должны быть в 3−5 раз больше чем глубины залегания жилы. Таким образом АВ = 200 м. Размер приемной линии MN не должен превышать размеры исследуемого объекта. Так как средняя мощность зон составляет 30 м, тогда MN = 10 м.

Рассчитаем коэффициент установки:

м.

Рассчитаем требуемую силу поляризующего тока для симметричной четырехэлектродной установки:

где — сила тока, А; - уровень помех, В; - коэффициент установки, м; - кажущееся удельное сопротивление, Ом· м; - Кажущаяся поляризуемость, отн. ед.

А.

Определим число стержневых электродов:

; шт.

требуемое число электродов на каждое заземление 5 шт, то есть общее число электродов для заземления 10 шт исходя из силы поляризующего тока можно определить напряжение и мощность источника.

где RАВ — реальное сопротивление питающей линии в данных условиях.

RAB = RA+RB+Rпр где RA и RB — сопротивление электродов, А и В;

Rпр — сопротивление проводов линии АВ.

Питающую линию заземляем стержневыми электродами с параметрами в=0,2м — длина заземленной части электрода; r0=0,01м — радиус электрода.

Сопротивление такого электрода вычисляется по формуле:

где с — коэффициент, учитывающий плотность контакта заземлений с=1,5;

п — удельное сопротивление пород, контактирующих с электродом п = 100 Омм, так как зону контакта определим, как обычную почву.

Ом Сопротивление заземлений: RA=RB= Rэ/n;

RA=RB=440/10=44 Ом.

Пусть линия АВ заземлена проводом ГПСМП, который имеет сопротивление 7,7Ом/км.

тогда Rпр = 7,70,2=1,54 Ом Итак: RAB = 1,54+44+44=89,54 Ом.

Следовательно

U=IRAB =0,46 989,54=42 В (напряжение питания) а мощность

P=I2U = 0,469 289,54= 18 Вт (мощность источника питания) Электроразведочный генератор ВП-1000 предназначен для возбуждения в заземленной линии прямоугольных разнополярных импульсов стабилизированного тока при съемках методом ВП. Возможна работа как в импульсном (РПИ-2), так и в частотном (РПИ-1) режимах.

При работе в режиме РПИ-2 в питающую линию подают последовательно импульсы тока противоположного знака, паузы между которыми составляют не менее половины длительности импульсов. Этот режим характеризуется наибольшей защищенностью от низкочастотных помех и позволяет повысить точность измерений, особенно малых величин. Руководствуясь результатами предыдущих и опытно-методических работ, генератор будет работать в режиме РПИ-2, на частоте выходного тока 4,88 Гц. Выходной ток и напряжение принимаем согласно расчету.

Технические характеристики генератора ВП-1000

Генератор вырабатывает в нагрузке разнополярные прямоугольные импульсы тока и может работать в двух режимах:

— РПИ-1 — прямоугольные импульсы тока без пауз (режим переменного тока);

— РПИ-2 — прямоугольные импульсы тока с паузами, длительность которых равна длительности импульсов.

Устанавливаемые значения амплитуд стабилизированного тока в нагрузке — 0,01 — 2,0 А.

Погрешность задания амплитуды импульсов тока — не более 2%.

Диапазон напряжений на выходе — 50−800 В.

Длительности импульсов выходного тока в режиме РПИ-2: 1; 2; 4; 8; 16; 32; 64 с.

Частоты выходного тока в режиме РПИ-1: 19,6; 9,8; 4,88; 2,44; 1,22; 0,61; 0,3 Гц.

Максимальная выходная мощность в импульсе тока — 1000 Вт.

Диапазон сопротивлений нагрузки, в котором осуществляется стабилизация тока — 25 Ом-80 кОм.

Питание генератора осуществляется от внешнего источника переменного тока 220 В, 50 Гц.

Масса — 10 кг.

Измеритель. Измерительная аппаратура должна иметь входное сопротивление не менее 1 МОм и обеспечить возможность измерения напряжения на приемных электродах на всех приделах с относительной приведенной погрешностью не более 2,5%. Рабочая частота 4,88 Гц. При проведении измерений ВП регистрируются не только параметры поляризуемости, но и амплитуда основной гармоники, которая пересчитывается затем в кажущееся сопротивление. В таблице № 3 приведены технические характеристики электроразведочного измерителя МЭРИ-24.

Таблица 2

7.2 Магниторазведка

Исходя из построенной ФГМ мы наблюдаем различия магнитных свойств пород данного района, что способствует включению магниторазведки в комплекс геофизических методов. Для этого выбираем пешеходную съемку масштаба 1:5000. Исходя из масштаба расстояние между профилями выбираем 50 метров, точки наблюдении, но профилю через 10 метров, со сгущением до 5 метров в аномальных зонах, что достаточно для решение поставленных задач. Так как значения создаваемого магнитного поля велико (ожидаемые аномалии до 8000 нТл), то необходимо использовать магнитометр MMPOS-1.

Технические характеристики Магнитометр MMPOS-1 состоит из высокочувствительного (до 0.01 нТл с разрешением 0.001 нТл) OEM магнитометра POS-1 (Processor Overhauser Sensor) и специализированного, влагозащищенного накопителя данных DLPOS.

Основные характеристики:

Диапазон 20 000−100 000 нТл.

Разрешение — 0.001 нТл.

Чувствительность (СКО) 0.02 нТл в 3 сек цикле и 0.05 нТл в 1 сек цикле.

Абсолютная погрешность ±0.5 нТл.

Градиентоустойчивость 20 000 нТл/м.

Режимы работы Одиночное 3 сек измерение, цикл с периодом 1,2,3… сек.

Дисплей LCD, 240×128 dot.

Клавиатура 32 клавиши Объем памяти

— базовая станция 250 000 изм.

— площадная съемка 80 000 изм.

Интерфейс RS-232

GPS интерфейс NMEA 183

Рабочая температура -30/+60

Энергопотребление (max/standby) 3.5/0.75 Вт Напряжение питания 10−15 В Размер POS-1/HS 910×120×70 мм Размер DLPOS 260×150×45 мм Общий вес магнитометра MMPOS-1 в полевой сборке составляет 4.5 кг и 2.5 кг весит 7Ач аккумулятор. Такая емкость аккумуляторной батарей обеспечивает 24 часа непрерывной работы базовой станции при односекундном цикле или 5 дней полевых работ.

7.3 ГИС

Для удобства интерпретации будем использовать компьютеризированную каротажную станцию российского производства «Мега». Она будет применяться для методов КС и ВП.

С датчиков размещенных в скважинных приборах (СП) информация поступает в блок управления скважинным прибором (БУСП). Назначение БУСП — определение точки записи и совмещение по глубинам диаграмм различных регистрируемых параметров; проверка, настройка, градуировка измерительных каналов. БУСП предварительно обрабатывает аналоговую информацию, а затем преобразует в цифровую форму на АЦП и передается на бортовой ЭВМ, которая обеспечивает:

1) управление работой станции;

интерпретацию полученных результатов;

выдачу информацию на аналоговой регистратор;

запись в цифровом коде на магнитную ленту (ЦМР);

передачу информации на экран дисплея.

В понятие управления работой включается: автоматизация измерительных и регистрирующих каналов, калибровка приборов, градуировка измерительных каналов, выбор и установка масштабов регистрации, диагностика неполадок.

Автоматизированная обработка информации обеспечивает контроль качества материалов. В процессе каротажа мгновенно получают сведенья о литологии разреза, о месте положения коллекторов, проводят оценку пористости и характера насыщения.

Управление бортовой ЭВМ осуществляется из накопителя магнитной ленты, на ней сконцентрирована библиотека программ управления процессом измерения и интерпретацией.

Для оперативной интерпретации разработаны программы, позволяющие проводить разного уровня обработку комплекса детальных исследований:

предварительную обработку для оценки значений различных констант, используемых при интерпретации;

качественную оперативную интерпретацию с использованием метода нормализации;

детальную обработку с выдачей подсчитанных параметров (отбивка границ пластов, литологическое расчленение разреза и выделение коллекторов и т. д.).

7.3.1 Инклинометрия

В процессе бурения ствол скважины обычно отклоняется от заданного направления из-за влияния ряда геологических и технических факторов, т. е. искривляется. Поэтому сохранение заданного направления скважины — один из основных критериев, предусматривающих качество разведочного бурения и геологической документации. Причины геологического характера связаны с неоднородностью среды, в которой бурят. Искривление скважины тем интенсивнее, чем чаще перемежаются и больше отличаются по твердости пересекаемые слои пород. Так же в скважинах образуются большие каверны, полости или завалы, которые могут привести к резкому искривлению скважины.

На искривление указывают и следующие технические причины:

повышенный износ бурового инструмента, работающего в скважине;

затруднение проворачивания подвешенного в скважине инструмента;

резкое увеличение нагрузки при подъеме бурильной колонны;

ненормальная работа бурового оборудования — перегрузка двигателя повышенное давление на буровом насосе.

Искривление скважин под влиянием геологических и технологических причин полностью предупредить почти невозможно, т.к. они действуют постоянно и по всей глубине. Однако можно уменьшить их влияние, снижая тем самым интенсивность искривления. Причины технического характера могут быть устранены путем рационального ведения буровых работ.

Замеры искривления рудных скважин, будут осуществляться гироскопическим инклинометром ИГ — 70. Измерение элементов искривления скважины производятся при подъеме прибора со скоростью, на превышающей 2000 — 2500 м/ч. Интервалы замеров в наклонно — направленных скважинах составят 5 — 10 м. Для контроля качества измерений в каждой точке в скважин, на 1 м выше основного замера, измерения повторяются, т. е. выполняются контрольные замеры.

7.3.2 Буровые работы

Чтобы привести забой скважины в заданную точку по наиболее рациональному профилю, необходимо бороться с нежелательным искривлением либо, усиливать его искусственно. Таким образом, осуществляется управление положением скважины, при котором ее ось все время совпадает с проектным направлением, а забой скважины приводится в намеченную точку. Такой процесс получил название направленного бурения скважины.

Направленное бурение геологоразведочных скважин позволяет:

получить наиболее представительные данные при бурении скважин по наиболее рациональной проектной траектории, обеспечивающей пересечение возможно большего числа пластов при соблюдении густоты разведочной сети и увеличение угла встречи оси скважины с залежами;

улучшить технические и технологические условия бурения скважины путем бурения вертикальных и наклонных скважин, обхода интервалов возможных осложнений, уменьшая интенсивность искривления скважины;

бурить с площадок, выбор местоположения которых ограничен;

повысить качество и эффективность геологоразведочных работ.

Талатуйское месторождение представлено рудными зонами с крутым падением, поэтому возникает необходимость бурения наклонных скважин. В таких случаях целесообразно применение направленного бурения, когда закладывают вертикальные или слабонаклонные скважины, а на глубине искривляют и пересекают рудные тела вкрест его простирания в намеченном месте.

Направленное бурение будет осуществляться с учетом геологического строения разреза и закономерностей искривления скважин. В соответствии с желаемым направлением искривления нужно применять технологию бурения, которая усиливает естественное искривление или, наоборот, противодействует ему.

Для бурения направленных скважин используют извлекаемые отклоняющие снаряды. Установка извлекаемых клиновых снарядов типа СО, СНБ-КО, СНБ-АС по мере углубления скважины обеспечивает ее искусственное искривление с необходимым набором кривизны.

8. Ожидаемые результаты

Аномалия кажущейся поляризуемости равна:

;

где-, , ;

Fфункция для вертикального пласта, с ограниченной протяженностью во всех направлениях.

;

где

Аномалия кажущегося удельного сопротивления равна:

;

Данная формула используется для пересчета кажущейся поляризуемости в кажущееся удельное сопротивление .

Где значение удельного сопротивления или в зависимости от положения измерительной линии MN относительно середины крутопадающего пласта.

значение поляризуемости или в зависимости от положения измерительной линии MN относительно середины крутопадающего пласта.

Рассчитаем ожидаемую аномалию значения Та над крутопадающим пластом малой мощности.

Та=

Для того, чтобы рассчитать, проведем расчет аномалий Zа и Hа над предполагаемым объектом поисков:

где h — глубина залегания верхней кромки пласта;

b — ширина пласта по горизонтали;

I — намагниченность объекта поисков;

l — глубина от дневной поверхности до центра пласта;

x — точка координат на дневной поверхности;

I=жT0, где T0 — полная составляющая магнитного поля:

T0=,

ж — магнитная восприимчивость объекта поисков;

М — магнитный момент Земли;

R — радиус Земли;

М=81 021 Ам2 R=6 370 000 м;

= 90- ,

= 52 — широта района работ.

= 90- 52=38, T0==59,828 А/м

I=4010−259,4 = 11.8 А/м В таблице приводятся результаты расчетов полей Та, Zа и Hа над предполагаемым объектом поисков. Пикет 0 находится над центром верхней кромки пласта. Для ГИС результаты будут представлены в виде отдельных графиков кривых к и ск по разрезу скважины.

Расчет ожидаемой аномалии удельного кажущегося сопротивления для обращенного градиент зонда прямого питания.

А и МN в среде 1:

А в среде 1, MN в среде 2:

А в среде 2, МN в среде 1:

А и МN в среде 2:

где б-угол наклона скважины; о=Z/L, Z-расстояние от источника тока до поверхности раздела сред, L-длина зонда; к12= (с2 — с1)/(с2 + с1); с1 — сопротивление первой среды, с2 — сопротивление второй среды.

Результаты расчетов представлены в таблице № 3.

Таблица 3

9. Геологическая интерпретация результатов

9.1 Электроразведка

Качественная интерпретация ВП позволяет находить протяженность в горизонтальном направлении и глубины по таким характеристикам графиков, как крутизна, симметрия и превышение над фоном. С помощью профилирования на различных разносах часто можно разделить сложные аномалии и получить некоторые представления об их протяжённости на глубину.

Основным критерием для выделения аномалии ВП служит превышение наблюдаемой кажущейся поляризуемости над фоном, соответствующим поляризуемости окружающих пород. Необходимым условием существования аномалии кажущейся поляризуемости является наличие заметной избыточной поляризуемости у искомых тел.

Поляризуемость пород, не содержащих электронопроводящих минералов, обычно не превышает 2%. Весьма высокая стабильность поляризуемости пород наблюдается и в полевых условиях. В этом случае установить фон для выделения электронных проводников, отличающихся высокой поляризуемостью, не трудно.

Присутствие в породах даже бедной, рассеянной вкрапленности электронопроводящих минералов приводит к резкому увеличению поляризуемости. В итоге у рудоносных пород поляризуемость нередко достигает десятков процентов и оказывается значительно выше верхнего предела поляризуемости «пустых» пород. Порождаемые при этом аномалии k служат надёжным признаком присутствия электронных проводников, как только кажущаяся поляризуемость достигает 3−4% и более.

Однако нередки случаи, когда электронопроводящие минералы присутствуют не только в рудных телах, но и во вмещающих породах, образуя протяженные пиритизированные, пирротинизированные, графитизированные и тому подобные зоны. Эти зоны на фоне низкой поляризуемости «пустых» пород отмечаются соответственно протяженными аномалиями кажущейся поляризуемости, которые можно рассматривать в качестве региональных аномалий ВП, в отличие от локальных — соответствующих рудным зонам.

В пределах одной региональной может быть множество локальных аномалий. Кроме того, аномалии могут быть «многопорядковыми», когда внутри первого порядка помещается менее крупная по площади аномалия второго порядка, а внутри последней — аномалия третьего порядка и т. д. При этом аномалия низшего порядка служат фоном, на котором проявляются аномалии высшего порядка.

9.2 ГИС

Завершающим этапом проведенных полевых работ является истолкование полученных графиков и карт к и к, заключающееся в выделении участков с повышенной поляризуемостью (локальных аномалий ВП). Они должны соответствовать рудным зонам, контактам пород различной поляризуемости, а также в оценке размеров и пространственного положения поляризованных объектов. Для интерпретации данных измерений по скважинам выработаны некоторые критерии. При этом рекомендуется изучать графики и (аномального потенциала ВП). Во многих случаях определение аномальной кажущейся поляризуемости достаточно для интерпретации выполненных измерений. Однако в условиях, когда измерения проведены с приемной линией, ориентированной под углом 50−900 относительно направления поляризующего тока, аномальная кажущаяся поляризуемость имеет сложный характер. Между тем аномальное поле имеет более простую форму. Поэтому в ряде случаев целесообразно вычислять аномальную разность потенциалов ВП.

где — измеренная разность потенциалов поля ВП; - разность потенциалов поляризующего поля; - фоновая поляризуемость.

Величина кажущегося удельного сопротивления, определяющая форму кривой КС, зависит от мощности пласта, типа и размера зонда, его положения относительно границ пласта. Условно принято считать пласт мощным, если его размер превышает размеры зонда, тонким, если его мощность меньше или равна его размерам. Если удельное сопротивление пласта соответственно больше или меньше удельного сопротивления вмещающей среды, то пласт квалифицируют как пласт высокого или низкого сопротивления.

Пласт высокого сопротивления на кривой КС отмечается асимметричным максимумом. При замерах подошвенным градиент-зондом кровля пласта соответствует минимальному сопротивлению, а подошва — максимальному. В действительности для реального зонда граница подошвы пласта фиксируется ниже максимума на половину расстояния между сближенными электродами. Тонкому пласту соответствует максимум со слабо выраженной асимметрией. Кровля его находится против точки наиболее крутого подъема кривой, а подошва — несколько ниже максимума. Ниже подошвы пласта на длину зонда наблюдается повышение сопротивления, вызванное экранным максимумом.

Пласт низкого сопротивления. Мощный пласт фиксируется на кривой сопротивления асимметричным минимумом. При замерах подошвенным градиент-зондом кровля пласта приблизительно отмечается максимумом, а точнее — ниже него на половину расстояния между сближенными электродами, подошва — минимумом. Для тонких пластов подошва на кривой КС фиксируется по переходу кривой сопротивления от пониженных значений к максимальным.

При чередовании пластов, имеющих различные сопротивления, обычное распределение плотности тока в скважине нарушается, происходит перераспределение силовых линий тока и возникают явления экранирования, которые оказывают влияние на величины кажущихся сопротивлений и должны учитываться при интерпретации кривых кажущихся сопротивлений.

На измерения градиент-зондом значительное влияние оказывает соседний пласт высокого сопротивления, расположенный со стороны удаленного электрода. Если расстояние между серединами соседних пластов больше длины зонда, то происходит повышение кажущихся сопротивлений, а если меньше — понижение по сравнению с теми, которые наблюдались бы в случае одиночного пласта.

Против пачки чередующихся пластов большого и малого сопротивлений форма кривой зависит от числа составляющих пачку пластов, их мощности и удельного сопротивления, а также от типа и длины зонда. Форма кривых кажущихся сопротивлений при чередовании пластов достаточно полно изучена на модельных установках.

Максимальное и минимальное значения КС (экстремальные сопротивления) отсчитывают для пластов, удельные сопротивления которых соответственно больше или меньше, чем у вмещающих пород.

9.3 Магниторазведка

Главной задачей интерпретации является геологическое обьяснение наблюденного магнитного поля. Интерпретация полученных результатов может быть качественной и количественной.

Первым этапом является качественная интерпретация. Главный метод качественной интерпретации визуальный анализ наблюденных и трансформированных полей.

На основании изучения магнитных свойств пород устанавливаются наиболее вероятные геологические факторы обусловившие тот или иной характер поля в данном районе.

По морфологии наблюденного поля определяется плановое положение тех или иных структурных элементов.

Выделяются участки требующие постановку детализированных работ или исследования другими методами.

Обуславливаются возможности количественной интерпретации истолкования магнитных аномалий при котором путем математических расчетов или графических построений определяется глубина залегания, размеры и другие параметры геологических обьектов.

Количественная интерпретация является следующим этапом обусловивших данную аномалию. Результаты количественной интерпретации носят условно-вероятный характер, то есть картина получения по геофизическим данным представляет собой одно из возможных приближений к действительности, но и не исключает возможности других решений.

Для вертикального пласта рассмотрим несколько простых способов интерпретации аномалий.

Способ характерных точек. В этом способе используется простейшая связь координат характерных точек полученной кривой с параметрами тела, глубиной его залегания, размерами и т. д. Такими характерными точками являются: точка полумаксимума, точка перехода через ноль, а также точки максимумов и минимумов.

Способ касательных. Позволяет определить глубину залегания источника аномалий. Для этого к интерпретируемой кривой проводятся 5 касательных: 2 в точках перегиба, 2 через минимум и 1 через максимум. С графика снимаются абсциссы точек пересечения касательных: Х0, Хm, Xo", Xm", по которым определяется глубина залегания по формуле:

h=½ (½ (Xo" - Xm") + ½ (Xo — Xm)).

Для оценки возможных погрешностей определения величины h, вводят поправочные коэффициенты, учитывающие вероятную форму тела.

Способ сравнения наблюденных кривых с теоретическими. В этом способе заранее вычисленные и постренные кривые сводятся в палетки теоретических кривых для ряда тел простых форм. Кривые строятся в логарифмическом масштабе, либо в линейном масштабе. В том и другом случае практически практически наблюденные кривые приводят к относительному виду, в котором они не зависят от намагниченности и глубины залегания. Далее при сравнении их с палеточными кривыми, определяют параметры тела.

Основными приемами интерпретации материалов магниторазведки, являются сопоставление и корреляция, которые основаны на изучении характера и интенсивности полей. По этим особенностям выделяют аномальные зоны и участки, что позволяет приближенно установить местоположение искомого объекта, его форму, простирание, протяженность.

10. Топографические работы. Мероприятия по охране окружающей среды. Организация работ

месторождение руда порода инклинометрия Топографо-геодезическое обеспечение электроразведочных работ включает:

Перенесение в натуру проекта расположение пунктов наблюдения (разбивки профилей);