- •Методика разведки золоторудных месторождений
- •Введение
- •Глава 1. Основыне геолого-промышленные типы золоторудных месторождений и их промышленное значение.
- •Глава 2. Общие вопросы методики разведки золоторудных месторождений
- •2.1. Структурные типы рудных полей и особенности их изучения при разведочных работах
- •2.2. Основные задачи, решаемые в процессе разведки месторождения
- •2.4. Выбор плотности разведочной сети при разведке рудных тел
- •2.5. Анализ структуры распределения содержаний золота
- •2.6. Этапы и последовательность прогнозной оценки глубоких горизонтов и флангов месторождений
- •2.7. Предварительная разведка Целевое назначение и исходные данные для проектирования и предварительной разведки
- •Рекомендуемые методы и последовательность их применения
- •Оценка месторождений по результатам предварительной разведки
- •2.8. Детальная разведка Целевое назначение и исходные данные для проектирования и детальной разведки
- •Оценка месторождений по результатам детальной разведки
- •Глава 3. Разведка месторождений с рудными телами различных морфологических типов
- •3.1. Разведка жил и жилообразных тел
- •3.2. Разведка жильных и минерализованных зон
- •3.3. Разведка штокверковых тел
- •3.4. Разведка линзовицных, пласто- и жилообразных залежей
- •3.5. Разведка рудных тел неправильной формы и небольшого размера (гнезда, трубчатые, линзовидные и жилообразные залежи и т. П.)
- •3.6. Особенности разведки горизонтально или пологозалегающих рудных тел
- •3.7. Примеры разведки золоторудных месторождений различных морфологических типов
- •Месторождения жильного типа
- •Месторождения типа жильных зон
- •Месторождения типа минерализованных зон
- •Штокверковые месторождения
- •Месторождения типа залежей различной формы и размеров
- •Месторождения с трубообразными телами
- •Месторождения типа минерализованных зон с мощными порами выветривания
- •Глaba 4. Опробование золоторудных месторождений
- •4.1. Геологическое опробование
- •Отбор проб в разведочных горных выработках Основные виды проб и способы их отбора
- •Основные факторы, определяющие выбор методики опробования, способа отбора проб и главнейших их параметров
- •Опробование при бурении разведочных скважин
- •Обработка проб
- •Контроль качества анализов геологических проб
- •Контроль результатов опробования
- •Методы выявления надежности проб
- •4.2. Опробование на попутные компоненты
- •4.3. Специальное опробование
- •4.4. Технологическое опробование Назначение технологического опробования, виды проб и требования, предъявляемые к ним
- •Задачи технологических исследований и методика отбора проб на различных стадиях работ
- •Документы, оформляемые при отборе технологических проб
- •Геолого-технологическое картирование
- •Глава 5. Геофизические и геохимические методы разведки золоторудных месторождений
- •5.1. Геофизические методы
- •5.2. Геохимические методы
- •Глава 6. Технические способы разведки золоторудных месторождений
- •6.1. Общие положения
- •6.2. Основные виды разведочных горных выработок
- •6.3. Способы проходки канав
- •6.4. Рациональная технология и техника проходки
- •6.5. Бурение скважин при разведке
- •Рациональные области применения различных технических средств и способов бурения
- •Технические средства для опробования скважин и особенности технологического режима бурения
- •Технические средства и способы для направленного и многозабойного бурения
- •6.6. Механизация пробоотбора
- •Глава 7. Геологическая документация при разведке золоторудных месторождений
- •7.1. Требования к геологической документации
- •7.2. Объекты геологической документации
- •7.3. Геологическая документация в различных видах разведочных выработок
- •7.4. Геологическая документация при опробовании разведочных выработок
- •7.5. Обработка и обобщение данных геологической документации
- •7.6. Оформление материалов для представления отчетов в гкз ссср
- •Глава 8. Подсчет запасов
- •8.1. Способы подсчета запасов золоторудных месторождений различных морфологических типов
- •Использование данных опробования при подсчете запасов
- •8.2. Оконтуривание рудных тел в разведочных выработках
- •8.3. Оконтуривание запасов категории в и с1
- •Месторождения жильного типа с малой мощностью рудных тел (до 3 м)
- •Месторождения типа жильных и минерализованных зон, штокверков и крупных залежей
- •Месторождения, представленные мелкими рудными телами типа неправильных залежей и гнезд
- •8.4. Основные принципы подсчета запасов по категории с2 и прогнозная оценка месторождений
- •Прогнозная цифровая оценка месторождений
- •8.5. Определение основных подсчетных параметров Расчет средних значений мощности и содержания
- •Выявление и ограничение проб с высокими содержаниями
- •Глава 9. Геолого-экономическая оценка золоторудных месторождений
- •Основные технико-экономические показатели тэо проекта
- •Глава 1. Основные геолого-промышленные типы золоторудных месторождений и их
- •Глава 2. Общие вопросы методики разведки золоторудных месторождений…………………………12
- •Глава 3. Разведка месторождений с рудными телами различных морфологических
- •Глава 4. Опробование золоторудных месторождений............................................................................123
- •Глава 6. Технические способы разведки золоторудных месторождений…………………………….191
- •Глава 7. Геологическая документация при разведке золоторудных месторождений……………….206
- •Глава 8. Подсчет запасов..........................................................................................................................213
- •Глава 9. Геолого-экономическая оценка золоторудных месторождений............................................244
2.5. Анализ структуры распределения содержаний золота
Структура распределения содержаний золота является важнейшей характеристикой зональности внутреннего строения золоторудных объектов, знание особенностей которой позволяет решать такие важные в практическом отношении задачи, как выбор разведочных систем, оптимизация плотности разведочной сети, оценка достоверности оконтуривания, разведанности запасов и способов их подсчета и др.
Существующие математические методы количественного описания изменчивости таких параметров, как мощность, содержание и т. п., практически не приспособлены для выявления, изучения и описания строения природных образований, в связи с чем необходимы иные подходы, позволяющие оценивать не только геометрию объекта, но и составляющих его элементов внутреннего строения. В качестве таких элементов следует рассматривать области различной концентрации полезных компонентов, отвечающие различным уровням. В этой связи изучение структуры распределения должно включать, с одной стороны, выявление и обоснование границ концентраций с последующей их геометризацией, а с другой — анализ морфологии и особенностей размещения этих элементов в концентрационном поле объекта.
Предлагается несколько подходов к решению указанного вопроса, базирующихся на анализе статистического распределения содержаний полезного компонента по общей (генеральной) совокупности проб (или наблюдений), основой для разработки которых послужили, в основном, золоторудные объекты. Один из таких подходов, реализованный специалистами КазИМСа [29, 35, 36, 37, 42], опирается на концепцию полимодального распределения.
Она разработана на основе данных опробования 30 разведуемых и, в основном, эксплуатируемых месторождений Казахстана, Средней Азии и Забайкалья. При построении кривых распределения содержаний соблюдались следующие условия: масштаб логарифмический при равно-интервальной шкале; число классов в выборке не менее 11; минимальное число проб в классе — не менее 12. Выборки составлялись для рудных тел, их частей по горизонтам и для месторождений в целом.
На рис. 1 приведены данные по тринадцати эксплуатационным горизонтам жил Георгиевская (А), Троицкая (Б), месторождения Степняк и месторождения Эспе (В). Отчетливо видно, что с первого до последнего горизонта присутствует элементарное распределение (Рэ) с модой 4(1,2 г/т), 8 (12 г/т), 10 (36 г/т). Остальные Рэ менее устойчивы. Сверху вниз прослеживается закономерное изменение относительных весов Рэ. Обращает на себя внимание бедность руд, отраженная в простой и незакономерно меняющейся от горизонта к горизонту структуре распределения на месторождении Эспе (В). Однако и здесь присутствуют Рэ—4, Рэ—8, Рэ—10 на отдельных горизонтах. Сводные кривые Р(х) для ряда месторождений характеризуются стабильностью Pf, Pj, P, , Р^2, Рэ4- (Рис- 2). При этом месторождение 1 — сложные жилы, 2, 3, 4, 5, 7 — жилы; 6 — минерализованные зоны.
Полимодальное распределение, описывающее неоднородную совокупность, может быть выражено суммой мономодальных логнормальных распределений Рэ, отвечающих однородным совокупностям. Разложение полимодальной кривой на Рэ возможно только при условии:
α i+1 – αi > σi+1 - σi ,
где а и о — среднее и стандартное отклонение элементарного распределения.
Как указывалось, каждому Рэ в пространстве будут соответствовать области определенной интенсивности минерализации. Естественными границами такой области являются минимумы на кривой Р(х).
Установить граничные значения содержаний (X) между двумя элементарными распределениями можно, зная параметры распределений. При этом, под граничными понимаются те содержания, которые равновероятно могут быть отнесены к любому из разделяемых Рэ. т- е- Xr является величиной стохастической.
В общем виде это может быть описано следующим образом. Имеем Рэi,. и Pэi+1- между которыми надо найти Xr[i—(i+1)].
Условия равновероятного отнесения: ai P(x)i =a I+1 P(x)i+1 или
Так как то, проводя логарифмирование и положив
в окончательном виде получаем : Ах2+Вх+С=0
, где
А=(вi+1+в), В=2(хiвi –xi+1вi+1),
С=- х2iвi + xi+1 + lg ai – lgai+1-lgSi+ lgSi+1.
Если Si= Si+1, то в= вi+1= в и тогда
Если мы хотим определить значение X, при котором вероятность отнесения содержания к Pэi в n раз отличается от вероятности отнесения к Рэi+1 т. е. то величина lgn пойдет в С.
Определив X между Рэi и Pэi+1 , можно вычислить, сколько проб с содержанием ниже X может быть отнесено к Pэi+1, без нарушения условия неразрывности. В частном случае задача формулируется так. Если мы находим границу рудного тела или рудного столба, то сколько проб с содержанием ниже X может быть включено в контур тела или столба без нарушения его неразрывности? Вычисления производятся при помощи табулированной функции Ф(Z). Отсюда следует, что Р(Х<Хr) 100 % проб с содержанием ниже Хг может быть отнесено к рудному столбу (без нарушения его неразрывности). При этом проб с содержанием, меньшим X — 2S, будет 2 %, а пробы с содержанием X — 3S практически встречаться не будут (одна проба с Х<Х — 3S уже вызывает нарушение условия неразрывности). Отмечалось что параметры Р, на золоторудных месторождениях нестабильны, но колебания их значений не выходят за пределы одного класса. Соседние Рэ могут иногда сливаться (аi+1,—аi<σi+1—σi) и, наоборот, раздваиваться. Тогда граничные значения Хг, вычисленные по плотности распределения содержания для всего месторождения, могут не отвечать естественным границам в каких-то его частях. Более точными значениями Хг будут вычисленные для частей месторождения (для каждого рудного тела в отдельности).
Исследование степени стабильности границ Рэ по всем рудным телам изученных месторождений показало, что часть границ Рэ в области низких концентраций устойчива, имеет незначительные дисперсии и может быть использована для различных построений: определение границ рудных тел, столбов различных порядков; отнесение месторождений, рудных тел к различным группам по содержаниям и т. п. В области высоких (>50 г/т) содержаний Р3 сливаются, их разделение затруднено. Выделяя различные уровни интенсивности рудоотложения, мы отождествляем их с фоновой минерализацией — 0,33 г/т, минерализацией в пределах рудных зон — 1,9 г/т, рудными телами — 5,95 г/т и столбами различных порядков — 18,8; 50,6; 100,3 и 188 г/т и т. д.
Другой подход заключается в выделении разнородных по распределению содержаний совокупностей руд в точках изменения наклона графика накопленных эмпирических вероятностей по классам содержаний для общего объема проб [19]. При этом наиболее резкие изломы графика характерны для совокупности руд с высокими содержаниями полезного компонента. Поэтому данный подход рекомендован для выделения и оконтуривания таких руд с целью проведения раздельного подсчета запасов на подобных месторождениях. Кроме указанных подходов в ЦНИГРИ [27] разработан подход, опирающийся на концепцию концентрационной неоднородности рудных объектов, позволяющий в отличие от первых двух получить модель объекта, обладающую высокой разрешающей способностью. Помимо решения вопроса выявления элементов концентрационной неоднородности и определения их границ, такая модель однозначно указывает на принадлежность того или иного элемента неоднородности определенному структурному уровню исследуемого объекта, позволяет выделить структуроопределяющую концентрацию, охарактеризовать тип концентрирования полезного компонента на объекте, наметить области выбора оконтуривающих лимитов (кондиций) и т. д.
Технология создания такой модели заключается в следующем. По исследуемому объекту, располагающему необходимым и достаточным объемом элементарных наблюдений, формируется система реализаций (или выборок) с п-м числом элементарных наблюдений по каждой из реализаций. В зависимости от формы объекта (см. схему на рис. 3) элементарное наблюдение может быть представлено либо секционной пробой, либо пробой-пересечением, а реализация, соответственно, разведочным пересечением или сечением. Опыт показывает, что необходимое и достаточное число элементарных наблюдений должно быть не менее 250—300, а реализаций от 20 до 30.
Исходные посылки к формированию массива данных
Объект
Скопление полезного
компонента
Форма
L=H=M
L=H>M
L=H>>M
реализация
Разведочное
пересечение
Разведочное
сечение
Элементарное
наблюдение
проба
Обработка массива данных по алгоритму (табл.4)
и построение концентрационных моделей
Модель – отклик
объекта в виде диаграммы концентрационного
эффекта
Задачи: выделение концентрационных
совокупностей (КС), обоснование приемов
интерполяции для геометризации КС,
определение областей выбора оконтуривающих
лимитов
Модель концентрационного поля (геополя)
в пространстве объекта: одномерном,
двухмерном и трехмерном
Задачи: обоснование геометрии и плотности
разведочной сети, рационализация
опробования, выявление геологических
факторов контроля и локализации
оруденения
Задачи: типизация
моделей и классификация объектов
Рис. 3. Схема формирования концентрационной модели рудного объекта с выходом на решение геолого-методических задач разведки.
По каждой реализации в отдельности оценивается среднее содержание и рассчитывается накопленная частость элементарных наблюдений (накопление осуществляется от больших содержаний к меньшим или по принципу «борта») для системы частных концентраций с нижними ограничивающими содержаниями полезного компонента. Число частных концентраций соответствует выбранной детальности разбиения шкалы содержаний, а каждой последующей частной концентрации, в порядке возрастания значений нижних ограничивающих содержаний, всегда присуща меньшая или равная, но не большая величина накопленной частости по отношению к таковой для предыдущей концентрации. Располагая оценками средних содержаний полезного компонента и накопленными частостями наблюдений в частных концентрациях по всем исследуемым реализациям, можно оценить зависимость или корреляцию между данными параметрами согласно алгоритма, приведенного в табл. 4. При этом рекомендуется применять ранговую непараметрическую оценку корреляции [24]. Расчет же коэффициента корреляции (К) производится в направлении от низких концентраций к высоким. Корреляционная зависимость между исследуемыми параметрами в соответствии с принятой шкалой содержаний полезного компонента представляется сложнопостроенной диаграммой, имеющей в целом куполообразную форму, но с отчетливо разделяющимися областями либо линейной, либо нелинейной зависимости, с различным характером стабилизации К (рис. 4). Куполообразная часть диаграммы выделена нами в зону проявления концентрационного эффекта (КЭ), в пределах которой точки перехода из одной области зависимости в другую определены как нижние ограничивающие содержания основных элементов концентрационной неоднородности — концентрационных совокупностей (КС).
Структура же концентрационной неоднородности выявляется геометризацией основных ее элементов в концентрационном поле объекта, модель которого, в зависимости от формы объекта и системы реализующих направлеий, может быть представлена в одномерном, двухмерном и трехмерном пространстве. Пример обобщенной модели одного из таких объектов (рис. 5) свидетельствует, что структура распределения золота может характеризоваться различным типом прерывистости в соответствии с уровнем концентрации. Так, на втором уровне концентрации, соответствующем уровню структуры рудного тела, прерывистость (П) выражается наличием «нерудных» участков и выделена как компактная прерывистость (Пк). На следующем уровне концентрации «рудные» участки как бы разобщены, что позволяет выделить тип разобщенной прерывистости (Пр). Анализ структуры концентрационной неоднородности по ряду золоторудных объектов показывает, что смена типа прерывистости приходится на уровень концентрации, нижнее ограничивающее содержание которой выделяется по максимальному значению коэффициента корреляции на тех же диаграммах КЭ (см. рис. 4).
Таблица 4
Алгоритм расчета коэффициентов корреляции между средними содержаниями полезного компонента и накопленными частостями проб по системе реализаций
Ряд средних содержаний полезного компонента по j-му (j=1, 2, …l) числу реализаций |
Ряды накопленных частостей проб по концентрациям с нижними ограничивающим содержанием полезного компонента более Сi (I=1, 2, 3…К) |
|||
1 |
2 |
……………………. |
К |
|
С1 С2 С3 …… Сl |
М11 М21 М31 ……… Мl1 |
М12 М22 М32 ……… Мl2 |
………………….. …………………… …………………… ………………………
|
М1К М2К М3К ……… МlК |
Коэффициент корреляции |
Кс:м1 |
Кс:м2 |
…………………. |
Кс:мк |
Данную концентрационную совокупность можно рассматривать в качестве структуроопределяющего элемента концентрационной неоднородности, геометризации которого в концентрационных полях золоторудных объектов позволили в дальнейшем выделить три типа концентрирования оруденения; бонанцевый, бонанцево-столбовой и столбовой. В соответствии с такой типизацией на примере жильных объектов золота проведен анализ динамики изменения степени прерывистости оруденения на трех_ основных уровнях концентраций, выделенных в пределах купольной части диаграмм КЭ этих объектов. Исследованиями установлено, что оценка прерывистости по известной формуле [64] является действительной характеристикой одной из сторон сложности объектов, но только в области компактной прерывистости. В области же разобщенной прерывистости такая оценка представляется смещенной. Это подтверждается зависимостью прерывистости и компактности - разобщенности оруденения, изображенной в виде корреляционной диаграммы (рис. 6) Значения рассматриваемого параметра по структуроопределяющим КС тяготеют к области смены типа прерывистости. На корреляционной диаграмме видно, что объектам с бонанцевым типом концентрирования свойственен тип разобщенной прерывистости, а компактный тип прерывистости — объектам со столбовым типом концентрирования.
Промежуточный тип концентрирования — бонанцево-столбовой — попадает в область того или иного типа прерывистости.
Для характеристики сложности строения предлагается показатель, не зависящий от суммарной мощности рудных и безрудных участков (интервалов), формула которой приведена в той же работе [64], а в ином виде она может быть представлена выражением:
где Ксл — показатель сложности;
П — показатель прерывистости; Кр — коэффициент рудоносности.
Из содержания корреляционных диаграмм (см. рис. 6) и табл. 5 следует, что диапазон значений показателя сложности почти в 3 раза превышает таковой для показателя прерывистости, а изменчивость сложности заметно снижается от столбового к бонанцевому типу концентрования. Максимальные значения сложности приходятся на структу-роопределяющую КС.
Приведенные результаты анализа свидетельствуют, что диаграмма КЗ позволяет достаточно однозначно наметить переход прерывистости концентрирования из компактной в разобщенную. Этот важный момент может быть методическим обоснованием вопросов геометризации основных элементов концентрационной неоднородности золоторудных объектов для изучения ее структуры и проведения морфологического анализа на различных структурных уровнях с целью оптимизации разведочной сети.
Таблица 5
Сравнительная характеристика показателей строения восьми жильных объектов
-
Тип концентрирования
Кол пчсстпо наблюдений
Средние оценки
-
Коэффициент корреляции П:Ксл
П
Ксл
П
Ксл
Столбовой
12
0,045
0,106
58
90
0,852
Бонанцево-столбовой
24
0,050
0,125
36
71
0,454
Бонанцевый
12
0,053
0,175
38
32
0,298
Полный анализ структуры концентрационной неоднородности возможен при условии геометризованных концентраций по всем возможным направлениям в объеме разведуемого объекта: по мощности, простиранию и падению. Это, однако, не всегда удается, как правило, в силу недостаточно плотной сети разведочных наблюдений и отсутствия соответствующих реализующих направлений. Поэтому на разведуемых объектах элементы структуры концентрационной неоднородности могут быть выявлены на диаграмме КЭ, а изучение собственно структуры осуществляется по отдельным реализующим направлениям (разведочным пересечениям) на базе гармонического анализа [28].
В общем виде такой анализ заключается в разложении предварительно сглаженной (детерминированной) кривой распределения содержаний золота на элементарные гармоники по схеме на рис. 7. Под элементарной гармоникой понимается последовательное приращение исследуемого признака (например, содержания) в пределах отрезка на детерминированной кривой между соседними максимумами и минимумами признака. Данный отрезок рассматривается как длина полуволны элементарной гармоники, позволяющей, согласно П. Л. Каллистову [1956], выбрать необходимое и достаточное сближение разведочных наблюдений по оптимизации плотности сети с учетом характера изменчивости оруденения.
В качестве примера приведены результаты гармонического анализа на месторождении типа минерализованных зон (табл. 6), на основании которых было рекомендовано:
— увеличить длину секционных проб в 2-3 раза, а шаг опробования в прослеживающих выработках довести с 2,5 до 9-12 м;
— для оценки запасов по категории В довести сеть разведочных пересечений до 30 м, а при формировании групповых проб необходимо руководствоваться десятиметровыми интервалами в пределах рудных зон.