CC BY
147
ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
2010 Геология Вып.1 (9)
УДК 553; 622
О соотношениях параметров разведочной сети смежных категорий запасов
Г.В. Лебедев
Пермский государственный университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15 E-mail: poisk@psu.ru
(Статья поступила в редакцию 22 сентября 2010 г.)
В действующих с 2007 г. «Методических рекомендациях по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых» приведены данные о плотности сети разведочных выработок, применявшихся при разведке месторождений разнообразных видов полезных ископаемых, которые на практике фактически используются как обязательные. При переходе от низких категорий разведанности к более высоким сгущение сети производится в достаточно широких пределах: от полного отсутствия такого сгущения по отдельным осям анизотропии тел полезных ископаемых до сгущения в 2,7 раза. В среднем плотность сети сгущается в два раза. Анализ соотношений частотной изменчивости геологических полей важнейших геолого-промышленных параметров смежных структурных уровней, осуществленный для более чем 20 месторождений, показал, что это соотношение составляет в среднем 3.5. Эти данные свидетельствуют о том, что принцип сгущения сети в два раза не соответствует природным особенностям строения месторождений.
Ключевые слова: месторождения, категории запасов, разведочная сеть, соотношение параметров.
В настоящее время при разведке месторождений полезных ископаемых сеть разведочных выработок в основном устанавливается согласно данным, изложенным в «Методических рекомендациях...» [7], утвержденных Министерством природных ресурсов РФ в 2007 г. взамен действовавших с 1983-1985 гг. «Инструкций...» [1].
В соответствии с указанными инструктивно-методическими документами, изданными по отдельным видам полезных ископаемых, все месторождения по степени сложности геологического строения для целей разведки подразделяются на четыре группы, которые должны учитываться при выборе параметров разведочной сети, устанавливаемых для различных категорий запасов. Для наиболее простых по геологическому строению месторождений, сложенных крупными залежами (1-я группа сложности), подсчет запасов следует вести по всем четырем категориям: А, В, С1 и С2; для месторождений сложного геологического строения (2-я группа) - до категорий В, С1 и С2; для месторождений очень сложного и весьма сложного строения (3-я и 4-я группы)
- только до категорий С1 и С2. Плотность сети разведочных выработок от более низких категорий разведанности к более высоким увеличивается, что влияет на достоверность выявленных запасов. То, что не все запасы разве-дуются до категории А объясняется следующим: обеспечение наиболее высокой достоверности, присущей запасам категории А, на месторождениях со сложным строением (2, 3 и 4-я группы сложности) требует высоких затрат на разведку, что экономически нецелесообразно. Однако это увеличивает экономический риск, связанный с возможным непод-тверждением запасов, неточным определением их качества, пространственного положения и т.п.
Строгих указаний о том, во сколько раз должна сгущаться сеть разведочных выработок при переходе от низких к более высоким категориям разведанности, в [7] отсутствуют. Приводятся только качественные рекомендации, касающиеся вида разведочных выработок, их соотношения, расположения и расстояния между ними, которые определяются с учетом сложности геологического строения
© Лебедев Г.В., 2010
месторождения: условий залегания, формы, размеров, внутреннего строения и характера размещения тел полезного ископаемого, а также предполагаемого способа отработки. Во всех указанных нормативных документах [7] имеются специальные таблицы, в которых приведены сведения о плотности сетей разведочных выработок, применявшихся при разведке месторождений конкретного вида полезного ископаемого в СССР, СНГ или РФ. Параметры сетей приведены по группам сложности месторождений полезного ископаемого. В пределах групп для каждой категории запасов указаны расстояния между пересечениями залежей полезных ископаемых разведочными выработками по простиранию и падению. В одних случаях эти расстояния имеют фиксированные значения, в других -интервальную характеристику (от - до). Отмечается, что «. обобщенные сведения о плотности сетей разведочных выработок, применявшихся при разведке месторождений, могут быть использованы при проектировании геологоразведочных работ, но их нельзя рассматривать как обязательные. Для каждого месторождения на основании изучения участков детализации и тщательного анализа всех имеющихся геологических, геофизических и эксплуатационных материалов по данному или аналогичным месторождениям обосновываются наиболее рациональные геометрия и плотность сети разведочных выработок» [там же].
В принципе такая достаточно витиеватая трактовка рекомендаций является, по-видимому, единственно правильной. Однако на практике параметры разведочных сетей, приведенные в [1 и 7], как показывает авторский опыт изучения многочисленных отчетов по разведке и последующей их экспертизы в ГКЗ, принимаются как обязательные. При этом совершенно не обсуждается вопрос о том, насколько правомерна приведенная в нормативных документах степень сгущения разведочной сети при переходе от низких категорий разведанности к более высоким.
Автор систематизировал материалы о соотношениях параметров разведочных сетей смежных категорий запасов. Результаты расчетов приведены в таблице. Анализ этих данных показывает, что исследуемые соотноше-
ния (КВ/А, КС1/в - соответственно отношения параметров сети при переходе от категории В к категории А и от категории С к категории В) для различных видов полезных ископаемых могут быть различными. Для некоторых месторождений по отдельным направлениям анизотропии залежей сгущение сети от категории к категории вообще отсутствует. Это, например, характерно для простирания залежей месторождений радиоактивных металлов, для некоторых групп месторождений жильного кварца, асбеста, графита, лития и цезия. По падению значения КВ/А, равные 1, отмечаются для некоторых групп сложности месторождений меди, барита, жильного кварца, графита, флюорита, талька, а значения КСШ - для месторождений олова, барита, коренного золота, алюминия, жильного кварца, асбеста, графита, флюорита, талька, алмазных россыпей. Отмечены следующие наиболее высокие значения коэффициентов КС1/В: 2.5 - для некоторых групп сложности месторождений алюминия, железа, россыпей алмазов, 2.6 - для месторождений хрома и 2.7 - для месторождений глин. По падению залежей максимальные значения КСш характерны для месторождений глин (2.7), хрома (3.0), алюминия (4.0). В среднем же значения исследуемых коэффициентов по обеим осям анизотропии тел полезных ископаемых изменяются от минимальных значений, равных 1.3 - 1.4, для месторождений бериллия, олова и жильного кварца, до максимальных значений, равных 2.1-2.2, для месторождений коренного золота, алюминия, железа и хрома.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что при переходе от низких категорий разведанности к более высоким разведочная сеть в основном сгущается в два раза. На это в известной степени указывает следующее примечание к таблицам параметров разведочной сети, приведенное в [7]: «. на оцененных месторождениях разведочная сеть категории С2 по сравнению с сетью для категории С1 разрежается в 2 - 4 раза в зависимости от сложности геологического строения месторождения». В связи с этим возникает вопрос о соответствии принципа сгущения разведочной сети в два раза свойствам самих объектов изучения - залежей полезных ископаемых.
Отношения параметров разведочной сети смежных категорий запасов
№ п/п Полезное ископаемое Отношения параметров разведочных сетей смежных категорий
от - до среднее
по простиранию по падению по простиранию по падению среднее арифм.
В/А С/В В/А С/В В/А С/В В/А С/В
1 Бериллий - 1.3 - 1.3 - 1.3 - 1.3 1.3
2 Олово - 1.0-1.6 - 1.0-1.8 - 1.3 - 1.4 1.4
3 Жильный кварц 1.0-2.0 1.0-2.0 1.0 1.0-2.0 1.5 1.5 1.0 1.5 1.4
4 Литий и цезий - 1.5 - 1.5 - 1.5 - 1.5 1.5
5 Асбест - 1.0-2.0 - 1.0-2.0 - 1.5 - 1.5 1.5
6 Графит 1.0-2.0 1.0-2.0 1.0-2.0 1.0-2.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
7 Алмазы - 1.2-1.7 - 1.2-2.0 - 1.5 - 1.6 1.5
8 Радиоак- тивные металлы - 1.0 - 2.0 - 1.0 - 2.0 1.5
9 Соли 1.4-1.7 1.4-1.7 1.4-1.7 1.4-1.7 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
10 Угли 1.4 1.7 1.5 1.2-1.7 1.4 1.7 1.5 1.4 1.6
11 Флюорит 2.0 1.7-2.0 1.0 1.0-2.0 2.0 1.9 1.0 1.5 1.6
12 Гипс и ангидрит 1.2-2.0 1.2-2.0 1.2-2.0 1.2-2.0 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
13 Молибден - 1.4-2.0 - 1.4-2.0 - 1.7 - 1.7 1.7
14 Россыпи алмазов - 1.7-2.5 - 1.0-1.5 - 2.1 - 1.3 1.7
15 Строительный и облицовочный камень 1.4-2.0 1.4-2.0 1.4-2.0 1.4-2.0 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
16 Кремнистые породы 1.7 1.4-2.0 1.7 1.4-2.0 1.7 1.7 1.7 1.7 1.7
17 Медь 1.3-2.0 1.3-2.0 1.0-2.0 1.5-2.0 1.6 1.7 1.5 1.8 1.7
18 Барит 2.0 1.5-2.0 1.0-2.0 1.0-2.0 2.0 1.8 1.5 1.5 1.7
19 Тальк 2.3 1.4-2.3 1.0 1.0-2.0 2.3 1.9 1.0 1.5 1.7
20 Вольфрам - 1.5-2.0 - 1.5-2.0 - 1.8 - 1.8 1.8
21 Россыпное золото - 2.0 - 1.5-1.7 - 2.0 - 1.6 1.8
22 Песок и гравий 1.7 1.8-2.0 1.7 1.8-2.0 1.7 1.9 1.7 1.9 1.8
23 Карбонаты 2.0 1.3-2.0 2.0 1.3-2.0 2.0 1.7 2.0 1.7 1.9
24 Серебро - 1.5-2.0 - 2.0 - 1.8 - 2.0 1.9
25 Сурьма - 1.7-2.0 - - - 1.9 - - 1.9
26 Ниобий, тантал и редкие земли 2.0 1.5-2.0 2.0 1.5-2.0 2.0 1.8 2.0 1.8 1.9
27 Россыпи титана, олова, янтаря, вольфрама, тантала, ниобия 2.0 2.0 2.0 1.3-2.0 2.0 2.0 2.0 1.7 1.9
28 Г лины 1.4-2.0 1.7-2.7 1.4-2.0 1.7-2.7 1.7 2.2 1.7 2.2 2.0
29 Свинец и цинк - 2.0 - 1.7-2.0 - 2.0 - 1.9 2.0
Окончание таблицы
№ п/п Полезное ископаемое Отношения параметров разведочных сетей смежных категорий
от - до среднее
по простиранию по падению по простиранию по падению среднее арифм.
В/А Сі/В В/А Сі/В В/А Сі/В В/А Сі/В
30 Никель, кобальт 2.0 2.0 2.0 1.2-1.4 2.0 2.0 2.0 1.8 2.0
31 Марганец 2.0 1.3-2.4 2.0 2.0-2.4 2.0 1.9 2.0 1.9 2.0
32 Магнезит и брусит - 2.0 - 2.0 - 2.0 - 2.0 2.0
33 Бор 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
34 Каолин 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
35 Озерные соли 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
36 Самородная сера 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
37 Золото - 1.2-4.0 - 1.0-2.0 - 2.6 - 1.5 2.1
38 Алюминий 2.0 2.0-2.5 1.3-2.0 1.0-4.0 2.0 2.3 1.7 2.5 2.1
39 Железные руды 2.0 2-2.5 2.0 2.0 2.0 2.3 2.0 2.0 2.1
40 Хром - 2.0-2.6 - 1.0-3.0 - 2.3 - 2.0 2.2
Согласно современным представлениям месторождения полезных ископаемых рассматриваются как сложные геологические системы структурных уровней различного порядка. Этой концепции отвечает математическая модель месторождения как сочетания геологических полей, характеризующихся иерархической квазипериодической изменчивостью. В соответствии с этой моделью изменение геологических параметров по линейным пересечениям залежей (разведочным скважинам, горным выработкам) можно представить как сумму периодических разночастотных составляющих. При этом основная геологическая задача разведки должна формулироваться как задача восстановления (создания моделей) по системе дискретных наблюдений полей геолого-промышленных параметров того уровня, которые соответствуют задачам этапа изучения месторождения. На ранних этапах исследуются низкочастотные уровни строения полей, а по мере детализации - все более высокочастотные.
В работах [4, 5] было показано, что система наблюдений должна определяться частотными характеристиками геологических полей. В качестве меры частотной изменчивости и расстояний между пунктами наблюдения предложено использовать радиус геометрической автокорреляции. Выявление уровней строения геологических полей рекомендовано проводить путем сглаживания «окном», рав-
ным длине волны смежного высокочастотного уровня [4].
Исследования, проведенные на более чем 20 эксплуатируемых скарново-магнетитовых и хромитовых месторождениях, а также россыпных месторождениях алмазов, показали высокую эффективность метода геометрической автокорреляции при установлении параметров сети опробования и эксплуатационной разведки. Расчетные параметры оказались близки к параметрам, установленным многолетней практикой. Однако при сопоставлении расчетной сети наблюдений и предлагаемой в [7] для стадий «оценочные работы» и «разведка месторождения» возникли проблемы, обусловленные правилом сгущения сети в два раза при переходе от низких категорий разведанности к более высоким. Объективно это возможно лишь в том случае, если элементы неоднородности высокочастотного уровня строения будут отличаться от элементов неоднородности смежного низкочастотного ровно в два раза.
Между тем расчеты показывают, что соотношения частотных характеристик смежных уровней строения геологических полей не подчиняются такой закономерности. На скар-ново-магнетитовых месторождениях отношения радиусов автокорреляции изменяются от 2.1 до 4.5, на хромитовых - от 2.5 до 6.7, на Верхнекамском месторождении калийных солей - от 1.9 до 4.1, на алмазоносных россы-
пях - от 2.3 до 4.7. Средние значения отношений для отдельных месторождений рассматриваемых типов изменяются в довольно узких пределах - от 2.7 до 3.7, составляя в среднем 3.5 [2, 3]. Отсюда следует, что если при разведке производится сгущение сети наблюдений в два раза, то такое развитие сети противоречит природным особенностям строения месторождений и не соответствует задаче выявления их уровенного строения.
Библиографический список
1. Инструкции по применению классификации запасов к месторождениям полезных ископаемых. М.: ГКЗ СССР, 1983-1985.
2. Лебедев Г.В. Уровенное строение геологических полей и плотность сети наблюдений // Применение математических методов и ЭВМ при обработке информации на геологоразведочных работах: тез. докл. конф. Свердловск, 1985. С. 82-83.
3. Лебедев Г.В. Геологические поля и система опробования сильвинитовых пластов Верхнекамского месторождения в пределах шахтных полей ОАО «Сильвинит» // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: научные чтения памяти П.Н. Чирвинского / Перм. ун-т. Пермь, 2007. Вып. 10. С. 276-290.
Следовательно, приведенные в [7] параметры разведочной сети должны обосновываться независимыми расчетами, поскольку эмпирически обобщенные их значения характеризуются неопределенностью и могут содержать существенные субъективные погрешности.
Автор благодарен студенту В.О. Гребенщикову за помощь в систематизации материалов.
4. Лебедев Г.В. К методике выявления структурных уровней геологических полей // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер. регион. науч.-практ. конф. / Перм. ун-т. Пермь, 2007. С. 118-124.
5. Лебедев Г.В. Методы определения параметров систем опробования // Вестник Перм. ун-та. Сер. геология. Пермь, 2007. Вып. 4(9). С. 7690.
6. Лебедев Г.В. К вопросу о соотношениях параметров разведочной сети смежных категорий запасов // Геология и полезные ископаемые Западного Урала: матер. регион. науч.-практ. конф. / Перм. ун-т. Пермь, 2009. С. 115-118.
7. Методические рекомендации по применению классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. М.: МП России, 2007.
About Relations of Trial Web Parameters of Adjacent Reserves Categories
G.V.Lebedev
Perm State University. 614990, Russia, Perm, Bukirev st., 15 E-mail: poisk@psu.ru
In operating with 2007 «Methodical guidelines on application of a classification of reserves of deposits and undiscovered potential resources of firm minerals» data about denseness of a web of the exploring openings applied at survey of deposits of manifold aspects of minerals, which one in practice are actually used as binding are cited. At passage from low classes of an extent of exploration to higher the bridging is made in enough wide limits: from the complete lack of such inspis-sation on separate fulcrums of direction properties of skew fields of minerals up to an inspissation in 2.7 times. On the average the denseness of a web is inspissated twice. The assaying of relations of the frequency variability of geologic fields of the major geology-industrial arguments of the adjacent structural levels, the realized for more than 20 fields, has displayed, what is it the relation averages 3.5. These data testify that the principle of a bridging twice mismatches natural singularities of a constitution of deposits.
Keywords: deposits, reserves categories, a trial web, a relation of parameters.
Рецензент - кандидат геолого-минералогических наук А.С. Сунцев
