CC BY
30
УДК: 622.03+622.143.1+519.2
ОЦЕНКА ПРЕДСТАВИТЕЛЬНОСТИ ДАННЫХ РАЗВЕДКИ НА МЕСТОРОЖДЕНИИ «ОЖЕРЕЛЬЕ» С ПОЗИЦИЙ ТЕОРИИ СЛУЧАЙНЫХ ФУНКЦИЙ
1 2 В.И. Снетков , А.А. Соловьев
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
С учетом геологических особенностей строения золоторудного месторождения «Ожерелье» предложена методика по оценке представительности керновых проб, полученных по скважинам колонкового бурения с разным диаметром бурового наконечника и даны рекомендации по плотности разведочной сети.
Библиогр. 12 назв. Ил. 5.
Ключевые слова: золото; месторождение; свита; минерализованная зона; скважина; проба; автокорреляционная функция.
ASSESSING REPRESENTATIVENESS OF PROSPECTING DATA AT "OZHERELYE" DEPOSIT BASED ON THE THEORY OF STOCHASTIC FUNCTIONS
V.I. Snetkov, A.A. Solovyov
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
Taking into account the geological features of the structure of "Ozherelye" gold field described by A.I. Ivanov the authors propose a methodological approach to estimate the representativeness of core samples obtained by core-drilling wells with the application of the drilling ends of different diameters. The recommendations on prospecting network density have been given.
12 sources. 5 figures.
Key words: gold; field; suite; mineralized zone; well; sample; autocorrelation function.
Технико-экономическая оценка постоянных или временных кондиций месторождения, подсчёт запасов немыслимы без учёта особенностей геологического строения, оценки достоверности исходной информации, полученной по данным разведки, экспериментальных и заверочных работ на участках детализации. Безусловно, это большой комплекс верификационных, контрольных и аналитических действий, таких как анализ керно- и пробоотбора, работы химлабораторий, проверка полевых
материалов, изучение воспроизводимости законов распределения содержания золота разными видами опробования и тенденций его изменения в плане и на глубину, оценка сходства данных поин-тервального опробования по сближенным скважинам в одинаковом высотном интервале, сопоставление доверительных интервалов найденных числовых характеристик распределений и др.
Краткая геологическая характеристика месторождения «Ожерелье» приводится в основном по материалам
1 Снетков Вячеслав Иванович, доктор технических наук, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 89500469564, e-mail: [email protected]
Snetkov Vyacheslav, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 89500469564, e-mail: [email protected]
2Соловьев Андрей Алексеевич, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел.: 89500469564, (3952) 405102, e-mail: [email protected]
Solovyev Andrei, Postgraduate of the Department of Mine Surveying and Geodesy, tel.: 89500469564, (3952) 405102, e-mail: [email protected]
А.И. Иванова [2,3,4,5,6], показавшего возможности формирования золоторудных объектов в зонах повышенного метаморфизма в Ленской золотоносной провинции. В 1999-2004 гг. им было обнаружено месторождение «Ожерелье» и подсчитаны промышленные запасы золота.
Геологические особенности месторождения «Ожерелье». В геологическом строении месторождения принимают участие породы аунакитской, вачской, анангрской и догалдынской свит. Они представлены переслаиванием преимущественно черных углеродистых слюдисто-кварцевых и кварцево-слюдистых сланцев с темно-серыми мелкозернистыми углеродистыми кварцевыми метапесчаниками, зеленовато-серыми слабо углеродистыми слюди-сто-хлоритовыми, гранат-слюдистыми сланцами. В зависимости от уровня метаморфизма они могут иметь существенно мусковитовый (восточная часть площади), мусковит-биотитовый или биотитовый (западная часть) составы.
Рудовмещающей во всех выявленных рудных участках месторождения «Ожерелье» является нижнедогалдын-ская подсвита.
Основной складчатой структурой является Маракано-Тунгусская синклиналь, запрокинутая на запад. Синклиналь осложнена складками более высокого порядка.
В правом борту р. Маракан выявлена сравнительно крупная осложняющая «лежачая» антиклиналь, являющаяся рудовмещающей и основной структурой месторождения «Ожерелье» -рудная жильно-прожилковая зона приурочена к ее запрокинутому крылу.
Основными системами разрывов, развитых в пределах месторождения, являются надвиги, субмеридиональные зоны трещиноватости и северовосточные зоны хрупко-пластических деформаций. Наиболее отчетливо картируется надвиг, разделяющий верхне-
догалдынскую и среднедогалдынскую подсвиты.
Рудные жильно-прожилковые зоны приурочены к надвигам и представляют собой сочетание согласных и ко-сосекущих жил, образующих кулисную систему внутри надвиговой зоны.
В пределах рудного поля проявлены сложные многостадийные гидротер-мально-метасоматические процессы. С этапом линейной складчатости связаны сульфидизация и бурошпатизация, которые в значительной степени переработаны последующими процессами, прежде всего регионально-метаморфическими. Наиболее интенсивные гид-ротермально-метасоматические преобразования пород связаны с постмагматическим рудным этапом, когда проявились жильно-прожилковое окварце-вание, сульфидизация, бурошпатизация, альбитизация и мусковитизация. Наиболее значительную роль в формировании золоторудной минерализации играл процесс альбитизации [8], зона максимального проявления которой пространственно совмещается с ру-доконтролирующей золотоносной
надвиговой зоной рассланцевания.
На месторождении «Ожерелье» установлены несколько возрастных генераций кварцевых жил.
Первая генерация - дометаморфи-ческие жилы кварца этапа линейной складчатости. Из рудных минералов отмечается пирит в зоне низкого метаморфизма и пирротин в зоне граната и выше.
Синметаморфические кварцевые (вторая генерация) и кианит-кварцевые жилы, отчетливо устанавленные за изо-градой биотита, не несут полезной минерализации.
Постметаморфические жилы
кварца третьей генерации характеризуются развитием серицита или хлорита в экзоконтакте. По форме это согласные и субсогласные обычно линзующиеся жилы, формирующиеся в надвиговых зонах. Они часто содержат обильную
вкрапленность магнезиально-железис-того карбоната (бурого шпата) и пирита. Именно они являются золотоносными и в основном формируют золоторудные зоны. В пределах минерализованной зоны №1 отмечаются золотоносные позднеметаморфические кианит-
мусковит-кварцевые жилы.
Постметаморфические жилы
кварца четвертой генерации обычно секущие по отношению к складчатой структуре и не несут промышленной золотоносности.
Минерализованная зона №1 имеет сложное внутреннее строение. Лудо-носные жилы и прожилки, изученные в карьере, в канавах, расчистках и по керну скважин, представлены несколькими генерациями, имеют различную морфологию и ориентировку.
Первая наиболее древняя рудная генерация представлена кианит-кварцевыми жилами и прожилками. Мощность таких жил обычно не превышает 0,4-0,5 м, они залегают как субсогласно сланцеватости и слоистости, так и могут сечь ее под разными углами. Эти жилы участвуют в строении рудных жильно-прожилковых зон, часто содержат видимое золото, содержания золота в них достигают 10-15 г/т и более.
Вторая рудная генерация представлена бурошпат-кварцевыми жилами и прожилками, которые в основном и образуют рудную жильно-прожилковую зону. Золото в жилах и прожилках приурочивается либо к зальбандовой бу-рошпатовой кайме, либо к реликтовой бурошпатовой кайме внутри жил.
Кроме жил и прожилков в минерализованной зоне отмечается проявление так называемых «бурундучных» руд, представляющих собой зонки расслан-цевания мощностью до 0,2-0,3 м. Наиболее богатые «бурундучные» руды «ограничивают» сверху рудную зону, характеризующуюся высокими содержаниями золота. По задирковым пробам содержание золота достигает 200-600 г/т (пробирный анализ). По результатам
обработки валовой пробы № 1 весом 5,395 т гравитационным способом (при дроблении до 1 мм и обработке на концентрационном столе) содержание извлеченного золота составило 141,4 г/т. Золото в «бурундучных» рудах приурочено к бурошпатовым оторочкам прожилков и, чаще, к мусковит-бурошпатовым сланцам, образующимся на контактах или внутри зоны этих руд.
Поздния генерация кварцевых жил и прожилков являются пострудными.
Золото в минерализованной зоне очень крупное. Согласно расситовке золота, полученного в процессе переработки валовых проб, около 70 % золота имеет размер золотин более 2 мм, в том числе 13-18% - более 7 мм. Часто отмечаются золотины размером 20-40 мм. Это обусловливает крайне неравномерное распределение золота и низкую вероятность «попадания» крупных золо-тин в рядовые пробы, прежде всего кер-новые из-за малого объема проб.
Месторождение разведано канавами, скважинами колонкового бурения диаметром 122, 96 и частично 76 мм по сети 50х50 м с отбором керновых проб через 1 м. Дополнительно на участке детализации были пройдены попарно сближеннные скважины на расстоянии 1-2 м, а также кусты скважин с одинаковыми зенитными углами с расположением в плане конвертом. В центре располагалась скважина диаметром 131 мм, по периферии - скважины диаметром 96 мм.
Первоначально месторождение по сложности геологического строения было отнесено к третьей группе, однако после сгущения сети до 25х25 м и проведения экспериментальных работ на участке детализации эксперты пришли к выводу, что его следует отнести к четвёртой группе.
Ввиду высокой сложности геологического строения и крайне неравномерного распределения золота, уже на самых первых этапах поисково-оценочных работ на месторождении
«Ожерелье» у исполнителей возникли сомнения в возможности использования получаемой при проходке скважин информации для достоверного оконтури-вания и подсчета запасов. Сомнения вы званы не столько качеством разведки (например, низкий выход керна), сколько наличием в руде крупного золота, его крайне неравномерным распределением в недрах, присутствием отдельных гнезд и линз с повышенным содержанием золота, то есть факторами, снижающими представительность проб разного объёма и сечения в зоне их влияния. Отмеченные особенности предопределяют высокую изменчивость содержаний золота, значительную асимметрию в распределении его концентраций, и это, безусловно, накладывает существенные ограничения при использовании классических методов анализа и контроля данных и негативно отражается на точности геометризации рудных зон и подсчёте запасов.
Автокорреляционный анализ. Попробуем оценить достоверность данных по двум критериям с позиций теории случайных функций (подробное изложение вопросов о применимости математических методов к изучению месторождений полезных ископаемых содержится в [7]).
Один из критериев представительности данных разведки и опробования -это воспроизводимость тенденций (закономерностей) изменения содержаний золота на глубину по данным интервального опробования скважин. Данные тенденции часто бывают скрытыми из-за присутствия аномально высоких проб в выборках ограниченного объёма, поэтому требуют индивидуального подхода. Тенденции можно выявить на основе регрессионного, автокорреляционного анализов, гармонического анализа Фурье [1, 10-12].
Наличие равномерного интервала опробования на глубину по видам опробования позволяет в полной мере ис-
пользовать автокорреляционные функции (АКФ) не только для оценки наличия и характера закономерного изменения содержаний Аи по вертикали, но и для сопоставления выявленных тенденций по сближенным или кустовым скважинам. В случае, если вид коррело-грамм по двум выработкам близок или совпадает, то это означает только одно -скважины равноценно вскрывают закономерности изменения изучаемого показателя на глубину, а данные опробования являются представительными (разумеется, при условии соблюдения основополагающих принципов, требований при отборе и обработке проб).
С этой целью по всем кустовым скважинам были рассчитаны автокорреляционные функции, и на рис. 1, 2 представлены некоторые из них.
Анализ показал, что содержание на глубину в большинстве случаев изменяется закономерно, причём радиус корреляции (расстояние затухания автокорреляции до нуля) варьирует от 4 до 6-12 м (кусты 101, 121).
Нельзя не заметить, что коррело-граммы по скважинам диаметром 131 и 96 мм весьма близки, что означает их способность в одинаковой мере вскрывать основные тенденции изменения содержаний в конкретной зоне месторождения. Скважины диаметром 131 мм вскрывают закономерность лучше по сравнению со скважинами 96 мм. Это видно из коррелограмм, где коэффициент автокорреляции при лаге, равном единице, выше в скважинах диаметром 131 мм (коэффициент автокорреляции при лаге АКФ численно равен доле закономерной изменчивости от общей [10]). По всей видимости, здесь кроме объёма пробы начинает заметно влиять и площадь поперечного сечения керна. Учитывая, что расстояния между спаренными скважинами варьируют от 0.8 до 2.5 м, такой результат можно считать очень хорошим.
Рис. 1. Коррелограммы по кустовым скважинам 101, 121, 102
Рис. 2. Коррелограммы по экспериментальным шурфам
На рис. 2 представлены коррело-граммы, полученные по данным опробования экспериментальных шурфов. Здесь также отмечается хорошая воспроизводимость основных тенденций (или их отсутствие) на глубину между скважинами 131 и 96 мм. Падение корреляции на первых лагах по шурфам 127 и 137 вызвано влиянием аномально высоких проб. Удаление их из выборки или замена средними значениями (данная процедура не должна относиться к подсчёту запасов) позволяет выделить и увидеть закономерные тенденции на глубину (рис. 3).
Рис. 3. Коррелограмма после замены высоких проб на средние значения между соседними пробами
Таким образом, скважины диаметром 131 и 96 мм в целом объективно отражают имеющиеся тенденции в изменении содержаний Аи на глубину, а поскольку скважины диаметром 122 мм занимают промежуточное положение, то их также можно считать представительными. Это хорошо видно на корре-лограммах (рис. 4), построенных по сближенным скважинам (расстояние 3.3 м) за пределами экспериментального участка (буровая линия №7). Здесь замена высоких проб в ограниченной выборке позволяет выявить наличие вполне конкретной закономерности, представленной композицией гармонических изменений с периодами изменения 8 и 30 метров.
Приведём ещё один пример по сближенным скважинам - 4 (76 мм) и
Ос 9/10А (122 мм) по буровой линии №9, расстояние между ними 4,5 м, Уменьшение площади поперечного сечения керна и соответственно объёма пробы почти в 2 раза приводит к увеличению коэффициента вариации с 82 до 262%. Содержание при этом возрастает с 0,225 до 1,326 г/т. По-видимому, площадь сечения керновой пробы при бурении диаметром 76 мм становится сопоставимой с размерами гнездового оруденения, в результате чего появляются высокие пробы, контрастность содержаний Аи увеличивается и создаются условия для завышения содержаний.
Тем не менее, скважины диаметром 76 мм хорошо отражают основные тенденции изменения содержания на глубину на малоконтрастных участках и, в общем, выявляют их и на высококонтрастных рудах, однако при проведении автокорреляционного анализа следует ограничить влияние выдающихся проб одним из известных способов [9] или хотя бы элементарным - заменить их на среднее из двух соседних проб. Как видно на рис. 5, такая несложная процедура позволяет выявить закономерности, скрытые присутствием и влиянием на результаты расчетов высоких проб в выборке ограниченного объёма, имеющей распределение, отличное от нормального закона. Некоторые сбои в цикличности, отмечаемые на коррелограммах, объясняются присутствием полуметровых интервалов в цепочке данных по стволу скважины.
Итак, все виды скважин позволяют выявить основные закономерности изменения содержания золота на глубину, и в этом контексте результаты их опробования представительные.
Выводы
1. По воспроизводимости тенденций природного распределения содержания золота на глубину все виды кернового опробования можно считать представительными, а сам методический подход может быть рекомендован для оценки надёжности
Рис. 5. Коррелограммы по сближенным скважинам
Рис. 4. Коррелограмма по сближенным скважинам
результатов опробования на золоторудных месторождениях с крайне неравномерным распределением золота.
2. При проведении автокорреляционного анализа данных опробования, характеризующихся высокой асимметрией распределения полезного компонента, рекомендуется проводить учёт высоких проб и ограничивать их влияние одним из известных способов.
3. При практически одинаковой представительности всех рассмотренных видов опробования, скважины 131 мм имеют некоторое преимущество, связанное, в основном, с принятой технологией разведки и большем весом керна. Для уменьшения контрастности содержаний по скважинам 96 и 76 мм может быть рекомендовано бурение парно сближенных скважин, что должно позволить более надёжно оконтуривать рудные зоны по мощности.
Библиографический список
1. Дэвис Дж. Статистический анализ
данных в геологии / пер. с англ. В.А. Голубевой; под ред. Д.А. Родионова. М.: Недра, 1990. Т. 1-2.
2. Золоторудные месторождения России / Ред. М.М. Константинов. М.: Акварель, 2010. 349 с.
3. Иванов А.И. Месторождение «Ожерелье» - новый тип коренных месторождений золота в Бодайбинском рудном районе // Известия Сибирского отделения Секции наук о Земле РАЕН. Иркутск, 2008. Вып. 6. С. 14-26.
4. Иванов А.И., Лифшиц В.И., Перевалов О.В. и др. Докембрий Патомского нагорья. М.: Недра, 1995. 352 с.
5. Иванов А.И., Агеев ЮЛ. Геохимические методы поисков золоторудных месторождений на закрытых территориях в условиях вечной мерзлоты // Разведка и охрана недр. 2008. № 4-5. С. 103-108.
6. Иванов А.И. Золотоносность Бай-кало-Патомской металлогенической провинции: дис. ... д-ра геол.-минералог. наук. Иркутск, 2010.
7. Каждан А.Б., Гуськов О.И., Ши-манский А.А. Математическое моделирование в геологии и разведка полезных ископаемых. М.: Недра, 1979. 168 с.
8. Ленский золотоносный район / Ю.П. Казакевич, С.Д. Шер, Т.П. Жадно-ва и др. М.: Недра, 1971. Т.1. 163 с.
9. Прерис А.М. Определение и учет ураганных проб. М.: Недра, 1974. 104 с.
10.Снетков В.И. Разработка методов квалиметрии недр при моделировании и количественной оценке качества источника георесурсов. М.: ГИАБ, 2005. № 8.
- Деп. в МГГУ 04.03.05, № 406/08-05. 79 с.
11. Снетков В.И. О статистических методах в квалиметрической оценке месторождений полезных ископаемых // Маркшейдерия и недропользование. 2005. №4. С. 34-41.
12. Снетков В.И. Критерий оптимальности при аппроксимации геологических показателей с помощью рядов Фурье // Вестник КузГТУ. 2005. № 5. С. 11-15.
Рецензент доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета В.А. Филонюк
