Delist.ru

Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания (25.04.2007)

Автор: Голенев Владимир Борисович

По итогам работ 2-го этапа в 2001 г. издана монография «Методика оценки и разведки месторождений золота в корах выветривания».

На третьем этапе разработана группировка месторождений золота в глинистых корах выветривания по сложности геологического строения. Изучены: практика замены переработки руд на ЗИФ кучным выщелачиванием; методика подготовки золотоносных кор выветривания к подземному выщелачиванию; влияние способа разработки на методику разведки; особенности геолого-экономической оценки.

Завершен 3-й этап в 2006 г. изданием монографии «Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания».

Научная новизна исследований заключается в развитии и углублении геолого-методических основ разведки применительно к новому геолого-промышленному типу — месторождениям золота в глинистых корах выветривания. В ходе исследований получены следующие новые результаты:

- плотность сети и возможность изучения первичных и выветрелых руд одинаковыми или разными разведочными системами и сетями скважин зависят от типа рудовмещающих кор выветривания по условиям формирования и количественных показателей, отражающих соотношение размеров рудных тел в плане и разрезе, анизотропию и характер распределения золота;

- по результатам влияния гипергенеза на морфологию и золотоносность рудных тел сгруппированы месторождения золота в глинистых корах выветривания для оптимизации разведки;

- причиной систематических погрешностей опробования керна при низком его выходе является существенное различие содержания золота в щебнистой и глинистой фракциях выветрелых руд;

- по соотношению содержания золота в щебнистой и глинистой фракциях выветрелые руды типизированы для определения требований к выходу керна и оценки надежности опробования скважин без горных выработок;

- возможности подземного выщелачивания золота в естественном залегании руд зависят от типа глинистых кор выветривания по морфологии и условиям формирования, их минералого-геохимической зональности;

- новый способ разработки месторождений золота в глинистых корах выветривания влияет на представления о морфологии, условиях залегания и золотоносности рудных тел, методики разведки и оценки; доказана необходимость выбора способа эксплуатации на ранних стадиях геологоразведочных работ;

- установлен характер зависимости капитальных вложений в освоение месторождений золота в глинистых корах выветривания, себестоимости добычи и переработки руд, получения золота, величины его извлечения от количества и качества выветрелых руд;

- разработана методика определения способа эксплуатации и экспрессной геолого-экономической оценки золотоносных глинистых кор выветривания на ранних стадиях геологоразведочных работ.

Практическая значимость. Работа направлена на решение актуальной народно-хозяйственной проблемы — повысить эффективность освоения месторождений золота в глинистых корах выветривания. Результаты исследований могут быть использованы при подготовке к эксплуатации объектов этого типа.

На базе анализа изменения в зоне гипергенеза комплекса изучаемых природных факторов, сложности и неоднородности геологического строения месторождений и выветрелых руд, способов разработки предложены конкретные основы выбора различных элементов разведки и способа освоения, методика экспрессной геолого-экономической оценки на ранних стадиях изучения золотоносных глинистых кор выветривания.

Группировка месторождений по сложности геологического строения, уточненная с учетом влияния гипергенеза на морфологию и золотоносность рудных тел, позволила разработать рекомендации по плотности сети и использованию при изучении первичных и выветрелых руд одинаковых или разных систем и сетей скважин. Комплекс косвенных методов заверки бурения, основанный на типизации руд по неоднородности распределения золота, способствует сокращению объемов горных работ при разведке без ущерба качеству получаемой геологической информации и сохранению естественных гидрогеологических условий для подземного выщелачивания. Более широкое внедрение этого способа разработки позволит перевести в активные запасы бедных и забалансовых руд, считавшихся таковыми для традиционной открытой добычи, и освоить их с высокой экономической эффективностью и меньшим техногенным воздействием на окружающую среду. Определены перспективы и очередность вовлечения в промышленное освоение подземным выщелачиванием золотоносных кор выветривания различных геолого-генетических типов.

Результаты исследований внедрены при разведке Светлинского и Воронцовского месторождений золота с глинистыми корами выветривания, использованы при изучении золотоносных кор выветривания Кемеровской области, Красноярского края, Еврейской АО, Республики Гвинея, экспертной работе в ГКЗ Роснедра и апробации прогнозных ресурсов.

Апробация работы. Основные положения исследований докладывались в различное время на научно-технических советах Комитета по природным ресурсам Кемеровской области, ПГО «Севвостгеология» и «Уралгеология», ПО «Южуралзолото», Майской и Челябинской ГРЭ, Кочкарской и Воронцовской ГРП; научно-методических советах отделов и секции Ученого совета ЦНИГРИ; конференциях молодых ученых ЦНИГРИ, Москва (1982-87 гг.); Всесоюзном совещании по проблеме «Многофакторные модели рудных месторождений — основа разработки эффективных методик поисков, оценки и разведки», Цхалтубо Грузинская ССР (1988 г.); Х Международном совещании «Россыпи и месторождения кор выветривания — объект инвестиций на современном этапе», Москва (1994 г.); пленарных заседаниях научных чтений памяти Бородаевских, Москва (2004 г.); ХIII Международном совещании по геологии россыпей и месторождений кор выветривания, Пермь (2005 г.); научно-практической конференции «Прогноз, поиски, оценка рудных и нерудных месторождений на основе их комплексных моделей — достижения и перспективы», Москва (2006 г.).

Отдельные материалы и положения исследований вошли в диссертационную работу на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук, 23 печатные работы, в т.ч. 2 монографии, 15 научно-исследовательских и производственных отчетов.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность за всестороннюю помощь и консультации кандидатам геолого-минералогических наук В.Н.Иванову (на начальных этапах исследований) и В.И.Куторгину. Исследования постоянно поддерживались докторами геолого-минералогических наук И.Ф.Мигачевым, А.И.Кривцовым, Б.И.Беневольским, М.М.Константиновым и кандидатами геолого-минералогических наук Е.В.Матвеевой и Н.М.Риндзюнской. Всем им автор искренне признателен. При подготовке работы автор руководствовался советами докторов геолого-минералогических наук А.Н.Барышева, В.П.Новикова и В.М.Яновского, кандидата геолого-минералогических наук В.И.Лобача, которым выражает свою признательность. Автор благодарен за дружескую помощь коллегам по работе В.И. Батраку, Р.О.Берзону, Е.В.Блиновой, И.М.Витковскому, Д.Н.Гречишникову, В.А.Джобадзе, С.А.Емельянову, С.Н.Жидкову, И.А.Карпенко, М.Ю.Катанскому, С.Н.Куличихину, В.П.Кувшинову, Ю.И.Новожилову, А.С.Тарасову, А.И.Тютину, А.А.Черемисину, В.П.Цетлину. Автор благодарит за содействие в проведении исследований представителей геологоразведочных организаций В.Н.Боброва, С.А.Григорова, М.З.Зиннатуллина, А.В.Зябкина, Э.Г.Кусмауля, Э.И.Мецнера, В.И.Покусаева, Б.А.Попова, И.С.Розенблюма, В.Н.Хрыпова. За помощь в подготовке и издании монографии автор искренне благодарит Е.В.Бацалёву, Т.Т.Виленчик, Е.С.Егорова, А.Н.Щендригина.

Основные защищаемые положения.

1. Месторождения золота в глинистых корах выветривания, объединенные в группы по сложности геологического строения, для оптимизации разведки разделены на подгруппы по комплексу показателей: принадлежности кор выветривания к остаточным или переотложенным, соотношению размеров рудных тел в плане и разрезе, их анизотропному или изотропному строению в плане, столбовому или гнездовому распределению золота. Для выделенных подгрупп месторождений обоснованы определенная плотность сети скважин и возможность изучения рудных тел в первичных и выветрелых породах одинаковыми или разными разведочными системами и сетями.

2. Выбор технических средств и технологии бурения, обоснование необходимого выхода керна и оценка надежности опробования скважин без заверочных горных выработок требуют разделить выветрелые руды на три типа по соотношению содержания золота в щебнистой и глинистой фракциях. В рудах первого типа с повышенным содержанием золота в щебнистой фракции при неполном выходе керна возможно систематическое завышение содержания, второго — с пониженным содержанием золота в щебнистой фракции — систематическое занижение, третьего — с близким содержанием золота во фракциях или при отсутствии одной из них — наблюдаются случайные погрешности опробования при любом выходе керна.

3. Первоочередными объектами разведки для подземного выщелачивания являются участки зоны дезинтеграции и нижних горизонтов зоны гидратации и начального гидролиза площадных остаточных кор выветривания, залегающие в пределах водоносного горизонта на алюмосиликатных скальных водоупорных породах и обладающие наиболее благоприятным сочетанием природных факторов, необходимых для разработки месторождений золота этим эффективным способом.

4. Новый способ разработки — подземное выщелачивание — требует при разведке месторождений золота в корах выветривания: изучения, не отстающего от оценки золотоносности, условий формирования, морфологии, минералого-геохимической зональности кор, гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей месторождений; минимизации воздействия разведочных выработок на естественные гидрогеологические условия месторождений. При этом в разработку вовлекаются проницаемые руды с низкой золотоносностью, определяя иной состав параметров кондиций, новую трактовку морфологии, условий залегания и строения рудных тел и допуская приближенную геометризацию концентраций золота в вертикальном профиле коры выветривания и оконтуривание рудных тел с учетом границ водоносного горизонта и пород разной проницаемости.

5. Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания базируются на результатах влияния процессов гипергенеза и предполагаемого способа разработки на комплекс изучаемых природных особенностей этих месторождений и методы их исследований. Поэтому, способ освоения должен выбираться уже на ранних стадиях геологоразведочных работ по авторской методике экспрессной геолого-экономической оценки, впервые разработанной для золотоносных кор выветривания на основе статистически значимой зависимости показателей добычи и переработки от количества и качества гипергенных руд известных месторождений.

ПОЛОЖЕНИЕ 1

Месторождения золота в глинистых корах выветривания, объединенные в группы по сложности геологического строения, для оптимизации разведки разделены на подгруппы по комплексу показателей: принадлежности кор выветривания к остаточным или переотложенным, соотношению размеров рудных тел в плане и разрезе, их анизотропному или изотропному строению в плане, столбовому или гнездовому распределению золота. Для выделенных подгрупп месторождений обоснованы определенная плотность сети скважин и возможность изучения рудных тел в первичных и выветрелых породах одинаковыми или разными разведочными системами и сетями.

Число месторождений золота в глинистых корах выветривания (далее КВ), вовлекаемых в промышленное освоение, непрерывно растет, а схемы их разведки постоянно совершенствуются. Но вопросы классификации этого типа объектов в печати затрагиваются редко. Как правило, это генетические классификации, созданные для прогнозно-поисковых целей (Росляков, 1994; Риндзюнская и др., 1995; Сердюк, 1998). Необходимость систематики таких месторождений с целью разведки появилась еще на ранних этапах освоения, но до сих пор эта проблема остается не решенной.

В настоящее время действует «Классификация запасов …» (1997), согласно которой необходимая и достаточная степень детальности изучения месторождений определяется сложностью их геологического строения. Показателями сложности являются качественные характеристики размеров и формы рудных тел, изменчивости их мощности, строения и особенностей распределения полезного компонента, согласно которым все месторождения твердых полезных ископаемых делятся на 4 группы. ГКЗ разработаны методические руководства по применению «Классификации...» к золоторудным (1999) и россыпным (2000) месторождениям. Собственно месторождения золота в КВ эти руководства не охватывают. Но разведка ведется по методикам золоторудных месторождений, что не всегда отвечает геологическим особенностям КВ. Известны случаи оценки таких месторождений как россыпей, что не учитывает наличие мелкого и тонкого золота.

Согласно практике геологоразведочных работ, месторождения золота в КВ соответствуют 2, 3 и 4-й группам сложности при преобладании 3-й группы. Детальный анализ показал, что месторождения, представляющие одну группу, неоднородны по результатам изменения морфологии, условий залегания, строения и концентраций золота первичных рудных тел, вовлеченных в зону гипергенеза (Голенев, 2005).

Из множества классификаций КВ (Седлецкий, 1941; Гинзбург, 1946, 1947; Лукашев, 1958, 1972; Кротов, 1959; Полынов,1934, 1959; Петров, 1967; Никитина и др., 1971; Перельман, 1972; Михайлов, 1986; Риндзюнская и др., 1995; Сердюк, 1998 и др.) наиболее удачно отражает результаты изменений первичных руд (минерализованных пород) в зоне гипергенеза применительно к задачам разведки месторождений золота, предложенное В.И.Смирновым (1976) деление КВ по условиям формирования на остаточные (у Смирнова — неизмененные) и переотложенные.

Остаточные КВ формируются по алюмосиликатным породам без или с примесью карбонатов при почти полном отсутствии каких-либо механических перемещений. Золотоносные остаточные КВ тесно связаны с первичными рудами (минерализованными породами), располагаясь на их продолжении и непосредственно соприкасаясь с ними в плане и разрезе (Куторгин, Емельянов, Голенев, 1994). Рудные тела, переходя в КВ, наследуют положение в геологической структуре месторождения. Высвобождение самородного золота, остаточное накопление, хемогенное перераспределение и облагораживание реликтового металла, изменяя в отдельных случаях среднее содержание золота (но не более чем в два раза), существенно не отражается на морфологии, условиях залегания, строении и характере распределения золотоносности рудных тел.

Согласно общепринятым представлениям, для КВ характерна минералого-геохимическая зональность. По золотоносным КВ выделяется снизу вверх до трех зон: 1) дезинтеграции, 2) гидратации и начального гидролиза, 3) гидролиза и конечного выщелачивания. Зона конечного гидролиза на месторождениях этого типа отсутствует. Границы между зонами условные, неоднозначные.

Приуроченность повышенных концентраций золота к какой-либо одной для всех месторождений зоне, отсутствует. Но для отдельных месторождений отмечается (рис. 1) или снижение снизу вверх (Маминское, Каменское, Олимпиадинское месторождения), или увеличение содержания золота (Гагарское). Такое поведение концентраций полезного компонента одни исследователи связывают с минералого-геохимической зональностью КВ, другие — с закономерностями распределения золота в исходных рудах.

Переотложенные КВ возникают на любых склонах, а также в карбонатных или на контакте карбонатных и алюмосиликатных пород (соответственно, карстовый и контактово-карстовый морфологические типы, Риндзюнская и др., 1995) в результате некоторого смещения выветрелого материала под влиянием силы тяжести или энергии воды. Подразумевается как валовое механическое перемещение разложенного материала без его существенной сортировки, перемыва и переотложения с растворением (пластические просадочные и разрывные обвальные процессы), так и перемещение в результате водной сепарации при делювиальных процессах. Выветрелый материал перемещается с различными скоростями, оставаясь практически без движения на возвышениях подстилающих пород. По склонам пласты растягиваются и сползают. Накопление происходит в карстовых полостях за счет привнесенных тонких глинистых частиц верхних, наиболее зрелых горизонтов КВ, или за счет сползания крупных блоков пород с сохранением текстурно-структурных признаков.

Рис. 1. Распределение содержания золота в разрезе остаточных КВ

Границы переотложенных КВ с подстилающими породами четкие, крайне неровные, причудливой формы.

В переотложенных КВ, в связи с особенностями их формирования, меняются морфология, залегание и строение рудных тел, распределение концентраций золота. В плане и разрезе первичные и выветрелые руды не всегда соприкасаются, часто разобщены. Может нарушаться сплошность рудных тел. Они становятся прерывистыми, появляются окна пустых пород, расслоения первичных монолитных тел, апофизы. Наблюдается хаотичное, незакономерное чередование золотоносных и безрудных участков, которые зачастую не геометризуются между соседними пересечениями по данным разведочной сети.

Рудные тела приобретают волнистое псевдоскладчатое залегание. Раздувы залежей, повышенная золотоносность контролируются карстовыми просадками, а пережимы мощности, руды низкой продуктивности — выступами коренных пород (Голенев, 2001). В плане контуры рудных тел сильно извилистые с ответвлениями. Нижняя граница руд определяется сложным рельефом закарстованной поверхности карбонатных пород. Кровля рудных тел волнистая, иногда ступенчатая и до некоторой степени параллельна подошве, но имеет более ровное спокойное залегание.

Содержание золота ниже, чем в остаточных КВ или первичных рудах, за счет разубоживания вмещающими безрудными или слабо золотоносными породами при неравномерном смещении материала. При этом разубоживание не компенсируется осаждением (если таковое присутствует) вторичного золота на геохимических барьерах, гидроксидах железа, частицах самородного золота. Как правило, золотом обогащена охристо-глинистая зона с прослоями оксидов и гидроксидов железа и марганца (рис. 2).

загрузка...