Delist.ru

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

Автор: Голенев Владимир Борисович

Присутствие зоны дезинтеграции в разрезе площадных остаточных КВ, её мощность и рудоносность, минеральный и химический состав оказывают существенное влияние и являются важнейшими факторами при оценке возможности применения ПВ. Она отличается от верхних горизонтов относительно хорошими фильтрационными свойствами и расположена непосредственно на водоупоре. Поэтому её можно рассматривать в качестве своеобразного коллектора, куда собираются продуктивные растворы из вышележащих слоев.

Средняя объемная масса меняется от 1,6 до 2,6 т/м3 в зависимости от формационной принадлежности исходных руд (от количества кварца и сульфидов) и профиля КВ, уменьшаясь снизу вверх при переходе от зоны дезинтеграции (2,62–2,15 т/м3) к зоне гидролиза и конечного выщелачивания (2,05–1,60 т/м3).

В переотложенных КВ в распределении пород и руд, их технологических, физико-механических, фильтрационных свойств закономерности другие, чем в остаточных КВ. Из-за неравномерных провальных просадок материал, в различной степени измененный, незакономерно перемешивается. Встречаются блоки слабо измененных первичных пород и руд; участки полного профиля КВ, «захороненные» в карстовых депрессиях; обратная зональность, когда выветрелый материал снесен в глубокие депрессии и перекрыт менее измененным. Горизонты с признаками слоистости могут возникать в результате водной сепарации. В общем случае нижние горизонты сложены крошкой и глыбами карбонатных пород с гидрослюдами и гидрохлоритом. Выше залегает охристо-глинистая зона с прослоями оксидов и гидроксидов железа с повышенными содержанием золота (см. рис. 2) и объемной массой. Перекрыта она каолинит-гидрослюдистыми глинами с щебнисто-дресвяно-песчаными включениями кварца.

За редким исключением, текстурно-структурные особенности первичных пород не сохраняются. Текстуры псевдослоистые, кавернозные, губчатые, порошковидные.

По сравнению с остаточными КВ, в переотложенных увеличивается глубина гипергенных преобразований, доля новообразованных и свободных разностей, крупность и проба золота. Что обусловлено большими: агрессивностью карбонатной среды и масштабами гравитационного обогащения золота. Улучшаются технологические свойства руд. Однако растет количество золота, связанного с гидроксидами и оксидами, глинистыми минералами. Процессы укрупнения золота протекают более интенсивно. Но за счет новообразованного золота доля тонкодисперсных разностей остается на том же уровне, как и в первичных рудах.

Характерны окисленные руды. Но могут присутствовать и смешанные с мозаичным распределением по латерали и вертикали окисленных, полуокисленных и даже сульфидных разновидностей руд.

Объемная масса руд снижается до 1,60-1,80 т/м3. Исключение составляют горизонты, обогащенные гетит-каолинитовыми агрегатами, железистыми конкрециями, сливными бурыми железняками с объемной массой до 4,0 т/м3.

В большей степени проявлены неблагоприятные явления — оползни, карст, просадки.

Гидрогеологические условия в переотложенных КВ принципиально отличаются от остаточных. Водоносный горизонт трещинно-карстового типа приурочен к карбонатным породам с очень высокими проводимостью (до 450 м2/сутки) и проницаемостью (более 100 м/сутки) по сравнению с перекрывающими их золотоносными КВ, которые часто являются водоупорами из-за высокой глинистости. Переотложенные КВ, из-за меньшей проницаемости руд для продуктивных растворов, по сравнению с подстилающими карбонатными породами, менее благоприятны для ПВ, чем площадные остаточные КВ.

Большая степень зависимости возможностей добычи ПВ, чем открытым способом, от типа КВ по условиям формирования и морфологии, их минералого-геохимической зональности определяет очередность вовлечения различных геолого-генетических типов КВ в разведку.

ПОЛОЖЕНИЕ 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.

Для ПВ разведуются золотоносные КВ, традиционная открытая разработка которых сегодня невозможна по ряду экономических, горно-геологических и др. причин. Примером служат Гагарское и Маминское месторождения.

Из-за ограниченного числа месторождений золота, осваиваемых ПВ, при анализе влияния способа разработки на комплекс изучаемых при разведке природных свойств золотоносных КВ, требования к полноте и детальности их оценки, методику разведки использованы материалы по месторождениям урана гидрогенного типа (Шумилин и др. 1982, 1985).

Особенности сочетания гидрогеологических и инженерно-геологических условий КВ в большей степени определяют экономику ПВ, чем открытой добычи, а в некоторых случаях — саму техническую возможность ПВ. Участки золотоносных КВ с коэффициентом фильтрации или содержанием глинистых частиц, не удовлетворяющим требованиям эффективного ПВ, в разведку не вовлекаются.

Также переотложенные КВ, залегающие на карбонатных породах, линейные КВ, связанные с проницаемыми, переходящими в первичные породы на значительную глубину, зонами, необводненные участки зоны гидролиза и конечного выщелачивания вовлекать в разведку для ПВ не всегда целесообразно, не зависимо от уровня концентрации золота. Поэтому, геологические исследования, направленные на определение типа КВ по условиям формирования и морфологии, в комплексе с гидрогеологическими и инженерно-геологическими исследованиями не должны отставать от изучения золотоносности.

Применяемые разведочные системы не должны нарушать природные гидрогеологические условия месторождения. Что определяет необходимость решения разведочных задач минимальными объемами горных работ и скважин большого диаметра, вскрывающих рудовмещающий водоносный горизонт. Зачастую применение горных выработок вообще невозможно, т.к. предварительное осушение, которое обычно требуется при их проходке, нарушит естественные гидрогеологические условия месторождения и сделает разработку его ПВ практически не возможной.

Рудные тела для ПВ имеют форму пластообразных субгоризонтальных залежей, ограниченных сверху зеркалом грунтовых вод, а снизу — водоупором — контактом выветрелых и скальных пород и руд (рис. 5). Верхняя граница относительно ровная, спокойная, нижняя — более невыдержанная.

Рис. 5. Морфология, условия залегания, строение и золотоносность рудных тел в КВ для ПВ (Гагарское месторождение), с использованием материалов АОЗТ «Уральская горно-геологическая компания»: К.А.Харькевич, Т.Э.Видусов, 1996:

1 — плагиогнейсы; 2 — плагиограниты; 3–4 — остаточные КВ по зонам: 3 — гидратации и начального гидролиза, 4 — дезинтеграции; 5–6 — границы: 5 — геологические, 6 — уровня грунтовых вод; 7–8 — рудные тела: 7 — в скальных породах, 8 — в КВ для ПВ; 9–10 — скважины: 9 — вертикальные для разведки КВ, 10 — наклонные для разведки рудных тел в скальных породах; 11 — канавы; 12 — богатые руды в КВ для ПВ, соответствуют рудным телам под открытую разработку

На глубину обводненные субгоризонтальные залежи дезинтегрированных руд переходят в прожилково-вкрапленные золото-сульфидно-кварцевые крутопадающие жило-плитообразные минерализованные зоны малой мощности, приуроченные к разрывным нарушениям. Площадь выветрелых руд в плане значительно шире скальных. При непосредственной связи с первичными рудами, существенно отличаются от них формой, условиями залегания, геологической позицией, наличием геологических границ.

Существенное, по сравнению с гипогенными рудами, снижение содержания золота в КВ Гагарского (с 4,5 до 1,2 г/т) и Маминского (с 7,1 до 0,56 г/т) месторождений обусловлено возможностью рентабельной разработки ПВ участков КВ со значительно более низкой золотоносностью, чем при открытой добыче. Указанные здесь содержания золота для ПВ не предел. Концентрация золота в растворах, обеспечивающая безубыточное их получение при Ж:Т 0,8-1,2 и извлечение металла из растворов, должна быть не ниже 0,2 г/м3 (Тарханов и др., 2005) или 0,3 г/м3 (Авдонин и др., 2005). Такая концентрация в растворах обеспечивается содержанием золота в КВ всего 0,20-0,45 г/т в зависимости от величины сквозного извлечения и плотности продуктивных растворов. А минимальное среднее содержание золота в КВ, разрабатываемых открытым способом, 1,8 г/т (месторождение Таборное).

Благодаря ПВ, менее капиталоемкому и затратному способу разработки, становится рентабельным освоение крупных, ранее непромышленных скоплений бедных проницаемых руд, расширяются и изменяются контуры рудных тел, увеличиваются размеры оцениваемых участков. Соответственно меняются представления о морфологических особенностях и золотоносности рудных тел, «смягчаются» параметры кондиций, меняется их состав. При отказе от ПВ в пользу открытой добычи происходит «ужесточение» кондиций и представления о форме и условиях залегания рудных тел в КВ Гагарского и Маминского месторождений не будут отличаться от таковых в первичных породах — крутопадающие жило-плитообразные зоны окисленных руд относительно малой мощности, переходящие на глубину в прожилково-вкрапленные первичные руды с сохранением морфологии и условий залегания (см. рис. 5).

Такая трансформация представлений о рудных телах в КВ, в связи с изменением кондиций при переходе от открытой добычи к ПВ и обратно, непосредственно отражается на плотности сети. Если запасы категории С1 по субгоризонтальным залежам для ПВ (см. табл. 2) разведуются сетью 30(10 м (площадь ячейки 300 м2), то по жило-плитообразным крутопадающим телам в тех же КВ для открытой разработки — 25(5 м (площадь ячейки 125 м2).

Положение обводненных золотоносных КВ в плане определяет схему размещения эксплуатационных скважин, а в разрезе — фильтров и конструкцию тех же скважин. К точности выявления контура рудного тела в плане предъявляются высокие требования, так как ошибки в определении его положения влекут за собой проходку эксплуатационных скважин в безрудном участке. Что недопустимо из-за высокой их стоимости. Поэтому разведочная сеть должна обеспечивать такую же, как и для открытой добычи, высокую точность определения контура балансовых руд в плане, оценки среднего содержания и запасов золота в отдельных блоках. Растекание рабочих растворов в разрезе, даже при попытках ограничить его, значительное (метры, десятки метров). В этих условиях к точности геометризации концентраций золота в разрезе нет смысла предъявлять такие же высокие требования, как при открытой добыче. Это позволяет увеличить длину рядовых проб по скважинам.

Технологические свойства руд изучаются на отобранном материале только на стадии лабораторных испытаний. Опытные и опытно-промышленные исследования проводятся непосредственно в недрах на месте залегания руд. При подготовке месторождения к открытой добыче технологические свойства руд изучаются с помощью проб на всех стадиях испытаний, начиная с лабораторных и заканчивая опытно-промышленными.

Разный состав растворов при ПВ и переработке руд кучным выщелачиванием определяет иные детали изучения минералого-химических свойств руд, их влияния на растворение золота и циркуляцию растворов. Применительно к ПВ вещественный состав изучается не только для проницаемых золотоносных КВ, но и вмещающих их разновидностей и водоупоров.

Гранулометрический состав и обводненность выветрелых руд, предназначенных для переработки традиционными способами, в меньшей степени влияют на их промышленную принадлежность, чем при ПВ, когда к балансовым относятся только проницаемые обводненные руды преимущественно с низким содержанием глинистых минералов.

Геотехнологические типы руд выделяются с учетом принадлежности КВ к остаточным или переотложенным, площадным или линейным, наличия минералого-геохимической зональности, границ водоносного горизонта, соотношения мощности руды и вмещающего водоносного горизонта, наличия вредных примесей, осложняющих растворение золота и циркуляцию растворов в недрах, соотношения проницаемости руд и вмещающих пород.

Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования для ПВ включают выявление (для руд и вмещающих пород): проницаемости в естественном залегании; возможных ловушек, способствующих потере растворов и снижающих управляемость их потоков; фильтрационных свойств; возможных путей движения растворов; водоносных горизонтов и водоупоров; глубины залегания и характера поверхности зеркала грунтовых вод, их взаимоотношения с залежами выветрелых руд; показателей сорбционно-емкостных свойств; естественного потока и скорости движения подземных вод; напора на кровлю водоносных горизонтов; геохимической обстановки; гранулометрического состава и пористости.

Разведка для открытой добычи, кроме соблюдения общих требований по сохранению экологической обстановки, специальных мероприятий не требует. Изучение для ПВ технологических свойств руд в естественном залегании должно предусматривать: нейтрализацию реагента в продуктивной толще после окончания опытных и опытно-промышленных испытаний; опытную рекультивацию бассейна подземных вод; оценку токсичности технологических растворов, путей их миграции и влияния на водозаборы; обоснование целесообразности создания и границ поясов санитарной защитной зоны месторождения и зон санитарной охраны водозаборов.

Степень воздействия ПВ растворами на основе хлорсодержащих соединений на ландшафты, биологические объекты, почвы, горные породы, атмосферу значительно меньшая, чем при открытой добыче с извлечением золота кучным выщелачиванием растворами на основе цианидов. Максимальное влияние со стороны ПВ испытывают гидродинамические и гидрохимические режимы грунтовых вод. Поэтому необходим комплекс исследований по оценке природных факторов, способствующих надежной изоляции технологических растворов в рудовмещающем водоносном горизонте.

Геологическая документация должна отражать фильтрационные особенности разреза, количество минералов, активно реагирующих с продуктивными растворами (реликтовые сульфиды, оксиды железа, кобальта, марганца, карбонаты), количественное соотношение глинистого и песчано-щебнистого материала, наличие даже очень тонких прослоев глин (водоупоров) и хорошо фильтрующих зон.

Параметры кондиций включают: минимальные содержание или метрограмм золота в краевой выработке для оконтуривания балансовых запасов по площади залежи и минимальное промышленное содержание в блоке. При мощности водоносного горизонта до 50 м запасы по скважине оконтуриваются в геологических границах, которые контролируют циркуляцию выщелачивающих золото растворов. В этих условиях минимальный метрограмм является производной величиной от средней мощности продуктивного горизонта КВ между зеркалом грунтовых вод, границей выветрелых и первичных руд и минимального содержания золота в краевой выработке. При мощности водоносного горизонта более 50 м интервалы с повышенным содержанием золота внутри него могут быть выделены при бортовом содержании в пробе 0,2 г/т (без применения линейного коэффициента рудоносности).

Предусматриваются показатели, несущие геотехнологическую нагрузку: минимальный коэффициент фильтрации по блоку; максимально-допустимое содержание в рудах алеврито-глинистой фракции; отношение мощностей водоносного горизонта и рудной; соотношение проницаемости руд и вмещающих пород; предельная глубина залегания уровня грунтовых вод, обводняющих продуктивную залежь; максимальная мощность прослоев пород, не проницаемых для продуктивных растворов, но включаемых в контур рудного тела. К забалансовым рудам относятся слабопроницаемые участки золотоносных КВ, перспективные для ПВ в случае совершенствования технологии добычи и разработки иных модификаций, повышающих проницаемость руд.

Для ПВ раздельно оценивают запасы в зависимости от обводненности и проницаемости руд и вмещающих пород. При определении балансовой принадлежности запасов, кроме экономической эффективности их разработки, учитывается положение руд относительно водоносного горизонта и обоснованных в ТЭО контуров разработки. При оконтуривании запасов исключаются участки непроницаемых пород. Интервалы, разделенные прослоями выдержанных водоупоров, рассматриваются как обособленные. По выделенным для ПВ интервалам определяется суммарная «прессованная» мощность и продуктивность проницаемых руд, содержание золота. При оконтуривании блоков дополнительно учитываются условия формирования, морфология, наличие минералого-геохимической зональности, инженерно-геологические и гидрогеологические особенностей КВ.

ПВ не позволяет селективно разрабатывать обособленные концентрации золота в вертикальном разрезе КВ. Поэтому учет таких руд с помощью коэффициента рудоносности, определяемого по соотношению мощностей, не целесообразен. Коэффициент рудоносности, учитывающий прерывистость рудных тел в плане по соотношению количества рудных и пустых скважин, используется, если площади безрудных окон и размеры участков кондиционных руд сопоставимы или превышают размеры эксплуатационных ячеек.

При определении контуров запасов категории С2 и прогнозных ресурсов категории Р1 по аналогии с более изученными частями месторождения, должна быть оценена аналогия геотехнологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий.

ПОЛОЖЕНИЕ 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.

загрузка...