Пятница, 03.04.2020, 01:00
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту



Главная » Статьи » Естественные науки

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ПРИ ПОИСКАХ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА В РАЗЛИЧНЫХ СОСТОЯНИХ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Н.К. Гайдай, И.М. Хасанов

ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ ПРИ ПОИСКАХ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА В РАЗЛИЧНЫХ СОСТОЯНИХ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

Приведены результаты сейсмических исследований верхних горизонтов земной коры при различных состояниях геологической среды – в условиях отсутствия грунтовых вод, в условиях полного насыщения грунтовыми водами и в условиях многолетнемерзлого
состояния. Полученные в ходе сейсморазведки результаты показывают эффективность использования метода преломленных волн для решения задач, связанных с поисками аллювиальных месторождений золота.

Ключевые слова: сейсморазведка, золото, преломленные волны, скоростной разрез осадочный чехол, коренные породы.

 

Введение

Поиск и разведка россыпных месторождений золота по-прежнему остаются актуальными, в особенности на фоне растущей цены на золото. Широкое применение геофизических методов позволяет значительно повысить эффективность данных работ. Во многих случаях использование геофизических методов позволяет получить данные, недоступные прямым исследованиям.

Основными вопросами, на которые должны ответить результаты геофизических исследований при поиске и разведке аллювиальных месторождений золота являются: определение рельефа поверхности контакта рыхлых и коренных пород, а также оценка мощности четвертичных отложений и разделение их на отдельные горизонты, характеризующиеся различным литологическим составом. Именно эти данные ложатся затем в основу дальнейших расчетов для определения объемов горных работ. Наиболее эффективным геофизическим методом для ответа на эти вопросы в настоящее время является сейсморазведка.

Целью данной работы являлось экспериментальное исследование верхних горизонтов земной коры ряда полигонов на перспективность содержания в них россыпного золота. Полигоны расположены в различных регионах мира (Магаданская область, Северный Урал и Республика Танзания) и характеризуются различными гидрогеологическими условиями. Единственное, что объединяет данные полигоны - планы на промышленную добычу золота в их пределах.

Методика исследования

Экспериментальные исследования на всех полигонах осуществлялись с использованием 24-канальной инженерной сейсмической станции SGD-SEL с сейсмическими датчиками ГЕОФОН. Для проведения исследований использована методика преломленных волн. Отдельные зондирования организовывались с обеспечением нагоняющих и встречных годографов, длина которых составила 115 м. Сейсмоприемники устанавливались с шагом 5 м. Указанные параметры позволили получить информацию об особенностях отложений до глубины 30-40 м.

Сейсмические волны возбуждались механическим ударом. Кувалда имела вес 8 кг, удар осуществлялся по стальной плите радиусом 15 см. Для измерений использованы схемы наблюдений «ZZ», при которых сей- смоприемники располагались вертикально.

Обработка полученных сейсмограмм осуществлена в специализированной программе ZondST2D, в основу которой заложены расчеты по методу сейсмических жесткостей [1].

Результаты

Исследование верхних горизонтов земной коры на полигоне, расположенном в Республике Танзания, проводились в конце октября 2018 г. Для Танзании этот период времени является концом засушливого периода, таким образом состояние геологической среды соответствовало условию отсутствия грунтовых вод. На рис. 1 представлены годографы и скоростной разрез, построенные по экспериментальным сейсмическим данным.

В скоростном разрезе четко выделяются три слоя. Верхний слой характеризуется скоростью продольных сейсмических волн, оцениваемой в 370 м/с. Он сложен покровными отложениями супесей и песков. Мощность слоя оценивается в 3-4,5 м. Слой является непродуктивным в отношении золота.

Мощность следующего слоя оценивается в 4-5 м со скоростью сейсмических волн порядка 2500 м/с. Предположительно это мелко-среднеразмерные галечники (часто - кварцевого состава) с суглинистым заполнением. Горизонт представляет собой базаль- ные озерные галечники. Есть достоверные данные о присутствии в таких горизонтах россыпного золота с концентрацией от незначительных следов до значений 30-50 г/м3 [3; 5]. Среднее значение концентрации золота в горизонтах озерных базальных галечников составляет 5-7 г/м3.

Контакт осадочных отложений с коренными породами устанавливается на глубине 7-8 м. Коренные породы, вероятнее всего, представлены гранитоидами. Скорость сейсмических волн в коренных породах составила 4600-5000 м/с.

Рис. 1. Сейсмический разрез в условиях отсутствия грунтовых вод.

Рис. 2. Сейсмический разрез в условиях полного насыщения водой. Северный Урал

На полигоне, расположенном на Северном Урале, измерения были проведены в начале ноября 2018 г В это время года геологическая среда здесь полностью насыщена водой. По результатам анализа годографов и построенного скоростного разреза в верхнем горизонте земной коры четко устанавливаются 3 преломляющие границы (рис. 2).

Мощность малоплотного верхнего слоя различна по разрезу, первая скоростная граница устанавливается до глубин 4 м. В верхнем слое присутствуют глины, алевролит, галечник. Скорость сейсмических волн здесь определяется в 400-600 м/с.

Следующий слой, представленный галечником с переменным количеством глины, песка, гравия и щебня, характеризуется акустической скоростью 800-1 400 м/с. Его мощность по разрезу значительно дифференцирована, от значений 2-3 м до 12-15 м. Именно здесь обнаруживается основная часть золотых «песков» с концентрацией, достигающей промышленных значений. Фрагменты россыпей с содержанием золота в 1,5-5 г/м3 устанавливаются также в зоне контакта первого и второго слоев, т. е. в области первой преломляющей границы [2].

Сейсмические скорости в 1600-2100 м/с характеризуют третий слой, содержание которого представлено глинистыми алевролитами с переменным количеством гальки, щебня, валунов и глыб. Вероятнее всего, это массивы переотложенных кор химического выветривания, пролювиально-аллювиаль- ного генезиса, мощность которых устанавливается от 4 до 7 м.

На глубинах от 16 до 22 м определяется третья преломляющая граница, за которой скорость сейсмических волн возрастает до 2600-4000 м/с. Это коренные породы, представленные глыбово-щебнистым элювием доломитов.

В Центрально-Колымском регионе Магаданской области сейсмические наблюдения проводились в апреле 2019 г. В геологической среде, состояние которой соответствовало условиям многолетнемерзлых пород, до глубины 30 м выделены две преломляющие границы (рис. 3). В верхнем горизонте, мощность которого устанавливается в 3 м, скорости продольных сейсмических волн устанавливаются от 1500 до 2500 м/с, что значительно отличается о условий двух ранее рассмотренных полигонов. Такую скорость обеспечивают здесь супеси и суглинки с примесью мелкой гальки и гравия.

Мощность второго слоя варьируется от 2-3 до 6-12 м. Присутствие в нем галечника с примесями глины, песка, гравия и даже валунов и щебня подстилающих пород увеличивают скорость сейсмических волн до 2500-4000 м/с. Именно этот слой оказывается наиболее продуктивным. Среднее содержание золота в его песках составляет от 0,51 до 3,17 г/м3 [4].

Вторая преломляющая граница разделяет рыхлые и коренные породы. В слое коренных пород наблюдается скачок скорости упругих волн до 5000-5400 м/с, что соответствует появлению в разрезе мерзлых достаточно монолитных песчаников и алевро-песчаников.

Заключение

Проведенные позднее на данных полигонах горные работы подтвердили установленные в ходе сейсмических исследований границы, доказав таким образом эффективность метода преломленных волн для решения задач расчленения границ рыхлого чехла четвертичных отложений на отдельные горизонты, а также установления зоны контакта рыхлых отложений и коренных пород.
 
Анализ продуктивности отдельных горизонтов рыхлых отложений на содержание россыпного золота показал, что несмотря на различие в геолого-гидрогеологических условиях, гранулометрическом составе и структурно-текстурных особенностях геологической среды изученных полигонов, преимущественно золото размещается в горизонте рыхлых отложений, расположенном между первой и второй преломляющими границами.

Рис. 3. Сейсмический разрез в условиях развития многолетнемерзлых пород. Центрально-Колымский регион. Магаданская область

Библиографический список

1. Программа двумерной обработки и интерпретации сейсмических данных. Руководство пользователя ZONDST2D Модули: КМПВ-слоистая среда, MASW, инверсия амплитуд, анизотропия. - Zondgeo- physicalsoftware, Санкт-Петербург. - 2016.
2. Серов М.С. Отчет о поисково-оценочных работах, проведенных в пределах Улсовской площади в 1991-1994 гг. (В 2 кн.) / М.С. Серов // Северо-Ураль- ская геологоразведочная экспедиция. - Северо- уральск, 1995. - Кн. 1. - 181 с.
3. Сухорослов В.Л. Особенности проведения геолого-поисковых работ на золото в зарубежных странах и лицензирование перспективных площадей / В.Л. Сухорослов. - Фонды ВНИИ Зарубежгеология.
4. Хасанов И.М. Перспективы применения инновационных геофизических методов на стадии разведки россыпей / И.М. Хасанов [и др.] // Материалы IV науч.-практ. конф. «Проблемы формирования инновационной экономики региона» 26-27 ноября 2015 года, Магадан.
5. Kuntz J. Beitrrag zur Geologie der Hochlander Deutsch-Ostafrikas, mit besonderer Berucksichtigung der Goldvorkommen / J. Kuntz. - Berlin : Z.prakt.geol, 1909. - С. 17; 205-232.

Источник: "Научный журнал "Вестник Северо-Восточного государственного университета", 2019. Выпуск 32


Категория: Естественные науки | Добавил: x5443 (06.03.2020)
Просмотров: 17 | Теги: золото, месторождение | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2020 Обратная связь