Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Совершенствование методических приемов обнаружения и локализации ореолов индикаторных минералов при поисках погребенных кимберлитовых тел

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Антипин, Иван Инпинетович, Мирный

/

/

АКЦИОНЕРНАЯ КОМПАНИЯ «АЛРОСА» Якутское научно-исследовательское геологоразведочное предприятие (ЯНИГП) ЦНИГРИ

АНТИПИН ИВАН ИНПИНЕТОВИЧ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИЕМОВ ОБНАРУЖЕНИЯ И ЛОКАЛИЗАЦИИ ОРЕОЛОВ ИНДИКАТОРНЫХ МИНЕРАЛОВ ПРИ ПОИСКАХ ПОГРЕБЕННЫХ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТЕЛ

Специальности: 04.00.08 - петрология, вулканология 04.00.11 - геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых, металлогения

Диссертация ;на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

на правах рукописи

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик РАЕН Н.Н.Зинчук

Мирный - 1998

- 2 -ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...........................................................................................................4

ГЛАВА 1. Краткий обзор применяемого на практике шлихоминералогиче-

ского метода при поисках коренных месторождений алмазов....................1.0

ГЛАВА 2. Некоторые особенности вещественно-индикационных свойств кимберлитов...................................................................................................

2.1. Содержание ИМК в кимберлитовых телах......................................<?Д

2.2. Соотношение минеральных видов в группе индикаторных минералов.............................................................................................................з.ч.

2.3. Гранулометрия индикаторных .минералов кимберлитов...............

2.4. Сохранность ИМК.............................................................................^.5"

2.5. Особенности химического состава гранатов...................................5/3

ГЛАВА 3. Основные литолого-фациальные условия формирования промежуточных коллекторов индикаторных минералов кимберлитов................ч>.4>

ГЛАВА 4. Объекты поисков шлихоминералогического метода..................66

ГЛАВА 5. Поисковые обстановки и возможности шлихоминералогического

метода........................................ ........................................................................%

ГЛАВА 6. Оценка эффективности шлихоминералогического метода.... .....8..{

6.1. Отказы шлихоминералогического метода в различных поисковых

обстановках................................................................................................82.

6.2. Анализ влияния основных отказов шлихоминералогического метода на результаты интерпретации и прогнозно-перспективную оценку.................................................................................................................9.Х.

6.2.1. Технико-метрологический модуль........................................9.1.

6.2.2. Геолого-интерпретационный модуль....................................12..3

ГЛАВА 7. Модели поисковых объектов шлихоминералогического метода.........................................................................................................................т

ГЛАВА 8. Рекомендации по повышению надежности шлихоминералогического метода...................................................................................................1.5 2..

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.................................................................................................1.<?.8

ЛИТЕРАТУРА...................................................................................................1.?.!.

- 4 -ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В основе современного прогнозирования ал-мазоносности территорий стоят поисковые признаки и предпосылки, наиболее значимую роль среди которых имеют шлихоминералогические. Поэтому шлихоминералогический метод является обязательным элементом всех стадий поисковых работ на алмазы. Однако, несмотря на совершенствование уровня аналитических работ и применение количественной интерпретации их, ощутимых результатов по открытию коренных алмазоносных тел на закрытых территориях при помощи этого метода за последние десятилетия нет. В то же время, за этот период выявлен ряд промышленноалмазоносных кимберлитовых диатрем с низкими вещественно-индикационными свойствами, а соответственно и пониженными ореолообразующими характеристиками. В этой связи новые технологические и методические подходы, позволяющие надежно выявлять и локализовывать ореолы индикаторных минералов кимберли-тов(ИМК) имеют важное научное и практическое значение.

Основная цель исследований. Повышение эффективности шлихоминералогического метода при поисках коренных месторождений алмазов.

Задачи исследований:

1. Провести оценку объективности и точности, применяемого в практике алмазопоисковых работ, шлихоминералогического метода.

2. Определить пути повышения его надежности и эффективности.

Фактическая основа работы и методика исследований. В работе использован материал по поисковым работам в Якутской алмазоносной провин-ции(ЯАП), собранный автором в течение 1969-1998г.г. при изучении и шлиховом опробовании как древних, так и современных коллекторов алмазов. Наряду с этим, анализу подвергались данные геологопоисковых работ экспедиций, а также архивные, фондовые и опубликованные материалы.

В течении 29 лет автору при производстве геологических съемок масштабов 1:200 ООО ( 10 листов ), 1:50 ООО ( 14 листов ), поисковых ( 6 объектов ) и разведочных работ ( 1 объект ), а также тематических исследований ( 7 объектов ) приходилось непосредственно выполнять соответствующие комплексы полевых работ, в том числе и шлихового опробования с последующей интерпретацией результатов с построением различных схем, диаграмм, разрезов, планов, карт, прогнозной оценкой и составлением отчетов. За этот период автор участвовал в составлении 8 производственных ( в 7 — ответственным исполнителем ) и 6 научно-исследовательских ( в 2 — ответственным исполнителем) отчетах. Лично им отобрано более 4 ООО шлиховых проб из верхнепалеозойских, мезозойских и современных отложений, пройдено не менее 7 ООО п. км. геологосъемочных и поисковых маршрутов, изучено не менее 15 ООО п.м. керна скважин, множество разрезов по обнажениям, шурфам.

Решение поставленных задач осуществлялось путем:

1. Сбора и систематизации данных по распределению используемых шлихоминералогическим методом характеристик ИМК в кимберлитовых телах ЯАП.

2. Анализа отказов в ландшафтно-геологическом, технико-метрологическом, геолого-интерпретационном модулях и на их основе оценке эффективности шлихоминералогического метода.

3. Выбора наиболее устойчивых параметров в интерпретационной модели шлихоминералогического ореола.

4. Рассмотрения возможностей метода при поисках кимберлитовых тел на основе типов литолого-фациальных обстановок, классификации минералогических объектов и распределения в них ИМК.

5. Разработки методических приемов устранения основных отказов, являющихся базовыми, для общего повышения надежности и эффективности

шлихоминералогического метода, а соответственно и всего комплекса алмазо-поисковых работ.

Основные защищаемые положения:

1. Отсутствие единой выраженности качественных и количественных характеристик индикаторных минералов кимберлитов(ИМК) в коренных источниках является одной из основных причин отказа шлихоминералогического метода поисков.

2. Применяемая методика шлихоминералогического метода при поисках диагностирует наличие минералогического поля рассеяния продуктов разрушения кимберлитов, однако не позволяет локализовать ореолы ИМК в качестве составных его элементов и не определяет пространственного положения генетически сопряженных с ними коренных источников.

3. Учет в интерпретационной модели корреляционных связей между ИМК и аллотигеной составляющей тяжелой фракции формализует, на количественном уровне, параметры ореола ИМК и исключает наиболее значимые ошибки шлихоминералогического метода.

4. Возможности шлихоминералогического метода в различных типах поисковых обстановок, оценка представительности опробования и итерпрета-ции результатов на основе взаимосвязи содержаний ИМК и аллотигенной части тяжелой фракции, учет погрешностей в отдельных операциях и общей точности повышают эффективность метода и дают основу для перевода его из разряда качественных в количественные.

Научная новизна работы:

1. Сведены и проанализированы данные по распределению, используемых в интерпретации результатов шлихоминералогии, характеристик ИМК в кимберлитах. За базовую основу взяты данные по коренным телам Мирнинско-го поля, с привлечением отдельной фактуры по основным трубкам других районов ЯАП.

2. На основе генетического подхода и реальных возможностей шлихо-минералогического метода предложена принципиально новая классификация поисковых обстановок, которая в комплексе с конкретизированной классификацией объектов поисков может обеспечить рациональность подхода к его применению и установлению предельных параметров минимальной и максимальной плотности поисковых сетей, ниже которой задачи по выявлению объекта не решаются, а выше - идет избыточное повторение полученной информации.

3. Детально проанализированы основные отказы метода в технико-метрологическом и геолого-интерпретационном модулях эффективности. На примерах показано, что значения количественных интерпретационных характеристик ореолов только по рассмотренным отказам могут варьировать в тысячи раз.

4. На примере Мало-Ботуобинского района проведен анализ надежности опоискования шлихоминералогическим методом по плотности сети опробования.

5. Дано минералогическое наполнение иерархического ряда поисковых объектов и предложена аксиоматическая модель строения шлихоминералоги-ческого ореола, позволяющая устранить влияние основных отказов геолого-интерпретационного модуля и применить алгоритм количественных расчетов локализационных и идентификационных параметров ореолов, независимых от субъективных качеств интерпретатора, а соответственно, максимально надежно выполнить прогнозно-перспектиную оценку территории.

6. Дан принципиально новый подход к оценке представительности шлиховых проб в вариантах эмпирических расчетов и по статистическим данным.

7. Рекомендована оптимизированная схема ведения поисков на алмазы с применением шлихоминералогического метода, ориентированная на резкое

повышение надежности и эффективности геологоразведочных работ.

\

Практическая значимость работы. Разработанный методический подход дает основу для перевода метода из разряда качественных в количественные, позволяет устранить наиболее существенные отказы и учесть остальные, предусматривает использование оптимизированных схем ведения поисков с применением шлихоминералогии и интерпретации их результатов. Применение полученных разработок на практике может дать резкий скачок в повышении экономичности и эффективности алмазопоисковых работ, переведя их на новый качественный уровень, особенно при поисках на закрытых территориях.

Полученные результаты оперативно передавались в виде рекомендаций, заключений и внедрялись в геологоразведочные предприятия АК "АЛРОСА". В настоящее время массовая реализация их предусматривается в проекте ревизионно-поисковых работ по выявлению остаточных перспектив центральной части Мало-Ботуобинского алмазоносного района.

Апробация работы. Основополагающие аспекты работы в различных объемах и полноте изложения рассматривались автором в процессе плановых производственных, тематических исследований и отражены в многочисленных отчетах ( 14 отчетов ), практически в течение всего периода трудовой деятельности ( 1971-1998г.г. ). По теме диссертации опубликовано 7 работ. Кроме того, результаты исследований неоднократно докладывались на НТС Ботуо-бинской экспедиции и Ученом Совете ЯНИГП ЦНИГРИ, на различных совещаниях и конференциях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, восьми глав и заключения общим объемом 18,2. страниц, в том числе 35 иллюстраций, 30 таблиц, списка литературы из 101 наименования.

Работа выполнена в ЯНИГП ЦНИГРИ АК "АЛРОСА" под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Н.Н.Зинчука, которому автор выражает глубокую признательность.

Огромное значение в становлении автора как специалиста, в практических советах и в выборе именно этой проблемы имеют геологи: Д.В.Блажкун, В.И.Шаталов, В.М.Рукавишников, В.В.Порошин, Г.Г.Гоглов, И.Ф.Веденьков, К.Г.Чумирин, Ю.П.Белик.

В процессе работы над диссертацией автор пользовался поддержкой и советами докторов геолого-минералогических наук В.Т.Подвысоцкого и В.П.Афанасьева; кандидатов геолого-минералогических наук Е.И.Бориса, М.И. Лелюха, В.И.Сафьянникова, С.И.Митюхина, А.В.Герасимчука, Е.Н.Белова.

Определяющее значение для предлагаемой работы имели разработки по теории надежности геолого-поисковых систем, выполненных доктором геолого-минералогических наук В.А.Цыгановым.

В оформлении диссертации активное участие приняли О.Н.Захарова, А.И.Антипин.

Всем вышеперечисленным коллегам автор выражает искреннюю благодарность.

1

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОБЗОР ПРИМЕНЯЕМОГО НА ПРАКТИКЕ ШЛИХОМИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО МЕТОДА ПРИ ПОИСКАХ КОРЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

АЛМАЗОВ

В геологоразведочной практике шлиховые изыскания применяются с давних времен. О правилах промывки дробленой руды в лотке имеются упоминания в личных записных книжках Петра 1, где указывается, что "всякую руду перво истолочь и потом положа на лоток и налити воды и толкать в один конец, чтобы руда села на дно и потом воду слить с землею, а материю высушить" (Озеров, 1959). Таким образом, еще в ранние периоды геологии шлиховое опробование применялось для отмывки дробленых руд с целью получения концентрата полезного минерала.

В последующем шлиховой метод нашел очень широкое применение при поисках различных видов минерального сырья: олова, вольфрама, платины, золота, монацита, циркона и других полезных ископаемых. Суть его заключалась в прослеживании шлиховых потоков рассеяния индикаторных минералов оруденения в современной гидросети. Наиболее же массовое применение этому методу дано при поисках месторождений алмазов по индикаторным минералам мантийного происхождения, при чем здесь он постепенно трансформировался из шлихового в шлихоминералогический. Различие этих методов заключается в том, что первый только констатирует количество индикаторных минералов в шлиховом материале, а в основе второго лежит изучение типоморфизма минералов, их связи с геологическими условиями формирования вмещающего коллектора.

В практике геологоразведочных работ в Якутской алмазоносной провинции шлихоминералогический метод применяется на всех стадиях исследований, начиная от стандартной геологической съемки масштаба 1:200 ООО и заканчивая детальными поисками и разведкой. На стадии проектирования

рассматривается методика выполнения данного вида работ, применяемые технические средства для наработки проб. Определяется шаг опробования для изучения более древних промежуточных коллекторов. Опробование ложковых и террасовых отложений на алмазы также сопровождается отбором шлиховых проб и изучением шлихоминералогической ситуации. При поисках современных ореолов рассеяния ИМК обычно опробуются русловые и долинные отложения, при более детальных исследованиях изучению подвергаются и склоновые: делювиальные, пролювиальные, делювиально-пролювиальные образования.

Методика отбора шлиховых проб была отработана на начальном этапе алмазопоисковых работ, когда на примерах эталонных объектов, в основном в Далдыно-Алакитском районе, рассматривался шаг опробования, представительный объем проб, рекомендовались участки, наиболее благоприятные для концентрации ИМК (Панкратов, Зимин, 1973; и многие др.). В соответствии с этими рекомендациями в проектах на поисковые работы шаг опробования принимается при геологической съемке масштаба 1:200 ООО - 1 проба на 1 км водотока, а при более детальных - 2 пробы и более.

Поиски погребенных ореолов рассеяния ИМК в практике геологоразведочных работ на алмазы производятся, как правило, определенной сетью горных выработок, отличающейся на различных стадиях своей детальностью. На первых этапах исследований обычно применяется линейная сеть ориентированная вкрест направления основного переноса материала, формирующего промежуточный коллектор. Расстояние между линиями довольно произвольное, от 40 до 8 км. Шаг в линиях между выработками 4-2 км. В последующем, при выявлении положительных перспектив, происходит постепенное сгущение сети и доведение до равномерной или близкой к ней, прямоугольной или ромбической по форме. На отдельных участках эта сеть доведена до 100x100 м. Иногда для подсечения предполагаемых струйчатых ореолов на стадии детальных работ на бортах локальных поднятий проходи-

лись детальные линии выработок со сгущением до 50 м между ними. Объемы рядовых проб со ссылками "по опыту ранее проведенных работ" принимаются при опробовании: из копуш и шурфов - 10-20 л, из скважин - в зависимости от диаметра применяемого на практике снаряда (внутреннего диаметра коронки или диаметра шнека) и длины опробуемого интервала в 1 метр с учетом 80-85% выхода керна. В подавляющем большинстве случаев при поисковых работах на "закрытых" территориях в качестве технического средства для наработки шлиховых проб используются буровые станки вращательного типа. Бурение производится твер�