Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Структурная организация месторождений и фактор риска при их освоении (на примере золоторудных месторождений средних и малых масштабов)

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

Автореферат диссертации по теме "Структурная организация месторождений и фактор риска при их освоении (на примере золоторудных месторождений средних и малых масштабов)"

Министерство пауки, высшей йколи и технической политики Российской федерации

Иркутский политехнический институт

На правах рукописи

фИЛОНЮК Виталий Андреевич

СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ НЕСТОРОКДЕННИ

И ФАКТОР РИСКА ПРИ ЙХ ОСВОЕНИИ (на примере золоторудных месторождений средних и малых масштабов)

Специальность: 04.0C.ll - геология, поиски и разведка рудннх и нерудных месторождений; металлогения

Автореферат диссертации на соискание ученой степеги доктора геолого-минералогических наук

ИРКУТСК,

! 'ЛЬ'1

Работа выполнена в Иркутском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте Министерства науки, высшей школы и технической политики РСФСР

Официальные оппоненты:

член корреспондент РАН, профессор Ф.А.ЛЕТНИКОВ

доктор геолого-иинералоглческих наук, профессор В.Л.НАРСЕЕВ

доктор геолого-минера логических наук, профессор М.В.ШУКШИН

Ведущее предприятие:

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, шшера логии и геохимии (ИГЕМ) РАБ

Защита состоится 22 апреля 1992 г. в час. на заседа нии специализированного совета Д.063.71.02 в Иркутском полит хническом институте в аудитории Е-301.

Адрес: 664074, Иркутск, ул. Лермонтова ВЗ. С диссертацией можно ознакомиться в о'иблиотеке ИЛИ. Автореферат разослан " г.

Ученый секретарь сЬециализированного

совета, профессор : ¿¿¿¿¿1~—А.А.Шиманский

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ • область исследований, результаты которых представлены в настоящей работе, - это научный поиск эффективных путей формирования и практического использования сырьевых ресурсов в сфере рудной золотодобычи на базе высоко изменчивых месторождений средних и малых масштабов. Детальное исследование закономерностей внутреннего строения и их генетической природы на примере целого ряда глубоко вскрытых рудных объектов в известных горнорудных районах Урала, Сибири и Дальнего Востока, установление на этой основе природы и структуры фактора риска экономических потерь на всех этапах их освоения, разработка теоретической основы и оптимальных стратегий минимизации риска - все это и составляет основное содержание исследований, которым посвящена диссертационная работа.

Актуальность исследований. Использование золота как валютного металла и расширяющаяся сфера его промышленного применения требуют постоянного наличия устойчивой сырьевой базы. Существенное ее пополнение за счет открытия и освоения новых россыпных месторождений уже ограничено, а освоение крупных рудных объектов, требующее значительных капиталовложений а также одновременного решения масштабных социальных и экологических проблем, в условиях сложившейся ситуации в экономике наыего государства также сзязано с большими трудностями. Поэтому наибольший интерес для промышленного освоения могут представлять средние и малые по запасам металла золоторудные месторождения, но обладающие относительно высоким качеством руд. Такие месторождения отличаются более сложным внутренним строением, что при традиционном геологическом обеспечении их освоения обусловливает повышенный риск экономических потерь* связанных с пропусками (неопознанием) промышленных рудных тел на стадиях поисков и поисково-оценочных работ, с грубыми ошибками в оценке качества и количества руды на разведочной стадии и отсутствием эффективных способов управления качеством руд при их эксплуатации.

Объекты такого типа пользуются достаточно широким распространением на территории Сибири и Дальнего Востока и пред-(;7»&ляют значительный-по объему сырьевой поченпи&л для разви-

тия золотодобывающей промышленности с применением малых технологий. Прежде всего это месторождения золото-кварцевой формации, представленные кварцевыми жилами и жильными зонами в терригенных слабо метаморфизованных породах (Енисейский кряж, Бодайбинская, Аллах-Юньская провинции и др.); сильные проявления в областях тектоно-магматической активизации (Восточное Забайкалье, отдельные провинции Приморья, Чукотки, Камчатки и др.). Как правило, из-за несовершенства геолого-методического обеспечения поисково-разведочных работ, многие из уже выявленных потенциально промышленных проявлений не имеют статуса промышленного объекта.

Отмеченные обстоятельства и отсутствие каких-либо спе-циалных научных работ, проведенных в направлении создания эффективной геолого-генетической и методической основы применительно к решении проблемы освоения золоторудных месторождений малых и средних масштабов, стимулировали постановку исследований и выполнение данной диссертационной работы.

Цель и задачи исследований. Целью работы является детальное изучение закономерностей структурной организации золоторудных месторождений и разработка на этой основе эффективных геолого-методических моделей минимизации погрешностей поисково-разведочных.работ как фактора риска экономических потерь на всех этапах их промышленного освоения.

Достижение поставленной цели осуществлялось путем решения следующих, задач:

а) Разработка и реализация методических принципов и приемов изучения структурной организации месторождений как объектов промышленного освоения на основе синергетической концепции развития природных материальных систем.

б) Исследование закономерностей структурной организации золоторудных месторождений различных морфо-генетических типов.

в) Исследование причинной динамики формирования закономерностей структурной организации рудных тел и месторождений.

г) Исследование влияния особенностей внутреннего строения рудных тел на формирование фактора риска и его структуры в условиях применения традиционных поисково-разведочных систем.

д) Разработку основ управления фактором риска на всех этапах освоения месторождений.

е) Разработка практических моделей управления фактором риска. -

В процессе выполнения работы решались и более частные задачи; подбор и разработка инструментария самих исследований, планирование экспериментов, моделирование процессов разведки и опробования рудных тел и др.

Фактографическая основа р а б о -т ы. Исследования, результаты которых положены в основу диссертации, проведены в основном на 16-ти глубоко вскрытых разведкой и эксплуатацией золоторудных месторождениях Урала, Сибири, Дальнего Востока (Кочкарь, Советское, Дарасун, Балей, Тасеевское, Токур, Дуэт, Юр, Оночалах, Бриндакит, Кыллах, Го-лготай, Зун-Холба, Куранах, Лебединое, Первенец Ленского района), которые представляют различные морфогенетические типы и геоструктурные обстановки, в условиях которых они были сформированы. В процессе проведения работ использовалась преимущественно первичная геологическая документация разведочных и эксплуатационных выработок, результаты разведочного, эксплуатационного и геохимического опробования, специальных петрофи^ зических и геофизических измерений. Каждый объект - это сотни, тысячи, десятки, а иногда и сотни тысяч пространственно привязанных пробирных анализов на золото и серебро и масса спектральных полуколичественных анализов на стандартный комплекс химических элементов. Вместе с этим на большинстве перечисленных месторождений был выполнен большой объем специальных работ и наблюдений включая детализационное картирование различных свойств и признаков на различных иерархических уровнях (шлиф, штуф, забой горной выработки, блок, рудное тело) и специальные опытно-методические работы. Также были использованы первичные материалы тематических и научно-исследовательских работ, проведенных другими исследователями и организациями .

В основу диссертации положены идеи и научные разработки автора, возникшие в процессе проведения исследований в период

с 1§67 по 1691 г. и воплощенные в коллективных тематических и научно-исследовательских работах, выполненных по договорам с предприятиями "Союззолото" (ныне "Главалмаззолото"), Мингео СССР и факультативно (всего более 30 работ). Лично автором на новой концептуальной основе разработана программа и соответствующая методика исследований структурной организации месторождений с выходом на новые геолого-генетические позиции в интерпретации их результатов. Ее применение на высоко изменчивых золоторудных месторождениях позволило выявить и изучить особые свойства и генетическую природу структуры рудных тел (зон), определяющих их сложность как объектов поисков, разведки, промышленной эксплуатации и непосредственно влияющих на формирование погрешностей поисково-разведочных работ. Автор объединяет эти погрешности в единую систему и рассматривает ее как интегральную модель фактора риска экономических потерь при промышленном освоении месторождений. На ее основе, им предложены конкретные пути управления фактором риска, включая и нетрадиционные.

Научная новизна: а) Заложены основы нового научного направления, заключающегося в исследовании закономерностей геологического строения месторождений на новой концептуальной позиции, предполагающей приоритетную роль при структурообразовании в геологических процессах термодинамических (физико-химических) факторов и крайне неравновесные состояния флюидно-динамических систем. Эти условия предопределяют синергетический режим развития геологических и в том числе рудогенных процессов, основу которого представляют явления саморазвития (самоорганизации).

б) Установлены и изучены особые свойства структурной организации целого ряда золоторудных месторождений, свидетельствующие о синергеткческой природе их-возникновения и развития в условиях гравитационной неустойчивости геологического пространства, как одной из наиболее вероятных причин синерге-тического режима развития рудогенных процессов.

в) Впервые исследовано влияние установленных особенностей внутреннего строения рудных тел на формирование фактора ркс:>а б условиях применения традиционных систем геолого-методического обеспечения на всех этапах их промышленного оевое-

ния. На этой основе разработаны конкретные стратегии управления фактором риска, включающие нетрадиционные геолого-методические решения, выполненные на уровне изобретения.

Практическая значимость: а) Разработан и апробирован с положительным результатом нетрадиционный подход к изучению месторождений, обеспечивающий углубленное познание геологических закономерностей в рамках решения общенаучных и прикладных задач, что дает основание рассматривать его как перспективное направление в области фундаментальных и прикладных исследований в геологии. -

б) Разработана детерминированная модель интегральной оценки фактора риска и показана принципиальная возможность управления им на всеХхстадиях промышленного освоения золото- 1 рудных месторождений"сложного строения.

в) Разработана типизация золоторудных месторождений на основе структурной сложности и контрастности полей концентрации золота как причинной основы формирования фактора риска, которая позволяет дифференцировать системы управления этим фактором в процессе освоения месторождений.

г) Разработана и внедрена на Куранахском месторождении система минимизации фактора риска, основанная на введении дифференцированной коррекции поисково-разведочных и эксплораз-ведочных данных.

д) Разработан нетрадиционный подход к управлению факто-,ром риска на основе применения универсальной поисково-разведочной системы с нелинейно-узловым расположением горных выработок и проб.

е) Рекомендован метод прогнозирования локальных обособлений промышленного оруденения в процессе проведения поисково-разведочных и эксплуатационных работ, основанный на принципе структурной гомологии, который при многофакторном контроле оруденения является более аффективным.

Результаты исследований использованы при составлении ''Методического руководства по геологическому обеспечению планирования и учета добычи руды на карьере "Куранах" (1977 г.), "Методических рекомендаций по разведке и подсчету 'запасов месторождений золота стратифсрмного типа" совместно с сотрудниками ЦНИГТИ и ПРО "Якутскгеолсгия" (190С г.), а также в ряде конкретных рекомендаций, направленных официально в производственные организации "Союузолото" и Мингс-о СССР.

Коллективная разработка и внедрение технологии селективной выемки руд на карьерах Куранахского месторождения, где автором предложено оптимальное геолого-методическое обеспечение этой технологии, в 1977 г. были удостоены Бронзовой медали ВДНХ.

Апробация работы. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы представлялись на различных симпозиумах, конференциях, школах-семинарах: Всесоюзный симпозиум "Проблемы образования рудных столбов" (Новосибирск, 1969 г.), Всесоюзная конференция "Проблема метаморфогенного рудообразования" (Киев, 1974 г.), 1-е Всесоюзное совещание по металлогении докембрия (Ленинград, 1975 г.), 1-е Всесоюзное совещание "Физико-химическое моделирование в геохимии и петрологии" (Иркутск, 1980 г.), Всесоюзный симпозиум "Экспериментальная тектоника и решение задач теоретической и практической геологии" (Новосибирск, 1982 г.), Подотраслевое совещание ВПО "Союззолото" МЦМ СССР (Красноярск, 1980 г.), Всесоюзная школа-семинар ВПО "Союззолото" МЦМ СССР (Иркутск, 1981 г.), Всесоюзная конференция "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса в золото-алмазодобывающей промышленности на период до 2000 года" (Иргиредмет, ВПО "Союззолото", Иркутск, 1988 г.), совместная конференция на базе советско-монгольской Керуленской экспедиции (Иркутск, 1984 г.), Всесоюзное совещание "Структуры рудных полей вулканических поясов" (Владивосток, 1985 г.), 1-я Всесоюзная конференция "Условия и закономерности размещения стратиформных месторождений цветных, редких и благородных металлов" (Фрунзе, 1985 г.), Всесоюзные чтения, посвященные 90-летию со дня рождения В.М.Крейтера (ВИМС, Москва, 1S87 г.), Всесоюзная конференция "Механизмы структурного контроля оруденения" (I-ÍTEM, Москва, 1988 г.), юбиленая научно-практическая конференция (ВостСибНИИГПШС, Иркутск, 1989 г.), Обручевские чтения (Иркутск, 1987-г.), Всесоюзная конференция "Горнодобывающие комплексы Сибири и их минерально-сырьевая база" (ГИ БурФАН СССР, Улан-Удэ, 1990 г.); Всесоюзный семинар "Геологическая синергетика" (Каз'.'МС, Алма-Ата, ÍS9Í г.); на вузовских конференциях (МГРИ, Москва,.-1982 г.; ИЛИ. Иркутск, 1977-1&Э1 г.г.) а также в методическом отделе ЦНИГРИ, Москва, 1939 г.); на ИТС производственных организаций ВПО "Союззолото": Балейзо-

-в -

лото (Балей, 1971 г.), Амурзолото (Свободный, . Токур, 1974, 1977 г.г.), Енисейзолото (Красноярск, Северо-Енисейск, 1973, 1974, 1975 г.г.), Якутзолото, Алданзолото (Якутск, Нижний Куранах, 1975, 1977, 1078, 1981 г.г.); на 1ГГС производственных предприятий Иингео РСФСР: ИГО "Красноярскгеология" (Красноярск, 1973 г.), ПГО "Иркутскгеология" (Иркутск, Бодайбо, 1883, 1984 г.г.), ПГО "Бурятгеология" (Улан-Удэ, Монды, 1983, 1989 г.г.), ПГО "Якутсгеология" (Якутск, Кулар, Хандыга, 1883, 1985, 1990 г.г.).

По тем« диссертация опубликовано более 20 работ, в том числе одна коллективная монография.

Автор искренне признателен и благодарен своим коллегам, соавторам работ и достойным оппонентам В.Т.Григорову, В.В. Кривоборскоиу, М.Г.Реиетнику, В.Б.Сухиняну, Ю.А.Казаченко, Л. В.Шиверских, В.П.Неганову, В.И.Коваленко, В.В.Шевелеву, A.A. Шиманскому, Г.А.Базанову, Г.В.Рослякову, М.С.Учителя, Ш.В.Се-минскому, С.А.Рябых, В.В.Коржу, Г.Д.Мальцевой, С.Д.Федченко, Н.Н.Блникову, Г.И.Еукову, А.В.Загибалову и другим за огромнуя помочь в проведении исследований и за конструктивную критику научных положений, защищаемых в данной работе. Автор считает своим долгом выразить благодарность В.М.Мишнину, В.А.Нарсее-ву, П.М.Горяинову за поддержку идей, развиваемых в данной работе, а такие Н.Л.Ойнац, В.Н.Котлобаевой, С.А.Коростелеву за помощь в оформлении работы.

Диссертация включает 287 страниц машинописного текста, 85 рисунков, 21 таблицу и список литературы из 355 библиографических наименований и состоит из "Введения", семи глав и "Заключения".'

1.ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ В разделе дан анализ состояния вопросов, связанных с геологически).? и методическим обеспечением всех стадий промышленного освоения золоторудных месторождений средних и малых масштабов (поиски, обнаружение, разведка и оценка, промышленная эксплуатация). Обзор множества существующих классификаций рудных (включая и золоторудные) месторождений, разработанных на рагличних принципах, а также классификаций ГКЗ, привел к заключении:! о возможности эффективного их использования в качестве геологической осноыл глат,!м образом на прогнозно-поисковом этепе освоения }/есторояд*.-ний я лишь при относительно простом их внутр»лж?'М строении - на рэ:?есдоч.чом и эксплуатационном. .Систе-•

матик, построенных на принципе разделения объектов по степени структурной ("конструктивной") сложности полей концентрации полезного ископаемого в контурах рудного тела как объекта промышленного освоения, не существует. Оценка структурной сложности рудных тел особенно актуальна для установления природы и характера фактора риска на этапах поисков, разведки к эксплуатации в том числе и для рассматриваемых типов золоторудных месторождений. Ото обстоятельство предопределило необходимость постановки фундаментального исследования этой характеристики рудных тел и месторождений (первая часть работы), ее влияния на формирование фактора риска в условиях применяемых поисково-разведочных систем и разработки иа этой основе путей его минимизации (вторая часть работы).

2.ЩЩ0ПУМЫ1АЯ ОСНОВА ИССЛЕДОВАНИЙ

Изучение структурной организации рудных тел и месторождений построено в соответствии с понятийной базой и общими положениями методологии системно-структурных исследований геологических объектов (Косыгин,1970; Драгунов,1971; Олейников,1971; Абрамова, 1972; Каждан,1974; Богацкий,1977; Кузнецов,1977; Четвериков,1930; Забродин,1980; Геологические.тела,19CG и др.)

Геолого-генетическая интерпретация результатов такого рода исследований требует привлечения более совершенных генетических концепций. Господствующие ныне. предс!авления о процессах струк-турообразования в рудогенных системах, основанные на принципе актуализма и предполагающие преобладающую роль равновесных физико-химических превращений, полное подчинение их энергетических балансов второму закону термодинамики, б также определяющую роль в процессе структурообразования вмещающей среды, уже не в состоянии корректно снимать многие противоречия, возникающие при детальной изучении структурной сложности рудных объектов.

Возможность преодоления этих противоречий представляет современная концепция развития сложных материальных систем, основанная на феномене термодинамической неустойчивости (Микояне, Пригожин,1970; Обелинг,1978; Хакен.ШЗО и др.). Ora концепция предполагает: а)особые периоды развития систем о пребыванием их в критических и закритических состояниях; б)фазовые переходы систем в новые состояния с нарушением симметрии прежних состояний; в)развитие* процессов с отклонениями от второго закона термодинамики; г)антиэнт(.оншшый (нэгунгропайный) характер процесса и формирование упорядоченных (дисоипативных) структур (пере-

- и -

ходы от "хаоса" к "порядку"); д)время как структурированную субстанцию (последовательно нелинейная пространственная локализация процесса с адекватно нелинейным увеличением темпа хода времени); е)кооперативный характер поведения компонентов системы на основе энергетической конкуренции (принцип синергизма); лОоткры-тссть системы зДинамически нелинейный характер процесса их развития. Эти условия характерны для систем, пребывающих в режиме саморазвития (самоорганизации, самоструктурирования) й, применительно к геологическим (рудогенным) системам, предполагают структурообразующую роль физико-химических факторов процесса, где функциональной частью системы является непосредственно ейИ флюид (Филонкж,1900).

Выбор данной концепции предопределил соответствующие методологические принципы и методы исследования: а)принцип абстрагирования (элементаризации, специализации) (Налетов,1975; Косыгин, 1903 и др.); б)принципы целостности и иерархичности (Садовский, 1973); а.)принципы соответствия и дополнительности (Фило-нш,19С5). В качестве основного метода использовано последовательное разномасштабное картирование комплекса признаков, характеризующих структуру объекта на различных иерархических уровнях (зерно, агрегаты зерен, скопление агрегатов, рудное гнездо, ру-днкз столбы различных порядков) (Филонюгс, 1635).

Исследования по второй части работа построены на приксне-ннк имитационных моделей воспроизведения погрешностей разведки в совокупности с натурными экспериментами (опытцо-;,:егод.ч«еск::е работы).

Процесс формирования интегральной модели и структуры фактора риска и системы его минимизации основан.на принципе аддитивности вкладов различных уровней структурной организации объекта в общую погрешность разседой.

3. СТРУКТУРНАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЗОЛОТОГУДШХ Ш5СТ0Р0ШДЕ1ШП

Закономерности геологического строения месторождений. Детальный системно-структурный анализ изучении:: о процессе разведки и эксплуатации базовых золоторудных месторождений (Советское. Балей, Дарясуи, Курапах, Токур, Кочкарь, Юр, Дуэт, Ериндакмт, Оночалах, Кыллах, Зуи-Холб-з, Голготай, Первенец, Лебединое и др.) независимо от геотектонических обстановок их формирования и пространственной локализации [й'-'С'тг-.т пликатившх, дизътктииних и кгубных

......... - 12 -

дис'локаций), позволил установить некоторые общие особенности этих объектов. На фоне их ярко выраженных морфо-структурных различий в иерархическом диапазоне "рудное поле" - "рудное тело", •'обусловленных геологическими и геодинамическими состояниями вмещающей среды на различных исторических "срезах" их развития, во внутреннем строении рудных тел в пределах иерархического ряда "рудный столб" - "рудное гнездо" - "минеральные агрегаты и их скопления" - "зерно" установлены черты универсальности. Морфология рудных тел и распределения в них вещества характеризуются обширным набором вполне определенных деталей (мегатекстуры рудных тел, текстуры и структуры руд, локальная метасоматическая зональность, трещиноватость и др.), которые, в той или иной мере, распространены на всех базовых месторождения» Причем по мере увеличения глубины иерархического деления структурного пространства многообразие этих деталей расширяется параллельно с повышением степени дифференцированное™ и концентрационной контрастности распределения вещества в рудных телах и в том числе золота.

Модели структурной организации монопризнаковых подсистем. В итоге реализации принципов, элементаризации, целостности и иерархичности путем "разложения" исследуемых объектов на монопризнаковые подсистемы - морфологические, минералого-геохимические, петрофизи-ческие (палеотемпературное поле, удельная трещиноватость, пористость, флюидонасыщенность, пьезоактивность и др.), поля концентрации золота (ПКЗ) - установлено, что каждую из этих подсистем на любом из изученного диапазона масштабных уровней организации рудных тел можно описать с помощью однообразно структурированной модели. Каждая из них - это поле, состоящее из пространственно рассредоточенных максимумов (мод), чередующихся с минимумами, причем структурные матрицы (геометрические системы, объединяющие модальные точки) таких монопризнаковых полей, несмотря на расположение в единых границах рудного тела, пространственно не совмещаются. Эти структуры, особенно в концентрационных и других подсистемах, имеют "латентный" (скрытый) характер и без специальных исследований обычно не вылиляются.

Установленное закономерно-прерывистое строение ПКЗ на вс<;-х уровнях их структурной организации обусловливает асимметрии (ловое смещение моды) статистических спектров распределения концентраций золота при систематических наблюдениях и нераьномер-

ное рассредоточение общего запаса металла в рудном теле. Оно выражается в том, что 70-80% общей массы золота сосредоточено в 20-40$ рудного пространства в виде последовательно входящих друг в друга дискретных обособлений. То же самое имеет место в гранулометрических спектрах золотии, где 70-80$ массы золота сосредоточено в крупных золотинах, число которых не превышает 15-25/* от общего их количества. Это один из основных элементов структурной сложности рудных месторождений золота.

Фундаментальные свойства полей в структурно организованных монопризнаковых подсистемах. Установлены особые (нетрадиционные) геологические свойства, которыми обладают ионопризнаковые поля и в частности ni" Они непосредственно характеризуют структурную сложность » , являются достаточно очевидными,'устойчивыми, универсалы.^-; и поэтому могут быть отнесены к категории фундаментальных.

Дискретность и упорядоченность. Эти свойства взаимосвязаны н выражены в том, что признаковое поле состоит из пространственно разобщенных элементов, группирующихся в последовательно входящие друг в друга такав разобщенные обособления (таксоны). Зги свойства в различных генетических ракурсах обсуждаются многими исследователями (Дж.Скотт,1984; Я.Путина,1971; Мораховский, Лохов,1976; Буряк,1986; Горяинов,1986; Мишнин,1987 и др.). На изученных месторождениях золота для отдельных признаковых под- • систем установлены различные типы структурной упорядоченности. Так для морфологических подсистем характер™ параллельно-полосчатые, линзово-чеиуйчатые,. "рядные" и др.; для минералого-гео-хммическах - решетчатые, ячеистые (ортополигональные, субоктаэ-дрические), полосчатые, концентрические и др. структурные мотивы упорядоченности (рис.1).

Масзгабное подобие (скейлинг). fscale - масштаб]. Это свойство отображает удивительную схожесть структурного узора моно-прмзкаковых полей на различных иерархических уровнях. Наиболее отчетливо оно проявляется с структурах ПНЗ с решетчатым, ячеис-тт, "рядным" типами упорядоченности (см. рис.1 г,д,е,з) (Фило-к»к и др.,1978; Филошэк,1S33,1984).-Скейлинговые модели геологических объектов описаны и другими исследователями (Горяинов, 1886; Знании,1887; Садозский.Писаренко,1991 и др.).

Структурная автономия. Сьонство структурной автономии (да-сконформности) монсшризнакоьых полей заключается и проитранст-

- 15 -

Продолжение рис.! з

Рис.1 Некоторые типы структурной упорядоченности в моно-прязнаковых подсистемах рудных тел н месторождений, а - линейно-решетчатый, б,- нелинейно-решетчатый, в - ячеистый, г - комбинированный ячеисто-решетчатый, д,е,н - системы ортополигональной упорядоченности соответственно: пара-ллелепипедоидальные, субоктаэдрические и линейно-зубчатые; и - линзово-чеоуйчатый, з - линейно-рядный, к - нелинейно-ря-дный (вихревые или спиралевидные систеьм).

.. - 16 - .

вен'ной несовместимости их структурных матриц, контролирующих размещение эпицентров аномальных участков (мод) а каждом из них, несмотря на то, что они находятся в едином пространстве рудного •тела (рис.2). На это свойство обратили внимание и другие исследователи, но зафиксировали его как факт, сопроводив его своей генетической интерпретацией: "полиморфизм зональности" (Поспелов, Лапухоз,1971), "стадийные рудные столбы" (Петровская,1963), дисконформность относительно структуры вмещающей среда (Тернор, 1964), дисконформность моноэлементных геохимических полей (Скрипченко и др.,1934; Мягков,1906 и др.).

Нелинейноегь. Ото свойство характеризует нелинейный (суб-экспоненциальний) характер взаимосвязей между количественными параметрами структурообразующих элементов различных уровней в ыонопризнаковых подсистемах рудных месторождений золота. Око четко проявлено и ранжированном по иерархии ряду размеров элементарных ячеек структурных матриц различных уровней организации в подсистемах, в ранжированном ряду основных минеральных компонентов внутрижильного пространства по плотности и по занимаемому ими объему пространства (кварц, сульфиды, золото) (§илонхж,1984). Свойство нелинейности в характере изменения концентраций рудного вещества, нелинейные эффекты в рудогенных системах описаны также и в работах других исследователей (Бого-цкий,187&; Пащенков,1985; Канцель и др.,1987 и др.).

-Ранговая изометрия. Свойство впервые зафиксировано при анализе структурной организации ПКЗ и заключается в том, что, независимо от морфогенэтического типа золоторудных месторождений, размеры ячеек структурных матриц одного масштабного ранга (иерархического уровня) в рудных телах (зонах) в среднем одинаковы (изометричны) (Филонюк,1909).

Универсальный характер структур н 'о й организации г. е о л о г к ч е с к и х объектов. Комплекс нетрадиционных геологических свойств признаковых подсистем указывает на физическую обусловленность прцесса формирования и развития их структуры. Эти свойства транслируются далеко за пределы масштабов месторождений (Красный, Садовский,1906; Мишпин,1987; Гор.чимос, 1806 и др.) и являются универсальными свойствами различных материальных систем, включая и геологические (Фейгепбаум,1603). Согласно принятой автором концепции рассмотренные еьойочгл являются прямыми признаками с п м о р о а в и Т И 1". л рудогекних оясгом, г. с. !!)>•-Г^ЙО-

К

У

Ш

Рис.2 Схема расположения подсистем модальных значений мощнос-н кварцевой жилы и концентраций золота в плоскости рудного те-а по данным эксплуатационного опробования (месторождение Коч-5рь, по 8.лонюку, 1883). 1 - участки повышенной мощности - обособления повышенных концентраций золота, 3,4 - контуры' здсиетеы соответственно для кощностк м концентраций золота, ~ подземные горные выработки.

- 18 -

ния' их в особых термодинамических условиях: система открытая, динамически-нелинейный режим развития, взаимодействие между компонентами по принципу синергизма, критические и закритические "состояния систем.

По линии реализации принципа целостности (доминирующий в данный момент ракурс восприятия геологических объектов) представление о структуре объекта формируется в основном на восприятии Морфологической его неоднородности и таким образом роль основного структурообразующего фактора отдается вмещающей среде. При реализации принципа иерархичности (анализ структурной организации объектов или не доминирующий в данный момент ракурс их восприятия) связь с вмещающей средой "теряется" и приоритет структурообразующей роли переходит непосредственно к флюиду.

Таким образом трактовка рудогенного процесса с учетом особых условий снимает многие противоречия и в определенной мере уточняет наши представления о генезисе рудных месторождений.

4.СИНЕРГБГИЧЕСКАЯ ПРИРОДА СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТ0Р0ВДЕ1ШЙ Вероятная причинная модель стру-ктурообразования. Установленный комплекс Двойств структур монопризнаковых подсистем свидетельствует о принадлежности этих структур к классу диссипативных, т.е. связанных с синергетическим режимом развития (Николис,Пригокин,1978; Эбе-линг,1979 и др.). Анализ распространенности такого свойства подсистем как масштабное подобие структур показал, что оно присуще многим геологическим системам и транслируется далеко в наду-ровневую область вплоть до геоблоков земной коры (Садовский,Пи-саренко,1991). Подобие характера многоуровнеьой тектонической делимости литосферного слоя (Красный,1984; Горяинов,1906; Миш-нин,1907 и др.) или "регматической решетки Земли" (Иванов,Леке— рова,1981) с установленными закономерностями структурной организации рудных полей, месторождений и рудных тел дает основание предположить, что первопричиной многоуровневого структурообра-зования в литосферной оболочке Земли (как расширяющейся или разуплотняющейся за счет нелинейно возрастающего приращения сиа-лической массы среде) является неустойчивость поля тяготения <гравитационная неустойчивость).

В работе подробно обсуждается динамика развития гравитационной неустойчивости, причины и механизмы многоуровневого фс-

рмг.рсвания структур а разуплотняющейся (расширяющейся) среде с использованием известных' в области астрофизики теоретических представлений (Лиемц, 1940; Гольфе,1970; Гурэвич,Чершш,1983 и fip.). Принятая причинная модель многоуровневого структурообра-зевания в системах, функционирующчх в глобальном поле тяготения, прэдлрлагает кванткфикацию пространства-времени в виде последовательно входящих друг.в друга нелинейно уменьиающиЯся полей гравитационной неустойчивости ("каскадная фрагментация" пространства) с также нелинейно возрастающими удельной энергоемкостью процессов и темпом хода времени о этих-полях. Вследствие гравитационного скатия ("коллапсирования") в локализованных пространствах генерируются тепловые поля, которые порождают термодинамическую неустойчивость, через нее возбуздайт соответствующие масштабу прострчнсгва-зремс-нн геологические процессы формирования структур, отображаемых впоследствии в характере пяо-тиостноЗ дифференциации вещества в литосфере.

Таким обрвеом, причиной возникновения структуры на уровне месторождения является гравитационная неустойчивость в пространстве рудного поля. Структурная организация внутри рудного тела является следствием гравитационной неустойчивости его как одного из "фрагментов" пространства месторождения и т.д.

Особенности кинетики структуре-а б р а з о s а н я я, В прцессе многоуровневого структурообра-зозания в зависимости от ¡масштаба пространства-времени и;.; es г ¡íscto различные механизмы дифференциации вещества (конвектизно-дцзоктизные, фильтрационно-диффузионные, бесфлюидные и др.), а тпкле сопровоздаю'ре их физико-химические эффекты как средства саморегуляции этих механизмов з условиях термодина:,мческоП неустойчивости.

В качестве обобщенных синергетических моделей фильтрационных механизмов использованы представления о флюидном потока как рзакцаонко-трзнспортной системе, в которой при сииергетическсм взаимодействия с вмещающей средой возникают особые химические волны «ли редокс-фронты, формирующие структуру геологического пространства (Ортолево,Шмидт,1980), и конкурентный химические реакции s емжваэднхея в процессе структурообразованил флиадах (Оие/Н'.иг, 1970). Диффузионный механизм рассмотрен'На основе представлений о закономерностях превращений твердых растворов (Па-Т1!ИС,йа!<-!Соннол,1еоЗ; Урусоз.1977; "иснна,1б37, и др.).

f Ha OCHODO обобще-иил сделано заключение о существовании для j

геологических процессов по крайней мере двух кинетических "сценариев" структурообразования ($илонюк,1991). Первый предполагает относительно медленную диссипацию свободной энергии при относительно 'высоких термодинамических характеристиках возбуждения, достаточных для преодоления энергетических барьеров зароа-дгаая новых фаз. В этом случае вся среда реагирует на возбуждение путем изменения первоначальной структуры за счет 'качественного расслоения и пространственной передислокации вещества и формирования новой структуры с четкими (резкостными) межфазныы] границами. Второй "сценарий" предполагает относительно скоростной процесс структурных превращений с возникноьением модулированных структур без четких межфазных границ (латентные структу ры). Здесь процесс контролируется в основном фильтрацией и диф фузией вещества. Оба "сценария" последовательно взаимосвязаны. Предполагается, что образование морфологических подсистем киль пых золоторудных месторождений идет по первому, а дальнейшая дифференциация вещества р рудных телах (зонах) идет по второму "сценарию".

Модель формирования структуры золоторудных систем. Приведен фактический ма тсриал, согласующийся с основными теоретическими положениями относительно причинной динамики и кинетики структурообразовани в условиях гравитационной неустойчивости. Так в структурирован ном пространстве золото-кварцевых, золото-кварц-сульфидных жил (зон) отмечается четкая дифференциация вещества.и его физических состояний, по плотности. При дискретном характере палеотем-пературного поля участки с наиболее резко выраженной плотност-ной неоднородностью локализованы р градиентных зонах этого поля, что свидетельствует о том, что регулятором процессов струи турных преобразований геологического пространства является не абсолютная величина температуры, а характер ее изменения. Уста иовлека закономерность: максимумы удельной трещиноватостн, пористости, флвздонасыщенности, минимумы скоростей прохождения продольных и поперечных ультразвуковых еолн, пьезсактивиостн кварцев, находясь в пространственном сопряжении, фиксируя? уча отки физкко-химическсго разуплотнений (рис.3). Тенденции к уплотненна или разуплотнению конкретнкх участков рудного простри цстёй прослеживаются также по характеру- распространения "легк.ч й "тяжелых" химических элементов и геохимических полях. Отп фа свидетельствуют о той, что процесс ьыхода из состояния гравии

0,1 Ц

//

«а

Рис.3 Совмещенные карты расположения мод монопризнакоеих полей в плоскости среза рудного монолита из золотокварцевой жилы цестороадения Кыллах (по результатам непрерывного минералого-геохкмического и петрофизического картирования, геометрическая база измерений 2x2 см).

1 - аномалии палеотемпературного поля по даняш декрепитацки кварца; 2 - максимуму удельной трециноватости; 3-5 - аномальный концентрации газово-жидких включений при различных температурных порогах декрепитацин кварцев соответственно: 3 - 80-140°, 4 - 140-240°, 5 - 240-340°С; С-Э - минералого-геохимкческие ано-**алки соответственно: 6 - золото, 7 - свинец, 8 - железо, 9 -углистое вещество.

3

4

- 22 -

циокной неустойчивости в надуровне, т.е. в условиях относительно замедленного теша хода времени (причинная система коордаяс? Бремени), осуществляется через плотностную дифференциацию про— •стралства о подуровне, где темп хода времен^ относительно наду-ровневой области ускорен и все возбуждаемые процессы, в силу своих потенциальных возможностей, "работают" на выход из состояния гравитационной неустойчивости в надуровне.

О глобальном характере этой закономерности свидетельствуют данные о приуроченности региональных проявлений рудной минерализации всех типов и известных рудных полей к месторождений к градиентным зонам регионального поля силы тяжести в иезозойскув эпоху тектоно-магмзткческой активизации в Забайкалье ,(0городнй-= • ков,1870; Любалин,1877).

6.ФАКТОР РИСКА В ТРАДИЦИОННЫХ УСЛОВИЯХ ОСВОЕНИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Согласно существующих представлений (Кац и др.,1986) в понятии "фактор риска" обобщено дифференцированное и интегрированное выражение наиболее вероятных погрешностей определен!!« оценочных параметров рудник тел, их вемчии и тенденция изменения в условиях последовательного "восхождения" от единичного зсмэр. (пробы) ко всеП системе измерений (системе разведки) в цело«;

В работе такке использояспо понятие "ой'общэнпуй рлок" (Гй-брпэллнц и др.,1835), сущность которого выражена к:атркцэП потерь, характеризуюгзей контретнуэ стратеги» поисков рудшл; тел в конкретной обстановке: .

СВ Ср где ,СР ,Ср0 - потеря соответственно;

при правильном обнаружении объекта, пропуске Сд, СРе объекта, ложном обнаружении и правильном нсо-бнаружекии объекта.

В работе рассмотрена результаты влияния выявленных особенностей структурной организации ПКЗ на формирован*}- факторе ркс-ка в усг^'-ллк применения традиционных поисково-разведочных скоте«. Рэтом главное внимание сосредоточено на исскедонакки тенденциозного поведения фактора риска.

Риск неточного измерения концентраций золота в массе пробы. Обобщив данные многочисленных исследований в этом направлении (Барищев, 1940; Пояса рицкий, 1947; Краснов, 1856; Лльбоь,1960; Крейтер,1861; Куликов,1931; Ткачев,Шеии,1937 и др.) можно заключать, что ос-

"У

новным источником риска при определении содержаний золота является наличие крупного золота (более 0,5мм). Опытным путем установлено, что в процессе измельчения материала пробы крупное золото не измельчается и переходит в техногенные формы (Савосин, Саклаков,1977; Патушинская,1985). В процессе сокращения материала пробы из-за низкой вероятности попадания крупных золотин в навеску для пробирного анализа возникает тенденциозное занижение содержаний золота в пробе (до -30$). Одновременно, в случае попадания золотины в навеску, содержание в пробе тенденциозно завышается, причем завышение в отдельной пробе- может компенсировать тенденциозное занижение в многочисленных пробах и в итоге обеспечить завышение среднего по осредняемой совокупности проб. Моделированием подтверждено, что в условиях наличия крупного золота применяемая технология обработки проб предусматривает отбор непредставительных навесок на пробирный анализ (50г). В этих условиях каждый анализ навески будет либо заниженным (наиболее вероятное событие), либо завышенным (менее вероятное событие), т.е. истинное содержание золота в пробе он не покажет. Данные осреднении результатов 2-3-х навесок по каждой пробе подчиняются общей тенденции: в классах низких содержаний -систематическое занижение, а в классах высоких содержаний - систематическое их завышение ("корреляционный парадокс".Секкей, 1590). Ото хорошо подтверждают данные контроля анализов. Причина "парадокса" - влияние крупного золота.

Риск непредставительного опробования в рудном пересечении. Обобщение опыта контроля опробования (заверка менее представительных проб более представительными) выполненного различными исследователями (Зенкоз,1962; Богацкий и др.,1969; Брешенков,1970; Дубинин, Поляницын, 1971 ; Вордоносов,Ли,1974; Куликов,1981 и др.), а также изучение результатов специального имитационного моделирования показало, что¡на данном уровне измерений существуют теге тенденции, что и на уровне анализа пробы. Достоверность и представительность пробы или рудного пересечения в общепринятом чонимании (Четвериков,1980; ГСаждан,1974) зависит от того насколько их геометрия и ориентировка в среднем будет соответствовать пространственному положению.и метрическим характеристикам' структурной матрицы ПКЗ, контролирующей размещение агрегатов золотин и скоплении агрегатов, рудных гнезд. Моделированием н штурмами экспериментами установлено, что при несоответствии '

размеров сечений бороздовых (керновых) проб размерам периодичности расположения участков аномальных концентраций золота появляется систематический "избыток" или "дефицит" разубоживающей массы пробь!, что приводит в первом случае к тенденции занижения, а во втором - к тенденции завышения содержаний в пробе. При этом на данную тенденциознось накладывается влияние контрастности ПКЗ, что существенно ее "зашумляет".

Структурная организация ПКЗ на данном иерархическом уровне в условиях применения традиционных способов опробования (бороздовое, керновое, итуфное) порождает известные мешающие эффекты: "эффект сортировки" (Денисов и др.,1974), "эффект самородков" (Карлье,1960; Матерой,1860), "эффективная неоднородность" (Каж-дан,1974). Влияние этих эффектов при высокой контрастности ПКЗ имеет также тенденциозный характер (завышение). Оно учитывается общей дисперсией концентраций золота по данным опробования и проявляется в чистом виде только в пределах пространства, ограниченного контуром пробы.

Моделированием и опытно-методическими работами показано,что:

а)с увеличением размеров сечений проб показатели изменчивости содержаний (коэффициент вариации, асимметрия и др.) убывают;

б)осреднение результатов опробования сближенных рудных пересечений снижает показатели изменчивости пропорционально количеству этих пересечений независимо от способов опробования (интенсивное понижение идет до момента, когда количество осредняемых проб или рудных пересечений достигает 4-х, а дальше скорость ее снижения резко падает); в)различия в оценке изменчивости содержаний золота в каком л^бо пространстве (блоке), произведенной по различным вариантам опробования (разные сечения проб при постоянной плотности сети), статистически незначимы; ^установленные потери золота в самой мелкой фракции бурового шлама (Петров Д.В.) в условиях высоких абсолютных погрешностей опробования, связанных с влиянием структуры и контрастности ПКЗ, существенного значения в общем балансе фактора риска не имеют.

Риск недостоверной оценки рудного тела в процессе поисково- разведочных работ. Анализом опита применения традиционных поисково-разведочных систем в условиях высокой структурной сложности и контрастности ПКЗ в рудных телах установлена тенденция систематической недооценки потенциально промышленник рудных тел, их пропуска (Советское, ЕнисеЕк-кий крлв), л так&е сис-

- 25 -

тематической переоценки уже выявленных и опознанных объектов (Первенец, Ленский район), что обусловливает высокий уровень обобщенного риска.

Моделированием и натурными сравнениями данных разведки и эксплуатации по целому ряду объектов (Советское, Дарасун, Токур, Юр, Оночалах и др.) установлен тенденциозный характер погрешностей аналогии. Влияние прерывистости и нелинейности ПКЗ обусловливает систематическое завышение качества руды ь блоке и относительную условность контуроь этого оценочного блока. Последнее приводит к систематической потере промышленных"запасов за контуром.

На многих золоторудных месторождениях форма, размеры и пространственная ориентировка разведочной сети (разведочной ячейки, эксплуатационного блока) не соответствуют ориентировке и метрическим характеристикам периодичности размещения мод ПКЗ (эпицентров малых и средних рудных столбов). Это и является главной причиной систематических завышений или занижений в оценке качества и количества запасов руды в блоках.

Риск в условиях традиционного геологического обеспечения эксплуатации месторождений. На данном этапе освоения месторождений природа фактора риска связана с дискретностью и нелинейностью ПКЗ на уровне рудных гнезд и малых рудных столбов. Свойство нелинейности обусловливает систематическое завышение качества руды в детально и равномерно опробованном блоке (здесь влияние этого свойства предельно "обнажается") за счет учета всех измерений с одинаковой зоной влияния. Нелинейность дифференцирует зону влияния измерения в зависимости от величины зафиксированной концентрации металла: чем выше концентрация, тем меньше зрна влияния.

В условиях дискретности и нелинейности ПКЗ приконтурные потери и разубоживаниб в отрабатываемых блоках менее значимы для оценки риска экономических потерь по сравнению с неучитываемыми потерями и разубоживанием, связанными с вовлечением в отработку невыявленных безрудных участков в блоке и потерей промышленных участков за контуром блока.

Детерминированная модель интегральной оценки фактора риска. Воспро,-иэведена структура фактора риска при оценке геологического блока (таблица 1). Выявленные и исследованные тенденции показыса-

Структура фактора риска при оценке геологического блока (интегральная модель)

Таблиц Л

Уровни Уровни Свойства ПКЗ, определяющие

структур- поисково- фактор риска, общий характер

ной орга- раэведоч- фактора риска

миэации ней сис-

ПНЗ теш

Урозневая оценка фактора риска в интегральном варианте

Зерно

(ЗОЛО'

тина)

Навеска для

анализа

Агрегаты, скопления агрегатов

Проба (взятие и обработка)

Дискретный и упорядоченный'характер ПКЗ на всех уровнях (скейлинг) генерирует последовательно понижающуюся от I к 5 уровню асимметрию распределения элементов ПКЗ. по массе золота. Следствием этого является устойчивая тенденция к занижению результата в единичном замере (навеска, проба, Рудные гнеэ-Разведочные пересечение, сечение, блок), да пересечения Маловероятные завышения единичного

--■■. замера значительны по величине к

Рудные РазЕЭДоч- обусловливают устойчивое смещение

ное сечение среднего в сторону завышения. Устой———- чивы на всех уровнях потери модаль-

Геологич. них участков ПКЗ за контуром геомет-блюк(эле- . риэации.

-<2 п..

стслоы

Мг Па. П(

М { П» П.2 П.4

м? п* Пъ Ц*1 4

Рудное теле

иект блока)

П4 П* Пг

ги

I

ЛЭ

о>

I

Где: 6 - дисперсия содержаний золота соответственно: - в навесках; в пробах ((Э/^з+^обр)»

б пересечениях; - в сечениях; - в элементарных (эксплуатационных блоках), число элементов разведочной системы соответственно: ГЦ- навесок в пробе; М^- проб в пересечении;П.3- пересечений в сечении;Ц^- сечений в элементарном блоке;Ц5- элементарных блокоз в геологическом блоке.

ют, что риск возможного завышения среднего содержания в блоке определяется скейлингово'й моделью многоуровневой дискретности ПКЗ, генерирующей асимметрию статистических спектров распределения концентраций металла и нелинейную неоднородность пространственного рассредоточения запаса металла (основная доля запаса в малой доле рудного пространства) на всех иерархических уровнях начиная от гранулометрии золотин.

Максимальная погрешность завышения возникает на начальном этапе измерений концентраций золота из-за непропорционального влияния массы крупной золотины на относительно-малую массу навески для анализа. Вклады последующих уровней структурной организации ПКЗ в "тенденциозную" составляющую интегральной оценки фактора риска нелинейно убывают.

6.ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ ФАКТОРОМ РИСКА Условия обеспечения возможности управления фактором риска. Управление фаКТОрОМ рИСКа ВОоМО»к? висГО прИ НаЛИЧНИ игшпоаций объектов по структурно« сложности ПКЗ. Она зависит от гранкчно-— с^инпии; уровня концентраций золота. По сложности структуры ПКЗ рудные тела, как объекты промышленного освоения, под- 1 разделяются на три типа (рис.4) (Филонюк,1889).

Рудные тела первого типа сложности отличаются относительно низкой контрастностью ПКЗ и с позиций промышленных требований : являются непрерывными, т.е. рудные обособления с повышенными содержаниями (рудные столбы высоких порядков, рудные гнезда) рассредоточены в пределах общего фона повышенных концентраций, превышающих некоторый бортовой лимит.

Рудные тела второго типа сложности характеризуются явно выраженным "бонанцевым" оруденением, где основной запас металла сосредоточен в рудных столбах средних порядков. Оти элементы располагаются среди в целом пониженного фона концентраций (ниже бортового лимита) и за счет этого создается более контрастный и уже явно прерывистый облик концентрационного поля.

Рудные тела третьего типа самые слошые. Они обладают высококонтрастным и весьма прерывистым характером ПКЗ (гнездовий тип оруденения). Здесь "носителем" основного запаса металла являются малые рудные столбы и рудные гнезда, рассредоточенные практически в безрудной массе, обладающей низким,■фоновым уровнем концентраций металла (ниге возможного бортового лимита).

Рис.4 Типы распределения концентраций золота в рудных телах, а - слабоконтрастное относительно непрерывное распределение, основной запас металла сосредоточен а средних и крупных рудных столбах (рудные тела 1-го типа); б - контрастное распределение, носителем отсновного запаса металла являются средние и малые рудные столбы (рудные тела 2-го тина); в - высококонтрастное весьма прерывистое распределение, основной запас металла сосредоточен в малых рудных столбах к рудных гнездах (рудные тела 3-го типа); Сф - условные фоновые концентрации, определяющие границу промышленного оруденения.

- 29 -

Прогноз структурной сложности рудных тел в процессе поисково-разведочных работ осуществляется на основе системной реализации (см. раздел 2) принципа выборочной детализации (Каадан, 1974).

Теоретическая модель оптимальной системы управления фактором риска. В условиях установленных закономерностей и свойств ГШ высокая эффективность поисково-разведочных систем может быть обеспечена за счет достижения адекватности их геометрических характеристик природным структурным моделям ПКЗ, т.е. за счет нелинейно-узлового расположения поисково-разведочных выработок и точек опробования с параметрами сети, равными полуперл-одам закономерных колебаний концентраций металла на каждом иерархическом уровне или кратными нечетному числу таких полупериодов в направлении простирания и падения рудного тела (Филонвк н др.,1935). Такая нетрадиционная модель предполагает на каждом иерархическом уровне свои представительную "геометрическую базу" единичного измерения концентраций металла, эффективно подавляющую влияние детерминированной изменчивости ПКЗ, как источника тенденциозной составляющей фактора риска.

Варианты 'управляющих систем. Управление фактором риска предполагает его минимизацию за счет нейтрализации влияния структуры и концентрационной контрастности ПКЗ на достоверность измерений в условиях примененной поисково-разведочной системы.

Существует по крайней мере два варианта минимизации фактора риска: а)в условиях традиционных поисково-разведочных систем оптимальная коррекция результатов измерений с помощью поправок за тенденциозный его характер или за счет применения специальных методов обработки, информации с использованием весовых функций (различные вида крайгинга, взвешивание и др.); б)разработ-ка нетрадиционных "конструкций" поисково-разведочных систем, обеспечивающих необходимую эффективность обнаружения промышленных рудных тел, достоверную их разведку и оценку.

Первый вариант приемлем, но здесь необходимо иметь ввиду, что в нолной мере "миссию" управления путем использования весовых функций он выполнить не меже?, поскольку система точек остается не адекватной структуре ПКЗ. Здесь наиболее эффективен оптимальный поправочный коэффициент.

- 30 -

Второй вариант реализуется на основе применения универсальной поисково-разведочной .с кете м ы, построенной на основе ранговой изометрии ПКЗ, рогорая, в отличие от традиционной, предусматривает нелинейно-узловое расположение точек измерений, т.е. адекватно структурной организации ПКЗ. В основу этой системы заложен полный (опознавательный) поисково-разведочный модуль (узел третьего ранга, квадратной формы, по размерам соизмерим с эксплуатационным блоком). Он объединяет систему последовательно входящих друг в друга малых модулей (узлов второго и первого ранга), которые "устроены" по тому ко принципу, что и весь полный модуль (масштабное подобие). Благодаря соблюдению требования представительности разведочной системы одновременно на всех иерархических уровнях структурной организации объекта такой вариант обеспечивает надежное опознание промышленного объекте, а за счет последовательного осреднения данных опробования в узлах различных рангов достигается непрерывность ПКЗ, повышается надежность определения концентраций металла в области единичного замера (проблема учета выдающихся проб при этом решается автоматически), возможность и надежность выделения (геометризации) промышленных участков рудного тела на любом уровне структурной организации,

7.ПРАКТИЧЕСКИЕ СТРАТЕГИИ УПРАВЛЕНИЯ ФАКТОРОМ РИСКА Варианты уп р"а в л е н и я фактории рис !t а в условиях традиционных и о -исКово-разведочных систем. В период с 1972 по 1977 год автором с сотрудниками для Куранахского месторождения была разработана" и внедрена система коррекции данных разведки и эксплуатационного опробования с помощью поправочных коэффициентов в зависимости от уровня среднего содержания ь блоке и от степени детальности его опробования. Введение корректирующего коэффициента осуществлялось в объемы горной «ассы б естественном залегании, где систематическая погрешность оценки приобретала устойчивый характер. На этой ке ывстсроадокин на представительных объемах добычи испытан вариант коррекции с использованием весовых функций. По данный ойскдоаароСования по какдому вовлеченному ь отработку блоку отстраивались сортовае планы с учетом свойства нелинейности-ПКЗ, по которые путей взиешивания содержаний аолота на соответствующие области, огра-

- зг

Таблица.2.

ОПТИМАЛЬНЕЕ И БОЗМОЖШЕ РАЦИОНАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ СИСТЕМ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К РАЗЛИЧНЫМ ТИПАМ ЗАКОНОМЕРНО-ПРЕРЫВИСТОГО ОРУДЕНЕНИЯ

Элемент неоднородности несущий" основной запас полезного ископаемого Оптимальная конструкция поисково-разведочноР системы Рациональные варианты конструкииР поисково-разведочных систем

геометрия сети (узла) в плоскости рудного тела метрологическая оценка оптимального варианта (абсолютные величины) геометрия сети (узла) в плоскости рудного тела Метрологическая оценка рационального варианта

Рудное ГгеЛ во ввив •0 • « вв«« •в sa** «9 •• О9Ф0 •• а*в» я*.«в «в«» • » в» se в« в« ее «ее® J <=£ б^, (63«f (бсч4(<$ ti, ^ + Д, + a «• аз в«» в« «в «в вв «в • • »» «С в® в» • о ее • V •<» я* «о *е •• • à • a 9в ав •• • с «в «« «о « 0 .г 9 Ф • « • 9 « о) 6! "i M p¿ Gí v Gl S)M ru ч ц г ri?T p \ Пп 't 2 г. щт

Gk^'r I n* * а 4 n»r p Un г 2- 4 n!.

Малый рудный столб (тип Е) в в' ее ее в в в О 9 в О в в в a 9 » в « в « 9 ф S в « « в 9 в • в 6 « • • о i) f—-• мР= 11 P П* 2 4 n»T

Gu (SeW1 (брт)* - + - 4. - 4- 4- nn н н nv Па 2. ^ r\V

Рудные столбы средних и крупных порядков (тип I) о о в а «i _+ SÍ бсрс (б^т)1 Mo -,- + - + u n-i Ь "ïr ас • о S © в a) Mp _ J . «JÎTÏ* p 1 !t„ s. ' nïr Й,Мр=±! ^ t^1 ' p i fin г. n.lr

Рудное гело » целом о Возможно рациональное разрежение сети в п. раз

Mo ~ ± бп + GpT •г« ' npT tW n.pr

бп.^г.ёмрс ,<5срс,6рт - стандарты концентраций полезного ископаемого соответственно: по пробам в пересечении, по пересечениям в рудном гнезде, то;,*е в г/алом,_ среднем рудных столбах и в рудном теле в целом.

бумрс, £>срс, ¿'рт - стандарты средних значений концентраций узлов соответственно: I ранга в малом рудном столбе, Цранга переднем рудном столбе, Ш ранга в крупном рудном столбе или в рудном теле.

Пц- среднее количество проб в руднем пересечении; П.рт - количество уг ов в рудном теле; ПрГ-количество рудных пересечений, в жиле

ПРИМЕЧАНИЕ: размеры расстояний между разведочными пересечениями и узлами пресечений составляет 1/2 периода появления модальных значений соотпетс: Еуп'дего уровня ПКЗ.

ниченные изолиниями, определялось среднее содержание в блоке?- В результате зафиксирована хорошая сходимость данных разведки и эксплуатации (Филонюк,1989).

Нетрадиционные стратегии. На основе свойства структурной упорядоченности геологических объектов предложен "вакансионный механизм" прогнозирования местоположения участков с промышленным оруденением (Решетник,Филонюк,1985) или прогнозирование на принципе "структурной гомологии" (Миш-нин,1987,1988). В условиях структурной автономий ПКЗ применение данного подхода существенно облегчает задачу обнаружения и объективной оценки промышленных рудных тел, рудных столбов, гнезд и т.п. в "вакантных" уалах структурных матриц, контролирующих положение модальных участков соответствующих признаковых полей.

Для золоторудных месторождений, обладающих' высокой степенью структурной сложности, рекомендована универсальная поисково-разведочная система. Даны ее оптимальные и рациональные конструкции, а также соответствующие системы их метрологической оценки в зависимости от условий (табл.2). Реализация поисково-разведочного (опознавательного) модуля может быть осуществлена как в скважинном варианте, так и в вариантах с применением наземных и подземных горных выработок. Укрупненные расчеты величины обобщенного риска в условиях поисков и разведки золоторудных месторождений с применением нетрадиционных стратегий подтвердили целесообразность и 'эффективность их использования. Повышение затрат на поисково-разведочные работы окупается прибыль» от вовлечения в.эксплуатацию ранее не обнаруживаемых или ошибочно относимых в разряд непромышленных месторождений средних и малых масштабов.

На стадиях разведки и эксплуатации оконтурпьание промышленных запасов рекомендуется производить только на основе соответственно сглаженных измерений, полученных на различных стадиях разведки и при эксплооиробовании. При этом размеры сглаживающих окон должны соответствовать размерам узлов универсальной поисково-разведочной системы конкретных рангов или состоять из 4-х сближенных точек измерений при эксплоопробовании. Традиционные приконтурные потери и разубоживанне при очистной выемке запасов рекомендуется исчислять относительно контура, построенного по сглаженным данным эксплоопробоваиия.

33 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

. В итоге выполненных исследований получены следующие результаты, защищаемые как главные положения диссертационной работы.

а) Морфология и внутреннее строение рудных тел (месторождений) определяются взаимообусловленным влиянием внешней среды (форма, размеры и условия залегания рудных тел и их целостных элементов) и деятельности рудогенных флюидов (структурные закономерности распределения рудного вещества в рудных телах, их частях и околорудном пространстве).

б) Месторождения и рудные тела - это структурно организованные геологические объекты, в которых монопризнаковые поля (вещественные, петрофизические, физико-химические и др.) обладают особыми свойствами: дискретность и упорядоченность, масштабное подобие структуры иерархически соподчиненных элементов (скейлинг), структурная автономия относительно нолей размещения других признаков, нелинейность изменения метрических характеристик структурных элементов в ранжированном по иерархии ряду уровней организации, ранговая изометрия независимо от морфогенетического типа месторождений, которые являются прямыми признаками синергетического развития рудогенного процесса.

в) Основой причинной динамики синергетического режима рудообразования является неустойчивость гравитационного поля, порождающая плотностную дифференциацию вещества на всех масштабных уровнях строения месторождений, сопровождающуюся "каскадной фрагментацией" неустойчивого пространства с нелинейным убыванием размеров фрагментов и адекватно нелинейным возрастанием плотностной контрастности компонентов дифференциации от макро- к микроуровням.

г) Фактор риска.экономических потерь при освоении сложно организованных в структурном отношении месторождений - это детерминированная и одновременно интегрированная погрешность аналогии, учитывающая влияние различных структурных уровней объекта на достоверность воспроизведения его формы, размеров, качества и количества содержащихся в нем запасов руды н металла, при этом наибольшее влияние оказывают микроуровни (золо-тины, агрегаты золотин, скопления агрегатов), а доли последующих уровней (рудные гнезда, рудные столбы различных порядков) нелинейно убывают. ,

..... .. - 34 -.

' д) Фактор риска является следствием несоответствия геометрических параметров поискоьо-разведочных систем и систем структурной организации полей концентрации золота в рудных -"телах, что при наличии у них особых свойств предопределяет устойчивый тенденциозный его характер.

е) Особые свойства структурной организации полей концентрации золота и детерминированный характер фактора риска определяют реальную возможность создания систем его минимизации на основе достижения структурного соответствия поисково-разведочных и природных систем распределения концентраций золота в рудных телах.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии:

1. Структуры рудных месторождений Сибири, (соавторы:'S.В. Семинский, А.Л.Черных), М.: Недра, 1937. 103 с.

Статьи:

2. О кинематике формирования и принципах классификации рудных столбов эндогенных месторождений, (соавтор В.Г.Гладков). В кн. Проблемы образования рудных столбов. - Новосибирск: 1972. с.30-47.

3. Закономерности пространственной локализации орудененля в пределах Балейского рудного ноля, (соавторы В.Г.Гладков, В.Г. Хомич). Тр.Иргиредмета, 1972. Вып.24. с.32-39.

4. К методике геолого-геометрического анализа рудных аномалий. Тр.Иргиредмета, 1972. Выи.24. с.40-48:*'

5. О характере пространственного распределения минеральных ассоциаций и связи с ними золота на Средне-Голготайском место-роздении (Вост.Забайкалье), (соавтор В.М.Чиркова). Тр.Иргиредмета, 197G, Вып.20. с.27-32. •

6. Роль складчатости в формировании структуры и кварцевых тел Советского месторождения, (соавтор В.Т.Григоров). ДАН СССР. -1976. - Т.227, N0. - с . '.421..

7. О системе распр*,, ,>ия золота в карстовых полостях Южной Якутии, (соавторы Д.П.Фомин, Л.В.Шиверских, Е.Г.Алтунин) ДАН СССР.- 1970. - Т.233. - N5. - с.1109-1191.

8. Геотаксономия рудных аномалий золота как отражение структурообразующей роли физико-химических факторов в процессе рудообрззовании. Тез.докл. .1-го Воесоюзн. совещания "Физико-хи-

мичессос моделирование в геохимии и петрологии". Иркутск: 1900. с.54-55.

9. Диссииативные тектонические структуры и их роль в локализации иудного вещества эндогенных месторождении. Тез. докл. Всесонзн. симпоз. "Экспериментальная тектоника в решении задач теоретической и практической геологии". Новосибирск: 1802. с. 122-124.

10. Об автономном и упорядоченном распределении золота в кварцево-жильных зонах. Геология рудных месторождений. - 1933. - Т. Ж. - N1. с Л11-114.

11. О закономерно-прерывистом характере концентрирования золота в эндогенных месторождениях аильного типа, (соавтор В.В. иухинин). В сб. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых. Иркутск: ИПИ. 1803, с.125-131.

12. Особенности структуры пространственного распределения золота и их использование при прогнозировании и оценке орудене-ния. (соавтор !,!.Г.Решетник). В сб. Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых. Иркутск: ИПИ. 1985.

с. 130-140.

13. Структурные признаки саморазвития рудогенных процессов во времени и пространстве. ДАН СССР. - Т.275. - N2,- с.442-445..

14. Конструирование разведочной системы на основе данных выборочной детализации в условиях прерывистого оруденения. Тез. докл. 4-й научной кэнф. Керуленской межвузовской экспедиции "Вопросы геологии Восточной Монголии и сопредельных территорий". Иркутск: ИПИ. 1984. с.55-57.

15. Направления оптимизации решения разведочно-эксплуата-ционных задач при освоении высокоизменчнвых месторождений золота. (соавтор В.В.Шевелев). Тез. докл. на Всесоюзн. конференции "Основные направления и меры по ускорению научно-технического прогресса ь золото-алмазо-добызающей промышленности на период до 2000 г.". М.; 1905; с.30-31.

16. Принципы выявления закономерностей структурной организации геологических объектов. В сб.Геология,поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. - Иркутск: ИПИ. 1900. с.110-127.

17. Фундамонтальние свойства полей концентрации золота в рудных телах эндогенных месторождений и их влияние на достоверность традиционных методов разведки. В сб. Геология,поиски и

разведка месторождений рудных полезных ископаемых (Модели и моделирование при поисках и разведке). - Иркутск: ИЛИ. 1939. с.31-42.

18. Детерминированная модель интегральной оценки фактора риска при освоении золоторудных месторождений сложного строения. Тез. докл. научной конф. ИЛИ. В сб. Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых Вост.Сибири. - Иркутск: ИЛИ. 1990. с.55-56.

19. К проблеме освоения малообъемных месторождений золото-кварцевой формации. Тез. докл. Всесоюзн. конфер. по развитию производительных сил Сибири. В сб. Горно-добывающие комплексы Сибири и их минерально-сырьевая база. Часть 2. Новосибирск; 1990. с.74-75.

20. Синергетика золоторудных систем. Тез. докл. Всесоюзн. семинара "Геологическая синергетика". - Алма-Ата; 1991. с.87-

21. Исследование причинной динамики синергетического режима развития рудогенных процессов. В сб.трудов ЦНИГРИ (в печати).

89