 |
Примеры использования нейтрон-активационного метода на медноколчеданных месторождениях
|
|
|
|
Впервые активационное опробование колчеданных руд в полевых условиях было осуществлено в 1957 г. на Султановском и Ново-Шайтанском месторождениях, где по рудным интервалам нескольких скважин изучали во времени наведенный эффект, вызванный облучением Ро + Ве источником мощностью -2 резерфорд. Несмотря на небольшой объем, результаты этих опытов оказались интересными, поскольку удалось различить серные и медные колчеданы непосредственно в скважинах.
В 1960 г. опытные исследования осуществляли по так называемой ускоренной методике, дающей возможность без дополнительного активирования определять не только медь и натрий, но и алюминий, а также железо и связанную с ним серу. При этом содержание меди в руде определялось по изотопу Си64, а количественное распределение Nа, Al, Fе и S соответственно через искусственно-радиоактивные продукты Nа24, А128 и Мn56. Ускоренные измерения проводили с помощью каротажной станции АЭКС-900, приспособленной для регистрации электрических и радиоактивных полей. С целью раздельного определения меди и натрия нижний счетчик в глубинном снаряде помещали в свинцовый экран, коэффициенты ослабления которого для фотонов Сu64 и Na24 были найдены экспериментом.
Технически работы выполняли в следующей последовательности:
. С помощью свободной жилы кабеля, несущего глубинный снаряд, записывали кривую ПС, по которой определяли положение рудного подсечения по оси скважины.
. В каждой из точек, подлежащих активации, измеряли натуральный фон при двух положениях снаряда. Вначале с точкой активации совмещали центр экранированного, а затем неэкранированного счетчика. Расстояние между ними было 0,4 м.
. Глубинный снаряд поднимали на поверхность и к нему на специальном тросике крепили приставку с источником нейтронов активностью около 107 нейтр/сек. Источник отстоял от центра ближайшего (экранированного) счетчика на расстоянии 2,6 м.
|
|
|
. Приставку с источником вместе с глубинным снарядом опускали в скважину. Источник устанавливали в верхней из точек, подлежащих активированию. Активирование продолжалось 1,5-2 ч.
. Источник нейтронов вместе со снарядом опускали для активирования следующей точки на 3 м глубже, тем самым центр неэкранированного счетчика совмещали с центром только что облученного интервала.
. Во время активирования каждой последующей точки в предыдущей регистрировался наведенный эффект во времени, связанный с одновременным распадом ряда искусственно-радиоактивных гамма-излучателей. Опыт показывает, что в течение 40-50 мин после снятия с облучения, успевают распасться практически все короткоживущие продукты, среди которых выделяется изотоп А128. Эта часть кривой записывается автоматически на самописце ПАСК-8. После распада короткоживущих изотопов остается эффект, связанный в массивных колчеданах с изотопами Мn56 и Сu64, а во вкрапленных рудах с изотопами Мn56, Сu64 и Na24. Суммарные эффекты этих продуктов промеряли по электромеханическому счетчику спустя 1-1,5 ч после снятия с облучения.
. Снятие с активации. Активирование следующей точки и одновременное изучение наведенного эффекта в предыдущей и т.д. Активирование с одновременными промерами продолжалось до конца рабочей смены, после чего снаряд с источником поднимали на поверхность.
Обычно активировалось четыре точки за смену.
. После ночной паузы, в течение которой практически полностью распадается изотоп Мn56, в каждой из активированных в предыдущую смену точек измеряли наведенный эффект, связанный в сплошных рудах с изотопом Сu64, во вмещающих породах с Na24, а во вкрапленных рудах с тем и другим вместе. Измерения проводили с экраном, что давало возможность раздельно определять медь и натрий во вкрапленных рудах.
|
|
|
. Глубинный снаряд поднимали на поверхность, к нему крепили приставку с источниками нейтронов и начинался новый цикл активирования, измерений и т.д.
Рис. 4 - Пример опробования рудных интервалов ускоренной методикой по скв. 833 одного их месторождений Южного Урала
Количественное распределение меди получено независимо от керна через коэффициент содержания, определенный по эталонному интервалу 95,6-109,45 м скв. 600 (рис. 2). Линейные запасы меди в интервале 96,5-108,2 м скв. 833 составляют.
По данным активационного опробования 46,7 м %, отличаясь от результатов выполненного позднее, кернового опробования по относительной погрешности на 13,6%. Такая погрешность объясняется в основном статистическими ошибками при регистрации наведенного эффекта и разницей в представительности кернового и активационного опробования. Сравнивая эти результаты, нельзя не учитывать неточностей химического анализа кернового материала. Мы имели возможность оценить ошибку химиков лишь по эталонному интервалу, где разница по анализам проб и их дубликатов превышает 17%. Характер распределения натрия и алюминия по интервалу 96,5- 108,2 м свидетельствует о практически сплошном, массивном оруднении. Это же обстоятельство подтверждается спокойным поведением кривой распределения железа и связанной с ним серы.
Результаты бескернового определения линейных запасов меди по интервалу 82,0-92,0 ж скв. 48 резко отличаются от данных кернового опробования, составляя 44,4 против 18,25 м%. Такую разницу погрешностями анализов объяснить нельзя. До кривой ПС (рис. 4) отчетливо фиксируется руда в интервале 82-92 м, в то время как по керну рудное подсечение выделяется в пределах 86,9-94,2 м. По кривым КС, записанным на этой же скважине другой станцией, рудный интервал также отбивается в пределах 82-92 м. Таким образом, в данном случае при бурении пропущено 2,7 м руды, что привело к существенному занижению линейных запасов меди. Количественное распределение алюминия по этому интервалу свидетельствует о его вкрапленном характере. Это же подтверждается низким содержанием железа и серы по сравнению с интервалом 96,5-108,2 м скв. 833. Для оценки точности активационного анализа были выполнены контрольные измерения в объеме 10%. При этом относительные ошибки в определении содержания меди по различным активационным интервалам колеблются от 1,5 до 25,6%, составляя в среднем ~12%.
|
|
|
Примеры производственного применения активационного опробования на Молодежном месторождении Челябинской области.
Следует отметить, что по нескольким скважинам этого месторождения линейные запасы меди были определены активацией значительно раньше, чем это было выполнено но керну. При последующем сравнении оказалось, что разница в линейных запасах меди по активации и керну колебалась от 3,5 до 25%, составляя в среднем около 15%. Учитывая преимущественно вкрапленный характер оруденения (влияние натрия) и сравнительно бедные концентрации меди (низкий эффект), такую точность следует признать хорошей.
Рис. 5 - График количественного распределения меди по результатам (1) кернового и (2) активационного опробования по скв. 536
Заключение
Из данных работы можно сделать вывод, что активационный метод,в практическом его применении, имеет высокую эффективность в случае безкернового определения меди в медноколчеданной руде.
Понятно так же и то, что выбранный нуклид Cu64 является самым оптимальным для данного метода. В случае массивных рудных тел метод нейтронной активации определения количественного распределения меди не уступает химическому (керновому) определению.
В случае же невозможности извлечения крена метод является неотъемлемой частью геофизических исследований скважины.
Метод нейтронной активации имеет большие перспективы. Дальнейший прогресс данной модификации метода может осуществляться в разработке более приемлемой аппаратуры, в создании высокоактивных источников, безопасных в использовании.
Литература
1. Возжеников Г.С. «Активационный анализ в рудной геофизике». Недра 1965г.
. Возжеников Г.С. Белышев Ю.В. «Радиометрия и ядерная геофизика». Екатеринбург 2000 г.
|
|
|
