 |
Схема выполнения и описания лабораторных работ
|
|
|
|
ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ И СХЕМА ОПИСАНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.
1. Лабораторные работы по комплексированию геофизических методов имеют цель закрепить на практике знания соответствующего теоретического курса и получить навыки разработки типовых и рациональных комплексов методов для поисков и разведки различных полезных ископаемых, основываясь на предложенных физико-геологических моделях объектов. Выполнение лабораторной работы рассматривается как подготовка к составлению курсового проекта, где требуется самостоятельно определить геолого-геофизические предпосылки, разработать ФГМ объекта на базе собранных во время материалов и обосновать комплекс методов, привязанный к определенной стации работ на конкретном объекте, а в последующем и дипломного проекта.
2. Лабораторная работа должна быть выполнена студентом самостоятельно с использованием исходных данных, представленных в описании, а также имеющихся в источниках, указанных в списке литературы. Можно привлекать и новые публикации, которые не вошли в этот перечень, что позволит обновлять комплекс методов, основываясь на новейших достижениях разведочной геофизики. При этом необходимо обязательно делать ссылку на использованный источник.
3. Лабораторная работа должна быть оформлена в соответствии с имеющимися требованиями: в отдельной тетради или на сброшюрованных стандартных листах, иметь обложку с соответствующими надписями, написана четким почерком, хорошим литературным языком, иллюстрирована таблицами и рисунками, сопровождаться расчетом ожидаемых полей или статистическими выкладкам; рисунки должны быть выполнены в туши или фломастером. Необходимые дополнения и измерения, вносимые в процессе проверки, излагаются на обратной стороне листа.
|
|
|
4. В помощь разработке комплекса в разделе 1 приведены системы геофизических работ при крупномасштабных и детальных поисках и поисково-оценочных работах в рудных районах. В них указаны методы, применяемые на этих стадиях, решаемые геологические задачи, имеющиеся для этого геологические и геофизические предпосылки, основные элементы методики и информация. С учетом этих сведений определяются основные контуры комплекса, а его дальнейшая доработка и уточнение осуществляются с применением физико-геологического моделирования.
5. Составными частями физико-геологической модели являются: а) геологическая модель (совокупность геологических тел и элементов геологического строения, свойственных исследуемому объекту);
б) петрофизическая модель (отражающая петрофизические характеристики основных вещественных комплексов);
в) модель физического поля (описывающая региональные и локальные геофизические поля, характерные для объекта); модель геологических (рыхлый покров, трапповые покровы, графитизация пород и т.п.), геоморфологических (дневной и подземный рельеф, депрессии в кровле коренных пород) и промышленных (ДЭП, скважины, дороги и т.д.) помех.
Основные данные о ФГМ могут содержаться в двух- и трехмерных изображениях обобщенного геологического разреза, с петрофизическими параметрами пород и руд, геофизическими полями над разрезом, в таблицах, вариограммах и гистограммах, а также в дополнительных текстовых и графических материалах.
6. По каждому полезному ископаемому, обозначающему тот или иной практикум, может быть выполнено несколько лабораторных работ, отличающихся стадией или подстадией работ (геокартирвание с общими поисками, крупномасштабные специализированные поиски, детальные поиски, поисково-оценочные работы, предварительная и детальная разведка), геологическими и геоморфологическими условиями залегания месторождений (при наличии рыхлого покрова, трапповых образований, по глубине залегания – вскрытых, погребенных, скрытых и глубокозалегающих).
|
|
|
Схема выполнения и описания лабораторных работ
В работе должны быть отражены следующие вопросы.
1. Цель работы (региональное изучение.Геокартирование, поиски, разведка), выбор и обоснование стадии, подстадии, этапа работ (региональные геолого-геофизические исследования, геолого-съемочные работы и общие поиски, крупномасштабные специализированные поиски, детальные поиски, поисково-оценочные работы, предварительная и детальная разведка), целевой объект изучения (регион, провинция, рудный пояс или область, район или рудный узел, рудное поле, месторождение, залечь) (рис. 2)
2. Основные геологические задачи, решаемые геофизическими методами на выбранной стадии работ; требования предъявляемые к решению этих задач; конечный результат стадии (прогнозные ресурсы по категориям 
, 
, 
,запасы полезных ископаемых по категориям 
, 
, В и А, технико-экономический доклад – ТЭД, технико-экономическое обоснование – ТЭО).
3. Геологические и физические предпосылки для применения геофизических методов: проявление геологических ситуаций, элементов геологического строения, геологических аномалий. Характерных для исследуемого объекта на выбранной стадии работ, которые могут найти отражение в геофизических полях; дифференциация геологических образований по физическим свойствам, физическая контрастность минерализованных пород и руд по сравнению с вмещающими породами, изменение физических свойств пород околорудного пространства, под влиянием вторичных процессов (метаморфизма, метосамотоза, гипергенеза и других), региональные и локальные аномалии геофизических полей, отвечающие объекту изучения.
Такого рода предпосылки, основные из них, приведены в описании лабораторной работы. Из них нужно отобрать те предпосылки, которые отвечают исследуемому объекту, и дополнить их характеристиками, подчеркнутыми из литературных источников. Особо важно подчеркнуть физико-геологические условия. Благоприятные для постановки геофизических работ.
|
|
|
4. Формирование физико-геологической модели объекта исследований на основании установленных геологических и физических предпосылок. Геологическая модель рудных объектов отражает действие таких факторов, как стратиграфический, литолого-фациальный и структурно-тектонический контроль размещения оруденения, связь оруденения с магматизмом, влияние метаморфизма и метасоматоза, морфологический тип месторождения или морфология рудных залежей, их минералогический состав. Геологическая модель нефтяного объектаописывает главным образом первые три фактора, а также проявления нефтегазоперспективных антиклинальных и неантиклинальных ловушек, зон выклинивания, тип структур, морфологию нефтегазовых залежей.
Петрофизическая модель рудного объекта дает представление о физических свойствах основах комплексов пород (вмещающих, измененных в околорудном пространстве, минерализованных)к рудных образований (массивных, прожилково-вкрапленных и вкрапленных руд). Модель геофизического поля отражает проявление рудного объекта в региональных и локальных геофизических полях, наиболее типичных для исследуемого объекта, изменение характера аномальныхэффектов при различном уровне эрозионного среза. На нефтяных объектах характер петрофизической модели тот же, меняется только состав физических параметров. В дополнение же модели физического поля дается описание основных опорных, маркирующих или условных геосейсмических и геоэлектрических разрезов.
Стадии и подстадииЦель Результаты
| Региональный прогноз |
| Изучение рудоносных провинций |
| Региональные геолого -геофизические исследования М 1: 1000000 – 1: 500000 |
| Выделение рудных поясов, областей |
| Изучения рудных поясов, областей |
| Региональные геолого-геофизические исследования М 1:200000-1:100000 |
| Прогнозные ресурсы по категориям Р3 |
| Изучение рудных районов, рудных узлов |
| Выделение рудных районов, рудных узлов |
| Крупномасштабные геокартировочные геофизические работы М 1:50000-125000 |
|
|
|
| Геолого геофизическая основа. Эл.прогноза |
Th ttdxFN1rix3LhxYHem6p+tpP1kDZxQf82RWvkU22y/A2F5/T+4sx11fz0yOoQHM4w/BXX6pDLp1K N3HtVW8gXgkoshYVexmvElClcHfrBHSe6f8D8l8AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+ AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAA ACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAAAAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAA ACEAP6JzW1ECAABiBAAADgAAAAAAAAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYA CAAAACEAUCXZ690AAAAIAQAADwAAAAAAAAAAAAAAAACrBAAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAA AAAEAAQA8wAAALUFAAAAAA== ">
| Крупномасштабные специализированные геофизические поиски М 1:50000-1:25000 |
| Детальные геофизические поиски М 1:10000-5:1000 |
| Поисково-оценочные геофизические работы М 1:10000-1:1000 |
| Предварительная разведка (геофизические работы) |
| Детальная разведка (геофизические работы) |
| Доразведка (геофизические работы) |
| Эксплуатационная разведка (геофизические работы) |
| Выделение поисковых площадей |
| Изучение рудоносных структур, формаций, проявлений п.и. |
| Выделение рудных полей |
| Изучение рудных полей |
| Выделение месторождений |
| Предварительная оценка месторождений |
| Выделение основных рудных залежей |
| Предварительное изучение основных рудных залежей |
| Выяснение перспектив рудоносности закрытых флангов |
| Детальное изучение рудных залежей месторождения |
| Оценка рудоносности глубоких горизонтов |
| Уточнение параметров залежей |
| Доизучение флангов и глубоких горизонтов месторождений |
| Подготовка блоков месторождений к отработке |
| Прогнозые ресурсы по категории Р2 |
| Прогнозные ресурсы по категории Р1 и запасы по С2 |
| Запасы по категориям С1 и С2; ТЭД |
| Запасы по категориям А,В,С1: ТЭО |
| Уточнение запасов и ТЭО |
| Повышение достоверности и подтверждение подсчета запасов |
| Прогнозные ресурсы по категориям Р2 и Р1 |
5. Оценка возможностей каждого из методов при изучении объекта ка основании имеющегося методического опыта (по литературным источникам) и физико-геологического моделирования. Для этого используются метода решения прямой задачи и вероятностно-статические опенки. Расчет полей дли разных уровней эрозионного среза позволяет определить диапазоны наиболее эффективного действия каждого из методов.
|
|
|
6. Выбор и обоснование комплекса геофизических методов для решения основных геологических задач. В комплексах могут быть представлены альтернативные сочетания методов, с указанном в каких условиях более эффектинно то или другое из них. При описании типового комплекса методов, на выбранное полезное ископаемое, нужно указать какая трансформация комплекса должна произойти при переходе к рациональному комплексу, привязанному к конкретным условиям, определенным в работе. При обосновании комплекса нужно указать какую геологическую задачу решает каждый из методов предлагаемого комплекса и в каких условиях. При нацеленности двух-трех методов на одну и ту же задачу следует оговорить необходимость этого, какую дополнительную информацию дает их сочетание. Методы подразделяются на основные, вспомогательные к детализационные.
7. Обоснование основных элементов методики каждом из методов и методических особенностей комплексного их применения. В число этих элементов входят масштаб съемки и сеть наблюдений, точность съемки, выбор питающих и измерительных установок, систем наблюдений, модификаций и способов, вариантов, применяемой аппаратуры. Методика привязывается к конкретным условиям объекта.а поэтому ее элементы отличаются четкостью и конкретностью. Методика обработки и интерпретации ограничивается описанием основная операций и выбором комплекса методов и способов решения обратной задачи. Специально оговариваются какие естественные помехи ожидаются при изучении объекта и какие методические приемы используются для их исключения, ослабления и учета.
8. Определение рациональной последовательности проведения работ различных видов и методов. Здесь обосновывается и описывается внутрикомплексная последовательность, в основе которой лежит переход от мобильных, высокопроизводительных и малотрудоемких видов работ к более трудоемким, менее мобильным, но более глубинным к информативным, от работ охватывающих всю площадь работ к выборочному применению отдельных видов на наиболее ответственных участках и затем к детализационно-оценочным видам работ в пределах перспективных аномальных зон к аномалий. Оговаривается также опережающее выполнение отдельных видов работ, выясняющих условия применения других методов.
9. Включение в геофизические комплексы региональных, картировочных и поисковых работ геологических к геохимических видов работ. Первых - для изучения геологической природы геофизических аномалий, проверки и опенки их рудоперспективности вторых - для повышения достоверности и эффективности поисков за счет более широкого использования комплекса косвенных и прямых признаков оруденения. В проверочныхи поисковых скважинах, проходка которых осуществлена в процессе геологической проверки и оценки, выполняется комплекс скважинных геофизических исследований (методами скважинкой геофизики и каротажа) для изучения разреза скважин и околоскважинного пространства.
10. Ожидаемые геологические результаты и рекомендации для постановки последующих геолого-геофизических работ. При описании первых из них указываются какие участки, площади, структуры, проявления полезных ископаемых можно выявить в процессе работ, какой категории прогнозные ресурсы будут определены, какой категории запасы будут подсчитаны. Дается обоснование выделению объектов для изучения последующими геолого-геофизическими работами, специализированной геологической проверке и оценке выявленных аномалий и рудопроявлений.выдаче рекомендаций по направлению и методике последующих геолого-геофизических работ.
2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОЛЕЗНЫМ ИСКОПАЕМЫМ
Лабораторная работа № 1. Определение комплекса геофизических методов при поисках и разведке месторождений хромитов.
Общеезадание. Определить и обосновать комплексы геофизических методов на стадиях и подстадиях:
1) геологическое картирование и общие поиски (масштаб1:50000);
2) крупномасштабные специализированные поиски (масштаб1:50000 - 1:25000);
3) детальные поиски (масштаб 1:10000);
4) поисково-оценочные работы (масштаб 1:10000 - 1:5000);
5) предварительная разводка (масштаб 1:5000 - 1:2000);
6) легальная разведка (масштаб 1:2000 - 1:1000).
Дополнительныеусловия:
а) месторождения выходят на дневную поверхность или перекрыты рыхлым покровом I -5 м;
б) месторождения залегают ка глубинах до 100 м, рыхлый покров до 20 м;
в) месторождения залегают на глубинах 250-500 м. рыхлый покров до 50 м;
г) месторождения залегают на глубинах 500 м и более, рыхлый покров до 50 м.
Задание№ 1. Обоснуйте стадию или этап работ, сформулируйте их целевое назначение, укажите целевой объект, определите основные геологические задачи, решаемые геофизическими работами на выбранной стадии.
Геологические предпосылки для постановки геофизических работ. Генетический тип месторождения - магматический. Месторождение образовалось в геосинклинальной областии генетически связано с интрузией ультраосновного состава. Площадь интрузии 1200 км2,длина 65 км, ширина 10-30 км. Интрузия дифференцирована по составу и сложена в основном перидотитовыми серпентинитами. Оруденение локализуется в дунитовых серпентинитах, расположенных среди перидотитов в виде шлиров, полос и ядер различной мощности и размеров. В пределах интрузии развиты также порода пильного комплекса - габбро-диабазы, пироксениты, дайки которых имеют крутое падение, модность - от единиц до первых десятков метров и протяженность до 0,5-1 км.
Форма массива лакколит, положение его контролируется глубинным разломом, вмещающие массив породы габброиды и сланцы. Рудовмещающие дуниты тяготеют к узлам пересечения глубинного разлома с разрывами других направлений. Месторождения располагаются в области максимальной мощности массива и крутого падения контактов и приурочены к линейным зовам и к сводовым поднятиям массива. Месторождения включают группу рудных тел, разобщенных в плане на расстоянии 200-300 м.
Мощность рудных тел десятки метров, протяженность несколько сот метров, глубины залегания от первых метров до 1500 м. Форма рудных тел - вытянутые линзы и жилы (простые и сложные), столбы или гнездообразные тела со склонением под углами 10-15°; осложнена сбросами с амплитудами до 200 м. Состав руд - хромшпинелиды, оливин, апооливиновыйлизардит. Руды густовкрапленные и сложные. В околорудном пространстве проявлена убогая мелкая вкрапленность хромшпинелидов. Зональность - дуниты слагают периферические части рудных тел, хромиты - внутренние. Контакты руд с вмещающими дунитовыми серпентинитами, как привило, резкие. Повсеместно развит чехол рыхлых отложений мощностью от первых метров до 50 м. В делювии над дунитами отмечены повышенные содержания никеля. Рельеф дневной поверхности равнинный.
Задание №2. Сформулируйте геологическую модель объекта (рудного района, рудного узла, рудного месторождения, рудной залежи). Спишите его основные геологические характеристики.
Физические предпосылки. Плотность руд высокая-средние его значения 3,55-3,60 г/см3, но может изменяться в зависимости от состава и структуры руд от 3,2 до 4,6 г/см3. Избыточная плотность по отношению к вмещающим дунитовым серпентинитам изменяется от 0,8 до 1,2 г/см3. Средняя плотность дунитовых и перидотитовых серпентинитов 2,4-2,56 г/см3 и увеличивается с глубиной по мере затухания серпентинизации до 2,9-3,3 г/см3 у неизмененных перидотитов и серпентинитов. Плотность вмещающих габброитов 2,83-2,86 г/см3, сланцев 2,65-2,75 г/см3. Наименее плотными являются образование глинистой коры выветривания и рыхлого покрова (1,6-2,0 г/см3).
Наиболее магнитными образованиями являются дунитовые (магнитная восприимчивость в учебнике дана в единицах СИ) χ=[(700÷1150)·10-5)] и перидотитовые (χ=(700÷3550)·10-5) серпентиниты. С глубиной их магнитная восприимчивость убывает (с затуханием серпентинизации) до 630·10-5 у дунитовых серпентинитов и до 380·10-5 у перидотитовых серпентинитов. Вмещаюшие породы менее магнитны, габброиды имеют χ=(125÷240)·10-5, сланцы 135·10-5. Высокая магнитность у жирных пироксенитов (χ=(2000÷3000)·10-5). Вблизи контактов серпентинитов и вмещающих поро, а так же рудных тел магнитность серпентинитов резко возрастает, что связано с увеличением степени серпентинизации. Руды слабомагнитны: у густовкрапленных и сплошных руд она пониженная χ=(65÷190)·10-5, у вкрапленных – повышенная (250÷375)·10-5. Носителем магнитностихромитовых руд являются вторичный магнетит из серпентинитовго сегмента руд. Наименее магнитны рудные отложения, перекрываюшие коренные породы (χ=65·10-5).
По электрическому сопротивлению четко различаются рыхлые отложения покрова и коренные породы. Это различие может достигать двух-трех порядков (у первых оно изменяется от единиц до первых десятков, реже сотен ом-метров, у вторых-от первых сотен до многих тысяч и десятков тысяч ом-метров (у неизмененных гипербазитов 1·105-1·106Ом·м, габброитов 1·104-6·10-4Омсланцев 1·102-4·105Ом·м).наименьшее сопротивление среди пород массива у дунитовых и перидотитовых серпенинитов – 350-1000 Ом·м. у хромитоых руд высокое сопротивление (более 105ом·м).повышенная поляризуемость наблюдается на контакте серпентинитов и рудных тел за счет вскрапленности магнетита и сульфидов.
Скоростной разрез района: наибольшее значение скорости у неизмененных пироксенитов и перидотитов – 7850-8700 м/с; у вмещающих их габброитов и сланцев они более низкие, соответственно, 6500 и 4800-6600 м/с. С возрастанием серпентинизациигипербазитов скорость понижается к серпентинизированных дунитов до 4500-5600 м/с и у серпентинизированных перидотитов 3900-4900 м/с. У хромитовых руд и околорудных пород значение скорости продольных волн ниже на 500-1000 м/с, чем у вмещающих пород.
Рудным зонам местородождения отвечают повышенные значения коэффициента звукопоглощения α по сравнению с вмещающими серпентинитами. При частоте 3,3 кГц у рудных образований α1=0,05+0,90 Мп/м, у вмещающих серпентинитов α2=0,01+0,03 Мп/м. резкое увеличение наблюдается у рыхлых образований при поверхностной части разреза (α3=0,08+0,14 Мп/м).
Хром характеризуется высокими значениями сечения поглощения тепловых нейтронов и используемого интервала энергии гамма-излучения радиационного захвата нейтронов по сравнению с другими породообразующими элементами хромитовых месторождений (кремний, алюминий, магний, водород и др.). Вследствие этих свойств хром имеет относительно большую вероятность поглощения тепловых нейтронов, а его возбужденное ядро излучает более жесткие гамма-кванты. Породы и руды могут излучаться так же по своей способности рассеивать и замедлять надтепловые нейтроны. Измерение плотности надтепловых нейтронов может характеризовать изменение водородосодержания породы, а через него изменение содержания цемента в рудах, что можно использовать для разделения сплошных и вскрапленных руд. Поток рассеянного гамма-излучения (жесткой компоненты спектра), зависит от плотности (объемного веса) пород и руд хромитового месторождения. Он максимален у сплошных руд и минимален у вкрапленных. Мягкая компонента спектра рассеянного гамма-излучения зависит от типа руды и содержания окиси хрома.
Задание №3. Сформулируйте петрофизическую модель объекта исследования. Опишите его основные петрофизические характеристики.
Задание №4. Определите модель геофизических полей над объектом исследований на основе решения прямой задачи и обобщения имеющегося методического опыта. Опишите характеристики ожидаемых полей с учетом уровня эрозионного среза объекта.
Задание №5. Сформируйте сводную физико-геологическую модель объекта и оцените возможности геофизических методов решения основных геологических задач. Охарактеризуйте влияние возможных естественных помех.
Задание №6. Обоснуйте выбор комплекса методов. Определите геологические задачи, решаемые каждым из методов комплекса. Укажите роль и место в комплексе геохимических методов поисков и проверочных геологических работ.
Задание №7. Выясните основные элементы методики полевых и камеральных работ. Выберите рациональную последовательность работ различных видов.
Задание №8. Определите ожидаемые геологические результаты и возможные рекомендации для постановки последующих геолого-геофизических работ.
|
|
|
