СПОСОБ ПОИСКОВ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОДАХ Российский патент 1999 года по МПК G01V11/00 G01V5/06 G01V3/26 

Изобретение относится к геофизическим методам поисков и может быть использовано при поисках рудных россыпных титан-циркониевых месторождений в терригенных породах и пространственно связанных с ними урановых месторождений гидрогенного и осадочного происхождения.

Известен способ поисков рудных россыпных месторождений титана и циркония на основе проведения геологического картирования.

/Гурвич С.И., Казаринов Л.Н., Хмара Н.В. Древние редкометально-титановые россыпи, методы их поисков и оценки. М.: Недра, 1964, стр. 92-97/.

Он заключается в отборе проб песка при геологическом картировании из древних береговых отложений и определении в них содержаний титана и циркония. Вывод о наличии титан-циркониевых россыпей делается на основе оконтуривания проб с промышленным содержанием титана и циркония.

Недостаток этого способа заключается в его трудоемкости /значительный объем материальных и временных затрат на отбор, изучение и опробование образцов пород/.

Известен также способ поисков рудных россыпных титан-циркониевых месторождений на основе применения аэрогамма-съемки.

/Филиппов Е.М. Ядерная разведка полезных ископаемых. Киев.: Наукова думка, 1978, стр. 228/.

Он заключается в выделении аномалий интенсивности гамма-излучения, выявленных при радиометрической аэросъемке. О содержании и местоположении полезных компонентов /титана, циркония/ судят на основе опробования аномалий.

Недостаток этого метода - его малая информативность /опробуются все радиометрические аномалии без подразделения их по литологической приуроченности и интенсивности гамма-излучения, что, в конечном итоге, удорожает поисковые работы/.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является способ поисков рудных месторождений в терригенных породах на основе применения гамма-каротажа скважин.

/Васильев А.М. О связи радиоактивности титан-циркониевых россыпей с содержанием радиоактивных минералов. Разв. и охрана недр, 1991, N 6, стр. 17-18/.

Он заключается в следующем.

1. На поисковой площади бурят скважины до глубин, обеспечивающих вскрытие продуктивной толщи терригенных пород.

2. Производят гамма-каротаж.

3. Выделяют литологически однородные горизонты.

4. В литологически однородных горизонтах определяют фоновые и аномальные значения радиоактивных.

5. Выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,05%.

6. Производят отбор и анализ керна на содержание полезных компонентов /титана и циркония/.

7. Определяют соотношение между содержанием полезных компонентов и интенсивностью гамма-излучения.

8. О местоположении россыпи в разрезе продуктивной толщи судят по интервалам аномальных значений радиоактивности на основе выявленных соотношений между содержанием полезных компонентов и интенстивностью гамма-излучения.

Недостатками этого известного способа являются использование широкого диапазона информативных значений аномалий гамма-каротажа, что приводит к неоднозначности выделения россыпей в разрезе вследствие влияния других полезных ископаемых, главным образом, урановых руд, и необходимость отбора большого количества проб, что, в конечном итоге, удорожает стоимость работ и увеличивает их продолжительность.

Задачей изобретения является повышение достоверности и эффективности поисков рудных россыпных титан-циркониевых месторождений и пространственно связанных с ними урановых месторождений гидрогенного и осадочного происхождения путем разделения диапазона информативных значений аномалий гамма-каротажа и уменьшения объема опробования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе поисков рудных месторождений в терригенных породах, включающем бурение скважин, гамма-каротаж, выделение литологически однородных горизонтов пород, определение фоновых и аномальных значений радиоактивности, выделение интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,05%, дополнительно проводят электрокаротаж методом потенциала естественного электрического поля, определяют фоновые и аномальные значения потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы положительных и отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,01% и более 0,01%, и на основе экспериментально установленных данных по сочетанию интервалов аномалий потенциала естественного электрического поля разного знака и аномалий радиоактивности с различной интенсивностью гамма-излучения судят о наличии и генетическом типе рудных месторождений.

Способ основан на характерных факторах, предопределяющих размещение рудных россыпных титан-циркониевых месторождений: преимущественной приуроченности россыпей к терригенным породам песчаной размерности и устойчивости минерального состава полезных компонентов россыпей. Эти два фактора отражаются в физических свойствах вмещающих продуктивных пород: проницаемости и естественной радиоактивности, что может зафиксировано комплексом геофизических исследований скважин /ГИС/.

Многочисленными исследованиями установлено, что проницаемость /степень глинистости/ терригенных пород отражается на диаграммах значений потенциала естественного электрического поля /ПС/. Для песчаных /проницаемых/ пород характерны отрицательные значения ПС и, соответственно, отрицательные аномалии ПС. Для глинистых /непроницаемых/ пород отмечаются положительные значения ПС /положительные аномалии ПС/.

С другой стороны, песчаные и глинистые породы, не содержащие рудной минерализации, резко различаются по естественной радиоактивности, фиксируемой на гамма-каротажу /ГК/. Как правило, проницаемые породы /пески, песчаники, известняки/ выделяются пониженными значениями на диаграммах ГК, а глинистые породы отличаются высокой /по отношению к вмещающим породам/ радиоактивностью и выделяются контрастными аномалиями на диаграммах ГК.

Для минерализованных терригенных пород, содержащих титан-циркониевые россыпи, характерно постоянное присутствие уран-торийсодержащих минералов /циркон, монацит, ксенотим и др./, которые обуславливают повышенную радиоактивность пород с низкими значениями интенсивности гамма-излучения, соответствующими содержанию равновесного урана до 0,01%.

Для минерализованных терригенных пород, вмещающих урановые руды гидрогенного и осадочного происхождения, характерна более высокая радиоактивность с интенсивностью гамма-излучения более 0,01% равновесного урана.

Автором экспериментально установлено, что сочетание свойств терригенных пород по проницаемости и естественной радиоактивности, выраженное через сочетание интервалов отрицательных аномалий ПС и интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,01%, является устойчивым для продуктивных на титан-циркониевые россыпи толщ терригенных пород различного геологического возраста и поэтому может служить существенной характеристикой титан-циркониевых россыпей, отражающей литологическую приуроченность и минеральный состав руд.

Предлагаемый способ включает следующие операции.

1. На поисковой площади бурят скважины до глубин, обеспечивающих вскрытие продуктивной толщи терригенных пород.

2. Производят гамма-каротаж /ГК/.

3. Производят электрокаротаж методом потенциала естественного электрического поля /ПС/.

4. Выделяют литологически однородные горизонты.

5. Определяют фоновые и аномальные значения радиоактивности.

6. Выделяют интервал аномальной радиоактивности, соответствующие двум градациям содержания равновесного урана: до 0,01% и более 0,01%.

7. Определяют фоновые и аномальные значения потенциала естественного электрического поля.

8. Выделяют интервалы положительных и отрицательных аномалий ПС.

9. О наличии и генетическом типе рудных месторождений судят по сочетанию интервалов положительных или отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля и интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержаниям равновесного урана до 0,01% или более 0,01%.

Примеры конкретной реализации способа.

Пример 1. В Предкавказье на фланге ранее выявленного россыпного титан-циркониевого месторождения, локализованного в терригенных породах миоцена, при геологическом доизучении площади была пробурена скважина /см. чертеж/, вскрывшая продуктивную толщу пород на глубине от 7 до 33 м; произведены гамма-каротаж /ГК/ и электрокаротаж методом потенциала естественного электрического поля /ПС/. По гамма-каротажу выделены интервалы разреза продуктивной толщи, характеризующиеся аномальной радиоактивностью и интенсивностью гамма-излучения от 10 до 30 мкр/час, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,01%. По электрокаротажу выделены интервалы отрицательных аномалий ПС. По сочетанию интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения до 0,01% равновесного урана и интервалов отрицательных аномалий ПС выделены участки разреза продуктивной толщи, представляющие интерес для обнаружения титан-циркониевых месторождений. Последующее опробование керна на этих участках показало наличие повышенных содержащий циркония /до 0,2%/ и титана /до 2,5%/. Площадь рекомендована для поисковых работ.

Пример 2. В Предкавказье при оценке площади урановой аномалии в терригенных породах была пробурена скважина. Аналогично примеру 1, произведен гамма-каротаж и электрокаротаж методом ПС, выделены литологически однородные горизонты песков и глин, выделены интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения до 0,01% равновесного урана и интервалы отрицательных аномалий ПС. По сочетанию этих интервалов в геологическом разрезе намечены участки, перспективные для обнаружения титан-циркониевых россыпей. Последующее опробование керна на этих участках показало повышенное содержание циркония /до 0,5%/ и титана /до 2%/. Площадь рекомендована для ревизионных работ на титан-циркониевые россыпи.

Примеры реализации способа сведены в таблицу /см. таблицу/.

Сочетание интервалов отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля и интервалов аномальной радиоактивности с интенсивнсотью гамма-излучения до 0,01% равновесного урана /тип 1 таблицы/ является характерным для минерализованных проницаемых пород преимущественно песчаного состава, содержащих титан-циркониевые россыпи, желваки фосфоритов, глауконит. Такие породы отличаются постоянным присутствием в рудах уран-торийсодержащих минералов /циркон, монацит, ксенотим и др./, обуславливающих повышенную радиоактивность со слабоконтрастными аномалиями по гамма-каротажу.

Сочетание интервалов отрицательных аномалий ПС и интервалов повышенной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения более 0,01% равновесного урана /тип 2 таблицы/чаще всего отмечается для разрезов продуктивных терригенных толщ, вмещающих урановые месторождения гидрогенного происхождения, на участках развития проницаемых существенно песчаных пород с углистыми остатками, органическим веществом, собственными минералами урана. Такие участки характеризуются контрастными аномалиями по гамма-каротажу.

Сочетание интервалов положительных аномалий ПС и интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения до 0,01% равновесного урана /тип 3 таблицы/ отражает слабо проницаемые песчано-глинистые породы, карбонатные породы, содержащие рассеянную урановую минерализацию с органическим веществом, сульфидными минералами.

Сочетание интервалов положительных аномалий ПС и интервалов аномальной радиоактивности и интенсивностью гамма-излучения более 0,01% равновесного урана /тип 4 таблицы/ отмечается для разрезов урановых месторождений осадочного происхождения, локализованных в непроницаемых породах существенно глинистого состава с фосфатизированными уран-содержащими костными остатками, органическим веществом, собственными минералами урана.

Способ наиболее эффективен на поисковых площадях со слоистым разрезом продуктивных терригенных толщ, а также при бескерновом бурении.

Использование: при поисках рудных россыпных титан-циркониевых месторождений в терригенных породах и пространственно связанных с ними урановых месторождений гидрогенного и осадочного происхождения для повышения достоверности и эффективности поисков, за счет разделения диапазона информативных значений аномалий гамма-каротажа и уменьшения объема опробования. Сущность изобретения: на поисковой площади в терригенных породах производят бурение скважин, гамма-каротаж, электрокаротаж методом потенциала естественного электрического поля, выделение литологически однородных горизонтов. В литологически однородных горизонтах определяют фоновые и аномальные значения радиоактивности и потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы положительных и отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,01 и более 0,01%. О наличии и генетическом типе рудных месторождений судят по сочетанию интервалов аномалий потенциала естественного электрического поля разного знака и аномалий радиоактивности с различной интенсивностью гамма-излучения. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

1. Способ поисков рудных месторождений в терригенных породах, включающий бурение скважин, гамма-каротаж, выделение литологически однородных горизонтов пород, определение фоновых и аномальных значений радиоактивности, выделение интервалов аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,05%, отличающийся тем, что в скважинах дополнительно проводят электрокаротаж методом потенциала естественного электрического поля, определяют фоновые и аномальные значения потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы положительных и отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержаниям равновесного урана до 0,01 и более 0,01%, и на основе экспериментально установленной зависимости по сочетанию интервалов аномалий потенциала естественного электрического поля разного знака и аномалий радиоактивности с различной интенсивностью гамма-излучения судят о наличии и генетическом типе рудных месторождений. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделяют интервалы отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервал аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана до 0,01%, и по сочетанию выделенных интервалов используемых полей судят о наличии россыпных титан-циркониевых месторождений. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделяют интервалы отрицательных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана более 0,01%, и по сочетанию выделенных интервалов используемых полей судят о наличии урановых месторождений гидрогенного происхождения. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что выделяют интервалы положительных аномалий потенциала естественного электрического поля, выделяют интервалы аномальной радиоактивности с интенсивностью гамма-излучения, соответствующей содержанию равновесного урана более 0,01%, и по сочетанию выделенных интервалов используемых полей судят о наличии урановых месторождений осадочного происхождения.