Способ разведки месторождений полезных ископаемых Советский патент 1985 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к способам разведки шунгитовых пород для производства шунгизита. По основному авт. св. С 91.5052 известен способ разведки месторождений шунгитовых пород, используемы для производства шунгнзита, заключа ющийся в том, что продуктивную толщу разбивают на заданные интервалы, во всех интервалах ведут определени калия и по его содержанию судят о насыпной объемной массе шунгизита,объединяя интервалы с содержанием калия в пределах (0,4-2,8%)+ 0,1% в геопого-промьшшенные горизонты. Кроме того, интервалы с содержанием калия (1,5-2,8%) t 0,1% объединяют в дополнительные геолого-промьшшенные горизонты шунгитовых пород повы шенного качества сырья 1 J. Недостаток этого способа заключается в том, что он не является достаточно достоверным в тех случаях, когда шунгитовые породы переслаиваются с бесшунгитовыми (сероцветами) или при условии окисления шунгитового углерода, т.е. когда появляются пестроцветные изменения пород. Появление в разрезе сероцветов ухудшает качество сырья - повышается насыпная объемная масса шунгизита. Использование известного способа для определения качества сырья в интервалах, где присутствуют сероцветы и окисленные шунгитовые породы, ведет к значительным ошибкам, поскольку в сероцветах и пестроцветных породах содержание калия может быть высоким (до 2,8%), а качество сырья низким. В результа те при разведке месторождений могут быть допущены ошибки при определении качества сьфья, мощности геолого-промытпенных горизонтов, а следо вательно, ошибки в подсчете запасов сьфья разного качества. Особенно важно при разведке месторождений определить границы геолого-промышленных горизонтов сьфья повьш1енного качества, т.е. имеющего объемную на сьшную массу шунгизита не 5олее 450 кг/м. Целью изобретения является повышение достоверности разведки шунгит вых пород повьшенного качества в сл чае появления в разрезах сероцветов и пород с окисленным шунгитовым угл родом. Поставленная цель достигается тем, что и выделенных по калию дополнительных геолого-промьшшенных горизонтах измеряют удельное электрическое сопротивление пород Я по его величине судят о насыпной объемной массе шунгизита, вьщеляя интервалы с удельным электрическим сопротивлением 0,1-970+60 Ом-м в геологопромышленные горизонты повышенного качества сырья. Сущность предлагаемого способа разведки шунгитовых пород для производства шунгизита заключается в том, что качество сырья определяют на основе экспериментально установленной корреляционной (вязи Между содержанием калия и удельным электрическим сопротивлением пород, с одной стороны, и способностью шунгитовых пород вспучиваться при обжиге, с другой. При содержании калия в породе в пределах (1,5-2,8%) + 0,1% и при ее удельном электрическом сопротивлении 0,1-970±60 Ом-м насыпная объемная масса шунгизита не превьш1ает значений 450 кг/м, т.е. такое сырье относится к сьфью повьш1енного качества. Шунгитсодержащие породы, которые являются КОНДИЦИОННМ4 сырьем при производстве шунгизита, содержат 0,5-1% углерода, а их удельное электрическое сопротивление составляет О,1 250 ОмМ. Окисление шунгитового углерода, которое часто развивается в интервалах с повышенной трещиноватостью и пористостью пород, в зонах, прилегающих к тектоническим нарушениям, ведет к увеличению удельного .электрического сопротивления пород.. При сохранении в породе шунгитового углерода не менее 0,5% ухудшение качества сьфья не наблкщается. Дальнейшее окисление шунгитового углерода на интервале опробования равносильно появлению проппастков бесшунгитовых пород (сероцветов) и в этом случае среднее удельное электрическое сопротивление породы в. данном интервале резко увеличивается, а качество сьфья ухудшается, т.е. объемная насыпная масса шунгизита растет. Таким образом, по удельному электрическому сопротивлению пород можно выявить интервалы шунгитовых пород, которые переслаиваются с.бесшунгитовыми породами или в которых шунгитрвьй углерод частично или полностью окислен, а значит, и оценить их влияние на качество шунгизитового сырья. Для обоснования возможности при. менения предлагаемого способа выполнено сопоставление результатбв технологических испытаний керна (обжиг сырья) с данными определения качества сырья по известному способу (определение качества по содержа.ниям в породе калия) и по предлага1емому способу (определение качества сырья по содержанию калия и по удель (ному электрическому сопротивлению пород). Для сопоставления отобраны интервалы скважин месторождения шунгитовых пород Мягрозеро Карельской АССР, в которых встречены сероцветы и пестроцветы, и, естественно, неизменные шунгитовые породы. Получено уравнение регрессии, связывающее насыпную объемную массу шунгизита, содержание в породе калия и удельное электрическое сопротивление пород V 682,3 - 154,6- 0,3//1) где V - объемная насыпная масса шун гизита, кг/м ;/ С. - среднее на интервале опро/ бования содержания окиси калия, %; f - среднее на интервале опробования удельное электрическое сопротивление пород, . Сьфье повышенного качества - шунгизит с объемной насыпной массой не более 450 кг/м - можно получить из шунгитовых пород с содержанием калия в пределах (1,5-2,8%) t 0,1% и при их удельном электрическом сопротивлении О, 1-9 70±60 ОмМ. Сопротивление порядка 0,1 ОмМ имеют породы геолого-промьшшенных горизонтов повышенного качества сырья, .в которых отсутствуют сероцветы и шунгитовый углерод не-окислен. Верхняя граница по удельному электрическому сопро- . .тивлению определена для содержаний калия 2,8+0,1% для пород, которые позволяют получить объемную насыпиук -массу шунгизита не более 450 кг/м.. На фиг. 1 и 2 приведены данные разведки массива шунгитовых пород (в том числе глубина их залегания) по скважине, расположенной в цент1434 ральной части месторождения Мягрозеро Карельской АССР. На фиг. 1 скважина пересекает два геолого-промыпшенных горизонта А и Б разведуемого блока, что видно на геологической колонне 1. Геологопромьшшенные горизонты потенциально на всю мощность представлены сырьем повьшенного качества н имеют следующую геолого-литологическую характеристику. .. Горизонт А - неравномерное переслаивание серых бесшунгитовых и темно-серых шунгитсодержащих альбитсерицит-хлоритовых сланцев и кварцальбит-хлоритовых алевролитов. Горизонт является переходным от невспучивакяцихся (бесшунгитовьк) пород к продуктивным. Горизонт Б - тонкое и равномерное переслаивание черных шунгитсодержащих биотит-альбит-хлоритовых и альбитсерицит-хлоритовых сланцев и кварцг :альбит-хлоритовых алевролитов. , Таким образом, в указанном блоке породы горизонта А и Б не затронуты процессами окисления, но имеются интервалы пород с прослойками сероцветов в горизонте А. Данные технологических испытаний проб, отобранных поинтервально (длина рядовой пробы керна 3 м) представлены на диаграмме 4. Согласно полученным данным, средние значения объемной на сыпной массы шунгизита и среднеквадратичные отклонения этого параметра для горизонтов А и Б соответственно составляют 480 и 50 кг/м, 267 и 22 кг/м. Следовательно, нали:чие сероцветов в горизонте А приводит к ухудшению качества сырья в ука,занном горизонте по сравнению с горизонтом Б. Определение содержаний калия в интервалах опробования провог дится методом спектрометрии естест:венного гамма-излучения. Результаты определения калия в интервалах опробования представлеЕШ диаграммой 2. :Средние значения содержаний калия в горизонтах А и Б соответственно равны 1,79% и 2,23%. Таким образом, все породы блока, .пересеченные скважиной, только с учеTOM содержания в них калия относятся K геолого-промьшшенным горизонтам 1повышенного качества сьфья (содержание калия находится в пределах 1,5 2,8%). Однако в связи с тем, что в

горизонте А встречаются пропластки сероцветов .качество сырья не во всех интервалах является повьшенным. Если все же определять качество сырья лишь известным способом, то можно допустить ошибку, равную для пород горизонта А 55%. Поскольку появление в горизонте А сероцветов приводит к увеличению удельного электрического сопротивления пород измерение этого параметра позволяет скорректировать результаты определения качества сырья, рассчитанные лишь на основании содержаний калия.

Удельное электрическое сопротивление измеряют во всех выделенных по калию дополнительных геолого-промьш - , ленных горизонтах методом электрокаро-j тажа.Электрокаротаж (измерение Кажущегося электрического сопротивления) i представле:Н диаграммой 3. Используя уравнение регрессии (1), а также данные измерения калия и удельного электрического сопротивления пород, рассчитьтают поинтервальные значения объемной насыпной массы шунгизита. Расчетные данные показьшают, что в горизонте А ошибка определения качества сырья уменьшается в два раза за счет того, что учитьгеается удельное электрическое-Сопротивление пород. Эти же данные показьшают, что не все интервалы горизонта А следует объединять в геолого-промьшшенные горизонты повьштенного качества сырья. Так, по содержанию калия (1,89%) и удельному электрическомусопротивлению (1030 Ом.м) сырье повьш1енного качества находится ниже отметки 24,2 м, что подтверждается результатами технологических испытаний.

Таким образом, результаты определения калия и удельного электрического сопротивления позволяют уточнить г раницы горизонта с повьш1енным качеством сьфья.

На фиг. 2 скважина пересекает те же горизонты А и Б потенциально повы шенного качества сырья , что и скважина на фиг. 1. Однако породы горизон-: та А и Б в этом блоке в разной сте- . пени затронуты процессами окисления. Таким образом, в рассматриваемом блоке встречаются породы, не содержащие шунгитовый углерод (т.е. сероцветы горизонта А), и породы, где шунгитовый углерод затронут процессами окисления (пестроцветы горизонтов А и Б) .

По результатам технологических 5 испытаний проб керна, отобранных через 3 м, установлено, что для горизонтов А и Б средние значения объемной насыпной массы шунгизита и ее среднеквадратичные отклонения соотo ветственно равны: 420 и 60 кг/м, 400 и 70 кг/м Чдиаграмма 4).

Следовательно, наличие сероцветов в горизонте А, а также пестроцветов в горизонтах А и Б приводит к значительному ухудшению качества сырья в блоке, особенно в горизонте Б.

Результаты определения калия в горизонтах А и Б представлены диаграммой 2. Средние значения содержаний калия в горизонтах А и Б соответственно равны 2,08 и 2,42%,т.е. практически равны содержаниям калия в блоке неокисленных пород. Таким образом, все породы блока, перечисленные скважиной, только по данным измерения калия относятся к геолого-промьшшенным горизонтам повьш енного качества сырья. Однако в связи с тем, что в горизонтах А и Б встречаются

0 пропластки сероцветов и пестроцветов, ошибка определения качества сырья в горизонтах А и Б только по содержаниям калия составляет 45%. В вьвделенных по калию геолого-промышленных

5 горизонтах (глубина скважины 8-92 м) измеряют удельное электрическое сопротивление методом электрокаротажа. Метод КС представлен диаграммой 3. По данным определения калия и удельного электрического сопротивления пород рассчитьгоают значения качества сырья в интервалах опробования. Интервалы с содержанием калия (1,5 - 2,8%) + 0,1% и удельным электрическим

5 сопротивлением О,1-970±60 ОММ объединяют в геолого-промьшшенные горизонты повышенного качества сырья. Так, в разведуемом блоке к такому горизонту отнесены интервалы, находящиеся

0 на глубине 9-12 м, 18-30 м, 36-72 м, 81-95 м (диаграмма 4). Следовательно, ошибка о1пре,целения суммарной мощности интервалов повышенного качества сырья при использовании предлагаемого способа з еньшается в 1,5 раза.

Таким образом, применение предлагаемого способа позволит довести ошибку определения качества сьфья до уровня, ко;горым характеризуется технологическое опробование (10-20%). Повышение достоверности способа позволит, использовать его при разведке шунгитсодержащих пород, исключая технологическое опробование, а значит, необходимость бурения скважин с отбором керна, что значительно удешевит разведочные работы. Применение способа не требует разработки специальной аппаратуры. Данные о наличии или отсутствии электронных проводннков-шунгитового вещества - в пересекаемых разведочными скважинами шунгитовых породах, получают из диаграмм кажущегося электрического сопротивления (метод, обычно применяемый в практике геофизических исследований скважин), либо из диаграмм таких методов каротажа, как ;токовый (ТК), метода электродных потенциалов (НЭП), вызванной поляриза-. ции (ВП) и некоторых других. При

этом затраты времени и средств на исследование скважин по определению электрического сопротивления пород

5 незначительны. Так, стоимость одного погонного метра скважины, исследованного методами злектрокаротажа и гамма-каротажа, составляет 1 руб.11 коп. Таким образом, способ не приводит к

О удорожанию работ- по. опробованию.

Предлагаемый способ мсжет найти применение при поисках и разведке месторождений шунгитовых пород, предназначенных для производства гизита. Кроме того, способ может быть использован на стадии эксплуатационной разведки при разработке месторождений шунгизитовоГо сырья, а также при технологической переработке

20 сырья, например, при определении качества сырья в транспортных емкостях.

СПОСОБ РАЗВЕДКИ МЕСТОРОВДЕНИИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ по авт. св. ,№ 915052, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности способа при разведке шунгитовых пород, переслаивающихся с бесшунгитовыми породами или с породами, в которых окислен шунгитовый углерод, в вьщеленных по калию дополнительньос геолого-промышленных горизонтах измеряют удельное электрическое сопротивление пород и по его величине судят о насыпной объемной массе шунгизита, вьщеляя интервалы с удельным электрическим сопротивлением пород 0,1-970+60 Ом-м в геолого-промышпенные горизонты повьшенного качества сырья. х Л г X 9) 9) 4iik &Р