Способ обнаружения скрытых рудных тел Советский патент 1993 года по МПК G01V5/04 G01V9/00 

Изобретение относится к методам поисков месторождений полезных ископаемых и может быть использовано в геологии для обнаружения в земной коре залежей рудных полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение глубинности дистанционного выявления наличия скрытых рудных тел в околоскважинном или подзабойном пространстве.

. Способ основан на том, что в околоруд- но-измененных породах существуют устойчивые закономерности изменения содержания петрогенных окислов, особенное устойчивые, если использовать парные связи между петрогенными окислами, участвующими в метасоматозе. Сущность способа заключается в экспрессном опробовании по разрезу скважины около- рудно-измененных пород с проведением

00

о о Јь ю ел

спектрометрического гамма- и нейтронного активационного каротажа с последующим определением по их результатам содержаний по разрезу скважины соответственно окиси калия (К20) и окиси натрия (Na20). Для повышения глубинности дистанционного выявления наличия скрытых рудных тел в околоскважинном или подзабойном пространстве дополнительно проводят селективный гамма-гамма каротаж для определения по разрезу скважины 2эфф и нейтронный активационный каротаж для определения содержаний по разрезу скважины кремнезема (Si02) и глинозема (), в исследуемом интервале скважины выделяют п равных подинтервалов мощностью 10-50 м, в пределах каждого из которых, в свою очередь, выделяют по m пересечений равной мощности, для каждого пересечения фиксируют средние значения измеренных содержаний петрогенных окислов и 2эфф. Затем для каждого подинтервала рассчитывают частные коэффициенты корреляции между парами: K20-Na20, SiCte-NaaO, ЗЮз- К20,5Ю2-А 20з, 5Ю2-2Эфф, для выявления наличия рудного тела устанавливают их закономерные изменения с глубиной.

Количество выделяемых подинтервалов по глубине скважин устанавливают не менее 5, а количество пересечений в пределах каждого подинтервала - не менее 10.

На фиг. 1 показаны зависимости изменения парных коэффициентов корреляции в надрудной толще по мере приближения к рудному телу; на фиг. 2 - данные о распределении содержаний петрогенных окислов, 2эфф и отношения K20/Na20 по скважине.

Способ реализуется следующим образом.

Определение содержаний щелочных окислов К20 и Na20 осуществляют как в прототипе, соответственно, спектрометрическим гамма-каротажем по радионуклиду К-40 и нейтронным активационным каротажем по изотопу Na-24. Определение окиси натрия возможно также по короткоживу- щим изотопам натрия: неону-23 или фтору- 20.

Для определения содержания кремнезема и глинозема может быть использован нейтронный активационный каротаж по AI- 28, реализуемый с двумя источниками нейт- ронов (cf-252 и Ро-Ве), а также нейтронно-активационный каротаж с применением генератора быстрых нейтронов по реакциям АГ (п, р) Мд27 и Si28 (n, p) AI28.

Благодаря синхронному поведению окислов железа и кальция в метасоматиче- ских процессах наиболее технологично определение их суммарного содержания. С

этой целью в скважине проводят селективный гамма-гамма каротаж, показания которого функционально связаны с суммой через эффективный атомный номер среды .

Измеренные по скважинам содержания кремнезема, глинозема, К20. Na20 и Z эфф, функционально связанного с суммой содержаний тяжелых окислов (Ре20з+РеО+СаО),

разбиваются на п подинтервалов. Количество подинтервалов зависит от глубины скважины и не должно быть менее пяти. В противном случае могут возникнуть трудности по установлению закономерностей изменения парных коэффициентов корреляции. В таблице приведены рекомендации числа подинтервалов и пересечений внутри них для формирования статических выборок в зависимости от глубины скважины.

В пределах каждого подинтервала формируют статистические выборки по всем окислам петрогенных элементов и Z эфф. С этой целью каждый интервал разбивают на

m равных по мощности пересечений. Ори- ентировояно данные о количестве пересечений в подинтервалах в зависимости от глубины скважины и количества подинтервалов приведены в таблице.

Следующим этапом является определение средних содержаний окислов петрогенных элементов и Zэфф в пределах каждого пересечения, что достигается обычным приемом усреднения.

В итоге по каждому подинтервалу формируются статистические выборки, используемые далее для расчета парных коэффициентов корреляции (п) по известным в статистике формулам. Для целей прогноза наиболее эффективными при расчете частных значений коэффициентов корреляции являются пары, обладающие разнокап- равленным характером поведения в процессе метасоматоза: .КгО-№20, SiO 2эфф, 5Ю2-А120з, SI02-K20 и Si02-Na20.

Первая проявляется обычно в виде при- вноса К20 и выноса N320. Компоненты второй пары также находятся в противофазе: привнес кремнезема приводит к уменьшению содержания суммы тяжелых окислов (2эфф), а сульфидизация или карбонатиза- ция, напротив, сопровождается общим повышением 2эфф и выносом Si02. Компоненты третьей пары обычно также нпходятся в противофазе: окварцевание сопровождается привносом кремнезема и выносом А120з. Характер связей Si02 с КзО и Na20 неоднозначен. Однако общий вид этих зависимостей является обратным в силу разнонаправленного поведения щелочей в процессе метасоматоза.

В отличие от прототипа предложенный способ прогнозирования скрытых рудных месторождений является более эффектив- ным, поскольку он учитывает закономерности изменения концентраций всех основных петрогенных окислов. Кроме того, использование в качестве прогнозных параметров коэффициентов парных корреляций позволяет существенно усилить природные закономерности привнос-выноса, которые недостаточно четко и надежно отражаются в изменении абсолютных концентраций окислов. Практические возможности пред- ложенного способа исследованы экспериментально на двух медноколчеданных месторождениях Южного Урала. Положение рудных тел в разрезах было известно по данным бурения. На обоих месторождениях в скважинах, пересекающих рудные тела, определялись содержания К20, Na20, Si02, А120з и 7эфф, соответственно методом ГК-С (К-40), HAK-Na(Na-24), HAK-AI(AI-28), HAK- Si(AI-28) и ГГК-С (гэфф). На Ново-Учалинском месторождении при мощности надрудной толщи 500 м расчет коэффициентов корреляции осуществлен по 10 подинтервалам. Результаты экспериментальных исследований приведены на фиг. 1 и 2.

Из анализа графических данных на фиг. 1 видна четкая тенденция изменения коэффициентов корреляции. Особенно устойчивы зависимости для пар Si02-Al20s, 5Ю2:2Эфф, и K20-N320. Фактически о нали- чип рудного тела можно уверенно говорить, по крайней мере, с глубины 150м, т.е. за 350 м до его верхней границы.

По прототипу (фиг. 2) прогноз рудного объекта в лучшем случае возможен лишь за 150 м. Практически же прогноз по изменению концентраций петрогенных окислов возможен с еще большей глубины. Это связано с небольшими изменениями содержаний по абсолютной величине. Так например, содержание К20 с глубины от 200 до 300 м изменяется всего лишь на 0,1 %, что вряд ли можно истолковать как начало привноса. Аналогично содержание Si02 с глубины от 250 до 500 м изменяется лишь на 4%, что также практически исключает надежность интерпретации результатов.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает достижение поставленной цели. Практическое внедрение способа может обеспечить значительный экономический эффект за счет сокращения обьемов бурения при поисках глубокозалегающих рудных месторождений.

Формула изобретения

1. Способ обнаружения скрытых рудных тел, включающий экспрессное опробование по разрезу скважины околорудно-изменен- ных пород, с проведением спектрометрического гамма- и нейтронного активационного каротажа с последующим определением по их результатам содержаний по разрезу скважины окиси калия К20 и окиси натрия Na20 соответственно, оценку соотношения содержаний петрогенных окислов по разрезу скважины, закономерные изменения которых по глубине свидетельствуют о наличии скрытых рудных тел в околосква- жинном или подзабойном пространстве, о т- личающийся тем, что, с целью повышения глубинности дистанционного выявления наличия скрытых рудных тел в околоскважинном или подзабойном пространстве, дополнительно проводят селек- тивный гамма-гамма каротаж для определения по разрезу скважины 2эфф и нейтронный активационный каротаж для определения содержаний по разрезу скважины кремнезема SI02 и глинозема АЬОз. в исследуемом интервале скважины выделяют п равных подинтервалов мощностью 10- 50 м, в пределах каждого-из которых, в свою очередь, выделяют по m пересечений равной мощности, для каждого пересечения фиксируют средние значения измеренных содержаний петрогенных окислов и 2эфф,зэ- тем для каждого подинтервала расчитывают частично коэффициенты корреляции между парами: K O-NagO, Si02-Na20,- 5Ю2-К20. , , для выявления наличия рудного тела в околоскважинном или подзабойном пространстве устанавливают их закономерные изменения с глубиной.

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что количество выделяемых подинтервалов по глубине скважин устанавливают не менее 5, а количество пересечений в пределах каждого подинтервала - не менее 10.

Использование: в области методов поисков месторождений полезных ископаемых. Сущность изобретения: способ основан на экспрессном изучении распределений по скважинам соответственно содержанию окиси калия (КаО), окиси натрия (Na2ll) и их отношений методами спектрометрического гамма и нейтронного-актива- ционного каротажа. Кроме того, дополнительно проводят селективный гамма-гамма каротаж для определения эффективного атомного номера эфф) и нейтронные активационные исследования для определения содержаний кремнезема (SiOa) и глинозема (АЬОз), интервал скважин разбивают на п равных подинтервэлов мощностью 10-50 м, в пределах каждого подин- тервала выделяют m пересечений равной мощности, для каждого пересечения определяют средние значения измеренных содержаний окислов и , затем для каждого подинтервала рассчитывают частные коэффициент корреляции между парами К20- Na20; Si02-Na20; 5Ю2-А 20з по закономерному изменению которых судят о наличии рудного объекта в околоскважинном пространстве или под забоем скважины. Количество подинтервалов по глубине скважин выбирают из условия п 5, а количество пересечений в каждом подинтервале выбирают из условия m 10. 1 з.п.ф.-лы, 1 табл.. 2 ил.