CC BY
50
В.А. Кискин, 2008
В.С. Балахонов, Д.В. Балахонов, В.А. Кискин
КОМПЬЮТЕРНАЯ БЛОЧНАЯ МОДЕЛЬ И АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ АНИЗОТРОПНЫХ ЗОЛОТОРУДНЫХ ТЕЛ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГАРБУЗОВСКОЕ (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АЛДАН)
ля эффективного функционирования горно-рудных пред-
приятий необходима полная, достоверная и оперативная
информация о недрах, что, в свою очередь, позволит управлять запасами и качеством полезных ископаемых при их освоении. Данная цель может быть достигнута, если недропользователь владеет технологией создания блочной (геостатистической) модели месторождения.
Чтобы осуществить построение пространственной блочной модели месторождения, необходимо с достаточной степенью детальности изучить морфологию рудных тел, убедиться в достаточности существующей плотности сети наблюдения и изучить изменчивость (анизотропию) структуры геологического объекта (под анизотропией структуры строения геологического объекта понимается различие в скорости смены геологических элементов структуры по разным направлениям внутри данного геологического объек-
С учётом вышеизложенного была создана компьютерная блочная модель золоторудного месторождения Гарбузовское с использованием ГИС-«Мюгоште».
Месторождение Гарбузовское локализовано в пределах Самолазовского рудного поля, которое расположено в Юхтино-Пуриканской рудной зоне в центральной части Алданского щита [3]. Пространственно месторождение приурочено к контактовой зоне Юхтинского мезозойского щелочного массива с доломитами усть-юдомской свиты венда среди гидротермально изменённых тремолитовых мраморов, эгирин - авгитовых сиенитов, диопсид -флогопитовых скарнов. Золотопродуктивные процессы железо -марганцевого и кремне-калиевого метасоматоза накладываются на все породы контактного ореола интрузива. Образовавшаяся в результате этих процессов ассоциация метасоматических пород и со-
та [1, 5]).
75
провождающее их золотое оруденение по развитию типоморфных минералов относятся по генезису к золотоджаспероидной рудной формации и соответствующему ей гео лого-промышленному типу месторождений. Оно характеризуется очень сложным геологическим строением, золоторудные залежи сложены мелкими по размеру телами с изменчивыми мощностями, распределение золота в залежах очень неравномерное.
На начальных этапах компьютерного блочного моделирования особое внимание уделялось процессу оконтуривания запасов. Оно производилось последовательно - по разведочному пересечению, по разведочным разрезам и в продольных плоскостях залежей. Геологическими критериями выделения рудных тел являлись их приуроченность к определённым геолого-структурным элементам. Для минерализованных зон в качестве таких элементов выступают крутопадающие зоны тектонических брекчий в метасоматически изменённых сиенитах, а для залежей - это пологие зоны тектонической трещино-ватости в скарнах или интрузивных породах, контакты карбонатных и силикатных пород. Для исключения условности при увязке рудных тел в продольных плоскостях геометризация запасов проводилась в контурах продуктивных залежей, понимая под залежью систему пространственно сближенных рудных тел, объединённых единым промышленным контуром в соответствии с принятыми кондициями. Блочное моделирование осуществлялось путём заполнения сплошных каркасных моделей рудных тел элементарными блоками. Размер блоков 10х10х2,5 м был выбран на основе кластерного анализа данных опробования, а также с учётом горных требований, густоты разведочной сети и морфологии рудных тел. Для каждого блока рассчитывался фактор, т.е. его пропорция в пределах каркасной модели месторождения. Выделено 8 золоторудных залежей, которые по степени однородности геологического строения и разведан-ности были разбиты на 11 подсчётных блоков категории С1 и 9 блоков категории С2.
Используя аппарат геостатистики, произведена оценка пространственной непрерывности золоторудной минерализации по главным направлениям анизотропии в пределах месторождения (вариограммный анализ).
На месторождении выделяются разные группы геологических элементов, образующих в объекте свою структуру. В зависимости от специфики генезиса объекта анизотропия структур разных групп
76
элементов отличается друг от друга. Нередко анизотропия изменчивости содержания для разных компонентов руды оказывается в рудном теле не одинаковой, что является следствием особенностей этапов его формирования [2]. Таким образом, изучение анизотропии может дать важную дополнительную информацию о строении и генезисе геологического объекта.
Под структурой месторождения в геостатистическом анализе подразумевается как пространственное распределение самих содержаний, так и их коррелятивность в зависимости от направления и расстояния между точками опробования. В начале данного исследования использовалась экспериментальная варио-грамма, которая строилась по результатам опробования (данные по 15 разведочным профилям - 93 скважины), т.е. по всем пробам без учёта направления между ними, что убедило нас в наличии анизотропии в распределении золота на месторождении. Далее оценивалась пространственная непрерывность минерализации (содержание золота, г/т) по различным направлениям - по скважинам и по буровым линиям в пределах созданных объёмных рудных тел.
При построении вариограмм «варьировались» различные параметры: шаг (lag) - интервал, дистанция между парой проб; отступление от начального положения (offset); количество классов (class) - количество итераций поиска; азимут (azimuth) и угол наклона (dip) оси поиска; угол поискового конуса (spread).
Данные характеристики подбирались в интерактивном режиме в системе «Micromine» с помощью моделирования некоторой непрерывной теоретической функции, аппроксимирующей дискретную экспериментальную вариограмму. В геостатистике известно несколько функций, которые используются в качестве моделей реальных вариограмм: эффект самородков, линейная, квадратичная, сферическая, круговая (2D сферическая), экспоненциальная и Гауссова модели [4]. Подбор моделей производился как визуально, так и методами регрессионного анализа.
При возрастании расстояния между пробами соответственно увеличиваются и значения вариограммы, но это «увеличение» продолжается до определённого предела, после которого функция колеблется вокруг горизонтальной линии. Этот предел - «порог» (D,o2) равен дисперсии исследуемой характеристики. Расстояние между пробами, при котором вариограмма достигает «порога» яв-
77
ляется «зоной влияния» (а), т.е. это расстояние, на котором сохраняется корреляция между содержаниями в пробах [2, 4].
Проведённые вариографические исследования (структурный анализ) позволили обнаружить наличие «структуры» в распределении концентраций золота в пределах месторождения. Вблизи штока гра-носиенитов наблюдается чередование прослоев скарнов (флогопит -диопсидового, тремолитового состава) с наложенной сульфидной минерализацией, метасоматитов кварц-полевошпатового состава с содержаниями золота от 0,05 до 0,2-0,4 г/т. В этих «областях» варио-грамма имеет «эффект самородка», что говорит о весьма неравномерном характере распределения золота. Зона влияния а = 1 м, т.е. только на данном расстоянии сохраняется корреляция между содержаниями золота в соседних пробах. С увеличением расстояния между пробами, т.е. в направлении от зон контакта в сторону рудных тел дисперсия содержаний золота постепенно уменьшается.
Иная закономерность выявлена на приближении к рудным залежам. Уже в 15-20 метрах от рудных тел структура изменчивости содержаний золота имеет характер включений (модель вариограммы -«эффект включений»). Данный тип вариограммы свидетельствует о наличии зональности в распределении золота, т.е. периодическом чередовании «богатых» и «бедных» зон (а1 = 3,2 м и а2 = 8,0 м). Этот эффект характеризуется относительной амплитудой, которая определяется отношением максимального значения вариограммы (на гребне) к её порогу, а также расстоянием, при котором достигается максимальное значение. Таким образом, периодичность в зональности распределения золота появляется с шагом в 6,0 м (рис. 1). Зафиксирована закономерность уменьшения шага периодичности для фронтальных зон (это зоны метасоматически изменённых пород) рудных залежей практически выходящих на поверхность. Шаг периодичности в таких зонах - 3,0 м, а зоны влияния а1 = 1,7 м, а2 = 3,5 м (рис. 2).
При исследовании анизотропии вдоль простирания рудных тел (залежей) определён вид структурной функции - сферическая (рис.
3).
У (Л)
Рис. 3 Сферическая вариограмма вдоль плоскостей залегания рудных залежей (а = 6,5 м)
Интерпретируя данную модель вариограммы, можно утверждать, что корреляция между содержаниями золота вдоль плоскостей залегания рудных тел наблюдается на расстоянии 6,5 м (а = 6,5 м). Дисперсия содержаний золота имеет постепенный характер возрастания лишь на этом интервале, а затем резко увеличивается.
Более сложный вид анизотропии (зональная) наблюдается в вертикальном направлении (вдоль показателя мощности рудных тел). Вариограмма имеет тип «вложенных структур» (рис.
4).
Отмечается две зоны влияния (а1 =1,5 м и а2 = 7,0 м) достаточно сильно отличающиеся друг от друга. «Вложенные структуры» указывают на присутствие в рудных телах процессов, оперирующих в различных масштабах. Это изменчивость, обусловленная переходом от одного минерального агрегата к другому. Зона влияния а! =1,5 м фиксирует, что корреляция между
80
У (А)
Рис. 4. Вариограмма «вложенных структур», указывающая на при-сутствие процессов, оперирующих в раз-личных масштабах (по вертикали в пределах залежей; а1 = 1,5 м, а2 = 7,0 м)
содержаниями золота в пробах наблюдается именно на этом расстоянии (уровень минерального агрегата), а на уровне рудной залежи появляется ещё один тип изменчивости (именно в вертикальном направлении) в точках перехода от обогащённых золотом интервалов к маломощным прослоям пустых пород или метасомати-чески изменённым породам с гораздо меньшими содержаниями золота. В данном случае «зона влияния» достигает - а2 = 7,0 м (рис.
4).
Созданная компьютерная блочная модель золоторудного месторождения Гарбузовское (в системе «Мюготте») обладает рядом преимуществ:
- наиболее полно и достоверно (насколько это позволяет плотность разведочной сети) описывает форму месторождения, вследствие чего достигается более высокая, чем при использовании картографической модели, достоверность подсчёта объёма рудных тел (отсюда -и запасов металла);
81
- учитывает особенности пространственного распределения компонентов, регламентирующих качество полезного ископаемого, а следовательно, даёт возможность оценки их содержания в любой точке залежи;
- применяемые при генерации блочной модели интерполяционные методы дают возможность оценки степени разведанности месторождения и погрешности подсчёта запасов в любой его точке;
- позволяет создать контуры будущего карьера - маркшейдерская модель, которая является динамической, отражая состояние горных работ и изменение в ситуационном плане карьера на каждую дату маркшейдерской съёмки;
- обеспечивает возможность селективной отработки месторождения.
Исследование серии направленных вариограмм, определение их параметров, выявление структуры анизотропных рудных тел месторождения Гарбузовское, позволило уточнить категоризацию запасов данного объекта.
--СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Балахонов В.С. Методика пространственного компьютерного анализа для прогнозирования и выявления локальных закономерностей минералого-геохимических полей//Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейской территории России и Урала. Материалы Регион. конфер. геологов Европ. территории России и Урала. Екатеринбург,2000.С.32-33.
2. Балахонов В.С. Геостатистические модели и прогноз достоверности оконтури-вания и среднего содержания при разведке месторождений// Горно - металлургический комплекс России: состояние, перспективы развития. Материалы II Всеросс. Научно - практич. конференции. Владикавказ, 2003. С. 52-55.
3. Дворник Г.П., Балахонов В.С., Угрюмое А.Н. Метасоматизм и золотоджас-пероидное оруденение Самолазовского рудного поля (Алданский щит)//Известия Уральской государственной горно-геологической академии. Вып.15. Серия: Геология и геофизика. 2002. С. 91-98.
4. Капутин Ю.Е. Горные компьютерные технологии и геостатистика. СПб: Недра, 2002. 424 с.
5. Четвериков Л.И. Оценка анизотропии геологических объектов // Вест. Воронеж. ун-та. Серия: Геология. 2000. Вып.9. С. 26-31. и'.'-'з
— Коротко об авторах -
Балахонов В. С. - кандидат геолого-минералогических наук, доцент, Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург,
Балахонов Д.В. - инженер-геолог, Уральский государственный горный
университет, г. Екатеринбург,
Кискин В.А. - главный геолог, АС Селигдар, г. Алдан.
82
