Файл: Рысс Ю.С. Поиски и разведка рудных тел контактным способом поляризационных кривых.pdf

Действительно, геофизические методы в большинстве случаев удовлетворительно выявляют проводящие объекты, которые, как правило, представляют собой пиритовые и ппрротииовые залежи или графитовые породы, ие содержащие в заметных количествах полезных минералов. На разбуривание таких объектов затрачи­ ваются основные объемы бурения на стадии поисков. Выявление при минимальных объемах бурения среди пиритовых, пирротиновых и графитистых образований залежей, содержащих медные, никеле­ вые, свинцовые и другие минералы представляет собой одну из существенных задач совершенствования современной методики по­ исково-разведочных работ. Эта задача получила название разбра­ ковки геофизических аномалий и оценки рудопроявлений. При ее решении основным является установление самого факта присутствия полезных минералов даже без выделения каждого минерала в от­ дельности.

Второй вариант определения минерального состава рудных тел заключается в индивидуальной характеристике наличия основных рудных минералов. Как правило, эта задача решает главные практи­ ческие вопросы. В самом деле, на каждом месторояедешш его запасы связаны с одним, двумя или тремя минералами. Поэтому их уста­ новление определяет ценность месторождения. Для подавляющего большинства рудных объектов основными минералами являются халькопирит, сфалерит, галенит, пентландит, молибденит, магнетит, арсенопирит, а также пирит, пирротин, графит. Такие минералы, как борнит, энаргит, халькозин, ковеллин, буланжерит, аргентит п другие, хотя и бывают в ряде случаев ведущими, тем не менее обычно составляют малую долю по сравнению с основными. Прочие сульфиды (бравоит, кубанит, станнит, ялпаит и т. п.) имеют еще мень­ шее значение в характеристике ценности месторождений.

Наряду с этим известно, что каждому типу оруденения отвечает более или менее определенная парагенетическая ассоциация мине­ ралов, а также их количественные отношения. Благодаря этому состав основных минералов в общем и целом характеризует другие минералы, присутствующие в малых количествах. Определить основ­ ные рудные минералы в оруденении важно на всех стадиях поисков и разведки. В соответствии с этим установление наличия основных минералов является одной из главных задач геологических иссле­ дований.

Третий вариант определения минерального состава рудных объ­ ектов состоит в полной характеристике всех присутствующих мине­ ралов: основных, второстепенных и редких. Решение этой задачи суще­ ствующими методами исследований практически не достигается без извлечения рудного вещества из недр. Целесообразность решения рассматриваемой задачи вряд ли может оспариваться. Однако оно не является основным на поисково-разведочных стадиях работ. Нужда в решении обсуждаемой задачи возникает главным образом при эксплуатации месторождений для их наиболее полного эконо­ мического использования.

Между отмеченными тремя случаями определения минерального состава рудных тел существуют многие промежуточные варианты; очевидно, что лучшим является третий вариант, который включает в себя первый и второй. Кроме того, их реализация важна в качестве первых шагов в определении физико-химическими методами мине­ рального состава руд в их естественном залегании. Осуществление именно этих вариантов было главной заботой при создании метода КСПК. Третий вариант следует рассматривать как цель, которая, возможно, и будет достигнута при накоплении опыта и дальнейшем совершенствовании методов физико-химических исследований боль­ ших объемов земных масс.

Характеристика минерального состава рудных объектов в первом варианте достаточно проста. В самом деле, любое рудное тело, содер­ жащее полезные минералы, отличается от пиритовых и пирротиновых залежей тем, что последние более или менее мономинеральны, а пер­ вые — полиминеральны. Следовательно, в случае пиритовых и ппрротиновых лннз на поляризационных кривых будут отражаться 1—2 реакции, а на рудных объектах — много. По этому признаку достаточно легко установить присутствие в обследуемой сульфидной линзе многих минералов, существование которых указывает на обя­ зательное наличие в линзе полезных минералов. Таким‘образом, сложные многоступенчатые поляризационные кривые отвечают руд­ ным телам, включающим в свой состав промышленноценные компо­ ненты, а кривые с одной-двумя реакциями чаще соответствуют не­ промышленным пиритовым или пирротиновым залежам.

На рис. И показаны поляризационные кривые, снятые на одном из медно-никелевых рудных тел Кольского полуострова и на пирротиновой залежи, находящейся на том же участке. Сравнивая катод­ ные поляризационные кривые (в направлении оси tp_) для двух тел, можно видеть, что шірротиновая залежь характеризуется двумя реакциями, в то время как на медно-никелевом теле отмечаются четыре реакции. Усложнение кривой для рудной линзы связано с появлением двух дополнительных процессов при потенциалах —0,32 и —1,14 в, это реакции на пентландите. Именно его присут­ ствие в рудном теле наряду с пирротином, который одинаковым образом отмечается и в рудной и в пирротиновой залежах при потен­ циалах —0,5 и —1,5 в, обусловливает появление новых электро­ химических реакций и усложнение поляризационной кривой.

В рассматриваемом случае при четкой регистрации электрохими­ ческих процессов с хорошей диагностикой потенциалов реакций не обязательно прибегать к упрощенному варианту интерпретации поляризационных кривых. Здесь можно установить сами минералы, присутствующие в обследуемых линзах. Однако на этом примере можно видеть механизм усложнения поляризационной кривой с усложнением минерального состава залежи. В других случаях более сложной диагностики вариант истолкования кривых с отнесе-. нием их к полиминеральным рудным объектам или к мономинеральным пиритовым и пирротиновым залежам становится полезным.

В этих случаях возможна упрощенная техника наблюдения поляри­ зационных кривых: с любым вспомогательным измерительным элек­ тродом, без учета естественного электрического поля и т. д. Воз­ можны также и другие схемы полевой установки с расположением питающих и приемных электродов на поверхности земли без кон­ такта с оруденением и т. п.

Промышленно-ценные минералы иногда также образуют мономи­ неральные залежи: галенитовые, сфалернтовые, халькопиритовые

Рис. 11. Поляризационные кривые, снятые па медио-ннкелевом (а) п шірротпновом (б) рудных телах.

и др. Однако такие линзы достаточно редки. Кроме того, они, как правило, небольших размеров, что обусловливает регистрацию химических процессов при силе тока меньше 1 а (обычно первые десятки миллиампер). В соответствии со сказанным при упрощенном варианте истолкования поляризационных кривых практически полез­ ные объекты чаще всего не могут быть смешаны с пиритовыми или пирротиновыми залежами.

Меньшая степень надежности описанной диагностики в обратном случае, т. е. при наличии полезных минералов с низким содержанием в больших количествах пирита или пирротина. Если сульфидный объект небольших размеров, то малая доля примесей не находит отражения на поляризационных кривых. Но при больших размерах сульфидной линзы, несмотря на малое содержание примесей, их абсолютное большое количество может проявляться на кривых. Этот случай при упрощенном истолковании кривых может быть

смешай со случаем рудного объекта п требует количественного анализа присутствующих минералов.

Вариант анализа поляризационных кривых по числу отражаемых на них процессов входит в анализ кривых по потенциалам реакции с установлением минерального состава рудных тел по основным минералам. Истолкование поляризационных кривых в этом плане всегда предпочтительнее, чем по первому варианту.

Рассматривая таблицу потенциалов реакций (см. табл. 1), можно видеть,что имеющиеся в ней минералы входят в состав наиболее распространенных типов рудных месторождений. С помощью ука­ занной таблицы можно определить минеральный состав многих рудных тел. Возможности определения существенно зависят от на­ бора минералов в обследуемом объекте. Чем больше минералов, тем труднее их определение за счет совпадения потенциалов реакций на разных минералах. Вместе с тем, учитывая достаточную устой­ чивость парагенетическпх ассоциаций сульфидов для соответству­ ющих типов руд, которые в свою очередь характерны для тех или иных районов, можно рассчитывать на удовлетворительную диаг­ ностику минералов.

Медно-никелевые руды характеризуются типичной ассоциацией: пирротин, пентландпт и халькопирит. Для этой группы минералов катодные процессы протекают при потенциалах —0,35; —0,50; —0,60; —1,40 и —1,50 в, а анодные при потенциалах: +0,20; +0,40; +0,60; +0,70 и +0,90 в. При поисках медно-никелевых руд отме­ ченный набор потенциалов реакций ожидается при съемке поляри­ зационных кривых. Этому способствует знание минералогии обсле­ дуемого района п состава керна скважины в интервале, где установлен контакт электрода-снаряда КСПК. Если ожидаемый набор потенциалов реакций действительно получен, то тем самым легко устанавливается принадлежность той или иной реакции соот­ ветствующим минералам, присутствующим в рудах.

Так как в пределах рудного тела распределение минерального состава неравномерно, то визуально определяемый состав руд по керну скважины в месте контакта с оруденением характеризует руд­ ный объект лишь отчасти. Здесь могут быть варианты, когда в точке рудного пересечения имеется весь набор присутствующих минералов пли только его часть. Кроме того, существуют изменения в коли­ чественных отношениях между минералами в пределах орудене­ ния. Поскольку данные КСПК относятся ко всему рудному телу, а не только к точке контакта, то возможны случаи соответствия и не­ соответствия определяемого состава по результатам анализа поля­ ризационных кривых и керна. Если в составе всего рудного тела из основной полимииеральной ассоциации выпадает один или два ее члена, то из набора потенциалов реакций также выпадут некото­ рые нх значения. Так, если оруденение имеет преимущественно пентландит-пирротиновый состав, то пропадут реакции на халько­ пирите при потенциалах +0,2; +0,7; —0,6 и —1,4 в. При халько- пприт-пирротииовой ассоциации минералов выпадут пз ряда потен­