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

вленне компенсации і?комп имеет над оруденением минимум, а струк­ тура распределения і?комп отражает элементы залегания рудного объекта. В общем случае размещения каломельного электрода на площади по серии профилей, а также по скважинам — вертикаль­ ным профилям — можно получить структуру поля Дкомп, которая характеризует положение и элементы залегания обследуемого рудного тела.

Структура поля і?комп по своему смыслу довольно близка к струк­ туре электрического поля, используемого в методе заряда, хотя н не равна ей. Различия связаны с несколькими обстоятельствами.

Во-первых, в методе заряда в случае съемки способом потенциала разность потенциала измеряется между условным нулем и точкой, где помещается подвижный электрод; в случае съемки способом градиента — между точками приемных электродов. В методе КСПК В кшп отражает падение напряжения на участке между рудным телом и местом расположения перемещающегося каломельного приемного электрода. Все три сравниваемые разности потенциалов не равны друг другу, хотя н могут быть пересчитаны со взаимным переходом от одной к другой.

Во-вторых, величина і?комп кроме падения напряжения во вме­ щающих породах характеризует разности потенциалов на других линейных элементах схемы КСПК: на подводящих проводах, внутри самого рудного тела и т. д. Это значит, что только часть падения напряжения на і?комп в КСПК находится в соответствии с разностью потенциалов в методе заряда.

Отмеченные различия в структуре поля і?комп и поля, изучаемого методом заряда, не позволяют отождествлять их друг с другом и не­ посредственно пользоваться для анализа структуры поля і?комп параметрами, установленными для метода заряда. Однако характе­ ристики, известные для метода заряда, с учетом сущности измеря­ емых разностей потенциалов вполне применимы для понимания структуры поля Якомп. Например, наиболее близкое положение рудного тела, отмечаемое максимумом потенциала метода заряда, фиксируется минимумом В лом„. Изменение формы тела, отражаемое в соответствующем изменении потенциала заряда, имеет обратную картину на кривой і?комп и т. д. Как для метода заряда различные электрические неоднородности окружающей среды выделяются на кривых потенциала или его градиента, так и соответствующие изме­ нения будут отражаться на кривых Дкомп.

Из сказанного более или менее очевидны возможности н методика съемки КСПК для выявления положения изучаемых рудных объек­ тов. Эти возможности достаточно близки к возможностям метода заряда. Однако более трудоемкие наблюдения КСПК, чем методом заряда, в общем случае вряд ли оправданны для достижения поста­ вленной цели. Вместе с тем, есть такие варианты, когда применение КСПК для оценки положения и элементов залегания рудных тел предпочтительнее метода заряда или целесообразно их сочетание. Эти варианты резкого несоответствия масштабов зон проводимости

представлены непромышленными проводящими минералами (пири­ том, пирротином, графитом) пли обводненными трещинами и соб­ ственно рудными объектами с полезными компонентами. По­ скольку КСПК отражает состав руд, постольку характеризуемый им объект будет соответствовать именно тому, в котором содер­ жатся полезные минералы, а не всей проводящей зоне в целом. Благодаря этому можно выделить участки руд среди пиритизированных н пирротинизнрованных зон, а также графитистых по­ род. В таких случаях возможности метода заряда ограниченны и трудоемкость работ методом КСПК вполне оправдана достигаемой целью.

Сами поляризационные наблюдения могут быть построены таким образом, чтобы экономичнее и точнее решить задачу. Для этого целесообразно сосредоточить исследования на изучении реакции на каком-либо полезном минерале (галените, халькопирите, пентландцте н т. п.), подбирая для соответствующей реакции вели­ чину Ккомп. Еще лучше для ускорения измерений снимать поля­ ризационные кривые одновременно при нескольких положениях приемного каломельного электрода н при одном постоянном выбран­ ном сопротивлении компенсации. В этом случае, удаляясь от иссле­ дуемого объекта, поляризационные кривые будут все более «раскомпенспрованными», и чем дальше, тем больше наклоненными к оси ср. Тогда наклон прямолинейных участков, характеризующих реакцию, может быть принят мерой для оценки расстояния между объектом и каломельным электродом. Этот наклон удобно выражать величиной дер/д і = A/?KÙMn, которая будет минимальна над оруденением и воз­ растать с удалением от него.

При такой методике съемки А/?комп может быть положительным и отрицательным в зависимости от выбора постоянного значения сопротивления компенсации. Наиболее целесообразно подобрать исходное сопротивление компенсации для точки вблизи места кон­ такта в оруденение пли для точки, которая предположительно наи­ более близко расположена к рудам. Во время съемки поляриза­ ционной кривой при отмеченном положении приемного электрода подбирается сопротивление компенсации так, чтобы прямолинейный участок поляризационной кривой, отражающий электрохимиче­ ский процесс на выбранном минерале, был бы несколько наклонен. Это обеспечит изменение в угле наклона прямолинейного отрезка в пределах значений Аі?комп, не переходящих в отрицательную область.

Описанные исследования могут проводиться для реакций на раз­ ных минералах и можно прослеживать проявления каждого мине­ рала в отдельности. Если эти минералы не одинаково распростра­ нены в пространстве, то соответственно и изменения Аі?комп вдоль линий наблюдений будут разными, отражающими места, где раз­ мещен тот или другой минерал. Отсюда вытекает возможность про­ слеживать методом КСПК зональность минерального и веществен­ ного состава внутри рудного образования. Особенно это существенно

для случая выделения участков руд среди пиритовых или пирротиновых зон, а также среди графитистых пород, но может быть полез­

медно-никелевых н т. д.

Рассмотренная методика оценки положения п элементов залега­ ния рудных тел, а также характеристика зональности минералов в оруденении с помощью КСПК пока еще слабо разработана п опро­ бована. Здесь существует много вариантов поведения кривых Дкомп или Аі?комп, которые требуют детального исследования. Вместе с тем принципы применения КСПК для указанных задач вполне ясны и могут быть использованы в соответствующих конкретных ситу­ ациях.

§ 19

ВОЗМОЖНОСТИ КСПК ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЙ РУДНЫХ ОБЪЕКТОВ РАЗНОГО ТИПА

Как всякий метод исследования, КСПК может быть полезен при ре­ шении доступных для него задач. В соответствии с этим применение метода имеет свои условия и ограничения. С накоплением опыта и то и другое может измениться. Тем не менее целесообразно более или менее точно оценивать возможности метода на соответствующих этапах его развития.

Одним из условий использования метода является значение потенциалов реакций на минералах, входящих в состав рудных тел, и различие этих потенциалов как по величине (см. табл. 1), так и по числу реакций для каждого минерала. Представленная таблица потенциалов реакций характеризует 10 основных мине­ ралов. Указанные минералы входят в состав многих типов место­ рождений н обусловливают возможность применения КСПК для обследования широкого круга объектов. Тем не менее, пока наи­ более целесообразно использование КСПК для изучения колче­ данных, полиметаллических, медно-никелевых и халькозіш-пири- товых руд. Возможности КСПК для характеристики других типов руд требует дальнейших исследований. Можно полагать, что с уве­ личением числа минералов в таблице потенциалов и опыта работ, объектами КСПК могут стать магнетитовые, пиролюзптовые, ан­ трацитовые, кобальтовые, висмутовые, мышьяковые, золоторудные и другие месторождения.

Определенные ограничения в применении метода обусловлены возможностями диагностики широкого круга минералов при их совместном нахождении в оруденении. Вопрос связан с тем, что близость значений потенциалов реакций на соответствующих ми­ нералах приводит к значительным трудностям их разделения при поляризационных измерениях. Повышение разрешающей способ­ ности диагностики минералов является одним из главных па-

нералов отчасти отражаются текстурой руд и удельным сопротив­ лением руд и минералов. С этой точки зрения рудные объекты мо­ гут быть разделены на три группы: с хорошей, средней и плохой электрической связью минералов.

Хорошопроводящие руды, характеризуемые массивной, полос­ чатой, прожилковой, петельчатой и тому подобными текстурами, очевидно, являются наиболее благоприятными объектами для КСПК. Любое ухудшение связей приводит к занижению размеров объекта по данным КСПК, а следовательно, и к расхождению в оценке объ­ екта геологическими методами и методом поляризационных изме­ рений.

Оруденение, обладающее плохой электрической связью мине­ ралов, обычно имеет вкрапленную текстуру. В пределах рудной зоны агрегаты минералов отличаются сложной конфигурацией и разными размерами. Сами они находятся на разных расстояниях друг от друга. Чем больше расстояния между ними и больше от­ ношение этих расстояний к их линейным размерам, тем больше будет выражена самостоятельная роль каждого такого агрегата. Наоборот, при сближенных расстояниях между скоплениями суль­ фидов, они могут приобретать характер либо одного образования, либо разобщенных изолирующими прослойками отдельных рудных агрегатов. Размеры рассматриваемых образований и связь их друг с другом в свою очередь обусловливают характер скоплений дру­ гого масштаба и т. д.

При весьма разобщенном сочетании рудных агрегатов и, наобо­ рот, при их близком расположении и благоприятном химизме норо­ вых вод каждое такое образование будет вести себя при съемке КСПК как отдельный объект. В первом случае — как очень малень­ кий, а во втором — большой. Влияние других удаленных подобных же объектов на результате измерений практически не будет ска­ зываться.

В промежуточных вариантах сочетания рудных агрегатов и их скоплений, особенно при наличии между ними прослоек высокого сопротивления, в наблюдения КСПК войдут эффекты близлежа­ щих образований. Влияние последних будет сказываться в несколь­ ких проявлениях.

1. Возбуждающиеся электрохимические реакции на соседни скоплениях увеличивают число ступенек на поляризационной кри­

вой и сглаживают ее форму. Этому способствует разная степень компенсации линейных элементов для каждой реакции.

2. Находясь на разном расстоянии от исследуемого скопления, каждое другое скопление, включаясь в электрохимический про­ цесс при разной силе тока в питающей цепи, образует последова­ тельность непрерывно возбуждающихся реакций на фоне других

реакции, то на ближайших поверхностях соседних скоплений про­ текают анодные, а на удаленных поверхностях — катодные реакции. В зависимости от величины потенциалов реакций катодных и анод­ ных процессов, количества соседних скоплений и расстояний до них от исследуемого образования на поляризационной кривой могут наблюдаться изгибы в положительную или отрицательную область потенциалов. Сложное поведение потенциалов будет и при одном каком-либо значении силы тока, если его наблюдать во времени (последнее, в частности, проявляется в «ленивом» движении стрелки измерителя потенциалов).

4. Поскольку на соседних скоплениях протекают электрохи­ мические реакции, постольку постепенно накапливаются допол­ нительные продукты побочных реакций. При деполяризации током основного образования деполяризация близлежащих агрегатов про­

того, неполное восстановление исходных условий на соседних скоп­ лениях приводит к невоспроизводимости поляризационных кривых, снимаемых при одной и той же скорости, одном и том же сопротив­ лении компенсации и т. д.

Перечисленные признаки влияния на поляризационные кривые несвязанных между собой агрегатов рудных минералов служат для распознавания варианта «вкрапленного» оруденения.

На рис. 22 показаны несколько кривых при исследовании вкрап­ ленной рудной зоны на участке в Воронежской области. Рассматривая кривые 6, 8 и 7, снятые при одинаковой скоростп и одном и том же сопротивлении компенсации, можно видеть, что они заметно отличаются друг от друга. Особенно резко это проявляется при силе тока около 2 а, при которой отмечается включение дополнительного процесса, ведущего себя по-разному при повторении съемки поля­ ризационной кривой. Кривая 1 получена при большом сопротилении компенсации, а кривая 4 при несколько меньшем его значении. По этим кривым видно, что при изменении компенсации можно по­ лучить кривые с прямолинейными участками, расположенными в разных интервалах вдоль оси потенциалов. По мере повторения наблюдений форма кривых постепенно меняется. На кривой 3, ко­ торая получена после кривой 2 и еще ряда кривых, не приведенных на рисунке, можно видеть, что выпуклость при силе тока до 3 а на­ правлена в обратную сторону, чем на ранее снятых кривых. Послед­ нее указывает на изменение условий возбуждения реакций на со­