Геофизические методы в россыпной золотодобыче: что действительно работает?

Можно ли при геологоразведочных работах на россыпях получить реальную пользу от геофизических наблюдений? Повод для неоднозначности в этом вопросе дают сами геофизики, предлагающие золотодобытчикам неоптимальные методы решения задач. В большой степени результат зависит от конкретного геофизика-исполнителя и его желания применить метод, который он знает.  Наличие научной степени совсем не гарантирует, что стоящие перед вами конкретные задачи будут решены. 

Поскольку подавляющее большинство компаний золотодобытчиков работают на россыпях, то и геофизические методы в данном случае не могут быть любыми. Уже давно выяснено, что подходящими являются магниторазведка и электроразведка.

Практически повсеместное присутствие «черного шлиха» (преимущественно  магнетита) вместе с золотом предопределяет, что заказчик увидит на карте положение скрытых струй аллювия и его ямных скоплений в том случае, если проведёт площадную магнитную съёмку детального масштаба (1:5000 – 1:1000). Современные магнитометры уже позволяют не упоминать при этом, что съемка должна быть высокоточной — их приборная точность намного выше необходимого. Остальное — на совести геофизика: насколько тщательно он осуществит полевые наблюдения. Обязательно применение специальных приёмов обработки данных с целью выделения слабых локальных аномалий, свойственных аллювию. К сожалению, на участках с многочисленными металлоизделиями, дающими непреодолимые помехи, магниторазведка бессильна. Заказчик, поддавшийся модным течениям и согласившийся на замену наземной магнитной съёмки «быстрой» съёмкой с помощью беспилотного летательного аппарата (БПЛА), в итоге вообще не решит своих задач: из-за высоты полёта в несколько десятков метров (50–70 м) результаты такой съёмки полностью лишены деталей, что делает их бесполезными при разведке россыпей.

На нашем веку магниторазведка значительно прогрессировала как метод за счёт электронных средств измерений и автоматизации обработки данных.

Обозначенная выше проблема относится также к электроразведке. Принципы электропрофилирования (картирования площадей) и электрозондирования — основных методов электроразведки — и при этом наиболее результативных на золотоносных площадях, были разработаны более ста лет назад и остаются незыблемыми. Меняются только приёмы наблюдений, причём исключительно за счёт усложнения (одновременного удорожания) аппаратуры. При разведке россыпей на первое место выступают электрозондирования: они дают сведения о разрезе.

В течение последних десятилетий заинтересованными лицами очень активно навязывается мнение, что панацеей в решении любых задач на любых площадях является электротомография, а тот, кто её не использует, — попросту отстал от жизни. В своей агитации они позволяют себе принижать классические приёмы наблюдений, но почему-то умалчивают о том, что родившаяся на Западе и распространившаяся по миру электротомография за сорок лет так и не выросла в полноценную замену вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) в классическом исполнении. Может быть, они просто незнакомы с его возможностями? Или лукавят?

ВЭЗ — не быстрый в исполнении, но наиболее эффективный метод зондирования, лидирующий в своей группе. В период компьютеризации страны в нескольких организациях были разработаны свои программы обработки и интерпретации данных, основанные на строгой теории электрического потенциала. С их помощью метод стал гораздо более производительным, более информативным. Но последовавшая всеобщая перестроечная нищета не способствовала широкому распространению новшеств, а молодое поколение геофизиков уже слушало «электротомографическую пропаганду».

В процессе наблюдений ВЭЗ оператор постоянно видит измеренные величины и оперативно реагирует на сомнительные отклонения. Полученный разрез изолиний кажущегося электрического сопротивления по профилю, — промежуточный рабочий материал, также является элементом контроля, но не целью работ. Конечным результатом ВЭЗ является геоэлектрический разрез, отстраиваемый по итогам количественной интерпретации разреза сопротивлений. На разрезе по вертикали каждого зондирования понятным для всех образом показаны границы слоёв с разным удельным электрическим сопротивлением (УЭС), указаны численные значения глубины этих границ в метрах. Геофизиком-интерпретатором указанные границы интерполируются по разрезу между отдельными зондированиями, а полученные блоки-полигоны наполняются геологическим смыслом на основе имеющихся геологических данных или, в случае их отсутствия, исходя из практического опыта интерпретатора.

Именно таким должен быть результат зондирования, в том числе при разведке россыпей: в конкретных линейных и физических параметрах.

Электротомография преподносится как «далеко продвинутый» метод, одновременно заменяющий профилирование и зондирование вместе взятые. Процесс измерений на профиле полностью автоматизирован. За одну постановку косы электродов отрабатываются сразу сотни метров профиля, и это действительно впечатляет. Обработка полученных данных — также автоматизированная, встроенная в измерительную аппаратуру, что позволяет в кратчайшие сроки получать карты и разрезы кажущегося электрического сопротивления. На этом реальные достоинства электротомографии заканчиваются.

«Ощутить» измеренные величины оператор не может, как и своевременно распознать закравшийся брак. Недостатки помогает скрывать встроенная процедура инверсии. Без неё полученные значения УЭС представляют собой массив резкоизменчивых, неувязываемых друг с другом величин, что крайне неудобно для визуализации на карте или разрезе. Посвященным очевидно, что инверсия — замена истинных значений «хорошими», — является, по сути, подтасовкой данных. Для геофизика, работавшего во времена, когда подтирка ластиком наблюдённых значений в полевом журнале считалась недопустимой, подобная процедура немыслима.

Пользуясь неосведомлённостью заказчика и не утруждая себя какой-либо дальнейшей работой с данными, за конечный результат электротомографии в качестве зондирования исполнители выдают разрез изолиний УЭС — автоматически сформированную красивую компьютерную картину, причём всегда в мелком масштабе. Почему-то его также называют геоэлектрическим разрезом. Границы слоёв на разрезе безосновательно указывают по своему усмотрению.

Получив такие результаты электротомографии, заказчик остаётся в недоумении: что с ними делать? Разрез изолиний УЭС не содержит параметров, с которыми можно дальше работать, а обозначенные «на глаз» границы нельзя считать объективными. В итоге страдает репутация геофизики в целом.

Таким образом, если в качестве профилирования заслуги электротомографии очевидны, то, как зондирование, в современном виде она является шагом назад по сравнению с ВЭЗ.

Теперь о хорошем. Как известно, локальные понижения плотика являются наиболее благоприятными местами для россыпного золота. Неровностями в плотике, бóльшей частью, можно объяснить мозаичный характер продуктивности россыпей. Картирование в трёх измерениях потенциально золотоносных отложений, в т.ч. поверхности плотика, вполне решается ВЭЗ-ами в классическом исполнении («дедовским» методом). Вот отдельные примеры из нашей практики.

Как показали результаты детального ВЭЗ (АВ/2=3–60 м, MN/2=0,5–5 м) на ручье Чарыш, частично отработанная мелкозалегающая россыпь золота может являться молодым спутником более значительной древней россыпи, признаки которой наблюдаются на поверхности коренного фундамента: в коренных породах явно заметна русловая депрессия, а повышенное сопротивление наполняющих её рыхлых отложений, выше сопротивления выветрелых коренных, говорит о наличии галечника (рис. 1).

Рис. 1. Результаты детального ВЭЗ на частично отработанной россыпи золота (Кузнецкий Алатау (Республика Хакасия))

1 — точка вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) с шагом по профилю 5м;

2 — граница геоэлектрических слоев, по данным количественной интерпретации ВЭЗ, её глубина, значения УЭС слоёв в Ом*метр, линия интерполяции границ слоёв между точками ВЭЗ.

Предполагаемые по геофизическим данным:

3 — почвенно-растительный слой (а), каменистый делювий (б);

4 — песчано-гравийно-галечные отложения (УЭС 300-2000 Ом*м);

5 — галька в погребенных рыхлых отложениях (повышенное электрическое сопротивление);

6 — преимущественно глинистые отложения (30–50 Ом*м);

7 — песчано-глинистые отложения (100–150 Ом*м);

8 — бесструктурный элювий, местами перемещенный (200–250 Ом*м);

9 — неперемещенные образования коры выветривания (структурный элювий) (350–1000 Ом*м);

10 — коренные породы: а — 1000–4000, б — 4000–10000 Ом*м;

11 — мраморизованный известняк (десятки тысяч Ом*м);

12 — поверхность фундамента.

Результаты ВЭЗ с шагом 20 м на группе профилей в Кельбес-Золотокитатском районе показали, что открытая около ста лет назад россыпь золота, позже частично отработанная подземным способом, приурочена к тальвегу меловой палеодепрессии, заполненной перемещёнными продуктами коры выветривания (рис. 2).

Рис. 2. Схема прогноза палеодепрессии по данным ВЭЗ. Кельбес-Золотокитатский район (Кемеровская область)

Примечание: изогипсы коричневым — рельеф дневной поверхности, изогипсы черным — прогноз подошвы меловой палеодепрессии по данным ВЭЗ (2021 г.); оранжевым показано приближённое положение россыпи золота по архивным данным.

Доразведка россыпи в конце прошлого века показала промышленную золотоносность глинисто-песчано-гравийных отложений, залегающих непосредственно на коренном плотике на глубинах до 20 метров. Вскрытый современным карьером старателей рабочий пласт малой мощности представлен вязкой красной глиной с кварцевой галькой. Характер ложа депрессии изменчивый, как и выход металла по мере развития карьера. Детальные ВЭЗ с шагом 5 м по линиям ШТ-1д, 2д, 3д помогли выявить прямую связь между поведением ложа россыпи и количеством золота. Удовлетворительные съёмы в августе 2021 г. получали из локального понижения подошвы палеодепрессии, когда её абсолютные отметки составляли менее 290 м (значок «экскаватор»). При продвижении забоя карьера в южном направлении подошва воздымается, чем и объясняется последовавшее резкое уменьшение металла в «песках». Воздымание поверхности коренных объясняется штоком интрузивной породы с большим количеством кварца, устойчивой к выветриванию (образец остроугольной формы отобран из рабочего пласта россыпи). Другая локальная западина, как показали электрозондирования, располагается в 200 метрах от августовского забоя, с другой стороны от интрузивного штока.

Достоверность детальных геоэлектрических разрезов подтвердилась оперативно пройденной разведочной скважиной, а также в ходе дальнейшего развития карьера: продуктивный пласт и коренной фундамент встречены на тех глубинах, на которых они прогнозируются на геоэлектрическом разрезе.

Завершившаяся разработка россыпи в известной Сиинской Яме позволяет теперь сопоставить фактические данные с прогнозом палеодепрессии по данным ВЭЗ, проведенного ранее по сети 100х200 м. Ещё раз отметим, что именно группа профилей даёт максимальную эффективность зондирования. Максимальные понижения плотика на карте изолиний глубины плотика, по данным ВЭЗ, недвусмысленно указывают контуры потенциально продуктивных блоков, что подтверждается следами карьера на космоснимке (рис. 3). Та же карта подсказывает, в каком направлении следовало бы продолжить опоискование перспективной тектонической структуры. Изучение участка ВЭЗ-ами по более густой сети дало бы более детальные сведения о россыпи.

Рис. 3. Схема прогноза палеодепрессий по данным ВЭЗ. Участок разреза Сиинская Яма (Республика Алтай)

Примечание: подложка — снимок ГУГЛ [Электронный ресурс; google.com];  подготовлено в ООО «Геофизическое бюро» в 2022 г. на основе материалов НПО  «Тэтис»(1999 г.).

Так будет ли полезна золотодобытчику подобная карта его участка, особенно ещё до начала буровой разведки?

Геофизические работы, как и любые другие, также требуют затрат, но их результаты дают недропользователю возможность сэкономить куда больше за счёт рационально расположенных разведочных выработок, вести разведку или добычу «с открытыми глазами».

-0+5

• Содержание сайта
• Комментарии
• Главная страница