Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания

Факторы, влияющие на возможность и эффективность разработки месторождений различных полезных ископаемых ПВ, изучались многими исследователями (Аренс, 1975; Бахуров и Руднева, 1972; Веригин и др., 1977; Калабин, 1981; Новик-Качан и др., 1970; Рафальский, 1975 и др.). Опираясь на их результаты, оценено влияние геологических особенностей золотоносных КВ на разработку ПВ хлоридными растворами (табл. 6).

В первую очередь возможности ПВ золота в естественном залегании руд зависят от принадлежности КВ к остаточным или переотложенным, линейным или площадным, их минералого-геохимической зональности (Голенев, 2005).

Таблица 6. Факторы, определяющие принципиальную возможность применения ПВ при разработке золотоносных КВ (с использованием материалов К.А. Харькевича, Т.Э. Видусова, А.В. Тарханова, В.М. Шумилина и др.)

Руды в остаточных КВ представлены дезинтегрированным щебнисто-песчано-глинистым материалом, несущим золотую минерализацию. Степень дезинтеграции, минеральный и гранулометрический состав руд, технологические характеристики золота, гидрогеологические и инженерно-геологические условия, наряду с другими факторами, определяются минералого-геохимической зональностью КВ.

Зрелые горизонты КВ характеризуются более тонким гранулометрическим составом. Количество глинистого материала в зоне дезинтеграции менее 10%. В зоне гидратации и начального гидролиза возрастает до 30%, а гидролиза и конечного выщелачивания -- до 40-60% и более. Глинистый материал представлен смесью гидрослюд, монтмориллонита и каолинита. На нижних горизонтах преобладают гидрослюды, на верхних -- каолинит.

Щебнистые, песчанистые зерна на верхних горизонтах представлены устойчивыми в зоне гипергенеза жильным и породным кварцем, новообразованными оксидами и гидроксидами железа, на средних появляются полевые шпаты, слюды (мусковит, биотит, хлорит), на нижних -- включения слабо выветрелых или неизмененных пород и руд.

Руды и выветрелые породы в зонах дезинтеграции, гидратации и начального гидролиза сохраняют текстурно-структурные особенности исходного субстрата, выше -- не сохраняют.

В профиле остаточной КВ отмечается нарастание глубины гипергенных изменений золота снизу вверх (Риндзюнская и др., 1995): увеличивается -- проба, крупность, доля свободного и связанного с оксидами и гидроксидами, глинистыми минералами золота; уменьшается -- доля металла, связанного с сульфидами. В зоне дезинтеграции характеристики золота мало отличаются от первичных руд.

В зоне дезинтеграции характерно мозаичное распределение по латерали и вертикали окисленных, полуокисленных и даже сульфидных разновидностей руд. Выше степень окисления руд заметно увеличивается.

По морфологическим особенностям остаточные КВ делятся (Петров, 1967) на площадные и линейные. Первые характеризуются значительной площадью распространения при относительно небольшой мощности (первые десятки метров) и сравнительно ровной нижней границе.

Линейные КВ отличаются значительным вертикальным размахом (100-400 м), возникают по проницаемым зонам трещиноватости, смятия, гидротермальной проработки, вдоль ослабленных контактов пород и, как правило, вытянуты в плане, не имея площадного распространения. Для них отмечается более неровная нижняя граница.

Довольно часто площадные, регионального распространения КВ, комбинируются с линейными, развивающимися вдоль ослабленных зон. Такие зоны широко распространены в пределах рудных полей и месторождений. В этом случае образуется линейно-площадной тип КВ, которым и представлены известные месторождения золота.

К щебнисто-песчано-глинистым отложениям зоны дезинтеграции, гидратации и начального гидролиза на участках развития площадных КВ приурочен водоносный горизонт пластового типа, а линейных -- пластово-трещинного, трещинного типа. В редких случаях водоносный горизонт отсутствует. На участках развития площадных КВ мощность рудовмещающего водоносного горизонта не превышает первые десятки метров при относительно спокойном, выдержанном залегании и глубине подошвы не более 50 м, что весьма благоприятно для ПВ. По линейным КВ мощность и глубина залегания подошвы водоносного горизонта могут достигать нескольких сотен метров при значительных вариациях, отрицательно влияя на локализацию, растекание, разубоживание, сохранность, управляемость потоками продуктивных растворов, затрудняя или совсем исключая возможность ПВ.

Проницаемость остаточных КВ в разрезе увеличивается сверху вниз. В зоне дезинтеграции коэффициент фильтрации составляет 1-9 м/сутки. В нижней части зоны гидратации и начального гидролиза снижается до 0,1-1,0, а в верхней -- до 0,05 м/сутки. Эффективная пористость в разрезе увеличивается снизу вверх, составляя соответственно 10-20, 20-30 и 30-40% в тех же зонах.

Площадные КВ, как правило, залегают на водоупорных скальных алюмосиликатных породах. В этом случае наибольшей относительной проницаемостью обладает зона дезинтеграции. На участках развития линейных КВ циркуляция подземных вод происходит не только по выветрелым породам, но и по ослабленным зонам, прослеживающимся в первичные породы на глубину до нескольких сотен метров. Нижний водоупор для линейных КВ имеет прерывистый локальный характер, крайне невыдержанное залегание с существенным перепадом глубин.

Зона гидролиза и конечного выщелачивания из-за высокого содержания глинистой фракции и меньшей проницаемости, как правило, менее благоприятны для ПВ (относительно зоны дезинтеграции).

Присутствие зоны дезинтеграции в разрезе площадных остаточных КВ, её мощность и рудоносность, минеральный и химический состав оказывают существенное влияние и являются важнейшими факторами при оценке возможности применения ПВ. Она отличается от верхних горизонтов относительно хорошими фильтрационными свойствами и расположена непосредственно на водоупоре. Поэтому её можно рассматривать в качестве своеобразного коллектора, куда собираются продуктивные растворы из вышележащих слоев.

Средняя объемная масса меняется от 1,6 до 2,6 т/м³ в зависимости от формационной принадлежности исходных руд (от количества кварца и сульфидов) и профиля КВ, уменьшаясь снизу вверх при переходе от зоны дезинтеграции (2,62-2,15 т/м³) к зоне гидролиза и конечного выщелачивания (2,05-1,60 т/м³).

В переотложенных КВ в распределении пород и руд, их технологических, физико-механических, фильтрационных свойств закономерности другие, чем в остаточных КВ. Из-за неравномерных провальных просадок материал, в различной степени измененный, незакономерно перемешивается. Встречаются блоки слабо измененных первичных пород и руд; участки полного профиля КВ, «захороненные» в карстовых депрессиях; обратная зональность, когда выветрелый материал снесен в глубокие депрессии и перекрыт менее измененным. Горизонты с признаками слоистости могут возникать в результате водной сепарации. В общем случае нижние горизонты сложены крошкой и глыбами карбонатных пород с гидрослюдами и гидрохлоритом. Выше залегает охристо-глинистая зона с прослоями оксидов и гидроксидов железа с повышенными содержанием золота (см. рис. 2) и объемной массой. Перекрыта она каолинит-гидрослюдистыми глинами с щебнисто-дресвяно-песчаными включениями кварца.

За редким исключением, текстурно-структурные особенности первичных пород не сохраняются. Текстуры псевдослоистые, кавернозные, губчатые, порошковидные.

По сравнению с остаточными КВ, в переотложенных увеличивается глубина гипергенных преобразований, доля новообразованных и свободных разностей, крупность и проба золота. Что обусловлено большими: агрессивностью карбонатной среды и масштабами гравитационного обогащения золота. Улучшаются технологические свойства руд. Однако растет количество золота, связанного с гидроксидами и оксидами, глинистыми минералами. Процессы укрупнения золота протекают более интенсивно. Но за счет новообразованного золота доля тонкодисперсных разностей остается на том же уровне, как и в первичных рудах.

Характерны окисленные руды. Но могут присутствовать и смешанные с мозаичным распределением по латерали и вертикали окисленных, полуокисленных и даже сульфидных разновидностей руд.

Объемная масса руд снижается до 1,60-1,80 т/м³. Исключение составляют горизонты, обогащенные гетит-каолинитовыми агрегатами, железистыми конкрециями, сливными бурыми железняками с объемной массой до 4,0 т/м³.

В большей степени проявлены неблагоприятные явления -- оползни, карст, просадки.

Гидрогеологические условия в переотложенных КВ принципиально отличаются от остаточных. Водоносный горизонт трещинно-карстового типа приурочен к карбонатным породам с очень высокими проводимостью (до 450 м²/сутки) и проницаемостью (более 100 м/сутки) по сравнению с перекрывающими их золотоносными КВ, которые часто являются водоупорами из-за высокой глинистости. Переотложенные КВ, из-за меньшей проницаемости руд для продуктивных растворов, по сравнению с подстилающими карбонатными породами, менее благоприятны для ПВ, чем площадные остаточные КВ.

Большая степень зависимости возможностей добычи ПВ, чем открытым способом, от типа КВ по условиям формирования и морфологии, их минералого-геохимической зональности определяет очередность вовлечения различных геолого-генетических типов КВ в разведку.

ПОЛОЖЕНИЕ 4

Новый способ разработки -- подземное выщелачивание -- требует при разведке месторождений золота в корах выветривания: изучения, не отстающего от оценки золотоносности, условий формирования, морфологии, минералого-геохимической зональности кор, гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей месторождений; минимизации воздействия разведочных выработок на естественные гидрогеологические условия месторождений. При этом в разработку вовлекаются проницаемые руды с низкой золотоносностью, определяя иной состав параметров кондиций, новую трактовку морфологии, условий залегания и строения рудных тел и допуская приближенную геометризацию концентраций золота в вертикальном профиле коры выветривания и оконтуривание рудных тел с учетом границ водоносного горизонта и пород разной проницаемости.

Для ПВ разведуются золотоносные КВ, традиционная открытая разработка которых сегодня невозможна по ряду экономических, горно-геологических и др. причин. Примером служат Гагарское и Маминское месторождения.

Из-за ограниченного числа месторождений золота, осваиваемых ПВ, при анализе влияния способа разработки на комплекс изучаемых при разведке природных свойств золотоносных КВ, требования к полноте и детальности их оценки, методику разведки использованы материалы по месторождениям урана гидрогенного типа (Шумилин и др. 1982, 1985).

Особенности сочетания гидрогеологических и инженерно-геологических условий КВ в большей степени определяют экономику ПВ, чем открытой добычи, а в некоторых случаях -- саму техническую возможность ПВ. Участки золотоносных КВ с коэффициентом фильтрации или содержанием глинистых частиц, не удовлетворяющим требованиям эффективного ПВ, в разведку не вовлекаются.

Также переотложенные КВ, залегающие на карбонатных породах, линейные КВ, связанные с проницаемыми, переходящими в первичные породы на значительную глубину, зонами, необводненные участки зоны гидролиза и конечного выщелачивания вовлекать в разведку для ПВ не всегда целесообразно, не зависимо от уровня концентрации золота. Поэтому, геологические исследования, направленные на определение типа КВ по условиям формирования и морфологии, в комплексе с гидрогеологическими и инженерно-геологическими исследованиями не должны отставать от изучения золотоносности.

Применяемые разведочные системы не должны нарушать природные гидрогеологические условия месторождения. Что определяет необходимость решения разведочных задач минимальными объемами горных работ и скважин большого диаметра, вскрывающих рудовмещающий водоносный горизонт. Зачастую применение горных выработок вообще невозможно, т.к. предварительное осушение, которое обычно требуется при их проходке, нарушит естественные гидрогеологические условия месторождения и сделает разработку его ПВ практически не возможной.

Рудные тела для ПВ имеют форму пластообразных субгоризонтальных залежей, ограниченных сверху зеркалом грунтовых вод, а снизу -- водоупором -- контактом выветрелых и скальных пород и руд (рис. 5). Верхняя граница относительно ровная, спокойная, нижняя -- более невыдержанная.

Рис. 5. Морфология, условия залегания, строение и золотоносность рудных тел в КВ для ПВ (Гагарское месторождение), с использованием материалов АОЗТ «Уральская горно-геологическая компания»: К.А. Харькевич, Т.Э. Видусов, 1996: 1 -- плагиогнейсы; 2 -- плагиограниты; 3-4 -- остаточные КВ по зонам: 3 -- гидратации и начального гидролиза, 4 -- дезинтеграции; 5-6 -- границы: 5 -- геологические, 6 -- уровня грунтовых вод; 7-8 -- рудные тела: 7 -- в скальных породах, 8 -- в КВ для ПВ; 9-10 -- скважины: 9 -- вертикальные для разведки КВ, 10 -- наклонные для разведки рудных тел в скальных породах; 11 -- канавы; 12 -- богатые руды в КВ для ПВ, соответствуют рудным телам под открытую разработку

На глубину обводненные субгоризонтальные залежи дезинтегрированных руд переходят в прожилково-вкрапленные золото-сульфидно-кварцевые крутопадающие жило-плитообразные минерализованные зоны малой мощности, приуроченные к разрывным нарушениям. Площадь выветрелых руд в плане значительно шире скальных. При непосредственной связи с первичными рудами, существенно отличаются от них формой, условиями залегания, геологической позицией, наличием геологических границ.

Существенное, по сравнению с гипогенными рудами, снижение содержания золота в КВ Гагарского (с 4,5 до 1,2 г/т) и Маминского (с 7,1 до 0,56 г/т) месторождений обусловлено возможностью рентабельной разработки ПВ участков КВ со значительно более низкой золотоносностью, чем при открытой добыче. Указанные здесь содержания золота для ПВ не предел. Концентрация золота в растворах, обеспечивающая безубыточное их получение при Ж:Т 0,8-1,2 и извлечение металла из растворов, должна быть не ниже 0,2 г/м³ (Тарханов и др., 2005) или 0,3 г/м³ (Авдонин и др., 2005). Такая концентрация в растворах обеспечивается содержанием золота в КВ всего 0,20-0,45 г/т в зависимости от величины сквозного извлечения и плотности продуктивных растворов. А минимальное среднее содержание золота в КВ, разрабатываемых открытым способом, 1,8 г/т (месторождение Таборное).

Благодаря ПВ, менее капиталоемкому и затратному способу разработки, становится рентабельным освоение крупных, ранее непромышленных скоплений бедных проницаемых руд, расширяются и изменяются контуры рудных тел, увеличиваются размеры оцениваемых участков. Соответственно меняются представления о морфологических особенностях и золотоносности рудных тел, «смягчаются» параметры кондиций, меняется их состав. При отказе от ПВ в пользу открытой добычи происходит «ужесточение» кондиций и представления о форме и условиях залегания рудных тел в КВ Гагарского и Маминского месторождений не будут отличаться от таковых в первичных породах -- крутопадающие жило-плитообразные зоны окисленных руд относительно малой мощности, переходящие на глубину в прожилково-вкрапленные первичные руды с сохранением морфологии и условий залегания (см. рис. 5).

Такая трансформация представлений о рудных телах в КВ, в связи с изменением кондиций при переходе от открытой добычи к ПВ и обратно, непосредственно отражается на плотности сети. Если запасы категории С₁ по субгоризонтальным залежам для ПВ (см. табл. 2) разведуются сетью 3010 м (площадь ячейки 300 м²), то по жило-плитообразным крутопадающим телам в тех же КВ для открытой разработки -- 255 м (площадь ячейки 125 м²).

Положение обводненных золотоносных КВ в плане определяет схему размещения эксплуатационных скважин, а в разрезе -- фильтров и конструкцию тех же скважин. К точности выявления контура рудного тела в плане предъявляются высокие требования, так как ошибки в определении его положения влекут за собой проходку эксплуатационных скважин в безрудном участке. Что недопустимо из-за высокой их стоимости. Поэтому разведочная сеть должна обеспечивать такую же, как и для открытой добычи, высокую точность определения контура балансовых руд в плане, оценки среднего содержания и запасов золота в отдельных блоках. Растекание рабочих растворов в разрезе, даже при попытках ограничить его, значительное (метры, десятки метров). В этих условиях к точности геометризации концентраций золота в разрезе нет смысла предъявлять такие же высокие требования, как при открытой добыче. Это позволяет увеличить длину рядовых проб по скважинам.

Технологические свойства руд изучаются на отобранном материале только на стадии лабораторных испытаний. Опытные и опытно-промышленные исследования проводятся непосредственно в недрах на месте залегания руд. При подготовке месторождения к открытой добыче технологические свойства руд изучаются с помощью проб на всех стадиях испытаний, начиная с лабораторных и заканчивая опытно-промышленными.

Разный состав растворов при ПВ и переработке руд кучным выщелачиванием определяет иные детали изучения минералого-химических свойств руд, их влияния на растворение золота и циркуляцию растворов. Применительно к ПВ вещественный состав изучается не только для проницаемых золотоносных КВ, но и вмещающих их разновидностей и водоупоров.

Гранулометрический состав и обводненность выветрелых руд, предназначенных для переработки традиционными способами, в меньшей степени влияют на их промышленную принадлежность, чем при ПВ, когда к балансовым относятся только проницаемые обводненные руды преимущественно с низким содержанием глинистых минералов.

Геотехнологические типы руд выделяются с учетом принадлежности КВ к остаточным или переотложенным, площадным или линейным, наличия минералого-геохимической зональности, границ водоносного горизонта, соотношения мощности руды и вмещающего водоносного горизонта, наличия вредных примесей, осложняющих растворение золота и циркуляцию растворов в недрах, соотношения проницаемости руд и вмещающих пород.

Гидрогеологические и инженерно-геологические исследования для ПВ включают выявление (для руд и вмещающих пород): проницаемости в естественном залегании; возможных ловушек, способствующих потере растворов и снижающих управляемость их потоков; фильтрационных свойств; возможных путей движения растворов; водоносных горизонтов и водоупоров; глубины залегания и характера поверхности зеркала грунтовых вод, их взаимоотношения с залежами выветрелых руд; показателей сорбционно-емкостных свойств; естественного потока и скорости движения подземных вод; напора на кровлю водоносных горизонтов; геохимической обстановки; гранулометрического состава и пористости.

Разведка для открытой добычи, кроме соблюдения общих требований по сохранению экологической обстановки, специальных мероприятий не требует. Изучение для ПВ технологических свойств руд в естественном залегании должно предусматривать: нейтрализацию реагента в продуктивной толще после окончания опытных и опытно-промышленных испытаний; опытную рекультивацию бассейна подземных вод; оценку токсичности технологических растворов, путей их миграции и влияния на водозаборы; обоснование целесообразности создания и границ поясов санитарной защитной зоны месторождения и зон санитарной охраны водозаборов.

Степень воздействия ПВ растворами на основе хлорсодержащих соединений на ландшафты, биологические объекты, почвы, горные породы, атмосферу значительно меньшая, чем при открытой добыче с извлечением золота кучным выщелачиванием растворами на основе цианидов. Максимальное влияние со стороны ПВ испытывают гидродинамические и гидрохимические режимы грунтовых вод. Поэтому необходим комплекс исследований по оценке природных факторов, способствующих надежной изоляции технологических растворов в рудовмещающем водоносном горизонте.

Геологическая документация должна отражать фильтрационные особенности разреза, количество минералов, активно реагирующих с продуктивными растворами (реликтовые сульфиды, оксиды железа, кобальта, марганца, карбонаты), количественное соотношение глинистого и песчано-щебнистого материала, наличие даже очень тонких прослоев глин (водоупоров) и хорошо фильтрующих зон.

Параметры кондиций включают: минимальные содержание или метрограмм золота в краевой выработке для оконтуривания балансовых запасов по площади залежи и минимальное промышленное содержание в блоке. При мощности водоносного горизонта до 50 м запасы по скважине оконтуриваются в геологических границах, которые контролируют циркуляцию выщелачивающих золото растворов. В этих условиях минимальный метрограмм является производной величиной от средней мощности продуктивного горизонта КВ между зеркалом грунтовых вод, границей выветрелых и первичных руд и минимального содержания золота в краевой выработке. При мощности водоносного горизонта более 50 м интервалы с повышенным содержанием золота внутри него могут быть выделены при бортовом содержании в пробе 0,2 г/т (без применения линейного коэффициента рудоносности).

Предусматриваются показатели, несущие геотехнологическую нагрузку: минимальный коэффициент фильтрации по блоку; максимально-допустимое содержание в рудах алеврито-глинистой фракции; отношение мощностей водоносного горизонта и рудной; соотношение проницаемости руд и вмещающих пород; предельная глубина залегания уровня грунтовых вод, обводняющих продуктивную залежь; максимальная мощность прослоев пород, не проницаемых для продуктивных растворов, но включаемых в контур рудного тела. К забалансовым рудам относятся слабопроницаемые участки золотоносных КВ, перспективные для ПВ в случае совершенствования технологии добычи и разработки иных модификаций, повышающих проницаемость руд.

Для ПВ раздельно оценивают запасы в зависимости от обводненности и проницаемости руд и вмещающих пород. При определении балансовой принадлежности запасов, кроме экономической эффективности их разработки, учитывается положение руд относительно водоносного горизонта и обоснованных в ТЭО контуров разработки. При оконтуривании запасов исключаются участки непроницаемых пород. Интервалы, разделенные прослоями выдержанных водоупоров, рассматриваются как обособленные. По выделенным для ПВ интервалам определяется суммарная «прессованная» мощность и продуктивность проницаемых руд, содержание золота. При оконтуривании блоков дополнительно учитываются условия формирования, морфология, наличие минералого-геохимической зональности, инженерно-геологические и гидрогеологические особенностей КВ.

ПВ не позволяет селективно разрабатывать обособленные концентрации золота в вертикальном разрезе КВ. Поэтому учет таких руд с помощью коэффициента рудоносности, определяемого по соотношению мощностей, не целесообразен. Коэффициент рудоносности, учитывающий прерывистость рудных тел в плане по соотношению количества рудных и пустых скважин, используется, если площади безрудных окон и размеры участков кондиционных руд сопоставимы или превышают размеры эксплуатационных ячеек.

При определении контуров запасов категории С₂ и прогнозных ресурсов категории Р₁ по аналогии с более изученными частями месторождения, должна быть оценена аналогия геотехнологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий.

ПОЛОЖЕНИЕ 5

Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания базируются на результатах влияния процессов гипергенеза и предполагаемого способа разработки на комплекс изучаемых природных особенностей этих месторождений и методы их исследований. Поэтому, способ освоения должен выбираться уже на ранних стадиях геологоразведочных работ по авторской методике экспрессной геолого-экономической оценки, впервые разработанной для золотоносных кор выветривания на основе статистически значимой зависимости показателей добычи и переработки от количества и качества гипергенных руд известных месторождений.

Проведенный при доказательстве положений 1-4 детальный анализ изменения в зоне гипергенеза морфологии, условий залегания и золотоносности рудных тел, вещественного состава и технологических свойств руд, гидрогеологических и инженерно-геологических условий и других особенностей КВ, а также зависимости комплекса изучаемых природных свойств, методов и детальности их исследований от способа разработки позволил сформулировать (табл. 7) геолого-методические основы разведки месторождений золота нового геолого-промышленного типа.

Таблица 7. Геолого-методические основы разведки месторождений золота в КВ.

Система разведки определяется принадлежностью изучаемого объекта к геолого-промышленному типу месторождений золота в КВ. Только им присуще сочетание сложных гидрогеологических и инженерно-геологических условий (низкие механическая прочность и устойчивость, дезинтегрированное, зачастую обводненное состояние, неоднородность физико-механических свойств руд и вмещающих пород и др.) с геоморфологическими особенностями объекта (выровненный, плоский, зачастую заболоченный рельеф местности), которое однозначно определяет систему разведки месторождений этого типа, как буровая, по профилям, вертикальными скважинами. От принадлежности месторождения к той или иной подгруппе по сложности геологического строения зависят плотность сети и применение при разведке первичных и выветрелых руд одинаковых или разных систем и сетей скважин. Возможности горных работ при разведке ограничиваются верхними горизонтами КВ и целиком зависят только от мощности перекрывающих рудные тела отложений. Необходимость сохранения естественных гидрогеологических условий, в случае подготовки месторождения к ПВ, и возможность оценки надежности опробования скважин косвенными методами позволяют практически полностью отказаться от горных работ при разведке.

Глубина разведки, при условии обеспечения экономической эффективности разработки, зависит от морфологии КВ. На участках развития площадных КВ гипергенные изменения распространяются на глубину первые десятки метров, линейных -- первые сотни метров.

Тип выветрелых руд по соотношению содержаний золота в щебнистой и глинистой фракциях определяет: технические средства и технологии бурения посредством требований к выходу керна, величина которого должна минимизировать систематические погрешности опробования; методику работ по определению надежности опробования колонковых скважин.

Гипергенные изменения золота, размеры и фазовое состояние новообразованного металла, независимо от условий формирования и минералого-геохимической зональности КВ, как правило, не требуют внесения изменений в методики отбора, обработки и анализа рядовых геологических проб, применяющиеся для первичных руд. Если в выветрелых рудах (как и в первичных) золото крупностью +0,5 мм составляет не менее 40% всего металла, при обработке рядовых проб целесообразно применение метода предварительного извлечения в модификациях, исключающих потери глинистых фракций при получении гравитационного концентрата.

Особенности изучения вещественного состава, технологических (геотехнологических) свойств руд, гидрогеологических и инженерно-геологических условий, экологических аспектов влияния разведки и освоения месторождения на окружающую среду, состав параметров кондиций и технико-экономические показатели при геолого-экономической оценке зависят от способа разработки. Это требует определения способа эксплуатации на ранних стадиях изучения золотоносных КВ.

Типы КВ по условиям формирования, минералого-геохимические зоны профиля КВ, независимо от возможности селективной добычи, должны быть раздельно учтены при подсчете запасов согласно степени изученности либо в геометризованных контурах, либо статистическим способом. При подготовке месторождения к ПВ, кроме того, раздельно учитываются запасы в зависимости от обводненности и проницаемости золотоносных КВ и вмещающих пород. Морфологические особенности рудных тел в комплексе с равномерностью, выдержанностью сети скважин определяют способ подсчета запасов. А сложность геологического строения -- категории выделяемых запасов и их соотношения.

На ранних стадиях изучения золотоносных КВ наибольшие трудности возникают при выборе способа эксплуатации и принятии решения о целесообразности продолжения работ по их подготовке к промышленному освоению. Для решения этой проблемы разработана методика экспрессной геолого-экономической оценки на основе эмпирически установленной статистически значимой зависимости капитальных затрат, себестоимости добычи и переработки руд, получения золота, величины его извлечения от количества и качества гипергенных руд известных месторождений.

Состав параметров для геолого-экономической оценки на ранних стадиях изучения золотоносных КВ включает:

- способ разработки;

- минимальное содержание золота (С_пр) по выветрелым рудам всего объекта, окупающее затраты на их добычу и переработку;

- возможная себестоимость добычи и переработки 1 т руды (открытая разработка с переработкой руд кучным выщелачиванием);

- ожидаемая себестоимость 1 г золота;

- примерный объем капитальных вложений в освоение месторождения.

Выбор способа разработки золотоносных КВ.

Основные геологические факторы, определяющие эффективность разработки месторождений, -- количество и качество запасов. В зависимости от этих параметров для эксплуатируемых или находящихся на стадии составления проекта на разработку месторождений золота в КВ отстроена диаграмма (рис. 6), позволяющая прогнозировать возможный способ освоения объекта. Месторождения, целесообразность разработки которых карьером доказана Государственной экспертизой ТЭО кондиций, на диаграмме располагаются выше линии А-А, а ПВ, или объекты, эксплуатация которых карьером в настоящее время экономически не эффективна, -- ниже этой линии, задаваемой уравнением

С = 10^{0,31 - 0,1373lgQг},

где Qг -- геологические запасы (прогнозные ресурсы) руды, млн. т (от 0,2 до 100,0); С -- минимальное содержание золота в запасах (ресурсах), при котором возможна разработка карьером, г/т.

Рис. 6. Характеристика количества и качества руд на месторождениях в КВ, разрабатываемых рентабельно различными способами (по материалам ТЭО, прошедшим Государственную экспертизу): 1-2 -- месторождения, разрабатываемые карьером с переработкой руд: 1 -- на ЗИФ, 2 -- кучным выщелачиванием; 3 -- месторождения, разрабатываемые ПВ; 4 -- рудопроявления, не удовлетворяющие требованиям промышленности к открытой разработке.

Цифры на диаграмме соответствуют месторождениям: 1 -- Тас-Юряхское, 2 -- Березняковское, 3 -- Кировское, 4 -- Самсоновское, 5 -- Тамбовское, 6 -- Суздальское, 7 -- Каменское, 8 -- Воронцовское, 9 -- Самолазовское, 10 -- Светлинское, 11 -- Олимпиадинское, 12 -- Куранахское, 13 -- Гагарское, 14 -- Маминское, 15 -- Погромное, 16 -- Покровское, 17 -- Таборное

По завершении поисков, в начале стадии оценки имеются данные о количестве и качестве прогнозных ресурсов категории Р₁ и, частично, запасов категории С₂. Простой вынос этих параметров (по сумме запасов и ресурсов) в виде точки на диаграмму «количество-качество» покажет перспективы рассматриваемого объекта в отношении возможного способа его разработки. Если точка попадает выше линии А-А, то рассматриваемый объект может быть рентабельно освоен карьером. Если ниже -- следует рассмотреть вариант повышения бортового содержания, при котором подсчитаны ресурсы (запасы), или возможность ПВ.

Экспрессная оценка для ПВ.

При отсутствии натурных геотехнологических испытаний, позволяющих определить величину Ж:Т, С_пр принимается по аналогии с Гагарским и Маминским месторождениями равным 0,5 г/т. По теоретическим расчетам при особо благоприятных условиях С_пр может быть несколько ниже -- 0,3 г/т.

Экспрессная оценка для разработки карьером производится исходя из условия переработки выветрелых руд кучным выщелачиванием.

Бортовое содержание золота принимается по аналогии с разрабатываемыми месторождениями, а не методом вариантов. Оптимальное его значение находится в интервале 0,5-1,0 г/т. При выборе бортового содержания следует учитывать географо-экономическое положение месторождения. В районах с развитой инфраструктурой его величина должна быть около 0,5 г/т, в удаленных -- 1,0 г/т.

И = (7,7lnС_г+68)/100;

R -- разубоживание руды в долях единицы, принимается по действующим нормативным документам.

Рис. 7. Зависимость себестоимости добычи открытым способом и переработки кучным выщелачиванием 1 т руды от качества выветрелых руд (по материалам ТЭО, прошедшим Государственную экспертизу): усл. обозначения см. рис. 6.

Рис. 8. Зависимость сквозного извлечения золота при кучном выщелачивании от качества выветрелых руд (по материалам ТЭО, прошедшим Государственную экспертизу): усл. обозначения см. рис. 6.

Ожидаемая себестоимость (З_м, $ США) 1 г золота при открытой добыче зависит от качества руд (рис. 9)

З_м = 7,0 - 0,285С_г.

По рис. 9 оценивается и ожидаемая себестоимость 1 г золота, получаемого ПВ.

Капитальные вложения в освоение месторождения (К, млн. $ США) для открытой разработки определяются на основе зависимости от запасов (ресурсов) золота или руды (рис. 10)

Рис. 9. Зависимость полной себестоимости 1 г золота от качества выветрелых руд (по материалам ТЭО, прошедшим Государственную экспертизу): усл. обозначения см. рис. 6.

По тем же диаграммам (рис. 10) оцениваются ожидаемые капитальные вложения в освоение месторождения ПВ.

Ограничения применения экспрессной оценки определяются физико-географическими условиями и уровнем хозяйственной освоенности района расположения объекта оценки, которые учитываются с помощью коэффициентов, предложенных Блиновой и др. (2002).

Рис. 10. Зависимость капитальных вложений в освоение золотоносных КВ от масштабов месторождения (по материалам ТЭО, прошедшим Государственную экспертизу): усл. обозначения см. рис. 6.

Себестоимость и капитальные вложения определены по состоянию на 2005 г. При их использовании в более поздний период необходим перевод в рубли по курсу 29,0 руб/$ и учет соответствующих инфляционных коэффициентов начиная с 2005 г.

При планировании открытой добычи область действия методики распространяется на карьеры с эксплуатационным коэффициентом вскрыши до 7,9 м³/т.

Несмотря на отмеченные ограничения, разработанная методика позволяет отбраковать заведомо непригодные для открытой разработки проявления золота в КВ и решить вопрос о целесообразности проведения работ по уточнению возможности вовлечения золотоносных КВ в промышленное освоение.

Согласно проведенным исследованиям, геолого-методические основы разведки месторождений золота в КВ базируются на специфическом, не характерном для других геолого-промышленных типов месторождений золота комплексе факторов:

- изменения в зоне гипергенеза геологических особенностей месторождения, изучаемых при разведке;

- возможность добычи золота ПВ в естественном залегании руд.

На основе всестороннего анализа этих факторов получены следующие результаты.

1. Для целей разведки уточнена группировка месторождений золота в КВ по сложности геологического строения с учетом характера изменения в зоне гипергенеза морфологии и золотоносности рудных тел. Выделены, на современной стадии промышленного освоения, в остаточных КВ -- 7, а в переотложенных -- 5 подгрупп месторождений и определены для них плотность сети и возможность изучения рудных тел в первичных и выветрелых породах одинаковыми или разными сетями и системами скважин. геологический месторождение бурение золото

2. По величине отношения содержаний золота в щебнистой и глинистой фракциях КВ выделены три типа руд, отличающиеся возможностью возникновения систематических погрешностей при опробовании скважин и требованиями к выходу керна. Комплекс косвенных методов заверки, основанный на типизации руд, позволяет оценивать надежность опробования керна без горных работ, сохраняя естественные гидрогеологические условия для ПВ.

3. Площадные остаточные КВ, в отличие от линейных и переотложенных, в одинаковой геолого-геоморфологической обстановке более благоприятны для применения при добыче золота инновационных методов ПВ в естественном залегании руд. Эта особенность определяет очередность вовлечения различных типов КВ в разведку для ПВ и выделение геотехнологических типов руд.

4. ПВ непосредственно отражается на представлениях об условиях залегания, морфологии и золотоносности рудных тел; комплексе изучаемых при разведке природных свойств месторождения; требованиях к полноте и детальности их оценки. Этот способ добычи позволяет перевести в активные запасы бедные и забалансовые руды, считавшиеся таковыми для открытой добычи, и эффективно, с меньшим техногенным воздействием на окружающую среду их разработать.

5. Предложены основы выбора различных элементов методики разведки, базирующиеся на материалах всех месторождений золота в глинистых КВ, прошедших экспертизу в ГКЗ Роснедра по 2005 г. включительно.

6. Разработана методика экспрессной геолого-экономической оценки, основанная на зависимости показателей эффективности разработки от количества и качества гипергенных руд, для определения способа освоения и геолого-промышленной значимости золотоносных КВ на ранних стадиях геологоразведочных работ.

Основные положения работы изложены в монографии

1. Голенев В.Б. «Геолого-методические основы разведки месторождений золота в глинистых корах выветривания». - М.: ЦНИГРИ. 2006. 276 стр., 33 ил., 33 табл., 17 прил.

Размещено на Allbest.ru