Поиск и расчет месторождений полезных ископаемых

Методы оценки прогнозных ресурсов

Сложность и разномасштабносгь количественного прогноза оруденения определили разнообразие методов оценки прогнозных ресурсов (табл. 15). Выбор конкретного комплекса методов зависит от следующих факторов: 1) уровня прогнознопоисковых исследований (мелко-, средне- масштабные, крупномасштабные и локальные); 2) характера объекта прогноза и поисков; 3) наличие выявленных критериев и признаков оруденения.

Таблица 15

Методы оценки прогнозных ресурсов

Методы экспертных оценок количества прогнозных ресурсов используются на различных уровнях исследований. В основе их находится получение оценки прогнозных ресурсов без строго доказательства путем интуитивного обобщения опыта, накопленного отдельными исследователями и его преломления с учетом современных геологических концепций, гипотез, теорий. Поскольку экспертная оценка прогнозных ресурсов проводится не всегда строго логически обоснованным и четко осознанным путем, этот подход имеет важное значение на ранних стадиях исследований, а также для анализа нестандартных ситуаций и объектов, когда формальные способы оценки прогнозирования оказываются неэффективными или невозможными.

Недостатком методов является невоспроизводимость результатов. Среди экспертных методов различаются индивидуальные, когда оценка перспектив выполняется одним специалистом, и коллективные, когда экспертиза осуществляется группой лиц. В первом случае экспертизу проводит квалифицированный специалист, обладающий и специальными и теоретическими знаниями. На основе имеющейся геологической информации он создает собственную интуитивную модель объекта и подсчитывает ресурсы. При групповых оценках прогнозируемых характеристик они могут иметь определенный разброс. Истинное значение их находится в пределах диапазона индивидуальных оценок. Наиболее распросграненными коллективными методами являются метод «комиссий», «сценария», «дсльфи» и «мозговой атаки». Они отличаются друг от друга порядком получения приемлемого для всех экспертов или большинства из них усредненного результата. Формула расчета прогнозных ресурсов Q имеет следующий вид:

где Qi — оценка прогнозных ресурсов, данная і-м экспертом; п — число экспертов.

Методы прямых расчётов. Расчет прогнозных ресурсов этими методами проводят в тех случаях, когда есть возможность хотя бы предположительно установить параметры, доступные для расчёта по формуле:

где Q — прогнозные ресурсы, т; V- прогнозируемый или измеренный объём объекта, м3; D — прогнозируемая или измеренная плотность пород, т/м3; С — содержание полезного компонента на единицу массы, т/т или г/т.

Тогда прогнозируемый объём полезного ископаемого вычисляется:

или

где Lx, Ly : Lz — прогнозируемая или измеренная протяженность оцениваемого объекта по простиранию Lx, падению Ly мощности Lz; S — площадь прогноза, Н — глубина прогноза.

Произведение длины объекта по простиранию на длину по падению и на его мощность характеризует объём прямоугольного параллелепипеда, которым для упрощения заменяется объём действительного тела полезного ископаемого. На ранних стадиях работ объём полезного ископаемого определяется по правилу Гувера — оконтуривается тело на глубину по типу прямоугольника (на глубину 1/2 расстояния глубины подсчетного блока) или треугольника (на полную глубину подсчета). Количество прогнозных ресурсов определяют по данным опробования руд, а если этих данных нет, то по аналогии с хорошо известным эталонным объектом.

При расчёте прогнозных ресурсов прямыми методами генетически однотипные месторождения и рудные тела разных классов крупности рассматривают в качестве геометрических и геохимических фигур подобия. Отношение линейных и площадных размеров которых характеризует коэффициент подобия

где m1 и m2 — линейные размеры (длина или мощность), м; S1 и S2 — площади выхода объекта на дневную поверхность, м, Q1 и Q2 — ресурсы металла, т. Полные ресурсы металла в таких объектах составят: Q1= х3 Q2,

При наличии эталонного объекта с известными запасами-ресурсами и оценок уровня эрозионного среза у оцениваемых объектов в метрике эталона подсчет прогнозных ресурсов с учётом геометрического подобия является более объективным.

Методы экстраполяции широко используются для оценок прогнозных ресурсов на всех стадиях прогнозных исследований. В их основе заложен принцип приближённого распространения закономерностей, полученных в одной части объекта на другую, неизученную часть. Считается, что показатели мало отличаются или не отличаются вовсе принятым в эталоне. Для новых участков допускается аналогичная рудонасыщенность прогнозируемых зон эталонным.

На стадиях крупномасштабных и детальных исследований используется метод собственно экстраполяции, базирующийся на распространении основных параметров, достоверно установленных на изученных (эталонных) объектах с известными запасами-ресурсами руды, на оцениваемые площади, смежные с эталонными. Для оценки прогнозных ресурсов используется удельная продуктивность эталонного месторождения D3, рассчитанная путём определения количества руды (или металла) на 1 м2 при углубке в 1 м среднего горизонтального сечения эталонного объекта. Расчёт прогнозных ресурсов выполняют по методическим разработкам ВИЭМС по формуле

где Q„ — прогнозные ресурсы металла (или руды) оцениваемой площади, т; S„ — оцениваемая площадь за вычетам площади эталона, м2; К1 — коэффициент сходства (подобия), учитывает сопоставимость суммы критериев и признаков перспективной площади и эталона: K2 — коэффициент рудоносности; K3 — коэффициент надежности прогноза; Нп — экстраполируемая глубина распространения оруденения, м.

Коэффициент сходства определяется на основе анализа критериев и признаков по программам распознавания образов или упрощено по формуле

где N- суммарный вес признаков на эталонном объекте; п — суммарный вес признаков на оцениваемом объекте.

Суммы весов значений критериев и признаков перспективной и эталонной площадей вычисляются как средние величины из попавших в данные площади элементарных прогнозных ячеек. Коэффициент надёжности прогноза Кз принимается от 0,3 до 0,8 в зависимости от достоверности геологических данных.

С помощью коэффициента рудоносности К2 учитывают дискретность распределения оруденения на площади

где S0 — площадь эталона, на которой подсчитаны запасы-ресурсы; S„ — оцениваемая площадь, по которой определяют прогнозные ресурсы.

Удельная продуктивность эталона (месторождения) определяют по формуле

где Q) — запасы-ресурсы металла (или руды) по эталону (месторождению), т; Sy- площадь выхода оруденелых пород эталона, м2; Нy- глубина подсчёта запасов, м.

При локальном прогнозе оруденения подсчёт прогнозных ресурсов методом ближайшего блока предусматривается непосредственное распространение параметров оруденения эталонного объекта (с подсчётом запасов) на прогнозируемую прилегающую к нему площадь.

Метод тренд-анализа широко используется при локальном прогнозировании на глубоко вскрытых месторождениях. В его основе лежит выявление тенденций изменения прогнозируемых посчётных параметров (мощность рудных тел, содержание, продуктивность, протяжность) на хорошо изученной части объекта и распространении этих данных с учётом выявляемых закономерностей на соседние слабо изученные участки. Оценка границ размещения рудного объекта и его параметров могут производиться аналитически или графически в изолиниях значений признака.

Методы аналогии. При крупномасштабном и детальном прогнозировании для количественной оценки ресурсов используется метод близкой аналогии. Этим методом оцениваются ресурсы площади без эталонного объекта, но при наличии такового на других перспективных участках изучаемой территории. Расчёты проводятся на основе удельной продуктивности эталонной площади. Эта площадь непосредственно прилегает к эталонному месторождению.

Ресурсы определяют для горизонтального слоя толщиной 1м на площади по формуле

где Р„ — удельная продуктивность эталонной площади, т/м3; Q„ — прогнозные ресурсы эталонной площади, подсчитанные методом экстраполяции, либо другим способом, т; Sn — эталонная площадь, м2; Н„ — глубина, на которую распространены ресурсы но эталонной площади, м.

Расчёт прогнозных ресурсов перспективных участков Qx производится по формуле

где Sx — площадь перспективного участка, м2; Р„ — удельная продуктивность эталонной площади; п1 — коэффициент подобия (сходства) перспективного участка с эталонной площадью; п2 — принятый коэффициент надежности прогноза (от 0,3 до 0,8); Нх — глубина прогнозирования.

Метод дальней аналогии используется при отсутствии аналогов в пределах рудного поля или рудного узла. В качестве эталонов выступают объекты (рудные поля, месторождения) однотипных минерагенических поясов и провинций.

Оценка прогнозных ресурсов по геохимическим данным. Применяется на различных стадиях прогнозных исследований. Расчеты выполняются согласно инструкции по геохимическим методам поисков рудных месторождений [1983 г.]. В основе расчетов лежат данные по потокам рассеяния. Используют, как правило, при среднемасштабных и региональных работах, а также на стадии крупномасштабного прогнозирования (при наличии сведений о генетическом типе оруденения, по находкам коренных выходов, рудных свалов, по данным опробования руд).

Продуктивность потока рассеяния определяется по формуле

где С’х и N- — соответственно найденное в данной точке местное и фоновое содержание металла в аллювии; Sx — площадь бассейна денудации.

А.П. Соловов вывел общую формулу для расчета прогнозных ресурсов:

где Р. — устойчивые значения продуктивности отдельных потоков рассеяния по

смежным руслам рек, дренирующих данный участок; К1, К — местные коэффициенты соответствия между продуктивностью потоков рассеяния и вторичных ореолов К1 и количеством металла в коренном оруденении и вторичном ореоле К; Н — глубина подсчета прогнозных ресурсов. Деление на 40 отвечает переходу от квадратных мeтропроцeнтов (м2 %) к тоннам металла.

Основой для подсчета прогнозных ресурсов по первичным и вторичным ореолам рассеяния являются моноэлементные карты и планы.

Площадная продуктивность ореола определяется по формуле

где Sj= S-Sj+i — разнос площадей между соседними изолиниями; Ct- среднее гeометрическое содержание металла между значениями і-й и (і+1)-й изолиниями (С,= ); Сф — фоновое содержание металла.

Для всех ореолов, по которым осуществляется подсчет ресурсов, число аномальных проб должно превышать 10 (минимальное допустимое количество для достоверной оценки). Общая формула для расчета ожидаемых прогнозных ресурсов имеет вид:

где Р — площадная продуктивность аномалии; Н — глубина подсчета прогнозных ресурсов, м; К — поправочный коэффициент соответствия, рассчитанный на месторождениях-эталонах. Он составляется отдельно по первичным и вторичным ореолам. Для вторичных ореолов

где Ррт — площадная продуктивность рудного поля.

Глубина подсчета прогнозных ресурсов выбирается по уровню эрозионного среза объектов на основе выявленных показателей геохимической зональности эталонного месторождения. Количественная оценка выявляемого по геохимическим первичным ореолам производится на основе изучения морфологии, параметров и зональности рудных тел.

А.П. Солововым [1985] предложена такая схема оценки и отбраковки выявляемой рудной минерализации непромышленного типа. По результатам анализов литогеохимических проб строят графики содержаний элементов. Изолинии содержаний элементов на геохимических картах проводят через модули 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100… или 1, 10, 100, 1000… Распределение содержаний рудных элементов в диффузионных и инфильтрационных ореолах обычно подчиняются экспоненциальной зависимости

где Сх — содержание элемента на расстоянии х от точки с начальной концентрацией Coλа ~ коэффициент подвижности элемента, в метрах от центра зоны к ее периферии, для диффузионных ореолов и вверх по восстанию рудного тела для фильтрационных. Оценивая величину миграционной подвижности элемента 1/). для надрудных инфильтрационных ореолов, можно рассчитать глубину до уровня с промышленным содержанием металла в рудах.

При построении в полулогарифмическом масштабе координат Lg, Сх, х график содержаний рудного элемента Сх = f(x) приобретает линейный характер. При этом величина 1/Х пропорциональна тангенсу угла а, образованного осредняющей прямой с осью абсцисс 1/λ = K Ctga, где К — коэффициент, учитывающий соотношения масштабов по осям координат К = 0,434-у, где у — принятый по оси ординат модуль десятичных логарифмов содержаний элементов, выраженный в линейной мере оси абсцисс.

Линейную продуктивность М, т.е. количество металла в м-% при постоянном шаге опробования определяют по формуле

где Сх — содержание элемента в пробах; Сф — фоновое содержание элемента, п — количество аномальных точек опробования, включенных в подсчет. При неравномерном шаге опробования линейную продуктивность М определяют по такой формуле

где 1Х — абсцисса точки опробования с содержанием металла Сх.

При оценке геохимических аномалий и прогнозе оруденения на глубину важное место занимает изучение закономерностей распределения элементов в зоне. Совокупность геохимических различий между сечениями зоны можно выразить с помощью геохимического коэффициента n-го порядка Vn. Этот показатель представляет собой дробь, числитель которой образуется произведением продуктивностей (или средних содержаний) элементов, находящихся в дефиците, а знаменатель — произведение тех же величин для элементов, находящихся в избытке. В этом случае количественной мерой различия между сравниваемыми уровнями служит соотношение Va/Vr (Va>Vb), именуемое решающей силой геохимического показателя. Отыскание геохимических показателей, характеризующих различные уровни сечений рудной зоны, монотонно меняющихся на всем интервале, определяются по специальным программам на ЭВМ.

При геохимически надежном характере зональности можно выбрать п = 10… 15 геохимических показателей для оценки непромышленных зон рудной минерализации: Z = ±S√n , где Z — средняя оценка уровня таксируемого оруденения; S — стандартное отклонение отдельных оценок; п — число различных V-и использованных для оценки.

Р.В. Панфилов, В.В. Иванов [1982 г.] отмечают, что для прогнозной оценки рудоносности локальных площадей необходимо выяснить долю рудных элементов, концентрирующихся в форме месторождения от количества элементов, участвовавших в процессе геохимической миграции. Геохимическими исследованиями установлена устойчивая связь между концентрированной (учтенные запасы-ресурсы в известных месторождениях РК) и рассеянной (геохимические ресурсы в окружающих породах Qp) формами нахождения элемента. Эта связь выражается через коэффициент накопления

где Qp = C S’h p; С- среднее содержание компонента; S — площадь рудного объекта; h — мощность его; р — удельный вес руды.

По данным Кн элемента рассчитывают возможные ресурсы в оцениваемых структурах по формуле R = Kn-Qp. Прогнозные ресурсы Rn определяют как разность между возможными общими ресурсами R и запасами, учтенными на известных месторождениях Rn.