Использование геоинформационных систем при проведении геологического аудита месторождений гранитов

В настоящее время все чаще и чаще возникает необходимость в проведении экспресс-оценки современного состояния горно-геологических работ любого месторождения полезных ископаемых. В первую очередь, это нужно для определения его стоимости. Для решения этих проблем востребованными становятся ГИС-системы.

Геоинформационная система K-MINE имеет полный набор функций для выполнения подобных работ. Так, по техническим требованиям со стороны заказчиков, проведены работы по экспресс-оценке современного состояния геологических работ на месторождениях гранитов. Необходимо было в сжатые сроки оценить фактическое состояние запасов месторождений (и их участков) и дать рекомендации о возможностях дополнительного прироста запасов за счет расширения горного и земельного отводов.

Украина обладает значительными запасами гранитного сырья, при этом гранит может использоваться как буто-щебневое сырье, так и в качестве облицовочного камня. Большинство месторождений гранитов одинаковы по структуре и представляют собой монолитную толщу с зоной выветрелых или затронутых выветриванием гранитов и дресвы в верхних слоях, а также небольшим слоем покрывающих пород. Хотя месторождения гранитов по своей структуре и относятся к простому типу, но каждое из них имеет свои характерные особенности, поэтому при выполнении работ использовался индивидуальный подход к каждому из исследуемых объектов.

Покажем примеры использования геоинформационной системы K-MINE при оценке остатков запасов Янцевского, Коломоевского и Искоростенского месторождений гранитов. Частным предприятием «КРИВБАССАКАДЕМИНВЕСТ» был проведен геологический аудит этих месторождений.

Работы по экспресс-оценке проводились в несколько этапов:

Анализ предоставленной информации по месторождению.

Формирование цифровой геологической модели месторождения, модели поверхности карьера и отвалов.

Расчет объемов и фактического состояния запасов по месторождению и его участкам.

Обобщение результатов и оценка возможного прироста запасов за счет расширения горного и земельного отводов, а также на глубину.

Разработка рекомендаций.

Составление текстовой, табличной и графической частей отчета – экспресс-информации.

Формирование цифровых моделей месторождений состоит из:

разработки структуры и формирования базы данных разведочных скважин;

наполнения базы данными и вынесения скважин в пространстве модели;

группировки скважин по разведочным профилям и интерпретации геологических данных (оконтуривание);

каркасного моделирования месторождения, разбивки по категориям запасов;

создания модели поверхности и современного состояния горных работ, совмещения с цифровой моделью месторождения;

подсчета остатков запасов месторождений машинными методами.

По результатам проведенных работ по каждому объекту представлен отчет с текстовым описанием: общих сведений о месторождении, краткой характеристики геологического и тектонического строения месторождения, гидрогеологических и горно-технических условиях эксплуатации месторождения, его разведанности, характеристики полезного ископаемого, запасах, их подсчете, выполненном на основе K-MINE, и заключением с рекомендациями.

Ниже представлено краткое описание исследованных объектов и результаты их оценки.

Янцевское месторождение гранитов

Янцевское месторождение гранитов расположено в Вольнянском районе Запорожской области Украины. В геоструктурном отношении район месторождения расположен в юго-восточной части Украинского кристаллического массива, где развит Мокро-Московский гранитный батолит. Граниты Мокро-Моковского массива по возрасту относятся к архею – нижнему протерозою.

Осадочный покров района представлен неогеновыми и четвертичными отложениями. Неогеновые отложения составлены понтичными известняками и среднесарматскими глинами. Четвертичные отложения развиты: на плато и представлены – суглинками и красно-бурыми глинами, и в долинах – делювием, речными песками и песчано-глинистыми породами. На кристаллических породах залегает кора выветривания, которая представлена выветрелым гранитом, каолином, каолинизированной дресвой.

Тектоника месторождения определяется непосредственной близостью к тектоническим зонам (долины р. Мокрая Московка у балки Скелеватой), с которыми связаны интенсивные мелкоамплитудные нарушения, окаймляющие с юго-запада и с северо-востока участки «Новый» и «Каменный». Максимальные амплитуды смещения по нарушениям 15-16 м. Группа разломов северо-восточного и северо-западного простирания образуют ортогональную систему.

К полезному ископаемому на месторождении отнесены неизмененные граниты (вскрытая мощность до 68, 0 м), как сырье для блочного камня, бута и щебня, и затронутые выветриванием граниты (0, 0-16, 0 м, в среднем 8, 19 м), как сырье для получения бута и щебня.

Всего на месторождении выделено 5 участков «Основной», «Дружелюбовский», «Ивано-Анновский», «Новый» и «Каменный». При этом для промышленного использования разрабатываются карьеры «Основной», «Новый» и «Каменный». Оценка остатков запасов выполнялась для этих участков. В качестве первоосновы для создания цифровой модели месторождения использовались существующие графические материалы: набор геологических разрезов по участкам «Новый» и «Каменный», топографический план поверхности участка месторождения, план подсчета запасов, данные топографической съемки поверхности карьера и прилежащих территорий. На основании этих данных выполнено формирование трехмерных моделей (рис.1) [1].

Рис. 1 – Первооснова для моделирования Янцевского месторождения

На рис. 2. [1] представлены каркасные модели, используемые для подсчета остатков запасов для каждого участка.

а)

б)

Рис. 2 – Каркасные модели участков Янцевского месторождения, используемые для подсчета запасов: а) участок «Новый», б) участок «Каменный»

Оценка фактического состояния запасов Янцевского месторождения и его участков, а также возможность дополнительного прироста запасов за счет расширения горного и земельного отводов осуществлена на основании предоставленной заказчиком информации.

С помощью ГИС-системы выполнен подсчет приращиваемых запасов ниже отметки +35 м и выше отметки –10 м в контуре горного отвода по категории С2 по всему месторождению и его участкам, в т.ч. на блочный камень. Все приращиваемые запасы гранита возможно использовать в качестве буто-щебеночного сырья, кроме оцененных ранее как сырья для производства блоков.

Также выполнена оценка прироста запасов за счет прилегающих территорий. Продвижение карьера, расширение земельного и горного отводов и приращение запасов Янцевского месторождения возможно только за счет прилегающих пахотных земель – в восточном направлении.

Также даны рекомендации и комментарии заказчику, что с целью получения достоверных данных по объемам и стоимости буровых геологоразведочных работ и в результате этого количества дополнительных или приращиваемых запасов, а также для перевода утвержденных запасов в более высокие категории, необходимо выполнить доразведку месторождения. И, чтобы обоснованно судить о пригодности или непригодности гранитов как сырья для добычи блоков или же как буто-щебеночного сырья необходимо граниты оценить на соответствие ГОСТам.