03 Сен 13 ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПРИ РАЗВЕДКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ОБЛИЦОВОЧНОГО КАМНЯ

При разведке месторождений облицовочного камня применение геофизических методов эффективно для решения следующих задач: оконтуривание площадей, перспективных для получения блочной продукции; определение мощностей вскрыши в пределах этих же площадей; выявление зон повышенной трещиноватости, обнаружение карстов, установление геологических включений. Для решения задач 200 могут применяться электроразведка, микросейсмические работы, пье­зоразведка, магниторазведка и другие методы интроскопии массива (теневые, локационные и их разновидности).

Сейсмоакустические методы изучения массивов облицовочных камней основаны на искусственном возбуждении упругих волн зву­кового и ультразвукового диапазонов частот, а также определении геоакустической эмиссии (шумов), возникающих в массиве от раз­личных динамических явлений, происходящих в нем. Возбуждение упругих колебаний осуществляется вибраторами, взрывами малых зарядов ВВ, электроискровыми, электродинамическими и магнитост - рикционными излучателями. Сейсмоакустические методы позволяют быстро и с небольшими затратами, в больших масштабах и с до­статочной для предварительной оценки точностью производить раз­ведку и давать качественную характеристику как полезного ископа­емого, так и вскрышных пород. Выполнение работ осуществляется комплексом сейсмоакустической аппаратуры, включающей в себя ультразвуковой корреляционный дефектоскоп УК-11П, оригинальные каротажные снаряды и высокочастотную цифровую сейсмостанцию типа СП-1. Использование комплекса позволяет решать задачи: определение мощности вскрыши и полезного ископаемого (то есть фактического построения геологических разрезов без производства буровых работ); определение рыхлимости пород, их прочности, трещиноватости; обнаружение и оконтуривание инородных включений в полезной толще массива; установление карстов в залежи и другие задачи.

Основными методами интроскопии, применяемой для изучения месторождений облицовочных пород, следует считать: локационный, при котором локаторы могут работать как в импульсном, так и в непрерывном режимах излучения; теневой, представляющий просвечивание и прозвучивание массива для установления неоднород­ностей массива, трещин, карстов с использованием нескольких параллельных скважин, находящихся на определенном расстоянии друг от друга; каротажные исследования массива, основанные на дистанционных исследованиях в буровых скважинах для обнаружения структурных неоднородностей массива и глубины их залегания. Каротаж скважин с использованием приборов, совмещенных с бу­ровым инструментом для технологически связанных с буровым оборудованием для изучения залежей природного облицовочного камня, является малоэффективным. Наиболее эффективным является каротаж скважин с использованием приборов и измерительных устройств, спускаемых в скважину на кабеле. В последнее время в практику разведки облицовочного камня все шире внедряется каротаж чаще всего электрический, реже сейсмический как интег­ральный, в котором источник (обычно взрывной) располагают вблизи поверхности, а приемник помещают внутри скважины, так и диф­ференциальный, когда источник и приемник перемещают совместно в скважине. При этом используются скважинные зонды, несущие магнитострикционные или пьезоэлектрические излучатели и прием­ники, которые применяются как электромеханические преобразователи упругих колебаний. Регистрация результатов осуществляется на по­верхности передвижной сейсмокаротажной станции, куда сигналы передаются от зонда по кабелю.

Магнитная разведка на месторождениях природных облицовочных камней - используется пока еще редко и перспективы ее применения связаны с совершенствованием и увеличением чувствительности ап­паратуры. В последние годы магниторазведка все шире и шире внедряется в практику изучения залежей облицовочного камня. Наиболее пригодна магниторазведка для изучения рельефа кристал­лического фундамента, поисков месторождений природных облицовоч­ных камней, представленных основными и ультраосновными породами (которые содержат акцессорные магнитные минералы). Этот метод является трудоемким, так как требует проведения магнитной съемки, обработки результатов и построения магнитных профилей, введения поправок на временные вариации геомагнитного поля, установления геофизических аномалий (собственно интерпретации результатов маг­нитной съемки). Построение модели магнитной неоднородности земной коры исследуемых регионов является весьма трудоемким процессом, по данным которой осуществляется трансформация (фильтрация) данных магнитной съемки с получением требуемого вывода. Параметры отдельных геологических объектов, создающих магнитные аномалии (глубина, форма, намагниченность и другие), определяются различными аналитическими методами, часто применя­ется также метод подбора, что обеспечивает значение требуемого показателя лишь в первом приближении.

Наиболее часто применяющимися геофизическими методами яв­ляются электропрофилирование и вертикальное электрическое зон­дирование.

Кристаллические породы характеризуются весьма высокими элек­трическими сопротивлениями. Различные разрушения гранитов свя­заны с проникновением в трещины воды и различных рыхлых материалов. Это приводит к резкому снижению электрического сопротивления. Чем более разрушены кристаллические породы, тем ниже их электрическое сопротивление. При электроразведочных ра­ботах зоны трещиноватости, дробления, выветривания характеризу­ются пониженными сопротивлениями. Так как мощность вскрыши на залежах облицовочных камней, как правило, незначительная, в геоэлектрическом отношении постановка электроразведочных работ является благоприятной методами постоянного тока, так как вскрыш­ные, вмещающие породы и собственно сам облицовочный камень легко и четко дифференцируются по электрическим сопротивлениям. Неблагоприятными факторами для проведения электроразведочных работ являются весьма неровная поверхность кровли залежи и неров­ный рельеф поверхности земли. Эти факторы вызывают эффект обтекания тока и ошибки за счет рельефа. Наличие в районе работ

202

Блуждающих токов и помех от промышленных сетей значительной величины осложняет измерения. Для уменьшения их влияния следует использовать приемные линии меньшей величины и увеличивать токи питающей линии. Например, свежие неразрушенные граниты харак­теризуются высокими электрическими сопротивлениями, которые в де­сятки раз выше, чем в выветрелых гранитах, и в сотни раз выше, чем сопротивления осадочных пород. В зависимости от степени разрушенности гранитов, величины трещин, заполнения трещин гизен - геритом резко снижается электрическое сопротивление, поэтому зоны трещиноватости и дробления нетрудно выявить методом электро­профилирования, а определение мощности вскрыши методом элек­трозондирования. Электропрофилирование целесообразно выполнять по общепринятой в геофизических работах четырехполюсной схеме по профилям, расстояния между которыми принимаются обычно 25 м (иногда на участках, примыкающих к действующим карьерам, расстояния между профилями принимаются по 12,5 м), расстояния между точками наблюдений 5 м, величина разносов питающей линии 40 м, а величина приемной линии 10 м.

Работы электропрофилирования, выполняемые с соблюдением выше­изложенных параметров, позволяют относительно точно установить и предварительно оконтурить участки залежи природного облицовоч­ного камня с минимальными мощностями выветрелых и затронутых выветриванием пород. По полученным данным разграничить влияние на электрическое сопротивление трещиноватости свежих гранитов и зон выветривания, к сожалению, невозможно. Мощность вскрыши можно эффективно оценивать методом вертикального электрозондирования, которое целесообразно выполнять установкой длиной 500 м с выбором точек наблюдений на профилях через 20—30 м. Электрические измере­ния следует проводить автокомпенсатором ЭСК-1 № 186 при стан­дартных пределах измерения прибора. Все участки, характеризующиеся электрическими сопротивлениями менее 1000 Ом, следует рассматривать как зоны повышенной трещиноватости.

Данные вертикального электрозондирования позволяют получить предварительную модель гипсометрии кровли залежи облицовочного камня.

К каротажным методам, используемым для обнаружения струк­турных неоднородностей, относятся: ультразвуковой (акустический), электрокаротаж по методу сопротивлений (описанный выше), элек­тромагнитный, поляризационный, радиоактивный, термокаротаж и другие.

Использование каротажных методов позволяет устанавливать границы раздела, трещины, полости, включения, геологические кон­такты, различные структурные неоднородности, физические свойства которых в местах их контакта с вмещающими породами изменяются скачкообразно. Наличие структурных неоднородностей на стенке скважины или вблизи нее приводит к возникновению положительных или отрицательных аномальных отклонений на каротажных кривых,

203

Характеризующих распределение значений параметров физических свойств вдоль скважины. Обработка данных каротажа сводится к отождествлению аномалии с определенными неоднородностями, нахождению их границ, оценке мощности слоев залежи облицовочного камня и оценке их свойств. При термокаротаже скважин для выявления различных геологических слоев по температурным свой­ствам следует использовать не обычные термограммы, а величину приращения температур в пределах их мощности.

Для оконтуривания в плане и по высоте карстовых полостей можно воспользоваться методами гравитационной разведки, сейсмоакустиче - ского метода и вертикального электрозондирования. Все геофизические методы разведки месторождений облицовочного камня дают прибли­зительный результат и не могут рассматриваться как основные.