Геоинформационная система на примере подземной векторной магниторазведки

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Геология
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

© А. М. Мухаметшин, В. М. Анисимов, 2012
УДК 555. 0004. 9
А. М. Мухаметшин, В.М. Анисимов
ГЕОИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА НА ПРИМЕРЕ ПОДЗЕМНОЙ ВЕКТОРНОЙ МАГНИТОРАЗВЕДКИ
Представлен краткий анализ, преимущества непрерывных вдоль профиля измерений магнитной восприимчивости и составляющих вектора геомагнитного поля с целью решения геологоразведочных задач. Показано, что дискретные измерения не решают половину из комплекса задач и более чем вдвое проигрывают при решении пространственных определений.
Ключевые слова: геоинформационная система, векторная магниторазведка, магнитная восприимчивость, дискретные измерения, непрерывные измерения.
1ТЛ ак уже неоднократно представ-
-«V лялось автором, геоинформационная система (ГИС), построенная на основе применения метода подземной векторной магниторазведки (ПВМ), имеет, в отличие от общеизвестной ГИС, возможность измерять, обрабатывать и объяснять получаемую информацию о магнитных особенностях и свойствах контролируемого объекта [1−4].
Известно, что в методе ПВМ используется специализированная маг-ниторазведочная аппаратура — комплексный шахтно-скважинный магнитометр КШСМ-38. Этот прибор позволяет регистрировать магнитную восприимчивость и все три компонента вектора геомагнитного поля вдоль линии наблюдения в непрерывном режиме. Отметим при этом, что линия наблюдения может иметь любую ориентацию в пространстве от вертикально восходящего направления вверх до вертикально нисходящего вниз, а также и всех горизонтальных направлений, в том числе и на поверхности земли. В последнем случае
можно значительно упростить разработанные методики выполнения измерений и способы интерпретации.
Рассмотри преимущества непрерывного способа регистрации измеряемых величин.
а) Измерения магнитной восприимчивости горных пород, вскрытых скважинами наземного или подземного бурения. Непрерывно регистрируемая вдоль линии наблюдения и метрологически обеспеченная величина магнитной восприимчивости вскрытых горных пород и руд позволяет решать целый ряд основных задач геологической разведки:
• литологическое расчленение пород-
• корреляция и коррекция разрезов по разным линиям наблюдения и скважинам-
• выделение рудных интервалов и зон в разрезах по скважинам-
• получение исходных данных об истинной величине магнитной восприимчивости пород и руд для интерпретации аномалий по векторным характеристикам геомагнитного поля.
Рис. 1. Дифференциация гранитной интрузии по данным подземной векторной магниторазведки (Теремкинское месторождение, скв. 823, по А. М. Мухаметшину, 1980)
Из многолетнего (более 40) опыта известно, что горные породы и руды весьма резко (более чем на 3−4 порядка) дифференцированы по величине магнитной восприимчивости. На этой основе в разрезе скважин можно автоматически выделять среди вмещающих пород
слабо-, сильно- или совсем немагнитные включения. На рис. 1 приведены результаты дифференциации гранитной интрузии по данным ПВМ на одном из золоторудных месторождений. Здесь приведен геологический разрез, уточненный по данным на кривых магнитной вос-
приимчивости и вертикальной составляющей вектора геомагнитного поля. Уточнение состояло в том, что на всем интервале глубин от 128 до 185 м, отмеченном геологами как интрузия светлых и темноцветных гранитов по данным ПВМ были выделены несколько интервалов перспективных на промышленное оруденение:
• 128 ^ 140 м — несколько прожилков турмалин-пиритового состава, ок-варцованных гранитов с вкрапленностью пиритов и кварц-турмалин-сульфидного состава. Мощность прожилков составляла от первых сантиметров до 0,5 метра-
• 144,2 ^ 145,4 м — прожилки пирит-турмалин-кварц-серицитового состава-
• 164,6 ^ 171,8 м — среди светлых полосчатых гранитов выделены кварцевые прослойки с включениями эпидота.
Приведенный пример является убедительным доказательством преимущества непрерывной вдоль скважины регистрации измеряемого параметра для решения задачи литологической дифференциации пород и выделения рудных интервалов. Очевидно даже при визуальном анализе данного рисунка, что при шаге измерений в 1 м (именно такой шаг обычно практикуется с цифровыми и иными магнитометрами) решение указанных выше геологических задач не гарантируется. Более того, при ныне разрабатываемом программном обеспечении геоинформационных систем на основе шахтно-скважинных магнитометров, указанные выше интервалы, либо вообще не выделяются, либо выделяются с большими искажениями.
Наиболее высокой эффективностью (из-за стоимости бурения) отличаются непрерывные вдоль оси скважины магнитные измерения при исследовании сверхглубоких и глубоких скважин [3].
На рис. 2 приведены результаты расчленения мощной трапповой интрузии с учетом данных скважинной магнитометрии в скв. ВН-6, Сибирская платформа. На рисунке хорошо выделяется расслоеность данной трапповой интрузии, т. е. сильно выраженная неоднородность по магнитным параметрам.
Отмечается сходство и различие в поведении кривых х (магнитная восприимчивость) и Zа (вертикальная компонента). В приконтактовых зонах наблюдается увеличение магнитной восприимчивости и вертикальной составляющей поля по абсолютной величине. В этих зонах, особенно в верхней, х достигает 14 000*10−5 ед. Си, Zа до -5000 нТл. Такое поведение кривых х и Zа свойственно для гломеро-порфировых долери-тов. Средняя часть, представленная до-леритами офито-коккитовой структуры, по магнитным свойствам однородна. Магнитная восприимчивость имеет величину около 5000*10−5 ед. Си, величина внутреннего магнитного поля не превышает 500 нТл, кривая Za менее изрезана. Долериты оливиносодержащие и оливиновые гломеро-порфировые имеют величину магнитной восприимчивости, ненамного превышающую величину х для долеритов офито-коккитовых, и являются как бы переходным звеном от гломеро-порфировых долеритов к доле-ритам офито-коккитовым. Гломеро-порфировые долериты обладают меньшим значением фактора Qz, несколько большими значениями х, чем долериты офито-коккитовой структуры и оливи-новые долериты, т. е. породы, составляющие центральные части интрузий, более раскристаллизованные. Как показали исследования Т. Нагаты (Нагата, 1965), Л. Е. Шолпо (Шолпо, 1977), по распределению значений Q можно устанавливать изменения в составе и структуре пород, связанные с зонами окисле-
точности
Возможно,
менения
намагниченности. что причина из-намагниченности
Рис. 2. Результаты расчленения мощной трапповой интрузии с учетом данных скважинной магнитометрии. Скв. ВН-6 (интервал глубин 743−964 м), Сибирская платформа (по Г. В. Иголкиной, 2002):
1 — афанитовые долериты и микродолериты- 2 — пойкили-товые и пойкилофитовые долериты- 3 — гломеропорфиро-вые долериты- 4 — офито-коккитовые троктолитовые долериты до пикритовых- 5 — оливиновые разности- 6 — габбро-долериты, ферро-габбродолериты- 7 — границы структурной неоднородности долеритового тела по керну с учетом магнитных характеристик- 8 — роговики
ния, или иные вторичные изменения, и показано, что чем более крупнозернистым является ферромагнитный материал, тем ниже его магнитная жесткость и, следовательно, ниже стабильность и меньше сохранность первичной оста-
долеритов связана не только с увеличением степени раскри-сталлизованности пород, но и с внешними условиями существования породы [3].
Установленные для данной интрузии особенности строения, состава и магнитные свойства служили основой для идентификации подобных интрузий, вскрытых скважинами глубокого бурения на площадях, расположенных на расстоянии до 700 км. Как известно, трапповые интрузии залегают субгоризонтально и распространены на больших площадях [3]. При этом очевидна важность непрерывных вдоль скважины магнитных измерений.
б) Измерения составляющих (компонент) вектора геомагнитного поля. Если при измерениях магнитной восприимчивости изучаются непосредственно стенки скважины в слое толщиной порядка нескольких сантиметров, то по измерениям напряженности магнитного поля изучается околоскважин-ное пространство в радиусе десятков и сотен метров. Расстояния, на которых можно практически зафиксировать аномалии от намагниченных тел, зависят от многих факторов, в том числе и детальности измерений.
Как уже было отмечено выше авторами, в свое время была выполнена разработка аппаратуры КШСМ-38, предна-
значенной для непрерывных измерений в скважинах и горных выработках с самой различной ориентацией в пространстве [4]. При этом была выполнена оценка погрешности определений аномального поля и дальности обнаружения новых, ранее неизвестных магнетитовых рудных тел ([4], стр. 113−116). Было доказано, что такие сильно намагниченные объекты с запасами до 2 млн тонн при непрерывной регистрации всех трех компонент вектора геомагнитного поля могут быть обнаружены не далее 100 м по измерениям вертикальной составляющей, а определить азимут на этот объект и его пространственное положение по измерениям двух горизонтальных составляющих можно только на расстояниях до 70 м. Если же запасы магнетитов достигают 5
млн тонн, то такой объект может быть обнаружен на расстоянии около 200 м, а его пространственное положение и азимут на него определится уже на 150 м.
Что же касается дискретных, то есть измерений через определенный интервал (обычно через 1 м и более), то совершенно очевидно, что все показатели ухудшаются в разы. Следовательно, эффективность таких исследований снижается не менее чем на порядок. Отсюда следует сделать следующий вывод — для геоинформационной системы необходима аппаратура позволяющая выполнять непрерывные вдоль профиля измерения и только в этом случае можно применять соответствующее программное обеспечение в соответствующих геоинформационных системах.
1. Muhametshin A.M. Geoinformation system in method of miner geology — underground vector magnetometric / Internat. Conf. «GIS in Geology», 13−15 November, 2002, M., 85−86.
2. Мухаметшин А. М. Горная геофизика — эффективная геологоразведочная технология на действующих горнодобывающих предприятиях / Ж. Геофизика. — 2003. -№ 2, С. 59−63.
— СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
3. Иголкина Г. В. Скважинная магнитометрия при исследовании сверхглубоких и глубоких скважин. — Екатеринбург: УрО РАН, 2002. — 215 с.
4. Мухаметшин А. М. Подземная векторная магнитометрия в рудничной геологии. — Екатеринбург: УрО РАН, 1997. — 214 с. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ —
Мухаметшин А. М. — доктор геолого-минеральных наук, главный научный сотрудник, Горный институт УрО РАН-
Анисимов В. М. — кандидат технических наук, начальник отдела ООО «СТК».
ПРОГРАММНЫЕ ЛОЗУНГИ, СПОСОБНЫЕ ОБЪЕДИНИТЬ НА УЧНО- ТЕХНИЧЕСКУЮ ИНТЕЛЛИГЕНЦИЮ
Инженерное сообщество — последняя реальная сила, способная решить многовековую проблему комфортного жилья для всех слоев россиян.

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой