Геофизические возможности изучения литолого-фациальных особенностей и пористости рудовмещающих отложений по каротажу – Zэф
ВВЕДЕНИЕ
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений предпосылки их разработки геофизическими методами
14
1.1 Геологические особенности строения ураноносной провинции 14
1.2 Основные черты строения и рудоносность Шу.Cарысуйской урановой провинции
17
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции на примере месторождения Мынкудук
22
1.4 Литолого.фациальные особенности рудовмещающих отложений Шу.Чарысуйской ураноносной провинции
25
1.5 Изучение литологического состава и стратиграфического разреза отложений, диаметров скважин и температурных условий пластов геофизическими методами
29
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при разведке и эксплуатации месторождений урана инфильтрационного типа
33
2.1 Задачи каротажных исследований 36
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
37
2.2 Дифференциальные методы интерпретации данных каротажей 41
2.2.1 Теория Скотта 41
2.2.2 Теория Ресслера 43
2.2.3 Теория Хайковича 46
2.2.4 Теория Чэубека 48
2.2.5 Теория Горшкова 50
2.3 Подсчеты запасов месторождений для подземного выщелачивания
50
2.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза по величине эффективного атомного номера осадочных пород
57
3 Методика гамма. гамма . каротажа с фотонными низкоэнергетическими радионуклидами
60
3.1 Физические основы 60
3.1.1 Модификация ГГК 60
3.1.2 Геометрия измерений и зонды ГГК 62
3.1.3 Спектры рассеянного излучения 65
3.1.4 Основные зависимости и выбор зондов ГГК 68
3.1.5 Форма и интерпретация аномалий ГГК 74
3.1.6 Область применения ГГК 77
3.2 Определение эффективного атомного номера с помощью се.лективного гамма.гамма.каротажа
78
3.2.1 Железные руды 79
3.2.2 Угли и горючие сланцы 85
3.3 Способ выделения в разрезах скважины малопористых коллекторов и определения их пористости
87
3.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза по величине эффективного атомного номера
90
3.4.1 Горные породы как среды сложного химического состава 90
3.4.2 Определение плотности и эффективного атомного номера пород и руд с помощью гамма.гамма.каротажа
91
3.5 Аппаратура и методика работ 92
3.6 Основы теории метода 93
3.7 Система исходных уравнений и ее решение 93
3.8 Результаты практического применения ГГК 96
4 Определение понятия эффективного атомного номера для сложных сред
101
5 Охрана недр и охрана труда 110
5.1 Дозиметрия персонала и населения 112
5.2 Радиационное воздействие на население 113
5.3 Оценка возможного экономического ущерба окружающей среде 117
5.4 Оценка возможного ущерба окружающей среде на полигонах добычи методом подземного скважинного выщелачивания
118
5.5 Обеспечение радиационной и токсической безопасности 122
5.6 Расчет продолжительности работы персонала «А» с генераторами нейтронов
123
5.7 Расчет поглощенной дозы, получаемой исполнителями работ при гамма.каротаже
125
5.7.1 Настройка энергетического порога регистрации 125
5.7.2 Градуировка радиометров 126
5.7.3 Работы при каротаже скважин 126
6 Смета на производство геофизических работ 128
6.1 Общие положения 128
6.2 Укрупненные нормы времени на выполнение ГИС 132
6.2.1 Подготовительно.заключительные работы 133
6.2.1.1 Подготовительно.заключительные работы на базе 133
6.2.1.2 Подготовительно.заключительные работы на скважине 134
6.2.1.3 Контрольно.поверочные измерения от контрольных (рабочих) источников до и после каротажа скважины
135
6.2.2 Пересоединение скважинного прибора 136
6.2.3 Спуск . подъём скважинных приборов (СПО) 137
6.2.4 Проведение ГИС в скважинах, пробуренных на пластово . инфильтрационных месторождениях урана
138
6.2.5 Распечатка графиков каротажа непосредственно на скважине 140
6.2.6 Текущая камеральная обработка и оперативная Интерпретация результатов ГИС
140
6.3 Сметный расчет проведения геофизических исследований 141
6.3.1 Расчет затрат времени на производство ГИС 142
6.3.2 Расчет сметной стоимости проектируемых работ 148
Заключение
Список литературы
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений предпосылки их разработки геофизическими методами
14
1.1 Геологические особенности строения ураноносной провинции 14
1.2 Основные черты строения и рудоносность Шу.Cарысуйской урановой провинции
17
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции на примере месторождения Мынкудук
22
1.4 Литолого.фациальные особенности рудовмещающих отложений Шу.Чарысуйской ураноносной провинции
25
1.5 Изучение литологического состава и стратиграфического разреза отложений, диаметров скважин и температурных условий пластов геофизическими методами
29
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при разведке и эксплуатации месторождений урана инфильтрационного типа
33
2.1 Задачи каротажных исследований 36
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
37
2.2 Дифференциальные методы интерпретации данных каротажей 41
2.2.1 Теория Скотта 41
2.2.2 Теория Ресслера 43
2.2.3 Теория Хайковича 46
2.2.4 Теория Чэубека 48
2.2.5 Теория Горшкова 50
2.3 Подсчеты запасов месторождений для подземного выщелачивания
50
2.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза по величине эффективного атомного номера осадочных пород
57
3 Методика гамма. гамма . каротажа с фотонными низкоэнергетическими радионуклидами
60
3.1 Физические основы 60
3.1.1 Модификация ГГК 60
3.1.2 Геометрия измерений и зонды ГГК 62
3.1.3 Спектры рассеянного излучения 65
3.1.4 Основные зависимости и выбор зондов ГГК 68
3.1.5 Форма и интерпретация аномалий ГГК 74
3.1.6 Область применения ГГК 77
3.2 Определение эффективного атомного номера с помощью се.лективного гамма.гамма.каротажа
78
3.2.1 Железные руды 79
3.2.2 Угли и горючие сланцы 85
3.3 Способ выделения в разрезах скважины малопористых коллекторов и определения их пористости
87
3.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза по величине эффективного атомного номера
90
3.4.1 Горные породы как среды сложного химического состава 90
3.4.2 Определение плотности и эффективного атомного номера пород и руд с помощью гамма.гамма.каротажа
91
3.5 Аппаратура и методика работ 92
3.6 Основы теории метода 93
3.7 Система исходных уравнений и ее решение 93
3.8 Результаты практического применения ГГК 96
4 Определение понятия эффективного атомного номера для сложных сред
101
5 Охрана недр и охрана труда 110
5.1 Дозиметрия персонала и населения 112
5.2 Радиационное воздействие на население 113
5.3 Оценка возможного экономического ущерба окружающей среде 117
5.4 Оценка возможного ущерба окружающей среде на полигонах добычи методом подземного скважинного выщелачивания
118
5.5 Обеспечение радиационной и токсической безопасности 122
5.6 Расчет продолжительности работы персонала «А» с генераторами нейтронов
123
5.7 Расчет поглощенной дозы, получаемой исполнителями работ при гамма.каротаже
125
5.7.1 Настройка энергетического порога регистрации 125
5.7.2 Градуировка радиометров 126
5.7.3 Работы при каротаже скважин 126
6 Смета на производство геофизических работ 128
6.1 Общие положения 128
6.2 Укрупненные нормы времени на выполнение ГИС 132
6.2.1 Подготовительно.заключительные работы 133
6.2.1.1 Подготовительно.заключительные работы на базе 133
6.2.1.2 Подготовительно.заключительные работы на скважине 134
6.2.1.3 Контрольно.поверочные измерения от контрольных (рабочих) источников до и после каротажа скважины
135
6.2.2 Пересоединение скважинного прибора 136
6.2.3 Спуск . подъём скважинных приборов (СПО) 137
6.2.4 Проведение ГИС в скважинах, пробуренных на пластово . инфильтрационных месторождениях урана
138
6.2.5 Распечатка графиков каротажа непосредственно на скважине 140
6.2.6 Текущая камеральная обработка и оперативная Интерпретация результатов ГИС
140
6.3 Сметный расчет проведения геофизических исследований 141
6.3.1 Расчет затрат времени на производство ГИС 142
6.3.2 Расчет сметной стоимости проектируемых работ 148
Заключение
Список литературы
Атом каждого химического элемента имеет ряд фундаментальных характеристик, в число которых входят входит атомный номер ( Z ), численно равный заряду ядра и числу электронов в нейтральном атоме. Атомный номер определяет химические свойства элемента.
Для сложных веществ, состоящих из различных элементов, понятие атомного номера, как средней эффективной характеристики, было введено в рентгенометрии в 30-х годах. Для геологических сред это понятие было использовано при обосновании применения гамма-гамма и рентгенорадиометрических методов изучения минерального сырья.
При взаимодействии квантов с энергией 20-150 кэВ с электронными оболочками атомов вещества, они рассеиваются и поглощаются. Вероятность этих процессов тесно связана с атомными номерами химических элементов сложной среды и энергией квантов. Другими словами, Zэф – это атомный номер условного химического элемента, коэффициент фотопоглощения которого для квантов данной энергии равен коэффициенту фотопоглощения данной среды.
Опробование твердых полезных компонентов и вмещающих пород по результатам буровых работ, основанные на химическом анализе керна, является трудоемким и дорогостоящим. Качество результатов и оперативность не всегда соответствует предъявляемым требованиям из-за неполного выхода керна и значительного разрыва во времени между отбором и получением результатов анализа, что существенно снижает эффективность геологоразведочных работ и ставит вопрос о поисках и совершенствовании методов бескерновой документации разрезов скважин.
В опробовании керна при его неполном (30-80 %) выходе уже заложены систематические погрешности в определении границ и мощностей интервалов.
Для сложных веществ, состоящих из различных элементов, понятие атомного номера, как средней эффективной характеристики, было введено в рентгенометрии в 30-х годах. Для геологических сред это понятие было использовано при обосновании применения гамма-гамма и рентгенорадиометрических методов изучения минерального сырья.
При взаимодействии квантов с энергией 20-150 кэВ с электронными оболочками атомов вещества, они рассеиваются и поглощаются. Вероятность этих процессов тесно связана с атомными номерами химических элементов сложной среды и энергией квантов. Другими словами, Zэф – это атомный номер условного химического элемента, коэффициент фотопоглощения которого для квантов данной энергии равен коэффициенту фотопоглощения данной среды.
Опробование твердых полезных компонентов и вмещающих пород по результатам буровых работ, основанные на химическом анализе керна, является трудоемким и дорогостоящим. Качество результатов и оперативность не всегда соответствует предъявляемым требованиям из-за неполного выхода керна и значительного разрыва во времени между отбором и получением результатов анализа, что существенно снижает эффективность геологоразведочных работ и ставит вопрос о поисках и совершенствовании методов бескерновой документации разрезов скважин.
В опробовании керна при его неполном (30-80 %) выходе уже заложены систематические погрешности в определении границ и мощностей интервалов.
1. В.А.Красноперов «Гамма-гамма каротаж с фотонным низкоэнергетическими радионуклидами (20-150 кэВ) для расчленения геологических разрезов» Алматы,1989
2. К.Г.Бровин, В.А.Грабовников, М.В.Шумилин, В.Г.Язиков «Прогноз, поиски, разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки подземным выщелачиванием» Алматы «Гылым»,1997
3. И.Г.Сковородников «каротажник –Выпуск-31 -научно-технический вестник» Тверь,1997
4. В.А. Арцыбашев «Ядерная геофизика в рудной геологии» Недра,1969
5. В.Г. Мелков, Л.Ч.Пухальский «Поиски месторождений урана» Москва,1957
2. К.Г.Бровин, В.А.Грабовников, М.В.Шумилин, В.Г.Язиков «Прогноз, поиски, разведка и промышленная оценка месторождений урана для отработки подземным выщелачиванием» Алматы «Гылым»,1997
3. И.Г.Сковородников «каротажник –Выпуск-31 -научно-технический вестник» Тверь,1997
4. В.А. Арцыбашев «Ядерная геофизика в рудной геологии» Недра,1969
5. В.Г. Мелков, Л.Ч.Пухальский «Поиски месторождений урана» Москва,1957
Дисциплина: Геология, Геофизика, Геодезия
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 117 страниц
В избранное:
Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 117 страниц
В избранное:
Тема: Геофизические возможности изучения литолого-фациальных особенностей
и пористости рудовмещающих отложений по каротажу – Zэф (на примере Шу-
Сарысуйской урановой провинции)
АННОТАЦИЯ
Дипломная работа предусматривает проведение гамма-гамма-каротажных
работ на Шу-Сарысуйской урановой провинции с целью разведки и подготовки
к эксплуатации подземного выщелачивания.
Приведены геологические материалы. Обобщены и проанализированы
геолого-геофизические материалы проведенных работ в этом районе.
Проинтерпретированы геолого-геофизические материалы, собранные в
период прохождения преддипломной практики, и на основании этих результатов
показаны изменения Zэф и разных элементов. Оценена погрешность.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений
предпосылки их разработки геофизическими методами 14
1.1 Геологические особенности строения ураноносной провинции 14
1.2 Основные черты строения и рудоносность Шу-Cарысуйской
урановой провинции 17
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции
на примере месторождения Мынкудук 22
1.4 Литолого-фациальные особенности рудовмещающих отложений
Шу-Чарысуйской ураноносной провинции 25
1.5 Изучение литологического состава и стратиграфического
разреза отложений, диаметров скважин и температурных
условий пластов геофизическими методами 29
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при
разведке и эксплуатации месторождений урана инфильтрационного
типа 33
2.1Задачи каротажных исследований 36
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
37
2.2 Дифференциальные методы интерпретации данных каротажей 41
2.2.1 Теория Скотта 41
2.2.2 Теория Ресслера 43
2.2.3 Теория Хайковича 46
2.2.4 Теория Чэубека 48
2.2.5 Теория Горшкова 50
2.3 Подсчеты запасов месторождений для подземного выщелачивания
50
2.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза
по величине эффективного атомного номера осадочных пород
57
3 Методика гамма- гамма - каротажа с фотонными
низкоэнергетическими радионуклидами 60
3.1 Физические основы 60
3.1.1 Модификация ГГК 60
3.1.2 Геометрия измерений и зонды ГГК 62
3.1.3 Спектры рассеянного излучения 65
3.1.4 Основные зависимости и выбор зондов ГГК 68
3.1.5 Форма и интерпретация аномалий ГГК 74
3.1.6 Область применения ГГК 77
3.2 Определение эффективного атомного номера с помощью
селективного гамма-гамма-каротажа 78
3.2.1 Железные руды 79
3.2.2 Угли и горючие сланцы 85
3.3 Способ выделения в разрезах скважины малопористых коллекторов
и определения их пористости 87
3.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза
по величине эффективного атомного номера 90
3.4.1 Горные породы как среды сложного химического состава 90
3.4.2 Определение плотности и эффективного атомного номера пород
и руд с помощью гамма-гамма-каротажа 91
3.5 Аппаратура и методика работ 92
3.6 Основы теории метода 93
3.7 Система исходных уравнений и ее решение 93
3.8 Результаты практического применения ГГК 96
4 Определение понятия эффективного атомного номера для сложных
сред 101
5 Охрана недр и охрана труда 110
5.1 Дозиметрия персонала и населения 112
5.2 Радиационное воздействие на население 113
5.3 Оценка возможного экономического ущерба окружающей среде 117
5.4 Оценка возможного ущерба окружающей среде на полигонах
добычи методом подземного скважинного выщелачивания 118
5.5 Обеспечение радиационной и токсической безопасности 122
5.6 Расчет продолжительности работы персонала А с генераторами
нейтронов 123
5.7 Расчет поглощенной дозы, получаемой исполнителями работ при
гамма-каротаже 125
5.7.1 Настройка энергетического порога регистрации 125
5.7.2 Градуировка радиометров 126
5.7.3 Работы при каротаже скважин 126
6 Смета на производство геофизических работ 128
6.1 Общие положения 128
6.2 Укрупненные нормы времени на выполнение ГИС 132
6.2.1Подготовительно-заключительн ые работы 133
6.2.1.1 Подготовительно-заключительные работы на базе 133
6.2.1.2 Подготовительно-заключительные работы на скважине 134
6.2.1.3 Контрольно-поверочные измерения от контрольных (рабочих)
источников до и после каротажа скважины 135
6.2.2Пересоединение скважинного прибора 136
6.2.3Спуск - подъём скважинных приборов (СПО) 137
6.2.4 Проведение ГИС в скважинах, пробуренных на пластово –
инфильтрационных месторождениях урана 138
6.2.5Распечатка графиков каротажа непосредственно на скважине 140
6.2.6Текущая камеральная обработка и оперативная Интерпретация
результатов ГИС 140
6.3 Сметный расчет проведения геофизических исследований 141
6.3.1Расчет затрат времени на производство ГИС 142
6.3.2Расчет сметной стоимости проектируемых работ 148
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Атом каждого химического элемента имеет ряд фундаментальных
характеристик, в число которых входят входит атомный номер ( Z ), численно
равный заряду ядра и числу электронов в нейтральном атоме. Атомный номер
определяет химические свойства элемента.
Для сложных веществ, состоящих из различных элементов, понятие
атомного номера, как средней эффективной характеристики, было введено в
рентгенометрии в 30-х годах. Для геологических сред это понятие было
использовано при обосновании применения гамма-гамма и
рентгенорадиометрических методов изучения минерального сырья.
При взаимодействии квантов с энергией 20-150 кэВ с электронными
оболочками атомов вещества, они рассеиваются и поглощаются. Вероятность
этих процессов тесно связана с атомными номерами химических элементов
сложной среды и энергией квантов. Другими словами, Zэф – это атомный номер
условного химического элемента, коэффициент фотопоглощения которого для
квантов данной энергии равен коэффициенту фотопоглощения данной среды.
Опробование твердых полезных компонентов и вмещающих пород по
результатам буровых работ, основанные на химическом анализе керна, является
трудоемким и дорогостоящим. Качество результатов и оперативность не всегда
соответствует предъявляемым требованиям из-за неполного выхода керна и
значительного разрыва во времени между отбором и получением результатов
анализа, что существенно снижает эффективность геологоразведочных работ и
ставит вопрос о поисках и совершенствовании методов бескерновой
документации разрезов скважин.
В опробовании керна при его неполном (30-80 %) выходе уже
заложены систематические погрешности в определении границ и мощностей
интервалов.
Важная роль в решении этого вопроса отводится геофизическим исследованиям
скважин (ГИС). С помощью ГИС решаются задачи выделения рудных тел,
уточнения границ и глубин залегания, выделения различных горных пород и
околорудных изменений, количественного определения содержания некоторых
элементов. Однако
в слабоконтрастных по общим физическим свойствам геологических разрезах
общепринятые методы каротажа не приносят успеха. В таких случаях способы
расчленения должны быть основаны на оценке изменений содержаний главных
породообразующих элементов, их минеральных комплексов, а также малых
элементов, входящих в кристаллические решетки минералов.
С 60-х годов в практике геолого-разведочных работ для решения
указанных задач начал применяться гамма-гамма каротаж определения
эффективного атомного номера горных пород (Zэф), величина которого связана
с валовым химическим составом последних. К настоящему времени исследованы
крайние аномальные диапазоны изменения величины эффективного атомного
номера, которые для углей в пределах 6-13 ед., а для тяжелых элементов от
13 до 30 ед. Величина Zэф позволяет расчленять геологический разрез и
оценивать содержание основных породообразующих компонентов.
Одной из важных задач геофизических работ в геологическом разрезе
является выделение различных видов пород, определение их мощности и глубины
залегания, осуществление контроля и оперативное управление процессом
бурения.
Настоящая дипломная работа включает в себя 6 разделов.
Цель работы – изучить геофизические возможности определения.
величины Zэф и показать как наличие пористости в горных породах может
повлиять на величину Zэф этих пород.
В разделе 1 дается характеристика геологического строения Шу-
Сарысуйской урановой провинции.
В разделе 2 излагаются методика и интерпретация геофизических данных.
В разделе 3 подробно описывается методика гамма-гамма-каротажа,
применяемого при определении Zэф.
В разделе 4 как в спец. главе данной работы определяется связь
эффективного атомного номера с пористостью.
В разделе 5 излагаются материалы по охране труда и нормы радиационной
безопасности.
В разделе 6 рассчитывается сметная стоимость и экономическая
эффективность применения каротажа-Zэф.
Исследуются такие задачи:
1. Рассмотрение геологических сред сложного состава минералов и
горных пород, к которым применимо понятие Zэф., характеризующее способность
ослаблять гамма-лучи. Количественная оценка величины Zэф. геологических
сред в диапазоне 9,2-18,5 ед. Изучение корреляционных связей Zэф. с
содержанием основных породообразующих компонентов, возможности
дифференциации геологического разреза по величине и обоснование требований
к точности его определения.
2. Теоретические и экспериментальные исследования методических
основ гамма-гамма каротажа с использованием низких энергий с целью выбора
оптимальных режимов и условий измерения ( ширины и положения рабочих окон
спектрометра, требований к стабильности аппаратуры, углов наклона
коллиматоров к поверхности исследуемой среды, начальной энергии и
активности источника гамма-излучения, скорости каротажа, обеспечивающих
максимальную чувствительность и минимальную погрешность определения
величины Zэф .во всем диапазоне изменения. Изучение зависимости
интенсивности регистрируемого гамма-излучения от Zэф, плотности,
промежуточного слоя между стенкой скважины и датчиком. Разработка способов
устранения мешающих факторов.
3. Разработка и внедрение высокочувствительной методики
непрерывного одновременного определения Zэф и микрокавернозности для
расчленения геологических сред по валовому химическому составу в диапазоне
9,2-18,5 ед. Zэф,
с разрешением 0,1-0,2 ед.
4.Определение возможностей и перспектив применения методики
определения величины Zэф для решения реальных геологических задач при
разведке и поисках месторождений твердых полезных ископаемых. Оценка
экономической эффективности от внедрения методики в практику
геологоразведочных работ.
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений
предпосылки их разработки геофизическими методами
1.1 Геологические особенности строения
ураноносной провинции
Исключительным разнообразием генетических условий образования
месторождений урана объясняется тот факт, что в ходе поисков и при
геологическом изучении различных регионов выявляются все новые и новые типы
месторождений урана. От геологов, ведущих поиски урана, требуется
творческий подход к изучению каждого обнаруженного рудопроявления, так как
при этом всегда возможно выявление нового типа промышленного уранового
оруденения.
Месторождения урана как и многих других металлов, обычно
располагаются в определенных металлогенических провинциях, которые
протягиваются на значительные расстояния, имея длину в несколько тысяч
километров и ширину до пятисот километров, и поэтому называются рудными
поясами. Последние встречаются в древних докембрийских щитах и в складчатых
областях.
Ураноносные пояса докембрийских щитов располагаются вдоль краевых
частей щитов, тектонически сочлененных с более молодыми платформенными или
складчатыми областями. При нормально седиментационном перекрытии
докембрийских щитов более молодыми породами, как, например, это имеет место
на кожных склонах Балтийского щита, в их краевых частях ураноносных поясов
не наблюдается.
Внутри такого типа рудных поясов главными структурами, контролирующими
оруденение, являются крупные расколы архейского сооружения типа мощных
региональных сбросов, разрывов, зон дробления и т.п.
Ураноносные пояса в складчатых областях также тяготеют к зонам
сопряжения молодых структур с более платформенными образованиями.
Наибольшее количество месторождений урана концентрируется в той
части области, где тектонические движения разрушают краевую часть платформ,
а молодые складчатые структуры захватывают участки платформы и оказываются
надвинутыми на нее.
Примером такого типа рудной провинции может явиться
Кольдильерский рудный пояс Северной Америки. В более удаленных от платформ
местах первостепенное значение имеют срединные жесткие массивы,
представляющие собой крупные блоки платформ, захваченные и зажатые между
более поздними складчатыми сооружениями.
Часто урановые месторождения концентрируются в периферической
зоне таких массивов, причем в случае монолитного докембрийского основания
массивы месторождения в большей своей части располагаются в примыкающей к
нему молодых складчатых сооружениях. Наблюдаются также складчатые области,
например, зона варисцид Западной Европы, в которых урановые месторождения
находятся внутри более древних жестких массивов.
В щитах урановые месторождения располагаются либо вдали от
интрузивов, с которыми их можно было бы связать генетически, либо такие
интрузивы в районе проявления урановой минерализации вообще неизвестны.
В противоположность этому, в складчатых областях урановые
месторождения обычно проявляют связь с молодыми интрузиями, располагаясь в
их экзо- и эндоконтактных зонах.
Таблица 1 - Региональные закономерности размещения главных типов
месторождений, отрабатываемых подземным выщелачиванием
Типы месторождений
Фактор
Пластово-инфильтрацтонные Грунтово-инфильтрационны
е
Геотектонический Активизированные окраины Внутренние впадины
молодых платформ на границе сорогенов,
орогенами краевые зоны купольных
поднятий
стабильных областей
платформ
Режим развития в Интенсивные Слабо дифференцированные
период дифференцированные движения сдвижения при устойчивом
рудообразования образованием поднятий и опускании
впадин
Структурный Крупные депрессии Средние и мелкие
(100-10000 км) депрессии и паледолины
(10-1000 км)
Устойчивый инфильтрационный режим
Гидродинамический
Артезианские бассейны
Артезианские бассейны межгорных впалин
синеклизного и
грабенсинеклизного типа Артезианские бассейны
палеодолин
Инверсия палеоклимата
Палеоклиматический
Полугумидный и гумидный эпохиГумидный эпохи
осадконакопления на аридной осадконакопления на
эпохи рудообразования аридной эпохи
рудообразования
Аллювиальные комплексы Озерные и аллювиально
Литолого-фациальныйкрупных рек, их дельт, пролювиальные комплексы
прибрежно-морские терригенныеАллювиальные комплексы
комплексы малых рек
Пески,гравийники,алевриты,гли
ны
Геохимический тип Сероцветный Черно- и сероцветные
пород Сорг 0,01-0,2 % Сорг 0, 1%
Тип восстановителя Сингенетический и Исключительно
в породах эпигенетический,органический сингенетический,
и неорганический органический
Ураноносность породЛюбая Повышенная
области питания
1.2 Основные черты строения и рудоносность
Шу-Cарысуйской урановой провинции
Шу-Сарысуйская урановорудная провинция расположена в одноименной
впадине, ограниченной с юга Киргизским, с северо-востока Кендыктасским и Шу-
Илийским хребтами, на западе хребта Каратау и на севере мелкогорьем
Казахского свода.
Поверхность впадины представляет собой пустынную равнину,
постепенно понижающуюся с юго-востока (абсолютные отметки около 1000 м) на
северо-запад ( абсолютные отметки 60-100 м).равнину пересекает ряд
небольших рек, теряющихся в бессточных солончаковых котловинах. Климат
района аридный, с летними температурами до + 45ْْ и зимними -35 ْ годовое
количество осадков 60-160 мм.
Урановые месторождения занимают центральную часть впадины
Рудоносные мезозой-кайнозойские отложения залегают на породах
промежуточного комплекса, представленного пологозалегающими брахиформными
литифицированными красноцветными терригенными, карбонатными и
гипсосоленосными породами D2 -P2 км.
В солянокупольных структурах этих пород в центральной части
впадины известны небольшие скопления углеводородных и азотно-гелиевых
газов.
В разрезе мезозоя – кайнозоя выделяются юрские угленосные,
верхнемеловые и палеогеновые отложения. Первые выполняют систему
изолированных приразломных впадин.
Мел-палеогеновые осадки имеют площадное развитие, широко
варьирующую мощность (10-950 м) и вмещают все известные месторождения,
которые, в свою очередь, перекрываются повсеместно развитыми олигоцен -
четвертичными отложениями мощностью от 50
до 400 м.
В разрезе меловых отложений выделяются нижнетуронский, турон-
сантонский и кампан-маастрихтский горизонты, сложенные континентальными
аллювиальными осадками ритмичного строения.
Каждый горизонт начинается с грубозернистых песков и гравийников стрежнево-
русловых фаций, закономерно сменяющихся вверх по разрезу более
мелкозернистыми руслово-пойменными и водораздельными осадками.
В целом в разрезе горизонтов преобладают проницаемые песчаные отложения, а
разделяются они невыдержанными глинистыми водоупорами.
Первичный геохимический тип меловых отложений в основном сероцветный.
Содержание органического углерода в пределах 0,05- 0,02 %.
Палеогеновые месторождения представлены двумя разделенными
размывом горизонтами–палеоцен- среднеэоценовым и средневерхэоценовым.
Нижний горизонт выполнен глинисто-песчанистыми осадками
аллювиально-озерного типа, причем на западе впадины преобладают глинистые,
а на востоке-песчаные отложения. Верхний горизонт слагают исключительно
глинистые осадки, являющиеся региональным водоупором.
Первичный геохимический тип палеогеновых отложений также
преимущественно сероцветный, но содержание органического углерода в них
выше -0,35 %.
Неогеновые отложения залегают на нижележащих с размывом и состоят
из глин и песчаников.
Четвертичные отложения представлены песками, галечников
временных водотоков и грубообомочными отложениями конусов выноса.
Мел-палеогеновые отложения залегают с небольшим уклоном с юго-
востока на северо-запад, увеличивающимся к предгорьям до 12-15 ْْ.
Их залегание нарушено многочисленными разломами с амплитудой перемещений от
150 до 1000 м в предгорной части и от 50 до 1000 м на северо-западе.
Разломные швы в рыхлых отложениях обычно выполнены глиной и служат
водоупорами.
В гидрогеологическом отношении район является крупным артезианским
бассейном, водоносные горизонты мелового комплекса в основном связаны между
собой, палеогеновые разделены водоупорами.
Воды напорные, с напором на кровлю водоносных горизонтов 80-120 м
при вскрытии горизонтов скважинами уровни подземных вод устанавливаются на
глубинах 10-40 м от поверхности.
Гидродинамический режим в районе, по-видимому, оставался
стабильным с позднего мела, что способствовало проникновению кислородных
вод вглубь артезианского бассейна.
Современная граница расходования кислорода в подземных водах
удалена от областей питания основной горной системы Тянь-Шаня на сотни
километров. Наряду с этим имеются молодые инфильтрационные кислородные
потоки, развивающиеся от новейших поднятий (хр.Каратау
и др.).
По интенсивности и длительности кислородной инфильтрации
подземных вод Шу-Сарысуйский регион уникален. Подобный гидродинамический
режим, несомненно, явился одним из главных факторов формирования уникальных
урановых месторождений.
В районе выделяются 8 урановых месторождений, из которых 5
локализуется в меловых и 3 в палеогеновых отложениях.
Фронты пластового окисления, развитые в меловых и палеогеновых
комплексах, образуют три протяженные извилистые дугообразные полосы,
протягивающиеся с севера-востока на юго-запад и последовательно сменяющие
друг друга с юго-востока на северо-запад. Крайнюю северо-западную полосу
образуют фронты пластового окисления, развивающиеся в породах
нижнетуронского и турон-сантонского горизонтов мела, среднюю- фронт
пластового окисления в кампан-маастрихтском горизонте, крайнюю юго-
восточную – фронты в палеоцен-среднеэоценовом и средне-верхнеэоценовом
горизонтах палеогена .
С первой из указанных полос связаны урановые месторождения
Мынкудук, Инкай, Буденовское, со второй-Жалпак и Шолак-Эспе, с третьей –
Уванас, Моинкум и Канжуган.
Урановое оруденение практически непрерывно развиваетя вдоль
фронтов пластового окисления и выделение отдельных месторождений носит
несколько условный характер. Так, границей месторождений Инкай и Мынкудук
является крутой изгиб непрерывных фронтов с изменением их простирания с
субширотого на меридиональное. Однако наряду с этим месторожления Моинкум и
Канжуган имеют естественное ограничение по разлому с амплитудой
вертикального перемещения до 160 м.
Особенностью месторождений северо-западной рудной полосы
(Мынкудук, Инкай) является развитие оруденения в двух сближенных в плане
горизонтах на нескольких уровнях, с частым образованием единых сложных
залежей мощностью до десятков метров, что даже при невысоких содержаниях
урана обеспечивает высокую продуктивность( десятки килограммов на 1 м
площади залежи). Именно этим показателем определяются запасы месторождений
данной части района.
Вместе с тем рудные тела здесь обычно лишены верхнего, а в случае
залегания на удалении от фундамента и нижнего водоупоров, что создает
определенные трудности для выщелачивания. Кроме того, глубины залегания
рудоносных пластов здесь максимальны и увеличиваются с севера на юг от 150-
380 м на Мынкудуке до 600-650 м на южном фланге Инкая.
Особенностью месторождений юго-восточной полосы является
сложность морфологии рудоносных фронтов, определяемая на западе влиянием
современных инфильтрационных потоков с хр. Каратау.
Здесь нередко наблюдаются также случаи перетока напорных кислородных вод
нижнего горизонта через разрывы промежуточного водоупора в сероцветную
область верхнего горизонта, с формированием своеобразных локальных
кольцевых фронтов пластового окисления и связанных с ними руд.
На месторождении Моинкум, особенно в северной его части, в
разрезе рудоносных горизонтов появляются невыдержанные маломощные прослои и
линзы углей, как правило, несущие повышенные концентрации урана ( до целых
процентов).
Однако выщелачивание урана из таких образований затруднено и их
промышленная ценность сомнительна.
Промежуточная, кампан-маастрихтская, полоса в Шу-Сарысуйском
районе выглядит относительно слаборудоносной вследствие неравномерного
фациального состава отложений, однако ее поисковая изученность остается еще
неполной, развитые здесь месторождения отличаются сравнительно небольшими
запасами, но северо-восточная часть района характеризуется минимальными
глубинами залегания рудоносных горизонтов, которые на месторождении Жалпак
составляют около 100 м.
Подавляющая часть урановых руд Шу-Сарысуйского района
локализуется в практически бескарбонатных высокопроницаемых отложениях.
Коэффициенты фильтрации по рудоносным горизонтам составляют от 2-5 до 15-20
мсут. Из попутных компонентов в рудах месторождений в заметных
концентрациях отмечаются селен и рений. Наиболее высокими содержаниями этих
элементов отличаются месторождения Канжуган и Моинкум, рения –Жалпак и
восточный фланг Мынкудука.
Возраст образования руд оценивается как миоцен-
среднеплиоценовый и плиоцен-четвертичный. При этом основная масса руд
сформировалась в миоцен-среднеплиоценовую эпоху.
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции
на примере месторождения Мынкудук
Месторождение Мынкудук является одним из крупных, детально
разведанных месторождений района (запасы урана 122 тыс.). Рудные залежи
месторождения локализуются на фронтах пластового окисления, развивающихся в
нижнетуронском, турон-сантонском, а на восточном фланге – частично кампан-
маастрихтском горизонтах верхнего мела.
Оба нижних горизонта представлены последовательно сменяющимися в
разрезе грубо- и средне-мелкозеонистыми песками, а также алеврит
–глинистыми осадками преимущественно сероцветного типа. Кампан-
маастрихтский горизонт имеет тот же состав, но лишь базальные его слои
относятся к сероцветному типу. Основная его часть сложена розовыми и
желтыми породами и оруденения не содержит.
Количество органического углерода в сероцветах колеблется в
пределах 0,04-0,06%, увеличиваясь в базальных слоях кампана-маастрихта до
0,1%. Содержание закисного железа в среднем 0,07%. Содержание урана в
незатронутых окислительным эпигенезом породах 3-3,5 гт. Карбонатность по
содержанию СО2 0,1-0,5 %.
Положение фронтов пластового окисления контролируется
областью развития русловых фаций и фаций низкой поймы, соответствующих
палеоруслу крупной реки субширотного направления.
Нижним региональным водоупором являются красноцветные
аргиллиты, местами известняки карбона-перми, верхним- глинистые отложения
палеогена.
Уровень устанавливается на глубине 60-80 м от поверхности.
Коэффициенты фильтрации по породам рудоносных горизонтов 2-25 мсут.
Средняя водопроводимость: от 10 до 100 мсут.
Гидравлические уклоны от 0,0001 до 0,0002.
Средняя скорость фильтрации вод 0,8-1,3 мгод.
В осевой части инфильтрационного потока воды пресные и солоноватые
(минерализация 1-3 гл), сульфатно-хлоридные, кальциево-магниево-
натриевые.Содержание урана в подземных водах в тыловой части фронтов
окисления не превышает n∙10 гл. В пределах месторождения содержание урана
повышается до (1-3) ∙10 гл. Рудоконтролирующие зоны пластового окисления
всех трех рудоносных горизонтов в тыловой части сливаются, и весь разрез
мела, от палеозойского основания до палеогена, оказывается окисленным.
В головной части единый фронт расщепляется в разрезе на ряд
языков , развивающихся по благоприятным фациальным слоям. В нижнем туроне
выделяется до трех таких уровней, в верхнем туроне-сантоне-до двух, в
кампане-маастрихте- один. В вертикальном разрезе рудные тела имеют форму
сложных роллов с мощной мешковой частью им неразвитыми крыльями. Головная
часть роллов также неровная, с выдающимися вперед апофизами. Роллы смежных
уровней (слоев) иногда сливаются в сложные ступенчатые системы. Мощность
залежи в среднем составляет от 10-15 м, достигая в мешках 30 и даже 40 м.
Ширина залежей колеблется от 100 до 500 м.
В плане залежи имеют вид извилистых лент. Их непрерывная
протяженность меняется от сотен метров до десятков километров и более.
Перерывы в рудоносности главным образом связаны с попаданием фронтов
пластового окисления в участке земноцветных или пестроцветных осадков.
Содержание урана меняется от первых сотых до десятых долей прцента
(в среднем 0.03-0,04 %). В составе руд кампан-маастрихтского горизонта
преобладает тонкодисперсный коффинит.
В рудах остальных горизонтов оксиды и коффинит присутствуют в равном
количестве. Из попутных компонентов в рудах промышленное значение имеет
только реий, извлекаемый вместе сураном.
Содержание рения в среднем близко к 2 гт.
Максимальные содержания (до 60гт) соответствует скоплениям
углистого вещества. Минеральная форма рения не установлена. Предполагается,
он связан с дисульфидами железа. Однако при микроскопических
исследованиях доказано присутствие в рудах прренатов серебра.
Геохимическая зональность в сечении рудных тел обычна для
пластово-инфильтрационных месторождений с выраженной подзоной разрушающихся
руд, где радиоактивное равновесие резко смещено в сторону радия (до 1000
%), а также с передовой подзоной бедных руд со сдвигом равновесия в сторону
урана.
Характерно закономерное увеличение кислородных коэффициентов
оксидов урана от 2.2-2,5 в тыловой части до 3 в передовой части роллов.
Отмечено присутствие в рудах гелеподобных частиц уран-титан-кремниевого
состава. Все эти данные свидетельствуют о продолжающемся в настоящее время
процессе переотложения руд (перекатывания роллов). Вместе с тем возраст
начала формирования руд по изотопным данным и изучению радиационных
дефектов в кварцах оценивается в 1-5 млн. лет.
Благодаря высокой проницаемости рудовмещающих отложений,
наличию регионального нижнего водоупора, высокой продуктивности рудных
залежей, насыщенности фильтрующих горизонтов рудным веществом, небольшой
глубинен залегания (от 150 м на востоке, до 380 на западе) месторождении
Мынкудук чрезвычайно благоприятно для скважинного подземного выщелачивания.
Наряду с этим наличие регионального верхнего водоупора, изолирующего
меловые водоносные горизонты, и относительная минерализация вод, не
представляющих питьевой и хозяйственной ценности, а также пустынная
поверхность создают благоприятные экологические условия для его освоения.
Месторождение отрабатывается с конца 80 годов. В основном
отрабатываются неглубокозалегающие залежи участка Восточный,
располагающиеся над водоупором фундамента. Однако доказана возможность
эффективной отработки и висячих залежей, не имеющих нижнего водоупора.
1.4 Литолого-фациальные особенности рудовмещающих отложений
Шу-Чарысуйской ураноносной провинции
Инфильтрационные (гидрогенные) месторождения урана характеризуются
нарушением радиоактивного равновесия между радием и ураном как в плане, так
и в разрезе, что существенно ограничивает возможности метода ГК для
определения параметров к подсчету и учету запасов. При этом на тапе
разведки для оптимальной организации процесса ПВ необходимо получить полное
представление о литологическом составе пород продуктивного горизонта,
который определяет их фильтрационные свойства. Поэтому предметом детальных
исследований гидрогенных месторождений является не только руда, но и весь
продуктивный горизонт (вмещающие руду осадочные породы), а также водоупоры
(перекрывающие и подстилающие продуктивный горизонт непроницаемые породы).
Необходимую информацию получают по результатам каротажа методами
интегрального гамма-каротажа (ГК), стандартного электрокаротажа методами КС
и ПС с привлечением результатов каротажа методом мгновенных нейтронов
деления (КНД-М). И стоит подумать о привлечении акустического каротажа .
Инфильтрационные месторождения на юге Казахстана (рис.1.1)
формируются подземными водами, где окислительно-восстановительный барьер
– главный фактор, определяющий рудоотложение.
В основе классификации 2 признака:
1. гидрогеологический тип рудообразующих подземных вод:
1) пластово-инфильтрационные (региональные зоны пластового окисления),
образованные пластовыми напорными водами при их латеральном движении;
2) грунтово- инфильтрационные (региональные зоны грунтового окисления),
образованные грунтовыми безнапорными водами при их латеральном движении;
3) ураноугольные, образованные грунтово-пластовыми безнапорными или слабо
напорными водами при их нисходящем и частично- латеральном движении;
4) трещинно-инфильтрационные, образованные трещинными безнапорными водами
при их нисходящем движении;
5) карстово-инфильтрационные, образованные карстовыми безнапорными водами
при их нисходящем движении;
2. характер восстановителей, определяющих восстановление геохимического
барьера.
Формирование того или иного типа подземных вод связано с
геотектонической обстановкой регионов.
Пластовые и напорные воды образуются в условиях отрицательных
структур, активизированных окраин платформ . вблизи границы с орогенами и
во внутренних впадинах орогенов .
В этих же условиях, но в области поднятий формируются трещинные и карстовые
воды.
Рисунок 1.1-Обзорная карта М 1:1800000
Области и эпохи развития месторождения пластового и грунтового
теспов, как правило, не совпадают.
В основных провинциях развития месторождений пластово-
инфильтрационных типов отсутствуют месторождения грунтово-
инфильтрационных месторождений и связаны с теми же эпохами образования.
По типу восстановителей могут быть связаны с различными
типами восстановителей как с сингенетическими, так и с эпигенетическими.
Грунтово-инфильтрационные месторождения характеризуются
исключительно сингенетическим типом восстановителей, а трещинно-карстовые-
инфильтрационные исключительно- эпигенетическим [Бровин,1997].
1.2 Изучение литологического состава и стратиграфического разреза
отложений, диаметров скважин и температурных условий пластов геофизическими
методами
Трудность достижения высокого выхода керна по всему разрезу и
возможность существенного удешевления буровых работ при переходе на бурение
без отбора керна, во всяком случае, по породам, перекрывающим рудоносные
горизонты, являются главными факторами, заставляющими при разведке
инфильтрационных месторождений стремиться максимально использовать
геофизические методы исследования в скважинах.
Для месторождений в рыхлых осадочных толщах литологическое
расчленение разреза и стратиграфическая корреляция толщ могут быть
осуществлены по данным электрокаротажа.
Электрокаротаж начинают с выполнения предварительных опытно-
методических работ. С этой целью еще на стадии поисков создается ряд
опорных скважин, в которых бурение по всему разрезу проводится с отбором
керна. В этих скважинах выполняется комплекс электро-каротажных
исследований с набором потенциал- и градиент-зондов различных размеров и
типов.
В ходе этих исследований выбирают метод каротажа , оптимальный
размер и тип зонда, оценивают условия измерений и составляют
геоэлектрический разрез. Обычно наиболее информативным для расчленения
разреза оказывается метод кажущихся электрических сопротивлений (КС).
В типовом разрезе выделяются реперные пласты и слои, постоянно
присутствующие в разрезе, с выдержанной мощностью и относительно постоянной
величиной кажущегося, электрического сопротивления (ρк).
По керну опорных скважин определяется стратиграфическая привязка таких
реперов. Целесообразно выделение надрудной пачки (часто до 70-90 % всего
разреза) и рудовмещающей пачки относительно небольшой мощности.
Запись величин сопротивления ведут по надрудной пачке в
более мелком масштабе глубин (1:500-1:1000), а по рудовмещающим отложениям
- в более крупном (1:200-1:50). Границы пластов с разными электрическими
свойствами выделяются по известным методикам. Литологическая индентификация
выделяемых слоев осуществляется на основе типового осредненного разреза.
Интерпретация результатов по надрудной пачке выполняется с
выделением только достаточно мощных (более 2 м) и выдержанных пластов и
обычно не вызывает затруднений. При интерпретации результатов по
рудовмещающим отложениям стараются выделять пласты и слои меньшей мощности
(до 0,5м).
При высокой минерализации пластовых вод (более 5 гл)
расчленение разреза по величине электрического сопротивления осложняется и
иногда оказывается вообще невозможным. Необходимо отметить, что величины
сопротивлений несцементированных поисков и относительно плотных алевролитов
часто близки (порядка 10-18 Ом·м).
Для более надежного выделения пород того или иного состава
привлекают результаты каротажа другими методами, в первую очередь гамма-
каротажа и кавернометрии. Глины обычно характеризуются повышенной
радиоактивностью и легко размываются, что фиксируется сужением диаметров
скважин. Алевролиты, наоборот, фиксируются сужением диаметров по сравнению
с песками.
При отсутствии эпигенетических концентраций урана, что имеет
место в надрудной толще, обычно удается добиться удовлетворительного
расчленения разреза по комплексу электро- и гамма-каротажей и
кавернометрии. После отработки методики измерений и интерпретации эта часть
разреза, составляющая большую долю глубины скважин, может перебуриваться
без отбора керне, что удешевляет работы.
Погрешность определения литологических границ по каротажу
оценивается расчетом среднеарифметических ошибок определения положения
границ и мощности реперных слоев (мергели, глины и т.п.) в опорных
скважинах.
Поскольку техническая точность определения границ подошвы и
кровли пласта используемыми зондами неодинакова, такие ошибки
рассчитываются отдельно для кровли и подошвы.
Обычно среднеарифметическая погрешность определения границ не
превышает 0,1-0,2 % глубины скважины, мощности - ±3-8 % ее величины.
В комплексе геофизических исследований в скважинах обычно также
кавернометрия, инклинометрия, а в отдельных скважинах термометрия.
Литологическая характеристика пород
(на примере месторождения Инкай)
Асканзансорская свита разнозернистый песок с гравием плохой сортировки и
окатанности с прослоями средне-мелкозернистых песков и карбонатизированных
глин
Бетпакдалинская свита прослаивание мелкозернистых, разнозернистых с гравием
песков с маломощными прослоями глин
Тасаранско-чеганский горизонт прерывисто-слоистые, реже массивные морские
глины, нижняя часть горизонта запесочена с включением морской фауны
Икано-уюкский горизонт прерывисто-слоистые плотные глины, иногда до
опоковидных глин
Уванасский горизонт хорошо сортированные средне и мелкозернистые пески с
небольшими прослоями глин
Жалпакский горизонт представлен в основном среднезернистыми и
мелкозернистыми песками с прослоями разнозернистых грубозернистых песков и
маломощными линзами глин и алевролитов; верхняя часть горизонта, как
правило, тонко-мелкозернистые пески, алевриты и глины со следами
карбонатизации
Инкудукский горизонт чередование гравийно-галечных отложений,
разнозернистых и грубозернистых песков с мелко-зернистыми песками и
маломощными линзами глин и алевритов
Мынкудукский горизонт переслаивание разнозернистых песков с локальными
прослоями глин и алевритов
Жиделисайская свита алеврит плотный, в верхней части кора выветривания 5-10
метров
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при разведке и
эксплуатации месторождений урана инфильтрационного типа
Уран – один из важнейших энергоносителей. Основной источник урана для
обеспечения растущих потребностей ядерной энергетики – урановые
месторождения. С учетом структурных обстановок проявления уранового
оруденения, геохимических особенностей миграции урана выделяют три
генетические формационные группы месторождений:
· эндогенные (гидротермальные, гидротермально-метасоматические)
месторождения зон разновозрастной тектономагматической активизации,
связанные с гидротермальными процессами (щелочным или кислотным
метасоматозом);
· экзогенные, включающие инфильтрационные месторождения, возникшие в
результате деятельности подземных (грунтовых и пластовых) вод в осадочных
толщах активизированных депрессионных структур земной коры (чехлах
платформ, палеодолинах, орогенных впадинах),
- синдиагенетические (сорбобиогенные) в платформенном чехле;
· сложные (телескопированные) полигенные или полихроннные месторождения,
совмещающие признаки эндогенных и экзогенных процессов и проявленные на
щитах вблизи региональных зон докембрийских структурно-стратиграфических
несогласий (ССН) и в зонах складчато-разрывных дислокаций (СРД), а также в
подвижных поясах – в зонах разломов, рассекающих высокорадиоактивные
граниты и другие породы.
Среди достаточно большого числа урановых месторождений особый
интерес вызывают эпигенетические (инфильтрационные или гидрогенные)
урановые месторождения, локализованные в водоносных горизонтах проницаемых
осадочных пород, которые отрабатываются методом подземного выщелачивания
(ПВ). Применение метода ПВ, кроме экономических факторов, позволяет
существенно улучшить условия труда и уменьшить отрицательное воздействие
процесса добычи на окружающую среду в сравнении с традиционным горным
способом.
Наиболее рентабельны в настоящее время месторождения типа
несогласия, представленные особо крупными и крупными объектами с
ультрабогатыми равновесными рудами, на долю которых приходится 18%
разведанных запасов и которые обеспечивают более 40% мировой добычи урана.
В их числе канадские месторождения Макартур (запасы 200 000 т, среднее
содержание урана в рудах 12%), Сигар Лейк (140 000 т, 11,5% соответственно)
Макклин, Мидуэст и др., австралийские месторождения Кунгарра, Джабилука,
Рейнджер и др. В России подобные объекты пока не выявлены.
Около 25% урана добывается из экзогенных пластово-
инфильтрационные месторождений песчаникового типа, на долю которых
приходится 29% разведанных запасов – в их числе крупнейшие объекты
Казахстана (Инкай, Буденновское, Уванас и др.), эксплуатируемые
месторождения США (штаты Колорадо и Вайоминг), Нигера, Аргентины. На
территории России известны менее крупные месторождения этого типа в
Зауралье (Долматовское и Добровольное) и в Западной Сибири (Малиновское и
Пригородное) и на Витимском плато в Забайкалье.
Жильный и штокверковый тип (порядка 14% производства урана) известен в
России, Китае, Франции; до недавнего времени такие месторождения
разрабатывались в Германии и Чехии. Эндогенные месторождения этого типа в
России расположены в уникальной по рудонасыщенности Тулукуевской кальдере в
Забайкалье (Стрельцовский рудный узел), группой месторождений,
расположенных в структурах Эльконского горста на Алданском щите
(месторождения Дружное, Курунг, Элькон).
Геофизические работы сопровождают все стадии изучения урановых
месторождений, начиная от прогнозных исследований и подготовки площадей к
проведению поисковых работ, до детальной и эксплуатационной разведки, а на
инфильтрационных месторождениях - и для контроля над ходом процесса
подземного выщелачивания (ПВ).
На стадиях поисков и разведки данные каротажа используют для решения
следующих задач:
• исследование геологического разреза и свойств пород
продуктивного горизонта;
• определение параметров рудных по урану интервалов.
На стадии эксплуатации каротаж используется для решения следующих задач:
• учет запасов и контроль над процессом отработки;
• контроль над состоянием природной среды.
Задача геофизической службы заключается в постановке и проведении
оптимального, эффективного комплекса скважинных исследований, который
позволяет получать достоверную информацию о параметрах рудных по урану
интервалов, сведя к минимуму исследования кернового материала.
При исследовании месторождений урана различных генетических типов
применяют следующие основные методы каротажа: гамма каротаж интегральный
(ГК), гамма-каротаж спектрометрический (ГК-С), электрокаротаж методами
кажущегося сопротивления (КС) и собственной поляризации (ПС), каротаж
методом мгновенных нейтронов деления (КНД-М).
Гамма-каротаж в режиме интегрального счета является основным
методом каротажа и его проводят в обязательном порядке на всех скважинах
Геофизические работы сопровождают все стадии изучения урановых
месторождений, начиная от прогнозных исследований и подготовки площадей к
проведению поисковых работ, до детальной и эксплуатационной разведки, а на
инфильтрационных месторождениях - и для контроля над ходом процесса
подземного выщелачивания (ПВ).
На стадиях поисков и разведки данные каротажа используют для решения
следующих задач:
• исследование геологического разреза и свойств пород
продуктивного горизонта;
• определение параметров рудных по урану интервалов.
На стадии эксплуатации каротаж используется для решения следующих задач:
• учет запасов и контроль над процессом отработки;
• контроль над состоянием природной среды.
Задача геофизической службы заключается в постановке и проведении
оптимального, эффективного комплекса скважинных исследований, который
позволяет получать достоверную информацию о параметрах рудных по урану
интервалов, сведя к минимуму исследования кернового материала.
При исследовании месторождений урана различных генетических типов
применяют следующие основные методы каротажа: гамма каротаж интегральный
(ГК), гамма-каротаж спектрометрический (ГК-С), электрокаротаж методами
кажущегося сопротивления (КС) и собственной поляризации (ПС), каротаж
методом мгновенных нейтронов деления
(КНД-М).
Гамма-каротаж в режиме интегрального счета является основным
методом каротажа и его проводят в обязательном порядке на всех скважинах
2.1 Задачи каротажных исследований
На гидротермальных и осадочных урановых месторождениях, где, как правило,
радиоактивное равновесие между радием и ураном не нарушено, основным
методом получения исходных параметров к подсчету запасов урана является
гамма-каротаж в режиме интегрального счета импульсов (ГК). Данные ГК
используют также для оценки технологических параметров руд (контрастность и
обогатимость), для учета запасов и для построения литологического разреза.
В отдельных случаях для литологического расчленения надрудной толщи пород и
уточнения положения рудовмещающего горизонта привлекают гамма-каротаж в
режиме спектрометрии гамма-излучения (ГК-С) и стандартный электрокаротаж
методами КС и ПС.
Инфильтрационные (гидрогенные) месторождения урана
характеризуются нарушением радиоактивного равновесия между радием и ураном
как в плане, так и в разрезе, что существенно ограничивает возможности
метода ГК для определения параметров к подсчету и учету запасов. При этом
на тапе разведки для оптимальной организации процесса ПВ необходимо
получить полное представление о литологическом составе пород продуктивного
горизонта, который определяет их фильтрационные свойства. Поэтому предметом
детальных исследований гидрогенных месторождений является не только руда,
но и весь продуктивный горизонт (вмещающие руду осадочные породы), а также
водоупоры (перекрывающие и подстилающие продуктивный горизонт непроницаемые
породы). Необходимую информацию получают по результатам каротажа методами
интегрального гамма-каротажа (ГК), стандартного электрокаротажа методами КС
и ПС с привлечением результатов каротажа методом мгновенных нейтронов
деления (КНД-М). И стоит подумать о привлечении акустического каротажа .
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
При отработке пластово-инфильтрационных месторождений выделяются
несколько этапов (стадий) работ:
- доразведка и эксплуатационная разведка;
- подготовка участка к эксплуатации;
- эксплуатация участка;
- ликвидация участка.
На каждом из этапов (стадий) работ по отработке месторождений
решается вполне определенный круг ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
и пористости рудовмещающих отложений по каротажу – Zэф (на примере Шу-
Сарысуйской урановой провинции)
АННОТАЦИЯ
Дипломная работа предусматривает проведение гамма-гамма-каротажных
работ на Шу-Сарысуйской урановой провинции с целью разведки и подготовки
к эксплуатации подземного выщелачивания.
Приведены геологические материалы. Обобщены и проанализированы
геолого-геофизические материалы проведенных работ в этом районе.
Проинтерпретированы геолого-геофизические материалы, собранные в
период прохождения преддипломной практики, и на основании этих результатов
показаны изменения Zэф и разных элементов. Оценена погрешность.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений
предпосылки их разработки геофизическими методами 14
1.1 Геологические особенности строения ураноносной провинции 14
1.2 Основные черты строения и рудоносность Шу-Cарысуйской
урановой провинции 17
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции
на примере месторождения Мынкудук 22
1.4 Литолого-фациальные особенности рудовмещающих отложений
Шу-Чарысуйской ураноносной провинции 25
1.5 Изучение литологического состава и стратиграфического
разреза отложений, диаметров скважин и температурных
условий пластов геофизическими методами 29
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при
разведке и эксплуатации месторождений урана инфильтрационного
типа 33
2.1Задачи каротажных исследований 36
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
37
2.2 Дифференциальные методы интерпретации данных каротажей 41
2.2.1 Теория Скотта 41
2.2.2 Теория Ресслера 43
2.2.3 Теория Хайковича 46
2.2.4 Теория Чэубека 48
2.2.5 Теория Горшкова 50
2.3 Подсчеты запасов месторождений для подземного выщелачивания
50
2.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза
по величине эффективного атомного номера осадочных пород
57
3 Методика гамма- гамма - каротажа с фотонными
низкоэнергетическими радионуклидами 60
3.1 Физические основы 60
3.1.1 Модификация ГГК 60
3.1.2 Геометрия измерений и зонды ГГК 62
3.1.3 Спектры рассеянного излучения 65
3.1.4 Основные зависимости и выбор зондов ГГК 68
3.1.5 Форма и интерпретация аномалий ГГК 74
3.1.6 Область применения ГГК 77
3.2 Определение эффективного атомного номера с помощью
селективного гамма-гамма-каротажа 78
3.2.1 Железные руды 79
3.2.2 Угли и горючие сланцы 85
3.3 Способ выделения в разрезах скважины малопористых коллекторов
и определения их пористости 87
3.4 Геохимические предпосылки расчленения геологического разреза
по величине эффективного атомного номера 90
3.4.1 Горные породы как среды сложного химического состава 90
3.4.2 Определение плотности и эффективного атомного номера пород
и руд с помощью гамма-гамма-каротажа 91
3.5 Аппаратура и методика работ 92
3.6 Основы теории метода 93
3.7 Система исходных уравнений и ее решение 93
3.8 Результаты практического применения ГГК 96
4 Определение понятия эффективного атомного номера для сложных
сред 101
5 Охрана недр и охрана труда 110
5.1 Дозиметрия персонала и населения 112
5.2 Радиационное воздействие на население 113
5.3 Оценка возможного экономического ущерба окружающей среде 117
5.4 Оценка возможного ущерба окружающей среде на полигонах
добычи методом подземного скважинного выщелачивания 118
5.5 Обеспечение радиационной и токсической безопасности 122
5.6 Расчет продолжительности работы персонала А с генераторами
нейтронов 123
5.7 Расчет поглощенной дозы, получаемой исполнителями работ при
гамма-каротаже 125
5.7.1 Настройка энергетического порога регистрации 125
5.7.2 Градуировка радиометров 126
5.7.3 Работы при каротаже скважин 126
6 Смета на производство геофизических работ 128
6.1 Общие положения 128
6.2 Укрупненные нормы времени на выполнение ГИС 132
6.2.1Подготовительно-заключительн ые работы 133
6.2.1.1 Подготовительно-заключительные работы на базе 133
6.2.1.2 Подготовительно-заключительные работы на скважине 134
6.2.1.3 Контрольно-поверочные измерения от контрольных (рабочих)
источников до и после каротажа скважины 135
6.2.2Пересоединение скважинного прибора 136
6.2.3Спуск - подъём скважинных приборов (СПО) 137
6.2.4 Проведение ГИС в скважинах, пробуренных на пластово –
инфильтрационных месторождениях урана 138
6.2.5Распечатка графиков каротажа непосредственно на скважине 140
6.2.6Текущая камеральная обработка и оперативная Интерпретация
результатов ГИС 140
6.3 Сметный расчет проведения геофизических исследований 141
6.3.1Расчет затрат времени на производство ГИС 142
6.3.2Расчет сметной стоимости проектируемых работ 148
Заключение
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Атом каждого химического элемента имеет ряд фундаментальных
характеристик, в число которых входят входит атомный номер ( Z ), численно
равный заряду ядра и числу электронов в нейтральном атоме. Атомный номер
определяет химические свойства элемента.
Для сложных веществ, состоящих из различных элементов, понятие
атомного номера, как средней эффективной характеристики, было введено в
рентгенометрии в 30-х годах. Для геологических сред это понятие было
использовано при обосновании применения гамма-гамма и
рентгенорадиометрических методов изучения минерального сырья.
При взаимодействии квантов с энергией 20-150 кэВ с электронными
оболочками атомов вещества, они рассеиваются и поглощаются. Вероятность
этих процессов тесно связана с атомными номерами химических элементов
сложной среды и энергией квантов. Другими словами, Zэф – это атомный номер
условного химического элемента, коэффициент фотопоглощения которого для
квантов данной энергии равен коэффициенту фотопоглощения данной среды.
Опробование твердых полезных компонентов и вмещающих пород по
результатам буровых работ, основанные на химическом анализе керна, является
трудоемким и дорогостоящим. Качество результатов и оперативность не всегда
соответствует предъявляемым требованиям из-за неполного выхода керна и
значительного разрыва во времени между отбором и получением результатов
анализа, что существенно снижает эффективность геологоразведочных работ и
ставит вопрос о поисках и совершенствовании методов бескерновой
документации разрезов скважин.
В опробовании керна при его неполном (30-80 %) выходе уже
заложены систематические погрешности в определении границ и мощностей
интервалов.
Важная роль в решении этого вопроса отводится геофизическим исследованиям
скважин (ГИС). С помощью ГИС решаются задачи выделения рудных тел,
уточнения границ и глубин залегания, выделения различных горных пород и
околорудных изменений, количественного определения содержания некоторых
элементов. Однако
в слабоконтрастных по общим физическим свойствам геологических разрезах
общепринятые методы каротажа не приносят успеха. В таких случаях способы
расчленения должны быть основаны на оценке изменений содержаний главных
породообразующих элементов, их минеральных комплексов, а также малых
элементов, входящих в кристаллические решетки минералов.
С 60-х годов в практике геолого-разведочных работ для решения
указанных задач начал применяться гамма-гамма каротаж определения
эффективного атомного номера горных пород (Zэф), величина которого связана
с валовым химическим составом последних. К настоящему времени исследованы
крайние аномальные диапазоны изменения величины эффективного атомного
номера, которые для углей в пределах 6-13 ед., а для тяжелых элементов от
13 до 30 ед. Величина Zэф позволяет расчленять геологический разрез и
оценивать содержание основных породообразующих компонентов.
Одной из важных задач геофизических работ в геологическом разрезе
является выделение различных видов пород, определение их мощности и глубины
залегания, осуществление контроля и оперативное управление процессом
бурения.
Настоящая дипломная работа включает в себя 6 разделов.
Цель работы – изучить геофизические возможности определения.
величины Zэф и показать как наличие пористости в горных породах может
повлиять на величину Zэф этих пород.
В разделе 1 дается характеристика геологического строения Шу-
Сарысуйской урановой провинции.
В разделе 2 излагаются методика и интерпретация геофизических данных.
В разделе 3 подробно описывается методика гамма-гамма-каротажа,
применяемого при определении Zэф.
В разделе 4 как в спец. главе данной работы определяется связь
эффективного атомного номера с пористостью.
В разделе 5 излагаются материалы по охране труда и нормы радиационной
безопасности.
В разделе 6 рассчитывается сметная стоимость и экономическая
эффективность применения каротажа-Zэф.
Исследуются такие задачи:
1. Рассмотрение геологических сред сложного состава минералов и
горных пород, к которым применимо понятие Zэф., характеризующее способность
ослаблять гамма-лучи. Количественная оценка величины Zэф. геологических
сред в диапазоне 9,2-18,5 ед. Изучение корреляционных связей Zэф. с
содержанием основных породообразующих компонентов, возможности
дифференциации геологического разреза по величине и обоснование требований
к точности его определения.
2. Теоретические и экспериментальные исследования методических
основ гамма-гамма каротажа с использованием низких энергий с целью выбора
оптимальных режимов и условий измерения ( ширины и положения рабочих окон
спектрометра, требований к стабильности аппаратуры, углов наклона
коллиматоров к поверхности исследуемой среды, начальной энергии и
активности источника гамма-излучения, скорости каротажа, обеспечивающих
максимальную чувствительность и минимальную погрешность определения
величины Zэф .во всем диапазоне изменения. Изучение зависимости
интенсивности регистрируемого гамма-излучения от Zэф, плотности,
промежуточного слоя между стенкой скважины и датчиком. Разработка способов
устранения мешающих факторов.
3. Разработка и внедрение высокочувствительной методики
непрерывного одновременного определения Zэф и микрокавернозности для
расчленения геологических сред по валовому химическому составу в диапазоне
9,2-18,5 ед. Zэф,
с разрешением 0,1-0,2 ед.
4.Определение возможностей и перспектив применения методики
определения величины Zэф для решения реальных геологических задач при
разведке и поисках месторождений твердых полезных ископаемых. Оценка
экономической эффективности от внедрения методики в практику
геологоразведочных работ.
1 Геологическая характеристика рудовмещающих отложений
предпосылки их разработки геофизическими методами
1.1 Геологические особенности строения
ураноносной провинции
Исключительным разнообразием генетических условий образования
месторождений урана объясняется тот факт, что в ходе поисков и при
геологическом изучении различных регионов выявляются все новые и новые типы
месторождений урана. От геологов, ведущих поиски урана, требуется
творческий подход к изучению каждого обнаруженного рудопроявления, так как
при этом всегда возможно выявление нового типа промышленного уранового
оруденения.
Месторождения урана как и многих других металлов, обычно
располагаются в определенных металлогенических провинциях, которые
протягиваются на значительные расстояния, имея длину в несколько тысяч
километров и ширину до пятисот километров, и поэтому называются рудными
поясами. Последние встречаются в древних докембрийских щитах и в складчатых
областях.
Ураноносные пояса докембрийских щитов располагаются вдоль краевых
частей щитов, тектонически сочлененных с более молодыми платформенными или
складчатыми областями. При нормально седиментационном перекрытии
докембрийских щитов более молодыми породами, как, например, это имеет место
на кожных склонах Балтийского щита, в их краевых частях ураноносных поясов
не наблюдается.
Внутри такого типа рудных поясов главными структурами, контролирующими
оруденение, являются крупные расколы архейского сооружения типа мощных
региональных сбросов, разрывов, зон дробления и т.п.
Ураноносные пояса в складчатых областях также тяготеют к зонам
сопряжения молодых структур с более платформенными образованиями.
Наибольшее количество месторождений урана концентрируется в той
части области, где тектонические движения разрушают краевую часть платформ,
а молодые складчатые структуры захватывают участки платформы и оказываются
надвинутыми на нее.
Примером такого типа рудной провинции может явиться
Кольдильерский рудный пояс Северной Америки. В более удаленных от платформ
местах первостепенное значение имеют срединные жесткие массивы,
представляющие собой крупные блоки платформ, захваченные и зажатые между
более поздними складчатыми сооружениями.
Часто урановые месторождения концентрируются в периферической
зоне таких массивов, причем в случае монолитного докембрийского основания
массивы месторождения в большей своей части располагаются в примыкающей к
нему молодых складчатых сооружениях. Наблюдаются также складчатые области,
например, зона варисцид Западной Европы, в которых урановые месторождения
находятся внутри более древних жестких массивов.
В щитах урановые месторождения располагаются либо вдали от
интрузивов, с которыми их можно было бы связать генетически, либо такие
интрузивы в районе проявления урановой минерализации вообще неизвестны.
В противоположность этому, в складчатых областях урановые
месторождения обычно проявляют связь с молодыми интрузиями, располагаясь в
их экзо- и эндоконтактных зонах.
Таблица 1 - Региональные закономерности размещения главных типов
месторождений, отрабатываемых подземным выщелачиванием
Типы месторождений
Фактор
Пластово-инфильтрацтонные Грунтово-инфильтрационны
е
Геотектонический Активизированные окраины Внутренние впадины
молодых платформ на границе сорогенов,
орогенами краевые зоны купольных
поднятий
стабильных областей
платформ
Режим развития в Интенсивные Слабо дифференцированные
период дифференцированные движения сдвижения при устойчивом
рудообразования образованием поднятий и опускании
впадин
Структурный Крупные депрессии Средние и мелкие
(100-10000 км) депрессии и паледолины
(10-1000 км)
Устойчивый инфильтрационный режим
Гидродинамический
Артезианские бассейны
Артезианские бассейны межгорных впалин
синеклизного и
грабенсинеклизного типа Артезианские бассейны
палеодолин
Инверсия палеоклимата
Палеоклиматический
Полугумидный и гумидный эпохиГумидный эпохи
осадконакопления на аридной осадконакопления на
эпохи рудообразования аридной эпохи
рудообразования
Аллювиальные комплексы Озерные и аллювиально
Литолого-фациальныйкрупных рек, их дельт, пролювиальные комплексы
прибрежно-морские терригенныеАллювиальные комплексы
комплексы малых рек
Пески,гравийники,алевриты,гли
ны
Геохимический тип Сероцветный Черно- и сероцветные
пород Сорг 0,01-0,2 % Сорг 0, 1%
Тип восстановителя Сингенетический и Исключительно
в породах эпигенетический,органический сингенетический,
и неорганический органический
Ураноносность породЛюбая Повышенная
области питания
1.2 Основные черты строения и рудоносность
Шу-Cарысуйской урановой провинции
Шу-Сарысуйская урановорудная провинция расположена в одноименной
впадине, ограниченной с юга Киргизским, с северо-востока Кендыктасским и Шу-
Илийским хребтами, на западе хребта Каратау и на севере мелкогорьем
Казахского свода.
Поверхность впадины представляет собой пустынную равнину,
постепенно понижающуюся с юго-востока (абсолютные отметки около 1000 м) на
северо-запад ( абсолютные отметки 60-100 м).равнину пересекает ряд
небольших рек, теряющихся в бессточных солончаковых котловинах. Климат
района аридный, с летними температурами до + 45ْْ и зимними -35 ْ годовое
количество осадков 60-160 мм.
Урановые месторождения занимают центральную часть впадины
Рудоносные мезозой-кайнозойские отложения залегают на породах
промежуточного комплекса, представленного пологозалегающими брахиформными
литифицированными красноцветными терригенными, карбонатными и
гипсосоленосными породами D2 -P2 км.
В солянокупольных структурах этих пород в центральной части
впадины известны небольшие скопления углеводородных и азотно-гелиевых
газов.
В разрезе мезозоя – кайнозоя выделяются юрские угленосные,
верхнемеловые и палеогеновые отложения. Первые выполняют систему
изолированных приразломных впадин.
Мел-палеогеновые осадки имеют площадное развитие, широко
варьирующую мощность (10-950 м) и вмещают все известные месторождения,
которые, в свою очередь, перекрываются повсеместно развитыми олигоцен -
четвертичными отложениями мощностью от 50
до 400 м.
В разрезе меловых отложений выделяются нижнетуронский, турон-
сантонский и кампан-маастрихтский горизонты, сложенные континентальными
аллювиальными осадками ритмичного строения.
Каждый горизонт начинается с грубозернистых песков и гравийников стрежнево-
русловых фаций, закономерно сменяющихся вверх по разрезу более
мелкозернистыми руслово-пойменными и водораздельными осадками.
В целом в разрезе горизонтов преобладают проницаемые песчаные отложения, а
разделяются они невыдержанными глинистыми водоупорами.
Первичный геохимический тип меловых отложений в основном сероцветный.
Содержание органического углерода в пределах 0,05- 0,02 %.
Палеогеновые месторождения представлены двумя разделенными
размывом горизонтами–палеоцен- среднеэоценовым и средневерхэоценовым.
Нижний горизонт выполнен глинисто-песчанистыми осадками
аллювиально-озерного типа, причем на западе впадины преобладают глинистые,
а на востоке-песчаные отложения. Верхний горизонт слагают исключительно
глинистые осадки, являющиеся региональным водоупором.
Первичный геохимический тип палеогеновых отложений также
преимущественно сероцветный, но содержание органического углерода в них
выше -0,35 %.
Неогеновые отложения залегают на нижележащих с размывом и состоят
из глин и песчаников.
Четвертичные отложения представлены песками, галечников
временных водотоков и грубообомочными отложениями конусов выноса.
Мел-палеогеновые отложения залегают с небольшим уклоном с юго-
востока на северо-запад, увеличивающимся к предгорьям до 12-15 ْْ.
Их залегание нарушено многочисленными разломами с амплитудой перемещений от
150 до 1000 м в предгорной части и от 50 до 1000 м на северо-западе.
Разломные швы в рыхлых отложениях обычно выполнены глиной и служат
водоупорами.
В гидрогеологическом отношении район является крупным артезианским
бассейном, водоносные горизонты мелового комплекса в основном связаны между
собой, палеогеновые разделены водоупорами.
Воды напорные, с напором на кровлю водоносных горизонтов 80-120 м
при вскрытии горизонтов скважинами уровни подземных вод устанавливаются на
глубинах 10-40 м от поверхности.
Гидродинамический режим в районе, по-видимому, оставался
стабильным с позднего мела, что способствовало проникновению кислородных
вод вглубь артезианского бассейна.
Современная граница расходования кислорода в подземных водах
удалена от областей питания основной горной системы Тянь-Шаня на сотни
километров. Наряду с этим имеются молодые инфильтрационные кислородные
потоки, развивающиеся от новейших поднятий (хр.Каратау
и др.).
По интенсивности и длительности кислородной инфильтрации
подземных вод Шу-Сарысуйский регион уникален. Подобный гидродинамический
режим, несомненно, явился одним из главных факторов формирования уникальных
урановых месторождений.
В районе выделяются 8 урановых месторождений, из которых 5
локализуется в меловых и 3 в палеогеновых отложениях.
Фронты пластового окисления, развитые в меловых и палеогеновых
комплексах, образуют три протяженные извилистые дугообразные полосы,
протягивающиеся с севера-востока на юго-запад и последовательно сменяющие
друг друга с юго-востока на северо-запад. Крайнюю северо-западную полосу
образуют фронты пластового окисления, развивающиеся в породах
нижнетуронского и турон-сантонского горизонтов мела, среднюю- фронт
пластового окисления в кампан-маастрихтском горизонте, крайнюю юго-
восточную – фронты в палеоцен-среднеэоценовом и средне-верхнеэоценовом
горизонтах палеогена .
С первой из указанных полос связаны урановые месторождения
Мынкудук, Инкай, Буденовское, со второй-Жалпак и Шолак-Эспе, с третьей –
Уванас, Моинкум и Канжуган.
Урановое оруденение практически непрерывно развиваетя вдоль
фронтов пластового окисления и выделение отдельных месторождений носит
несколько условный характер. Так, границей месторождений Инкай и Мынкудук
является крутой изгиб непрерывных фронтов с изменением их простирания с
субширотого на меридиональное. Однако наряду с этим месторожления Моинкум и
Канжуган имеют естественное ограничение по разлому с амплитудой
вертикального перемещения до 160 м.
Особенностью месторождений северо-западной рудной полосы
(Мынкудук, Инкай) является развитие оруденения в двух сближенных в плане
горизонтах на нескольких уровнях, с частым образованием единых сложных
залежей мощностью до десятков метров, что даже при невысоких содержаниях
урана обеспечивает высокую продуктивность( десятки килограммов на 1 м
площади залежи). Именно этим показателем определяются запасы месторождений
данной части района.
Вместе с тем рудные тела здесь обычно лишены верхнего, а в случае
залегания на удалении от фундамента и нижнего водоупоров, что создает
определенные трудности для выщелачивания. Кроме того, глубины залегания
рудоносных пластов здесь максимальны и увеличиваются с севера на юг от 150-
380 м на Мынкудуке до 600-650 м на южном фланге Инкая.
Особенностью месторождений юго-восточной полосы является
сложность морфологии рудоносных фронтов, определяемая на западе влиянием
современных инфильтрационных потоков с хр. Каратау.
Здесь нередко наблюдаются также случаи перетока напорных кислородных вод
нижнего горизонта через разрывы промежуточного водоупора в сероцветную
область верхнего горизонта, с формированием своеобразных локальных
кольцевых фронтов пластового окисления и связанных с ними руд.
На месторождении Моинкум, особенно в северной его части, в
разрезе рудоносных горизонтов появляются невыдержанные маломощные прослои и
линзы углей, как правило, несущие повышенные концентрации урана ( до целых
процентов).
Однако выщелачивание урана из таких образований затруднено и их
промышленная ценность сомнительна.
Промежуточная, кампан-маастрихтская, полоса в Шу-Сарысуйском
районе выглядит относительно слаборудоносной вследствие неравномерного
фациального состава отложений, однако ее поисковая изученность остается еще
неполной, развитые здесь месторождения отличаются сравнительно небольшими
запасами, но северо-восточная часть района характеризуется минимальными
глубинами залегания рудоносных горизонтов, которые на месторождении Жалпак
составляют около 100 м.
Подавляющая часть урановых руд Шу-Сарысуйского района
локализуется в практически бескарбонатных высокопроницаемых отложениях.
Коэффициенты фильтрации по рудоносным горизонтам составляют от 2-5 до 15-20
мсут. Из попутных компонентов в рудах месторождений в заметных
концентрациях отмечаются селен и рений. Наиболее высокими содержаниями этих
элементов отличаются месторождения Канжуган и Моинкум, рения –Жалпак и
восточный фланг Мынкудука.
Возраст образования руд оценивается как миоцен-
среднеплиоценовый и плиоцен-четвертичный. При этом основная масса руд
сформировалась в миоцен-среднеплиоценовую эпоху.
1.3 Геологическая характеристика ураноносной провинции
на примере месторождения Мынкудук
Месторождение Мынкудук является одним из крупных, детально
разведанных месторождений района (запасы урана 122 тыс.). Рудные залежи
месторождения локализуются на фронтах пластового окисления, развивающихся в
нижнетуронском, турон-сантонском, а на восточном фланге – частично кампан-
маастрихтском горизонтах верхнего мела.
Оба нижних горизонта представлены последовательно сменяющимися в
разрезе грубо- и средне-мелкозеонистыми песками, а также алеврит
–глинистыми осадками преимущественно сероцветного типа. Кампан-
маастрихтский горизонт имеет тот же состав, но лишь базальные его слои
относятся к сероцветному типу. Основная его часть сложена розовыми и
желтыми породами и оруденения не содержит.
Количество органического углерода в сероцветах колеблется в
пределах 0,04-0,06%, увеличиваясь в базальных слоях кампана-маастрихта до
0,1%. Содержание закисного железа в среднем 0,07%. Содержание урана в
незатронутых окислительным эпигенезом породах 3-3,5 гт. Карбонатность по
содержанию СО2 0,1-0,5 %.
Положение фронтов пластового окисления контролируется
областью развития русловых фаций и фаций низкой поймы, соответствующих
палеоруслу крупной реки субширотного направления.
Нижним региональным водоупором являются красноцветные
аргиллиты, местами известняки карбона-перми, верхним- глинистые отложения
палеогена.
Уровень устанавливается на глубине 60-80 м от поверхности.
Коэффициенты фильтрации по породам рудоносных горизонтов 2-25 мсут.
Средняя водопроводимость: от 10 до 100 мсут.
Гидравлические уклоны от 0,0001 до 0,0002.
Средняя скорость фильтрации вод 0,8-1,3 мгод.
В осевой части инфильтрационного потока воды пресные и солоноватые
(минерализация 1-3 гл), сульфатно-хлоридные, кальциево-магниево-
натриевые.Содержание урана в подземных водах в тыловой части фронтов
окисления не превышает n∙10 гл. В пределах месторождения содержание урана
повышается до (1-3) ∙10 гл. Рудоконтролирующие зоны пластового окисления
всех трех рудоносных горизонтов в тыловой части сливаются, и весь разрез
мела, от палеозойского основания до палеогена, оказывается окисленным.
В головной части единый фронт расщепляется в разрезе на ряд
языков , развивающихся по благоприятным фациальным слоям. В нижнем туроне
выделяется до трех таких уровней, в верхнем туроне-сантоне-до двух, в
кампане-маастрихте- один. В вертикальном разрезе рудные тела имеют форму
сложных роллов с мощной мешковой частью им неразвитыми крыльями. Головная
часть роллов также неровная, с выдающимися вперед апофизами. Роллы смежных
уровней (слоев) иногда сливаются в сложные ступенчатые системы. Мощность
залежи в среднем составляет от 10-15 м, достигая в мешках 30 и даже 40 м.
Ширина залежей колеблется от 100 до 500 м.
В плане залежи имеют вид извилистых лент. Их непрерывная
протяженность меняется от сотен метров до десятков километров и более.
Перерывы в рудоносности главным образом связаны с попаданием фронтов
пластового окисления в участке земноцветных или пестроцветных осадков.
Содержание урана меняется от первых сотых до десятых долей прцента
(в среднем 0.03-0,04 %). В составе руд кампан-маастрихтского горизонта
преобладает тонкодисперсный коффинит.
В рудах остальных горизонтов оксиды и коффинит присутствуют в равном
количестве. Из попутных компонентов в рудах промышленное значение имеет
только реий, извлекаемый вместе сураном.
Содержание рения в среднем близко к 2 гт.
Максимальные содержания (до 60гт) соответствует скоплениям
углистого вещества. Минеральная форма рения не установлена. Предполагается,
он связан с дисульфидами железа. Однако при микроскопических
исследованиях доказано присутствие в рудах прренатов серебра.
Геохимическая зональность в сечении рудных тел обычна для
пластово-инфильтрационных месторождений с выраженной подзоной разрушающихся
руд, где радиоактивное равновесие резко смещено в сторону радия (до 1000
%), а также с передовой подзоной бедных руд со сдвигом равновесия в сторону
урана.
Характерно закономерное увеличение кислородных коэффициентов
оксидов урана от 2.2-2,5 в тыловой части до 3 в передовой части роллов.
Отмечено присутствие в рудах гелеподобных частиц уран-титан-кремниевого
состава. Все эти данные свидетельствуют о продолжающемся в настоящее время
процессе переотложения руд (перекатывания роллов). Вместе с тем возраст
начала формирования руд по изотопным данным и изучению радиационных
дефектов в кварцах оценивается в 1-5 млн. лет.
Благодаря высокой проницаемости рудовмещающих отложений,
наличию регионального нижнего водоупора, высокой продуктивности рудных
залежей, насыщенности фильтрующих горизонтов рудным веществом, небольшой
глубинен залегания (от 150 м на востоке, до 380 на западе) месторождении
Мынкудук чрезвычайно благоприятно для скважинного подземного выщелачивания.
Наряду с этим наличие регионального верхнего водоупора, изолирующего
меловые водоносные горизонты, и относительная минерализация вод, не
представляющих питьевой и хозяйственной ценности, а также пустынная
поверхность создают благоприятные экологические условия для его освоения.
Месторождение отрабатывается с конца 80 годов. В основном
отрабатываются неглубокозалегающие залежи участка Восточный,
располагающиеся над водоупором фундамента. Однако доказана возможность
эффективной отработки и висячих залежей, не имеющих нижнего водоупора.
1.4 Литолого-фациальные особенности рудовмещающих отложений
Шу-Чарысуйской ураноносной провинции
Инфильтрационные (гидрогенные) месторождения урана характеризуются
нарушением радиоактивного равновесия между радием и ураном как в плане, так
и в разрезе, что существенно ограничивает возможности метода ГК для
определения параметров к подсчету и учету запасов. При этом на тапе
разведки для оптимальной организации процесса ПВ необходимо получить полное
представление о литологическом составе пород продуктивного горизонта,
который определяет их фильтрационные свойства. Поэтому предметом детальных
исследований гидрогенных месторождений является не только руда, но и весь
продуктивный горизонт (вмещающие руду осадочные породы), а также водоупоры
(перекрывающие и подстилающие продуктивный горизонт непроницаемые породы).
Необходимую информацию получают по результатам каротажа методами
интегрального гамма-каротажа (ГК), стандартного электрокаротажа методами КС
и ПС с привлечением результатов каротажа методом мгновенных нейтронов
деления (КНД-М). И стоит подумать о привлечении акустического каротажа .
Инфильтрационные месторождения на юге Казахстана (рис.1.1)
формируются подземными водами, где окислительно-восстановительный барьер
– главный фактор, определяющий рудоотложение.
В основе классификации 2 признака:
1. гидрогеологический тип рудообразующих подземных вод:
1) пластово-инфильтрационные (региональные зоны пластового окисления),
образованные пластовыми напорными водами при их латеральном движении;
2) грунтово- инфильтрационные (региональные зоны грунтового окисления),
образованные грунтовыми безнапорными водами при их латеральном движении;
3) ураноугольные, образованные грунтово-пластовыми безнапорными или слабо
напорными водами при их нисходящем и частично- латеральном движении;
4) трещинно-инфильтрационные, образованные трещинными безнапорными водами
при их нисходящем движении;
5) карстово-инфильтрационные, образованные карстовыми безнапорными водами
при их нисходящем движении;
2. характер восстановителей, определяющих восстановление геохимического
барьера.
Формирование того или иного типа подземных вод связано с
геотектонической обстановкой регионов.
Пластовые и напорные воды образуются в условиях отрицательных
структур, активизированных окраин платформ . вблизи границы с орогенами и
во внутренних впадинах орогенов .
В этих же условиях, но в области поднятий формируются трещинные и карстовые
воды.
Рисунок 1.1-Обзорная карта М 1:1800000
Области и эпохи развития месторождения пластового и грунтового
теспов, как правило, не совпадают.
В основных провинциях развития месторождений пластово-
инфильтрационных типов отсутствуют месторождения грунтово-
инфильтрационных месторождений и связаны с теми же эпохами образования.
По типу восстановителей могут быть связаны с различными
типами восстановителей как с сингенетическими, так и с эпигенетическими.
Грунтово-инфильтрационные месторождения характеризуются
исключительно сингенетическим типом восстановителей, а трещинно-карстовые-
инфильтрационные исключительно- эпигенетическим [Бровин,1997].
1.2 Изучение литологического состава и стратиграфического разреза
отложений, диаметров скважин и температурных условий пластов геофизическими
методами
Трудность достижения высокого выхода керна по всему разрезу и
возможность существенного удешевления буровых работ при переходе на бурение
без отбора керна, во всяком случае, по породам, перекрывающим рудоносные
горизонты, являются главными факторами, заставляющими при разведке
инфильтрационных месторождений стремиться максимально использовать
геофизические методы исследования в скважинах.
Для месторождений в рыхлых осадочных толщах литологическое
расчленение разреза и стратиграфическая корреляция толщ могут быть
осуществлены по данным электрокаротажа.
Электрокаротаж начинают с выполнения предварительных опытно-
методических работ. С этой целью еще на стадии поисков создается ряд
опорных скважин, в которых бурение по всему разрезу проводится с отбором
керна. В этих скважинах выполняется комплекс электро-каротажных
исследований с набором потенциал- и градиент-зондов различных размеров и
типов.
В ходе этих исследований выбирают метод каротажа , оптимальный
размер и тип зонда, оценивают условия измерений и составляют
геоэлектрический разрез. Обычно наиболее информативным для расчленения
разреза оказывается метод кажущихся электрических сопротивлений (КС).
В типовом разрезе выделяются реперные пласты и слои, постоянно
присутствующие в разрезе, с выдержанной мощностью и относительно постоянной
величиной кажущегося, электрического сопротивления (ρк).
По керну опорных скважин определяется стратиграфическая привязка таких
реперов. Целесообразно выделение надрудной пачки (часто до 70-90 % всего
разреза) и рудовмещающей пачки относительно небольшой мощности.
Запись величин сопротивления ведут по надрудной пачке в
более мелком масштабе глубин (1:500-1:1000), а по рудовмещающим отложениям
- в более крупном (1:200-1:50). Границы пластов с разными электрическими
свойствами выделяются по известным методикам. Литологическая индентификация
выделяемых слоев осуществляется на основе типового осредненного разреза.
Интерпретация результатов по надрудной пачке выполняется с
выделением только достаточно мощных (более 2 м) и выдержанных пластов и
обычно не вызывает затруднений. При интерпретации результатов по
рудовмещающим отложениям стараются выделять пласты и слои меньшей мощности
(до 0,5м).
При высокой минерализации пластовых вод (более 5 гл)
расчленение разреза по величине электрического сопротивления осложняется и
иногда оказывается вообще невозможным. Необходимо отметить, что величины
сопротивлений несцементированных поисков и относительно плотных алевролитов
часто близки (порядка 10-18 Ом·м).
Для более надежного выделения пород того или иного состава
привлекают результаты каротажа другими методами, в первую очередь гамма-
каротажа и кавернометрии. Глины обычно характеризуются повышенной
радиоактивностью и легко размываются, что фиксируется сужением диаметров
скважин. Алевролиты, наоборот, фиксируются сужением диаметров по сравнению
с песками.
При отсутствии эпигенетических концентраций урана, что имеет
место в надрудной толще, обычно удается добиться удовлетворительного
расчленения разреза по комплексу электро- и гамма-каротажей и
кавернометрии. После отработки методики измерений и интерпретации эта часть
разреза, составляющая большую долю глубины скважин, может перебуриваться
без отбора керне, что удешевляет работы.
Погрешность определения литологических границ по каротажу
оценивается расчетом среднеарифметических ошибок определения положения
границ и мощности реперных слоев (мергели, глины и т.п.) в опорных
скважинах.
Поскольку техническая точность определения границ подошвы и
кровли пласта используемыми зондами неодинакова, такие ошибки
рассчитываются отдельно для кровли и подошвы.
Обычно среднеарифметическая погрешность определения границ не
превышает 0,1-0,2 % глубины скважины, мощности - ±3-8 % ее величины.
В комплексе геофизических исследований в скважинах обычно также
кавернометрия, инклинометрия, а в отдельных скважинах термометрия.
Литологическая характеристика пород
(на примере месторождения Инкай)
Асканзансорская свита разнозернистый песок с гравием плохой сортировки и
окатанности с прослоями средне-мелкозернистых песков и карбонатизированных
глин
Бетпакдалинская свита прослаивание мелкозернистых, разнозернистых с гравием
песков с маломощными прослоями глин
Тасаранско-чеганский горизонт прерывисто-слоистые, реже массивные морские
глины, нижняя часть горизонта запесочена с включением морской фауны
Икано-уюкский горизонт прерывисто-слоистые плотные глины, иногда до
опоковидных глин
Уванасский горизонт хорошо сортированные средне и мелкозернистые пески с
небольшими прослоями глин
Жалпакский горизонт представлен в основном среднезернистыми и
мелкозернистыми песками с прослоями разнозернистых грубозернистых песков и
маломощными линзами глин и алевролитов; верхняя часть горизонта, как
правило, тонко-мелкозернистые пески, алевриты и глины со следами
карбонатизации
Инкудукский горизонт чередование гравийно-галечных отложений,
разнозернистых и грубозернистых песков с мелко-зернистыми песками и
маломощными линзами глин и алевритов
Мынкудукский горизонт переслаивание разнозернистых песков с локальными
прослоями глин и алевритов
Жиделисайская свита алеврит плотный, в верхней части кора выветривания 5-10
метров
2 Геофизические методы исследования скважин и их роль при разведке и
эксплуатации месторождений урана инфильтрационного типа
Уран – один из важнейших энергоносителей. Основной источник урана для
обеспечения растущих потребностей ядерной энергетики – урановые
месторождения. С учетом структурных обстановок проявления уранового
оруденения, геохимических особенностей миграции урана выделяют три
генетические формационные группы месторождений:
· эндогенные (гидротермальные, гидротермально-метасоматические)
месторождения зон разновозрастной тектономагматической активизации,
связанные с гидротермальными процессами (щелочным или кислотным
метасоматозом);
· экзогенные, включающие инфильтрационные месторождения, возникшие в
результате деятельности подземных (грунтовых и пластовых) вод в осадочных
толщах активизированных депрессионных структур земной коры (чехлах
платформ, палеодолинах, орогенных впадинах),
- синдиагенетические (сорбобиогенные) в платформенном чехле;
· сложные (телескопированные) полигенные или полихроннные месторождения,
совмещающие признаки эндогенных и экзогенных процессов и проявленные на
щитах вблизи региональных зон докембрийских структурно-стратиграфических
несогласий (ССН) и в зонах складчато-разрывных дислокаций (СРД), а также в
подвижных поясах – в зонах разломов, рассекающих высокорадиоактивные
граниты и другие породы.
Среди достаточно большого числа урановых месторождений особый
интерес вызывают эпигенетические (инфильтрационные или гидрогенные)
урановые месторождения, локализованные в водоносных горизонтах проницаемых
осадочных пород, которые отрабатываются методом подземного выщелачивания
(ПВ). Применение метода ПВ, кроме экономических факторов, позволяет
существенно улучшить условия труда и уменьшить отрицательное воздействие
процесса добычи на окружающую среду в сравнении с традиционным горным
способом.
Наиболее рентабельны в настоящее время месторождения типа
несогласия, представленные особо крупными и крупными объектами с
ультрабогатыми равновесными рудами, на долю которых приходится 18%
разведанных запасов и которые обеспечивают более 40% мировой добычи урана.
В их числе канадские месторождения Макартур (запасы 200 000 т, среднее
содержание урана в рудах 12%), Сигар Лейк (140 000 т, 11,5% соответственно)
Макклин, Мидуэст и др., австралийские месторождения Кунгарра, Джабилука,
Рейнджер и др. В России подобные объекты пока не выявлены.
Около 25% урана добывается из экзогенных пластово-
инфильтрационные месторождений песчаникового типа, на долю которых
приходится 29% разведанных запасов – в их числе крупнейшие объекты
Казахстана (Инкай, Буденновское, Уванас и др.), эксплуатируемые
месторождения США (штаты Колорадо и Вайоминг), Нигера, Аргентины. На
территории России известны менее крупные месторождения этого типа в
Зауралье (Долматовское и Добровольное) и в Западной Сибири (Малиновское и
Пригородное) и на Витимском плато в Забайкалье.
Жильный и штокверковый тип (порядка 14% производства урана) известен в
России, Китае, Франции; до недавнего времени такие месторождения
разрабатывались в Германии и Чехии. Эндогенные месторождения этого типа в
России расположены в уникальной по рудонасыщенности Тулукуевской кальдере в
Забайкалье (Стрельцовский рудный узел), группой месторождений,
расположенных в структурах Эльконского горста на Алданском щите
(месторождения Дружное, Курунг, Элькон).
Геофизические работы сопровождают все стадии изучения урановых
месторождений, начиная от прогнозных исследований и подготовки площадей к
проведению поисковых работ, до детальной и эксплуатационной разведки, а на
инфильтрационных месторождениях - и для контроля над ходом процесса
подземного выщелачивания (ПВ).
На стадиях поисков и разведки данные каротажа используют для решения
следующих задач:
• исследование геологического разреза и свойств пород
продуктивного горизонта;
• определение параметров рудных по урану интервалов.
На стадии эксплуатации каротаж используется для решения следующих задач:
• учет запасов и контроль над процессом отработки;
• контроль над состоянием природной среды.
Задача геофизической службы заключается в постановке и проведении
оптимального, эффективного комплекса скважинных исследований, который
позволяет получать достоверную информацию о параметрах рудных по урану
интервалов, сведя к минимуму исследования кернового материала.
При исследовании месторождений урана различных генетических типов
применяют следующие основные методы каротажа: гамма каротаж интегральный
(ГК), гамма-каротаж спектрометрический (ГК-С), электрокаротаж методами
кажущегося сопротивления (КС) и собственной поляризации (ПС), каротаж
методом мгновенных нейтронов деления (КНД-М).
Гамма-каротаж в режиме интегрального счета является основным
методом каротажа и его проводят в обязательном порядке на всех скважинах
Геофизические работы сопровождают все стадии изучения урановых
месторождений, начиная от прогнозных исследований и подготовки площадей к
проведению поисковых работ, до детальной и эксплуатационной разведки, а на
инфильтрационных месторождениях - и для контроля над ходом процесса
подземного выщелачивания (ПВ).
На стадиях поисков и разведки данные каротажа используют для решения
следующих задач:
• исследование геологического разреза и свойств пород
продуктивного горизонта;
• определение параметров рудных по урану интервалов.
На стадии эксплуатации каротаж используется для решения следующих задач:
• учет запасов и контроль над процессом отработки;
• контроль над состоянием природной среды.
Задача геофизической службы заключается в постановке и проведении
оптимального, эффективного комплекса скважинных исследований, который
позволяет получать достоверную информацию о параметрах рудных по урану
интервалов, сведя к минимуму исследования кернового материала.
При исследовании месторождений урана различных генетических типов
применяют следующие основные методы каротажа: гамма каротаж интегральный
(ГК), гамма-каротаж спектрометрический (ГК-С), электрокаротаж методами
кажущегося сопротивления (КС) и собственной поляризации (ПС), каротаж
методом мгновенных нейтронов деления
(КНД-М).
Гамма-каротаж в режиме интегрального счета является основным
методом каротажа и его проводят в обязательном порядке на всех скважинах
2.1 Задачи каротажных исследований
На гидротермальных и осадочных урановых месторождениях, где, как правило,
радиоактивное равновесие между радием и ураном не нарушено, основным
методом получения исходных параметров к подсчету запасов урана является
гамма-каротаж в режиме интегрального счета импульсов (ГК). Данные ГК
используют также для оценки технологических параметров руд (контрастность и
обогатимость), для учета запасов и для построения литологического разреза.
В отдельных случаях для литологического расчленения надрудной толщи пород и
уточнения положения рудовмещающего горизонта привлекают гамма-каротаж в
режиме спектрометрии гамма-излучения (ГК-С) и стандартный электрокаротаж
методами КС и ПС.
Инфильтрационные (гидрогенные) месторождения урана
характеризуются нарушением радиоактивного равновесия между радием и ураном
как в плане, так и в разрезе, что существенно ограничивает возможности
метода ГК для определения параметров к подсчету и учету запасов. При этом
на тапе разведки для оптимальной организации процесса ПВ необходимо
получить полное представление о литологическом составе пород продуктивного
горизонта, который определяет их фильтрационные свойства. Поэтому предметом
детальных исследований гидрогенных месторождений является не только руда,
но и весь продуктивный горизонт (вмещающие руду осадочные породы), а также
водоупоры (перекрывающие и подстилающие продуктивный горизонт непроницаемые
породы). Необходимую информацию получают по результатам каротажа методами
интегрального гамма-каротажа (ГК), стандартного электрокаротажа методами КС
и ПС с привлечением результатов каротажа методом мгновенных нейтронов
деления (КНД-М). И стоит подумать о привлечении акустического каротажа .
2.1.1 Этапы работ при подземном выщелачивании
При отработке пластово-инфильтрационных месторождений выделяются
несколько этапов (стадий) работ:
- доразведка и эксплуатационная разведка;
- подготовка участка к эксплуатации;
- эксплуатация участка;
- ликвидация участка.
На каждом из этапов (стадий) работ по отработке месторождений
решается вполне определенный круг ... продолжение
Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.
Похожие работы
Дисциплины
- Информатика
- Банковское дело
- Оценка бизнеса
- Бухгалтерское дело
- Валеология
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Религия
- Общая история
- Журналистика
- Таможенное дело
- История Казахстана
- Финансы
- Законодательство и Право, Криминалистика
- Маркетинг
- Культурология
- Медицина
- Менеджмент
- Нефть, Газ
- Искуство, музыка
- Педагогика
- Психология
- Страхование
- Налоги
- Политология
- Сертификация, стандартизация
- Социология, Демография
- Статистика
- Туризм
- Физика
- Философия
- Химия
- Делопроизводсто
- Экология, Охрана природы, Природопользование
- Экономика
- Литература
- Биология
- Мясо, молочно, вино-водочные продукты
- Земельный кадастр, Недвижимость
- Математика, Геометрия
- Государственное управление
- Архивное дело
- Полиграфия
- Горное дело
- Языковедение, Филология
- Исторические личности
- Автоматизация, Техника
- Экономическая география
- Международные отношения
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности), Защита труда
