Век XXI обусловлен быстрыми темпами роста различного вида производственной деятельности — мало кто сейчас может представить свое рабочее место без персонального компьютера, свою повседневную жизнь без мобильных и сотовых телефонов и «гаджетов» других порядков, жизнь без автомобиля или кофеварки… Но производство любого технического элемента невозможно без частей его составляющих, которые, в свою очередь, производятся из химических элементов. А для получения последних человек обращается к Земле, к ее самому сокровенному — недрам (рис.1). Всем прекрасно известно, что полезные ископаемые известны человеку и используются им уже с очень давних времен, поэтому заострять на этом внимание не будем. Важно понимать другое, — с каждым мгновением в сфере по поискам, разведки и добычи полезных ископаемых (далее ПИ) накапливается грандиозное количество данных: это и цифровые показатели (данные по горным выработкам: скважины, канавы, траншеи, штольни и т. п.; качественные показатели по ним: среднее содержание и процентный показатель полезного компонента, и многое другое; данные геофизических изучений), а также описательные данные.
Рис.1 Образный путь от поисков и добычи хим.элементов до тех.устройства в быту
Все эти материалы, в большинстве случаев, еще 10 лет назад хранились в аналоговом виде (бумажный формат). Но с развитием компьютерных технологий весь массив имеющейся и новой информации начали переводить в формат цифр. Последовательно пришли к тому, что весь получаемый материал необходимо тщательно систематизировать и хранить определенным образом. И вот уже, сравнительно за короткое время, наука и технологии совершили гигантский скачок в развитии — появилось множество компьютерных программ, упрощающих работу с геологическими данными, позволяющими, после интерпретации отстраивать сложнейшие геологические тела, создавать карты и планы на основе геофизических данных, связывать их в единый массив и анализировать. Стоит отметить немаловажную деталь — в последнее время, человек, работающий с таким программным обеспечением имеет возможность работать уже не с двухмерной (план), а с трехмерной моделью, полученной на основе его работы с геоданными. Этот фактор позволяет в полной мере понимать и осознавать все этапы, через которые прошел объект изучения — образования (зарождения), развития, взаимосвязи с окружающим миром, разрушения (переход в другую форму). Таким образом мы подошли к основной мысли — на данном этапе развития человеческих возможностей геоинформационные системы (ГИС) применяются практически во всех отраслях хозяйства и становятся неотъемлемой частью в горнодобывающей сфере. Внедрение вышеуказанных технологий привело к изменению корпоративного мышления на горнодобывающих предприятиях, их деятельности в целом, и как итог — росту их производительности.
Рассмотрим особенности ГИС технологий на примере золоторудного месторождения «Угахан», что расположено в Ленском золотоносном районе Бодайбинской структурно-формационной зоне Хомолхинского рудного узла.
Месторождение приурочено к ядерной части и крыльям Верхне-Угаханской антиклинали, сложенной породами бужуихтинской и угаханской свит. На юге антиклиналь ограничена Гохтачинско-Угаханской, на севере — Хомолхинской синклиналями. Ось структуры по направлению с СЗ на ЮВ меняет свою ориентировку с северо-западной (Аз. прост. 300°) до субширотной (Аз. прост. 90°), а шарнира — от субгоризонтальной до наклонной (угол 8–10°). За пределами участка в восточном направлении ось антиклинали вновь приобретает СЗ простирание, а шарнир становится субгоризонтальным. Таким образом, в пределах месторождения «Угахан» происходит искривление осевой поверхности и шарнира антиклинали, фиксирующее деформацию складки над поперечным разломом фундамента. Антиклиналь запрокинута на юго-запад, ее осевая поверхность погружается в северных румбах под углом около 30°. В запрокинутом южном крыле породы падают на ССЗ под углом 40–50°, в северо-западном крыле с нормальным залеганием — под углом 15–18°. В целом установлен плавный характер замковой части антиклинали, осложненной мелкой складчатостью и только в отдельных случаях — складками с амплитудой до 5–10 м.
Концентрированные разрывные нарушения в пределах участка установлены только в запрокинутом крыле антиклинали, где они представлены взбросо-надвигом (угол падения около 30°). В северо-западном крыле по изменению углов падения пород (выполаживанию) выявляется продольная флексура, которая фиксирует зону рассланцевания с надвиговыми перемещениями. Характерными элементами ее структурно-вещественного парагенезиса являются тектоническое разлинзование, муллион-структуры, мелкая складчатость и т. п.
Поперечные разрывные деформации на уровне денудационного среза выражены зонами сколовой трещиноватости. Часть трещин залечено кварцевыми прожилками (до 1–3 см), развитыми преимущественно в песчаниках. Прожилки плитообразные, кварц обычно молочно-белый, без видимой рудной минерализации. По-видимому, эти прожилки сформировались при линейной складчатости и фиксируют позднескладчатый этап хрупких деформаций.
Горными выработками и скважинами (Иванов, 2010; Черепанов, 1983) в пределах рудоконтролирующей зоны рассланцевания выделена и прослежена по простиранию минерализованная зона. Она представляет собой часть зоны рассланцевания с более интенсивным проявлением золотоносных процессов мусковитизации, бурошпатизации, сульфидизации и окварцевания. Визуальное ее выделение осуществляется по рыжему цвету пород в зоне окисления (за счет выщелачивания бурого шпата и сульфидов). Конкретные ее границы в пределах зоны рассланцевания проводятся по результатам опробования — в ней появляются повышенные содержания золота более 0,02–0,05 г/т.
В центральной части участка минерализованная зона прослежена 9-ю канавным и скважинными пересечениями. В восточном направлении она выклинивается за канавой 66506. В западном направлении на фланг участка она прослеживается по материалам шлихового опробования и по вторичным ореолам рассеяния до границы участка, близ которой она частично вскрыта канавой 66519.
Мощность минерализованной зоны в центральной части участка составляет 30–60 м., общая прослеженная в пределах участка длина — 3,7 км.
В южной части участка в запрокинутом более крутом крыле антиклинали поверхностными горными выработками аналогичных минерализованных зон не установлено.
По доминирующему расположению рудных тел и геолого-структурной позиции месторождение условно разбито на 3 участка: Юго-восточный, Центральный и Северо-западный. По естественному борту 0,2 г/т выделено 5 рудных залежей, залегающих в нижних горизонтах верхнебужуихтинской и первой пачке нижнебужуихтинской подсвит.
Рудные залежи имеют пластообразную форму, субсогласное с вмещающими породами залегание, полого падают на ССВ под углами 7–30о. Выделяются по результатам пробирного анализа, визуальных отличительных признаков не имеют. Золоторудная минерализация распределена неравномерно, размах содержаний от десятых долей — до 35 г/т. По микроскопическому изучению залежи характеризуются относительно более интенсивной мусковитизацией. Рудные залежи довольно хорошо выдержаны как по простиранию, так и по падению. Объемная масса пород и руд месторождения 2.7 т/м3
На Северо-западном фланге месторождения (БЛ 1–26.5) выделяется две залежи: 1 и 3.
Рудная залежь 1 — (БЛ 1–26.5) локализована во второй пачке верхнебужуихтинской подсвиты (R2+3 bz22). Длина по простиранию со всеми апофизами составляет 3270 м, по падению прослежена на 350 до 560 м, азимут простирания 300°, угол падения 18° на ССВ.Для разреза этой пачки характерно преобладание псаммитовой составляющей — примерно 60 % разреза составляют песчаники полевошпатово-кварцевые с серицит-кальцитовым, кальцит-серицитовым цементом, слабо — или интенсивно углеродистые (редко). Остальная часть разреза сложена алевролитами и углеродистыми филлитами, часто в тонком переслаивании с песчаниками. Минерализация преимущественно пирротиновая, содержание от 1 до 10 %, чаще 3–5 %. Пирит иногда образует в песчаниках тонкую вкрапленность, но чаще — новообразованные кристаллы идиоморфной формы, ориентированные поперек слоистости и сланцеватости пород, с включениями кварца вмещающих пород. Рудная залежь выходит на поверхность в интервале БЛ 9–20, вскрыта с поверхности 8 канавами, на глубину прослежена скважинами колонкового бурения. Залежь относительно хорошо выдержана по простиранию и падению.
Рудная залежь 3 (БЛ 11–26.5)меньшего размера представляет собой несколько тел сложной формы в 50 м над залежью 1.
В пределах Юго-восточного участка (БЛ 34–51) выявлены три рудные залежи: 2, 4 и 5.
Рудная залежь 2 (БЛ 30.5–49.5)— наиболее мощная и выдержанная, выходит на дневную поверхность, азимут простирания 314о, падением на северо-восток под углом 17о. Вскрыта 25 канавами через 50–100 м по простиранию на 1280 м и по сети 100–50х100–50 прослежена скважинами колонкового бурения до глубины 825 м. Мощность залежи от первых метров до 24,0 м, содержания золота — от десятых до 26,6 г/т. Минерализация локализована в верхах первой пачки верхнебужуихтинской подсвиты (R2+3bz21), которая представляет собой существенно сланцевую толщу с частыми прослоями метапесчаников и метаалевролитов различной мощности. Сланцы (филлиты) — углеродсодержащие серицит-кварцевые, кварц-серицитовые. Метапесчаники кварц-полевошпатовые, от слабо до интенсивно углеродистых, разнозернистые, часто до алевритистых, с микропрослоями филлитов, известковистые, с микрофитолитами. Филлиты углеродистые с прослоями менее углеродистых разностей, иногда содержащие значительное количество микрофитолитов. Минерализация представлена пирротином вкрапленно-прожилково-линзовидного типа, содержание от первых — до 10 %. Пирит имеет резко подчиненное значение, развит, как правило, в виде монокристаллов (вторичный) или катаклазированных, брекчированных обломков в пирротиновой массе. Встречены единичные зерна халькопирита и золота. Золотинки имеют пластинчатое строение, расположены по удлинению вдоль слоистости песчаника, в цементе. Отдельные пластинки между собой спаяны. Выделения сильно исштрихованы, отдельные золотинки не отполированы. Размеры 0,03–0,25х0,02–0,09 мм. Форма выделений неправильная ксеноморфная, подчиняющаяся очертаниям выполняющих цемент минералов.
Рудная залежь 4 (БЛ 37.5–49.5) залегает на 40–50 м ниже рудной залежи 3 в нижней части той же пачки (R2+3bz21), не имеет выходов на дневную поверхность. Угол падения залежи 17о, протяженность по простиранию 1257 м. Вмещающие породы в целом аналогичны описанным выше, но отличаются пониженным содержанием пирротина (не более 3 %) и наличием в углеродистых филлитах в значительных количествах карбонатов (анкерит, доломит, кальцит). Рудная залежь имеет прерывистое строение и сложную конфигурацию.
Рудная залежь 5— располагается примерно в 50 м ниже рудной залежи 4, между БЛ 42,5 и БЛ 49,5, локализована в верхних горизонтах нижнебужуихтинской подсвиты (R2+3 bz13). Здесь содержание анкерита в хлорит-мусковит-анкеритовых сланцах достигает 40 %, пирротина около 5 %. Залегает субсогласно двум ранее описанным рудным залежам. Длина по простиранию 700 м. Встречены также сланцы с доломитом. Глубина залегания от поверхности — около 200 м.
Необходимо сказать, что данный участок недр и его золотоносность известны с давних времен. За этот период было проведено большое количество различного рода изысканий, пройдено множество горных выработок, отобрано образцов и сделано химических анализов. Однако, вплоть до начало первого этапа работ (проект ГРР) на данном месторождении, не существовало единого геоинформационного пространства. С учетом изменяющихся мировых тенденций в горнодобывающую практику вводятся компьютерные технологии для улучшения качества его отработки, максимального коэффициента эффективности выемки полезного компонента и минимальных его потерь. На месторождении «Угахан», также было принято решение организовать и внедрить такую технологическую цепочку — систему автоматизированного управления данными, состоящую из нескольких единиц программного обеспечения. На одной из них, а точнее геософте Leapfrog,продукта компанииARANZGeoLimited, остановимся более подробнее и рассмотрим каким образом работает данная 3D программа и помогает в освоении недр данного участка.
Любая работа, связанная с большим количеством информации, начинается с организации и упорядочивания всей этой самой информации в единый каталог — это первый и, пожалуй, основной этап — создание общей базы данных. Структуру и организацию данных в ней устанавливают исходя из опыта работы и целей дальнейшей работы (рис.2–4). Необходимо сказать, что структура хранения данных была определена следующая — один документ Excel заключает в себе сведения о скважинах колонкового бурения, горных выработках другого порядка стадии разведки месторождения, а также скважин опережающей эксплуатационной разведки. Получаем три взаимосвязанные таблицы скважин (collar), инклинометрии (survey) и средних содержаний по ним (assay). Для полноты информации можно указывать дополнительные характеристики: как пример это может быть дата занесения информации по скважинам, дата бурения и отбора проб, реестр проб, тип бурения, автор занесенной информации и т. п.
Аналогичную базу данных создаем для скважин эксплуатационного бурения. Исключение составляет лишь таблица инклинометрии — ее отсутствие говорит о том, что скважины бурятся вертикально. Единственное, что необходимо учесть — правильность и однообразность пополнения данных — если начинаем с «9_11_1», то и продолжаем пополнять базу так же — «99_51_1», используя единый набор символов и язык ввода данных.
После того, как база данных по горным выработкам готова и проверена, можно приступать к следующему этапу работ — подгрузке ее в программное обеспечение (Leapfrog). Стоит учесть небольшую поправку — программа работает с таблицами, переведенными в формат «csv». Сделать это достаточно просто (рис.4).
После того, как таблица с данными загружена и работает исправно — можно получить первое представление о расположении скважин и других горных выработок в пространстве, о том, как распределены с них содержания полезного компонента, увидеть взаимосвязь содержаний и геологической ситуации, какие-то характерные особенности локальных участков исследуемой площади, заметить элементы, которые неуловимы с планового взгляда.
Рис. 2. БД скв. Колонкового бурения
Рис. 3. БД инклинометрии скв. Колонкового бурения
Далее, Leapfrog позволяет нам отстраивать рудные тела согласно тем параметрам, которые оператор задаст, т. е. мы можем выбрать бортовое содержание золота 0.4 г/т и получим модель рудного тела определенной конфигурации (рис.6). Есть возможность отстраивать рудные тела по селективному выбору с/с металла, т. е. делать фильтры например, >0.2 г/т; 0.2–0.4 г/т; 0.4–1.0 г/т и <1.0 г/т. В этом варианте мы получим более ясное представление о распределении полезного компонента в недрах нашего участка, проясниться картина и с вариантами отработки будущего карьера (рис.7).
Рис. 4. Сохранение таблицы в формат csv
Если Вам понадобилось провести какие-либо манипуляции с данными таблиц, то все это можно сделать в программе (рис.5).
Рис. 5. Работа с таблицами в программном обеспечении Leapfrog
Рис. 6. Вид скважин колонкового бурения и рудного тела по бортовому содержанию 0.4 г/т
Рис. 7. Вид скважин колонкового бурения и селективных рудных тел
Следующим этапом является создание базы данных эксплуатационного бурения, ее систематическое пополнение и непосредственное обновление в программе Leapfrog.
При подгрузке данных по шламовому бурению сопровождающей разведки оператор данного программного обеспечения также может создавать рудные тела (каркасы) только уже для определенных локальных участков площади — эксплуатационные буровзрывные блока (рис.8,8а).
Рис. 8. Вариант построения эксплуатационного блока (руда — красная; вскрыша — синяя)
Все манипуляции (а их множество), описанные выше, для общего рудного тела можно проводить и для блока БВР. Так, мы можем отделять не только минерализованную зону от пустой породы, но и селективно разграничивать рудную массу в блоке по нужным нам средним содержаниям полезного компонента (рис.9–11).
Рис. 8а. Расположение ЭБ на общем фоне рудного тела м-я (вид с востока на запад)
Рис. 9. Пример селективной разбивки рудной массы в нескольких ЭБ на разных горизонтах (ближний +1145, дальний +1140)
Рис. 10. Вид селективно разбитого эксплуатационного блока
Рис. 11. Вид предыдущего ЭБ в разрезе
И то, что было описано выше, далеко не весь список возможностей данного продукта программного обеспечения.
Таким образом, можно сказать следующее: в наш технологичный век, набирающий обороты в развитии и широком применении компьютерных программ, необходимо вести скрупулезную работу с получаемыми геоданными, максимально точно систематизировать их и применять высококачественные программные продукты для их обработки и интерпретации.
Одним из таких продуктов является программа LeapfrogGEO компании ARANZGeoLimited, который позволяет проводить широкий спектр манипуляций с имеющимися и оперативно поступающими данными. Точность построений и быстрота, а также простота в обращении делает ее неотъемлемой частью работы современного горнодобывающего предприятия. Также, данный продукт, будет интересен и полезен компаниям, занимающимся геологоразведочными работами.
