Геологоразведка

Геологоразведка — это комплекс мероприятий, направленных на выявление и подготовку к освоению в промышленном масштабе месторождения полезных ископаемых. Работы помогают изучить распространение рудного тела / залегание продуктивных пластов, состав горных пород и условия их образования.

Цель и задача геологоразведки

Цель геологоразведки — продуктивное и максимально полное использование природных ресурсов на изучаемых территориях. Чтобы получить всестороннюю, объективную информацию о лицензионной площади, применяют нормативную документацию и определяют основные виды работ.

Задача геологоразведки — качественно и полноценно изучить лицензионный участок. На основе полученной информации сформировать:

• банк данных;
• прогнозную карту лицензионного участка с указанием защищенных запасов по требуемой категории.

Проведенные работы прогнозируют перспективу и экономическую целесообразность добычи ископаемых.

В 2001 году были приняты российские стандарты, согласно которым запасы классифицируют на:

• разведанные (уже изученные);
• исследованные (с предварительной оценкой);
• прогнозные (предполагается, что их объема хватит для коммерческой разработки).

Заключение делают, основываясь на данных проведенной геологоразведки.

Как проводят геологоразведку

Учитывая цель, поставленную заказчиком перед геологоразведочной компанией, изучение и поиск запасов полезных ископаемых разделяют на несколько стадий и этапов:

У каждого этапа существуют свои тонкости, которые требуется изучить перед началом геологоразведки.

Региональный

На региональном этапе работу осуществляют в малоизученном районе или при дообследование запасов, которые ранее не вызывали интерес у геологов. На стадии прогнозирования проводят исследования территории:

• географические;
• геологические.

Определяют физическую закономерность формирования ископаемых и районирование. Изучают участки, которые перспективны для проведения детальных геологоразведочных работ.

Геологи собирают, систематизируют и анализируют информацию, полученную в результате проведенных работ:

• геолого-съемочных;
• поисковых;
• гидрологических;
• разведочных;
• топографо-геодезических;
• гидрогеологических.

Специалисты определяют требуемый комплекс и объем предстоящих работ. Собирают и анализируют материалы, которые предшествуют геологоразведке, изучают лицензионные условия использования недр. Затем подготавливают, утверждают и согласовывают проект геологического изучения недр, включающего поиск и оценку месторождения.

Поисково-оценочный

На стадии оценки анализируют территориальное распространение и количественные изменения зон с достаточной концентрацией запасов для их разработки и подсчета. На этом этапе проводят площадную съемку. Например, геофизическую или геологическую.

Разведочный

Разведочный этап — это финальная стадия, на которой подготавливают площадь для проведения промышленных разработок. На поисково-оценочном этапе уже нашли и изучили месторасположение перспективных участков. Поэтому остается произвести разведку месторождений. Для этого выполняют комплекс разведочного бурения.

Исходя из геологических особенностей лицензионной площади, выбирают сеть расположения разведочных скважин, технологию и способы забора проб. Также проводят:

• геологическое сопровождение буровой работы (ведут полевую документацию скважины);
• рекогносцировочные маршруты;
• гидрогеологические исследования в скважине;
• опробование вскрыши и полезной толщи.

Во время проведения работ учитывают финансовые возможности заказчика и доступные методы разведки.

Лабораторно-аналитический

Лабораторные исследования включают:

• химические анализы;
• физико-механические исследования;
• минералого-петрографические испытания;
• радиационно-гигиеническую оценку полезной толщи;
• химический анализ проб воды;
• инженерно-геологическое испытание;
• агрохимическое исследование проб грунта.

По результатам лабораторных исследований создают аналитическую документацию, которая содержит обоснованные технико-экономические данные с подсчетами объема запасов и итогами экономической оценки.

Тип выработки

Для определения месторасположений проводят геологоразведку. Специалисты четко представляют, к какой породе приурочены запасы. Геологи изучают вопросы генезиса и сочетания с другими грунтами, а также статистику по добыче аналогичных полезных ископаемых.

Выработки бывают:

• открытые — это траншея или карьер;
• закрытые — штольни или шахта.

У каждого вида существует своя специфика. Поэтому выработку подбирают, ориентируясь на условия местности, глубину залегания грунта, экономическую целесообразность.

Со всеми тонкостями помогает определиться геологическая разведка, по результатам которой составляют план выполнения последующих изысканий на участке. Специалисты оценивают состояние залежей и грунта, в котором будут создавать выработку. Работы проводят, чтобы обеспечить безопасность котлованов (шахт) и работающего там персонала.

Благодаря геологоразведке заказчик выясняет:

• на какой глубине залегает интересующая порода и ее мощность;
• процентное содержание необходимых материалов;
• экономическую целесообразность добычи.

Создание шахт и котлованов — это дорогостоящий процесс. Прежде чем приступать к работам, удостоверьтесь, что решение выгодно и оправдано.

Геологи тщательно отбирают требуемые образцы, бурят разведочные скважины и анализируют полученные данные. По итогам проделанных работ выдают заключение о составе пород в пределах лицензионной площади, а также об отсутствии или наличии требуемых материалов. Чтобы оценить запасы полезных ископаемых, разрешается проводить геологоразведку на существующей выработке.

Проектирование

Прежде чем приступить к бурению разведочно-эксплуатационных скважин, подготавливают проектную документацию. Составляют ее, основываясь на техническом задании заказчика, которое содержит подходящие способы и технологии исследований, требования к оформлению, а также список организаций, с которыми необходимо согласование.

Содержание проекта:

1. Вводная часть. Содержит данные о территории, на которой планируется располагать скважину, общие характеристики и климатические особенности региона, транспортное расположение. Если есть данные о проведенной ранее геологоразведке на этой местности, указывают ее результаты.
2. Типовые разделы. Содержат список и порядок выполнения инженерно-технологических операций. Разрабатывая конструкцию разведочной скважины, учитывают гидрогеологические, геологические условия, правила и нормы санитарной охраны, и выбирают подходящий метод бурения. Разработку проекта разведочных скважин проводят при регулярном контакте с заказчиком, который, исходя из финансовых возможностей, выбирает из предложенных вариантов конструктивные решения и технику.
3. Экономический раздел. Содержит подробную смету требуемых работ по предварительному исследованию, бурению скважины и исследованию недр. Документация включает необходимые расходы, целесообразность которых подтверждается нормативами и действующими инструкциями.

В проекте производят инженерно-математический анализ. На его основании делают аргументированное заключение, экономически обосновывая геологоразведочные работы.

Что такое разведочные скважины

Разведочную скважину бурят, чтобы:

• обнаружить на участке твердые полезные ископаемые и их количество;

определить рентабельность и экономическую эффективность добычи Геологоразведочную работу проводят перед тем, как приступить к бурению. У разведочной скважины небольшой диаметр труб и простая конструкция, которую выбирают, ориентируясь на ее производительность и предполагаемую глубину.

Геологоразведочные работы с пробным бурением требуются на участках, где раньше не проводили подобные исследования. Мероприятие помогает составлять проект скважины и оценивать объемы твердых ископаемых, которые находятся на местности.

Виды месторождений

Месторождения полезных ископаемых — это природные скопления минеральных веществ в недрах или на поверхности Земли. Бывают коренными, россыпными и нерудными.

Нерудные месторождения

Нерудные месторождения — это твердые негорючие минералы или горные породы, которые применяют в естественном виде или после обработки химическими, механическими или термическими способами.

К нерудным месторождениям относят:

• уголь;
• углеводороды;
• строительные материалы (песок, гальку, песчаник, доломит, щебень, глину, гравий).

Добывают их в Австралии, России, Беларуси, Португалии и Украине.

В процессе геологоразведки специалисты:

• проводят картирование деталей структурно-тектонического строения;
• выделяют амплитуды смещений;
• определяют водоносные горизонты и зоны вертикальной напорной фильтрации;
• производят оконтуривание площадной границы полезных ископаемых;
• определяют и осуществляют картирование кондиционного массива флюсового известняка, мрамора и гранита.

По итогам исследований, устанавливают границы и подсчитывают месторождения полезных ископаемых. Проводят корректировку запасов месторождений флюсового известняка и гранита.

Россыпные месторождения

Россыпные месторождения залегают между рыхлых пород склонов, океанских (речных или прибрежно-морских) отложений. Их разработку осуществляют без взрывной работы. К ним относят:

• золото;
• алмазы;
• тантал-колумбит.

Во время геологоразведки:

• определяют мощность аллювиального отложения;
• производят разделение верхних частей геологических разрезов, выделяя различные слои и горизонты;
• составляют карту поверхности, на которой располагаются коренные породы;
• производят картирование деталей палеорельефа;
• прослеживают продуктивные горизонты и указывают их расположение на карте.

По результатам геологоразведки выдают комплект карт, которые отображают места залегания продуктивных горизонтов, подошвы и кровли различных стратиграфических слоев с указанием их мощности. Также заказчик получает 3D модель геологической среды, проектную рекомендацию по направлению и расположению разработки карьера.

Проводимые работы дают точную информацию, которая помогает приступить к работам по добыче в минимальные сроки, что приводит к быстрой окупаемости проекта.

Коренные месторождения

Коренные месторождения — это скопление минеральных веществ в недрах, которые не подвергались разрушениям и преобразованиям около земной поверхности. Они образуют жильные и пластовые формы. Чаще всего залегают между коренных пород, которые требуют использование взрывной работы при их эксплуатации.

К коренным месторождениям относят:

• золото;
• медь;
• хромитовые руды;
• медно-никелевые руды;
• кимберлиты.

Добывают полезные ископаемые на территории Африки, Ближнего Востока, Европы, Австралии и России.

Во время геологоразведки:

• изучают коренные объекты;
• выявляют элементы структурно-тектонического, геологического строения (данные указывают на карте);
• выявляют зоны минерализации и кварцево-жильных тел;
• определяют места и отмечают на карте метасоматические изменения и рудоконтролирующие разломы;
• указывают пространственные границы рудной зоны;
• проводят неотектоническое и морфометрическое моделирование.

Выполненные работы сокращают и оптимизируют поисково-разведочное бурение и минимизируют сроки геологоразведочной работы.

Инженерная геология

Комплекс инженерно-геологических задач выполняют на участках, которые отведены под строительство. В процессе работы изучают:

• рельеф местности;
• физико-химические особенности грунта;
• степень коррозийной активности подводных вод.

На основе полученных данных определяют оптимальный тип фундамента и его качественный состав. Подбирают подходящие строительные материалы.

Инженерная геология определяет, подходит ли участок для строительства, выдержит ли грунт нагрузку. Работу начинают с изучения технического задания заказчика и архивных документов, в которых указано, какие исследования ранее проводились на территории.

Затем проводят полевые работы:

• изучают рельеф;
• берут пробу подземных вод и грунта;
• проводят лабораторное изучение полученных образцов.

По результатам составляют отчет, детально описывая экологические, гидрологические и геологические условия изученной территории. Затем, для приобретения юридического статуса, техническую документацию отправляют на согласование в государственные организации.

Также специалисты проводят инженерно-геологическое и инженерно-техническое обследования плотин, инженерных узлов и дамб.

В процессе работы:

• выявляют и локализуют места просадки, деформации;
• проводят мониторинг и реконструкцию инженерно-гидрологических сетей;
• определяют локализацию мест горизонтальных фильтраций;
• рассчитывают устойчивость сооружения;
• разрабатывают программу ремонта и реконструкции.

Геологоразведка подходит для проектируемого и действующего карьера. На основе полученных данных выполняют гидрогеологические работы и составляют программы буровой работы по водопонижению.

Виды геологоразведки

Для получения максимально точных результатов, в зависимости от местонахождения участка, применяют различные методы геологоразведки. Чаще всего используют геофизические, геохимические методы и аэрокосмическая съемка.

Геохимические методы

Литогеохимическое исследование направлены на поиск ТПИ, создающие явные геохимические аномалии как в коренных породах, так и в рыхлых отложениях.

Проводимые работы выделяют перспективные места, где находятся залежи. Изучение проходит по методу, основанному на рассеянии элементов полезных ископаемых в зонах гипергенеза. На обширной площади выполняют металлометрическую съемку. Она выявляет повышенное содержание химических элементов, которые образуют ореолы рассеяния в рыхлых покровах.

На обнаруженных участках проводят работу, направленную на обнаружение и вскрытие тел ископаемых в коренных залеганиях. Затем анализируют полученные данные и составляют карты геохимических аномалий.

Аэрокосмические методы

Существует несколько видов аэрокосмической геологоразведки, к которым относят:

1. Ультрафиолетовую съемку. Используют, чтобы обнаружить газ и нефть. Метод основан на способности углеводородов светиться во время облучения ультрафиолетом.
2. Инфракрасную съемку. Определяет тепловое излучение поверхности. Информацию применяют при установлении границы горных пород с разной теплоемкостью, определяющейся различными литологическими исследованиями. Нарушение хорошо читается на снимке в виде темной полосы за счет испарения влаги и охлаждения породы в месте разрыва. Месторождение газа и нефти сопровождают тепловые аномалии в процессе жизнедеятельности бактерий.
3. Радиолокационную съемку. Используют при любых погодных условиях. Метод дает четкое изображение структуры. Способ основан на возможности геоморфологических объектов различно отражать направленный на них радиоимпульс в сантиметровом диапазоне.

Геологические съемки используют для изучения строения верхних частей разрезов пород.

Геофизические методы

Геофизические способы применяют, когда требуется оперативно выполнить исследования на глубину. Для этого используют:

• сейсморазведку;
• электроразведку;
• магниторазведку;
• гравиразведку.

Сейсмический метод часто применяют для обнаружения нефти. Во время работ производят взрыв и изучают закономерность в земной коре распространения упругих волн. По полученным результатам определяют строение недр. Для более глубокого анализа применяют компьютерную интерпретацию полученных данных и 3D-моделирование.

При помощи электроразведки изучают отклонения распределения электрических свойств недр. Связано это с тем, что у различных горных пород разная электропроводность.

Принцип гравиразведки основан на зависимости сил тяжести на поверхности от плотности горной породы. Полезные ископаемые, насыщенные газом или нефтью, обладают меньшей плотностью по сравнению с породами, содержащими воду. Поэтому ищут участки, на которых замечена аномально низкая сила тяжести.

Магниторазведка выявляет аномалию магнитных полей для определения геологической природы

Стоимость геологоразведочных работ

Стоимость геологоразведочных работ зависит от:

• геологического строения лицензионной площади;
• категории сложности участка;
• категории буримости горных пород;
• удаленности участка и имеющейся инфраструктуры;

Поэтому стоимость услуги оговаривают индивидуально с заказчиком на основе комплекса факторов;

Работу должны проводить опытные полевые геологи и геофизики со специальным профильным образованием и практическим полевым опытом. Ошибочная прогнозная оценка запасов ископаемых приведет к значительным финансовым потерям.

Геологоразведка — это единственный способ, предварительно оценивающий запасы полезных ископаемых. При проведении геологоразведки в разных местах понимают, какой участок наиболее перспективный, и где рациональнее добывать твердые полезные ископаемые.