Границы применения метода акустического просвечивания

Специфика исследований акустическим просвечиванием (сравнительно небольшие размеры отдельных рудных тел, сложность и изменчивость физико-геологиче­ских условий) потребовала разработки специальной аппаратуры. С помощью этой аппаратуры можно исследовать динамические пара­метры (затухание, спектральные характеристики), использовать при интерпретации по возможности все волновое поле, изучать дифраги­рованные, обменные и рефрагированные волны, использовать более высокие (до 5 кгц) частоты с целью повышения разрешающей способ­ности метода, энергетически обеспечив просвечивание при расстоя­ниях между скважинами до 150 м.

Для успешного внедрения метода акустического просвечивания на рудных объектах необходимо знать упругие свойства рудного тела и вмещающих пород (скорость, плотность, затухание акустиче­ских колебаний). Для этой цели необходимо использовать как лабораторные методы изучения скоростей и затуханий на образцах горных пород, так и из­мерения в естественных условиях на обнажениях, в скважинах и гор­ных выработках. Последние являются более надежными по сравне­нию с измерениями на образцах, так как учитывают влияние на ско­рость таких факторов, как давление, пористость, структурные я текстурные особенности пород.

Наиболее перспективными для метода геоакустического просве­чивания являются следующие группы месторождений:

Эндогенные месторождения

1. Жилы, жилообразные зоны, иногда пластообразные залежи сплошных и вкрапленных руд в ультраосновных и основных породах. Такие формы характерны для руд сульфидного никеля, хромитов, титановых руд, асбеста и др.

2. Пегматитовые жилы, тела неправильной формы, трубы в эндо- и экзокон- тактовых зонах преимущественно биотитовых гранитов. С подобными пегмати­тами часто связаны месторождения бериллия, лития, тантала, ниобия. В занорышах пегматитов встречаются минералы (флюорит, кварц и др.).

3. Гидротермальные тела разнообразных полезных ископаемых в экзо- и элдоконтактах гранитоидных интрузий гипабиссальных и средних глубин, и самих интрузиях, а также во вмещающих их преимущественно осадочных и эффузивных породах. С такими жилами могут быть связаны руды олова, вольфрама, молибдена, меди, полиметаллов и др. В карбонатных вмещающих породах могут образовываться пластообразные тела, трубы, гнезда, с которыми связаны свинцово-цинковые, железорудные, медные, баритовые и другие место­рождения.

Экзогенные и метаморфизованные месторождения

1. Пласты разнообразных полезных ископаемых в осадочных толщах, среди которых наиболее широко распространены каменные и бурые угли, железные руды, бокситы, марганец и многие другие.

2. Пласты, линзы, жилы железных и титановых руд, слюд, графита и других в метаморфических породах докембрия.

Успешное применение метода акустического просвечивания опре­деляется характером контакта рудного тела и вмещающей породы. В зависимости от причин и условий образования рудных тел можно выделить типы контактов: метасоматические, тектониче­ские, стратиграфические.

Первые характерны для рудных тел, обра­зующихся путем замещения (метасоматоза). В этом случае рудные тела имеют неправильную пластообразную, жилообразную, трубча­тую или иную формы, наблюдается постепенный переход от руды к вмещающей породе. Контакты неровные, неясные, извилистые, зоны постепенного перехода от вмещающих пород к богатому рудой телу могут колебаться в широких пределах — от единиц до десятков сантиметров и даже единиц метров.

Для месторождений, образующихся в результате выполнения полостей, характерен второй тип контактов — тектонический. Основ­ными формами рудных тел являются трещинные жилы, тела зон скалывания, штокверки и др. Контакты рудных тел с вмещающими породами выражены более четко, часто определяются визуально по тектониче­скому нарушению или смене пород.

Рудные тела с резкими тектоническими контактами наиболее пер­спективны для обнаружения их методом акустического просвечива­ния. Они дают сравнительно резкую акустическую тень и в резуль­тате четко оконтуриваются. Наблюдаемая волновая картина более простая, чем при метасоматических контактах рудных тел, когда плавное изменение упругих свойств от вмещающих пород к рудному телу приводит к усложнению физической модели среды, проходящие волны выродятся в рефрагированно-проходящие и значительно услож­нится интерпретация результатов. Аналогичное действие будет ока­зывать часто наблюдаемая зональность в строении самого рудного тела, свойственная ряду гидротермальных месторождений и связы­ваемая с несколькими причинами: повторяемостью тектонических разрывов, тектонического раскрывания и внутрирудного метасоматоза, зональностью состава пород, фильтрацией отложения.

Из неметаллических твердых полезных ископаемых перспективными для поиска и разведки методом акустического просвечивания считаются месторождения пьезооптического сырья гидротермального и пегматитового генезиса.