25 Октября 2020, Воскресенье19:13 МСК
Курсы на 25.10.2020
76,13 -0,64
Au 1 905 -0,13%
Ag 24,68 -0,49%
90,33 -0,22
Pt 908,80 +2,76%
Pd 2 403 +0,37%

Комплексные исследования для снижения геологического риска при выборе площадей и на ранних стадиях их изучения

За время действия «заявительного принципа» на получение лицензий на недропользование, на начало 2019 г., принято решений о предоставлении права пользования недрами — 2069, выдано 1935 лицензий, в том числе в 2018 году — 749. Т.е., на данный момент 2069 площадей либо уже должны были бы начать исследоваться, либо начнут изучаться в ближайшее время. Зачастую ожидания владельцев не соответствуют истинному ресурсному потенциалу участков, и многие делают одни и те же ошибки в выборе стратегии инвестирования и их освоения.

Д.Д. Агапитов — к.г.-м.н., ООО «ИГТ-сервис» 
А.Ф. Читалин — к.г.-м.н., ООО «Институт геотехнологий» 
Д.В. Добрынин — ООО «ИГТ-Скай Групп»


Введение 

Одним из наиболее эффективных методов получения достоверной геологической оценки выбранного объекта является комплекс работ, который формирует понимание геологической обстановки на начальных этапах поисково-оценочных работ. 

Комплекс включает в себя несколько видов исследований, проведение которых снижает геологический риск: спектральный анализ космоснимков, получение детального ортофотоплана (в том числе с LIDAR) с использованием БПЛА, сбор, компиляция и анализ всех имеющихся геолого-геофизических исторических данных и поисковые ревизионно-поисковые маршруты с элементами геохимической съёмки для заверки основных выделенных аномалий. На этих данных строятся первые слои ГИС-проекта, на базе которого можно либо отбраковывать участок, либо оптимизировать дальнейшие инвестиции за счёт фокусировки работы на основных выявленных аномалиях. Относительно невысокая стоимость этого метода даёт значительный экономический эффект на последующих этапах работ. 

Методика комплексных исследований для снижения геологического риска 

При изучении объектов геологоразведочных работ мы уделяем особое внимание (и акцентируем внимание наших заказчиков) не только на проблемах, касающихся методик поиска, разведки и конечного результата в виде цифр запасов, экономической оценки проекта, геотехнических особенностей отработки месторождения, но и на сопутствующих работах, которыми должно сопровождаться геологическое изучение на всех этапах освоения объектов. Это геохимия, геофизика, минералогия, геолого-структурные, дистанционные исследования и т.д.

Мы ориентированы на то, что затраты на все виды прикладных сопутствующих исследований (которые, к сожалению, часто выполняются формально, «своими силами» — часто без привлечения специалистов) будут эффективны и дадут недропользователю дополнительные возможности для прогнозирования и поиска новых объектов разведки и отработки, и в итоге сформируют дополнительную ценность актива.

Основной вопрос любого инвестора — эффективность выполненных капиталовложений. Основываясь на решении этой цели, мы предлагаем к рассмотрению комплекс последовательных работ, которые помогут существенно снизить геологический риск на ранних и начальных стадиях работ на геолого-поисковых и разведочных проектах.

Нельзя сказать, что мы используем какие-то до сей поры неизвестные приемы и технологии. Базовые виды работ на разных стадиях геологического изучения объекта определяются методическими документами, разработанными еще в советский период развития отечественной геологии, и принципиально не изменились. Этапность и последовательное накопление и анализ геологической информации были обязательной практикой советских и российских геологов. 

В настоящее время специалисты располагают новыми инструментальными возможностями и методами обработки и анализа получаемых данных. Накоплен опыт применения и комплексирования современных методов. В течение ряда лет мы изучали опыт австралийских и канадских коллег и тестировали свои технологические возможности. Основа опробованного на ряде проектов подхода — это уже собственная методология, современные технологические решения, и главное, опыт специалистов, как кураторов проектов, так и узкоспециализированных, привлекаемых для решения сложных задач на каждом этапе этого комплекса работ. 

Работая с юниорными и горнодобывающими компаниями, мы убедились, что зачастую ожидания их владельцев не соответствуют истинному ресурсному потенциалу участков. Многие недропользователи делают одни и те же ошибки в последовательности выполняемых работ, выборе стратегии инвестирования в геологоразведку и определении дальнейших возможных сценариев развития проектов. Поэтому важнейшей задачей является максимально возможная корректная оценка ресурсного потенциала и первоочередных направлений на поиск и разведку объектов на площади работы.

Одним из наиболее эффективных методов получения достоверной геологической оценки выбранного объекта является комплекс работ, который формирует понимание геологической обстановки на начальных этапах поисково-оценочных работ. Комплекс включает в себя несколько видов исследований, проведение которых снижают геологический и соответственно последующий экономический риски: анализ материалов мультиспектральной спутниковой съемки, получение детального ортофотоплана (в том числе с LiDAR) с использованием БПЛА и геологическое дешифрирование, сбор, компиляция и анализ всех имеющихся фондовых геологогеофизических исторических данных, диссертационных и опубликованных материалов научных исследований. Завершающий этап работы — ревизионно-поисковые маршруты, сопровождаемые опробованием и структурными исследованиями для заверки и понимания геологической природы выявленных аномалий и линеаментов (рис. 1).

Пример дешифрирования космоснимков и выделения объектов для полевой заверки в алмазоносном районе Экваториальной Африки.

Рис. 1.  Пример дешифрирования космоснимков и выделения объектов для полевой заверки в алмазоносном районе Экваториальной Африки.

Cверху — исходная мозаика космических снимков и результаты предварительного дешифрирования основных рудоконтролирующих структур.

Cнизу — сеть предварительных точек полевого опробования, типизированная по условиям залегания и удобству обследования (логистики). 

На основании данной информации полевые группы планируют маршрутные обследования в процессе проведения поисковых работ

Пример дешифрирования космоснимков и выделения объектов для полевой заверки в алмазоносном районе Экваториальной Африки.

На основании этих данных строятся первые слои многослойного ГИСпроекта, на базе которого материалы анализируются, участки и аномалии оцениваются и ранжируются по различным критериям. В результате можно либо отбраковывать участок, либо сфокусировать работы на перспективных участках и оптимизировать дальнейшие инвестиции. Относительно невысокая стоимость этого метода даёт значительный экономический эффект на последующих этапах работ.

Как получить возможно полную картину строения участка? Есть хорошее выражение «not see the forest for the trees» — «из-за деревьев леса не видно» — не видеть полной картины целого из-за чрезмерного внимания к деталям. Но игнорирование деталей при проведении поисковых работ упрощает и огрубляет общую картину, и повышает геологический риск. Выходом является так называемое последовательное или иерархическое масштабирование (upscaling), когда разнородная информация интегрируется по уровням ее детальности, начиная от обзорных геологических, геофизических и геохимических карт (рис. 2 и 3), космоснимков, ортофотопланов и заканчивая результатами инструментально-аналитического изучения полевых данных. После иерархического упорядочивания информация слоями комплексируется в единый ГИС-проект, на котором строится первичная геологическая модель и разрабатывается дальнейшая стратегия изучения участка. 

3D представление современного ландшафта в районе предполагающихся разведочных работ в сопоставлении с информацией Государственной геологической карты
Рис. 2.  Пример 3D представления современного ландшафта в районе предполагающихся разведочных работ в сопоставлении с информацией Государственной геологической карты

Этапы работы 

Анализ материалов  мультиспектральной  спутниковой съемки 
Одной из первых задач при подготовке геологической модели является получение максимально детальной информации о топоповерхности и пространственных региональных и локальных геолого-структурных особенностях участка. Эти параметры являются базовыми. Для этих целей используются космические снимки, фото- и видеосъёмка с БПЛА, воздушное лазерное сканирование (LiDAR).

3D представление информации Государственной геологической карты, спроецированной на поверхность современного рельефа
Рис. 3.  Пример 3D представления информации Государственной геологической карты, спроецированной на поверхность современного рельефа

Какие существуют предпосылки:   

  • необходимость понимания распространения потенциально перспективных площадей в пределах лицензий;   
  • низкая обеспеченность участков исторической фондовой информацией;   
  • необходимость принятия решений при инвестициях в поисковые работы на площадях, мало обеспеченных информацией.

Что дает анализ имеющейся фондовой дистанционной информации? 

  • использование прямых спектральных признаков позволяет интерпретировать на их основе закономерности развития рыхлых отложений, типизировать по принадлежности к тому или иному типу пород на геологически открытых территориях, проводить анализ трансформации перемещения материала экзогенными процессами, оценивать водный и мерзлотный режимы приповерхностных горизонтов рыхлых (дисперсных) четвертичных отложений.  
  • использование косвенных признаков в совокупности с данными о структурах, проявляющихся в строении современных ландшафтов дает более богатую информацию для формирования критики и развития рабочих гипотез — основы проекта поисковых и разведочных работ.

Цель проводимых работ при анализе материалов мультиспектральной спутниковой съемки:   

  • экстраполяция данных полевых работ «исторических» сезонов на всю территорию лицензии;  
  • получение информации о экзогенных процессах как факторах перераспределения продуктов выветривания зон оруденения, выходящих на поверхность;  
  • интерполяция полевых и морфометрических данных для формирования представления о структурном плане строения участка и его детализации;  
  • характеристика условий (грунтовых, геоморфологических) на площадях планируемых работ по опробованию (проходка траншей, закладка шурфов, буровые работы) для оптимизации сети их проведения.

На предварительном, камеральном этапе производится подбор наиболее информативных данных спутникового зондирования, с учетом сезона съемки, используемых спектральных диапазонов и подходов их комбинирования при цветосинтезе. Информативность данных спутниковых съемок оценивается не только исходя из прямых признаков горных пород, состава, близкого к распространенным на участке работ, но и с привлечением косвенных признаков. Работа по интерпретации данных дистанционного зондирования строится на иерархическом принципе. Последний, основанный на закономерностях пространственной генерализации дистанционных данных различного пространственного разрешения, предполагает их комплексирование в процессе комплексной интерпретации геолого-геофизической информации. Используются материалы съемок спутниковых систем Landsat-8 (пространственное разрешение 30 м), Sentinel-2 (пространственное разрешение 10 м). Сенсоры этих спутниковых систем охватывают всю видимую зону спектра и дополняются информацией из ближних инфракрасных и коротковолновых инфракрасных спектральных диапазонов. После проведения аэрофотографического обследования территории участка с помощью БПЛА спутниковая мультиспектральная информация дополняется сверхвысокодетальными данными, полученными в видимом диапазоне спектра электромагнитных колебаний. 

По результатам этапа цифрового и экспертного дешифрирования материалов дистанционного зондирования выполняются следующие работы: составляются карты проявления на дневной поверхности признаков современной и палеотектоники, признаков литологических контактов пород, слагающих изучаемый участок горного массива, признаков выхода на поверхность рыхлых грунтов смешанного гранулометрического состава и выявление участков зон реликтового элювия (древних кор выветривания) и продуктов их позднейшего перераспределения по аккумулятивным формам современного рельефа. Карта пространственной локализации зон реликтового элювия может дать дополнительную информацию по интерпретации данных геохимического опробования и дополнить уже сформированные в процессе предшествующих изысканий представления об ореолах вторичного рассеяния. Карты распределения моренного и склонового (делювиального и делювиально-пролювиального) материала используются для планирования их опробования сетью шурфов и канав. Составляется карта-гипотеза пространственной структуры оруденения гидротермального типа, проявления вероятностных признаков которого читаются на дневной поверхности по материалам спутниковых съемок.

Итогом работ этого этапа обычно являются:  

  • атлас цифровых эталонов признаков проявления современной и реликтовой тектоники на материалах мультиспектральной спутниковой съемки и на материалах съемок с БПЛА. Дистанционная информация в атласе обязательно заверяется и дополняется цифровыми фотоснимками, полученными на финальном этапе — в процессе полевых рекогносцировочных и заверочных маршрутов;  
  • готовится серия карт проявлений ландшафтных (спектральных и структурных) признаков оруденения, с оценкой степени их достоверности;  
  • серия карт проявлений ландшафтных (спектральных и структурных) признаков вторичных ореолов рассеяния, обрамляющих выявленные  и заверенные зоны оруденения, на основе анализа рисунка современных и реликтовых экзогенных процессов;  
  • серия карт связей проявлений оруденения и вторичных ореолов рассеяния, заверенных полевыми и лабораторными методами, с тектоническими нарушениями, литологическими и стратиграфическими контактами, проявляющимися на дневной поверхности;  
  • серия карт структуры моренных, склоновых и аллювиальных отложений, как дополнительного поискового признака, для планирования их последующего опробования сетью шурфов и канав.

Высокоточная аэрофотосъемка и подготовка ортофотоплана 
Следующий этап — это подготовка ортофотоплана. Наложенный на точную геодезическую основу, он даёт возможность с максимальной достоверностью воссоздать земную поверхность. В настоящее время эти работы проводятся многими компаниями с разной степенью детализации, технических возможностей и программного обеспечения для постобработки. Исходя из необходимости покрытия значительных площадей 50 и более км2 мы используем беспилотное воздушное судно самолетного типа, имеющее повышенные запас хода и курсовую устойчивость на длинных галсах. Геодезическая привязка с сантиметровой точностью осуществляется за счёт использования ГНСС приемника на борту ПБЛА. При взаимодействии с бортового ГНСС приемника с базовыми станциями, установленными на пунктах Государственной геодезической сети, обеспечивается высокоточное получение координат центров каждого цифрового кадра. Контроль точности выполняет по установленным на местности контрольным опознавательным маркерам.

Результатом работы этого этапа являются: цифровые аэрофотоматериалы, сформированный на их основе ортофотоплан участка с показателями пространственного разрешения не ниже 5 см на пиксель, вынесенные на него результаты топографического и тематического дешифрирования данных съемки с БПЛА. 

Пространственные данные подобной детальности можно использовать как при последующем геологическом моделировании, так и при проектировании и сооружении подъездных дорог и любых инженерных сооружений на участке. Кроме того, эти карты можно использовать при оценке экологической нарушенности и степени техногенного воздействия на участок предшественниками до начала работ владельцем лицензии.

Последовательность получения и обработки информации об удалённых и труднодоступных объектах в Бурятии
Рис. 4, А.  Последовательность получения и обработки информации об удалённых и труднодоступных объектах в Бурятии (А, Б, В, Г). А — трехмерная модель рельефа района работ, составленная по материалам съемок с БПЛА

Для повышения точности картины поверхности для геологических целей возможно проведение воздушного лазерного сканирования (LiDAR). На сегодняшний день, кроме лазерного сканирования, ни один другой метод дистанционного зондирования не позволяет получать одновременно и видимую поверхность исследуемого участка, и истинную поверхность рельефа. В сочетании с аэрофотосъемкой в видимом или инфракрасном диапазоне воздушное лазерное сканирование создаёт новые возможности получения максимально объективной информации о состоянии поверхности территории работы. 

Мозаика аэрофотоснимков, спроецированная на трехмерную модель рельефа
Рис. 4, Б.  Мозаика аэрофотоснимков, спроецированная на трехмерную модель рельефа

Одной из трудоёмких и соответственно капиталоёмких видов полевых геологических исследований является поверхностное геологическое картирование местности с густой растительностью. Специалисты, работавшие в таёжных и тундровых условиях, представляют сложность и затратность этих исследований. Кроме того, один из важных аспектов — это время. Скорость проведения этих работ позволяет кратно сократить этот период. 

 Перспективный аэрофотоснимок труднодоступного участка коренных выходов с потенциальными зонами рудной минерализации
Рис. 4, В.  Перспективный аэрофотоснимок труднодоступного участка коренных выходов с потенциальными зонами рудной минерализации

Воздушное лазерное сканирование (LiDAR) в текущий момент представляет собой эффективный инструмент для выявления различных поверхностных отложений и форм рельефов в разрезе разнообразного ландшафта, позволяет выявить геоморфологические и структурные особенности поверхности, невзирая на любые виды растительности. Технология получения и обработки информации об удалённых и труднодоступных объектах с помощью активных оптических систем, использую щих явления отражения света и его рассеивания в прозрачных и полупрозрачных средах, позволяет получать снимки земной поверхности с разрешением в десять раз выше, чем обычное (рис. 4, А, Б, В и Г).

 Элювий потенциально рудоносной зоны, подчеркнутый примесью окислов железа (детальный снимок с БПЛА)
Рис. 4, Г.  Элювий потенциально рудоносной зоны, подчеркнутый примесью окислов железа (детальный снимок с БПЛА)

Полевое дешифрирование и геологическое изучение аномалий и линеаментов 
Методами полевого дешифрирования космоснимков, совместно с интерпретацией детальной информации, получаемой с БПЛА, и в маршрутах геологами проводится заверка выделенных на космоснимках и аэрофотоснимках аномалий и линеаментов, которые представляют поисковый интерес и важны для оценки экзогенных процессов и природных рисков, влияющих на проведение ГРР и работу будущего горно-добывающего предприятия. Также уточняется и детализируется созданная картографическая основа. Геологические маршруты должны пересекать перспективные геологические структуры, геохимические и геофизические аномалии, требующие оценки их ресурсного потенциала и поисковых перспектив.

 Полевая интерпретация и заверка выделенных при дешифрировании космо- и аэрофотоснимков потенциальных рудоносных структур в Бурятии
Рис. 5, А.  Полевая интерпретация и заверка выделенных при дешифрировании космо- и аэрофотоснимков потенциальных рудоносных структур в Бурятии (А, Б, В, Г).  А — участок проведения поисковых работ в процессе полевого обследования на отдешифрированном космофотоплане

 Участок проведения поисковых работ в процессе полевого обследования на перспективном снимке с БПЛА, полученном в процессе полевой рекогносцировки
Рис. 5, Б.  Участок проведения поисковых работ в процессе полевого обследования на перспективном снимке с БПЛА, полученном в процессе полевой рекогносцировки

Для оценки выбранных на камеральном этапе обработки и анализа информации перспективных участков и готовится полевая программа проведения ревизионно-поисковых маршрутов. Их цель — заверка участков рудной минерализации; картирование зон метасоматоза и прожилкования, выяснение природы магнитных аномалий и аномалий ВП, и сопротивления, отбор представительных штуфных проб и образцов для минералогических исследований. Целью сопутствующих структурных исследований является выявление рудоносных структурных парагенезов и определение кинематики рудоконтролирующих разломов для создания геолого-структурной модели (рис. 5, А, Б, В и Г).

 Полевое обследование участка потенциального рудопроявления
Рис. 5, В.  Полевое обследование участка потенциального рудопроявления

Полевое обследование участка потенциального рудопроявления
Рис. 5, Г.  Полевое обследование участка потенциального рудопроявления

ГИС проект

Отдельно следует сказать о ГИС-проектах, которые должны создаваться с началом работ на участке, развиваться и актуализироваться по мере их выполнения. Опыт показывает, что геологическая служба компаний-недропользователей не всегда имеет возможность своевременно развивать ГИС-проект, что с наращиванием информационного массива делает его использование малоэффективным. 

Создав и постоянно наполняя новыми данными ГИС-проекты за 10 лет работ на Чукотке, мы обеспечили прозрачность, управляемость и итоговую эффективность проведения геологоразведочных работ (сейчас один из наших бывших проектов вошёл в федеральную программу развития Дальнего Востока). Похожую схему организации геолого-поисковых и разведочных работ мы в 2016 г. предложили крупной отечественной горнодобывающей компании и достаточно успешно вместе реализовали её в одном из регионов ДВ. Эффективность предложенной схемы работы была подтверждена приростом за один сезон около 40–45 % запасов золота на крупном месторождении со сложным геологическим строением.

Существуют ГИС-проекты (двухмерные 2D) и ГГИС-проекты (трехмерные 3D). Системы ГИС (ArcGIS) и ГГИС (Micromine, Datamine, Leapfrog и т.д.) решают разные задачи. При решении задач мы работаем в обеих системах. 

ГИС-проект целесообразно начинать создавать и вести на стадиях регионального и локального изучения объекта, поисков, оценки и начальной разведки участков. Это позволяет структурировать и стандартизировать большой объем векторных и растровых данных. Цель ГИС-проекта — максимальный учет всей имеющейся геологической и другой информации для интерпретации. Это позволяет значительно оптимизировать затраты на последующие полевые работы. 
ГГИС-проект целесообразно составлять на стадиях разведки и эксплоразведки, когда уже есть объект. Позволяет работать с геологическими и ресурсными моделями. Цель ГГИС-проекта — геологическое моделирование, оценка ресурсов, оптимизация горных работ и т.д. в пределах уже локализованных ресурсов (то есть на уровне «месторождения»).

Если компания заинтересована в выявлении новых месторождений в пределах имеющихся или планируемых лицензионных участков на основании совокупных данных по работам, проведённым предшественниками, то ГИС-проект может существенно оптимизировать работу геологов. Также унифицированные ГИС-проекты позволят быстро войти в курс дела и сэкономить время специалистам со стороны (например, при рассмотрении объекта потенциальными покупателями или со-инвесторами). Это наиболее современный подход с работой с базами данных. Послойная информация при интерпретации и переинтерпретации данных поможет локализовать новые объекты. 

Участок потенциального рудопроявления

Для примера приводим полный перечень работ по созданию ГИС-проекта:  

  • анализ всей имеющейся  информации;  
  • привязка растровой картографической информации (или перепривязка в единую систему координат);  
  • оцифровка наиболее важной геологической информации в электронном виде:   
  • выявленные месторождения, рудопроявление, пункты минерализации;   
  • литогеохимические аномалии и потоки рассеяния;   
  • геофизические аномалии;  
  • геологическая карта;  
  • карты интерпретации спектральной космосъёмки;  
  • структурно-тектонические особенности — минерализованные структурные тренды, разломы, предполагаемые структурные ловушки — дуплексы узлы пересечения разломов т.д.;  
  • разработка унифицированной системы хранения данных;  
  • создание базы данных;  
  • перевод всех данных в единую унифицированную систему;  
  • оформление ГИС-проектов по выбранному стандарту.

Выводы 

Объединяя разнородную информацию методами ГИС-технологий, используя результаты дешифрирования данных дистанционного зондирования для равномерного информационного насыщения всей территории отрабатываемой площади (или участка), а также проведя обязательную оперативную полевую заверку перспективных участков, мы добиваемся наилучшего понимания геологической ситуации, определяем структурно-геологическую позицию минерализации. Это позволяет выделить наиболее перспективные участки для дальнейших поисков и оценки и определить наиболее рациональный комплекс поисковых методов, включающий горно-буровые работы. Последующий экономический эффект от реализации этой методики позволяет рекомендовать её как обязательную, особенно на ранних стадиях реализации поисково-разведочных проектов. 


ГРУППА ИГТ образована в 2003 г., в неё входят ООО «Институт геотехнологий», ООО «ИГТсервис», ООО «ИГТ-Скай Групп» и ООО «Чаун-Минералс». Предприятия группы частные, независимые и не аффилированы ни с одной промышленной или финансовой группой. Все являются резидентами Научного парка МГУ им. М.В. Ломоносова. В течение последних лет Группа претерпела серьёзные структурные изменения, существенно расширив область компетенции на рынке геологических услуг. Основные направления работы ИГТ это геологический консалтинг и таргетирование, геологическое сопровождение поисково-разведочных проектов, геологический супервайзинг, технический и геологический аудит, включающий обеспечение и контроль качества (QA/QC) геологоразведочных работ, подсчёт запасов и оценка ресурсов, а также содействие в организации и сопровождении финансирования геологоразведочных проектов. Особое внимание уделяется современным методам проведения геологоразведочных работ, включая дистанционные — анализ материалов мультиспектральной спутниковой съемки, аэроразведочные методы с использованием БПЛА с последующей цифровой обработкой полученных изображений, воздушное лазерное сканирование (Light Detection and Ranging — LiDAR), и аэромагнитная разведка. Основной упор по-прежнему делается на прямые методы — макро- и микромоделирование на базе данных, полученных по результатам проведённых рекогносцировочных работ и геохимических исследований, данных бурения и горных работ, микротомографии керна и т.д.

Опубликовано в журнале “Золото и технологии”, № 3 (45)/сентябрь 2019 г.



Разграничение продукции (незавершённого производства) и отхода добычи полезных ископаемых
Проблемы золотодобытчиков в землепользовании при недропользовании
Перевод категории земельного участка сельскохозяйственного назначения, находящегося в федеральной собственности, в земли промышленности для целей добычи полезных ископаемых.
Риски переоформления лицензии на право пользования недрами в процедуре банкротства
^ Наверх