Целесообразность использования портативного XRF для геологического сопровождения работ на месторождении хромитовых руд

В.И. Вермус —  горный инженер, специалист в области РФА
Е.И. Рязанова — геолог, аспирант МГРИ-РГГРУ

Геологоразведочные компании заинтересованы в оперативном проведении геологического сопровождения по картированию различных сортов и типов руд на разных этапах и стадиях геологоразведочных работ. Одним из ярких примеров является месторождение хромитов с попутными платиноидами и редкоземельными элементами. 

Данное месторождение находится в горной местности на высоте 1450 м. Рельеф участка слаборасчлененный. Оруденение выходит на поверхность, рыхлые четвертичные образования на исследуемой территории развиты слабо и имеют мощность до 0,5 м только в руслах временных водных потоков. Площадь работ практически лишена растительности и очень слабо задернована.

На лицензионной площади (1220 га) повсеместно встречаются выходы ультраосновных магматических пород: серпентинитов, дунитов и перидотитов. Хромсодержащие руды показывают отчетливую аномалию при проведении магнито- и гравиметрических измерений. В ходе предыдущих работ выявлено два типа руд:

• собственно хромитовые;   
• поздние сульфидные с мышьяком, свинцом, платиноидами.

Нашей компании предложили провести геохимическое картирование Cr. Pt, Pd и TR на участке детализации (27 га) посредством рентгено-флуоресцентного анализатора Olympus Vanta. Картирование планировалось провести в кратчайшие сроки, до начала горных и буровых работ на лицензионной площади. После этого предполагались картировочные работы по разреженной сети на всей площади в 1220 га.

Перед выездом на участок нами проводились предполевые подготовительные работы, которые включали в себя: 

• составление проектно-сметной документации; 
• сбор и изучение литературных источников по месторождениям хромитов;
• калибровка прибора Olympus Vanta для решения поставленных целей и задач.

Наша компания провела повариантный расчет и обоснование плотности сети для хромитовых руд. Согласно Методическим рекомендациям по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых (Хромовые руды), утвержденным распоряжением МПР России от 05.06.2007 г. № 37-р, по размерам и форме рудных тел, изменчивости их мощности, внутреннего строения и особенностям распределения хромшпинелидов месторождения хромовых руд соответствуют 2-й и 3-й группам сложности, установленным «Классификацией запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых», утвержденной приказом МПР России от 11 декабря 2006 г. № 278. Геологическое строение месторождений хрома должно быть детально изучено и отображено на геологической карте масштаба 1:1000–1:10000 (в зависимости от размеров и сложности строения месторождения), геологических разрезах, планах, проекциях, а в необходимых случаях — на блок-диаграммах.

Заявленное месторождение хромовых руд относится к 3-й группе — очень сложного геологического строения с рудными телами, представленными средними и небольшими по размерам линзо- и жилообразными, иногда гнездовыми и столбообразными залежами, протяженностью от десятков метров до 300 м, разбитыми пострудной тектоникой на мелкие блоки. Для месторождений хромовых руд 3-й группы на этапе разведочных работ рекомендуемая плотность сети по простиранию 20–50 м (что соответствует масштабу 1:2000–1:5000).

Расчет количества проб при разной плотности сети и масштабе работ: размеры участка работ — 27 га (520х520м), 27 га = 270 000 м2 = √270000 = 520х520 м.

1) Масштаб работ 1:2000, плотность сети 20х20 м. 520/20+1=27 (27 профилей по 27 проб на каждом). 27*27+5 % (контроль) = 729+37 = 766 проб.
2) Масштаб работ 1:5000, плотность сети 50х20 м. 520/50+1=11 (11 профилей по 27 проб на каждом). 27*11+5 % (контроль) = 297+37 = 312 проб.
3) Масштаб работ 1:5000, плотность сети 50х50 м. 520/50+1=11 (11 профилей по 11 проб на каждом). 11*11+5 % (контроль) = 121+7 = 128 проб. 

Аналогично рассчитывалось количество проб на всей лицензионной площади в 1220 га. Был принят масштаб работ 1:10000, с плотностью сети 100х50 м. Объем опробования, с учетом контроля в 5 %, был принят равным 2684 пробы.

Для расчета сокращения времени на картирование за основу принималась скорость проведения замеров при выполнении аналогичных работ с помощью данного прибора. По опыту схожих работ, учитывая рельеф и проходимость местности можно производить 280–350 анализов за 8 часов. 

Расчет затрат времени на одну пробу проводился по формуле — общее кол-во проб/общее время выполнения (табл. 1).

Время выполнения работ (дни)
10
Общее количество проб
3450 (766+2684)	2996 (312+2684)	2812 (128+2684)
Количество проб в день
345	300	282

Табл. 1.

В среднем, при восьмичасовом рабочем дне можно выполнить 320 замеров прибором Vanta. То есть 2996 замеров на участке можно произвести за 10 дней, что полностью удовлетворяет заказчика в плане скорости анализов.

Результаты одного замера на портативном анализаторе содержат полную информацию о химическом составе для каждого элемента в г/т (либо в %). Каждой пробе присваиваются точные данные о местоположении благодаря встроенному GPS приемнику, работающему с системой координат WGS-84. Возможность быстрого экспорта в любую ГИС программу позволяет оперативно интерпретировать данные и строить карты геохимических аномалий, процесс становится очень удобным и быстрым.

Для расчета окупаемости прибора Olympus Vanta приведены средние цены и время на выполнение аналитических работ по заявленным полезным компонентам в сертифицированных лабораториях г. Москва. Цена на дробление, истирание, химическое разложение матрицы, мультикомпонентные анализы на Au, Pt, Pd, Cr и редкие земли в среднем составляют 
4 тыс. руб. за одну пробу. Партия в 2996 проб с учетом контрольных будет анализироваться минимум 1 месяц. Стоимость аналитических работ составит 11,984 млн руб. (без учета затрат на отбор проб и их транспортировку до лаборатории).

Очевидно, что наиболее подходящий масштаб работ на участке детализации 1:5000, с принятой сетью опробования 50х20 м. Количество проб с учетом контроля (5 %) принимается равным 312. Количество замеров по всей площади с учетом участка детализации составит 2996 проб. Время проведения замеров такой партии проб составит 10 дней (в 3 раза быстрее, чем в лаборатории). Себестоимость одной пробы будет составлять около 1 тыс. руб. (что в 4 раза дешевле, чем в упомянутой заказчиком организации). Исходя из цен на линейку рентгено-флуоресцентных спектрометров Olympus Vanta, прибор за это время окупится более чем в 3–4 раза.

На примере месторождения хромовых руд с попутными платиноидами и редкоземельными элементами, приведенные расчеты показывали, что прибор Olympus Vanta целесообразно использовать для выполнения работ по геохимическому картированию, так как это помогает сократить временные и финансовые затраты на проведение комплекса геологических работ. 

Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 3/сентябрь 2020 г.