Инструкция по проведению геофизических исследований рудных скважин

2.1.4. Гамма-каротаж

    2.1.4.1. Общие сведения физико-геологического характера и основные принципы методики измерений

2.1.4.1.1. Исследование пространственных закономерностей распределения естественных радионуклидов (ЕРН) - калия, урана и тория - в горных породах играет исключительно важную роль в познании процессов рудообразования и формирования рудных полезных ископаемых. Гамма-каротаж - метод исследования состава и свойств горных пород и руд в условиях естественного залегания, основанный на измерении характеристик полей гамма-излучения ЕРН по стволу скважины.

2.1.4.1.2. По способу измерений характеристик полей гамма-излучения различают гамма-каротаж в режиме интегрального счета (ИГК) и каротаж в режиме спектрометрии гамма-излучения (СГК).

2.1.4.1.2.1. Гамма-каротаж в режиме интегрального счета является основным геофизическим методом исследования скважин по следующим параметрам: мощность экспозиционной дозы гамма-излучения (МЭД) в единицах МЭД точечного радиевого источника и/или интегральная массовая доля урана (эквивалентный по результатам измерений суммарный эффект от массовых долей ЕРН, выраженный в единицах равновесного урана).

Гамма-каротаж в режиме интегрального счета практически повсеместно применяют на всех стадиях поисков, оценки, разведки и эксплуатации месторождений твердых полезных ископаемых для решения следующих геологических задач:

- построение литологического разреза;

- "попутные" ("массовые") поиски месторождений твердых полезных ископаемых;

- определение параметров для подсчета запасов урана на месторождениях урановых руд (настоящая инструкция не распространяется на месторождения урановых руд. Гамма-каротаж на урановых месторождениях проводят в соответствии с требованиями Инструкции [2.1.4.7.1]);

- оценка технологических параметров - контрастность и радиометрическая обогатимость.

2.1.4.1.2.2. Гамма-каротаж в режиме спектрометрии гамма-излучения применяют для оценки массовых долей ЕРН (калия, урана и тория) в горных породах и рудах при решении следующих задач:

- построение литологического разреза, выделение ореолов измененных пород и определение их зонального строения;

- выделение и оценка параметров рудных тел на месторождениях полезных ископаемых, генетически или статистически связанных с радиоактивными элементами (фосфориты, бокситы, калийные соли, титановые и редкоземельные россыпи, угли и т.д.);

- получение исходных данных с целью прогноза радиационной опасности при разведке и эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

2.1.4.1.3. При постановке гамма-каротажа на конкретном объекте и выборе метода измерений для решения конкретной геологической задачи рекомендуется исходить из следующих общих соображений.

2.1.4.1.3.1. Обобщенную модель месторождений твердых полезных ископаемых можно представить в виде вложенной триады: неизмененные породы, измененные (главным образом пострудными процессами) породы и рудные тела. Каждому элементу триады соответствует определенное распределение ЕРН.

Неизмененные породы характеризуются большими мощностями (от десятков до сотен метров), первично-конституционным распределением и достаточно широким диапазоном изменения содержаний ЕРН.

Признаком измененных пород является зональность распределения ЕРН. Процесс изменения сопровождается, как правило, разложением породообразующих минералов с относительно высокими содержаниями ЕРН и заменой их минералами с низкими содержаниями ЕРН, т.е. происходит перераспределение ЕРН между внешней и внутренней зонами измененных пород. Так как подвижности урана/радия, тория и щелочных металлов (натрий и калий) существенно различны, то процесс изменения сопровождается нарушением нормальных соотношений ЕРН. Измененные породы, как правило, характеризуются мощностями от метра до нескольких десятков метров и существенно неравномерным характером распределения ЕРН.

Соотношения полезного компонента и ЕРН и их ассоциации в рудных телах зависят от условий формирования месторождений и являются сугубо индивидуальными.

Геохимические различия в поведении ЕРН наиболее резко проявляются в гидротермально-метасоматическом щелочном процессе и обусловлены высокой подвижностью калия, переменной валентностью урана, тенденцией тория к образованию нерастворимых фосфатов и фтор-карбонатов. В результате возникает естественная дифференциация ЕРН.

2.1.4.1.3.2. Выделяют следующие три группы месторождений.

Месторождения со стабильными парагенетическими связями полезного компонента с содержанием ЕРН: редкометалльные и редкоземельные месторождения, генетически связанные с карбонатитами и альбититами (повышенные содержания урана и тория); титановые и редкометалльные россыпи, связанные с монацитом и цирконом (повышенные содержания тория).

Месторождения с частыми парагенетическими связями полезного компонента с содержанием ЕРН: осадочные месторождения ванадия, молибдена, фосфора, горючих сланцев, бокситов, древние золотоносные конгломераты и т.д.

Месторождения с редкими парагенетическими связями полезного компонента с содержанием ЕРН: месторождения полиметаллов, меди, олова, эндогенные месторождения молибдена, вольфрама и др.

2.1.4.1.3.3. По характеру привноса ЕРН месторождения твердых полезных ископаемых классифицируются следующим образом:

- месторождения, в пределах которых накапливаются уран и калий: эндогенные месторождения редких металлов, некоторые типы месторождений олова и вольфрама, бокситы, дистеновые сланцы;

- месторождения, в пределах которых накапливается уран и торий: эндогенные месторождения молибдена, некоторые типы месторождений золота и сульфидов;

- месторождения, в пределах которых накапливается калий: близповерхностные золото-серебряные месторождения в вулканитах, низкотемпературные месторождения олова, меди и др.;

- месторождения, в пределах которых накапливается торий: редкоземельные месторождения, месторождения олова, вольфрама, бокситов, апатитов;