Содержание к диссертации
Введение
1. Особенности месторождений золота в корах выветривания с позиций разведки 13
1.1. Геологическое строение месторождений 13
1.2. Форма, размеры и условия залегания рудных тел
1.2.1. Влияние условий формирования кор выветривания и способа их разработки на представления о морфологии рудных тел 23
1.2.2. Распределение мощностей и прерывистость выветрелых руд 29
1.3. Золотоносность руд и её изменчивость 31
1.3.1. Влияние условий формирования кор выветривания и способа их разработки на представления о золотоносности руд 31
1.3.2. Распределение золота в вертикальном разрезе кор выветривания 44
1.3.3. Распределение золота по гранулометрическим разностям
кор выветривания 46
1.4. Вещественный состав и технологические свойства руд 50
1.5. Гидрогеологические, инженерно-геологические и другие природные условия месторождений 59
2. Особенности эксплуатации месторождений золота в корах выветривания 63
2.1. Эксплуатация открытым способом 63
2.2. Эксплуатация подземным выщелачиванием (ПВ) 65
2.3. Основные факторы, влияющие на выбор способа и эффективность разработки месторождений
2.3.1. Открытая добыча 67
2.3.2. Добыча ПВ 70
2.4. Критерии выбора золотоносных кор выветривания для разработки ПВ 73
3. Группировка месторождений по сложности геологического строения и анализ факторов, определяющих выбор различных элементов методики разведки 79
3.1. Факторы, определяющие выбор системы и технических средств разведки 85
3.2. Факторы, определяющие выбор плотности сети 87
3.3. Факторы, определяющие методы опробования скважин 88
3.4. Факторы, определяющие выбор методов изучения технологических свойств руд, гидрогеологических и инженерно-геологических условий месторождений, влияния освоения на окружающую среду, геолого-экономической оценки 91
3.5 Факторы, влияющие на подсчет запасов 93
4. Методика разведки месторождений золота в корах выветривания 95
4.1. Особенности разведочных работ на разных стадиях 96
4.1.1. Стадия оценки месторождения 96
4.1.2. Стадия разведки месторождения
4.2. Система и технические средства разведки 104
4.3. Плотность разведочной сети 111
4.3.1. Месторождения с одинаковой плотностью сети для первичных и вы-ветрелых руд 113
4.3.2. Месторождения с различной плотностью сети для первичных и выветрелых руд 115
4.3.3. Влияние сложности геологического строения месторождений на плотность сети 118
4.3.4. Выбор плотности разведочной сети на ранних стадиях изучения месторождений 1 4.4. Рядовое геологическое опробование 126
4.5. Обработка и анализ проб 141
4.6. Особенности изучения вещественного состава, технологических свойств руд и попутных полезных компонентов 143
4.6.1. Технологические исследования при планировании разработки ПВ... 144
4.6.2. Технологические исследования при подготовке разработки открытым способом 151
4.6.3. Изучение попутных полезных компонентов 155
4.7. Особенности изучения экологических, гидрогеологических,
инженерно-геологических и других природных условий 157
месторождений
4.8. Определение достоверности результатов геологоразведочных работ 164
4.8.1. Оценка надежности рядового опробования 165
4.8.2. Оценка представительности данных бурения 170
4.9. Изучение геологического строения месторождения, первичная и
сводная геологическая документация 173
5. Особенности геолого-экономической оценки 180
5.1. Виды кондиций и методы геолого-экономической оценки 180
5.2. Геолого-экономическая оценка при открытом способе разработки выветрелых руд
5.2.1. Состав параметров кондиций и методы их определения 185
5.2.2. Основные технико-экономические показатели 193
5.3. Геолого-экономическая оценка при разработке выветрелых руд ПВ 205
5.3.1. Состав параметров кондиций и методы их определения 205
5.3.2. Основные технико-экономические показатели 210
5.4. Методика экспрессной оценки месторождений 213
6. Подсчет запасов 218
Заключение 227
Графические приложения 230
Список литературы 262
- Влияние условий формирования кор выветривания и способа их разработки на представления о золотоносности руд
- Основные факторы, влияющие на выбор способа и эффективность разработки месторождений
- Факторы, определяющие выбор плотности сети
- Месторождения с различной плотностью сети для первичных и выветрелых руд
Введение к работе
Актуальность проблемы. В последнее время среди заболеваний тонкой кишки часто встречается глютенчувствительная целиакия (ГЦ) (синонимы -целиакия - Ц и глютеновая энтеропатия - ГЭП). Сложности диагностики ГЦ связаны с чрезвычайным разнообразием клинических проявлений: от крайне тяжелого нарушения всасывания на фоне хронической диареи до малосимптомного течения [44, 66, 69, 70, 76, 188, 196, 197, 215, 242, 260, 273. 336, 463]. Затруднения в своевременном распознавании, диагностике и лечении ГЦ вызывают временную, а иногда и стойкую утрату трудоспособности, приводящую к инвалидности [38, 221, 290].
В настоящее время одним из путей раннего выявления ГЦ является применение неинвазивных иммунологических методов, позволяющих в сыворотке крови выявлять диагностически значимые антитела к глиадину, тканевой трансгютаминазе, эндомизию [48, 144, 184, 263, 454]. Выработка при ГЦ антител различной специфичности обусловлена генетическими факторами, связанными с HLA-DQ2 и -DQ8 [279, 335, 429].
Механизм токсического действия глютена на слизистую оболочку тонкой кишки до сих пор продолжает изучаться. Развитие иммунного ответа на глиадин при ГЦ определяется активацией иммунной системы, ассоциированной со слизистой оболочкой тонкой кишки [3, 26, 54, 129]. Важное значение в индукции усиленного иммунного ответа на глютен имеют генетические факторы, связанные с HLA-DQ2 и -DQ8 [280, 331]. Выявление этих маркеров у лиц группы риска способствует ранней диагностике скрытых форм ГЦ.
Усиление иммунных реакций связано с межэпителиальными лимфоцитами [275, 277] и появлением «непрофессиональных» антиген - представляющих клеток, таких как эпителиоциты и эндотелиоциты [285, 418]. Иммунный ответ на глютен обусловлен образованием комплекса дезаминируемого глиадина с DQ2 и - тканевой трансглютаминазой [311, 325, 441]. Вновь образованный комплекс обладает
сродством с HLA-DQ2 или HLA-DQ8 на В-лимфоцитах и активирует пролиферацию и дифференцировку плазматических клеток, синтезирующих специфические антитела к глиадину, тканевой трансглютаминазе, эндомизию. Определение антител используется при эпидемиологических обследованиях населения во многих странах мира с целью выявления скрытых и малосимптомных форм заболевания [158, 189, 221,260,336].
Несмотря на большое количество публикаций, посвященных вопросам развития патологического иммунного ответа у больных ГЦ, начальные этапы этого процесса остаются неясными.
Реализация межклеточных взаимодействий на ранних этапах формирования иммунного ответа и при развитии дистрофических процессов осуществляется действием цитокинов. При ГЦ в регуляции и активации различных звеньев гуморального и клеточного иммунитета участвуют многие цитокины: ИЛ-1, ИЛ-15, ИЛ-6, ФНО-а и ФНО-р, интерферон-у [107, 177, 377, 378]. Обсуждается сложное действие ИЛ-4, продуцируемого Т-хелперами, в развитии иммунного ответа на глиадин, сопровождающегося активацией регуляторных Т- лимфоцитов и В- клеток [109, 146]. Однако, остаются неясными вопросы влияния концентрации цитокинов на сложный процесс регуляции антителообразования при ГЦ.
В настоящее время в мировой практике иммунологические методы для диагностики ГЦ широко внедряются. Использование серологических тестов помогает активно выявлять ГЦ, протекающую как с характерными клиническими симптомами, так и бессимптомные формы [1, 42, 46, 111, 116, 339].
Несмотря на совершенствование диагностических методов, ГЦ среди болезней органов пищеварения продолжает оставаться одной из наиболее трудно диагностируемых заболеваний, как в России, так и во всем мире. Детальное исследование антител различной специфичности открывает новые направления в исследовании иммунных механизмов развития ГЦ, что позволит конкретнее
трактовать патогенетические особенности аутоиммунных процессов, делая проблему весьма актуальной.
Остается недостаточно изученным вопрос о влиянии отсутствия в течение длительного времени глиадина - стимулирующего эндогенного пептида, так необходимого для стимуляции иммунокомпетентных клеток, вырабатывающих иммуноглобулины в нормальной слизистой оболочке, на уровень антител к тканевой трансглютаминазе и глиадину при ГЦ. При нарушении аглютеновой диеты значительно возрастает риск развития аутоиммунных проявлений [24, 360].
Комплексное изучение иммунологических показателей в динамике и сопоставление антител различной специфичности позволит ответить на вопросы о первоочередном применении серологических неинвазивных методов в ранней диагностике ГЦ, для оценки лечения, тщательности соблюдения аглютеновой диеты и реабилитации больных. Тем не менее, в доступной литературе недостаточно освящены вопросы клинико-иммунологического анализа ГЦ у взрослых пациентов. Имеющиеся исследования носят фрагментарный характер, не дают комплексной оценки гуморального и клеточного иммунитета в диагностике ГЦ и прогнозе течения болезни. Всё вышеизложенное определило цель и задачи настоящей работы.
Цель настоящего исследования - установить роль иммунных механизмов в развитии глютенчувствительной целиакии для совершенствования диагностики, оценки терапии и прогноза болезни.
Задачи исследования. В соответствии с целью исследования были поставлены следующие задачи:
1. Определить частоту выявления и количественное содержание антител к глиадину (АГА IgA и АГА IgG) в периферической крови больных ГЦ в зависимости от степени тяжести синдрома нарушенного всасывания и их значение для диагностики ГЦ;
Выявить частоту выработки антител к тканевой трансглютаминазе (AT тТГ IgA и AT тТГ IgG) у больных ГЦ и определить значение их концентрации для диагностики;
Установить взаимосвязь антител к эндомизию (ЭМА IgA) и к ретикулину (АРА IgA) с выраженностью патологического процесса в слизистой оболочке тонкой кишки для диагностики ГЦ;
Провести сравнительный анализ содержания молекулярного коллагена IV типа с различным течением ГЦ;
Изучить субпопуляционный состав иммунокомпетентных клеток и определить взаимосвязь показателей клеточного иммунитета с тяжестью течения ГЦ;
Оценить содержание сывороточных цитокинов с функционально различными свойствами в качестве показателя выраженности иммунного ответа в зависимости от варианта течения ГЦ;
Определить влияние аглютеновой диеты и глюкокортикоидов на показатели иммунного статуса больных ГЦ и дать прогностическую оценку в динамике лечения;
Разработать алгоритм исследования иммунного статуса у больных на основе комплексной оценки аутологичных и гетерологичных антител, коллагена и цитокинов для оптимизации диагностики ГЦ, оценки эффективности лечения и прогноза заболевания.
Научная новизна Впервые при ГЦ доказана взаимосвязь общих и местных реакций иммунной системы, определяющих формирование системного гуморального иммунного ответа с выработкой антител к тканевой трансглютаминазе и глиадину и степень изменений иммунокомпетентных клеток лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой оболочкой тонкой кишки, служащих диагностическими и прогностическими маркерами.
Обоснована ведущая роль иммунной системы в патогенезе ГЦ и прогнозировании тяжести течения целиакии по результатам оценки гуморального иммунитета - сочетанному выявлению АГА IgA и АГА IgG, также AT тТГ IgA и AT тТГ IgG.
Впервые показано, что при ГЦ иммунный ответ представлен сложным каскадом реакций, включающих выработку антител различной специфичности: к растительному белку - глиадину, к ферменту, участвующему в его метаболизме -тканевой трансглютаминазе и к коллагенсодержащим собственным тканям -эндомизию и ретикулину.
Выявлены характерные для ГЦ изменения в лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой оболочкой тонкой кишки. Увеличенное количество цитотоксических Т - лимфоцитов в эпителии и Т-хелперов в собственной пластинке в совокупности отражает активацию иммунных реакций, направленных на усиление распознавания гетерологичных и аутологичных антигенов при ГЦ.
Установлена зависимость концентрации ИЛ-1(3, ФНО-а, ИЛ-6 и ИЛ-4 от степени тяжести течения целиакии, протекающей с выраженными проявлениями клеточных и гуморальных реакций, и от строгости соблюдения аглютеновой диеты.
Впервые доказан аутоиммунный характер патологического процесса,
связанный с повышением уровня сывороточного молекулярного коллагена IV
типа, антител к эндомизию и ретикулину, содержащих коллаген, а также антител
к тТГ - ферменту, участвующему в метаболизме глиадина и коллагена.
Доказана целесообразность использования иммунологических современных
высокоинформативных специфичных методов в диагностике, оценке
эффективности лечения больных и для прогнозирования течения ГЦ.
Практическая значимость результатов исследования. В результате
проведенной работы установлены и предложены практическому
11 здравоохранению наиболее эффективные иммунологические методы для диагностики глютенчуствительной целиакии.
Определение содержания в периферической крови антител IgA к глиадину, к тканевой трансглютаминазе и к эндомизию способствует ранней диагностике ГЦ, а также позволяет судить об интенсивности стимуляции иммунной системы, ассоциированной со слизистой оболочкой тонкой кишки. Обоснована необходимость обязательного включения определение АГА и AT тТГ в стандарты обследования больных с хронической диареей, анемией и потерей массы тела.
Рекомендовано одновременное определение специфичных для ГЦ антител двух классов иммуноглобулинов, что позволит серологическими неивазивными методами оценивать эффективность лечения с соблюдением аглютеновой диеты.
Обоснована строгая элиминация антигенов с исключением глютенсодержащих продуктов из диеты у больных ГЦ в связи с усилением гуморального иммунного ответа и цитотоксической активности лимфоцитов, приводящих к дистрофическому процессу в тонкой кишке.
Для оценки ремиссии у больных ГЦ, пожизненно соблюдающих аглютеновую диету, предложен наиболее эффективный метод определения антител типа IgG: АГА и тТГ.
Сочетанное повышение содержания антител к глиадину и к компонентам собственных тканей на фоне длительного соблюдения аглютеновой диеты у больных ГЦ следует рассматривать как показатель сенсибилизации и неблагоприятного течения заболевания, требующий применения глюкокортикоидов в качестве кратковременной терапии.
Разработан алгоритм иммунологического обследования больных ГЦ, способствующий диагностике тяжелого и малосимптомного вариантов течения заболевания, оценке обострений и ремиссий, прогноза патологического процесса,
а также обеспечивающий контроль над тщательностью соблюдения аглютеновой
диеты.
Внедрение результатов исследования
Наиболее значимые результаты исследования внедрены в научно-практическую работу клинических отделений в Центральном научно-исследовательском институте гастроэнтерологии Департамента здравоохранения г. Москвы. По материалам диссертации опубликовано 4 издания методических рекомендаций «Диагностика и лечение хронических заболеваний тонкой кишки» (М., 1984); «Диагностика и лечение глютеновой энтеропатии» (М., 1992); «Глютеновая энтеропатия» (М., 1998); «Глютеновая энтеропатия -междисциплинарная патология» (М., 2006).
Основные положения и выводы представленного исследования используются в лекциях, при проведении семинаров и научно-практических конференций для врачей. Положения диссертационной работы включены в программу «Школа гастроэнтеролога».
По результатам работы оформлено 3 изобретения:
«Способ диагностики целиакии» (Логинов А.С., Гудкова Р.Б., Екисенина Н.И., Царегородцева Т.М.). Патент SU 1343358 А1 Государственный Комитет СССР по делам изобретений и открытий, 1987 г;
«Способ диагностики глютеновой энтеропатии» (Лазебник Л.Б., Гудкова Р.Б., Парфенов А.И., Потапова В.Б., Сабельникова Е.А., Крумс Л.М., Лычкова А. Э.). Патент № 2293989 зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ. 2005 г.;
3. «Способ определения эффективности лечения целиакии» (Лазебник Л.Б., Парфенов А.И., Гудкова Р.Б., Потапова В.Б., Крумс Л.М., Лычкова А. Э.). Патент № 2293331 зарегистрирован в Государственном реестре изобретений РФ. 2005 г.
Апробация работы
Основные положения диссертации представлены, обсуждены и опубликованы в материалах международных и отечественных конференций и съездов:
научные сессии Центрального научно-исследовательского института гастроэнтерологии (ежегодно с 1984 по 2007 гг.);
1 съезд иммунологов России (Новосибирск, 1992);
Международный Славяно-Балтийский научный форум - Европейская школа гастроэнтерологов (Санкт-Петербург, 2002, 2004, 2005, 2006);
Всероссийский научный Форум с международным участием имени академика В.И. Иоффе «Дни иммунологии в Санкт-Петербурге». (2003, 2004, 2005, 2006);
V конференция гастроэнтерологов Южного Федерального Округа РФ (Ростов-на-Дону, 2005);
Международная научно-практическая конференция «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2005 и 2006);
V съезд научного общества гастроэнтерологов России и XXXII сессия ЦНИИГ (Москва, 2005);
VI съезд Научного общества гастроэнтерологов России и XXXIII сессия ЦНИИГ (Москва, 2006);
I Всероссийский съезд диетологов и нутрициологов (М., 2006);
VII съезд Научного общества гастроэнтерологов России (Москва, 2007);
XIV Российский национальный конгресс «Человек и лекарство» (Москва, 16-20 апреля 2007)
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на заседании Ученого Совета Центрального научно - исследовательского института гастроэнтерологии 16 марта 2007 г.
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 80 научных работ, из них 33 - в ведущих рецензируемых изданиях. Приоритетность полученных результатов подтверждена тремя патентами на изобретение.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, изложения материала и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы. Список литературы включает 475 источников, из которых 122 отечественных и 353 иностранных авторов. Диссертация изложена на 225 страницах, иллюстрирована 34 таблицами и 24 рисунками, в качестве примеров приведены 3 клинических наблюдения. Основные положения исследования и выводы полностью отражены в опубликованных работах.
Основные положения работы, выносимые на защиту
При ГЦ формируется специфический гуморальный и клеточный иммунный ответ на растительный белок глютен с вовлечением в патологический процесс лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой оболочкой тонкой кишки.
В механизмах развития усиленного иммунного ответа на глютен при ГЦ имеет значение нарастание структурных изменений в слизистой оболочке тонкой кишки с развитием иммунного воспаления и деструктивно-дистрофических нарушений.
Разная степень выраженности клинико-морфологических и иммунных нарушений определяется длительностью развивающегося патологического процесса, низкая выраженность которого характерна для ГЦ СНВ I степени, а значительные изменения - для средней формы течения ГЦ СНВ II и для СНВ III степени тяжести. Одновременно выявляемые антитела IgA и IgG, специфичные к глиадину и тканевой трансглютаминазе, имеют значение для ранней диагностики ГЦ. Степень выраженности изменений при тяжелой
форме течения ГЦ коррелирует с лимфо - плазмацитарной инфильтрацией собственной пластинки слизистой оболочки тонкой кишки, а при легкой форме течения- с лимфоцитарной активностью.
При типичной форме течения ГЦ аутоиммунные реакции коррелируют с дистрофическими изменениями коллагенсодержащих структур тонкой кишки и появлением в сыворотке молекул коллагена IV типа, что обосновывает терапию глюкокортикоидами.
При пожизненном соблюдении аглютеновой диеты, больные ГЦ нуждаются в ежегодном серологическом контроле, как наиболее доступном неинвазивном методе и объективно оценивающем иммунный ответ на глиадин. Изменения показателей иммунного статуса при лечении свидетельствуют о нарушении аглютеновой диеты или отсутствии эффекта при неблагоприятном прогнозе болезни.
Внедрение в широкую врачебную практику серологических тестов приводит к ранней диагностике ГЦ и уменьшению количества больных с остеопорозом и анемией.
Влияние условий формирования кор выветривания и способа их разработки на представления о золотоносности руд
Зона гидратации и начального гидролиза представлена глинами, сохранившими структурно-текстурные особенности материнских пород, пористость которых повышается. Условно зона делится на нижнюю и верхнюю подзоны. В нижней сохраняется до 30% дезинтегрированного обломочного материала, текстуры и элементы залегания первичных пород. Сульфиды и теллуриды преимущественно окислены. Количество глинистой фракции не превышает 10%. Кварц представлен щебнем. По сравнению с зоной дезинтеграции размер обломочного материала уменьшается. В верхней подзоне количество глинистого материала возрастает до 30%. Сохраняются единичные обломки слабо измененных пород. Накапливаются гидроксиды железа и марганца. Сульфиды полностью окислены. Пористость породы возрастает до 20-30%. Преобладает остаточное золото. Количество вторичного металла незначительно. Высвобожденное тонкодисперсное золото сорбируется гидроксидами железа и марганца, концентрируется в алевритисто-глинистой фракции.
Зона гидролиза и конечного выщелачивания сложена гидрослюдисто-каолини-товыми и охристо-каолинитовыми глинами, потерявшими текстурно-структурные признаки первичных пород за счет глубокого преобразования исходного материала. Количество глинистой фракции составляет 40-60% и более. Относительно крупные фракции представлены кварцем. Основные минералы — каолинит и гидроксиды железа, реже марганца. Глубоко меняется золото. Остаточное почти полностью перекристаллизовано. Широко развито новообразованное. Частично, за счет слипания отдельных частиц, происходит укрупнение золота.
Границы между зонами условные и неоднозначные.
В зависимости от числа зон И.И.Гинзбург [61] выделил три типа профиля коры выветривания: 1) полный — присутствуют все минералого-геохимические зоны; 2) сокращенный — отсутствуют нижние (промежуточные) зоны из-за высокой интенсивности процессов выветривания; 3) неполный — отсутствуют верхние зоны по причине их денудации или не завершенности до конца процессов выветривания в результате неблагоприятных условий. На подавляющем большинстве месторождений профиль остаточной коры неполный. При этом зона гидролиза и конечного выщелачивания практически отсутствует или представлена в крайне незначительном объеме.
По морфологическим особенностям остаточные коры выветривания подразделяются [232] на площадные и линейные. Первые из них характеризуются значительным региональным распространением при относительно небольшом вертикальном размахе (первые десятки метров) и относительно ровной нижней границей. Для этих кор присуща вертикальная минералого-геохимическая зональность.
Линейные коры характеризуются значительным вертикальным размахом (100-400 м), возникают по зонам трещиноватости, смятия, гидротермальной проработки, вдоль ослабленных контактов пород и, как правило, не имеют площадного распространения, а вытянуты в плане. Для них отмечается крайне неровная нижняя граница.
Довольно часто площадные, регионального распространения коры выветривания, комбинируются с линейными, развивающимися вдоль ослабленных зон. Такие зоны широко распространены в пределах рудных полей и месторождений. В этом случае образуется линейно-площадной тип кор, которым представлены все известные месторождения золота рассматриваемого типа.
Минеральный состав остаточных кор весьма однородный кварц-каолинит-гидрослюдистый с примесью лимонита.
Переотложенные коры возникают в карбонатных или на контакте карбонатных и алюмосиликатных пород в результате некоторого смещения выветрелого материала под влиянием силы тяжести или энергии воды [284]. Подразумевается как валовое ме ханическое перемещение разложенного материала без его существенной сортировки, перемьша и переотложения с растворением (пластические просадочные и разрывные обвальные процессы), так и перемещение в результате водной сепарации при делювиальных процессах. Механические смещения могут носить как постепенный, плавный характер по пологим склонам, так и обвальный в карстовые депрессии. При этом разные участки кор перемещаются друг относительно друга с различными скоростями. На возвышениях, подстилающих коры пород, материал остается практически без движения. По склонам наблюдается растяжение и сползание пластов, а накопление выветре-лого материала происходит в карстовых полостях (воронках), причем чаще всего денудации подвергаются верхние, наиболее зрелые горизонты кор выветривания.
Карстовые полости могут заполняться, либо синхронно с их формированием привнесенным тонким глинистым материалом, либо за счет сползания крупных блоков с сохранением текстурно-структурных признаков первичных пород. При этом равномерные, постепенные, медленные просадки сопровождаются пластическими деформациями — растягиванием, утоныпением пластов. А интенсивное, неравномер-ное карстообразование — разрывными деформациями, обрушениями пород и руд. Как правило, пластические и разрывные деформации присутствуют в одной и той же карстовой полости, благодаря чему нарушаются первоначальные форма, условия залегания, геологическая позиция и пространственное распределение природных концентраций золота и других геологических образований. Происходит более хаотичное, незакономерное чередование золотоносных участков с безрудными, разрываются единые в скальных породах рудные и различные геологические тела. Как правило, переотложенные коры имеют четкие геологические границы с не затронутыми выветриванием первичными породами. При этом граница крайне неровная, причудливой формы. Строение переотложенных кор на примере Воронцовского месторождения приведено нарис. 3.
В переотложенных корах в распределении выветрелых пород отмечаются иные закономерности, чем в остаточных. Из-за неравномерных провальных просадок все минералого-геохимические зоны, если они первоначально присутствовали, могут незакономерно перемешиваться. Зачастую встречаются блоки слабо измененных, имеющих «свежий» облик первичных пород и руд. Может наблюдаться мозаичное распределение разностей пород по латерали и вертикали. Встречаются участки полного профиля коры, «захороненные» в карстовых депрессиях при постепенных просадочных процессах. Может наблюдаться обратная зональность, когда более измененные зоны коры выветривания снесены в глубокие депрессии, а затем перекрыты менее выветрелым материалом. Горизонты с признаками слоистости могут возникать в результате водной сепарации. В общем случае нижние горизонты переогложенных кор сложены крошкой и глыбовыми включениями карбонатных пород с гидрослюдами, гидрохлоритом. Выше залегает охристо-глинистая зона с прослоями охристых, сажистых и т.д. оксидов и гид
Основные факторы, влияющие на выбор способа и эффективность разработки месторождений
Крупность золота в коре зависит от его размеров в первоисточнике, формацион-ной принадлежности гипогенных руд. Золото-сульфидные, золото-сульфидно-кварцевые руды отличаются тонким золотом. Практически на любом месторождении встречаются в большем или меньшем количестве отдельные блоки с золото-сульфидно-кварцевыми и золото-кварцевыми рудами, которые и являются основным источником крупного золота в корах. Но промышленно значимых, прошедших Государственную экспертизу, объектов, возникших только за счет выветривания первичных золото-сульфидно-кварцевых или золото-кварцевых руд с относительно крупным золотом, в пределах России не выявлено. Установлена такая закономерность [252] — чем выше сульфидность первичного материала и глубже процессы гипергенеза, тем больше в коре тонкого и тонкодисперсного золота.
В литературе [164] имеются сведения о рудопроявлении Федоровское-1, зона окисления которого возникла по золото-сульфидно-магнетит-кварцевым рудам с крупным свободным золотом. Общее извлечение золота по гравитационной схеме из этих руд составляет 72-75%. При этом класс +0,5 мм представлен 75,5% всего металла. Перспективы этого рудопроявления до конца не выяснены из-за вероятных погрешностей, допущенных при обработке проб [73]. Но не исключается принципиальная возможность появления в будущем в корах промышленно значимых объектов с преобладанием крупного гравитационного золота.
Изменения, которым подвержено золото при выветривании, по данным многочисленных исследований [34, 213, 222, 224, 233, 242, 252, 306, 338, 339, 355, 356, 363, 364, 369, 370, 372] происходят в результате: - освобождение золота при дезинтеграции пород и разложении минералов; - накопления остаточного золота при выщелачивании и выносе химически неустойчивых элементов; - перераспределения, образования нового и укрупнения реликтового золота при его растворении, миграции и осаждении на геохимических барьерах, гидроксидах железа и марганца, самородном золоте; - облагораживания, повышения пробы золота за счет растворения элементов-примесей (серебро, ртуть и др.); - гравитационного обогащения рыхлых образований за счет механической и водной сепарации продуктов выветривания в переотложенных корах.
Новообразованное золото отличается: формой выделения (эмульсионное, сферическое, глобулярное, колломорфное, кристаллическое), высокой пробой, ассоциацией с гипергенными минералами, меньшим размером, землистым, пористым сложением и присутствием примеси теллура. Для остаточного золота характерны высокопробные оболочки и межзерновые прожилки. Его размеры могут уменьшаться при частичном растворении, выносе элементов примесей и увеличиваться за счет слипания, наростов.
Изменения золота в остаточных корах подчиняются следующим закономерностям. Для зоны дезинтеграции новообразованное золото не характерно, облик металла такой же, как в скальных рудах. Гипергенные изменения слабые. Велика доля золота в щебне, сростках с минералами и самих минералах. Часть золота высвобождается. В зоне гидратации и начального гидролиза изменения золота постепенно углубляются. Появляются высокопробные каймы и межзерновые прожилки, отдельные наросты вторичного золота. Характерная особенность этой зоны — наличие как глубоко преобразованного, так и слабо измененного металла. В зоне гидролиза и конечного выщелачивания золото практически полностью высвобождается. Коррозия глубокая, проявлены мощные высокопробные каймы и межзерновые прожилки, меняется морфология зерен. Широко распространено вторичное золото разнообразных форм (скопления, каймы на остаточном золоте, пленки, агрегаты в глинах, сростки с гидроксидами железа и глинистыми минералами). В профиле коры отмечается отчетливая тенденция нарастания глубины изменений снизу вверх. Вместе с тем, даже в зрелых корах, в том числе и латеритах [357], встречается золото практически без гипергенных изменений.
Наибольшие изменения остаточного золота и значительные скопления новообразованного металла наблюдаются в переотложенных корах. Остаточное золото может полностью перекристаллизовываться, укрупняться за счет наростов новообразованного металла и уменьшаться при частичном растворении. На нем наблюдаются следы механического переноса (борозды, шрамы, завальцевание краев, сглаживание острых выступов). Вторичное золото может укрупняться за счет слипания. Гидроксиды железа и марганца концентрируют новообразованное золото.
В зоне дезинтеграции размерность золота практически не отличается от первичных руд. В верхних горизонтах остаточных кор размерность остаточного золота увеличивается на порядок, формируется некоторое количество новообразованного тонкодисперсного золота. Благодаря чему доля тонкодисперсного металла не меняется. В переотложенных корах процессы укрупнения золота протекают еще более интенсивно. Но количество тонкодисперсных разностей остается на уровне первичных руд за счет новообразованного золота.
Среднее содержание золота колеблется в широких пределах от 0,6 до 10,0 г/т. Характер распределения природных концентраций металла рассмотрен в разделе 1.3.
Выветрелые руды кроме золота содержат другие полезные компоненты, которые в некоторых случаях могут представлять промышленный интерес. В качестве попутного компонента всегда присутствует серебро. Также возможны железо, марганец, медь, вольфрам, уран, ртуть, МПГ, висмут, таллий, кадмий, селен и теллур. В растворах, используемых для ПВ, могут накапливаться ртуть, мышьяк, кадмий и цветные металлы. Попутные полезные ископаемые целесообразно оценивать только при открытом способе добычи. В породах вскрьппи не исключается присутствие глин (строительных, огнеупорных, керамических и др.), слюды (вермикулит, мусковит), торфа, россыпных проявлений золота. Галечники, пески и известняки могут служить в качестве строительных материалов, покрытий и оснований автомобильных дорог, флюсов для медеплавильного и доменного производств, извести для гидрометаллургии при извлечении золота, сталеплавильного и ферросплавного производств.
При оценке вредных компонентов в рудах учитываются те из них, которые могут оказать отрицательное влияние на цианирование (основной процесс извлечения золота при открытом способе разработки), растворение золота и циркуляцию растворов в недрах (при ПВ): - оксиды, вторичные сульфиды, сульфаты меди, цинка, железа, сурьмы, ртути, марганца, мышьяка снижают скорость растворения золота, повышают расход реагента; - углеродистое вещество с повышенной сорбционной активностью; - шламообразующие слюдисто-глинистые минералы, осложняющие процесс обезвоживания цианистой пульпы и отмывку растворенного золота, транспортировку, бункерование, гравитационное и флотационное обогащение руды; - карбонаты, сульфиды, органическое вещество, ртуть, сурьма, мышьяк и т.п., осложняющие хлоридную технологию ПВ, ухудшающие экономику и экологию.
Геолого-технологической типизацией выветрелых руд занимались Н.М.Риндзюн-ская и др. [197, 252, 255]. Обобщая результаты типизации, а также опыт изучения выветрелых руд недропользователями, приходим к выводу, что технологические свойства руд всех, разрабатываемых открытым способом месторождений золота в корах выветривания, известных на территории России, отличаются относительной простотой. Все они относятся к легкообогатимым рудам [270]. Целесообразно выделение двух технологических типов выветрелых руд: 1) глинистые (песчано-глинистые) окисленные и 2) щебнисто-песчано-глинистые смешанные (полуокисленные).
Факторы, определяющие выбор плотности сети
Верхние горизонты месторождений, первичные и выветрелые руды которых могут быть разведаны сетями одинаковой плотности, залегают в остаточных корах.
Геометрия ячейки сети определяется исходя из соотношения размеров рудных тел по длине и ширине (см. табл. 3), характера анизотропии их внутреннего строения. Отражением анизотропии являются радиусы автокорреляции по этим двум направлениям для содержания золота, а также размеры обособлений богатых руд.
При прямоугольной сети профили ориентируются исходя из направлений минимальной и максимальной изменчивости, которые в остаточных корах соответствуют длине и ширине рудных тел в плане, а также могут быть определены по ориентировке изолиний распределения основных геологоразведочных параметров. Расстояния между профилями и пересечениями в профилях определялись по результатам сгущения или разрежения сетей на участках детализации и аналитическими расчетами.
При аналитических расчетах учитывается наличие скрытой периодичности в распределении основных геологоразведочных параметров, размеры обособлений богатых руд и доля случайной составляющей в общей изменчивости. Наличие периодичности позволяет установить «запрещенные» расстояния для сетей, когда пересечения попадают в максимумы или, наоборот, минимумы значений мощностей, содержаний или про-дуктивностей золота. При таких расстояниях между пересечениями могут возникать систематические ошибки в оценке геологоразведочных параметров [64, 144]. Прове 113 денные исследования позволяют установить отсутствие периодичности в пределах расстояний, сопоставимых с размерами сетей (см. табл. 5, 6, 8).
Размеры обособлений богатых руд учитываются при выборе плотности сети следующим образом. Для наиболее детально изученных запасов категории Сі или В, в зависимости от сложности геологического строения месторождения, необходимо оценить строение рудных тел, т.е. выявить характер распределения (гнездовый, столбовой) и размеры основных обособлений богатых руд [74, 75, 77] (см. табл. 8).
Доля случайной составляющей изменчивости на месторождениях в остаточных корах выветривания относительно невысокая и составляет 30-60% от наблюдаемой изменчивости для рекомендуемых оптимальных сетей. Сам по себе уровень наблюдаемой изменчивости, оцениваемый величиной коэффициента вариации, очень низкий (см. табл. 5, 6). Влияние такого низкого уровня случайной составляющей изменчивости на оценку геологоразведочных параметров может быть компенсировано небольшим количеством пересечений в блоке. Например, для месторождения Воронцовское 3-4 пересечения обеспечивают оценку наиболее изменчивого параметра для руд в остаточных корах выветривания с погрешностью не выше 60% по абсолютной величине. На Олимпиадинском месторождении то же количество пересечений в блоке обеспечивает оценку наиболее изменчивого параметра с погрешностью по абсолютной величине не выше 30%, достаточной для категории запасов В.
Стратифицированные изометричные в объеме залежи 2-й группы сложности изотропного строения, со столбовым распределением золотоносности, представлены Олимпиадинским месторождением (подгруппа 2-0-1-И-С, см. табл. 14), по категории В разведуются квадратной сетью 50x50 м, Сі — 100x100 м и С2 — 200x200 м [119].
Стратифицированные линзо-пластообразные залежи и штокверки 3-й группы сложности представлены вытянутыми в плане и изометричными рудными телами. Изометричные в плане тела изотропного строения характеризуются столбовым (подгруппа 3-0-1-И-С, Светлинское) и более изменчивым гнездовым распределением золотоносности (подгруппа 3-0-1-И-Г, Покровское, Березняковское, Таборное, Тамбовское). По результатам исследований [70] на Светлинском месторождении для категории запасов Сі оптимальной является сеть 75x75 м, Сг — 150x75-150 м. На Покровском, Березняковском, Таборном и Тамбовском месторождениях сеть более густая, для категории запасов Сі — 40x40 м, а С2 — 80x40-80 м.
Для вытянутых в плане тел с ярко выраженной анизотропией формы и строения оптимальной является прямоугольная сеть, для изометричных без выраженной анизотропии формы и строения — квадратная. Вытянутые тела на всех известных месторождениях (Воронцовское, Самсоновское, Каменское, Кировское, Самолазовское, Тас-Юряхское) характеризуются сходным анизотропным строением и гнездовым распределением золота (подгруппа 3-0-2-А-Г). И при разведке запасов категории Сі для них 114 оптимальна сеть 40x20 м, Сг — 80x20-40 м [70], которая хорошо согласуется и с характером распределения золотоносности на этом типе месторождений (см. разд. 1.3). Мелкие линзо-пластообразные залежи 4-й группы сложности анизотропного строения с гнездовым распределением золота (подгруппа 4-0-1-А-Г) разведуются по категории Сі сетью 20х 10-20 м и С2 — 40x20 м.
Верхние горизонты месторождений, первичные и выветрелые руды которых разведуются сетями разной плотности, залегают в переотложенных корах. Остаточные коры представлены только месторождениями, подготавливаемыми для ПВ, и жило-плитообразными субвертикальными маломощными зонами не зависимо от способа их разработки. Месторождения в остаточных корах выветривания. Подготавливаемые к освоению ПВ месторождения в настоящее время ограничены всего двумя объектами. Поэтому, в данном разделе использованы результаты исследований по плотности сети, проводившихся на месторождениях урана гидрогенного типа [333, 334], которые находятся в аналогичных с месторождениями золота в корах выветривания сложных горно-геологических и гидрогеологических условиях. Анализ работ по разведке месторождений для разработки ПВ позволил сформулировать общее требование к разведочной сети для таких объектов.
Плотность сети при разведке месторождений для ПВ должна обеспечивать достаточную точность определения контура промышленных руд в плане и также оценки среднего содержания и запасов золота в отдельных блоках. Положение рудного тела в плане определяет схему размещения эксплуатационных скважин, а положение его в разрезе — схему размещения фильтров и конструкцию эксплуатационных скважин. К точности отображения контура рудного тела в плане могут быть предъявлены относительно жесткие требования, так как ошибки в определении его положения влекут за собой изменение, как схем разработки, так и, возможно, производительности. Кроме того, необходимо учитывать высокую стоимость эксплуатационных скважин и недопустимость их проходки в безрудном участке. Растекание рабочих растворов в разрезе, даже при локальной постановке фильтров и попытках ограничить эффективную мощность пласта, остается достаточно большим, составляя метры и даже десятки метров. В этих условиях к точности отображения положения рудного тела в разрезе при разведке нет смысла предъявлять высокие требования.
Известные месторождения золота в корах выветривания, разрабатываемые геотехнологическим способом, характеризуются сходными геологическими условиями, идентичными морфологией, условиями залегания и золотоносностью рудных тел, относятся к подгруппе 3-0-4-А-С (см. табл. 14). По результатам разрежения сети на уча 115 стках детализации, предназначенных для опытной разработки, изменения основных геологоразведочных параметров характеризуются весьма близкими погрешностями (табл. 19). Оптимальная сеть скважин при разведке запасов таких тел по категории Сі составляет 30x10 м, Сг — 60x20 м.
Месторождения с различной плотностью сети для первичных и выветрелых руд
При фиксированной схеме расположения откачных и закачных скважин прямые удельные затраты на добычу постоянны и не зависят от морфологии и характера распределения золота в оконтуриваемых рудных телах, а определяются только количеством и глубиной бурения эксплуатационных скважин. Параметры ячейки и глубина скважин оказывают прямое непосредственное влияние на значение содержания золота в оконтуривающей выработке, т.к. значительная доля затрат на добычу приходится именно на бурение и оборудование эксплуатационных скважин. Параметры эксплуатационной ячейки зависят в основном от фильтрационных свойств и глубины залегания рудоносного горизонта. Разнообразие фильтрационных свойств в пределах месторождения создает предпосылки для весьма широкого диапазона значений возможного оконтуривающего лимита, а однородность — наоборот, весьма узкий диапазон.
Минимальное содержание золота в краевой выработке является оконтуривающим лимитом. Его использование подразумевает, что среднее значение в запасах существенно превышает этот параметр, за счет чего обеспечивается необходимая рентабельность освоения. Этот параметр определяется дифференцированно по разным типам геотехнологического разреза. Для известных месторождений (Татарское, Маминское) тип разреза один. Поэтому величина данного параметра одинакова для них. При определении минимального промышленного содержания в блоке (С мин. пр.), кроме затрат на получение 1 т продуктивных растворов из недр и их переработку на поверхности, учитываются общехозяйственные затраты {3s), амортизационные отчисления {Ам) и налоги, платежи и отчисления {Н, кроме налога на добычу) (3I+3,+3,+AM + H)XMXF , Смин.пр. - - г/т. Цх{1-Нд)хЩхтхИ2 Максимальный размер блока, к которому применяется величина минимального промышленного содержания, ограничивается запасами, не превышающими годовую производительность проектируемого предприятия [191]. При ПВ производительность ограничивается по металлу. Минимальный размер блока не регламентируется.
В практике подготовки материалов ТЭО по месторождениям золота в корах выветривания не возникало необходимости применения требований к разделению руд на проницаемые и водоупорные, определению типа геотехнологического разреза, так как по этим признакам золотоносные коры выветривания на известных месторождениях однородные, не требуют применения различных систем разработки, не различаются по технико-экономическим показателям добычи. Вместе с тем, не исключено вовлечение в промышленное освоение месторождений, где возникнет необходимость в определении таких дополнительных параметров. По аналогии с месторождениями урана [333, 334], в качестве дополнительных параметров необходимо рассматривать: - минимально допустимый коэффициент фильтрации руд по блоку; - максимально допустимое содержание глинисто-алевритистой фракции в рудах; - соотношение проницаемости руд и вмещающих пород, определяющее типы геотехнологического разреза или промышленные (сортовые) границы.
Минимально допустимый коэффициент фильтрации выбирается с учетом обеспечения дебитов скважин, необходимых для рентабельной работы эксплуатационного участка. Конкретное значение такого минимума подбирается с учетом необходимой плотности сети эксплуатационных скважин и затрат на их сооружение. При малых глубинах требования к минимальному коэффициенту фильтрации снижаются, при больших — возрастают. Принципиально возможна эксплуатация участков при коэффициенте фильтрации порядка 0,1-0,5 м/сутки. Однако обычно минимальное значение этого параметра составляет 0,5-1,0 м/сутки. Минимальное значение коэффициента фильтрации устанавливается на блок.
Максимальное содержание глинисто-алевритистой фракции (а в некоторых случаях и других компонентов руд, оказывающих влияние на их проницаемость) служит для дифференцированной характеристики проницаемости разреза и разделения проницаемых (промышленных) и непроницаемых (непромышленных) сортов руд. При этом используется зависимость величины проницаемости от содержания глинисто-алевритистой фракции пород или от других параметров, характеризующих состав руд. Обычно величина предельного содержания глинисто-алевритистого компонента на предприятиях ПВ урана устанавливается 30%. Но на Гагарском месторождении успешно ведется разработка в корах с уровнем данного показателя в 35-40%. На Ма-минском получены положительные результаты опытных работ в корах с содержанием фракции -0,1 мм до 55%. Предельные величины других параметров руд, непосредственно влияющих на проницаемость, устанавливаются опытным путем.
Требования к параметрам, определяющим геотехнологический тип разреза, устанавливаются с учетом данных опытно-промышленных (опытных) натурных испытаний. Основной критерий — соотношение проницаемости руд и вмещающих пород. Не 208 благоприятным и часто непригодным для освоения оказывается тип разреза с большей проницаемостью вмещающих пород по сравнению с рудами. Однако имеются теоретические обоснования успешного извлечения из руд металла и в таком типе разреза за счет диффузионного выщелачивания. Соотношение рудной и эффективной мощности определяет степень разбавления растворов. Идеальным является совпадение этих мощностей, как имеет место быть на Татарском и Маминском месторождениях. Но в практике разработки месторождений других полезных ископаемых это соотношение обычно составляет от 1:2 до 1:10 и менее. Кроме того, этот показатель может существенно меняться по площади одного и того же месторождения. Участки месторождения с резко отличным соотношением мощностей часто требуют различных систем и режимов разработки. И в кондициях могут устанавливаться показатели, определяющие разграничение таких участков.
Кроме перечисленных выше основных показателей кондиций, служащих для определения промышленного контура месторождения, отвечающего заданным экономическим требованиям, устанавливаются дополнительные показатели для выделения максимально рудонасыщенной части разреза водоносного горизонта и геометризации ее в объеме кор выветривания. Это может оказаться необходимым для проектирования систем разработки, конструкций эксплуатационных скважин, положения и размеров фильтров в них и т.п. К таким дополнительным показателям кондиций относятся бортовое содержание и максимальная мощность прослоя безрудных пород. Эти показатели для ПВ имеют совершенно иной смысл, чем при разработке открытым способом.
Бортовое содержание в пробе служит для выделения в вертикальном разрезе водоносного горизонта интервалов с повышенным содержанием золота. Бортовое содержание в данном случае не имеет экономического смысла и выбор его методом вариантов или расчетами не нужен. Величина этого параметра диктуется точностью, разрешающей способностью аналитических работ и реальной технической способностью извлечения золота. Бортовое содержание при ПВ должно быть постоянным для всех месторождений рассматриваемого полезного ископаемого, независимо от их геологических и географо-экономических особенностей [334]. Для месторождений золота в корах выветривания его величину следует принять равной 0,2 г/т.
Максимальная мощность бехрудного прослоя, включаемая в рудный контур, определяется эффективной мощностью и естественным растеканием рабочих растворов, системой и местами расположения фильтров. Этот лимит обычно выбирается не менее чем 3-5 м — минимальное расстояние, при котором постановка раздельных фильтров технически нецелесообразна. Верхний предел ограничивается эффективной мощностью.
В необходимых случаях предусматривается подсчет запасов попутных компонентов и вредных примесей, предельная глубина залегания уровня грунтовых вод, обводняющих продуктивную залежь.
На месторождениях для ПВ к забалансовым относятся запасы по трем причинам: 1) запасы, пригодные для ПВ, но обеспечивающие концентрацию золота в растворах, не окупающую в настоящее время затраты на получение растворов и извлечение полезного компонента из них; 2) запасы, не пригодные для ПВ по условиям проницаемости, расположенные за пределами водоносного горизонта; 3) запасы, удовлетворяющие требованиям ПВ, но расположенные за пределами обоснованных в ТЭО контуров разработки. В большинстве случаев такие руды по гидрогеологическим и инженерно-геологическим условиям, уровню содержания золота не могут быть добыты открытым способом в ближайшей перспективе ни при каких условиях. Но нельзя исключить возможность в будущем совершенствования ПВ и разработки иных его модификаций, повышающих проницаемость руд. Поэтому при значительном количестве запасов их учет в качестве забалансовых на сегодняшний день оправдан.
Могут быть предусмотрены параметры кондиций для забалансовых руд в корах выветривания выше уровня грунтовых вод. В частности, бортовое содержание золота в пробе (0,2 г/т) и максимальная мощность прослоя пустых пород и бедных руд, включаемых в подсчет забалансовых запасов. При этом следует отметить такую особенность, что оконтуривание забалансовых руд производится в направлении снизу вверх от зеркала подземных вод.
