name: Научно-методические основы количественной оценки разведанности золоторудных месторождений
keyword_list: запасы разведка оценка методика месторождения золоторудные
abstract: Актуальность работы определяется отсутствием единообразных подходов к оценке разведанности запасов/ресурсов месторождений на количественной основе. В настоящее время основным способом ее решения продолжает оставаться метод экспертных оценок. В отечественной практике изучения недр он используется специалистами, ведущими геологоразведочные работы и корректируется экспертами ГКЗ или сотрудниками специализированных консалтинговых, научных и производственных организаций. За рубежом эту задачу решают, главным образом, Компетентные Персоны, являющие членами признанных международных сообществ.
  Детальность и полнота информации о полезном ископаемом реализуется в различных классификациях запасов и ресурсов. Практически все эти классификации используют, главным образом, качественные характеристики категорий, хотя попытки применить для них количественные показатели предпринимались более ста лет назад.
  Особое значение количественная оценка разведанности запасов приобретает в настоящее время в условиях взаимодействия недровладельца (государства) и недропользователей с зарубежными инвесторами, а также с международными аудиторами. На основе оценки разведанности и полученных категорий запасов принимаются решения о финансировании предприятий и вложении инвестиций; определяются также уровни коммерческого риска,
  Сопоставление отечественных категорий запасов с категориями, приятыми за рубежом, далеко не всегда бывает однозначным; при этом возникают разногласия, объективное разрешение которых возможно только на базе одинаково понимаемых показателей или критериев разведанности.
  Проблема оценки разведанности запасов/ресурсов тесно связана с обоснованием параметров (геометрии) разведочной сети и квалификацией запасов по отдельным объектам и блокам.
  Целью представленной работы является разработка методов количественной оценки разведанности запасов коренных золоторудных месторождений с учетом сложности их геологического строения.
  Основные задачи
  Для достижения поставленной цели решались следующие взаимосвязанные задачи:
  − анализ требований к изученности месторождений и классификации запасов/ресурсов в отечественной и зарубежной практике ведения геологоразведочных работ;
  − сравнение отечественных и зарубежных подходов к определению разведанности месторождений;
  − исследование свойств оруденения на месторождениях различных морфологических типов;
  − анализ возможности использования современных передовых подходов к изучению свойств объектов, в том числе положений фрактальной геометрии и геостатистики;
  − анализ и определение количественных показателей для характеристики свойств природных объектов и оценки сложности их строения;
  − анализ методов обоснования геометрии разведочной сети;
  − разработка процедуры расчета параметров сети на количественной основе с учетом стадий геологоразведочных работ.
  − выбор критериев разведанности и оценка их предельных значений для запасов разных категорий;
  − разработка типизации золоторудных месторождений для целей разведки;
  − анализ методов квалификации запасов; разработка приемов определения категории в конкретных условиях.
  Решение этих задач предлагается на основе изучения опыта ведения геологоразведочных работ в России и за рубежом, проведения статистических, геостатистических и морфологических исследований на объектах различных типов.
  Методы исследований включают:
  − анализ практического опыта оценки месторождений,
  − обобщение данных публичной отчетности, научно-технической литературы -отечественной и иностранной;
  − статистический анализ геологоразведочных данных,
  − геостатистические исследования и блочное моделирование,
  − графический анализ морфологии рудных образований с определением ошибок геометризации, с оценкой размерности объектов на основе положений фрактальной геометрии;
  − проведение расчетов на основе разработанных алгоритмов.
  Научная новизна работы
  Научная новизна работы характеризуется следующими положениями:
  1. Обоснован выбор признаков, характеризующих с количественных позиций сложность геологического строения золоторудных объектов; в том числе: масштаб объектов, морфологический тип, степень изменчивости содержаний по пробам равной длины или по композитам.
  2. Доказаны возможности применения принципов фрактальной геометрии для решения задач разведки и оценки месторождений, количественного описания на этой основе морфологических и других свойств объектов.
  3. Определены показатели для описания морфологии рудных тел, выявлена их связь с фрактальной размерностью при разных масштабах измерений. Установлены аналитические выражения, описывающие взаимосвязь показателей с ошибками геометризации и шагом разведочной сети.
  4. Исследованы возможности и условия применения способов оценки изменчивости содержаний; оценено влияние асимметричности и ограничения распределений, а также закономерных изменений признака на результаты определения точности погрешности средних значений. Установлена недопустимость применения для этих целей вариабельности содержаний по разведочным пересечениям.
  5. Обоснованы приемы аналитического расчета параметров разведочной сети при разных требованиях к точности оценки средних содержаний для запасов определенных категорий;установлена роль годовой/квартальной производительности предприятия как фактора определения параметров разведочной сети; рассмотрены возможности применения процедуры расчета на ранних стадиях геологоразведочных работ.
  6. Разработаны способы оценки ошибок геометризации при отсутствии участков детализации, в том числе с использованием фрактальной размерности; определена роль вариограмм индикатора как показателя размеров рудных тел при разных значениях бортовых лимитов.
  7. Выявлены критерии разведанности запасов, определена их связь с параметрами разведочной сети, показателями изменчивости свойств и морфологическими характеристиками оруденения: отмечена универсальность критериев для различных классификаций.
  8. На основе опыта разведки и требований промышленности для золоторудных месторождений установлены предельные значения критериев разведанности для запасов разных категорий; определена зависимость значений критериев от экономических рисков освоения объектов.
  9. Разработаны принципы количественной квалификации запасов в отдельных подсчетных блоках с учетом результатов проведенных разведочных работ и выявленных свойств оруденения.
  Объекты исследований. В основу решения поставленных задач положены фактические данные по геологическому строению, разведке и отработки ряда золоторудных месторождений, в том числе таких как Наталка, Сухой Лог, Олимпиадинское, Вернинское, Дегдекан, Голец Высочайший, Тарынское, Дражное, Павлик, Чертово Корыто, Каральвеем, Бамское, Кючус, Нежданенское, Кундуми, Талгир, Александровское, Кочкарское, Воронцовское, Сергеевское, Боголюбовское, Благодатное, Титимухта, Ключевское, Коммунар, Куранахское рудное поле и др.
  Золоторудные месторождения выбраны в качестве основных объектов исследований в связи с тем, что в последнее время, начиная с 1992г, материалы по ним чаще всего представлялись на Государственную экспертизу; эти же объекты далее наиболее интенсивно отрабатывались. В данный период значительная часть золоторудных месторождений была открыта и разведана (Дегдекан, Купол, Албазинское, Пионер, Маломыр, Светлинское, Албын, Боголюбовское, Благодатное, Титимухта, и др.). Многие объекты, в том числе Наталка, Вернинское, Сухой Лог, Олимпиадинское, Павлик, Бамское, Нежданинское и другие в результате проведенных геологоразведочных работ получили коренную переоценку.
  Автор принимал личное участие в проведении геологоразведочных работ и в обработке их результатов с представлением материалов в ГКЗ РФ на месторождениях Наталкинское, Дегдекан, Вернинское, Чертово Корыто, Каральвеем, Павлик, Бамское, Нежданинское, Боголюбовское, Кючус, Дражное, Сергеевское, Светлинское, Куранахское рудное поле. В период 1985-1991г участвовал в научно-исследовательских работах на золоторудных месторождениях Узбекистана - Амантайтау, Даугызтау, Зармитан, Кзылалма, Кайрагач, Кочбулак и России – Коммунар, Кочкарское, Воронцовское. Результаты этих исследований также учитывались в обосновании выводов данной работы.
  В качестве внештатного эксперта ГКЗ составлял экспертные заключения по упомянутым объектам, а также по месторождениям Покровское, Пионер, Майское, Многоверщинное, Хаканджа, Голец Высочайший, Дукат, Дражное, Зун-Холба, Дарасун, Березняковское, Березитовое, Александровское, Бараньевское рудное поле, Албазинское, Многовершинное, Асачинское, Озерновское, Благодатное, Бадран, Березовское, Тасеевское, Золотая Речка, Каральвеем и др.
  При решении отдельных вопросов данной работы привлекалась также информация, полученная в процессе составления экспертных заключений по месторождениям других видов минерального сырья – меди, молибдена, вольфрама, урана, редких земель, а также россыпных месторождений. Широко использовался опыт изучения и квалификации запасов/ресурсов золоторудных месторождений за рубежом на основе документов публичной отчетности.
  Проведенные исследования включают расчеты статистических и геостатистических характеристик изучаемых объектов, определение ошибок геометризации, анализ результатов сопоставления данных разведки и эксплуатации, расчеты по разрежению разведочной сети. Новым направлением исследований в области морфологической характеристики рудных объектов является изучение их фрактальной размерности.
  Ошибки геометризации исследовались на отрабатываемых объектах, или на объектах, имеющих участки детализации. На этих же объектах проводились исследования фрактальной размерности, а также разрежение разведочной сети.
  Статистические и геостатистические исследования с разной степенью детальности проведены практически на всех упомянутых объектах; значительная часть расчетов выполнена автором.
  Положения, выносимые на защиту:
  1. При количественной оценке сложности геологического строения золоторудных месторождений необходимо и достаточно рассматривать в качестве классификационных признаков масштаб изучаемых объектов, морфологию рудных скоплений, включая определение типа и фрактальной размерности, и изменчивость содержаний в пробах равной длины или в композитах.
  Оценка сложности строения может проводиться для месторождения в целом или для его частей, различающихся условиями отработки, особенностями морфологии и характеристиками изменчивости оруденения.
  2. Параметры разведочной сети должны обеспечивать достижение заданной точности оценки запасов и на надежность их геометризации. Точность оценки средних содержаний относится к количеству руды, сопоставимому с годовой/квартальной производительностью предприятия. Она вычисляется через дисперсию случайной составляющей изменчивости, определяемой на основе статистических и геостатистических исследований. Оценку ошибок геометризации, особенно на ранних стадиях геологоразведочных работ, предлагается проводить с применением аналитических выражений, использующих данные геостатистического анализа и показатели фрактальной размерности объектов.
  3. Проведенными исследованиями впервые установлено, что фактический уровень относительных стандартных погрешностей оценки содержаний для категории С1 применительно к блокам, сопоставимым с объемами годовой производительности, и находится в пределах 10 % - 15 %, что можно считать допустимым для планирования ГРР на ранних стадиях. Значения этого критерия для конкретных объектов могут корректироваться также в зависимости от масштаба и уровня экономических рисков их освоения.
  Фактические значения ошибок геометризации золоторудных месторождений для запасов категории С1 составляют 30 % - 50 %, что соответствует их уровню для других типов месторождений. Эти лимиты предлагается принять для количественной оценки разведанности запасов данной категории.
  4. Квалификация запасов в подсчетных блоках золоторудных месторождений с позиции точности оценки средних содержаний требует изучения изменчивости на локальных участках и введения поправок, учитывающих различие в запасах блока с рудными объемами недр, сопоставимыми с годовой, полугодовой или квартальной производительностью предприятия.
  Квалификация запасов по блокам корректируется с учетом величины ошибок геометризации, определяемых по характеристикам вариограмм индикаторов или другими методами.
  Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимость работы определяется следующими положениями:
  − доказана необходимость оценки изменчивости содержаний по пробам или композитам для целей обоснования разведочной сети;
  − показана возможность использования формул математической статистики в условиях несоответствия распределения содержаний нормальному закону для определения точности оценки средних содержаний при большом объеме выборок;
  − установлена связь фрактальной размерности D геологических объектов с их морфологическими типами;
  − определены аналитические выражения для использования величины D в расчетах ошибок геометризации при отсутствии участков детализации.
  − определено влияние на требования к величине критериев разведанности масштаба объектов и способов его отработки, а также устойчивости проекта освоения месторождения (уровня геологического риска).
  Практическая значимость этих положений состоит в использовании их при определении сложности геологического строения и выборе параметров разведочной сети, а также при количественной оценке разведанности запасов в конкретных ситуациях.
  Обоснованность и достоверность результатов. Исследование опирается на фундаментальные российские и зарубежные работы, касающиеся оценки разведанности золоторудных месторождений и методологии их изучения. Достоверность результатов подтверждается конкретными примерами применения предлагаемых подходов к обоснованию сети и квалификации запасов, а также апробацией их на международных и всероссийских форумах и семинарах, а также публикацией статей в изданиях, рекомендованных ВАК.
  Практическое значение работы состоит в разработке следующих аспектов оценки разведанности месторождений:
  1. Даны рекомендации по способам оценки фрактальной размерности объектов и определению на этой основе морфологических характеристик оруденения.
  2. Предложены подходы к изучению изменчивости содержаний на основе статистического и геостатистического анализа; даны рекомендации по интерпретации их результатов.
  3. Предложена типизация золоторудных месторождений по сложности строения, в основу которой положены рассмотренные выше характеристики и показатели; в типизации определены рекомендуемые размеры (площадь ячейки) разведочной сети для категории С1, которые связаны с вариабельностью содержаний и требованиями к точности их оценки.
  4. Разработана процедура расчета параметров разведочной сети, которая позволяет учитывать свойства конкретных объектов и разные требования к величине критериев разведанности.
  5. Предложены приемы проведения работ по разрежению разведочной сети и интерпретации их результатов.
  6. Сформулированы предложения по оценке потерь и разубоживания, с учетом фрактальной размерности и сложности строения объектов.
  Личный вклад состоит в обобщении и анализе большого объема данных по конкретным золоторудным объектам, в разработке подходов к оценке разведанности на основе количественных критериев, в определении их допустимых значений для запасов различных категорий, в выявлении роли количественных показателей сложности, в том числе фрактальной размерности D, в разработке алгоритмов определения рациональной плотности разведочной сети, особенно на ранних стадиях геологоразведочных работ, в создании типизации золоторудных объектов для целей разведки.
  Проведенные лично автором исследования включают:
  − расчеты статистических и геостатистических характеристик изучаемых объектов;
  − анализ результатов сопоставления данных разведки и эксплуатации;
  − расчеты по разрежению разведочной сети;
  − изучение и определение фрактальной размерности для объектов разных морфологических типов;
  − оценка ошибок геометризации эмпирическим методом, сравнение результатов с аналитическими данными.
  Научные результаты, установленные в процессе проведения исследований, получены лично автором и являются оригинальными.
  Апробация работы: основные результаты работы докладывались Международных форумах Minex (2006-2016), Международном семинаре ГКЗ-КРИРСКО (2012), Евразийской Конференции (Минск, 2016, 2018), Всероссийских семинарах ЦКР-ГКЗ, семинарах МинГео Сибирь (2010-2021), Первой Всероссийской научно-практической конференции «Золото, Полиметаллы XXI век» (Челябинск, 2019г). Материалы диссертации в виде тезисов докладов и презентаций представлялись на сайтах форумов, семинаров и конференций. Они излагались также на Геовебинарах (2021-22).
  Публикации: основные положения диссертации изложены в 28 работах, опубликованных в рецензируемых журналах из перечня, рекомендованного ВАК Минобрнауки РФ.
  Структура работы: Диссертация включает: введение, шесть глав, заключение. Она имеет объем 192 страницы машинописного текста, содержит 94 иллюстраций, 33 таблицы и список литературы из 139 наименований.
  Автор выражает глубокую признательность научному руководителю ФБГУ «ВИМС», доктору геолого-минералогических наук Машковцеву Григорию Анатольевичу - вдохновителю выполнения данной работы, начальнику отдела МГЭО и МР ФБГУ «ВИМС», кандидату геолого-минералогических наук Иванову Сергею Николаевичу и всему коллективу отдела. Хочу высказать искреннее уважение членам кафедры методики поисков и разведки МГРИ, многолетнее и плодотворное сотрудничество с которыми я ценю исключительно высоко. Особую признательность выражаю моим учителям – Каждану А.Б., Викентьеву В.А., Кащееву Л.П., чьи труды и идеи служили основой и отправной точкой данной работы. Приношу свою благодарность за понимание и поддержку моим друзьям и соратникам из различных организаций, занимающихся изучением и оценкой недр нашей страны.
chairman_dissertation_council.name: Петр
chairman_dissertation_council.surname: Игнатов
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: Председатель диссертационного совета
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: -
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 14624021100
chairman_dissertation_council.rinc_id: 61399
chairman_dissertation_council.url: https://mgri.ru/workers/4623/?sphrase_id=121534
chairman_dissertation_council.orcid: -
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Рустам
organization_supervisor.surname: Мустаев
organization_supervisor.patronymic: Наильевич
organization_supervisor.position: Проректор по научной работе
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.49.15
rubrics.name: Образование рудных месторождений
rubrics.code: 38.49.17
rubrics.name: Закономерности размещения рудных месторождений
rubrics.code: 38.49.31
rubrics.name: Ресурсы рудного сырья
rubrics.code: 38.57.17
rubrics.name: Методы разведки и оценки месторождений рудных и неметаллических полезных ископаемых
rubrics.code: 38.49.19
rubrics.name: Геология рудных месторождений
oecds.code: 01.05.KY
oecds.name: GEOLOGY
speciality_codes.name: Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
speciality_codes.code: 1.6.10.
opponents.fio: Шумилин М.В.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Душин В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Макаров В.А.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ СЕРГО ОРДЖОНИКИДЗЕ"
protection_organization.ogrn: 1027739347723
protection_organization.supervisor_name: ЮРИЙ
protection_organization.supervisor_surname: ПАНОВ
protection_organization.supervisor_patronymic: ПЕТРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ФГБУ "ВИМС"
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского"
author_organization.ogrn: 1167746125030
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Федеральное агентство по недропользованию
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения