Изучение геологического строения месторождения и качества ювелирно-поделочных камней

19. По разведанному месторождению необходимо иметь топографическую основу, масштаб которой соответствовал бы размерам месторождения, особенностям его геологического строения, а также рельефу местности. Топографические карты месторождений ювелирно-поделочных камней составляются в масштабах 1:500–1:2000, а планы отдельных участков – в масштабе 1:200 и крупнее. Все разведочные и эксплуатационные выработки, профили детальных геофизических наблюдений, а также выходы на поверхность продуктивных тел должны быть инструментально привязаны. При большой площади месторождения может быть принята топографическая основа масштаба 1:5000. Подземные горные выработки и скважины наносятся на планы по данным маркшейдерской съемки. Маркшейдерские планы горизонтов горных работ обычно составляются в масштабах 1:200–1:500, сводные планы – в масштабе не мельче 1:1000.

Для скважин глубиной более 100 м следует вычислить координаты точек пересечения ими кровли и подошвы продуктивных тел и построить их проложения на плоскости планов и разрезов.

20. Геологическое строение месторождения должно быть детально изучено и отображено на геологической карте масштаба 1:1000–1:10 000 (в зависимости от размеров и сложности месторождения), геологических разрезах, планах, а в необходимых случаях – блок-диаграммах и моделях. Геологические и геофизические материалы по месторождению должны давать представление о размерах и форме продуктивных тел или минерализованных зон, условиях их залегания и внутреннем строении, степени изменчивости оруденения, характере выклинивания продуктивных тел, особенностях изменения вмещающих пород и взаимоотношениях продуктивных тел с вмещающими породами, складчатыми структурами и тектоническими нарушениями в степени, необходимой и достаточной для обоснования подсчета запасов. Следует также обосновать геологические границы месторождения и поисковые критерии, определяющие местоположение перспективных участков, в пределах которых оценены прогнозные ресурсы категории Р₁*.

21. Выходы на поверхность и приповерхностные части продуктивных тел и минерализованных зон должны быть изучены горными выработками и неглубокими скважинами с применением геофизических методов и опробованы с детальностью, позволяющей установить морфологию и условия залегания продуктивных тел, глубину зоны выветривания и изменение в ней качества сырья, наличие и характер разрывных нарушений, радиационный фон продуктивных тел, особенности изменения вещественного состава и технологических свойств камня, соотношение основных его разновидностей и провести подсчет запасов раздельно по сортам.

Для этой цели проходятся канавы, а на участках, где мощность покровных отложений превышает 3 м, – траншеи или шурфы с рассечками, при благоприятном рельефе – штольни; в отдельных случаях бурятся неглубокие скважины.

22. Разведка месторождений ювелирно-поделочных камней на глубину проводится горными выработками и скважинами колонкового бурения с использованием геофизических методов исследований – наземных, в скважинах и горных выработках.

Разведка месторождений ювелирно-поделочных камней, как правило, совмещается с их разработкой.

Методика разведки – соотношение объемов горных работ и бурения, виды горных выработок и способы бурения, конфигурация и плотность разведочной сети, методы и способы опробования – должна обеспечивать возможность подсчета запасов на разведанном месторождении по категориям, соответствующим группе сложности его геологического строения. Она определяется, исходя из геологических особенностей продуктивных тел с учетом возможностей горных, буровых, геофизических средств разведки, а также опыта разведки и разработки месторождений аналогичного типа, и в каждом конкретном случае должна быть обоснована.

23. Разведка на глубину месторождений, представленных крупными продуктивными телами с изменчивой мощностью, в значительной степени сложенными ювелирно-поделочным сырьем, осуществляется преимущественно скважинами. Выбранный диаметр скважин и технология бурения должны обеспечить выход керна продуктивных пород не менее 70 %. При более низком выходе керна следует принимать меры для его повышения. Достоверность определения выхода керна должна систематически контролироваться.

В тех случаях, когда продуктивная толща представлена несколькими природными типами или разновидностями ювелирно-поделочных камней, необходимо обеспечить надежный выход керна для каждого типа или разновидности. Представительность керна должна быть подтверждена сопоставлением результатов опробования керна и шлама основных разновидностей камня с данными опробования горных выработок и скважин с высоким выходом керна.

Во всех скважинах глубиной более 100 м через каждые 20 м следует проводить измерения их азимутальных и зенитных углов; результаты этих измерений должны учитываться при построении геологических разрезов, планов и при расчетах мощностей продуктивных тел и непродуктивных интервалов.

При наличии подсечений стволов скважин горными выработками результаты замеров проверяются данными маркшейдерской привязки. Для скважин необходимо обеспечить пересечение ими продуктивных тел под углами не менее 30^°.

Для пересечения крутопадающих продуктивных тел под большими углами целесообразно применять искусственное искривление скважин. С целью повышения эффективности разведки следует осуществлять бурение многозабойных скважин, а при наличии горизонтов горных работ – вееров подземных скважин. Бурение по продуктивным породам целесообразно производить одним диаметром.

24. Месторождения, в которых ювелирно-поделочные камни образуют гнездообразные обособления, желваки, вкрапленники или мелкие прожилки, разведываются на глубину в основном горными выработками, а скважины играют подчиненную роль.

Горные выработки являются основным средством детального изучения условий залегания, морфологии, внутреннего строения продуктивных тел, их сплошности, вещественного состава, характера распределения сырья, а также контроля данных бурения, геофизических исследований и отбора проб. На месторождениях с прерывистым распределением минерализации определяется степень ее изменчивости, типичные формы и характерные размеры участков кондиционного сырья для оценки возможности его селективной выемки.

Подземные горные выработки проходятся на одном-двух горизонтах; расстояния между горизонтами или между горизонтом и поверхностью (или дном карьера) определяются масштабами продуктивных тел. Маломощные продуктивные тела прослеживаются штреками и восстающими. Тела большей мощности изучаются сетью ортов и подземных горизонтальных скважин; расстояния между ними выбираются на основании изучения приповерхностных частей месторождения. Обычно они составляют 20–30 м; иногда орты проходятся по более густой сети.

Сплошность продуктивных тел и изменчивость их по простиранию и падению должны быть изучены в достаточном объеме на представительных участках: по маломощным продуктивным телам жильного типа – непрерывным прослеживанием штреками и восстающими, а по мощным продуктивным телам – пересечением ортами, квершлагами, подземными горизонтальными скважинами.

Подземные выработки следует проходить в пределах участков, намечаемых к первоочередной отработке; сечение и расположение выработок должно обеспечить возможность их последующего использования при разработке месторождения. Во избежание порчи ювелирно-поделочных камней при проходке горных выработок (в особенности в пределах продуктивных тел) применение взрывных работ следует ограничивать или полностью исключать; допускается использование только небольших зарядов низкобризантных взрывчатых веществ с целью облегчения последующей выемки и разборки вручную горной массы.

25. Разведочные выработки располагаются по определенной сети, параметры которой зависят от особенностей геологического строения изучаемого участка, морфологии и размеров продуктивных тел, распределения полезного ископаемого. Вследствие большого разнообразия месторождений и проявлений ювелирно-поделочных камней и соответственно – широких вариаций параметров, влияющих на выбор разведочной сети, единые рекомендации по ее плотности в настоящее время не отработаны.

Разведка месторождений ювелирно-поделочных камней 3-й группы осуществляется, главным образом, открытыми горными выработками и скважинами вкрест простирания продуктивных тел. Расстояние между разведочными линиями 40–50 м, для оконтуривания продуктивных участков сеть канав сгущают до 20 м, а при необходимости – до 10 м. По падению минерализованные тела прослеживают скважинами на глубину 20–30 м и более, иногда – редкими шурфами с рассечками. Для месторождений 4-й группы с мелкими продуктивными телами сложной морфологии и резко изменчивым распределением полезного компонента сеть разведочных выработок подбирается исходя из размеров и особенностей конкретного месторождения.

26. Для подтверждения достоверности подсчитанных запасов отдельные участки месторождения должны быть разведаны более детально. Запасы на таких участках и горизонтах следует разведывать преимущественно по категории С₁. Полученная по детально изученным участкам информация используется для оценки достоверности подсчетных параметров, принятых при подсчете запасов на остальной части месторождения, и условий разработки месторождения в целом. На разрабатываемых месторождениях для этих целей используется также информация, полученная при разработке.

Участки детализации должны отражать особенности условий залегания и форму продуктивных тел, вмещающих основные запасы месторождения, а также преобладающее качество сырья. Число и размеры участков детализации на месторождениях определяются в каждом отдельном случае недропользователем.

Полученная на участках детализации геологическая информация используется для подтверждения группы сложности месторождения, установления соответствия принятой методики и выбранных технических средств разведки особенностям его геологического строения, для оценки достоверности результатов опробования и подсчетных параметров, принятых при подсчете запасов на остальной части месторождения, а также условий разработки месторождения в целом. На разрабатываемых месторождениях для этих целей используются данные эксплуатационной разведки и разработки.

Для комплексных месторождений ювелирно-поделочных камней, а также содержащих попутное сырье на основании определения пространственного положения, типичных форм и размеров участков кондиционного сырья и распределения запасов по мощности продуктивных интервалов должна быть оценена возможность их селективной или попутной выемки.

27. Для получения дополнительной информации о геологическом строении месторождения используются геофизические методы исследований, рациональный комплекс которых определяется исходя из поставленных задач и конкретных геологических условий месторождения.

Достоверность геофизических данных должна быть подтверждена их сопоставлением с документацией и результатами опробования горных выработок и скважин с выходом керна, близким к 100 %. В случае значительных расхождений между геологически­ми и геофизическими данными причины расхождений необходимо установить и изложить в отчете.

28. Все разведочные выработки и выходы продуктивных тел или зон на поверхность должны быть задокументированы по типовым формам. Документация сверяется с геологическим описанием и увязывается с результатами опробования.

При документации необходимо описать форму и размеры продуктивных тел, их петрографический и минеральный состав, отразить взаимоотношения с вмещающими породами, степень выветрелости, трещиноватость пород, размер участков, сложенных ювелирно-поделочным камнем (в скважинах – длину сложенных им интервалов), охарактеризовать декоративные свойства камня с выявлением всех его разновидностей. Результаты опробования также выносятся на первичную документацию.

Полнота и качество первичной документации, соответствие ее геологическим особенностям месторождения, правильность определения пространственного положения структурных элементов, составления зарисовок и их описаний должны систематически контролироваться сличением с натурой компетентными комиссиями. Следует оценивать качество опробования (достаточность массы проб, соответствие их положения особенностям геологического строения участка, полноту и непрерывность отбора проб, наличие и результаты контрольного опробования).

29. Для изучения качества ювелирно-поделочного камня, оконтуривания продуктивных тел и подсчета запасов все продуктивные интервалы, вскрытые разведочными выработками или установленные в естественных обнажениях, должны быть опробованы.

30. Выбор методов и способов опробования производится на ранних стадиях оценочных и разведочных работ, исходя из конкретных геологических особенностей месторождения, физических свойств полезного ископаемого и вмещающих пород, а также применяемых технических средств разведки.

Сеть опробования и ее плотность определяется геологическими особенностями изучаемых участков месторождения и обычно устанавливается исходя из опыта разведки месторождений-аналогов.

Принятые метод и способ опробования должны обеспечивать наибольшую достоверность результатов при достаточной производительности и экономичности. Отбор проб ведется по возможности без применения взрывных работ, приводящих к снижению качества сырья. В случае применения нескольких способов опробования их необходимо сопоставить по точности результатов и достоверности.

При выборе геологических способов опробования (керновый, штуфной, бороздовый, валовый и др.), определении качества отбора и обработки проб, оценке достоверности методов опробования следует руководствоваться соответствующими методическими документами.

31. Для определения сортности и выхода ювелирно-поделочных камней опробование производится во всех горных выработках, вскрывших продуктивные тела. На месторождениях со сплошной или прерывистой минерализацией используется отбор штуфов, проб керна и валовое опробование. При гнездовом и прожилково-вкрапленном крайне неравномерном распределении основной метод опробования – валовый.

Валовое опробование ювелирно-поделочных камней заключается в выборке камня-сырца, определении его массы и замере объема извлеченной горной массы. Под камнем-сырцом при этом понимаются содержащие полезный компонент (породу или минерал) минеральные агрегаты, выбираемые вручную и пригодные для последующего обогащения с целью получения сырья, соответствующего требованиям стандартов и технических условий.

Общий объем валового опробования принимается по аналогии с другими более изученными месторождениями, близкими по характеру распределения ювелирно-поделочных камней, и уточняется в процессе разведки на основании анализа полученных результатов.

На месторождениях, продуктивные тела которых целиком или в значительной степени сложены ювелирно-поделочным камнем, объем валовых проб обычно составляет около 3 % от общего объема продуктивных пород в контуре подсчета запасов. На месторождениях с распределением ювелирно-поделочных камней в виде вкрапленников, мелких прожилков, желваков и гнезд объем валовых проб увеличивается до 5–10 %.

Для обеспечения надежного определения выхода и сортности ювелирно-поделочного камня производится опытная (пробная) отработка приповерхностных частей продуктивных тел карьерами.

Опробование ведется секциями с целью изучения особенностей распределения сырья в продуктивных телах. Длина секции в подземных горных выработках принимается в размере одной-двух уходок, в карьерах и траншеях в пробу отбирается материал одной уходки забоя.

Валовые пробы комплектуются из близкого по качеству сырья всех разновидностей. Отдельная проба содержит от трех до пяти кондиционных по размерам штуфов. Для таких камней, как агат, качественную характеристику которых сложно установить без вскрытия каждой секреции, масса валовых проб составляет от 10–15 до 25–30 кг. Рекомендуется в отдельные пробы отбирать сырье технического качества (агат, сердолик, жадеит и др.).

Одновременно с валовым опробованием осуществляется выборка коллекционных образцов, их взвешивание и оценка.

Опробование керна скважин производится с целью определения декоративно-художественных свойств ювелирно-поделочных камней, а при необходимости – для косвенного определения их блочности (размера монолитов).

Опробование штуфами, бороздой производится в горных выработках, а по керну – в скважинах на полную мощность тела полезного ископаемого секциями, позволяющими выделять природные разновидности сырья и выявлять их качество.

Материал проб подлежит строгому учету.

Результаты опробования скважин и горных выработок следует использовать в качестве основы для оценки характера распределения минерализации в естественном залегании.

32. Качество опробования по каждому методу и способу и по основным разновидностям цветного камня необходимо систематически контролировать, оценивая точность и достоверность результатов. Следует своевременно проверять положение проб относительно элементов геологического строения, надежность оконтуривания продуктивных тел по мощности, достаточность выбранной массы проб. В случае выявления недостатков, влияющих на точность опробования, следует производить переопробование.

Достоверность принятых методов и способов опробования контролируется более представительным способом, руководствуясь соответствующими методическими документами, а также результатами эксплуатации. Бороздовое опробование контролируется валовым, керновое – опробованием сопряженных со скважинами горных выработок. Кроме того, для контроля следует привлекать данные анализа технологических проб.

Объем контрольного опробования должен быть достаточным для статистической обработки результатов и обоснованных выводов об отсутствии или наличии систематических ошибок, а в случае необходимости – и для введения поправочных коэффициентов.

33. Обработка проб производится по схемам, разработанным для каждого месторождения или принятым по аналогии с однотипными месторождениями (в соответствии с требованиями промышленности, регламентируемыми стандартами и техническими условиями). При этом выясняется наличие в сырье коллекционных и технических разновидностей.

Качество обработки проб должно систематически контролироваться. Для уточнения результатов обработки проб, в первую очередь выхода по сортам, сырье подвергается контрольной разбраковке. При отсутствии отраслевого стандарта или технических условий на цветные камни разбраковку следует производить по аналогии с наиболее близким по качеству и областям использования сырьем, для которого разработаны стандарты и технические условия.

34. Ювелирно-поделочные камни – специфическая группа полезных ископаемых (в основном – минеральные агрегаты и породы), для которой наиболее важными являются точное определение минерального состава и геммологических свойств (цвет, прозрачность, оптические эффекты типа иризации и астеризма, твердость, полируемость и др.). Поэтому применяемые к ним аналитические методы должны обеспечивать прежде всего точность диагностики. При этом для определения геммологических свойств достаточна точность применяемых для этого инструментальных методов.

Изучение в продуктивных породах попутных компонентов производится в соответствии с «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке.

35. Качество анализов проб необходимо систематически проверять, а результаты контроля своевременно обрабатывать в соответствии с методическими указаниями НСАМ, НСОММИ и руководствуясь ОСТ 41-08-272–04 «Управление качеством аналитических работ. Методы геологического контроля качества аналитических работ», утвержденным ВИМС* (протокол № 88 от 16 ноября 2004 г.). Геологический контроль анализов проб следует осуществлять независимо от лабораторного контроля в течение всего периода разведки месторождения. Контролю подлежат результаты анализов на все основные (породообразующие минералы и оксиды), попутные (второстепенные, акцессорные минералы и окислы) компоненты и вредные примеси.

Для определения величин случайных погрешностей необходимо проводить внутренний контроль путем анализа зашифрованных контрольных проб, отобранных из дубликатов аналитических проб, в той же лаборатории, которая выполняет основные анализы, не позднее следующего квартала.

Для выявления и оценки возможных систематических погрешностей должен осуществляться внешний контроль в лаборатории, имеющей статус контрольной. На внешний контроль направляются дубликаты аналитических проб, хранящиеся в основной лаборатории и прошедшие внутренний контроль. При наличии стандартных образцов состава (СОС), аналогичных исследуемым пробам, внешний контроль следует осуществлять, включая их в зашифрованном виде в партию проб, которые сдаются на анализ в основную лабораторию.

Пробы, направляемые на внешний контроль, должны характеризовать все разновидности продуктивных пород месторождения. В обязательном порядке на внутренний контроль направляются все пробы, показавшие аномально высокие содержания анализируемых компонентов.

Обработка данных внешнего и внутреннего контроля производится по периодам (квартал, полугодие, год), раздельно по каждому методу анализа и лаборатории, выполняющей основные анализы. Оценка систематических расхождений по результатам анализа СОС выполняется в соответствии с методическими указаниями НСАМ по статистической обработке аналитических данных.

Относительная среднеквадратическая погрешность, определенная по результатам внутреннего геологического контроля, не должна превышать допустимых значений, размер которых примерно в 1,25 раза выше погрешностей, приведенных в ОСТ 41-08-272–04 «Управление качеством аналитических работ. Методы геологического контроля качества аналитических работ». В противном случае результаты основных анализов для данного периода работы лаборатории бракуются и все пробы подлежат повторному анализу с выполнением внутреннего геологического контроля. Одновременно основной лабораторией должны быть выяснены причины брака и приняты меры по его устранению.

При выявлении по данным внешнего контроля систематических расхождений между результатами анализов основной и контролирующей лабораторий проводится арбитражный контроль, который выполняется в лаборатории, имеющей статус арбитражной. На арбитражный контроль направляются хранящиеся в лаборатории аналитические дубликаты рядовых проб (в исключительных случаях – остатки аналитических проб), по которым имеются результаты рядовых и внешних контрольных анализов.

При подтверждении арбитражным анализом систематических расхождений следует выяснить их причины, разработать мероприятия по устранению недостатков в работе основной лаборатории, а также решить вопрос о необходимости повторного анализа.

36. По результатам выполненного контроля опробования – отбора, обработки проб и анализов – должна быть оценена возможная погрешность выделения продуктивных интервалов и определения их параметров.

37. Качество отобранного в пробу камня-сырца изучается в соответствии с требованиями технических условий и отраслевых стандартов, которыми регламентируются декоративно-качественные характеристики, размеры и выход сортового камня, а также допускаемые дефекты (см. приложение).

Для оценки качества ювелирно-поделочных камней в лабораторных условиях проводят минералого-петрографические и технологические исследования штуфных, керновых или валовых проб.

38. В камне-сырце минералогическими, петрографическими и другими методами исследования определяются минеральный состав агрегатов и горных пород, текстурный рисунок, окраска, блеск, твердость, характер излома, структура, оптические свойства и световые эффекты (иризация, опалесценция и др.), макро- и микроскопические дефекты (трещины, поры, раковины, включения и др.), снижающие декоративные качества камня или влияющие на его технологические свойства. В случае если в необработанном камне сложно выявить окраску, текстурный рисунок и дефектность, эти свойства определяются на плоскостях распила, смоченных водой.

В процессе минералого-петрографических исследований должно быть изучено распределение основных, попутных компонентов и вредных примесей для обеспечения и подсчета запасов и выявления возможности селективного извлечения полезных компонентов.

39. Отобранный в пробу камень разбраковывается и разделяется на сорта, регламентированные требованиями технических условий и отраслевых стандартов, определяется выход отдельных сортов камня. При отсутствии отраслевого стандарта или технических условий на оцениваемый ювелирно-поделочный камень разбраковку следует производить по аналогии с наиболее близким по декоративным свойствам и области использования сырьем, стандарты или технические условия для которого разработаны.

При изучении новых видов или разновидностей сырья часть (5 %) отобранного камня-сырца подвергается контрольной разбраковке.

40. Для окончательной оценки качества ювелирно-поделочных камней проводятся технологические исследования, позволяющие выбрать рациональный способ обработки камня, обеспечивающий наиболее полное раскрытие его декоративно-художественных свойств. Они заключаются в изготовлении пробных изделий (кабошонов, плоских вставок, полированных срезов) из типичных образцов камня новых месторождений или новых видов ювелирно-поделочного сырья известных месторождений. Количество изделий зависит от числа выделенных разновидностей камня.

В некоторых случаях исследуется возможность искусственного изменения окраски камней и улучшения декоративных и прочностных свойств низкосортных или несортовых разновидностей – облагораживания (агат, жадеит, нефрит, чароит и др.).

Изучение обработанного камня позволяет уточнить его цвет, текстурный рисунок, размер бездефектных участков, характер и степень дефектности, качество принимаемой полировки. Выявляются также «технологические» дефекты, возникающие в процессе обработки (мякотины, шагрень и др.).

41. Наряду с камнем-сырцом в соответствии с требованиями ост 41-01-143–79 оценивается коллекционный материал, определяется возможность использования для этой цели камня-сырца, не отвечающего требованиям ТУ 41-07-052–90 к соответствующему виду ювелирно-поделочного сырья.

42. Ювелирно-поделочным камням и вмещающим породам необходимо дать радиационно-гигиеническую оценку. В случае выявления повышенной радиоактивности вопрос о возможности использования камней сле­дует согласовать с организациями Минздравсоцразвития России.

43. Продуктивные породы, остающиеся после выборки камня-сырца, а также другие полезные ископаемые, образующие во вмещающих и перекрывающих породах самостоятельные залежи, должны быть изучены в степени, позволяющей определить их про­мышленную ценность и области возможного использования. При их изучении и оценке надо руководствоваться «Рекомендациями по комплексному изучению месторождений и подсчету запасов попутных полезных ископаемых и компонентов», утвержденными МПР России в установленном порядке.

44. В результате изучения вещественного состава (минералогического, петрографического, химического и др.), текстурно-структурных особенностей, физических и декоративных свойств ювелирно-поделочных камней устанавливаются их природные разновидности и предварительно намечаются промышленные (технологические) типы, подлежащие селективной выемке, обрабатываемые различными методами (огранка, кабошонирование, резьба и пр.), подвергающиеся облагораживанию или используемые в других отраслях (технических, стоун-терапия и др.).

Окончательное выделение промышленных (технологических) типов и сортов ювелирно-поделочного камня производится по результатам технологического изучения выявленных на месторождении природных разновидностей.