* и Западное производственное обьединение по разведке месторождений, добыче и переработке пьезооптическото =-, и камнесамоцветного сырья "Западкварцсамоцветы" (71) Заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ.

КАМЕРНЫХ ПЕГМАТИТОВ

Изобретение относится к геологическим методам поиска и разведки полезных ископаемых и может быть использовано при проведении поиска продуктивных камерных пегматитов, богатых техническим кварцем.

Камерные пегматиты залегают обычно в гранитах на различных глубинах и размеры их достигают порядка 2050 м. Кристаллы технического кварца (занорыш) располагаются, как правило, в центральной части пегматитового тела.

Известен способ определения продуктивности камерных пегматитов, основывающийся на многократном бурении скважин, получении керна с последующи" ми минералогическими и петрограФическими исследованиями мощности пегматита по скважине, строения пегматита, по сопутствующим минералам (топаз, акцессорные берилл и литиево-железистые слюды), по размерам кристаллов кварца, Ilo наличию системы сводовых трещин t 1 j ..

Основным недостатком этого способа определения продуктивности камерных пегматитов является его большая трудоемкость, длительность, неэкономичность, поскольку он требует многократного отбора проб и их исследований. Даже в случае попадания сква жины в продуктивный пегматит трудно определить величину эанорыша, его расположение, что требует дополнительного разбуривания. В итоге необходимо, чтобы скважина прошла сквозь занорыш.

Наиболее близким техническим реш . нием к изобретению является способ определения продуктивности камерны." пегматитов, включающий бурение, пол чение керна из скважины, прошедшей через пегматит, а также исследовани петрографических и минералогических характеристик керна, по которым опре9764 деляют входящие в пегматит породы и их и роду кти вност ь. Для определения формы пегматитового тела среднего

- размера необходимо пробурить 4-6 сква жин. Оценку пегматита производят по его форме. Продуктивный пегматит имеет изометрическ.in борму, непродуктивный - удлиненную P).

Однако даже оп(>еделение формы пепегматита не дает возможности точно 10 оценить его продуктивность, способ не однозначен, произвести точную оценку пегматита можно только в случае попадания скважины в занорыш.

Кроме того, способ очень трудо-. 1s емкий, требует многократного бурения, а следовательно, больших затрат времени, электроэнергии, износа бурового о(>орудования, а также требует специалистов вЂ” геологов высокой квалификации. Способ применим только для оценки известных пегматитовых полей, на новых пегматитовых полях способ неэффективен.

Целью изобретения является повы- 25 шение точности оценки продуктивности камерных пегматитов и сокращение объема (>уровых работ.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения про- зо дуктивности камерных пегматитов, включающему бурение скважин, получение керна из скважины, прошедшей через пегматит, из керна выделяют образец мономинеральной фракции полево- з5 го шпата, нагревают его до температуры карбонизации в нем битуминозного вещества, охлаждают до комнатной температуры, помещают в магнитное и ГВЧ поля, возбуждая эффект электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), получают спектры ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества и по их относительной интенсивности определяют количество битуминозного вещества в пегматитах, которое является показателем их продуктивности.

При этом исследуемый образец нагревают при 59>И10оГ в течение 20 мин, Предлагаемый способ определения продуктивности камерных пегматитов основан на экспериментальном (>>акте, что количество битуминозного вещества в околопегматитовых зонах зависит от продуктивности пегматита и величи. ны занорыша. В продуктивных пегматитах оно резко возрастает при переходе от внешних зон пегматита к внут19 4 ренним. Это явление объясняется тем, что процесс перекристаллизации пегматитов сопровождался захватом органического вещества полевыми ипатами.

Измерить количество битуминозного вещества в полевых ипатах позволяет метод электронного парамагнитного резонанса, если перевести исследуемое битуминозное вещество образца, выделенное из керна, в парамагнитное состояние путем отжига образца до температуры карбонизации, при которой в процессе нагревания возникают неспаренные электроны атомов битуминозного

I вещества.

Помещенный в радиоспектрометр отожженный образец дает сигнал в спектре

ЭПР, величина сигнала прямо пропорциональна количеству битуминозного вещества в образце. Количество битуминозного вещества определяется с целью повышения точности оценки продуктивности камерных пегматитов и со кращения объема буровых работ.

Особенностью полевых ипатов является то, что полная карбонизация битуминозного вещества в них наступает при 550 1() С (дальнейшее повышение температуры ведет к выгоранию битуминозного вещества). Время прогревания образца не менее 20 мин.

Бурят скважины в районе залегания пегматитовых тел, так, чтобы скважина попала в полевошпатовую зону пегматитового тела. Из скважины отбирают несколько проб керна. Измельчают каждую пробу до размера частиц порядка 1 мм в диаметре. Флотацией выделяют образцы мономинеральных фракций полевого шпата. Помещают образцы в кварцевую ампулу и нагревают до температуры карбонизации в нем битуминозного вещества при атмосферном давлении. Охлаждают образцы до комнатной температуры, помещают каждый образец в резонатор радиоспектрометра

ЭПР и, изменяя напряженность магнитного поля от 0,33? до 0,333 T (при

-1 гене атора = 9355 Игц), записывают спектры электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Для калибровки спектра интенсивность полученных спектров ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества сравнивают со спектром ЭПР эталона. Такая калибровка спектра является универсальным контролем за работой спектрометра и позволяет получить ошибку эксперимента

976419

Т, С

Пример Скважина

Время, мин

1 1

550л10

550+1 0

550+10

?О

20 60

60 68 53 32 8

20 не более Я. В качестве эталона ис. пользовался ЭПР С(- в А1 0>. 3+

Определяют относительную интенсивность спектров ЭПР по формуле

3 отн.ед= к х где 3 - интенсивность в спектре образца битуминозного вещества

t вЂ” интенсивность спектра зтало. на, P - вес измеряемого о6 раз ца.

По относительной интенсивности спектров ЭПР оценивают количество би- 1 туминозного вещества в полевом ипате из полевонпатовой зоны пегматита, которое является показателем их продуктивности: чем больне интенсивность спектра ЭПР, тем более продуктивный 20 пегматит.

Исследования показали, что камерные пегматиты, в которых относительная интенсивность спектра ЭПР образцов более 150 единиц, являются продуктив- 2> ными, а если меньне - непродуктивными, На фиг. 1 приведен спектр ЭПР свободных радикалов битуминозного вецества образцов из полевошпатовой зоны камерного пегматита; на фиг. 2 - рас- ЗО пределение относительной интенсивности линии ЭПР свободных радикалов битуминозного вещества в полевых шпатах продуктивных (кривая 1J и непродуктивных (кривая ?.) пегматитовых тел.

П р и >л е р 1. На известногл месторождении камерных пегматитов Волыни были получены образцы из двух скважин, которые прошли сквозь пегматито"4р

Предлагаемый способ определения продуктивности камерных пегматитов не требует многократного бурения сква жин для определения продуктивности вое тело. Глубина скважин 100 и. Быль отобраны по семь проб иэ различных эон камерного пегматита. Из каждой пробы были выделены образцы мономинеральных фракций полевого шпата весом около 0,5 г. Образцы каждой из скважин 6ыли помещены в кварцевые ампулы и подвергались нагреву при 550л-10 С в течение ?О мин. Затем образцы охлаждались до комнатной температуры и были поочередно помещены в резонатор радиоспектрометра РЭ-1306. При изменении напряженности магнитного поля от 0,332 до 0,333 Т были записаны спектры ЭПР битуминоэного вещества каждого образца, пересчитана относительная интенсивность спектров. Результаты вычислений сведены в таблицу.

По полученным. результатам был сдеI ,лан вывод, что исследуемыи камерныи пегматит полнодифференцированный и продуктивный. Для обнаружения продуктивности пегматита достаточно пробурить одну скважину.

П р и и е р 2. Бурили две скважины в пегматитовом теле. Отобрали по семь проб из каждой скважинь1. Выделили образцы мономинеральных фракций полевого нпата весом oKOJ1o 0,5 г, на-, гревались образцы при 550 10ОС в течение 20 мин. Были записаны спектры

ЭПР образцов, вычислены значения относительной интенсивности каждого спектра. По результатам был сделан вывод, что исследуемый камерный пегматит непродуктивный и в нем нет кристаллов технического кварца. Для определения продуктивности данного пегматита достаточно было материалов одной скважины.

Интенсивность(.1отн.ед.) no зонам 1-Уп

I II III IV V Vl VlI

28 70 200 450 120 140 10

35 72 195 420 125 145 10

20 65 60 55 50 30 10 пегматита, что влечет за собой снижение трудоемкости, уменьнение времени и стоимости разведочных работ, кроме того, он является высокочувствитель976 ным, так как его чувствительность определяется чувствительностью спектрометра ЭПР и составляет 10, что значительно превышает чувствительность известных способов. S формула изобретения

1. Способ определения продуктив- 10 ности камерных негматитов, включающий бурение скважины, получение керна из скважины, прошедшей через пегматит, о т л и ч а ю ц и и с я теи, что, с целью повышения точности оцен- 1$ ки продуктивности камерных пегматитов и сокращения объема буровых работ, из керна выделяют образец мономинеральной *ракции полевого шпата, нагревают его до температуры карбо- го низации в нем битуминозного вещества, охлаждают до коинатной температуры, помещают в иагнитное и СВЧ поля, возбуждая аффект зпектронного пара419 8 магнитного резонанса, поЛучают спектры электронного парамагнитного резонанса свободных радикалов битуминозного вещества и по их относительной интенсивности определяют количество битуиинозного вещества в пегматитах, которое является показателем их продуктивности.

?. Способ по и. 1, отличающийся тем, что исследуемый образец нагревают при температуре

550+10 С в течение 20 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лазаренко E.Ê. и др, Минералогия и генезис камерных пегматитов

Волыни. Львов, "Вища школа", 1973, с. 318-324.

2. Панченко В.И., Булгаков В.С.

Анализ формы занорышевых пегматитовых тел. Известия ВУЗов, серия нГеология и разведка", 1970, Р 6, с, 50-60 (прототип).

976419

7, отн.

ЗОРИ

Фиг. 2

Составитель В. Майораин

Редактор 8. Иванова Техреду Т.Маточка Корректор А. Лзятко

Заказ 8999/74 Тирам 717 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

113035, Москва, Х-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ПИП "Иатечт", .r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ определения продуктивности камерных пегматитов

Способ ядерно-магнитного каротажа и устройство для его осуществления // 953999

Зонд для ядерно-магнитного каротажа // 938234

Способ оценки степени кольматации пробуренных горных пород // 934422

Устройство для ядерно-магнитногокаротажа // 830269

Устройство для ядерно-магнитного каротажа // 669898

Способ ядерного магнитного каротажа // 577498

Способ определения характера пластового флюида // 313968

Патент 269094 // 269094

Устройство для ядерного магнитного карота // 168217

Способы измерения диффузии посредством ядерного магнитного резонанса (варианты) // 2104565

Устройство для каротажа буровой скважины // 2104566

Способ и устройство определения состава геологических структур методом ядерного магнитного резонанса // 2115142

Изобретение относится к системам получения количественной и качественной информации относительно геологических структур

Способ определения характеристики пористой подземной формации // 2134894

Изобретение относится к способу определения характеристик пористой подземной формации, содержащей газообразный углеводород, при этом внутри формации проходит буровая скважина

Способ измерения ядерно-магнитных свойств пород в скважине // 2148843

Способ каротажа с использованием ядерно-магнитного резонанса и устройство для его осуществления // 2181901

Изобретение относится к геофизическим методам исследований скважин, в частности к ядерно-магнитному каротажу

Способ и устройство для измерения полной пористости методом ядерного магнитного резонанса // 2187132

Изобретение относится к области измерения методом ядерного магнитного резонанса, чувствительным к короткому времени релаксации, которое может быть обусловлено водой, связанной в глине, и может быть использовано для полной пористости каждого пласта, проходимого буровой скважиной

Состав материала и структура постоянного магнита, обеспечивающие подавление вихревых токов в измерительной аппаратуре, использующей метод ядерного магнитного резонанса // 2195007

Изобретение относится к аппаратуре и способам электромагнитного каротажа скважин

Оценка пластов с использованием каротажных измерений методом магнитного резонанса // 2229594

Изобретение относится к способам ядерно-магнитного резонанса и более точно к способу оценки пласта с использованием измерений ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)

Способ ямр каротажа и устройство для его осуществления // 2230345

Изобретение относится к области исследования материалов с помощью ядерно-магнитного резонанса (ЯМР)