книги из ГПНТБ / Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие

laJ03j ; U,мВ

1 — роговики; 2 — микрокварциты; з — диабазовые порфириты; 4 — руда.

наблюдается зона окварцевания мощностью до нескольких метров, что благоприятствует применению электропрофилиро­ вания, так как эта зона имеет столь же высокое удельное сопро­ тивление, как и сама кварцево-вольфрамитовая жила.

Из методов электропрофилирования наиболее целесообразно использовать метод срединных градиентов. Учитывая неболь­ шую мощность кварцево-вольфрамитовых жил, электропрофи­ лирование проводят в крупном масштабе (1 : 2000^ 1 : 1000), но расстояние между профилями можно увеличивать до 50 м, так как жилы довольно протяженные и выдержанные по про­ стиранию. Затем, как и при поисках кварцево-молибденовых жил, строят планы графиков кажущихся сопротивлений. В ре­ зультате их анализа и осмотра аномальных участков на ме­ стности выбирают места для заложений канав, расчисток и т. п. Следующим этапом является опробование.

На вольфрамовых месторождениях чаще, чем на молибде­ новых, наблюдается зональность в распределении минералов по жиле, поэтому отрицательные результаты опробования канав еще не свидетельствуют об отсутствии оруденения на глубине. Если кварцево-вольфрамитовые жилы располагаются не в моно­ литной части гранитного массива, а в ослабленных, трещинова­ тых зонах, то поиски этих зон как объектов повышенной элек­ тропроводности можно вести комбинированным профилирова­ нием или методом срединных градиентов. Жила отмечается повышением кажущегося сопротивления на фоне низких значе­ ний, характеризующих ослабленную трещиноватую зону в це­ лом. Геофизические и геохимические методы довольно успешно используются для поисков этого типа оруденения.

91

На штокверковых месторождениях вольфрама геофизиче­ ские и геохимические методы начали применять позже, чем на кварцево-вольфрамитовых жилах. Особенный размах они получили с 50-х годов в Казахстане. Щтокверковые место­ рождения в Казахстане обычно связаны с аляскитовыми и лейкократовыми гранитами. Штокверки приурочены преимуще­ ственно к надынтрузивным зонам и располагаются на значи­ тельном расстоянии (более 1 км) от интрузии. По преобладанию полезного компонента штокверки разделяют на вольфрамовые, вольфрамово-молибденовые и молибденовые. Основными руд­ ными минералами являются шеелит и молибденит, реже воль­ фрамит и висмутин. Обычно присутствует и пирит. Часто штокверки приурочены к песчано-сланцевым и эффузивным породам. Оруденение связано с кварцевыми прожилками и мел­ кой вкрапленностью во вмещающих породах. Характерны ороговикование пород под воздействием глубинной интрузии и их гидротермальная переработка, заключающаяся в окварцевании и серицитизации.

Лейкократовые и аляскитовые граниты, с которыми гене­ тически связывается оруденение, обладают низкой магнитной восприимчивостью и характеризуются спокойными магнитными полями. Отклонения от этого правила довольно редки. Магнит­ ная восприимчивость ороговикованных пород (песчаников, сланцев, туфов) меняется в довольно широких пределах от 500-10“ 6 до 1500* 10~6 СГС, интенсивность магнитных полей над ними может достигать первых тысяч гамм. При гидротер­ мальной переработке участков ороговикованных пород обра­ зуются практически немагнитные осветленные кварцево-сери- цитовые породы, которые на фоне повышенного магнитного поля ороговикованных пород выделяются относительно пони­ женными аномалиями.

Плотность гранитов обычно ниже средней плотности палео­ зойских метаморфических пород и составляет 2,5—2,6 г/см3. Электропроводность редкометальных штокверков определяется в основном наличием зерен пирита и характером их связи. Содержание пирита может достигать 4—5%, и в случае соеди­ нения отдельных зерен удельное сопротивление участков шток­ верка может падать до единиц ом-метров. Присутствие пирита является также причиной естественных электрических полей.

Методика поисков редкометальных штокверков геофизи­ ческими методами зависит от мощности рыхлых отложений. При их отсутствии или мощности первые метры вполне доста­ точно провести литогеохимическую съемку в масштабе 1 : 50 000 (на первом этапе поисков). Для Центрального Казахстана уста­ новлено, что аномальными являются концентрация вольфрама более 0,005%, молибдена более 0,001—0,002%. При несколько большей мощности рыхлых отйожений на первом этапе поисков выполняют воздушную магниторазведку масштаба 1 : 50 000

92

Рис. 41. Ореолы рассеяния вольфрама и свинца на штокверковом редкометальном месторождении (по И. П. Беневоленскому).

Содержание вольфрама, %: 1 —: (0,005 -Ь 0,01), 2 — (0,01 —■0,04);

или 1 : 25 000. Перспективные участки гидротермально изме­ ненных пород отмечаются пониженным магнитным полем. На таких участках целесообразна литогеохимическая съемка по коренным породам, для чего бурят поисково-картировочные скважины, керн которых и подвергают опробованию.

Опыт работ в Центральном Казахстане показал, что ореолы вольфрама и молибдена штокверковых месторождений по пери­ ферии нередко окаймляются ореолами свинца (рис. 41) и иногда цинка. Расположенный в юго-западной части участка ореол рассеяния вольфрама со всех сторон окружен отдельными, разрозненными ореолами свинца. Максимальные содержания вольфрама и свинца в ореоле достигают 0,15%. Это дает воз­ можность по ореолам свинца предполагать наличие на глубине редкометального штокверка. Аномалии естественного поля (рис. 42) также указывают на возможное присутствие редко­ метальной минерализации на глубине.

При значительной мощности рыхлых отложений на первом этапе поисков геофизические методы используют для выявления площадей и структур, перспективных на редкометальное воль­ фрамо-молибденовое оруденение. Поиски перспективных надын-

93

Рис. 42. Аномалия естественного поля на штокверковом редкометальном месторождении (по И. П. Беневоленскому).

1 — песчано-сланцевая толща; 2 — пиритизация (преиму­ щественно прожилковая); 3 — редкометальное оруденение.

положительные магнитные аномалии слабой интенсивности (200—500 у) и пониженные поля Ag (рис. 43, 44). Приближение к дневной поверхности интрузии, обусловившей наличие редко­ метального штокверка, сопровождается повышением магнит­ ного поля и понижением гравитационного (рис. 45).

Методика детальных геофизических работ также в значи­ тельной мере определяется мощностью рыхлых отложений. При небольшой мощности приближенный контур рудного тела может быть установлен с помощью литогеохимической съемки, так как в условиях Центрального Казахстана не наблюдается значи­ тельного смещения ореолов рассеяния. Обычно редкометальные штокверки выделяются ореолами с содержанием вольфрама 0,04—0,07 и молибдена 0,02—0,07%. Гидротермально изменен­ ные породы рудной зоны отмечаются на общем повышенном магнитном поле штокверка пониженными спокойными анома­ лиями. Масштабы детальных исследований 1 : 10 000, 1 : 2000. На перспективных участках проходят легкие горные выработки (шурфы, канавы).

Йри значительной мощности наносов рудные горизонты вскрывают бурением, которому предшествуют ВЭЗ для опре­ деления мощности наносов. Изложенная методика поисков редкометальных штокверков в Казахстане позволила открыть ряд новых месторождений вольфрама и молибдена.

94

зивной зоны; 2 — редко­ метальный штокверк.

E Z H ' E j E - / *

Рис. 45. Геолого-геофизический разрез в районе штокверкового редкометального месторождения (по И. П. Беневоленскому).

1 — песчано-сланцевая толща", 2 — лейкократовые граниты (Р ?); 3 — зона ороговикования; 4 — тектоническое нару­ шение.

95

&lr, w * -"

100

300м

Рис. 46. Результаты геофизических наблюдений над оруденелой интрузией (по Л. Л-Ляхову и др.).

1 — дайки порфиритов; 2 — мезозойские граниты; 3 — осадочно-эффузивные отложения.

Поиски глубокозалегающего скрытого вольфрамо-молиб­ денового оруденения штокверкового типа в Западном Забай­ калье проводят примерно так же, как и в Центральном Казах­ стане. В Забайкалье оруденение приурочено к мезозойским гранитам, прорывающим эффузивно-осадочные образования па­ леозоя. Граниты можно успешно выделять грави- и магнито­ разведкой. Плотность гранитов 2,5, а вмещающих эффузивов около 2,7 г/см3. Магнитные поля над мезозойскими гранитами спокойные со значениями AZ около нуля. Иногда гранитные интрузии отмечаются и повышением кажущегося сопротивления при симметричном электропрофилировании (рис. 46), макси­ мальные значения рк достигают 2000 ом-м при нормальном поле 800 ом-м. Найденные гранитные интрузии проверяют на рудоносность бурением и скважинными геофизическими мето­ дами.

При поисках россыпных месторождений вольфрама гео­ физические методы практически не применяются. Низкое содер­ жание вольфрама в россыпях не улавливается и при литогео­ химической съемке. Ведущим методом является шлиховая съемка, а геофизические методы используют при поисках мест, благоприятных для образования россыпей (например, резких понижений в рельефе плотика).

л

Г Л А В А III

ЦВЕТНЫЕ, ЛЕГКИЕ БЛАГОРОДНЫЕ И РЕДКИЕ МЕТАЛЛЫ

МЕДЬ

Месторождения меди явились одним из первых объектов, на которых в СССР были использованы геофизические методы. В 1926 г. с помощью электроразведки были открыты медно­ колчеданные месторождения.

Выделяют следующие генетические типы медных место­ рождений.

1.Ликвационные медно-никелевые, связанные с массивами основных и ультраосновных пород. Эти месторождения раз­ рабатываются в основном на никель, а медь из них добывается попутно. Содержание меди до 1—2%. Месторождения этого типа являются второстепенными для меди, но важнейшими для никеля, и поэтому методика геофизических работ на них рас­ смотрена в разделе о никелевых месторождениях.

2.Скарновые (контактово-метасоматические).

3.Гидротермальные высокотемпературные.

4.Гидротермальные среднетемпературные.

5.Гидротермальные низкотемпературные.

Как источник меди, основную ценность представляют средне­ температурные гидротермальные месторождения и частично низкотемпературные.

Наиболее хорошо изучены физические свойства руд медно­ колчеданных среднетемпературных гидротермальных место­ рождений, которые бывают представлены массивными и вкра­ пленными рудами. Средняя плотность колчеданных руд изме­ няется от 3,74 (вкрапленные) до 4,47 г/см3 (массивные). Колеба­ ния плотности каждого вида руд определяются количественным соотношением между рудными и жильными минералами. Так, плотность массивных руд изменяется от 3,54 до 5,55, а вкра­ пленных — от 2,09 до 4,59 г/см3. Как массивные, так и вкра­ пленные руды практически немагнитны.

Электропроводность колчеданных руд зависит от минерало­ гического состава и текстурно-структурных особенностей. При сравнительно небольшом содержании кварца и других жильных минералов руды имеют низкое удельное электрическое сопро­ тивление, 10“ 3—10“ 2 ом-м. При увеличении количества жиль­ ных минералов нарушается электрическая связь между отдель-4

ными зернами сульфидов и сопротивление руд повышается до 102—103 ом-м. Часто, однако, и вкрапленные руды имеют низкое сопротивление: благодаря полосчатому строению руд, сульфидные минералы располагаются цепочками и . электри­ ческая связь между ними не нарушается.

Физические свойства медных руд других типов изучены хуже. Удельное электрическое сопротивление вкрапленных и прожилково-вкрапленных гидротермальных среднетемпера­ турных медно-порфировых руд высокое. Электрическая связь между зернами сульфидов чаще всего отсутствует, что под­ тверждается исследованиями электропроводности руд место­ рождения Коунрад и других. Медистые песчаники гидро­ термальных низкотемпературных месторождений джезказган­ ского типа имеют низкое сопротивление (не более 1—2 ом-м), так как в них сульфиды являются цементирующим материалом. Над месторождениями медных руд при благоприятных условиях наблюдаются довольно интенсивные аномалии естественного электрического поля, достигающие иногда сотен милливольт.

Все типы медных руд характеризуются довольно высокими значениями вызванной поляризуемости. Радиоактивность руд, измеренная в подземных выработках, для серного колчедана равна 0,1 —1,5, а для медистых и медно-цинковых руд 3— 9 мкр/ч. Минералы меди создают ореолы рассеяния, как пра­ вило, расплывчатые, но вполне пригодные, чтобы служить одним из важных поисковых признаков.

Физические свойства вмещающих пород рассмотрим при изложении методики геофизических работ на разных типах месторождений.

С к а р н о в ые ( к о н т а к т о в о - м е т а с о м а т и ­ ч е с к и е) месторождения связаны с умеренно кислыми гранитоидами и приурочены к скарновым гранато-пироксеновым породам, возникшим в контактовых зонах интрузий с карбонат­ ными толщами. Главными рудными минералами являются халькопирит, пирротин, магнетит. Содержание меди в руде высокое (до 10%), но неравномерное. Представителями скарновых месторождений являются Турьинские рудники на Северном Урале, а также некоторые месторождения в Закавказье и Ка­ захстане.

На Турьинском месторождении оруденелые скарны при­ урочены к контактам известняков с гранодиоритами, трещинам сбросов, контактам известняков с туфами и туффитами. Рудные тела имеют форму гнезд и пластов с изменяющимися углами падения. Гнезда располагаются в местах пересечения скарнов более поздними трещинами. Руды бывают как сплошные, так и вкрапленные. В состав руд этого месторождения входят магнетит, пирит, пирротин, халькопирит, молибденит, сфале­ рит, галенит, арсенопирит и другие минералы. Зона окисления выражена хорошо и достигает большой глубины.

98

Геофизические методы разведки на скарновых месторожде­ ниях особенно хороших результатов не дают. Рудные тела отличаются от вмещающих пород и по удельному электриче­ скому сопротивлению, и по плотности, но из-за сложной формы тел и большой глубины залегания выявить их с дневной по­ верхности с помощью электро- и гравиразведки очень трудно. Поиски месторождений этого типа надо начинать с установле­ ния зоны контакта известняков и прорывающих их грано­ диоритовых интрузий. Контакты обычно прослеживают маг­ нитной съемкой в масштабе 1 : 25 000 или 1 : 1 0 000. Однако четкость не всегда бывает удовлетворительной из-за слабой намагниченности гранодиоритов. Обычно контакт отмечается с перерывами, анодшлии вдоль него имеют пятнистый характер. Возможно, для прослеживания контакта следует опробовать карбонатную или гамма-съемку (над гранодиоритами должно наблюдаться повышенное гамма-поле). Установив положение контакта, в его зоне выполняют гравиразведку и наиболее глубинные методы электроразведки: методы переходных про­ цессов, вызванной поляризации, комбинированное или диполь­ ное профилирование. Из-за небольших размеров и гнездообраз­ ной формы рудных тел их вряд ли можно обнаружить на глу­ бине более 50 м.

На месторождениях скарнового типа успешно используют подземную геофизику для поисков руд в межвыработочном пространстве. На Турьинских рудниках получен ряд четких электромагнитных теней от рудных тел, не вскрытых горными выработками. Густая сеть подземных выработок (из-за сложной формы тел) дает возможность довольно детально оконтурить эти рудные тела. Если рудные тела имеют форму крутопада­ ющих пластов и залегают неглубоко, то возможности гео­ физических методов возрастают. После прослеживания зоны контакта известняков и гранодиоритов поиски целесообразно вести комплексом методов: литогеохимическая съемка, метод естественного электрического поля, комбинированное или ди­ польное электропрофилирование на постоянном токе или диполь­ ное индуктивное профилирование на переменном токе. Масштаб исследований 1 :10 000 или 1 : 5000. Однако надо знать, что часто мощность медьсодержащих жил (пластов) бывает очень неболь­ шой, а зона окисления глубокой и хорошо проработанной.

В качестве примера использования геофизических методов при неглубоком залегании руд рассмотрим результаты, полу­ ченные на месторождении Саяк-I (рис. 47). Зона скарнирования обогащена магнитными минералами и проявляется в магнитном поле аномалией до 10 000 у. Благодаря хорошей электропровод­ ности, руды четко фиксируются прямым пересечением кри­ вых рк комбинированного профилирования и отрицательной аномалией естественного поля до —300 мв. Повышенная плот­ ность руд обусловливает заметную гравитационную аномалию.

99