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

цпонными вариометрами. Лишь на участках, где мощность осадочных пород больше 300 м, целесообразна съемка с грави­ метрами. Чтобы определить глубину залегания фундамента и расчленить его породы, ставят ВЭЗ или сейсморазведку. Методу ВЭЗ следует отдавать предпочтение в районах неглу­ бокого (100—150 м) залегания, а методу KM1IB — в районах, где мощность осадочной толщи велика.

Анализ магнитного и гравитационного полей позволяет уточнить особенности геологического строения района исследо­ ваний, а количественные расчеты — выяснить элементы залега­ ния железистых кварцитов. Интенсивные аномалии магнитного поля могут быть обусловлены и слоями амфиболитов, но гра­ витационных аномалий при этом не наблюдается. Относительно слабые магнитные аномалии (сотни — первые тысячи гамм) могут вызываться как глубокозалегающими железистыми поро­ дами или телами кварцитов небольших размеров, так и масси­ вами основных и ультраосновных пород. Выяснить причины таких аномалий сложно. Решить эту задачу в какой-то мере помогает совместное применение грави-, магнито- и сейсмо­ разведки.

Это же сочетание методов используют в основном и при по­ исках богатых руд КМА. Наиболее перспективные районы намечают по материалам магниторазведки с учетом данных гравиразведки. Опыт показывает, что к самым перспективным на выявление богатых руд относятся такие участки распро­ странения железистых кварцитов, которые характеризуются слабыми магнитными аномалиями или сложной картиной маг­ нитного поля (узлы аномалий), положительными гравитацион­ ными аномалиями и наличием понижения в рельефе кристал­ лических пород. Кроме того, как отмечалось выше, залежам богатых рыхлых руд присуще сильное поглощение сейсми­ ческих волн.

Рассмотрим применение геофизических методов для поисков и разведки метаморфогенных месторождений железа еще и на примере Кривого Рога. Отметим, что при общем сходстве гео­ логии Кривого Рога и КМА, существует разница в глубине залегания кристаллических пород. В Кривом Роге она соста­ вляет только десятки метров (до 70—80 м), что, безусловно, облегчает применение геофизических методов. Чтобы среди гранитов и мигматитов выделить Криворожскую структуру и расчленить ее на отдельные пласты железистых и сланцевых пород, целесообразно применить гравиметровую съемку. Кар­ тируют железистые кварциты гравитационной вариометрической съемкой.

Железистые кварциты Криворожского бассейна по составу

иструктуре не однородны. Они разделяются на джеспилиты

ижелезистые роговики, причем для первых характерно более

высокое содержание железа, что повышает их плотность. На

торы горизонтального градиента силы тяжести.

рис. 22 приведен пример расчленения толщи железистых квар­ цитов с помощью гравитационной вариометрической съемки. В ряде случаев полезно одновременно выполнить и магнитную съемку в том же масштабе (1 : 5000, 1 : 10 000), которая в благо­ приятных условиях выделит зоны глубокого окисления или мартитизации и поможет наметить точки заложения провероч­ ных буровых скважин.

На рис. 23 приведены результаты интерпретации на рудной залежи «Геофизическая» в Криворожском бассейне. Богатые железные руды, представленные в основном мартитом, отме­ чаются некоторым ослаблением магнитного поля Za и переходом

53

Рис. 23. Геолого-геофизический разрез залежи «Геофизическая» (по Н. И. Бакланову).

через нуль кривой Wxz. Мощность наносов благодаря неболь­ шой глубине залегания кристаллических пород достаточно точно определяется методом ВЭЗ, и применять для этого сейсмо­ разведку вряд ли целесообразно.

На метаморфогенных месторождениях железа, где мощность наносов еще меньше, чем в Кривом Роге (Карелия, Малый Хинган), методика работ несколько иная. Полосы железистых кварцитов в Карелии прослеживают воздушной магнитной съемкой в масштабах 1 : 25 000, 1 : 50 000. Выделив области распространения железистых кварцитов, всю их площадь покрывают гравиметровой съемкой, разрежая профили по сравнению с магниторазведочными раз в пять.

В районах Малого Хингана, где мощность наносов совсем маленькая (2—3 м), аэромагнитные наблюдения надо сопро­ вождать гамма-съемкой, т. е. одновременно картировать желе­ зистые кварциты и искать урановое оруденение. Масштаб съемки 1 : 25 000, реже 1 : 50 000. После некоторого уточнения аномалий наземной магниторазведкой можно сразу начинать

54

проходку канав или шурфов, что дешевле поверочных гравиметровых наблюдений.

На примере метаморфогенных месторождений железа хо­ рошо видно, как постепенно упрощается комплекс методов по мере уменьшения мощности отложений, перекрывающих рудные залежи.

В последние годы при разведке железорудных месторожде­ ний все шире применяют каротаж скважин. Наиболее часто используют разные сочетания методов ГК (гамма-каротаж), КМВ (каротаж магнитной восприимчивости), ГГК-С (гаммагамма каротаж селективный), ГГК-П (гамма-гамма-каротаж плотностной), МСК (метод скользящих контактов), кавернометрии и некоторых других.

Сравнение диаграмм ГГК-П и ГГК-С показывает, что в условиях Криворожского бассейна лучшие результаты дает метод ГГК-С: с его помощью можно не только расчленить геологический разрез, но и определить среднее содержание железа в рудных интервалах. Применение ГГК-П в этих усло­ виях ограничено недостаточной дифференциацией пород и руд по плотности. Каротаж МСК используют как вспомогательный метод, чтобы уточнить границы пород, выделить зоны тектони­ ческих нарушений и т. д. Методом КМВ отмечают в разрезе скважины магнетитовые руды и определяют содержание магне­ тита. Однако из-за колебаний магнитной восприимчивости одних и тех же пород в пределах одного месторождения при­ менять отдельно метод КМВ нецелесообразно. Итак, комплекс ГГК-С, КМВ и ГК обычно оказывается достаточным, чтобы расчленить геологический разрез и определить содержание железа (с погрешностью около 5%). На железорудных место­ рождениях Горной Шории основными методами каротажа также являются ГГК-С и КМВ.

При эксплуатации железорудных месторождений все шире применяют подземную гравиразведку, радиоволновое просве­ чивание и скважинную трехкомпонентную магниторазведку.

МАРГАНЕЦ

Марганцевые месторождения образуются в разных геологи­ ческих условиях. Роль эндогенных месторождений невелика, хотя среди них известны и промышленные. Среди экзогенных месторождений встречаются инфильтрационные, марганцевые шляпы и осадочные. Для Советского Союза наибольшее зна­ чение имеют осадочные. Метаморфогенные месторождения мар­ ганца развиты довольно широко. Они образовались в результате метаморфизма осадочных месторождений. Для экзогенных ме­ сторождений отмечается почти постоянная связь марганцевых окислов и гидроокислов с кремнистыми осадками. Залежи марганцевых руд могут быть связаны и с песчано-глинистыми отложениями.

55

Мп,%

Рис. 24. Содержание марганца в элювии на Бикуловском месторождении (по М. В. Юнееву).

1 — известняки; 2 — руда; 3 — туффиты; 4 — яшма; 5 — порфириты.

2.Основной задачей геофизических работ должно быть выявление геологических условий, благоприятных для нако­ пления руд марганца. На месторождениях типа Чиатурского

иНикопольского геофизические методы (в первую очередь, ВЭЗ и электропрофилирование) следует использовать для обнаружения местных понижений в рельефе подстилающих пород. Эту задачу успешно решает и сейсморазведка.

3.На месторождениях марганца всех типов следует ставить опытные работы по методу ВП и естественного электрического поля, так как при крутом падении рудных тел вполне вероятно наличие над ними аномалий ВП и ЕЙ.

Несколько больше возможности геофизических методов при разведке марганцевых месторождений. Выход керна при бурении рыхлых пород обычно недостаточен, что приводит к пропуску марганцевых пластов и к ошибкам в определении их мощности. Поэтому выделение пластов марганцевых руд в разрезе скважин с помощью геофизических методов является весьма актуальной задачей. Каротажные работы на Чиатурском месторождении показали, что с помощью нейтронного каротажа пласты марганцевых руд хорошо выделяются, в то время как гамма-каротажем они не отбиваются, так же как и всеми видами электрического каротажа. На Джаксинском месторождении рудные тела также отмечаются нейтронным гамма-каротажем и не отбиваются гамма-каротажем.

ХРОМ

Среди разных генетических типов месторождений хромитов наибольшее промышленное значение имеют позднемагматиче­ ские, которые образуются в результате обособления остаточной

58

рудной магмы, обогащенной хромом. Единственным промыш­ ленным минералом является хромит, или хромистый железняк. Хромитовые месторождения связаны с массивами основных

иультраосновных пород и располагаются обычно среди дунитов

иперидотитов. Иногда они приурочены к ослабленным зонам внутри массивов — зонам тектонических нарушений. Рудные тела имеют форму линз, жил, гнезд. Замечено, что высококаче­ ственные магнохромитовые руды встречаются чаще среди дуни­ тов, а среди перидотитов залегают низкокачественные хромдиопсидовые руды.

Рудные тела нередко располагаются близко одно от другого, образуя отдельные группы и цепочки. Размеры тел разные. На Сарановском месторождении (Северный Урал) мощность жил 2—10 м при длине сотни метров, на Кимперсайских место­ рождениях мощность жил до 40—80 м, по простиранию они прослежены на сотни метров. Однако нередки залежи хромитов и значительно меньших размеров, но также представляющие промышленную ценность. По содержанию хрома руды раз­ деляют на сплошные и вкрапленные. Границы сплошных с вме­ щающими породами обычно четкие, резкие. Основными рай­

По сравнению с гипербазитами хромит обладает невысокой магнитной восприимчивостью, которая в значительной степени зависит от типа руд. Наименьшую магнитную восприимчивость имеют сплошные и густо вкрапленные руды, (50 -н 100) • 1СР6 СГС. С уменьшением содержания в руде хромита ее магнитная восприимчивость повышается до (400 -г- 600)-10” 8 СГС. Маг­ нитная восприимчивость серпентинизированных дунитов составляет (1200 ч- 3000) • 10- 6 СГС, а серпентинизированных перидотитов (4000 -н 5000) -10“8 СГС. Удельное электрическое сопротивление хромитов высокое, и по сопротивлению они практически не отличаются от вмещающих дунитов и перидо­ титов. Хромит весьма устойчив в зоне выветривания и образует минеральные вторичные ореолы рассеяния и россыпи.

Хромиты имеют довольно высокую плотность. В зависи­ мости от типа руд и их расположения в пределах массива уль­ траосновных пород плотность хромитов изменяется от 3,4 до 4,2—4,4 г/см3. Плотность вмещающих пород, как правило, не превышает 3,0—3,1 г/см3. Таким образом, между хромитами и вмещающими породами наблюдается избыточная плотность 0,4—1,2 г/см3. Такой перепад плотности обусловливает повГгшение значений Ag над хромитовыми телами. Однако некоторое

59