Файл: Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 59
Скачиваний: 0
г. п. н о в и ц к и и
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ
ГЕОФИЗИЧЕСКИХ
МЕТОДОВ
РАЗВЕДКИ
Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по специальности „Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых' 1
И ЗДАТЕЛЬСТВО „Н Е Д Р А "
ЛЕНИ НГРАДСКО Е О ТДЕЛЕН И Е ЛЕ Н И Н ГР А Д ■ 1974
УДК 550.83 (075.8)
1 Ш Г " » |
* < |
V & * |
б ч |
ь vVr |
Э Н ^ ( . \ > П Л Я Р
ЧИТАЛЬНОГAflbntji vО ЗА ЛА J
.. ""' ^ »7 (A i o l y l Л '_ Р
А*
Я604
I| f
Новицкий Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки. Л., «Недра», 1974. 256 с.
В книге описано комплексное применение геофизи ческих методов при геологическом картировании, поисках и разведке месторождений полезных иско паемых, решении задач инженерной геологии и гидро геологии. Методика комплексных геофизических работ излагается применительно к разным генетическим типам полезных ископаемых. Основное внимание уде лено геологическим и физическим предпосылкам, опре деляющим возможности геофизических методов, мето дике комплексных геофизических работ и некоторым особенностям интерпретации (без использования спе циальных формально-математических способов).
Книга является учебным пособием для студентов геофизической специальности горных, горно-металлур гических, геологоразведочных, политехнических вузов и университетов, может быть использована студентами других геологических специальностей и инженернотехническими работниками геофизических и геологи ческих партий.
Иллюстраций 138, список литературы — 24 назв.
Р е ц е н з е н т ы :
1. Кафедра общих геофизических методов Москов ского геологоразведочного института им. С. Орджони
кидзе.
2. Доктор геолого-минералогических наук Н. И. Сафронов.
20804—325
129—74
043(01)—74
© Издательство «Недра», 1974
ПРЕДИСЛОВИЕ
В основу учебного пособия положен курс лекций «Комплексирование геофизических методов разведки», читаемый автором с 1959 г. на геофизическом факультете Ленинградского горного института им. Г. В. Плеханова. При составлении курса использованы многочисленные опубликованные работы (более 4000) советских и зарубежных геофизиков и геологов. Автор попытался изложить их огромный опыт в переработанном и сжа том виде.
Убедительным поводом для создания книги явилась необ ходимость обеспечить учебником студентов дневного, вечернего1 и заочного отделений геофизической специальности, который дал бы им возможность правильно подходить к решению вопроса о рациональном комплексировании геофизических методов при геологическом картировании, поисках и разведке месторожде ний полезных ископаемых. Учебное пособие написано в соот ветствии с программой курса, утвержденной для студентов специальности «Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых» (специализации: «Руд ная геофизика» и «Геофизические методы поисков и разведки редких и радиоактивных элементов»). Книга может быть ис пользована как учебное пособие студентами геологами, развед чиками, гидрогеологами, экономистами и как справочное руко водство — работниками геофизических и геологоразведочных организаций.
В соответствии с программой курса большее внимание уде лено геологическому картированию и поискам месторождений полезных ископаемых и меньшее — разведке месторождений, поскольку она излагается в курсе буровой (скважинной) гео физики. Объем книги позволил осветить лишь основные поло жения методики комплексных геофизических работ на различ ных объектах, без разбора многих частных сторон этого во проса.
Предлагаемая методика комплексных геофизических иссле дований не является единственно возможной. Выбор комплекса в каждом конкретном случае — процесс творческий, зависящий от особенностей геологического строения района и многих
3
других причин, требующий вдумчивого и нешаблонного под хода.
Автор выражает признательность заведующему кафедрой геофизических методов разведки Ленинградского горного ин ститута проф. А. А. Логачеву за ценные указания и помощь в работе. В книге учтены и пожелания работников кафедр геофизических, геохимических и. радиоактивных методов раз ведки ЛГИ. Автор благодарен доктору геолого-минералоги ческих наук Н. И. Сафронову, работникам кафедры общих геофизических методов МГРИ им. С. Орджоникидзе, в частности проф. А. Г. Тархову, за рецензирование рукописи, критические замечания и пожелания. Автор признателен старшим лабо рантам Н. С. Беляевой и В. А. Кенду за помощь в подготовке текста рукописи и рисунков к изданию.
Книга является первым учебным пособием по данному курсу ~и, естественно, не свободна от недостатков. Отзывы и замечания просим направлять по адресу: 199026, Ленинград, 21 линия, 2, Ленинградский горный институт, кафедра геофизических мето дов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, или 193171, Ленинград, ул. Фарфоровская, 12, Ленинградское отделение издательства «Недра».
ВВЕДЕНИЕ
Одним из важнейших путей ускорения и удешевления по исков и разведки месторождений полезных ископаемых яв ляется использование методов разведочной геофизики. Раз ведочная геофизика — это прикладная геологическая наука, исследующая геофизическими методами верхнюю часть земной коры с целью геологического картирования, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых. Разведочная геофизика включает в себя отдельные геофизические методы поисков и разведки (магниторазведку, электроразведку и т. д.) и их комплекс. Геохимические методы рассматриваются нами в еди ном комплексе геофизических исследований.
В настоящее время, когда легко открываемых месторожде ний остается все меньше и поиски их приходится вести в очень сложных геологических условиях и на больших глубинах, роль разведочной геофизики возрастает. В этих условиях часто лишь комплексное применение нескольких геофизических мето дов может дать достаточный материал для правильного геологи ческого заключения. Успешному развитию комплексных гео физических исследований в СССР способствует планомерное изучение всей территории, позволяющее учитывать результаты ранее проведенных геологических и геофизических работ. Создание научной дисциплины «Комплексирование геофизи ческих методов» является заслугой геофизиков СССР. Впервые этот курс был прочитан в Ленинградском горном институте и затем включен в учебные планы других вузов, готовящих специалистов по разведочной геофизике.
Большой вклад в разработку основ рациональной методики комплексных геофизических исследований внесли В. В. Бродовой, А. В. Вешев, В. Н. Дахнов, Н. Б. Дортман, В. И. Крас ников, А. А. Логачев, Д. С. Миков, Л. Я. Нестеров, Н. А. Огильви, М. И. Плюснин, Г. П. Саковцев, Н. И. Сафронов, А. С. Семенов, А. П. Соловов, А. Г. Тархов, В. В. Федынский, Э. Э. Фотиади, Ю. В. Якубовский, А. Л. Ярош и многие другие работники производственных организаций, научноисследовательских институтов и высших учебных заве дений.
5
Говоря о комплексировании методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, следует различать комплексироваиие геологических методов, комплексирование гео физических методов и, наконец, комплексирование геофизи ческих и геологических методов. В этой книге наиболее по дробно рассмотрено комплексирование геофизических методов и в меньшей степени комплексирование их с геологическими методами исследований.
Количество статей, посвященных комплексному применению геофизических методов, достигло нескольких тысяч. Однако теоретические основы рационального комплексирования рас сматриваются в сравнительно немногочисленных исследова
ниях |
И. М. Блоха, Г. |
А. Вахромеева, |
И. Г. Клушина, |
В. И. |
Красникова, А. П. |
Соловова, А. Г. |
Тархова. Выбрать |
рациональный комплекс — это значит найти наиболее выгодное сочетание разных геологических и геофизических методов исследований, чтобы наиболее полно решить определенные гео логические задачи при наименьших затратах труда и времени.
Одним из путей является применение математических мето дов: теорий игр, статистических решений, информации и мате матического программирования. Отдельные примеры исполь зования математического аппарата для выбора рационального комплекса пока ограничены весьма простыми ситуациями, в которых решение легко принять и без его привлечения. По этому в настоящее время комплекс геологических и геофизи ческих методов выбирают качественно-логическим путем, бази рующимся на сравнении возможностей отдельных видов исследований, вытекающих из физико-геологических предпосы лок и практического опыта.
Выбор рационального комплекса геофизических методов представляет собой самостоятельную задачу, хотя она и ре шается обычно в пределах более широкой задачи — выбора общего рационального комплекса геологических и геофизи ческих методов. Рациональным комплексом геофизических мето дов называется их определенное сочетание в пространстве и во времени, которое совместно с геологическими исследованиями позволяет наиболее уверенно, быстро и дешево решать кон кретные геологические задачи. Следует иметь в виду, что гео физические методы нередко дают дополнительную качественно новую информацию о геологическом строении района, которая не может быть получена чисто геологическими исследованиями. Это может оказаться даже более ценным, чем простая замена геологических методов геофизическими с целью удешевления поисково-разведочных работ.
Увеличение количества методов исследований, включаемых в комплекс, приводит чаще всего к более полному решению поставленной задачи, но одновременно и к удорожанию работ. Поэтому для комплекса требуется строгий отбор методов.
Рациональный комплекс — это продуманное сочетание мето дов друг с другом, а не произвольный их набор и нагроможде ние на одной и той же площади исследований. Каждый из методов должен давать необходимую дополнительную инфор мацию, не дублируя друг друга. Так, при поисках угольных месторождений, приуроченных к грабенам, поиски самих гра бенов ведутся гравиразведкой, изучение склонов грабенов — сейсморазведкой, а исследование их центральной части — электроразведкой. При поисках бокситов в Северо-Онежском бокситоносном районе депрессии в кристаллическом фунда менте ищут сейсморазведкой и электроразведкой, а состав пород фундамента изучают магниторазведкой.
Возможности отдельных геофизических методов при решении частных геологических задач определяются главным образом дифференциацией физических свойств (магнитных, электри ческих и др.) пород и руд. Поэтому для выбора комплекса необходимо иметь достаточно полные сведения о физических свойствах пород и руд будущего района исследований. Не останавливаясь на методике изучения физических свойств, достаточно полно изложенной в ряде руководств, отметим лишь, что результаты определений физических свойств следует обра батывать методами математической статистики, а результаты обработки изображать в виде графиков накопленной частости на специальном вероятностном бланке, как это рекомендуют А. Г. Тархов и А. П. Соловов. Этот способ изображения имеет ряд преимуществ перед вариационными кривыми и особенно таблицами.
В практике для определения физических свойств одной и той же породы (руды) часто берут множество (тысячи) образ цов или проводят многочисленные определения в естественных условиях залегания, что совершенно неоправданно. Как пока зал А. П. Соловов, а также другие исследователи, вполне достаточно 50—100 определений физических свойств одной
итой же породы (руды), чтобы точность их оценки была доста точной для правильного анализа применимости геофизических методов. Чаще всего распределение физических свойств пород
ируд с небольшим диапазоном изменений удовлетворяет нор
мальному закону, а с большим диапазоном — логнормаль ному.
Наличие полных сведений о всех физических свойствах пород и руд района наряду со знанием особенностей геологи ческого строения позволяет обоснованно оценить общие условия применимости отдельных геофизических методов и наметить их рациональный комплекс. Включая в комплекс геофизические методы, основывающиеся на использовании разных физических свойств, можно уменьшить (а иногда и полностью исключить) неоднозначность геологического истолкования результатов геофизических наблюдений, когда по физическому полю нужно
сделать заключение о форме, размерах и других свойствах объекта, вызвавшего аномалию.
Геофизические методы, применяющиеся в начале исследова ний, должны привести к уменьшению перспективной площади, на которой в дальнейшем будут поставлены более детальные и часто более дорогие геофизические работы. Принцип последо вательного уменьшения площади и увеличения детальности поисков является наиболее экономичным. Обычно один, реже два-три геофизических метода являются основными и выпол няются на всей площади исследований; другие же методы служат дополнительными и применяются на наиболее перспек тивных участках, выделенных основными методами с учетом сложившихся геологических представлений. Обычно методы, выполняющиеся в начале исследований, являются и наиболее дешевыми.
Так, при поисках месторождений полиметаллических руд, олова, вольфрама, ртути в качестве, основных поиско вых методов выбирают литогеохимическую съемку и магнито разведку, а на следующей стадии поисков в комплекс включают электроразведку.
Рациональный комплекс меняется с течением времени. Он зависит от возможностей существующих геофизических методов и появления новых, от степени геологической изученности месторождений и полноты сведений о физических свойствах отдельных геологических объектов и т. д. Долгое время для поисков олова, вольфрама, молибдена на первом этапе исполь зовалась электроразведка, а для разбраковки аномалий элек троразведки применялись геохимические методы. В настоящее время основным поисковым методом на руды этих элементов является литогеохимическая съемка с последующим использо ванием электроразведки и других геофизических методов. Обнаружение естественных электрических полей над пегмати товыми жилами привело к тому, что метод естественного поля теперь часто включается в комплекс, применяемый при поисках слюдоносных пегматитов.
Разработка методов вызванной поляризации, переходных процессов, дипольного индуктивного профилирования вызвала изменение комплексов, применявшихся ранее при поисках меди, свинца, цинка, никеля и других полезных ископаемых. Новая портативная сейсмическая аппаратура для изучения малых глубин, по-видимому, позволит значительно расширить использование сейсмического метода при инженерно-геологи ческих изысканиях. Изменение комплекса геофизических мето дов — процесс достаточно длительный, если учесть тот факт, что только внедрение уже созданной аппаратуры занимает несколько лет, поэтому не следует думать, что установленный для решения каких-то задач комплекс методов очень быстро изменяется.