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: 77
Скачиваний: 0
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).
1 — сланцы |
средней |
свиты, а = 2,8; 2 — магнетито-мартитовые |
роговики, а = |
= 3,2 ~ 3,4; |
3 — глинисто-охристые сланцы верхней свиты, а = |
2,6; 4 — мартито- |
|
вая руда; |
5 — мартитовые джеспилиты, о = 3,4 -3- 3,6 |
г/см3. |
|
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
Среди многочисленных минералов марганца промышленное значение имеют следующие: пиролюзит, браунит, гаусманит, манганит, псиломелан, родохрозит, манганокальцит и родонит. Крупнейшими месторождениями марганца в Советском Союзе являются Никопольское и Чиатурское, меньшее значение имеют Мазульское, Усинское, «Полуночное» и месторождения Дальнего Востока. По условиям залегания месторождения марганцевых руд весьма разнообразны. Наблюдаются как горизонтально залегающие рудные тела, так и крутопадающие, мощность тел также разная. На Никопольском и Чиатурском месторождениях при почти горизонтальном залегании рудные пласты имеют мощность 3—5 м, на «Полуночном» при падении 6—12° — до 10—12 м, на Мазульском при почти вертикальном падении — до 40 м и более.
Марганцевые руды большинства месторождений обладают небольшой .магнитной восприимчивостью, которая редко пре вышает 100-10"6 СГС. Встречаются и практически немагнитные руды. Вмещающие породы могут быть как немагнитными, так и более магнитными, чем руды. Ясно, что возможности магнито разведки для прямых поисков руд ограниченны. Удельное электрическое сопротивление марганцевых руд определяется в основном степенью их разрушенности. Плотные руды обла дают довольно высоким сопротивлением, рыхлые руды по сопротивлению практически не отличаются от песчано-глини стых пород. Рудам свойственна поляризуемость, хотя и не большая, и над их залежами могут наблюдаться естественные электрические поля.
Плотность руд также зависит от степени их разрушенности. Так, крепкие конкреционные руды имеют плотность 3,0—4,0, а рыхлые 1,5—2,5 г/см3. Плотность вмещающих пород тоже разная и по диапазону изменений перекрывается с плотностью руд. Поэтому использовать гравиразведку для прямых поисков руд можно лишь в редких случаях. Упругие свойства руд из учены крайне недостаточно. Минералы руд при разрушении образуют ореолы рассеяния, которые фиксируются литогео химической съемкой. Таким образом, возможности геофизи ческих методов для прямых поисков ограничены физическими
свойствами руд. Большие перспективы имеют геохимические методы.
Первым марганцевым месторождением, на котором были выполнены геофизические работы (1928—1929 гг.), было Нико польское. Это месторождение относится к осадочному типу. Пластообразная рудная залежь располагается на размытой поверхности гранитов и гнейсов докембрия. Довольно сложное
магнитное поле до 200 у обусловлено породами докембрийского основания, а не марганцевыми рудами.
В большем объеме геофизические исследования проведены на Чиатурском месторождении. Оно приурочено к отложениям
олигоцена, залегающим на верхнемеловых известняках, и пере крыто миоценовыми песчано-глинистыми породами. Общая мощность песчано-глинистых отложений 150—200 м. Рудный пласт и вмещающие породы залегают почти горизонтально. Промышленная мощность рудоносного горизонта 2—5 м. Про веденная еще в 1934 г. магниторазведка не дала положительных результатов. В 1960 г. на одном из нагорий Чиатурского место рождения были выполнены электроразведочные работы мето дами ВЭЗ, электропрофилирования и естественного электри ческого поля.
Установлено, что удельное электрическое сопротивление олигоценовых отложений (глины, пески, песчаники, марганце вые руды) небольшое и мало меняется по площади. Кварцевые пески чокракских слоев миоцена и верхний марганцевый пласт имеют несколько большее сопротивление, а известняки верх него мела — практически «бесконечное». Кривые ВЭЗ двухили трехслойные. Метод естественного электрического поля пригоден для отделения безрудных участков от рудоносных, так как над последними наблюдаются аномалии до 100 мв.
На Атасуйском месторождении марганца в Центральном Казахстане рудные тела отмечаются не только аномалиями естественного поля, но и повышенной кажущейся поляризу емостью, которая достигает 10—12% при фоне 2%. На Мазульском месторождении рудные тела осадочного происхождения приурочены к низам кремнистой свиты, подстилаемой изве стняками. Лишь некоторые рудные тела отмечаются магнит ными аномалиями, над подавляющим большинством тел ано малий нет. Опробование магнито-, электроразведки и геохими ческих методов на месторождениях Южного Урала показало, что применение первых двух методов для прямых поисков мало эффективно, большие возможности имеют геохимические ме тоды. Аномальные содержания марганца (рис. 24) в ореоле в несколько раз превышают фоновые. Максимум ореола не сколько смещен от выхода рудного тела вниз по склону.
В районе Малого Хингана месторождения метаморфогенных железо-марганцевых руд успешно выделяются магниторазвед кой. Для поисков чисто марганцевых месторождений опробо ваны геохимические методы. В пределах перспективной части метаморфических пород установлено широкое развитие гипер генного рассеяния марганца с содержанием в ореоле 0,03— 0,3%. Аномальное содержание марганца в наносах достигает 0,3—3% и приурочено к коренным рудопроявлениям с содер жанием марганца 10—15%.
Анализ результатов геофизических и геохимических работ при поисках марганца позволяет сделать следующие основные выводы.
1. При непосредственных поисках -марганцевых залежей наибольшие возможности имеют геохимические методы.