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: 91
Скачиваний: 0
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
7 Г. П. Новицкий |
97 |
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
Рис. 47. Геолого-геофизический разрез месторождения Саяк-I (по М. Д. Нурпеисову).
1 — известняки; г — песчаники; 3 — туфы; 4 — гранодиориты; 5 — диоритовые порфирита; 6 — скарны; 7 — медно-магнетитовые руды; 8 — богатые прожилкововкрапленные руды в скарнах и гранодиоритах; 9 — пластовые залежи медных руд в скарнах.
100
В ы с о к о т е м п е р а т у р н ы е г и д р о т е р м а л ь - н ы е месторождения, связанные с неглубоко залегающими интрузиями и корневыми частями вулканов, для Советского Союза пока значения не имеют.
С р е д н е т е м п е р а т у р н ы е г и д р о т е р м а л ь - н ы е месторождения являются важнейшим типом медных месторождений. По условиям образования, характеру оруде нения и особенностям применения геофизических методов выделяют две основные формации: вкрапленную (прожилкововкрапленную) и колчеданную. Вкрапленные и прожилкововкрапленные месторождения связаны с гипабиссальными што ками умеренно кислых гранитоидов. Много таких месторожде ний находится в Казахстане, где они приурочены к массивам вторичных кварцитов. Рудные минералы сосредоточены в купо лах интрузивных штоков и породах экзоконтакта, предста влены вкрапленностью и тонкими прожилками сульфидов: пирита, халькопирита, борнита, блеклых руд, молибденита. Характерна постоянная примесь молибдена. Разрабатывают в основном зону вторичного сульфидного обогащения, пред ставленную халькозиновыми рудами с содержанием меди 1,5% и выше.
Первые геофизические исследования на прожилково-вкра- пленных месторождениях Казахстана были выполнены в начале 30-х годов. На Коунрадском месторождении по аналогии с уральскими колчеданными месторождениями использовали метод изолиний на переменном токе, однако положительных результатов не получили. Затем опробовали методы интенсив ности и индукции, но также с отрицательными результатами. Методом естественного электрического поля рудные залежи либо вовсе не отмечались, либо отмечались очень слабыми отрицательными аномалиями. Электропрофилирование и ВЭЗ также существенной пользы не принесли. Отрицательные результаты по всем известным тогда методам электроразведки объясняются значительной рассеянностью медных минералов среди серицитовых кварцитов в верхней части штока грано- диорит-порфира. После неудачных опытов геофизические ра боты на прожилково-вкрапленных месторождениях Казахстана не проводились до 1952 г.
Опыт геофизических работ после 1952 г. показал, что на месторождениях этого типа в Казахстане повсеместно фикси руются ореолы рассеяния меди и молибдена. Кроме того, на многих из них (но не на всех) наблюдаются слабые отрицатель ные аномалии естественного электрического поля. G помощью магниторазведки часто удается картировать гидротермально измененные гранодиорит-порфиры по плавным понижениям магнитного поля. Нередко зоны таких пород выделяются и по низким удельным электрическим сопротивлениям. С помощью метода вызванной поляризации, как правило, удается установить
Рл Ml ><>"■"
Рис. 48. Геолого-геофизический разрез прожилково-вкрапленного месторождении меди (по А. К. Лузину).
1 — кварцевые песчаники; 2 — кора выветривания; з — песчаники; 4 — спилиты и диабазовые порфириты; 5 — габбро-диабазы; в — диоритовые порфириты; 7 — пла- гиогранит-порфиры; 8 — зона окисленных медных руд; 9 — вторичные кварциты;
10 — прожилково-вкрапленные сульфидные руды; 11 — зоны тектонических наруше ний.
наличие электронных вкрапленников, которыми могут быть как минералы меди, так и пирит. На рис. 48 приведены результаты геофизических исследований одного из месторожде ний прожилково-вкрапленных руд в Казахстане, по геологи ческому строению сходного с Коунрадом.
102
Область развития вторичных кварцитов сравнительно хо роню выделяется по графикам рк комбинированного профили рования как зона пониженных сопротивлений. Методом средин ного градиента она фиксируется менее четко (особенно северо-западный контакт). Кажущаяся поляризуемость над зоной вторичных кварцитов в целом повышенная, и значения т}к достигают 10%, что свидетельствует о наличии вкрапленного оруденения. Методом естественного поля вторичные кварциты не отмечаются. С помощью магниторазведки четко фиксируется юго-восточный контакт кварцитов с габбро-диабазами. Над габбро-диабазами наблюдается увеличение AZ до 2000 у. Над спилитами магнитное поле понижается, таким образом отме чается северо-западная граница кварцитов.
Другое месторождение по данным литогеохимической съемки характеризуется обширными ореолами рассеяния с со держанием меди от 0,02% и выше и молибдена более 0,001%. Интенсивность естественного электрического поля составляет в основном ±20 мв. Эти аномалии непосредственно с рудами не связаны, в пределах промышленного контура руд наблю даются как нормальные, так и аномальные значения. Рудная зона фиксируется методом комбинированного профилиро
вания по |
снижению кажущегося сопротивления до 10— |
35 ом-м. |
ВП граница рудной зоны отмечается повышением |
Методом |
коэффициента поляризуемости до 5—10%. С помощью магнито разведки также удается выделить рудную зону, связанную с гидротермально измененными породами.
Опыт работ на месторождениях меднопорфировых руд в Ка захстане позволяет рекомендовать следующую методику ком плексных геофизических исследований в этом регионе. Основ ным поисковым методом является литогеохимическая съемка, которую следует проводить в масштабе 1 : 50 000 на значитель ных площадях, чтобы выделить рудоносные районы и участки. Установлено, что плохо выраженные с поверхности и трудно выявляемые по геологическим признакам медные прожилкововкрапленные месторождения нередко четко фиксируются лито геохимической съемкой. Площадь ореолов обычно большая, и при работе по сети 500 X 50 м они отмечаются по одномудвум профилям. Ореолы характеризуются сравнительно низ кими концентрациями меди в делювии (от 0,04 до 0,15%). В большинстве проб вместе с медью присутствует и молибден от следов до 0,001—0,01%. Часто медь в делювии распреде ляется неравномерно, и ореолы имеют пятнистый характер, так как участки с повышенным содержанием меди чередуются с безрудными.
При литогеохимической съемке необходимо учитывать, что ореолы молибдена распространены шире и имеют большие размеры, чем ореолы меди. Для определения мощности наносов