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: 73
Скачиваний: 0
На Кольском полуострове месторождения апатита приуро чены к Хибинскому щелочному массиву, залегающему среди сильно дислоцированных гнейсов и сланцев архея. На глубину массив еще плохо изучен, а в плане характеризуется кольцевым концентрическим строением. Массив сложен разнообразными нефелиновыми сиенитами: наружное кольцо — хибинитами, а внутренняя часть — рисчорритами и фойяитами. По контакту рисчорритов и хибинитов залегают породы ийолит-уртитового ряда, с которыми генетически тесно связаны залежи апатита.
Месторождения представляют собой отдельные разобщен ные линзы апатито-нефелиновых пород на контакте рисчорри тов и ийолит-уртитов или внутри интрузий ийолит-уртитов. По падению и простиранию отдельные линзы прослеживаются на десятки и сотни метров. Мощность рудных тел в среднем 30—40 м, иногда достигает 150—200 м. Рудные тела падают к центру массива под углом 25—40°.
По физическим свойствам интрузивные ийолит-уртитовые породы и апатито-нефелиновые руды различаются. Плотность фойяитов, рисчорритов, хибинитов чаще всего лежит в пределах 2,6—2,7, пород ийолит-уртитовой формации 2,7—2,9, апатито нефелиновых руд 3,0—3,2 г/см3, т. е. руды характеризуются избыточной плотностью 0,2—0,3 г/см3. Магнитная восприимчи вость вмещающих пород в среднем 750-10" ®, ийолит-уртитовых интрузивных образований (250 -ь 1250) -10~6, апатито-нефели новых руд около 1000-10~6 СГС. Остаточная намагниченность пород незначительна. Наибольшие магнитные аномалии наблю даются над мельтейгитами (породы ийолит-уртитовой форма ции) и апатитовыми телами, но их возможно разделить по гео логическим признакам. Зоны развития ийолитов в целом характеризуются повышенным магнитным полем.
Удельное электрическое сопротивление пород массива со ставляет десятки и первые сотни тысяч ом-метров и зависит в основном от трещиноватости и влагонасыщенности. По радио активным свойствам породы массива различаются мало. Наи большую активность имеют хибиниты, рисчорриты и нефели новые сиениты (22 мкр/ч), несколько менее активны ийолитуртиты (19 мкр/ч) и апатито-нефелиновые породы (18 мкр/ч). Физические свойства апатитовых руд и вмещающих их пород, опыт геофизических работ показывают, что в комплекс методов для поисков руд должны входить магнито- и гравиразведка.
На первом этапе исследований применяют магниторазведку масштаба 1 : 10 000 или 1 : 5000 для картирования контакта ийолит-уртитов с рисчорритами. Вдоль контакта располагают участки детальных гравиразведочных работ, в пределах кото рых ведут поиски апатитовых тел. Измерения выполняют высокоточными гравиметрами. Допустимая погрешность, учи тывая небольшую избыточную плотность апатитовых руд, должна быть не более 0,05 мгал. Масштаб гравиразведочных
Рис. 109. Результаты гравиметровых н магнитных наблюдений над апатито-нефелиновым рудным телом (по Г. И. Шаблинскому).
1 — рисчорриты; 2 — уртиты; заленш апатитов: 3 — богатые, 4 — бедные.
работ тоже 1 : 5000 или 1 : 10 000. По данным гравиразведки выделяют участки развития более плотных пород, которыми обычно и являются апатито-нефелиновые руды. На рис. 109 приведены графики AZ, Ag и Wхг над апатито-нефелиновым рудным телом. По графику AZ отчетливо картируется контакт уртитов и рисчорритов. Само рудное тело хорошо отмечается локальной аномалией Ag (0,2—0,3 мгал) на региональном фоне. Кривая Wxz практически не реагирует на рудное тело.
Изложенная методика поисков применяется при глубине залегания апатитовых руд до 40—50 м. Гравитационные анома лии, похожие на рудные, могут быть вызваны также изменением плотности вмещающих пород и другими причинами. Разбрако вать их удается по геологическим и магнитным данным. Инте ресен опыт статистического диагноза апатитовых руд по карте
208
1 |
' |
V |
V |
А |
Л |
X X |
/ / |
/ 1 |
V |
г |
Л |
3 |
X |
Рис. 110. Результаты геофизических |
наблюдений и рас |
|||||
считанный но ним геологический разрез (по Г. Н. Шаб- |
||||||
|
|
|
линскому). |
|
||
1 — сиениты; 2 — уртиты; 3 — ийолиты; 4 — хибшшты; |
||||||
|
|
|
5 — апатиты. |
|
||
гравитационного и |
магнитного |
параметров, обрисовывающей |
||||
с разной степенью вероятности области выходов апатитовых тел. Геофизические методы используют для поисков не только апатитовых залежей, выходящих под наносы, но и слепых рудных тел, а также для изучения структуры Хибинского
массива на глубину.
На рис. 110 приведены графики Ag и AZ и геологический разрез, построенный по ним. Правильность расчетов подтвер ждена буровой скважиной, вскрывшей на глубине около 300 м уртиты с апатитами.
ФОСФОРИТЫ
Фосфориты представляют собой осадочные минеральные образования, состоящие из кварца, глауконита, кальцита, доломита и аморфных и микрокристаллических фосфатов каль ция, принадлежащих к минералам группы апатита. Содержание фосфатов в горных породах оценивается в пересчете на фосфор ный ангидрид, рудой считаются фосфориты с содержанием фосфорного ангидрида не меньше 4—5%. Среди месторождений
14 Г. П. Новицкий |
209 |
фосфоритов СССР выделяются два основных генетических типа: морские осадочные, подразделяющиеся на платформенные и геосинклинальные, и остаточные. По насыщенности фосфа тами и текстурным особенностям фосфориты бывают желваковые (конкреционные), зернисторакушечниковые и массивные мпкрозерштстые. С фосфоритами нередко ассоциируют соеди нения ванадия, циркония, урана, редких земель. Залежи фосфоритов обычно имеют форму горизонтальных, наклонных и крутопадающих пластов разной мощности: от десятков санти метров до первых сотен метров.
Из физических свойств фосфоритов, на которых основаны их поиски, необходимо отметить способность создавать ореолы рассеяния и повышенную радиоактивность. Другие свойства (намагниченность, электропроводность и т. д.) пока не исполь зуются. Рассмотрим применение геофизических методов на примере месторождений фосфоритов Горной Шории.
Белкинское месторождение приурочено к карбонатным поро дам синийского и кембрийского возраста. Пластовые фосфо риты, залегающие среди фосфатизированных доломитов, имеют мощность до 300—500 м и содержат в среднем около 10% фос форного ангидрида. Желваковые фосфориты встречаются среди карбонатно-сланцевой толщи нижнего кембрия. Мощность пла
вне. 111. Результаты литогеохимической съемки на участке Бслкннского месторожде ния (по Г. И. Спандерашвили и др.).
Кембрийские породы: 1 — известняки массивные, пятнистые, слоистые, 2 — доломито- швестняково-фосфоритная брекчия; сишшские породы, содержание Р20 5, %: .? _ известняки, до 5, 4 — известняки, доломитовые известняки, 5—8, 5 — фосфориты, 5—35, 6 — доломиты, до 5, 7 — доломиты массивные, слоистые, водорослевые; 8 — карсты с остаточно-метасоматическими фосфоритами; 9 — скважины колонкового
бурения; Ю — изолинии ореолов рассеяния фосфора, %.
стов 1—5 ir, содержание фосфорного ангидрида 20—30%. Отмечаются еще карстовые фосфориты. Глубина полостей, выполненных ими, достигает десятков метров, содержание фосфорного ангидрида около 20%. По химическому составу все перечисленные типы близки друг другу.
В результате гамма-съемки установлено, что залежи фосфо ритов отмечаются аномалиями первые десятки микро рентген в час при фоновых значениях 4—5 мкр/ч. Литогеохимическая съемка выполнена по сети 500 X (50 -к 10) м с отбором проб из закопушек глубиной 20—25 см. Отмечено, что на площадях развития фосфатизированных доломитов и известняков с со держанием фосфорного ангидрида до 5% концентрация фосфора в ореолах рассеяния составляет 0,1—0,3, иногда до 1%, а с со держанием больше 5% — от 0,3 до 1,1 , при фоне 0.1%. На рис. 111 видно, что изолинией 1% хорошо оконтуриваются фосфоритоносные пласты.
Масштаб |
радиоактивной и |
литогеохимической съемок от |
1 : 50 000 до |
1 : 10 000, иногда |
крупнее. Выбор модификации |
радиоактивных методов зависит от конкретных физико-геологи ческих условий. Другие геофизические методы для непосред ственных поисков фосфоритов не применяют, но ими с успехом решают многие задачи геологического картирования в процессе поисков. На месторождениях распространен гамма-каротаж.
соли
Наиболее важное промышленное значение имеют каменная соль (галит), сильвин, карналлит. По генетическим типам выделяют ископаемые осадочные месторождения разного воз раста, представленные пластовыми или куполообразными за лежами, имеющими мощность несколько сотен метров и больше; соляные источники и рассолы; современные соляные место рождения. По форме соляные купола могут быть весьма раз ными: от пологих поднятий до крутых штоков, конусов и т. п. Наибольшее число солянокупольных структур' в СССР при ходится на Волго-Уральскую провинцию. Пластовые залежи солей занимают по площади десятки и сотни квадратных кило метров.
Геофизические методы применяют почти исключительно на месторождениях каменной и калийной солей ископаемого осадочного генезиса. Эти соли, как правило, имеют плотное строение, содержат небольшое количество механических и хи мических примесей: глину, ангидрит, гипс.
По физическим свойствам каменная и калийная соли до вольно резко отличаются от вмещающих пород. Плотность
чистой |
каменной |
соли 2,10—2,15, |
калийной |
соли |
около |
1,95 г/см3. Как |
правило,' вмещающие породы плотнее |
соли |
|||
и ее |
залежи имеют отрицательную |
избыточную |
плотность. |
||
14* |
211 |
Плотная необводненная кристаллическая соль обладает очень высоким удельным электрическим сопротивлением — сотни ты сяч ом-метров и больше. Сопротивление соленосных толщ в целом определяется степенью их увлажнения. По параметри ческим определениям с помощью ВЭЗ сопротивление соленосной толщи Верхнекамского месторождения 500—800 ом-м. Удель ное сопротивление соляных рассолов очень низкое — доли ом метра. По высокому удельному сопротивлению залежи соли сравнительно легко выделяются ср'еди вмещающих пород. Соли диамагнитны. Каменная соль нерадиоактивна, калийная обла дает повышенной радиоактивностью, так как содержит радио активный изотоп калия. Скорость распространения упругих колебаний в соленосных толщах, как и плотность, довольно выдержанна и составляет приблизительно 4000 м/сек.
Геофизические методы с успехом используют для поисков соляных куполов, что особенно важно в связи с приуроченной к ним нефтеносностью. Основным поисковым методом является гравиразведка, фиксирующая соляные купола пониженными значениями Ag. Рельеф крутопадающих склонов куполов успешно изучают сейсморазведкой, по результатам которой задают глубокие буровые скважины. Роль электро- и магнито разведки при исследовании солянокупольной тектоники пока невелика.
В качестве примера приведем геофизические работы, выпол ненные на Верхнекамских пластовых месторождениях калий ной и каменной солей. В верхней части разреза залегает толща песчаников, глин, известняков, мергелей общей мощностью до 300—400 м. Под ней располагается толща каменной соли мощностью до 70 м, а еще ниже толща калийных и магниевых солей мощностью до 100 м. Последняя подстилается тоже пла стами каменной соли мощностью до 400 м. Ниже зале гают глинисто-ангидритовые породы, переходящие в изве стняки.
Основной задачей геофизической съемки было определение рельефа поверхности соленосных отложений. Задачу решали комплексом, состоящим из грави-, электро- и сейсморазведки. С помощью гравиразведки выявили крупные поднятия и погру жения соленосных толщ. Более детальное изучение их рельефа проводили электроразведкой, опирающейся на данные сейсмо разведки, выполненной на опорных профилях в разных уча стках этого огромного месторождения.
Для расчленения разреза и выделения в нем пластов калий ной солп успешно используют гамма-каротаж. Пласты калийной соли отмечаются на диаграммах положительными аномалиями. Более подробно методика геофизических работ на месторожде ниях солей рассматривается в курсе структурной геофи зики.
212