§2. Геологическое картирование

Обосновать постановку геологических работ на поиски различных полезных ископаемых возможно только на базе знания наиболее общих закономерностей строения районов, выяснения взаимосвязей крупных, доминирующих структур, от которых зависят структурные особенности более высокого порядка и закономерности размещения полезных ископаемых. Изучение указанных связей является основной задачей региональной геологии и составляет предмет важнейшей; части геологического картирования - тектонического районирования, определяемого В. В. Белоусовым как «классификация участков земной коры по признакам их строения и истории структурного развития».

При решении указанных задач гравиразведка имеет весьма боль­шое значение, поскольку крупные региональные структуры четко отражаются на гравиметрических картах обширными и интенсивными гравитационными аномалиями.

При исследовании геосинклинальных областей в региональном; плане гравиразведка решает следующие основные задачи: выяснение общего структурного плана исследуемого района, определение поло­жения и взаимосвязи отдельных тектонических структур района, исследование отдельных крупных структур, представляющих интерес для постановки более детальных гравиметрических или других геофизических съемок.

В гравитационном отношении геосинклинальные области характе­ризуются интенсивными, до нескольких сотен миллигал, региональ­ными аномалиями, как положительными, так и отрицательными. Для большинства региональных структур наблюдается «обратная» зависимость: положительным геологическим структурам типа антиклинориев отвечают региональные отрицательные аномалии и, наоборот, отрицательным, синклинорным, структурам отвечают положительные аномалии. Подобное соответствие связано с рельефом глубинных зон земной коры: мощность коры увеличивается в антиклинорных зонах и уменьшается в синклинорных.

«Обратную» связь между региональными структурами и гравита­ционными аномалиями некоторые исследователи трактуют с позиций историко-геологических, а именно: аномалии отражают реликты древнего, доинверсионного, структурного рельефа геосинклинальных областей, который в процессе инверсии геотектонических условий не был полностью преобразован в наиболее глубоких своих частях. Отмеченная эмпирическая закономерность наблюдается только в гео­синклинальных областях, где процессы складчатости завершены, и в структурах, образовавшихся при инверсии геотектонического режима. В тех случаях, когда поднятия сохранялись в течение всего периода развития геосинклинали, над положительными структурами наблюдаются и положительные гравитационные аномалии. «Прямое» соответствие гравитационных аномалий геологическим структурам отмечено в современных геосинклиналях, в районах островных дуг, где над прогибами наблюдаются отрицательные, а над поднятиями положительные аномалии силы тяжести.

По характеру распределения гравитационных аномалий внутри геосинклинальной области, их взаимному расположению можно судить о поведении глубинных геологических структур, определить общий структурный план территории и положение отдельных гео­логических структур относительно друг друга. Детальные работы позволяют выделить структуры более высокого порядка, предста­вляющие непосредственный интерес для поисково-разведочных работ. В этом случае гравиметрические исследования решают задачи и гео­логического картирования. Выявлена связь гравитационного поля с особенностями металлогении отдельных регионов, что позволяет использовать региональные гравиметрические исследования при металлогеническом прогнозировании.

Гравитационная характеристика платформенных областей резко отлична от характеристики геосинклиналей. Наблюдаются слабо­интенсивные аномалии, как положительные, так и отрицательные, величина которых, за редким исключением, не превосходит 20 - 30 мгал. Основной задачей региональных исследований на плат­формах является изучение внутренней структуры и рельефа поверх­ности кристаллического фундамента, поскольку развитие фундамента определяет формирование структур в осадочной толще. Эти струк­туры представляют непосредственный интерес при выборе площадей для поисково-разведочных работ.

Основными факторами, определяющими гравитационные анома­лии в пределах платформ, являются внутренняя структура и рельеф фундамента, строение и состав толщи осадочных пород. Влияние этих факторов в различных платформенных областях неодинаково. Наиболее отчетливо внутренняя структура фундамента проявляется в гравитационных аномалиях в областях кристаллических щитов, где фундамент расположен на относительно небольшой глубине. В этом случае отдельные блоки фундамента, различающиеся по плотности, создают довольно интенсивные гравитационные аномалии. Увеличение мощности осадочного покрова несколько ослабляет эти, аномалии, но если глубина фундамента не превышает 2 - 3 км, определяющим аномалиеобразующим фактором остается структура фундамента.

По морфологическим особенностям и геологической природе аномалии, связанные со структурой фундамента, можно разделить на три группы. Более или менее изометричные в плане аномалии обычно отвечают массивам интрузивных пород или метаморфическим комплексам. Линейно вытянутые полосовидные аномалии связаны со складчатыми комплексами фундамента, осадочными образованиями, выполняющими впадины фундамента, и пластовыми интрузиями. Аномалии типа гравитационной ступени, характеризующиеся возрастанием поля в одном направлении, прослеживают контакты крупных блоков фундамента и глубинные разломы.

Определение рельефа кристаллического фундамента по гравитационным аномалиям является сложной задачей, поскольку в большинстве случаев гравитационный эффект рельефа фундамент осложняется влиянием его плотностной неоднородности.

Степень этого влияния зависит от глубины фундамента, состава и возраста слагающих его пород. Наиболее четко оно обнаруживается в районах развития докембрийского, как правило, более неоднородного по плотности фундамента, менее отчетливо - в районах развития палеозойского фундамента при большой глубине его залегания. Если фундамент перекрывается мощной толщей oсадочных образований, то для некоторых районов можно установить линейную корреляцию между глубиной фундамента и аномалиями силы тяжести, что позволяет определить не только форму и размер впадин фундамента, но и получить количественную характеристику его рельефа. Подобные соотношения в чистом виде являются скорее исключением, чем правилом. Но даже и в случае сильного влияния структуры фундамента на гравитационные аномалии можно получить качественную характеристику его рельефа по характеру локальных аномалий, отражающих его внутреннюю структуру: в районе поднятий эти аномалии проявляются резче, чем в районах погружения фундамента. |

Структуры, развитые в осадочном покрове, иногда можно выделить по сопровождающим их гравитационным аномалиям. Природа этих аномалий различна. Если структуры имеют большую амплитуду и сложены резко отличными по плотности породами, то аномалии создаются самими структурами. Когда структуры осадочного чехла пологие, с малой амплитудой, то сопровождающие их аномалии непосредственно с этими структурами не связаны, аномалии отражают строение и рельеф фундамента, дислокациями которого и создаются структуры осадочного чехла. Такое косвенное соответствие гравитационных аномалий структурам осадочного чехла имеет большое практическое значение для выделения областей, перспективных на поиски месторождений, контролируемых такого рода структурами. В первую очередь это относится к нефтяным и газовым месторожде­ниям. Помимо этого, изучение структуры фундамента имеет большое значение для постановки поисковых работ на ряд полезных ископа­емых: железо, никель, хром, алмазы, редкие и цветные металлы и т. д.

Гравиметрические съемки решают разнообразные задачи геологи­ческого картирования, которые определяются масштабом исследова­ний. Гравиметрические исследования масштаба 1 : 200 000 - 1 : 50 000 позволяют картировать элементы геологических структур, контролирующих размещение рудных месторождений: литологически благоприятные для концентрации полезного ископаемого породы, зоны тектонических нарушений, пликативные структуры и т. д. Весьма эффективна гравиразведка при изучении интрузивных массивов, что имеет большое значение для металлогенического про­гнозирования, поскольку связь с интрузиями целого ряда полезных ископаемых не вызывает сомнений. По данным гравиразведки отчет­ливо определяются контуры массивов, с которыми могут быть свя­заны месторождения железа скарнового типа, меди и других металлов.

Не менее эффективна гравираэведка при картировании пликативных структур и разрывных нарушений. Гравиметрические иссле­дования, проводимые для геологического картирования, при укрупнении масштаба одновременно решают и задачи поисков месторождений.