2

I Задачи, объекты и методы глубинного геологического картирования

ГГК представляет собой непосредственное продолжение геологической съемки территории и ставится в районах и в пределах структур, перспективы которых определились по результатам предшествующих работ.

Задачами ГГК являются:

• систематическое и всестороннее изучение любых структурно-вещественных комплексов, горных пород и геологических тел, не отражающихся на дневной поверхности, т.е. погребенных на больших глубинах.

• выявление и изучение геологического строения определенного горизонта или поверхности, тектонической структуры или конкретного тел контролирующих распространение любых видов полезных ископаемых.

• на основе решения двух первых задач выявление и локализация площадей и участков для проведения детальных поисковых работ с целью обнаружения и первичной оценки проявлений и месторождений полезных ископаемых.

Первая задача носит общегеологический характер и направлена на изучение региональной геологии вплоть до поверхности земного ядра.

Вторая и третья задачи носят более конкретный характер, т.к. направлены на поиски отдельных видов полезных ископаемых.

Объектами ГГК являются:

1. Комплексы пород и структурные формы погребенного складчатого фундамента.

2. Структурные формы отдельных поверхностей осадочного покровного комплекса отложений.

3. Различные виды полезных ископаемых, контролируемые определенными комплексами пород или структурами, как в теле фундамента, так и в осадочной толще.

Основой эффективного использования ГГК для решения поставленных задач является основополагающий принцип тесного комплексирования геологических, геофизических, геохимических, дистанционных методов и глубокого бурения. Поэтому методика ГГК представляет комплексную геологическую интерпретацию всех методов исследования, на основе которых создаются и уточняются модели строения погребенных участков. Только рациональное использование всех источников информации может обеспечить достоверность и поисковую эффективность ГГК.

ГГК предшествует геологические съемки, по результатам которых строятся геологические карты. Геологическая карта может указывать на возможность наличия или проявления той или иной глубинной структуры.

Известно, что тектонические элементы глубокого заложения (разломы, крупные поднятия) часто имеют унаследованное развитие и поэтому находят свое отражение в приповерхностных комплексах. На основе геологической карты выдвигаются рабочие гипотезы о глубинном строении площади, предлагается её первичная модель, которая и становится объектом дальнейшей проверки методами ГГК.

Методы ГГК

В комплекс ГГК входят следующие методы:

1. Геофизические (грави-магнито-электро-сесморазведка).

2. Геологические (литолого-петрографические, геоморфологические, минералогические, биостратиграфические, фациальные и другие).

3. Геохимические (гидрогеохимические, биогеохимические, литогеохимические).

4. Дистанционные (АКС, аэро-космосъемка).

5. Бурение картировочных, поисковых, структурных, глубоких на нефть и газ

6. Методы скважинной геофизики (электрические, радиоактивные, магнитные, плотностные, акустические, другие

Различия в физических свойствах пород как основа применения геофизических методов при ГГК.

Геофизические методы благодаря своей достаточно высокой геологической эффективности, высокой мобильности, разномасштабности и дешевизны играют одну из главных ролей в ГГК, особенно на начальных этапах и стадиях^/'

Геофизические методы включают грави-магнито-электро- и сейсморазведку, а также промыслово-геофизические методы исследования скважин (каротажные методы).

В складчатых областях ведущая роль принадлежит методам грави-магнито- электроразведки, а в платформенных областях на первый план выдвигаются сейсмические методы (МОВ,(МОГТ, КМВП, скважинная сейсморазведка).

Эффективность применения тех или иных геофизических методов' зависит от степени различий в физических свойствах пород и полезных ископаемых, т.е. от того, насколько исследуемое тело или полезное ископаемое отличается по физическим полям и параметрам от вмещающих пород или смежных тел и пластов.

К физическим свойствам пород относятся -их плотность (удельный вес), удельное электрическое сопротивление или электропроводность, магнитные свойства, упругие свойства, радиоактивные свойства и др. На различиях в этих свойствах построены все геофизические методы: грави-магнито-электроразведка, сейсморазведка, радиоактивные методы.,

Плотность пород определяется главным образом минеральным составом и пористостью. Она возрастает от рыхлых осадочных пород к сцементированным, массивным и кристаллическим; от осадочных пород к магматическим и метаморфизованным, а среди магматических - от кислых к основным и ультраосновным. Естественно, что плотность пористых выветрелых разрушенных дезъинтегрированных пород гораздо ниже, чем тех же пород, но сцементированных и при отсутствии пористости. Именно по этой причине плотность пород, подвергнутых процессам выветривания, выщелачивания, ниже, чем их неизменных разностей.

На разницах в плотностях горных пород основан гравиметрический метод исследования погребенных структурных форм. _г

Удельные электрические сопротивления горных пород зависят в основном от их пористости, влаганасыщенности и минерализации содержащейся в порах воды. Крепкие сливные осадочные породы, магматические и метаморфические отличаются более высокими удельными сопротивлениями по сравнению с терригенными породами. Среди осадочных пород высоким удельным сопротивлением отличаются карбонатные и хемогенные породы (известняки, доломиты, ангидриты] каменные соли), а низкими - песчаники, алевриты и глинистые разности пород.. I

По мере возрастания пористости пород и их глинистости удельное сопротивление уменьшаемся, чему способствует высокая минерализация и засоленность пластовых вод

Электрические методы используют как переменный, так и постоянный ток, как естественный, так и наведенный. В зависимости от этого и методы применяются вертикальное элебктрическое зондирование - ВЭЗ, электропрофилирование - ЭП, вызванной поляризации - ВП и др.

Наиболее благоприятные условия для применения электроразведки - это двухслойный разрез, в основании которого залегают горизонты высокого сопротивления, в то время как в промежуточном верхнем слое таких горизонтов нет, т.е. он является провод.. Например электроразведка эффективна для картирования рельефа фундамента, залегающего на глубинах от нескольких метров до 2-3 км или кровли каменных солей в районах солянокупольной тектоники.

$

Магнитные свойства пород связана, главным образом, с наличием в породах ферромагнитных минералов - магнетита, ильменита, гематита, пирротина, присутствуют зачастую лишь в качестве акцессориеа|~На изучении магнитных свойств пород построена магниторазведка, использующая такие свойства как напряженность магнитного поля,.- намагниченность пород, магнитную восприимчивость, остаточную намагниченность^

Наиболее магнитны магматические и метаморфические породы, а среди них - ультраосновные и железистые кварциты! среди осадочных - обломочные песчаные породы, содержанные в каком-то объеме обломки магнитных пород.,

Гравии- и магниторазведка основаны на разности в плотностях и в магнитных свойствах горных пород, образуемых ими геологических тел, а также поверхностей раздела. Поэтому оба метода эффективны при картировании контрастных структур, как например, поверхности и внутренней структуры складчатого фундамента, структур осадочного чехла, связанных с плотностными неоднородностями, крупных разломов, магматических тел, соляных куполов и пр*

/Радиоактивные свойства целиком зависят от присутствующих в породе минералов радиоактивных элементов и изотопов. Особенно много их содержится в калий-содержащих глинистых минералах, поэтому глины заглинизированные породы (доломиты, мергели, глинистые известняки) всегда имеют повышенный фон радиоактивности по сравнению с песчаниками. Среди хемогенных пород - радиоактивны калийные соли, а среди магматических возрастание радиоактивности происходит от ультраосновных пород к кислым гранитоидным.

Упругие свойства пород или их акустическая жесткость увеличивается от рыхлых /осадочных пород к сцементированным, массивным кристаллическим плотным, т.е. от песчано-глинистых осадков к известнякам, ангидритам и доломитам. Магматические и метаморфические породы обладают высокими упругими свойствами, которые возрастают от кислых к ультраосновным.

На разности в упругих свойствах пород построена сейсморазведка. Если контактируют породы с разной акустической жесткостью, то поверхность такого контакта отражает упругие сейсмические волны, посылаемые с поверхности. Принимая на сейсмостанции и записывая время возвращения отраженных волн, мы картируем эту поверхность. На временных сейсмических разрезах такие отраженные волны группируются в системы опорных сейсмических горизонтов,, каждый из которых отвечает определенной поверхности, на которой происходит резкая смена пород с разной акустической жесткостью (отражающий горизонт Ф - на границе осадочных пород с фундаментом, Даф - на границе глин и известняков афонинского горизонта, Т- на границе турнейских известняков с песчано-глинистой толщей бобриковского горизонта и другого отражающего горизонта).

Однако все показатели физических свойств пород значительно изменяются в зависимости от состояния и условий залегания одной и той же породы. На истинные первоначальные свойства пород сильно влияют процессы выветривания, приводящие к их механическим разрушениям, выщелачиванию, дроблению и обводнению* Особенно это относится к зонам разломов. Кроме выветривания физические параметры пород изменяются в процессе метаморфизации, гидротермального воздействия, при метосоматозе а среди вторичных процессов эндогенной природы широко развиты ороговикование, скарнирование, пиритизация, грейзенизация и другие.

Осложненность горных пород вторичными процессами приводит к неоднозначности интерпретации результатов геофизических наблюдений, т.к. физические поля измененных пород приобретают свойства и вид иных геологических тел, т.е. маскируют их истинный состав и глубинное строение.

А самая главная неоднозначность заключается в том, что магнитные, гравитационные, а иногда и электрические поля отражают суммарный эффект от различных

геологических тел и поверхностей, залегающих на разных глубинах, имеющих разные размеры и разную степень различий в свойствах с окружающими породами.

Именно по этим причинам однометодные карты никогда не служат в качестве в качестве окончательных. Только в комплексе геофизических, геохимических, геологических методов, АКС и бурения может быть получен более или менее достоверный результат ГГК.