I Изучение и картирование интрузивных пород

Выявление и оконтуривание интрузивных тел начинается еще на стадии опережающих геофизических работ, с последующим бурением единичных скважин для проверки результатов интерпретации

Интрузивные тела выделяются по следующим признакам:

• по резкому различию в характере физических полей над интрузиями и над вмещающими породами

• по различию в интенсивности физических полей

• по резко аномальным значениям всех физических полей в контактных зонах, обусловленных гидротермальным метаморфизмом.

Основными методами картирования интрузивных тел являются магнито и гравиразведка. С их помощью в ряде случаев в первом приближении можно определить даже состав интрузий (кислые, основные, ультраосновные), имея хоть какие-то данные о физических свойствах пород.

Для подтверждения наличия интрузивных массивов и получения прямых сведений о его составе бурятся единичные или профильные проверочные скважины. На массивах, которые предполагаются как потенциально-рудоносные, ставится более детально профильное бурение. Цель их является изучение внешних границ интрузий, их внутреннего строения, контактового ореола.

Чем выше контрастность физических полей над интрузиями и вмещающими породами и чем меньше мощность покроврых отложений, тем выше точность определении границ интрузий. Опыт показывает, что при мощности покровных отложений в несколько десятков метров и высокой контрастности геофизических полей точность картирования контактных зон составляет около 50 м. Это сравнительно высокая точность.

А при слабой контрастности физических полей и мощности покровных отложений 100 и более метров, точность картирования снижается до 100-150 м в плане, а сами контуры интрузивных тел отрисовывают сильно упрощенную модель их строения, выравнивая все изгибы и сложности.

У интрузивных тел проявляется, как правило, концентрическая зональность их физических полей, что связано с разнофациальным составом интрузий. Обычно внешнему концентру отвечают зоны гидротермального изменения пород,'"или контактовые ореолы, по своим физическим полям они отличаются как от ядра массива, так и от вмещающих пород.

Зоны гидротермальных изменений редко могут изучаться с помощью геофизических методов, но в большинстве случаев погребенный характер не способствует их точному распознаванию. Наиболее точные результаты о наличии контактовых ореолов дают скважины (керн и каротаж), наиболее информативными являются каротаж магнитной, восприимчивости, гаммакаротаж, сейсмокаротаж, которые позволяют с большей точностью картировать измененные породы (например, серпентениты по гипербазитам, амфиболы по габброидным породам, серицитизированные, альбитизированные или калишпатизированные породы - по гранитоидам). Познание контактовых процессов и физических свойств измененных пород позволяют учитывать их при постановке и интерпретации геофизических методов.

Для наиболее крупных массивов, или массивов, имеющих важное поисковое значение важно изучить их пространственные формы, контуры, элементы залегания, внутреннее строение, блоковую тектонику, т.е. установить и их объемы, и их структуру. Это связано с большими затратами, т.к. помимо комплекса геофизических методов требует бурения большого числа структурных скважин. Поэтому приходится ограничиваться изучением отдельных наиболее важных элементов объемного строения. Например, для гранитоидных

массивов перспективных на редкометальное оруденение, важное значение, имеет рельеф поверхности кровли массива. Для расслоенных основных и ультраосновных масс, перспективные на медно-никелевые руды - форма и элементы залегания тел, а также главные особенности распределения пород различного состава, поведение разломов и отдельных блоков.

1 Для объемного изучения интрузивных тел, как и описанных контактовых ореолов, наиболее информативны грави-магниторазведка, сейсморазведка и бурение картировочных и структурных скважин^ Методы скважинных исследований также применяются те же: магнитный, плотностной, сейсмокаротаж и ВСП, что позволяет выявлять не только пологозалегающие границы, но также вертикальные и крутопадающие.

Изучение и картирование метаморфических образований

ГГК метаморфических образований наиболее сложный вид ГСР. Это объясняется расплывчатостью геологических границ, вуалированием в процессе метаморфизма несогласий, первичных форм и состава пород, разнообразием складчатых форм и разрывных нарушений.

Поэтому для метаморфических образований неприменимы структурные и стратиграфические методы, а на первый план выходит детальное изучение вещественного состава пород комплексом петрографических, геохимических, петрофизических и других методов по керну скважин. Некоторые метаморфизованные участки выделяются по геофизическим полям ещё на стадии предполевого изучения материала. Пониженной плотностью и слабой магнитносуью обладают первично осадочные породы, подвергшиеся метаморфизму - мраморы, кварциты, кристаллические сланцы, гнейсы, гранитоиды.

Более магнитными свойствами обладают первично магматические породы - амфиболовые и пироксеновые гнейсы, а также железистые кварциты. Поэтому ещё до начала полевых” работ на"основании анализа физических полей удаётся выделить области распространения кристаллических сланцев и гнейсов, мигматитов, ультрабазитов, железистых кварцитов.

Изучение метаморфических пород предусматривает расчленение их на различные свиты, выделение маркирующих толщ (например, мраморов), оценки степени метаморфизма (слабо или сильно метаморфизованные породы, термальный или динамометаморфизм а также определение первичной природы метаморфических пород, их возраста, структурных форм.

При расчленении разрезов метаморфических пород необходимо выделение маркирующих горизонтов, которыми могут служить лишь те разновидности пород, которые сохраняют черты их полного залегания. Кроме того, они должны иметь четкое выражение в физических полях (гравии - магнито- электро).

Этим требованиям наиболее полно отвечают горизонты мраморов, кварцитов и кварцито-песчаников, высокоглиноземистых кристаллических сланцев и гнейсов.

Определение возраста метаморфических пород базируется в основном на радиологических методах (аргоновый, стронциевый, свинцовый). По особенностям строения, вещественному составу пород и степени метаморфизованности выделяются участки двух типов:

1. зеленокаменные (зеленосланцевые пояса линейной, иногда ветвящееся формы, выполненные вулканогенно-осадочными породами смятыми в узкие линейные складки и метаморфизованные до зеленых-сланцев, эпидот-амфиболитов и амфиболитов);

2. Гранито-гнейсовые тела куполовидной овальной формы обычно мозаично глыбового строения, сложенные гнейсами, гранитоидами. В отличии от первой группы породы смяты в изометричные складки овальной или неправильной формы претерпели метаморфизм в условиях амфиболитовой фации.

г

f

Первичная природа метаморфических пород изучается по их структурным и текстурным особенностям, на основе их состава (по соотношению главных породообразующих окислов), по содержанию Ni, Cr, V, Ва - по спектральному анализу, по набору акцессорных минералов, их форме, окатанности и содержанию (циркон, рутил, ильменит и др.). Разделить метаморфические породы на первично осадочные и первично магматические практически невозможно.

Структурные особенности метаморфических тел изучаются на основе зонального их строения путем петрографо-минералогического изучения керна скважин.

Признаками метаморфических толщ помимо их литолого-петрографического состава является наличие зеркал скольжения, сланцеватости и полосчатости, не совпадающих с первичной слоистостью пород.

Изучение и картирование кор выветривания

В складчатых областях коры выветривания развиты на поверхности погребенного .фундамента и представляют собой элювий его материнских пород. По своим физическим свойствам элювий отличается как от неизмененных пород фундамента, так и от покровных пород осадочного чехла. На этих различиях появляется возможность применения геофизических методов, главным образом различных модификаций электроразведки, микросейсмики, а в отдельных случаях магнито- и гравиразведки.

Продукты кор выветривания отличаются пониженными значениями плотностей, упругих свойств, удельных электрических сопротивлений, но повышенной пористостью, Они, как правило, не магнитные. С. корами выветривания связаны многие полезные ископаемые, в частности никелевые, марганцевые, бокситовые, охристо-железные, железо­никелевые, природно-легированные железные и др. руды. Поэтому картирование и диагностика КВ имеют большое практическое поисковое значение, е

Кроме того, изучение кор выветривания помогает в' распознании первичных пород фундамента, по которым они образовались, его палеорельефа, а так же в поисках полезного ископаемого в самом теле фундамента, на базе изучения ореолов рассеивания, установленных в коре выветривания.

Коры выветривания бывают площадные и линейные. Линейные развиваются вдоль зон тектонических нарушений, или на контактах пород разного состава. Линейные коры отличаются значительной протяженностью, зависящей от протяженности этих границ (разломов) и глубиной проникновения в породы фундамента. При этом .ширина линейных кор бывает сравнительно невелика.

Именно такие коры помогают выявлению разрывных нарушений в теле фундамента и контактов разнородных пород. •

При изучении кор выветривания обенно .при площадном типе, важное значение имеет изучение рельефа фундамента, т.к. различные продукты кор выветривания размещаются на разных уровнях палеорельефа, в зависимости от его форм и гипсометрического положения.

Поэтому по материалам бурения и геофизическим методам строится карта палеорельефа фундамента, которая и способствует наиболее целенаправленной расшифровке типов и форм залегания элювиальных пород коры выветривания.^

Т.о. для^-изучения кор вытривания главным методом становится все таки бурение скважин. И только при благоприятном сочетании физических свойств пород возможно использование геофизических методов./ В процессе изучения керна скважин на первый план выходит его геохимическое опробование, направленное на выявление первичных и вторичных ореолов рассеивания.

Изучение и картирование пликативных тектонических структур в фундаменте В закрытых районах, где складчатое основание перекрыто толщей покровных отложений отсутствуют прямые визуальные критерии изучения тектонических форм, как

это бывает при поверхностной геологической съемке. Поэтому для решения вопросов тектоники фундамента применяется в основном комплекс геофизических методов, дешифрирование АКС и в подчиненном виде - изучение того небольшого объема керна, который извлекается при бурении скважин.

Изучение начинается с общего осмысливания характера физических полей и построения схемы тектонического районирования. На этой первой стадии выясняются наиболее общие черты строения: простирание, линейность, блоковость, по сгущению изолиний физических полей выделяются зоны разломов, а по их разреженности, участки однородного строения. * Складчатые пликативные структуры выявляются в физических полях, если их ядра сложены иными породами, по сравнению с крыльевыми участками контрастными по своим физическим свойствам. Например, если ядро синклинали выполнено, песчано-алевролитовыми породами, а на крыльях выходят известняки в обрамлении порфиритов и туфов, то центральная часть будет выражена отрицательной аномалией гравитационного поля ступенчато возрастающая на известняках а затем и порфиритах и чередованием положительны и отрицательных также аномалий магнитного поля, параллельных бортам синклинали на фоне низких значений над центральной частью. Поле силы тяжести и магнитное поле будет возрастать от центра к бортам синклинали/

. По физическим полям не всегда удается распознать антиклинальная это складка или синклинальная. Здесь на первое место выходит массовое применение кернометрии скважин,/ т.е. определение истинных элементов залегания (азимутов падения и простирания) в кернах скважин.

Для установления погребённых форм складчатости применяется также сейсморазведка МОВ, но в связи с её трудоёмкостью и дороговизной используется она обычно на участках, представляющих поисковый интерес

Элементы залегания определяются также с помощью скважинной геофизики, когда в определённом радиусе удается определить азимуты падения и простирания пород, вскрытых скважиной. Используются методы измерения вектора остаточной намагниченности, радиоволнового просвечивания, индуктивной электроразведки и другие.

В случаях залегания пород малоконтрастных по своим физическим свойствам, а также в районах проявления многократной складчатости ГГК не позволяет разобраться в запутанной структуре рисунка. Поэтому возможности ГГК ограничены лишь установкой общего характера складчатости (линейность, простирание).

Изучение и картирование дизъюнктивных нарушений

Ведущая роль при выделении и трассировании дизъюнктивных нарушений принадлежит геофизическим методам. Геолого-геофизическими предпосылками применения геофизических методов для картирования дизъюнктивных нарушений является:

• изменение физических свойств пород в зонах нарушений за счет их дробления, рассланцевания, увеличения пористости и гидротермально-метасоматической переработки;

• внедрение по зонам разломов малых магматических интрузий с повышенными магматическими свойствами;

• приведение в контакт за счет перемещения разнородных блоков пород с различающими физическими свойствами

В гравитационном поле разрывные нарушения проявляются в виде уступов аномалий Ag, в виде линейно вытянутых положительных и отрицательных аномалий, отражающих процессы дробления, милонитизации, гидротермальной переработки пород.

В магнитном поле дизъюнктивным нарушениям отвечают цепочки линейно вытянутых положительных и отрицательных аномалий, отвечающих внедрению трещинных интрузий.

Применение электроразведки основано на высокой проводимости зон дробления, насыщенных минерализованными водами и глубоким проникновением кор выветривания в тело фундамента. Поэтому в электрическом поле зоны разломов выделяются в виде линейных зон пониженного сопротивления или высокой проводимости электрического тока.

По сейсмическим данным зоны разломов характеризуются ухудшением сейсмической записи, прерыванием сейсмических фаз.

Керн скважин способствует выделению дизъюнктивных нарушений на основе рассланцевания пород, катаклаза, милонитизации, зеркал скольжения, признаков метасоматоза.

Геофизические методы могут дополнятся дишифрированием АКС.

Проблемы выделения дизъюнктивных нарушений не ограничиваются их трассированием в плане.

В процессе их изучения необходимо решать и другие задачи: определять амплитуду смещения толщ, направление и угол падения плоскости сброса, его морфологию (сброс, взброс, надвиг), генезис (сжатия, растяжения), глубинность, время формирования, перспективность на поиски тех или иных полезных ископаемых.

Все эти вопросы для погребенного фундамента решаются с очень большими трудностями и часто требуют постановки более детальных и специальных геолого­геофизических работ и значительных объемов бурения.

Использование данных об особенностях отложений и коры выветривания для расшифровки тектоники фундамента

В геологии молодых платформ установлены закономерности унаследованного развития крупных элементов осадочного чехла (покровных отложений) от тектоники складчатого фундамента. Крупным выступам фундамента в осадочном чехле обычно соответствуют сводовые поднятия и антиклизы, а крупным впадинам и прогибам - синеклизы, предгорные прогибы, авлакогены. Конечно, эта общая закономерность не всегда проявляется при изучении ограниченного участка, где элементами тектоники служат более мелкие структуры 2^го и 3^го порядков. Но и здесь, особенно при совместном анализе нескольких съемочных листов эта закономерность может быть использована.

Изучая рельеф поверхности фундамента, строения покровного комплекса на разных стратиграфических уровнях, изменение толщин и фаций совместно с характером строения кор выветривания, можно судить о режиме тектонических движений и строении фундамента.

Особенно важную роль эти признаки играют при выделении зон тектонических нарушений. Мы уже отмечали линейный и глубокий характер кор выветривания, образованных по плоскостям нарушений.

В покровных отложения разрывные нарушения складчатого основания отражаются по-разному: в виде линейно вытянуты положительных и отрицательных структур с небольшой амплитудой в 10-15 м, в виде флексур, грабенов, в редких случаях - в виде крутых и узких складок, иногда осложненных разрывами.

При изучении структуры складчатого основания надо учитывать, что выступы фундамента, особенно локальные, не всегда имеют тектоническую природу. Часто встречаются выступы, обусловленные эрозионными процессами, когда в ядре остаются массивы крепких, не поддающихся выветриванию пород, в то время как слабые подвергаются выветриванию и размыву.