книги из ГПНТБ / Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие
.pdfуменьшает площадь, подлежащую дальнейшему опоискованию.
Масштаб |
магниторазведочных исследований 1 : 25 000 или |
1 : 10 000. |
На следующем этапе поисков литогеохимической |
съемкой изучают первичные ореолы рассеяния ртути, мышьяка, сурьмы, бария, цинка и меди. Непосредственно над рудными телами содержание ртути в ореолах гс-10-3 при фоне н-1СГ6%. Опыт работ в этом районе показывает, что даже мелкие скры тые рудные тела, залегающие на глубине 40—50 м, при наличии трещин в надрудной толще отмечаются повышенными содер жаниями ртути в ореолах.
Глубинность геохимических методов можно увеличить, если исследовать газовые ореолы рассеяния ртути. Источником паров ртути являются киноварь, самородная ртуть и в мень шей степени другие ртутьсодержащие минералы. Опытные работы на месторождениях ртути Донбасса, Киргизии, Яку тии и Чукотки показали, что максимальные содержания ее паров в почвенном и атмосферном воздухе приурочены, как правило, к месторождениям (рудопроявлениям) или разрыв ным нарушениям, которые на глубине пересекают ртутные залежи. Газовые ореолы ртути в почвенном воздухе дости гают (20-4- 10 000) • 10“7 при фоне (1 -4- 10) -Ю-7 мг/л. Часто между механическими ореолами киновари и газовыми орео лами ртути наблюдается прямая связь. Глубинность же газо вой съемки на ртуть обычно значительно выше, чем литогео химической. В некоторых случаях с помощью газовой съемки удается фиксировать ртутные залежи на глубине до 100— 200 м. Однако место газовой съемки на ртуть в общем комплексе четко еще не установлено.
Геофизические методы применяют также при разведке и экс плуатации месторождений ртути. Основным из них является радиоактивный каротаж скважин, наиболее широко исполь зуемый в модификации ГГК-С при опробовании скважин под земного бурения. В мономинеральных рудах простого веще ственного состава с его помощью можно количественно оценить содержание ртути. В более сложных геологических условиях, когда в рудах присутствует не только ртуть, но и другие эле менты с относительно высокими атомными номерами (сурьма, барий и др.), точность расшифровки диаграмм ГГК-С резко снижается и для определения содержания ртути в разрезе сква жин требуются другие методы. Одним из способов решения этой задачи является совместное использование двух видов каротажа: ГГК-С и ННК. Изучая количественные соотношения между данными ГГК-С и ННК, можно найти критерии для разбраковки аномалий, созданных простыми и сложными по составу рудами.
С у р ь м а дает промышленные скопления почти исключи тельно в низкотемпературных гидротермальных месторожде ниях. Главным рудным минералом является антимонит. Про-
160
мышленное содержание сурьмы в руде 1—6%. Форма рудных тел жильная, пластовая, линзообразная. Мощность тел — первые десятки метров. Среди генетических типов сурьмяных месторождений важнейшей является кварцево-флюорито-анти- монитовая формация. Сурьма очень часто встречается в ассо циации со ртутью. Для большинства месторождений сурьмы, как и ртути, наблюдается контроль оруденения крупными региональными разломами. Сравнительно невысокое содержа ние антимонита в породах не приводит к изменению их физи ческих свойств. Антимонит образует первичные и вторичные ореолы рассеяния, что дает возможность использовать для поисков сурьмы геохимические методы.
На месторождениях сурьмы довольно широко применяют каротаж скважин, чтобы расчленить разрез и определить содер жание сурьмы в пройденных породах. Наилучшие результаты
дают |
селективный гамма-гамма-каротаж |
с двойным |
зондом |
и сочетание гамма-каротажа с рентгенорадиометрическим каро |
|||
тажем. |
Основными достоинствами метода |
ГГК-С с |
двойным |
зондом являются независимость результатов измерений от изменения диаметра скважины, от неровностей ее стенки, колебаний плотности пород и руд, а также однозначная связь между регистрируемой интенсивностью и изменениями эффек тивного номера пород и руд. Однако при использовании этого метода в ряде случаев трудно установить нормальный фон.
Для более |
точного решения задачи привлекают комплекс |
|
из методов ГГК-С с двойным зондом и РРК. |
|
|
|
|
ЗОЛОТО |
|
|
И ПЛАТИНА |
З о л о т о |
в земной коре главным образом |
самородное, |
потому что оно весьма трудно вступает в соединения с другими |
||
элементами и не окисляется. Размеры зерен разные — от мель |
||
чайших кристалликов до крупных самородков. |
Самородное |
золото часто ассоциирует с пиритом, арсенопиритом, халько пиритом, блеклыми рудами, теллуридами висмута и серебра, галенитом, сфалеритом, молибденитом и другими сульфидами.
По применимости геофизических и геохимических методов при поисках, с учетом генезиса, золоторудные месторождения удобно разделить на следующие типы.
1. Золото-кварцевые жилы с небольшим содержанием при месей (главным образом сульфидов). К этому типу относится большинство высоко- и низкотемпературных гидротермальных месторождений. Удельное электрическое сопротивление жил весьма высокое.
2. Золото-кварцевые жилы с высоким содержанием суль фидов, обусловливающим низкое удельное сопротивление жил. Сюда относятся многие среднетемпературные гидротермальные,1
11 Г. П. Новицкий |
16S |
а также сульфидные месторождения, (медно-золотые, золото полиметаллические и т. п.).
3.Железные шляпы сульфидных и полиметаллических месторождений.
4.Рассеянные и вкрапленные руды. Последние по условиям своего образования и залегания похожи на прожилково-вкра- пленные месторождения меди и молибдена.
5.Россыпи.
Промышленными считаются руды с содержанием золота не меньше 3—5 г/т (коренные месторождения) и не меньше 0,1 г/т (россыпи).
Для выделения районов, перспективных на золото, гео физические и геохимические методы до последнего времени почти не использовались и поиски золоторудных месторождений проводились на площадях, перспективность которых была уста новлена по геологическим данным. Однако работы последних лет показывают, что геофизические и геохимические методы в ряде случаев можно с успехом использовать для выбора районов (участков) под поисковые работы на золото.
Одним из регионов, где геофизические методы были успешно использованы для выделения перспективных участков, яв ляется Северный Казахстан. Здесь золоторудные месторожде ния приурочены к штокообразным интрузиям и дайкам диоритпорфиров, кварцевых диоритов и гранодиоритов и расположены вблизи крупных гранодиоритовых интрузивных массивов. Как и многие месторождения золота на Северо-Востоке СССР, месторождения Северного Казахстана связаны с так называ емыми малыми интрузиями. При сопоставлении данных аэро магнитной съемки с геологической картой выяснилось, что крупные интрузии отмечаются положительными магнитными аномалиями на фоне сравнительно спокойного поля над вул каногенно-осадочными толщами. Малые интрузии региона, как выходящие под наносы, так и не вскрытые эрозией, выде ляются локальными повышениями АТ1до 200—400 у.
Приведем результаты аэромагнитной съемки в районе место рождения Май-Узек (рис. 82), относящегося к типу золото кварцевого с сульфидами. По магнитному полю были намечены глубинные штокообразные малые интрузивные тела, уточнены контуры и распространение на глубину массива гранодиоритов. Установлено, что известные месторождения и рудопроявления действительно приурочены к аномальным полям, которые соз даны малыми штокообразными массивами, залегающими на глубине. Это объясняется генетической связью месторождений с малыми интрузиями гранодиоритов и диоритов. Можно счи тать, что воздушная магниторазведка в Северном Казахстане дает весьма полезные сведения о перспективности отдельных
участков. Масштаб |
съемки |
1 : 50 000 |
или 1 : 25 000. |
Наряду |
с магниторазведкой |
для |
поисков и |
картирования |
малых |
Рис. 82. Результаты аэро магнитной съемки в районе месторождения Май Узек (по К). А. Колмогорову).
Граниты и |
гранодиориты: |
||||
1 — известные |
по |
геологи |
|||
ческим наблюдениям |
и хо |
||||
рошо |
фиксируемые по аэро |
||||
магнитным |
данным, |
2 — |
|||
предполагаемые |
на глубине |
||||
по |
относительно |
повышен |
|||
ному |
магнитному |
нолю; |
|||
аэромагнитные |
положитель |
||||
ные |
аномалии: |
3 — локаль |
ные, вызванные штокооб разными интрузиями, 4 — максимумы; 5 — рудопроявления золота; 6 — вторичные кварциты; 7 — относительно спокойное магнитное поле.
интрузии успешно используют и высокоточную гравиразведку.
Для прогнозирования перспективных на золото участков могут быть применены и радиоактивные методы исследований. В одном из районов Магаданской области эти методы были опробованы на месторождениях, представленных золотонос ными кварцевыми жилами, тесно связанными с гранитоидными интрузиями. Установлено, что золоторудные месторождения обычно залегают в тех частях гранитоидных массивов, которые обладают повышенной радиоактивностью, или на некотором расстоянии от интрузий, причем это расстояние может дости гать нескольких километров.
Таким образом, наблюдается приуроченность как радио
активных |
аномалий, так и золоторудных месторождений |
к одним |
структурам — крупным тектоническим нарушениям |
и их трещинам оперения. В пределах Охотско-Чукотского вулканического пояса выявлена связь золотой минерализации с зонами калиевого щелочного метасоматоза. Рудные зоны, в отличие от вмещающих пород, характеризуются увеличением калиевой составляющей спектра гамма-излучения с одновре менным понижением торий-радиевой, что дает возможность использовать для выделения перспективных участков аэро гамма-спектрометрию.
Некоторые золоторудные месторождения Восточного За байкалья расположены в пределах граничных интрузий или вблизи них и сопровождаются серией радиоактивных аномалий.
И * |
163 |
Ли,г / т |
Величина |
аномалий |
боль |
||||
ше над месторождениями, |
|||||||
|
|||||||
|
залегающими среди гра |
||||||
|
нитов, |
чем |
над |
месторо |
|||
|
ждениями, |
залегающими |
|||||
|
среди осадочных |
и |
эффу |
||||
|
зивных пород. На интен |
||||||
|
сивность |
аномалий влияет |
|||||
|
и степень |
трещиноватости |
|||||
|
рудных жил. Особо интен |
||||||
|
сивные |
аномалии |
наблю |
||||
Рис. 83. Содержание золота в элювиально- |
даются в случаях, когда |
||||||
рудные |
|
жилы |
разбиты |
||||
делювиальных отложениях (по В. В. Поликар- |
|
||||||
иочьину и др.). |
трещинами, |
|
заполнен |
||||
1 — гранодиориты; 2 — рудная жила; 3 — |
ными |
охристым |
мате |
||||
элювиально-делювиальные отложения. |
риалом. Золотометрическая съемка на этом этапе исследований
позволяет выявить примерное положение наиболее широких ореолов рассеяния.
Надо отметить, что геофизические и геохимические методы при поисках золота применяются главным образом в районах, перспективность которых уже установлена геологическими исследованиями. Методика геофизических поисковых работ в перспективном районе зависит от генетического типа оруде нения и физических свойств пород. Если ожидаются гидро термальные месторождения, то их подтип на методику работ первого этапа почти не влияет. Для выделения наиболее перспектив ных участков используют шлиховое опробование и спектрозолото метрическую съемку в масштабах от 1 : 50 000 до 1 : 10 000 с анализом на золото и элементы-спутники. Спектрозолотометрия позволяет выявлять ореолы рассеяния мелкодисперс ного золота, не улавливаемого шлиховой съемкой. Можно изучать как ореолы рассеяния в элювиально-делювиальных отложениях, так и потоки рассеяния в элювии.
На рис. 83 приведен график содержания золота в рыхлых отложениях над золото-кварцевой жилой, наблюдается неко торое смещение ореола по склону. Прогнозная карта на золото по одному из районов Западного Узбекистана (рис. 84) показы вает, что крупные изометричные магнитные аномалии до 1500у обусловлены гранитоидными интрузиями. С ореолами рассе яния золота пространственно совпадают ореолы молибдена, мышьяка, свинца и других металлов. Таким образом, с по мощью магниторазведки и литогеохимической съемки можно выделить перспективные участки для постановки более деталь ных поисковых работ на золото.
Составив карты изоконцентрации золота и элементов-спут ников и уточнив их (в случае необходимости), на перспективных участках выполняют обычно электроразведку. Методика этих
Рис. 84. Прогнозная карта на золото (по Н. Б. Вольфсону и др.).
1 — гранитоиды; |
рудопроявления |
золота: 2 — известные, 3 — |
|||
выявленные по результатам геофизических |
работ; 4 — положи |
||||
тельные магнитные поля; ореолы |
рассеяния, |
%: |
5 — мышьяка |
||
0,01—0,5, 6 — свинца 0,002—0,05, 7 — молибдена |
0,001—0,2; |
||||
прогнозные площади: 8 — I порядка, » — II |
порядка. |
||||
крупномасштабных |
электроразведочных |
работ |
зависит уже |
от типа оруденения, его минералогического состава и коли чества элементов-спутников.
Если объектом поисков являются золото-кварцевые жилы с небольшим содержанием сульфидов, то электроразведка основывается на высоком удельном сопротивлении этих жил, как правило, значительно превышающем сопротивление вме щающих пород. Золото-кварцевые жилы ищут и прослеживают электропрофилированием. Выбор модификации зависит от соот ношения сопротивлений не только жил и вмещающих пород, но и рыхлых отложений и коренных пород. В условиях золото кварцевых месторождений Северо-Востока СССР хорошо зарекомендовал себя метод срединных градиентов в модифика ции измерения отношений градиентов потенциала. При работе этим методом часто используют прибор ИЖ («Искатель жил») с высокой производительностью. Кварцевые жилы четко выде ляются переходом кривой через нулевые значения (рис. 85).
Опыт работ показывает, что уверенные результаты с по мощью этого метода могут быть получены при поисках жил, выходящих под наносы мощностью не более 7—10 м (при мощ ности жил около 1 м), при сопротивлении наносов, превыша ющем сопротивление коренных пород. Обнаружению жил благоприятствуют околожильные изменения вмещающих пород (например, окварцевание), как бы увеличивающие мощность жил. Если у наносов сопротивление меньше, чем у коренных пород, то глубинность метода сильно уменьшается и вести им поиски нецелесообразно.
Поиски |
и |
картиро |
||
вание золото-кварцевых |
||||
жил выполняют в мас |
||||
штабах |
1 |
: 40 000 |
и |
|
1 : 5000 и крупнее. Бла |
||||
годаря |
хорошей выдер |
|||
жанности жил по про |
||||
стиранию |
расстояние |
|||
между |
профилями |
мо |
||
жет быть увеличено |
до |
|||
100—150 м. |
Наряду с |
|||
аномалиями, |
вызван |
|||
ными |
кварцевыми |
жи |
||
лами, наблюдаются ано |
||||
малии, |
которые могут |
|||
быть созданы и дру |
||||
гими объектами. Чтобы |
||||
разбраковать |
анома |
|||
лии электропрофилиро |
||||
вания, следует осмат |
||||
ривать профили и де |
||||
лать |
закопушки, |
что |
Рнс. 85. Результаты электроразведки |
кварцево |
поможет выделить |
пер |
|||||
воочередные точки |
под |
|||||||
золоторудных тел на низкочастотном переменном |
||||||||
токе (по Н. И. Сафронову). |
|
з — |
горные и буровые рабо |
|||||
1 — песчаники; |
2 — глинистые |
сланцы; |
ты. Мощность наносов |
|||||
кварцевые жилы |
в зоне дробления; |
4 — квар |
||||||
цевые жилы; прием: 5 — гальванический, |
6' — |
(до постановки |
горных |
|||||
|
индуктивный. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
работ) можно опреде |
|||
Как уже |
отмечалось, |
|
|
|
лить методом ВЭЗ. |
|
||
золоторудные месторождения |
Север |
ного Казахстана генетически связаны с малыми интрузиями кварцевых диоритов. Жилы залегают в тектонических наруше ниях и трещинах оперения как внутри интрузий, так и вблизи от них. Мощность жил первые десятки сантиметров — первые метры. По протяженности жилы могут достигать сотен метров. Мощность рыхлых отложений невелика (до первых метров), а сопротивление их невысокое. Выделив перспективные участки по данным магниторазведки и геохимических методов с учетом геологических сведений, выполняют электропрофилирование, чтобы выявить зоны дробления и тектонические нарушения, в пределах которых развиты золотокварцевые жилы. Эти зоны
имеют пониженное сопротивление |
и успешно |
картируются |
с помощью комбинированного профилирования. |
зон дробления |
|
Поиски золото-кварцевых жил |
в пределах |
затрудняются разрушенностью жил и переменным сопротивле нием пород. Поиски более эффективны, когда кварцевые жилы располагаются в разрушенных породах (рис. 86). Результаты комбинированного профилирования лучше, чем метода сре-
динного |
градиента, |
так |
как |
глу |
р„ , Омм |
|
|||||
бинность последнего меньше, осо |
|
|
|||||||||
бенно в условиях низкого |
сопро |
|
|
||||||||
тивления |
покрывающих |
|
отложе |
|
|
||||||
ний. Для определения мощности |
|
|
|||||||||
наносов |
в Северном |
Казахстане |
|
|
|||||||
наряду с ВЭЗ используют симмет |
|
|
|||||||||
ричное дрофилирование |
на |
трех |
|
|
|||||||
разносах. Оно не только |
отобра |
|
|
||||||||
жает рельеф коренных пород, но |
|
|
|||||||||
и позволяет определить |
мощность |
|
|
||||||||
рыхлых отложений, |
|
если |
удель |
; ^ • •. / ■? ' |
|
||||||
ное |
сопротивление |
коренных |
по |
: • 4’- |
|||||||
|
|||||||||||
род |
очень большое. |
|
|
|
|
во |
К 'И 1 Г 2 |
||||
Заканчивая |
рассмотрение |
||||||||||
проса о применимости электро |
Рис. 86. Результаты комбинирован |
||||||||||
профилирования |
для |
поисков зо |
ного профилирования |
над кварце |
|||||||
лото-кварцевых жил высокого |
вой жилой (по Л. И. Абрамовичу). |
||||||||||
1 — обломки пород; |
2 — кварце |
||||||||||
электрического |
сопротивления, |
вая жила. |
|
||||||||
следует отметить, что далеко не |
АО = ОВ = 50 м; M N = 10 м. |
||||||||||
всегда с его помощью возможно |
неблагоприятном соотно |
||||||||||
картировать отдельные жилы. При |
|||||||||||
шении мощностей наносов |
и жил отдельные жилы могут быть |
пропущены. Картирование жильного поля в целом обычно более успешно, чем прослеживание отдельных жил.
Возможности гравиразведки при поисках кварцевых жил пока ограничиваются решением общих вопросов геологиче ского картирования. Так же невелика и роль магниторазведки при поисках отдельных кварцевых жил. В последние годы начинают успешно использовать метод пьезоэлектрического эффекта и сверхдлинноволновой вариант метода радиокип.
Наряду с золото-кварцевыми жилами, имеющими неболь шую примесь сульфидов (или вообще без них), встречаются жилы с высоким содержанием сульфидов, иногда сульфиды составляют основную массу жилы. Золоторудные жилы с суль фидами обычно приурочены к областям развития гранитоидных интрузий и к толщам эффузивов среднего состава. Некоторые месторождения Северо-Востока СССР относятся к кварцево- полиметаллически-сульфидному типу, в них содержится от 30 до 80% пирита, до 20% халькопирита, до 3% галенита и т. д. Чаще всего эти месторождения являются среднетемператур ными гидротермальными.
Благодаря высокому содержанию в рудах хорошо проводя щих минералов, удельное электрическое сопротивление руд очень невысокое, десятые доли — единицы ом-метров. Удельное сопротивление вмещающих пород обычно составляет тысячи ом-метров. Протяженность жил по простиранию достигает нескольких сотен метров при мощности до 1—2 м. Для руд
этого типа характерен сложный минеральный состав, что рас ширяет возможности геохимических методов, так как позволяет исследовать элементы-спутники в качестве индикаторов на золото. Ими могут быть медь, свинец, вольфрам, молибден и многие другие элементы. Обычно золото в этом типе место рождений присутствует в мелкодисперсной фазе и не улавли вается при шлиховом методе поисков.
Плотность золото-сульфидных руд довольно большая (4 г/см3) и заметно превышает плотность вмещающих пород. Однако малая мощность жил, изменчивость их по простиранию, пересеченный рельеф дневной поверхности крайне затрудняют привлечение гравиразведки для их поисков, а чаще делают ее применение вообще нецелесообразным. Намагниченность руд целиком зависит от содержания в них пирротина, что и опре деляет возможности магниторазведки. Перспективные районы обычно выделяют по геологическим соображениям и резуль татам мелкомасштабной литогеохимической съемки. Наличие ореолов рассеяния элементов-спутников золота и самого золота в сочетании с благоприятной геологической позицией является надежным критерием для выявления в пределах региона отдельных перспективных районов.
На перспективных участках выполняют электропрофилиро вание масштаба 1 : 10 000 и крупнее. В зависимости от геологи ческой обстановки и поверхностных условий для непосред ственных поисков жил можно рекомендовать метод естествен ного электрического поля, комбинированное или дипольное профилирование, метод индукции, разные варианты метода амплитудно-фазовых измерений, а также другие модификации электропрофилирования, пригодные для поисков хорошо про водящих руд. Одним из первых целесообразно использовать метод естественного электрического поля, как наиболее произ водительный и дешевый. Аномалии естественного поля дости гают — (250 -f- 300) мв (месторождение Дарасун) и нередко охва тывают большую площадь. Центры аномалий обычно не совпа дают с отдельными рудными жилами, а располагаются между ними.
Из перечисленных методов электропрофилирования часто более пригодным и выгодным оказывается метод ДИП. По его данным можно определить сопротивление и глубину верхней кромки рудного тела. Решить эти задачи с помощью профили рования на постоянном токе чаще всего невозможно. Составив результативные карты по электроразведке, осматривают на местности аномальные участки профилей и с учетом данных литогеохимической съемки намечают проверочные горные выра ботки. При разведке месторождений этого типа широкое при менение находит также скважинная электроразведка.
Интересна методика геофизических работ при поисках месторождений так называемого куранахского типа, располо
женных в пределах Алданского кристаллического щита. В гео логическом строении района участвуют дислоцированные ар хейские метаморфические породы, прорванные докембрийскими гранитами и перекрытые почти горизонтально залегающими нижнекембрийскими известняками, доломитами и мергелями. Рудные тела приурочены к карстовым нарушениям (воронкам) в известняках, глубина которых достигает 20—40 м. Карсты обычно заполнены песчано-глинистыми отложениями с большим количеством обломков юрских песчаников и кембрийских известняков, пересеченных множеством кварцевых прожилков с дисперсным золотом. Рудные тела имеют пластообразную форму, мощность от единиц до первых десятков метров, длину и ширину первые сотни метров. Глубина верхней кромки руд ных тел изменяется от 1 до 30—40 м.
Рекомендуется следующая методика комплексных гео физических исследований. На первом этапе картируют области распространения нижнекембрийских известняков, к которым могут быть приурочены карстовые коронки с золотым оруде нением. Картирование можно вести с помощью электропрофили рования и ВЭЗ. В границах известняков дипольным профили рованием масштаба 1 : 25 000 ищут карстовые нарушения, которые на графиках рк отмечаются низкими значениями сопро тивления. Карсты детализируют также дипольным профилиро ванием в масштабе 1 : 10 000 или 1 : 5000.
В пределах оконтуренных карстовых нарушений целесо образно ставить магниторазведку, чтобы выявить дайки извер женных пород, так как к ним бывает приурочено золотое ору денение. Дайками также контролируются перспективные раз рывные нарушения. Дайки хорошо прослеживаются от профиля к профилю узкими, четко выраженными аномалиями магнит ного поля интенсивностью первые сотни гамм. Однако не все карстовые воронки с дайками оказываются рудоносными, для разделения карстов на рудные и нерудные используют радио активные методы. Золоторудные залежи представлены песчано глинистым материалом с обломками метасоматитов и песчаников и характеризуются повышенной радиоактивностью. Учитывая, что на большей части района мощность рыхлых отложений превышает 1—2 м, для разбраковки аномалий следует при менять эманационную съемку или шпуровую гамма-съемку. На графике гамма-активности (рис. 87) при замерах на поверх ности рудоносный карст практически не отмечается, а при заме рах, выполненных на глубине 1 м, повышение гамма-активности наблюдается лишь на частях профиля, где рудоносные отло жения наиболее близко подходят к дневной поверхности. Наиболее четко рудоносные породы отмечаются на графике эманационной съемки.
Интерпретация результатов всех описанных методов поз воляет установить, где рудные тела залегают наиболее близко