книги из ГПНТБ / Новицкий, Г. П. Комплексирование геофизических методов разведки учеб. пособие

и доломитов с мергелистыми известняками. При детальном изучении площадей с мощностью наносов до 3—4 м поло­ жительно зарекомендовали себя так называемые плужные гамма-поиски. Способ заключается в измерении интенсив­ ности гамма-излучения в борозде, оставляемой плугом, с по­ мощью автомобильного гамма-радиометра, закрепленного на отвале плуга и соединенного с регистрационным блоком в кабине трактораМаксимальная скорость движения такого агрегата около 15 км/ч.

В таежных условиях, где механические задавливатели непригодны, при мощности наносов больше 2—3 м основными методами поисков выступают радиогидрогеологический, донных осадков, биогеохимический, уранометрический. С их помощью удается локализовать район поисков, в котором уже для более детальных исследований применяют шпуровую гамма-съемку, эманационную съемку, гамма-каротаж скважин неглубокого ручного бурения. В условиях развития моренных отложений мощностью больше 2—3 м почти все радиоактивные методы

Для выяснения природы самой сильной аномалии проведены эманационная, уранометрическая и шпуровая гамма-съемки, в результате которых в ее пределах поставлены детальные поисково-разведочные работы. В практику поисков радио­ активных металлов все шире внедряется гамма-спектрометри­ ческий метод (в воздушном и наземном вариантах), основанный на раздельном определении содержаний урана (радия), тория и калия. На одном из участков было установлено, что аномалии урановой природы приурочены к аркозовым песчаникам (рис. 94), а ториевой — к тектоническому нарушению на кон­ такте песчаников и кремнистых известняков. Проверка ано­ малий показала, что содержание урана в аномалиях ториевой природы крайне небольшое.

Возможность выявлять с помощью гамма-спектрометрии. ореолы рассеяния каждого из указанных элементов повышает эффективность поисков, так как этот метод позволяет картиро­ вать небольшие аномалии, которые по суммарному излучению общей радиометрической съемкой фиксируются не всегда. На рис. 95 приведен пример выделения слабо проявленной на

5 — ториевой.

поверхности ураноносной зоны пешеходной гамма-спектромет- рией. На графиках раздельного содержания урана (радия), тория и калия ураноносная зона фиксируется достаточно четко, в то время как по интенсивности суммарного излучения эта зона отбивается плохо.

Легкооткрываемых месторождений урана становится все меньше, в поиски вовлекаются районы с мощным четвертичным покровом и скрытым оруденением в коренных породах. Поэтому все больший вес при поисках урана приобретают магнито-, грави-, электро- и сейсморазведка, а также геохимические методы. Магниторазведка в комплексе с гамма-съемкой при­ меняются не только для поисков урановых руд, но и для карти­ рования ураноносных пород, интрузий, зон разломов, контро­ лирующих оруденение. Гравиразведку используют для изуче­ ния разных интрузивных образований, поисков глубинных структур в осадочной толще, крупных тектонических наруше­ ний и т. д.

Электроразведкой в модификации ВЭЗ определяют мощность наносов, обнаруживают и прослеживают зоны, контролиру­

ющие оруденение. Сейсморазведку используют для поисков благоприятных структур в осадочной толще и в значительно меньшей степени для изучения состава и мощности рыхлых отложений. Геохимическая съемка в модификации литогео­ химического опробования позволяет искать уран по элементамспутникам, таким как свинец, медь, молибден, олово, цинк, и некоторые другие.

Приведем один из примеров применения комплекса методов при поисках скрытого уранового оруденения. Район работ сложен толщей известняков мощностью несколько сотен метров и закрыт плащом рыхлых отложений. Известняки смяты в поло­ гие складки, замки антиклиналей разбиты тектоническими нарушениями, к которым на глубине первые сотни метров приурочена урановая минерализация, рассеянная в битумах. Естественно, что при такой большой глубине залегания урано­ вых минералов поиски можно вести только глубоким бурением с последующим гамма-каротажем скважин. Чтобы выбрать места для заложения глубоких поисковых скважин, исполь-- зовалн результаты грави-, сейсмо- и электроразведки. С по­ мощью гравиразведки наметили области развития анти­ клинальных структур в известняках и уточнили их сейсморазведкой. На поднятиях выполнили симметричное элек­ тропрофилирование с двумя разносами питающих электродов, что позволило выявить зоны дробления в известняках. В этих зонах и были пробурены скважины, вскрывшие урановое оруденение.

Можно утверждать, что роль общих геофизических исследо­ ваний при поисках радиоактивных руд будет непрерывно возрастать. В настоящее время при поисках урана широко используется аэроэлектроразведка методом длинного кабеля для выявления тектонических нарушений, контролирующих оруденение.

При разведке месторождений урановых руд обязательно используют радиоактивные методы. С их помощью оконтуривают рудные тела, определяют мощность и содержание урана. Для решения этих задач выполняют радиометрическую доку­ ментацию буровых скважин и поверхностных горных вырабо­ ток, .лабораторные замеры содержания радиоактивных эле­ ментов в руде. В комплекс радиометрических методов входят шпуровая гамма-съемка, бета-гамма-съемка, эманационные и уранометрические измерения, гамма-профилирование горных выработок и керна скважин, гамма-каротаж, разные способы

лабораторного анализа.

Успехи геофизических, особенно радиоактивных, методов разведки обеспечили народное хозяйство крайне важным сырьем для промышленности и обороны.

быть выполнены кимберлитами двух фаз образования, которые

характеризуются разным направлением и разной величиной век­ тора остаточной намагниченности.

Положительным магнитным полем отмечаются брекчиевид­ ные кимберлиты, а отрицательным — так называемые базальтоидные. Поскольку эти разновидности кимберлитов нередко содержат разное количество алмазов, то их расчленение с по­ мощью магниторазведки имеет большое практическое значение при изучении трубок сложного строения. Исследования маг­ нитных свойств ориентированных образцов показали, что базальтоидные кимберлиты имеют значительную остаточную намагниченность и отношение остаточного намагничения к ин­ дуцированному в большинстве случаев значительно больше единицы. Отрицательные поля над базальтоидными кимберли­ тами достигают сотен и первых тысяч гамм, а положительные поля над брекчиевидными кимберлитами колеблются от единиц до 8000 у. Однако необходимо заметить, что и брекчиевидные кимберлиты не всегда имеют прямое намагничение.

Осадочные породы (известняки, доломиты) практически немагнитны, за исключением галечников, с которыми иногда связаны россыпи алмазов и магнетита. Магнитная восприим­ чивость траппов, как и кимберлитов, также колеблется в широ­ ких пределах и достигает 25 000-10'6 СГС. Меняется также и направление вектора остаточной намагниченности. По магнит­ ной восприимчивости брекчированные породы из туфовых трубок практически не отличаются от кимберлитов и траппов.

Плотность кимберлитов изменяется от 2,2 до 2,7 г/см3. Наиболее часто встречающаяся плотность брекчиевидных ким­ берлитов 2,4, а базальтоидных 2,5—2,6 г/см3. Плотность кар­ бонатных пород, вмещающих кимберлиты, колеблется от 2,45 до 2,65 г/см3. Таким образом, разность плотности кимберлитов и вмещающих пород не превышает 0,1—0,2 г/см3. Плотность траппов изменяется в пределах 2,7—3,1 г/см3. Плотность туфов основного состава не превосходит 2,0 г/см3. Песчано-глинистые породы мезозоя имеют плотность от 1,6 до 2,2 г/см3.

Удельное электрическое сопротивление кимберлитов не­ сколько меньше сопротивления вмещающих пород. Наиболее низким сопротивлением обладают разрушенные и смятые ким­ берлиты в приконтактовой части трубок. По радиоактивности кимберлиты практически не отличаются от вмещающих оса­ дочных пород, траппов и туфов. В кимберлитах, как породах основного состава, наблюдается повышенное содержание ни­ келя, хрома, титана, которое в 10—20 раз превышает их содер­ жание во вмещающих породах. Эти элементы образуют ореолы рассеяния, фиксируемые при литогеохимической съемке. На контакте кимберлитов с известняками отмечается повышенная минерализация цинка, меди, свинца. Как известно, минералы цинка, особенно его бикарбонатные соли, легкорастворимы.

перспективные зоны для поисков кимберлитовых трубок. В про­ цессе съемки с учетом геологических данных оконтуривают поля траппов, древние зоны разломов в фундаменте и нижне­ палеозойских породах. К этим зонам нередко бывают при­ урочены вулканические кимберлитовые трубки. Так, крупные трубки «Мир», «Таежная», «Амакинская» и другие распола-' гаются вблизи зон разломов, заполненных дайками основных пород. Материалы воздушной магнитной съемки используют при составлении структурных и геологических карт. По ним можно также определить мощность нижнепалеозойских карбо­

расстоянии между маршрутами 250, высоте полета 75, диаметре трубки 150 м и ее намагниченности 1300-10"6 СГС вероятность обнаружения трубки близка к 100%. При высоте полета 50—

75 м величина аномалий над трубками колеблется от 30 до 700 у. На высоте 600 м аномалии обычно почти не отмечаются, составляя всего 10—20 у (рис. 96). При необходимости аномалии детализируют, сокращая расстояние между маршрутами до 100 м. Как уже отмечалось, магнитные аномалии, подобные наблюдаемым над кимберлитовыми трубками, могут быть вызваны вулканическими трубками, заполненными трапповым и туфовым материалом, а также останцами траппов. Боль­ шое количество аномалий так называемого трубочного типа, созданных разными причинами, вызвало необходимость испЬльзовать вместе с магниторазведкой и другие методы исследо­ вания.

Одним из методов разбраковки магнитных аномалий яв­ ляется аэрофотосъемка. Установлено, что кимберлитовые тела на аэроснимках можно выделить по следующим признакам: 1) круглая или овальная форма тел, которая оконтуривается густой растительностью по краям трубки; 2) на площади ким­ берлитовых трубок и продуктов сноса с них наблюдается более высокая и густая растительность (особенно заметно в летнее время), что на фотоснимках находит свое отражение в виде темных пятен; 3) нарушение прямолинейного простирания структурно-денудационных уступов, которые обходят трубки; 4) приуроченность кимберлитовых тел (выделенных по совокуп­ ности приведенных выше признаков) к тектоническим разры­

и аэрофотосъемки позволяет наметить наиболее перспективные аномалии (рис. 97). На схеме видно, что аэромагнитные ано­ малии 3 к 4 практически совпадают с предполагаемыми по фотосъемке трубками А и Б, а поэтому должны быть проверены

Рис. 97. Результаты аэрофотосъемки и аэромагннторазведкн в районе развития карбонатных пород (по В. М. Барыгину).

Результаты дешифрирования аэрофотоснимков: 1 — зоны тектониче­ ских нарушений с дайками траппов, 2 — дайки траппов, 3 — ким­

берлитовые трубки; 4 — магнитные аномалии.

наземными методами в первую очередь. Аномалии 1, 2, о— 7 неперспективны, так как аэрофотосъемкой здесь трубок не намечается; магнитные аномалии 8 и 9 вызваны дайками трап­ пов; фотоаномалии В и Г не сопровождаются магнитными аномалиями, и поэтому тоже не могут быть отнесены к числу перспективных.

Следует учитывать, что на фотоснимках отмечаются только те трубки, над которыми мощность делювиально-аллювиальных отложений не больше 2—3 м, а верхняя граница многолетней мерзлоты находится сравнительно глубоко. Породы, в том числе и кимберлиты, расположенные ниже верхней границы мерзлоты, на характер растительности оказывают мало вли­ яния. Несмотря на эти и ряд других мешающих факторов, аэрофотосъемка масштабов 1 : 10 000 и 1 : 15 000 существенно помогает в разбраковке аэромагнитных аномалий. Итак, в ре­ зультате комплексного применения аэрометодов намечают ано­ малии, которые должны быть подвергнуты проверке наземными работами, поскольку по данным аэросъемок однозначно выяс­ нить их природу нельзя. Для разделения магнитных аномалий на рудные (алмазоносные) и нерудные в Якутии используют многие геофизические, а также геохимические и геоботанические методы. Наземные магниторазведочные работы проводят в масштабах от 1 : 10 000 до 1 : 1000 и даже крупнее. С их помощью уточняют контуры трубок и определяют некоторые элементы залегания. Однако напомним, что с помощью только магниторазведки нельзя установить геологическую природу трубок.

Электроразведочные методы были опробованы в модифика­ циях симметричного профилирования с двумя разносами пита­ ющих электродов, ВЭЗ и индукции. На рис. 98 приведены графики кажущегося сопротивления, по которым пониженным сопротивлением довольно хорошо выделяется кимберлитовая трубка в известняках. Значения рк при разносах АВ -= 440 м уменьшаются с 5000—7000 ом-м над известняками до первых сотен ом-метров над кимберлитами. При разносах АВ = 80 м трубка выделяется значительно хуже, таких разносов для решения этой задачи недостаточно. Основная цель при электро­ профилировании с малыми разносами заключалась не в выделе­ нии самой трубки, а в изучении сопротивления самой верхней части разреза, что необходимо знать для правильной расшиф­ ровки кривой рк при больших разносах.

С помощью метода индукции кимберлитовые трубки хорошо оконтуриваются в плане. По кривым ВЭЗ удается отделить кимберлитовые трубки от трапповых. Надо полагать, что хорошие результаты могут быть получены и по другим модифи­ кациям электроразведки (метод комбинированного профилиро­ вания, амплитудно-фазовых измерений и т. д.). Это приводит к выводу, что методы электроразведки пригодны для разделения