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

естественного поля, радиоактивные методы, гравиразведку, реже сейсморазведку.

На практике нередко существует специализация поисков полезных ископаемых, т. е. ищут определенные, часто генети­ чески связанные друг с другом месторождения или даже только один вид полезного ископаемого. Такая специализация целе­ сообразна лишь при особых геологических условиях, исключа­ ющих наличие и других полезных ископаемых. Следует при­ нять как правило, что поисковые работы на любом этапе и в лю­ бом масштабе должны выявить весь комплекс полезных иско­ паемых, на которые перспективен район исследований.

В практике геологопоисковых работ известны случаи, когда при специализированных поисках одного какого-либо полезного ископаемого не уделяли внимания другим, которые оставались необнаруженными. Так, в Татарии при поисках нефти про­ пустили залежи каменного угля; на Кольском полуострове при поисках железа и редких металлов не замечали месторожде­ ний слюды; в Западной Сибири, ведя поиски нефти, не учиты­ вали возможности встретить месторождения железа, и лишь последующими работами, с дополнительными затратами, эти месторождения были открыты. Поэтому поисковые работы должны планироваться так, чтобы были выявлены все полезные ископаемые, которые могут находиться на площади поисков.

Следует указать, что теория выбора рационального ком­ плекса при многоцелевых геофизических исследованиях не разработана. Чаще всего определяющим является главное для данного района полезное ископаемое, а при наличии других ископаемых в комплекс включают дополнительные методы поисков. Разработка методики многоцелевых комплексных геофизических исследований — одно из важных направлений повышения их эффективности. Комплекс методов и масштаб поисков надо выбирать в каждом случае в соответствии с кон­ кретными геологическими условиями, поставленными задачами и дифференциацией пород и руд по физическим свойствам.

При геологическом картировании и поисках месторождений твердых полезных ископаемых некоторые задачи, решаемые геофизическими методами, являются общими для разных усло­ вий и разных ископаемых. Одна из основных задач геофизи­ ческих работ при геологическом картировании масштаба 1 : 50 000 состоит в том, чтобы выявить геологические пред­ посылки, контролирующие распределение оруденения или бла­ гоприятствующие образованию рудных тел. К таким рудо­ контролирующим поисковым предпосылкам (факторам) отно­ сятся структурные, магматические, литолого-фациальные, геохимические, стратиграфические и др.

Существо с т р у к т у р н ы х поисковых предпосылок заключается в основном в том, что многие месторождения полез­ ных ископаемых приурочены к антиклинальным и синклиналь-

ным структурам и зонам разломов. При поисках и оконтуривании антиклиналей и синклиналей в сравнительно открытых районах (геосинклинальных областях) используют грави- и маг­ ниторазведку и в меньшей степени другие геофизические ме­ тоды. В районах с мощным чехлом молодых отложений (плат­ форменных областях) используют преимущественно электро- и сейсморазведку. По методике эти работы в общем аналогичны более мелкомасштабным, только сеть наблюдений, естественно, должна быть более густой и соответствовать масштабу 1 : 50 000.

По эффективности применения геофизических методов зоны разломов целесообразно разделить на две группы. К первой

«активные» для разведочной геофизики минералы: магнетит, пирротин, пирит, радиоактивные, киноварь и др. Ко второй группе относятся такие зоны разломов, в которых «активных» минералов нет, но породы подверглись значительным измене­ ниям. Комплекс методов, применяемых для изучения зон первой и второй групп, различен.

Часто в зонах тектонических нарушений обнаруживается магнетит. Наиболее же крупные трещины в земной коре могут быть заполнены магматическими образованиями, имеющими намагниченность большую, чем окружающие породы. Магнит­ ные аномалии над такими зонами могут быть как положитель­ ными, так и отрицательными в зависимости от направления1

Рис. 1. Результаты аэромагнитной съемки при картировании глубинного разлома, выполненного ультрабазитами

(по В. В. Бродовому и др.).

1 — песчано-сланцевая толща; 2 — ультрабазиты.

использованы при составлении схематической геологической карты домезозойского фундамента этого района.

Если в зоны тектонических нарушений и разломов привне­ сены радиоактивные элементы, то могут быть применены радио­ активные методы, наиболее целесообразно использовать воздуш­ ную гамма-съемку. Над зонами разломов, как правило, наблю­ даются локальные гамма-аномалии, так как радиоактивные элементы распределяются по зоне очень неравномерно. Интен­ сивность гамма-поля может быть довольно высокой. На рис. 2 видно, что рудопроявление урана приурочено к тектонической зоне северо-восточного простирания, проходящей по кон­ такту сиенитового массива с туфогенной толщей. Аэрогаммасъемкой тектоническая зона зарегистрирована только на двух профилях, где наземными работами выявлены рудопроявления урана. Более четко (на всех профилях) эта тектоническая зона картируется аэромагниторазведкой, так как породы туфогенной толщи обладают здесь повышенной магнитной восприимчи­ востью. В районах, где воздушная гамма-съемка невозможна из-за сложного рельефа, можно рекомендовать пешеходную гамма-съемку. Эманационная съемка при картировании зон разломов в масштабе 1 : 50 000 обычно экономически невы­ годна.

Нередко в зонах тектонических нарушений наблюдается пиритизация пород. Такие пиритизированные зоны могут создавать естественные электрические поля (ЕП), если процесс окисления пирита не зашел на слишком большую глубину.

скорости распространения упругих колебаний, что дает принципиальную возможность картировать их с помощью грави- и сейсморазведки. В случае, если залегание пород гори­ зонтальное или близкое к нему, то для выявления тектони­ ческого нарушения необходимо, чтобы какой-то горизонт, захваченный нарушением, обладал достаточной мощностью и другими физическими свойствами. По разнице глубины зале­ гания этого горизонта по обе стороны разлома, определяемой с помощью геофизических методов, можно установить место­ положение нарушения и амплитуду смещения.

Существо м а г м а т и ч е с к и х поисковых предпосылок заключается в том, что во многих случаях наблюдается законо­ мерная связь месторождений полезных ископаемых с извер­ женными породами определенного состава. В сравнительно открытых районах для картирования интрузий основных и ультраосновных пород чаще всего применяют аэромагнитную съемку. Если выявить интрузии только магниторазведкой трудно, ее следует заменить или дополнить гравиразведкой. Массивы гранитоидов при наносах небольшой мощности хорошо картируются также воздушной гамма-съемкой и электропро­ филированием. На рис. 4 изображена карта изоом над диоритпорфиритовой интрузией, которая отмечается высоким кажу­ щимся сопротивлением на фоне низкоомных вмещающих пород осадочной толщи. Массивы щелочных пород успешно выявляют комплексной магнитной и радиометрической воздушной съемкой.

выполняемой в процессе геологической съемки. Когда контакты пород плохо прослеживаются магниторазведкой, надо при­ влекать гравиразведку, так как изверженные породы достаточно сильно различаются по плотности. Известны случаи успешного картирования контактов пород кислого состава с помощью воздушной гамма-съемки.

Условия применения электроразведки для прослеживания контактов изверженных пород в целом неблагоприятны. Зна­ чения удельного электрического сопротивления изверженных пород, как правило, высокие, диапазоны изменения сопро­ тивления разных пород часто перекрываются. В последние годы для картирования контактов изверженных пород начинают применять геохимические методы.

Контакты осадочных пород картируют с помощью электро­ разведки постоянным током. Чаще всего применяют симметрич­ ное профилирование с двумя разносами питающих электродов, а в условиях горизонтального залегания пород — ВЭЗ. Так же успешно используются грави- и сейсморазведка. В некоторых случаях контакты глин с другими осадочными породами можно установить радиоактивными методами, так как глины, как правило, обладают повышенной радиоактивностью.

Более сложно картировать геофизическими методами мета­ морфические толщи. При региональном метаморфизме различия

в физических свойствах первичных пород часто пропадают, физические свойства выравниваются, становятся близкими друг к другу. Вопрос о применении геофизических методов для картирования метаморфических толщ и зон контактового метаморфизма еще нуждается в тщательной разработке.

Существо г е о х и м и ч е с к и х поисковых предпосылок заключается в закономерном распределении химических эле­ ментов в земной коре, обусловленном свойствами самих эле­ ментов и особенностями геологических процессов. Большую помощь при поисках оказывают первичные и вторичные ореолы рассеяния, возникающие вблизи рудных тел в процессе их образования и изменения. При использовании ореолов рас­ сеяния для геологического картирования одним из наиболее важных является вопрос о том, на какие элементы и каким способом вести анализ. В настоящее время основным способом анализа при геохимических исследованиях является спек­ тральный. Поскольку он позволяет определять только элемент­ ный, а не минеральный состав пробы, его следует дополнять минералогическим анализом. Надо всегда помнить о недоста­ точной чувствительности спектрального анализа на ряд эле­ ментов. При использовании геохимических методов для геоло­ гического картирования спектральный анализ в начале работы ведут на 30—40 элементов, а затем уже выбирают элементыиндикаторы. Парагенетические ассоциации элементов, выявля­ емые при геохимической съемке, помогают правильно выбрать направление поисков.

Как уже отмечалось, поиски ме­ сторождений большинства твердых по­ лезных ископаемых проводятся в мас­ штабах крупнее 1 : 50 000. Часто бы­ вает важно установить и проследить зоны тектонических нарушений, кото­ рые из-за небольших размеров не были выявлены при геологическом картиро­ вании масштаба 1 : 50 000. Выбор мас­ штаба исследований — чрезвычайно важный вопрос, и решать его надо на основании тщательного анализа геофи­ зических работ, выполненных с анало­ гичной целью в сходных по геологиче­ скому строению районах, а также на основании опытных полевых и теорети­ ческих исследований.

Рудоконтролирующие разломы мож­ но обнаружить эманационной съемкой. На рис. 5 изображены результаты, по­ лученные на одном из полиметалли­ ческих месторождений Средней Азии.

Разлом прослежен на несколько километров при мощности на­ носов до 5—7 м. Рассмотрение плана графиков эманационной съемки показывает, что с ее помощью не только уточнено положение центрального рудокоитролирующего разлома, но и выявлен новый разлом, па­ раллельный центральному. Концентрация радона над цен­ тральным разломом в 2—3 раза превышает нормальный фон.

Оруденение нередко бывает связано с дайками. Отдельные дайки с помощью геофизиче­ ских методов удается выявить

только в благоприятных условиях (рис. 6). Часто поля даек прослеживаются магниторазведкой по повышенным значениям магнитного поля, иногда может применяться электропрофили­ рование, так как сопротивление пород даек выше, чем вме­ щающих.

Оруденение нередко контролируют зоны развития кварце­ вых, пегматитовых, турмалхгновых и других жил. Отдельные жилы геофизическими исследованиями даже в крупных масш­ табах можно выделить далеко не всегда, чаще удается закарти­ ровать жильное поле в целом. В первую очередь следует указать на возможности геохимических методов (при мощности рыхлых отложений до 8—10 м), так как часто с полями развития жил связаны ореолы рассеяния разных элементов. Во многих слу­ чаях используется электроразведка, так как кварцевые, пегма­ титовые и турмалиновые жилы обладают повышенным по срав­ нению с вмещающими породами удельным электрическим со­ противлением. Из модификаций электропрофилирования обычно применяют симметричное с двумя разносами питающих элек­ тродов. Иногда жильные поля выделяются магниторазведкой по пониженным аномальным значениям. Поля пегматитовых жил, несущих в себе мусковит, удается проследить с помощью эманационной съемки, которую полезно сочетать с методом ВЭЗ для определения мощности наносов.

Мы уже указывали, что одна из задач, стоящих перед гео­ физическими методами при геологическом картировании, за­ ключается в выявлении и прослеживании контактов разных пород. Эти задачи необходимо решать также и при поисках полезных ископаемых. Методы исследований здесь, по суще­ ству, те же, что и при картировании в крупных масштабах. Следует заметить, что для выявления контактов пород необхо­ димо учитывать разницу не только в абсолютных значениях