CC BY
14НАУКА И ОБРАЗОВАНИИ. 2007. №4
УДК 553.81+551.24:553.041+550.812:558(571.56)
Методика количественного анализа признаков кимберлнтоконгролнрующих структур Средне-Мархинского района
Н.К. Шахурдина
Целью исследований является изучение закономерностей структурного положения кимберлитов Накыиского поля и связанных с ними процессов минерализации околотрубочного пространства для решения задач локального прогноза. Разработана система обработки данных, полученных при специализированных полевых исследованиях.
The purpose of the investigations is to study the regularities of the structural position of Nakyn kimberlite field and related mineralization processes near the pipe area for the local forecast tasks solution. It is elaborated the processing system of data which was obtained under specialized field studies.
Накынское кимбсрлитовое ноле включает самые продуктивные коренные месторождения алмазов Якутской провинции - трубки Ботуобин-ская и Нюрбинская, которые приурочены к участку пересечения Вилюйско-Мархинской и Среднс-Вилюйской зон глубинных разломов. В связи с этим наиболее актуальной проблемой здесь является изучение тектонических нарушений кимберлитовмещающих образований с целью локального прогнозирования новых подобных месторождений.
Выделение факторов структурного контроля кимберлитовых тел и разработка на их основе поисковых критериев и признаков являются одними из важнейших составляющих научного обеспечения прогнозно-поисковых работ. Основной упор при изучении взаимосвязи разломов и кимберлитового магматизма в сложных условиях слабообнаженных платформенных территорий традиционно делился на гсолого-гсофизические и геоморфологические методы. Однако выделение и трассирование разломов в кимберлитовмещающем разрезе по традиционным геолого-геофизическим данным нередко сталкивается с определенными затруднениями. В первую очередь, это связано с плохой обнаженностью района, наличием площадного перекрывающего комплекса, включающего вулканогенные образования, а также слабой контрастностью выражения самих разрывных нарушений.
ШАХУРДИНА Надежда Константиновна - н.с. ЯНИГП ЦНИГРИ АК «АЛРОСА».
Выполненные в последние годы разными исследователями структурные построения в пределах района свидетельствуют о том, что этих данных не всегда достаточно для решения поставленных прогнозных задач. В связи с этим необходимы привлечение прямых геолого-структурных методов, специально ориентированных на выявление в верхних частях платформенного чехла разломных зон, изучение не только их внутреннего строения, но и динамики развития. Весьма перспективным в этом плане является комплексный подход к изучению разломов, базирующийся на. основе специализированной документации с применением новейших информационных технологий, позволяющих получать принципиально новую информацию о внутреннем строении кимберлитовмещающих разломных зон.
Практика изучения околотрубочного пространства и нарушений осадочных пород, вмещающих кимберлиты, показывает, что наиболее эффективными методами установления нарушений являются: парагенетический анализ нарушений по керну поисковых и разведочных скважин; структурно-пстрофизические ультразвуковые исследования; анализ физических свойств осадочных пород; установление и картирование ореолов вторичных пирита, кальцита и доломита, анализ и картирование ореолов фотолюминесценции вторичного кальцита. В результате проведенных исследований доказано, что использование комплекса этих оригинальных методов позволяет получать экспрессную, независимую
новую информацию для выявления нарушений, контролирующих кимберлиты и сопутствующие им эксплозивные образования, а также выделить конкретные локальные структуры, перспективные на проявления кимберлитов.
В основе методов лежит графический способ фиксирования разнообразных по происхождению фактов, которые укладываются в имеющиеся схемы литогенетических ассоциаций, истории седиментации и дальнейших диагенетических, катагенетических и наложенных палеогиперген-ных. тектоногенных и других явлений.
Фактической основой выделения потенциальных признаков кимберлитопроявлений является проведенное Г1.А. Игнатовым, К.Ю. Бушковым детальное изучение более 150 разрезов терри-генно-карбонатных толщ верхнего кембрия и нижнего ордовика, вмещающих коренные источники алмазов Мало-Ботуобинского и Средне-Мархинского алмазоносных районов. Установлены две группы устойчивых показателей околотрубочного пространства, которые в совокупности могут быть использованы в качестве поисково-оценочных признаков. Первую группу составляют особенности вторичных минеральных образований:
1) прожилковые выделения хлорита;
2) прожилково-метазсрнистые выделения доломита;
3) интенсивная перекристаллизация известняков и доломитов;
4) прожилковые выделения кальцита;
5) наличие фотолюминесценции красного цвета во вторичных кальцитах;
6) отрицательные аномалии изотопного состава углерода прожилковых кальцитов;
7) высокая дисперсия изотопного состава кислорода таких карбонатов;
8) повышенная интенсивность распространения вторичного метазернистого и прожилкового пирита при его уровенном распределении;
9) повышенные концентрации никеля в пири-тах.
Перечисленные показатели характеризуют главным образом весьма небольшие по размерам околотрубочные ореолы. Так. например, про-жилковая доломитовая минерализация и перекристаллизация известняков фиксируют самый ближний экзоконтакт, охватывающий первые метры. Аналогичны ей и локальные прожилки хлорита, распространенные на первые десятки
метров в красноцвстных кембрийских породах. Заметно шире распространены вторичные кальцит и пирит, но они могут фиксировать не только кимберлиты, поскольку встречаются также в эк-зоконтактс траппов. Кроме того, эти минералы отличаются большим разнообразием и полиген-ностыо.
Вторичные кальцит, доломит и пирит являются наиболее информативными для диагностики околотрубочных ореолов. Многочисленные сближенные прожилки кальцита часто маркируют рудоконтролирующис тектонические швы. Этот прожилковый кальцит, как показали изотопно-геохимические и термобарогсохимические исследования, образовался при участии глубинного углекислого газа, что подтверждает связь кимберлитоконтролирующих разломов с глубинными образованиями. Однотипность про-жилковой кальцитовой минерализации во вмещающих осадочных породах раннего палеозоя и кимберлитовых телах Нюрбинского месторождения интерпретируется как проявление постумных движений единого этапа внедрения кимберлитов. Во время этого этапа, вероятно, формировались зоны кальцитовой перекристаллизации и явления флюидизации. В ближайшем экзоконтакте кимберлитов происходил карбо-натно-магнезиальный метасоматоз (доломитизация). Эти метасоматиты имели тектонический контроль, что устанавливается по неравномерности доломитизации и ассоциации метазернистого и прожилкового доломита с нрожилковыми выделениями вероятно магнезиального хлорита.
Ореолы экстенсивной пиритизации также могут фиксировать рудовмещающие структуры. Это установлено в экзоконтактах трубки Бо1уо-бипская по наиболее мощной, составляющей более 20 м зоне пиритизации раннсордовикских пород, которая в виде северо-восточной полосы протягивается согласно с рудоконтролирующим тектоническим швом. Некоторые выделения вторичного пирита указывают на условия регионального сжатия (клиновидно-зубчатые, выполняющие микросдвиги и микровзбросы, и стилолитоподобные).
Вторую группу показателей околотрубочного пространства составляют проявления локальных скрытых разломов, признаками которых являются:
1) маломощные милониты;
2) тектонические микробрекчии;
3) текстуры внедрения и флюидизиты;
ШАХУРДИНА
4) микросбросы и микровзбросы;
5) локальные нарушения субгоризонтального залегания;
6) субвертикальные стилолитовые швы в известняках;
7) трещины тектонического кливажа;
8) зеркала скольжения;
9) проявления тектоно-эрозионных форм па-лсокарста;
10) признаки ударных деформаций, устанавливаемые по анализу сферических диаграмм в результате структурно-петрофизических исследований осадочных пород [1].
Па основании вышеизложенного можно сделать выводы, что наряду с традиционным выделением основных структурных элементов изучаемого участка земной коры, спецкартирование открывает возможность охарактеризовать их более полно, в том числе и количественно. По результатам этого картирования могут быть установлены не только особенности их внутреннего строения, но также и динамические обстановки формирования с деталями поля тектонических напряжений. Сегодня становится очевидным, что без новых методических подходов, дополнительно входящих в состав спецкар-тирования, вряд ли возможно решение задач выявления активных кимберлитоконтролирующих структур в Срсднс-Мархинском районе, которые в большинстве случаев выражены лишь зонами повышенной трсщиноватости без магистрального смсстителя. При этом единообразие операций по сбору фактического материала открывает возможность создания унифицированной базы структурно-тектонических данных в электронном виде для ее дальнейшей обработки.
Достижение поставленной цели обеспечивалось в два этапа:
1) структурирование исходных данных тектонических элементов в единую базу данных (БД);
2) обработка, извлечение данных, построение схем и моделей.
Выявление закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых и их научное прогнозирование требуют учета всей суммы геологической информации, т.е. ставят перед специалистами сложную трудоемкую задачу сбора и анализа большого количества разнородных исходных геологических данных не только по рассматриваемой территории, но и но другим площадям, являющимся ее геологическими
аналогами. Значительное рассеяние информации по многочисленным источникам при возрастающей требовательности к оперативности ее получения и обработки определяет актуальность применения информационных методов при поисково-прогнозных исследованиях. С применением ГИС-технологий представилась возможность структурирования значительного объема информации, повышения оперативности при выдаче ответов на запросы пользователей и представления различных способов визуализации в виде картографических моделей разного масштаба, в том числе с дополнением детализаци-ониых схем, трехмерными изображениями, графиками, таблицами и диаграммами.
Методологическая суть исследований заключается в создании координатно-привязанной гео-лого-тсктонической информации, полученной путем специального полевого исследования. Структура БД разрабатывалась в среде Access, где под базой данных понимается совокупность как таблиц с данными (собственно база данных), так и других элементов, обеспечивающих необходимый сервис и облегчающих работу пользователя с исходными таблицами - различные запросы, формы, отчеты, макросы.
«Базу данных локальных структурно-тектонических элементов» можно отнести к спра-вочно-информационной, в ней содержатся сведения о седимснтационных, биогенных, диагене-тических, катагснетических, палеогипергенных и палсотсктоничсских нарушениях нормальной сс-диментационной слойчатости, слоистости и напластования. Она предназначена для ввода, просмотра. редактирования и хранения данных, а также для оперативного поиска нужной информации.
При создании базы на первом этапе проводился анализ имеющихся данных, которые существовали только на бумажной основе в виде ли-тологических специализированных колонок. После анализа исходных материалов разрабатывались способы и приемы слияния их в единую БД. В настоящий момент эта база данных включает информацию по 621 скважине, а се объем составляет 244 Мб.
БД состоит из 2 основных и 5 подчиненных таблиц специализированных справочников, 9 запросов, а также 5 основных и 2 подчиненных форм (рис. 1).
Таблицы:
- «Katalog_AII» - каталог скважин;
1 * Схема данных
т
Ж.
Ljcooe
text
TypeJD I Описание Index
^ . Льа. .,___
>
Рис. 1. Блок-схема «База данных локальных структурно-тсктоничсскнх элементов»
- «L_CODE» - каталог с идентификацией каждого структурно-тектонического элемента по принципу уникальности: кодируется необходимая информация для SQL-запросов.
Словари-справочники:
- «Index» - справочник, где согласно принятому порядку значимости каждому из критериев отводится определенный интервал информативности в балльной шкале. Входящим в их состав признакам присваивался информационный вес (балл) в пределах соответствующих интервалов шкалы;
- «Туре» - справочник, содержащий различные специализированные признаки, такие как тектонические, вторичной минерализации, флюидоразрывные и др.;
- «Uch» - справочник, содержащий названия участков;
- «Агеа» - справочник, содержащий названия объектов;
- «Region» - справочник, содержащий названия алмазоносных районов.
Справочники позволяют значительно сэкономить время при добавлении новой информации в таблицу или форму, а также избежать ошибок при вводе данных вручную. Для поиска необходимой информации и распечатки отчетов создана
дополнительная форма, обеспечивающая отбор скважин по объекту работ, участку и вывод выбранной информации на печать или в отдельные файлы формата XLS, DBF или ТХТ для дальнейшей обработки в других программах.
Формы:
«Главная кнопочная форма» включает в себя все основные блоки, используемые в разработанной базе данных, такие как «Фактографический», «Картографический», «Лнтологичсский» и «Исходные отчеты». Она загружается при открытии базы данных и предназначена для удобного доступа к основным формам.
«Фактографический блок» включает всю информацию по скважинам и является одним из основных. Он включает как первичные данные полевых исследований, так и результаты их преобразования (интерпретации). Информация в обязательном порядке имеет координатную привязку. В своей основе «Фактографический блок» представляет данные таблиц «Katalog_AU». «L_CODE», «Index» и предназначен для наглядного просмотра и редактирования информации о структурно-минералогической обстановке (рис. 2).
«Картографический блок» содержит набор цифровых карт различного тематического содержания, полученных с использованием тсхно-
ШАХУРДИНА
Ш
БАЗА ДАННЫХ ПРИЗНАКОВ СКРЫТЫХ НАРУШЕНИЙ
Объект Район Участок
Нижне-Накынский Средне-Мархинский Ханнинский
WellJD № лин N'CKB X Y jj|
462.33S 4в2 388 Координаты: 7204172 498210 246
Глске Г л. до Мг 176 103
L^COpej Index | text |
D
б 8
13
14
15
16 17 35 31
:(Ю
1 lect I fluid Z rran
type л
5 a 3 b
1 с
2 d 2 e 1 f 2j
12 h 7 z 12 w
Г
Микроебросы тектонические зеркала скольжения с субвертикальным расположением борозд технические
послойные зонки брекчиробэния тектонические
субвертикальные прожилки кальцита вторичной минер __
субгоризонтальные прожилки кальцита вторичной минер
кальцитовые друзы вторичной минер
проявления кальцитизации вторичной минер
проявления пиритизации вторичной минер
карст вторичной минер
прожилок пирита вторичной мине[ у
1 ¡Х)(ПМ] из 10 < >
38
Запись: | К |
1 ГП >1 !►*! из 259
Рис. 2. Форма "Фактографический блок»
логий географических информационных систем (ГИС). Цифровая карга в векторном виде представляет собой набор тематических слоев, каждый объект которого может быть однозначно определен в заданном пространстве и обеспечен атрибутивной характеристикой, описывающей данный объект. Принятые технологии позволяют осуществлять широкий спектр преобразований цифровых карт различной тематики с подключением и формированием новых слоев, с использованием информации, размещенной в других блоках.
«Литологический блок» предназначен для организации и ведения информационной базы описательного характера. В зависимости от специфики хранимой информации единицей учета здесь является формализованный документ или информационный текст, которые могут иметь в своем содержании любые графические и табличные приложения. Физическая связь с элементами других блоков банка осуществляется через увя-
занную систему справочников, единый (общий) идентификатор, координатную (номенклатурную) или объектовую привязку.
Система запросов обеспечивает группирование скважин по каждому признаку: структурно-тектоническому, флюидоразрывному, вторичной минерализации и т.д. Для построения структурных карт созданная система запросов также обеспечивает выбор и расчет индексов каждого признака [2].
Создание БД но материалам геологических работ в пределах Средне-Мархинского района позволяет оперативно и более качественно анализировать и обобщать большой объем фактического материала, накопленный за весь период изучения этого района. Постоянно поступающий поток информации требует поддержания БД в рабочем состоянии.
Одним из способов представления результатов, основанных на разработанной БД, является
32
НАУКА И ОБРАЗОВАНИЕ. 2007. №4
ОЦЕНКА АЛМАЗОНОСНОСТИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК РАЗНЫХ РАЙОНОВ МИРА
построение карт изолиний того или иного признака. В качестве программного обеспечения использовался ГИС-пакет ArcGIS 9 с модулями расширения 3D Analyst и Spatial Analyst.
Таким образом, выполненные исследования позволяют определить степень и непосредственно ширину влияния разломов на кимберлигов-мещающие породы терригенного комплекса. Если на предлагаемой картографической основе отметить объекты, относящиеся к различным рудным формациям, то можно ставить вопрос о том, связано ли размещение этих объектов с нолями вышеперечисленных признаков определенных направлений и густоты.
Использование полученных результатов даст также возможность скорректировать в целом структурно-тектоническую модель месторождения.
При этом становится реапьным проведение оперативного прогноза в режиме мониторинга, учитывающего появление любой новой информации.
Литература
1. Игнатов П.А., Штейн Я.И. Признаки, кимбер-лишносности в раннепалеозойских осадочных породах центральной Якутии // Геология, закономерности размещения, методы прогнозирования и поисков месторождений алмазов и других полезных ископаемых. - Мирный: АК АРС, 1998. - С. 263-264.
2. Шахурдина Н.К. Структура базы данных признаков скрытых нарушений, контролирующих кимберлиты Средне-Мархинского района // VII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле»: Материалы докладов. - Т. 2. - М.: КДУ, 2005. -С. 198.
УДК 552.323.6
Оценка алмазоносности кимберлитовых трубок разных районов мира по химическим анализам пород (новый метод)
Е.Н. Диман
На основе упругих свойств пород, рассчитанных по полному химическому анализу основных компонентов, разработан алгоритм и проведены расчеты их алмазоносности и вторичных преобразований на примере кимберлитовых полей из разных районов мира.
On basis of elastic properties of rocks calculated on their chemical composition were created algorithm and computed both the content of diamonds and secondary transformation of the kimberlites' bodies on example kimberlites fields of different regions of the world.
Введение. Изучение и типизация кимберлитов и родственных им пород разных районов мира ведется уже на протяжении многих лет. Породам этого региона посвящены работы многих ученых и исследователей: как зарубежных, так и советских. В вопросе выяснения связи алмазоносности с химическим составом кимберлитов решающая роль принадлежит российским ученым 14-6]. Как известно, потенциальная и реаль-
ДИМАН Евгений Николаевич - к.г.-м.н., с.u.c. ИГАБМ СО РАН.
ная алмазоносность пород часто различаются и в довольно большой степени. Нам в совокупности не известны процессы, протекающие в расплаве поднимающейся (или останавливающейся в промежуточных очагах) кимберлитовой магмы, от которых во многом зависит алмазоносность рудных тел: изменение РТ-условий, степени ассимиляции вмещающих пород, количества и состава летучих, смены буферирующих пар, ведущих к изменению окислительно-восстановительного потенциала, динамике движения магмы
НАУКА И ОБРАЗОВАНИ1-:, 2007. №4 5.3a«as №12
