CC BY
202
УДК 553.411
А.С. Долгаль, Л.А. Христенко Горный институт УрО РАН, Пермь
ОПТИМИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА НАЗЕМНЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЙ ПРИ ПОИСКАХ РУДНОГО ЗОЛОТА (НА ПРИМЕРЕ ВОСТОЧНОГО СКЛОНА КУЗНЕЦКОГО АЛАТАУ)
Одним из важнейших видов полезных ископаемых, разрабатываемых на территории республики Хакасия (РХ), является золото. Геологоразведочными работами, выполненными в последние годы, не удалось нарастить достаточный промышленный сырьевой потенциал рудного золота. Действующие горнодобывающие предприятия слабо обеспечены разведанными запасами, резерв разведанных золоторудных месторождений отсутствует [7].
В связи с этим особую актуальность приобретает проблема поисков золотого оруденения как в пределах известных золоторудных районов, так и на новых перспективных площадях. Важную роль при этом играют геофизические методы, отличительными чертами которых являются высокая мобильность и производительность, возможность опоискования закрытых площадей, глубинность исследований, равномерность изучения больших территорий, сочетание методов прямой и косвенной индикации оруденения[3].
Основные объемы геофизических работ, выполненных с целью поисков рудного золота на территории РХ, сосредоточены на восточном склоне Кузнецкого Алатау.
Первыми геофизическими исследованиями, направленными непосредственно на изучение золотого оруденения, являлись магнитометрические работы 1935 года, проведенные под руководством
Н.И.Захаренко с целью разведки Калиостровского золотосодержащего железорудного месторождения. До сих пор эти работы представляют собой яркий пример поисковой эффективности геофизики.
В середине XXвека значительные площади на восточном склоне Кузнецкого Алатау были покрыты комплексными геолого-геофизическими работами масштаба 1:50 000. Основным видом исследований являлась аэромагнитная съемка. Весьма ограниченно применялась электроразведка методами СЭП, СГ, ЕЭП, ИЖ («искатель жил»), ВЭЗ; в 1959 г. в практику работ была внедрена спектрозолотометрия.
Работами этого периода выявлено значительное количество магнитных, радиоактивных аномалий и ореолов рассеяния. Большая часть выявленных рудоперспективных аномалий и ореолов рассеяния осталась нерасшифрованной, не получив должной заверки. В итоге к началу 60-х годов не было выявлено крупных месторождений рудного золота, требующих разведки.
Наземные геофизические работы проводились комплексом методов, основными из которых являлись магниторазведка масштаба 1:5 000, электроразведка ЕЭП и ВП масштаба 1:10 000. На отдельных объектах
выполнялись гравиразведка, профильные гамма-спектрометрические измерения, электроразведка ВЭЗ, ВЭЗ-ВП, МПП. В 1983 году в практику работ был внедрен метод частичного извлечения металла (ЧИМ), в 1993 году - газортутная съемка.
Комплексная интерпретация геофизических материалов базировалась на методе аналогий: т.е. заключения о перспективности участков строились на приуроченности известных золотоносных объектов к определенным типам физических полей и на наличии аналогичных аномалий на исследуемой площади.
За многолетний период накоплен значительный опыт проведения полевых и камеральных геофизических работ в различных физикогеологических условиях. На основе геофизических материалов и представленных в отчетах рекомендаций выявлены: Каратовское
месторождение, скрытый штокверк на Майском месторождении, золоторудные зоны на Дорожном участке Тибекско-Майского рудного поля, Тургаюльский участок; прослежена рудоконтролирующая Игр-Гольская зона смятия пород; протрассирована и продолжена в восточном направлении Сахсарская золотоносная зона.
Однако, необходимо отметить ряд моментов, оказавших негативное влияние на информативность проведенных геофизических исследований.
- Геофизические работы выполнялись, в подавляющем большинстве случаев в масштабах 1:10 000-1:5 000, в пределах небольших по площади, разрозненных в пространстве участков. Объектами поисков являлись, как правило, отдельные рудные тела, а не рудоконтролирующие или рудовмещающие зоны. При этом методика полевых наблюдений и последующая интерпретация материалов были ориентированы на какой-либо единственный (чаще всего - жильный золотокварцевый) тип оруденения.
- В недостаточном объеме проводилось изучение физических свойств горных пород и руд, зачастую в отчетах приводятся статистические оценки петрофизических параметров по непредставительным выборкам (до 10-15 образцов), в результате чего не были сформированы петрофизические модели известных золоторудных месторождений и проявлений.
- Очень слабо освещалось, либо совсем не исследовалось геофизическими методами глубинное строение золоторудных районов, узлов и полей.
- На этапе интерпретации весьма ограниченно использовались математические методы, методы автоматизированной обработки материалов и приемы количественной интерпретации, позволяющие извлекать дополнительную геологическую информацию из данных полевых наблюдений.
- Не выполнялось обобщение имеющихся геофизических материалов в рамках тематических исследований.
Оптимизацией комплекса методов является определение такого их сочетания, которое позволяет получить информацию, необходимую для решения поставленных геологических задач при минимальных затратах труда, времени и средств или возможно большее количество информации при заданных ограничениях указанных ресурсов [2].
Таким образом, представляется целесообразным ориентировать геофизические исследования на решение следующих основных задач.
1. Изучение глубинного строения известных золоторудных районов, выявление глубинных факторов, контролирующих размещение золотого оруденения и прогнозирование новых площадей в ранге предполагаемых рудных узлов (площадь десятки —первые сотни кв. км) для концентрации дальнейших поисковых работ. Масштаб исследований 1:500 000-1:200 000. Глубина исследований - не менее 5 км. Определение прогнозных ресурсов по категории Р3.
На данной стадии необходимо проведение как тематических работ с целью изучения глубинного строения крупных территорий и выявления региональных геофизических поисковых критериев золотого оруденения, так и выполнение полевых геофизических наблюдений по серии региональных профилей. Результативными характеристиками золоторудных районов для данного масштаба исследований будут являться: положение в рудной провинции; приуроченность к определенному геотектоническому блоку; тип земной коры, мощность и состав гранитного слоя, морфология и строение внутрикоровой поверхности; геотектонический режим развития;
расчлененность блоков глубинными разломами; положение и строение древнего кристаллического фундамента; соотношение магматических, осадочных и метаморфических образований; металлогеническая
специализация магматических комплексов; рудоносные формации и промышленно-генетические типы оруденения; региональный метаморфизм, степень и характер его проявления; закономерности размещения рудных районов, отражающиеся в физических полях [6].
Полевые геофизические наблюдения целесообразно выполнить по нескольким опорным профилям (длиной до нескольких сотен км), пересекающим основные золоторудные районы методами глубинной электроразведки: зондированием вертикальными токами [1] или
аудиомагнитотеллурическими зондированиями [5], а также методами гравиразведки и магниторазведки.
2. Поисковые геофизические исследования в пределах известных и вновь выявленных рудных узлов (при обязательном выходе на их фланги, в область нормальных геофизических полей), с целью локального прогнозирования золотого оруденения и выявления участков (в ранге рудных полей) площадью 1-10 кв. км, в пределах которых предполагается наличие золоторудных месторождений. Масштаб исследований 1:50 000-1:25 000. Глубина исследований - не менее 1 км. Определение прогнозных ресурсов по категории Р3-Р2.
Известно, что задача локального прогнозирования золотого оруденения только по материалам крупномасштабной комплексной аэрогеофизической съемки (КАГС-25) в сложных физико-геологических условиях РХ не всегда решается однозначно; подавляющее большинство выполненных наземных геофизических работ сконцентрировано в пределах известных месторождений и рудных полей при достаточно слабой геофизической изученности рудных районов в целом; традиционно используемый поисковый комплекс наземных геофизических методов является тяжелым и дорогостоящим. Поэтому представляется оптимальным проводить поисковые геофизические исследования в пределах известных и вновь выявленных рудных узлов с целью выделения перспективных объектов в ранге предполагаемых рудных полей (площадь в среднем 1-5 кв. км) «минимальнонеобходимым» комплексом методов, включающим в себя:в качестве основных методов площадных исследований гравиразведку, электропрофилирование ВП (в модификациях СЭП или ДЭП), литохимическую съемку по вторичным ореолам рассеяния: профильные электрические зондирования современными методами импульсной 3D-электроразведки [8] и ВЭЗ-ВП (глубина исследований не менее 1 км);петрофизические исследования[4], геологические маршруты для заверки выявленных аномалий и небольшой объем горно-буровых работ.
В качестве дополнительных методов в предлагаемый комплекс работ могут быть включены магниторазведка и электроразведка методом ЕЭП. В случае плохих условий заземлений альтернативой электроразведке ВП будут являться методы ЧД и БИЭП на переменном токе, базирующиеся на бесконтактном приеме полезного сигнала от геоэлектрических неоднородностей изучаемого разреза.
В результате комплексной геологической интерпретации геофизических данных будет уточнено структурно-тектоническое строение исследуемого золоторудного узла; прослежены крупные пликативные и дизъюнктивные рудоконтролирующие структуры, а также изучено сопряжение их элементов; откартированы рудовмещающие формации, предполагаемые литологические экраны и интрузивные образования; исследовано отношение рудных полей к магматическим комплексам и типы гидротермально-метасоматических изменений (их зональность, интенсивность, морфология); по комплексу геофизических поисковых критериев и прямых поисковых признаков будут локализованы рудоперспективные участки (не более 10-15 % от изучаемой площади) для проведения геологоразведочных работ следующего этапа [6].
3. Детальные поисковые геолого-геофизические работы в пределах выявленных рудоперспективных участков с целью выделения отдельных рудных объектов и рудных зон с предварительной оценкой их промышленной значимости.Масштаб исследований 1:10 000-1:2 000. Глубина исследований
- до первых сотен м. Определение прогнозных ресурсов по категории Р2- Р1.
Основной масштаб исследований 1:5 000, при работах на коры выветривания и штокверковое оруденение этот масштаб может быть уменьшен до 1:10 000, при изучении золото-кварцевых объектов - укрупнен
до 1:2 000. На данном этапе конечным продуктом геофизических работ являются рекомендации для проведения горно-буровых работ, по результатам которых и оценивается перспективность выявленных объектов на промышленное золотое оруденение.
Типовой комплекс методов включает в себя: в качестве основных методов площадных исследований магниторазведку; электроразведку ВП (в модификациях СГ, СЭП, ДЭП); электромагнитные зондирования по профилям, удаленным друг от друга на расстояния 50-200 м, с изучением глубин до 200-300 м от дневной поверхности или ВЭЗ-ВП по той же сети; профильные работы методами ЧИМ, радиоимпульсным методом (РИМ), газортутометрии; параметрические наблюдения по линиям шурфов, полотну канав, а также ГИС с целью определения физических свойств горных пород в естественном залегании (т siti) и уточнения поисковых критериев золотого оруденения; геологические маршруты, буровые и горно-проходческие работы.
В зависимости от морфо-генетических типов золотого оруденения данный комплекс может изменяться и дополняться другими методами. В частности, при работе на участках, где предполагается развитие золотоносных кор выветривания, в комплекс дополнительно включаются площадная электроразведка ЕЭП, профильная гравиметрическая съемка и невзрывная сейсморазведка методом преломленных волн.
Основными задачами работ данного этапа являются: изучение
структурного положения рудоперспективных зон и объектов в рудном поле; картирование рудоконтролирующих структур (строения, морфологии, размеров, пространственного положения) и зон гидротермально-метасоматических изменений горных пород, определение морфоструктуры выявленных рудоперспективных зон и объектов, оценка их геометрических параметров и содержаний золота [6].
Авторы статьи полностью разделяют мнение Н.Н. Боровко о том, что «основное, что требуется для повышения эффективности поисковых работ -это правильное представление об объекте и условиях поисков. Оптимизация исследований предлагает точную постановку задач каждой стадии исследований в целом и каждого метода, входящего в комплекс, полноценное истолкование полученных данных, оптимальную формулировку последующих практических решений (выбор участков под более детальные исследования и т.п.). Мобилизация этих резервов часто дает намного больше, чем любые усовершенствования применяемых технических средств» [2].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Метод зондирования вертикальными токами / Б.П. Балашов и др. // Материалы регионал. конф. геологов Сибири, Дальнего Востока и Северо-Востока России. Т. II. -Томск, 2000. - С. 486.
2. Боровко Н.Н. Оптимизация геофизических исследований при поисках рудных месторождений / Н.Н. Боровко. - Л: Недра, 1979. - 230 с.
3. Геофизика золоторудных месторождений. Материалы семинара «Применение геофизических при поисках золоторудных месторождений. / под ред. Г.П. Воларовича, Б.В. Рогачева. - М.: ЦНИГРИ, 1980. - 291 с.
4. Долгаль А.С. Петрофизические исследования при поисках золотого оруденения. Метод. разработка / А.С. Долгаль, А.А. Кашкаров. - Свердловск: изд-во СГИ, 1990. - 15 с.
5. Опыт использования аудиомагнитотеллурических зондирований при решении геологических задач / А.А. Елисеев, К.Д. Ратников, Г.В. Редько, А.Б. Федоров // 300 лет горно-геолог. службе России. Междунар. геофиз. конф. Тез. докл. - Санкт-Петербург, 2000. - С. 248.
6. Комплексирование методов разведочной геофизики: Справочник геофизика / под ред. В.В. Бродового, А.А. Никитина. - М.: Недра, 1984. - 384 с.
7. Сердюк С.С. Золотоносные и золото-платиноносные провинции Центральной Сибири: геолого-металлогеническое строение и перспективы развития сырьевой базы / С.С. Сердюк // Геология и полезные ископаемые Центральной Сибири. - Красноярск: КНИИГиМС, 1997. - С. 89 - 183.
8. Тригубович Г.М. Импульсная индуктивная электроразведка при исследованиях сложно построенных сред: автореф. дис. на соиск. учен. степ. д-ра техн. наук / Г.М. Тригубович. - СПб., 1999. - 40 с.
© А.С. Долгаль, Л.А. Христенко, 2007
