CC BY
51
Вестник ДВО РАН. 2009. № 4
УДК 552: 08: 53. 45+553.45 (571.63)
Н.П.РОМАНОВСКИЙ, М.И.КОПЫЛОВ
Петрофизические исследования метасоматитов оловорудных районов юга Дальнего Востока России
Проведены комплексные исследования петрофизических характеристик рудно-метасоматических образований оловорудных районов юга Дальнего Востока России. Впервые разработана сводная матрица трендов их изменения при разных типах метаморфических процессов, являющаяся основой прогнозной оценки рудных районов по геолого-геофизическим данным.
Ключевые слова: петрофизическая характеристика, метаморфизм, рудный метасоматоз, оценка рудных районов.
Petrophysical studies of tin-ore regions in the south of the Russian Far East. N.P.ROMANOVSKII, M.I.KOPYLOV (Federal State Unitary Enterprise «Dalgeofizika», Khabarovsk).
Comprehensive studies of petrophysical characteristics of ore-metasomatic rocks have been carried out in tin-ore regions of the south of the Russian Far East. Trends Matrix Summary of their alteration at different types of metamorphic processes has been developed for the first time, which is essential for prediction estimate of ore regions by geological-geophysical data.
Key words: petrophysical characteristics, metamorphic processes, ore metasomatism, ore regions estimation.
Физические свойства - чуткий индикатор метаморфических изменений горных пород. Метаморфизм подразделяется на три основных класса: региональный глубинной природы (площади развития - десятки-сотни квадратных километров), контактовый око-лоинтрузивный (сотни метров-первые километры от интрузий), околорудно-метасома-тический (первые метры-десятки метров от рудных тел). Результаты петрофизических исследований являются основой выделения и оценки рудных районов, интрузивно-купольных систем, конкретных рудных объектов при геолого-геофизических работах.
Авторы использовали петрофизические данные, полученные ими на более чем 25 тыс. образцов пород Комсомольского, Баджальского, Ям-Алинского, Хинганского и Кавалеров-ского оловорудных районов, а также данные полевых и аэрогеофизических исследований на юге Дальнего Востока. Учтены материалы по химизму и вещественному составу метаморфических образований, рассмотренные в работах Ю.Н.Размахнина, В.К.Финашина, Ю.И.Бакулина, В.Н.Гагаева, А.М.Кокорина, П.Г.Коростелева, В.Г.Гоневчука и др.
В предыдущие годы систематизация столь большого объема исходной информации осуществлялась либо в самой общей форме [7, 9, 10], либо по отдельным районам [3-5, 8].
Цель настоящей работы - создание единой сводной петрофизической основы, которая могла бы оказать существенную помощь при поисках рудных объектов не только в оловорудных, но и районах другого металлогенического профиля.
РОМАНОВСКИЙ Николай Петрович - доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник (Институт тектоники и геофизики им. Ю.А.Косыгина ДВО РАН, Хабаровск,), КОПЫЛОВ Михаил Иннокентьевич - кандидат геолого-минералогических наук, главный геофизик (Федеральное государственное унитарное предприятие «Дальгеофизика», Хабаровск). Е-таі1: [email protected]
Методика работ
Петрофизические исследования проводились на площади указанных районов с отбором образцов по сети от 200 х 100 до 20 х 5 м и последующим лабораторным определением значений плотности (с), магнитных свойств (ж, I), удельного электрического сопротивления (р), пористости (п), скорости упругих волн (Ур), поляризуемости (ц). Кроме того, петрофизические характеристики изучались при геофизических работах в скважинах и штольнях, при наземных и аэрогеофизических съемках (теплопроводность X, кажущиеся электрическое сопротивление р и поляризуемость ц , содержание радиоактивных элементов и, ТЪ, К). Учитывались напряженность гравитационного Д§, магнитного ДТ и естественного электрического ДУЕП полей.
По совокупности этих данных на результативных геолого-геофизических картах и схемах выделялись участки и зоны метаморфических образований.
Результаты исследований
Региональный и контактовый метаморфизм наиболее ярко проявляется в Комсомольском и Кавалеровском рудных районах. Э.Н.Лишневский и В.В.Онихимовский связывали региональный метаморфизм пород Комсомольского района с гипотетическим гранитным батолитом, не выходящим на дневную поверхность. По материалам Л.И.Брянского, Н.П.Романовского, В.А.Бормотова и др., общая схема развития Комсомольской рудно-магматической системы начиналась с магматической дифференциации вещества субастеносферного слоя верхней мантии под воздействием активизированного в позднем мезозое теплового потока [8]. Локальные проявления контактового метаморфизма здесь обусловлены внедрением интрузий чалбинского, пурильского и силинского гранитоидных комплексов, формирующих интрузивно-купольные структуры с поперечником до первых километров.
В Кавалеровском районе отмечено широкое развитие регионального метаморфизма под воздействием глубинных трансмагматических щелочных растворов, часто не связанных с выходом на поверхность гранитоидных массивов [6]. Региональный метаморфизм наиболее ярко проявлен при щелочном магматизме, имевшем место в оловорудных районах, такие процессы могли иметь глубинную (200-300 км) природу [1].
Проявления контактового метаморфизма четко фиксируются в полях сопротивлений р дипольного профилирования. В Комсомольском районе наиболее высокими значениями кажущегося и удельного электрического сопротивления отличаются роговики (15 00018 000 Ом • м) и ороговикованные породы (12 000-15 000 Ом • м) [2]. При уменьшении степени ороговикования значения рк падают до 3 000-10 000 и даже 2 000-5 000 Ом • м. В магнитном поле четко выделяются зоны роговиков, в то время как слабо ороговикован-ные породы всех типов практически не отличаются от неизмененных вмещающих пород как в поле ДТ, так и по данным измерений ж и I на образцах.
Зоны контактовой пропилитизации выделяются понижением значений р , с, п, ДТ и ж в пределах Амутской мульды, Западной и Восточной грабен-синклиналей. В полях радиоактивных элементов наиболее четко проявлены области экзоконтактов интрузий силин-ских гранитоидов (калий до 3-5%, торий (8-12) • 10-4%).
По данным геофизических исследований, в Кавалеровском районе проявления контактового метаморфизма уверенно фиксируются повышениями значений р до 5 000-10 000 Ом • м. При этом в пределах глубоко эродированных рудных полей (Новогорское, Рубежное, Темногорское и др.) значения р намного выше, чем в слабо эродированных рудных полях (Арсеньевское, Хрустальное, Силинское). В магнитном поле области контактового метаморфизма четкого отображения не находят: высокоаномальным полем ДТ отличаются чаще всего центральные участки зон метаморфизма. В гравитационном
поле Кавалеровский район фиксируется минимумом Дg; по данным измерений с на образцах поля развития метаморфитов характеризуются избыточной (0,2 г/см3) плотностью. Следовательно, гравитационный минимум имеет глубинную природу.
В Хинганском и Баджальском районах региональный и контактовый метаморфизм проявлен петрофизически много слабее, чем в Комсомольском и Кавалеровском районах. Это связано с широким развитием вулканических депрессионных структур, где мощность вулканитов достигает 1,0-2,5 км, а прорывающие их гранитоидные интрузии не создают характерных сводовых поднятий типа интрузивно-купольных структур.
В Ям-Алинском районе контактовый метаморфизм четко отображается в полях электрических сопротивлений (10 000-20 000 Ом • м) за счет широкого развития ороговико-ванных пород. В поле ДТ участки ороговикованных пород чаще отличаются повышенным значением магнитных характеристик. В гравитационном поле район соответствует минимуму Дg.
Для поисков и локализации рудных объектов наиболее благоприятны зоны околоруд-но-метасоматических изменений вмещающих пород. Они, как правило, характеризуются пониженными значениями р, р , ж, повышенными п, ц, ц и ДУЕП и целым рядом других петрофизических признаков.
Физические свойства метасоматитов определяются околорудными изменениями вмещающих пород, среди которых наибольшее значение имеют окварцевание, орогови-кование, каолинизация, аргиллизация, серицитизация, хлоритизация, пропилитизация, турмалинизация, графитизация, сульфидизация, эпидотизация, грейзенизация, серпенти-низация, амфиболизация, альбитизация.
Систематизация конкретных данных о петрофизических и геофизических характеристиках метаморфических пород оловорудных районов юга Дальнего Востока позволила
Тренды изменения физических свойств при разных типах рудно-метасоматических процессов
Физические
характеристики
пород
а
О
и
а
а
з
тиз
и
п
и
п
о
р
С
и
£
иза
ити
и
а
а
з
и
д
и
&
л
&
«
и
а
а
з
и
я
и
д
и
п
О
и
а
ю
и
&
Плотность
Пористость
Скорость упругих волн
Магнитная
восприимчивость
Естественная
остаточная
намагниченность
Удельное
электрическое
сопротивление
Поляризуемость
Естественная
радиоактивность
Теплопровод-
ность
Удельная
теплоемкость
+ + + + +
+ + — —
__ ?
+ + +
+ + + + +
+
+
+
+ +
+
+ +
+
+ +
+ +
+ +
+ +
Примечание. (+) - увеличивается, (—) - уменьшается, (?) - зависит от изменения вещественного состава.
разработать сводную матрицу трендов изменения физических свойств пород в условиях воздействия на них каждого из указанных выше метаморфических и рудно-метасомати-ческих процессов (см. таблицу).
Заключение
Впервые на огромном объеме исходной петрофизической и геофизической информации показана зависимость физических свойств горных пород основных оловорудных районов юга Дальнего Востока России от воздействия на них процессов регионального, контактового и рудно-метасоматического типов метаморфизма.
Разработана сводная матрица трендов изменения физических свойств пород раздельно для каждого типа физических свойств и каждого типа метасоматических процессов. Представленная сводка может оказать существенную помощь при проведении геологогеофизических картировочных и поисково-оценочных работ, изучении районов не только оловорудного, но и другого металлогенического профиля.
ЛИТЕРАТУРА
1. Когарко Л.Н. Роль глубинных флюидов в генезисе мантийных гетерогенностей и щелочного магматизма // Геология и геофизика. 2005. Т. 46, № 12. С. 1234-1245.
2. Копылов М.И. Особенности глубинного строения Комсомольского района и оловорудная минерализация // Тихоокеанский рудный пояс: материалы новых исследований. Владивосток: Дальнаука, 2008. С. 121-131.
3. Копылов М.И., Плотницкий Ю.Е., Родионов С.М. и др. Хингано-Олонойский оловорудный район: геологогеофизические характеристики, рудоносность, проблемы развития сырьевой базы. Владивосток; Хабаровск: ДВО РАН: МПР РФ, 2004. 251 с.
4. Коростылев П.Г., Гоневчук В.Г., Кокорин А.М. и др. Металлогения олова юга Дальнего Востока // Геология и металлогения рудных районов Дальнего Востока. Владивосток: ДВНЦ АН СССР, 1985. С. 17-27.
5. Критерии и методика комплексной оценки рудных районов. М.: Недра, 1982. 181 с.
6. Размахнин Ю.Н., Размахнина Э.М. Систематика, зональность и металлогеническое значение метасоматитов оловоносных полей Сихотэ-Алиня // Геол. рудн. месторожд. 1970. № 1. С. 52-53.
7. Родионов С.М. Металлогения олова Востока России. М.: Наука, 2005. 327 с.
8. Романовский Н.П., Гурович В.Г., Копылов М.И. Комплексные петрофизические исследования в Комсомольском рудном районе // Тихоокеан. геология. 1988. № 6. С. 78-82.
9. Романовский Н.П. Петрофизика гранитоидных рудно-магматических систем Тихоокеанского пояса. М.: Наука, 1987. 191 с.
10. Физические свойства горных пород Дальнего Востока. Ч. 1. Владивосток: ДВО РАН, 1987. 212 с.
