Применение электротомографии методом вызванной поляризации при решении рудопоисковых задач на пильненском рудном поле (Забайкальский край)

Калганов Александр Сергеевич; Юдицких Евгений Юрьевич; Оленченко Владимир Владимирович

УДК 550.837.3

ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИИ МЕТОДОМ

ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПРИ РЕШЕНИИ РУДОПОИСКОВЫХ ЗАДАЧ НА ПИЛЬНЕНСКОМ РУДНОМ ПОЛЕ (ЗАБАЙКАЛЬСКИЙ КРАЙ)

Александр Сергеевич Калганов

Забайкальский государственный университет, 672039, Россия, г. Чита, ул. Александро-Заводс-кая, 30, аспирант, e-mail: [email protected]

Евгений Юрьевич Юдицких

Забайкальский государственный университет, 672039, Россия, г. Чита, ул. Александро-Заводс-кая, 30, кандидат геолого-минералогических наук, заведующий базовой кафедрой геофизики, тел. (302)235-70-54, e-mail: [email protected]

Владимир Владимирович Оленченко

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, зав. лабораторией геоэлектрики, тел. (383)330-79-08, e-mail: [email protected]

Обсуждаются данные, полученные в ходе проведения работ методом электротомографии ВП при поисках промышленного золотого оруденения на одном из перспективных участков. Анализ графиков и разрезов удельного электрического сопротивления и поляризуемости, а также 3Б-модели позволил выделить в плане и на глубине различные комплексы пород, тектонические нарушения и зоны вероятной золоторудной минерализации, связанные с разломными зонами и дайковым комплексом.

Ключевые слова: электротомография, метод сопротивлений, метод вызванной поляризации, геоэлектрический разрез, 3Б-модель, золотое оруденение.

THE APPLICATION OF ELECTRICAL RESISTIVITY TOMOGRAPHY INDUCED POLARIZATION METHOD TO SEARCH FOR ORE ON PILNENSKI ORE FIELD (TRANS-BAIKAL TERRITORY)

Alexander S. Kalganov

Zabaikalsky State University, 672039, Russia, Chita, 30 Alexandro-Zavodskya St., Ph. D. student, e-mail: [email protected]

Eugene Yu. Yudiskih

Zabaikalsky State University, 672039, Russia, Chita, 30 Alexandro-Zavodskya St., Ph. D., Head of the Laboratory of Geophysics, tel. (302)235-70-54, e-mail: [email protected]

Vladimir V. Olenchenko

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Ph. D., Head of the Geoelectrical Laboratory, tel. (383)330-79-08, e-mail: [email protected]

Discusses the data obtained in the course of work by ERT for industrial gold mineralization conducted on the promising ore sector. The analysis of the spatial distribution of electrical resistivity and induced polarization with the use of geoelectric sections and 3-D models allowed mapping in

the plan and the depth position of various complexes of rocks. Tectonic faults and zones of potential gold mineralization associated with the dyke complex.

Key words: electrical resistivity tomography, resistivity method, induced polarization method, geoelectric section, 3-D model, gold mineralization.

Метод вызванной поляризации (ВП) показал высокую эффективность при поисково-разведочных работах на твердые полезные ископаемые. Он позволяет выделять породы, содержащие электронопроводящие минералы, присутствие которых является поисковым признаком гидротермально или метасоматически измененных пород, часто вмещающих рудные тела [1].

Метод ВП основан на изучении вторичных электрических полей, источником которых являются физико-химические процессы, возбуждаемые в геологической среде электрическим током. Интенсивные поля ВП создаются над средами, содержащими рудные (электронопроводящие) минералы. Во время пропускания тока на поверхности рудных минералов происходят физические превращения и химические реакции, приводящие к поляризации среды. После отключения тока в среде начинает устанавливаться равновесие, проявляющееся в спаде вторичного электрического поля и наличии на приемных электродах спадающей разницы потенциалов Дивп. Различают быстрые и медленные процессы ВП. Первые протекают в микромиллисекундном временном диапазоне, вторые - в течение секунд, часов. Скорость спада переходной характеристики ВП во времени определяется электрохимическими свойствами геологической среды. Она несет информацию о минеральном составе рудного тела и зональных изменениях в контурах месторождений [2].

Электротомография методами сопротивлений и вызванной поляризации является одним из самых эффективных инструментов для поиска твердых полезных ископаемых [3, 4]. Нами электротомография методом ВП использовалась на одном из рудных месторождений Восточного Забайкалья.

Пильненское рудное поле локализуется в Карийском рудном узле. Золоторудная минерализация одного из участков Пильненского рудного поля приурочена к дайковым телам гибридных кварцевых порфиров (кварцевых диоритовых порфиритов). Как по простиранию, так и по падению дайки гибридных кварцевых порфиров характеризуются протяженностью свыше 1 км, выдержанной мощностью (3-20 м), на отдельных участках они содержат наложенную золоторудную минерализацию, а на других контролируют ее развитие. Коренные породы перекрыты чехлом рыхлых отложений мощностью от первых до 10-15 м и более (в долинах рек) [5].

Исследования методом ЭТ-ВП были проведены на участке, расположенном в южной части рудного поля. Девятнадцать профилей в северной части участка проходили в северо-восточном направлении вкрест простирания основных геологических структур и располагались на расстоянии 10 м друг от друга, длина профилей составляла 645 м. Южная часть участка исследована девятью профилями длиной 950 м, расстояние между профилями составило 40 м.

Измерения выполнены аппаратурой Скала-64, разработанной в ИНГГ СО РАН и изготавливаемой в ООО «КБ Электрометрии». При измерениях применялись прямая и встречная трехэлектродные установки. Параметры ВП оценивались во временном диапазоне 20-160 мс. Рассчитывалась заряжаемость (С) среды. Для обработки, интерпретации и визуализации данных электротомографии были использованы программы Rippp, Res2Dinv, Res3Dinv и Уох1ег.

На рис. 1, а показаны графики кажущегося УЭС (рк) и кажущейся заряжа-емости (Ск) по профилю № 4, пересекающему разведочную канаву на интервале профиля 375-525 м.

Рис. 1. Графики кажущихся УЭС (рк) и заряжаемости (Ск) для прямой и встречной установок (а), геоэлектрический разрез (б) и разрез поляризуемости (в) по результатам 2Э-инверсии данных электротомографии (прямая установка АМЫ)

Графики параметров приведены для прямой (ЛЫК) и встречной (MNB) трехэлектродных установок для разноса А0=30 м. При таких разносах глубина исследований составляет около 10 м. На графиках кажущегося УЭС «прямыми» пересечениями выделяются зоны низкого УЭС №№ 1, 2. В выделенных зонах отмечаются аномалии заряжаемости до 17 мс на фоне 8 мс. Выделенные аномальные участки связаны с тектоническими нарушениями и золотосульфидной минерализацией, т. е. представляют собой рудные зоны. Рудная зона № 2 на рис. 1, а вскрыта канавой. Здесь установлена дайка гибридных диорит-порфиров, внедрившаяся по разлому. В зальбандах дайки присутствует сульфидная минерализация.

Кроме выделенных локальных аномалий необходимо отметить область пониженного УЭС в начале профиля (50-100 м), сопровождающуюся протяженной аномалией поляризуемости (50-150 м). «Обратное» пересечение графиков прямой и встречной установок на пк 100 м связано с линзой льдистых много-летнемерзлых пород, однако наличие аномалии ВП говорит о присутствии в этой зоне сульфидной минерализации. Мы уверены, что повышенная поляризуемость связана именно с электронопроводящими минералами (сульфидами), а не с мерзлотой, так как мерзлые породы поляризуются на ранних - порядка 0,1 мс - временах [2], а заряжаемость среды в данном случае оценивается во временном интервале 20-160 мс.

Ниже графиков показаны разрезы УЭС и заряжаемости (рис. 1, б, в), построенные по результатам двумерной автоматической инверсии данных прямой (АМ№) установки. На разрезе УЭС крутопадающими зонами низкого сопротивления выделяются тектонические нарушения, перспективные на оруде-нение. Отчетливо проявляются зоны на пк 150-200 и 400 м. Высокое УЭС вмещающей толщи обусловлено не только составом (граниты), но и мерзлым состоянием пород.

В интервале 375-525 м хорошо заметно, что присутствие разведочной канавы привело к протаиванию ММП, что выразилось в уменьшении УЭС с десятков тысяч до 1000-2000 Ом-м. В начале профиля в интервале 0-200 м разрез характеризуется пониженным УЭС, что является признаком зоны дробления. На разрезе заряжаемости в этой области отмечается повышение параметра С до 24 мс на фоне 20 мс. Максимальная заряжаемость (до 40 мс) характерна для пород на интервале 400-600 м. Здесь профиль по касательной пересекает Пиль-ненский широтный разлом, и присутствие бедной сульфидной минерализации в зоне разлома отмечается повышением заряжаемости.

На рис. 2 показана 3D-модель участка исследований. Вмещающие граниты характеризуются очень высоким (от 5 до 100 и более кОм-м) УЭС. Среди этой высокоомной толщи зонами низких УЭС (от 2 кОм-м и ниже) выделяются зоны дробления, по которым происходило внедрение рудононосных гидротермальных растворов. Объемная модель дает возможность локализовать перспективные на золото участки в пределах площади исследований.

Рис. 2. Объемная модель УЭС на участке исследований по данным ЭЭ-инверсии. Пильненское рудное поле

Таким образом, в результате исследований установлено, что по данным ЭТ рудные зоны, приуроченные к зонам дробления, выделяются локальными аномалиями пониженного УЭС. В некоторых случаях аномалии УЭС сопровождаются аномалиями заряжаемости, вызванными сульфидной минерализацией. Объемная модель распределения УЭС дает возможность проследить особенности строения рудных зон, оконтурить перспективные участки и с учетом данных опробования разведочных канав оценить прогнозные ресурсы площади исследований по категории Pi.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Коробейников А.Ф. Прогнозирование и поиски месторождений полезных ископаемых: учебник для вузов. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. -253 с.

2. Карасев А.П., Птицын А.Б., Юдицких Е.Ю. Быстрые переходные процессы вызванной поляризации. - Новосибирск: Наука, 2005. - 291 с.

3. Куликов В.А., Бобачев А.А., Яковлев А.Г. Применение электротомографии при решении рудных задач до глубин 300-400 м // Геофизика. - 2014. - № 2. - С. 39-46.

4. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации / А.А. Бобачев, А.А. Горбунов, И.Н. Модин, В.А. Шевнин // Приборы и системы разведочной геофизики. - 2006. - № 2. - С. 14-17.

5. Изучение условий локализации золотого оруденения формации средних глубин на ряде месторождений Балейского и Карийского районов с целью его прогнозирования на глубину. Окончательный отчет по теме / В.Е. Тупяков, Д.И. Розов, М.М. Озерова и др. - Чита: ЗабНИИ, 1981 - 293 с.