CC BY
493. Антипин И. И., Антипин И, И в., Погребня В.В. К проблеме методики шлихоминералогических поисков полезных ископаемых на закрытых территориях // Мат. Международной конф. 14—18 октября 2002 г. «Проблемы геодинамики и мине-рагении Восточно-Европейской платформы». -Воронеж, 2002. - С. 124-127.
4. Коптиль В.И. Типоморфизм алмазов севе-ро-востока Сибирской платформы в связи с проблемой прогнозирования и поисков алмазных месторождений: Автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук. - Новосибирск, 1994.
5. Зинчук H.H., Коптиль В.И., Борис Е.И. Среднемасштабное районирование территории Центрально-Сибирской алмазоносной субпро-
винции по типоморфным особенностям алмазов // Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения. - Воронеж: Воронежский госуниверситет, 2001. - С. 337-357.
6. Орлов Ю.Л. Минералогия алмаза. 2-е изд. -М.: Наука, 1984.
7. Коптиль В.И., Биленко Ю.М., Жихарева В. П. и др. Типоморфизм алмазов из кимберлито-вых тел и россыпей Сибирской платформы по данным их комплексного исследования как один из критериев регионального и локального прогноза // Основные направления повышения эффективности и качества геологоразведочных работ на алмазы: Тез. докл. VI Всесоюзного совещания. - Иркутск, 1990. - С. 289-291.
УДК 550.834.05 (571.56)
Сейсморазведочные исследования МОВ-ОГТ при решении прогнозно-поисковых задач на алмазы
Я.Я. Биезайс], С.Ф. Бессмертный
В центральной части Якутской алмазоносной провинции с целью изучения особенностей строения земной коры в районах Далдынского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей проведены региональные сейсморазведочные наблюдения МОВ-ОГТ. Обработка материалов осуществлялась с использованием компьютеризированных технологий нового поколения в соответствии с концепцией о сейсмической гетерогенности консолидированной коры. По результатам анализа кинематических и динамических параметров построенных сейсмических картин в районах исследованных объектов выделены контрастные транскоровые аномалии поля рассеянных волн, которые формируются на контактах скоростных неоднородностей базит-ультрабазитового и базит-кимберлитового состава. Выделенные аномалии отождествляются с субвертикальными глубинными кимберлитообразующими системами гетерогенного типа и, по данным сейсмогеологического моделирования, характеризуются повышенной перспективностью на обнаружение алмазопродуктивных проявлений кимберлитового магматизма в комплексах терригенно-карбонатных образований платформенного чехла.
in the central part of the Yakutian diamondiferous region the regional seismic survey observations by method of common depth point wave reflection have been executed to study peculiarities of ground structure in Daldynsky and Alakit-Markhinsky kimberlitic fields. According to the concept of seismic heterogeneity of consolidated crust processing of the observation data was made up using a new generation computerized technologies. The results of cinematic and dynamic parameters of the obtained seismic images have led to discovery of the contrastive transcore anomalies of the scattered wave field in the area of the explored objects. They form on the contacts of rapid discontinuities of Basit-Ultrabasit and Basit-Kimberlitic compound. The anomalies discovered are related to subvertical deep kimberlite forming systems of heterogenic type. According to the seismic survey modeling data they are characterized by higher possibilities for the discovery of the diamond productive traces of kimberlitic magmatism in the complexes of trigger-carbonations formations of the platform shield.
Изучение особенностей строения и петрофизи- зопродуктивных кимберлитовых полей, выявлен-ческих характеристик земной коры в пределах алма- ных в центральной части Якутской алмазоносной
-3--провинции (ЯАП), и определение их глубинных
БИЕЗАЙС Ян Янович - к.г.-.м.н., в.н.с.ЯНИГП вещественно-индикационных признаков являются ЦНИГРИ АК «АЛРОСА»; БЕССМЕРТНЫЙ Сергей „„„Г™ - -
Филимонович - ст. инженер ЯНИГП ЦНИГРИ АК актуальной проблемой современной геологии, кото-
«АЛРОСА». рая имеет практическое значение при проведении
прогнозно-поисковых исследований на потенциально перспективных территориях Сибирской платформы. Как показывает анализ, в процессе решения этой проблемы получены интересные данные о глубинном строении ряда кимберлитовых полей на основе рассмотрения материалов региональных гра-вимагнитных съемок и наблюдений методами ГСЗ и МТЗ [1-3]. На прогнозных моделях, построенных в результате интерпретации этих материалов, в зонах развития изученных объектов выделяются мантий-но-коровые диапиры, соответствующие вероятным палеомагматическим очагам на глубинах 30-45 км. Однако из-за относительно низкой разрешающей способности реализованных методов исследований в процессе физико-геологического моделирования
108'
114" 120"
126"
не удалось достаточно надежно реконструировать особенности строения земной коры и идентифицировать параметры кимберлитообразующих систем между глубинными очагами и структурами платформенного чехла, в которых локализуются диат-ремы кимберлитов.
Для адекватного решения этой задачи с использованием компьютерных технологий нового поколения осуществлены обработка и интерпретация материалов региональных опытно-производствен-ных сейсморазведочных наблюдений МОВ-ОГТ, выполненных по профилям общей протяженностью 405 пог. км в 1988-1994 гг. Чернышевской экспедицией АК «АЛРОСА» в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе (рис. 1).
По результатам анализа сейсморазведочных материалов МОВ-ОГТ, зарегистрированных в районе по предварительно подготовленной региональной сети профилей, полевые записи отличаются высокой динамической выразительностью и информативностью.
□ ю
Рис. 1. Структурно-тектоническая схема северо-востока Сибирской платформы:
1-3 - контуры структур: 1 - надпорядковых;
2 - суперпорядковых; 3 - первого порядка: 1 - На-канновский выступ, 2 - Мирнинский выступ,
3 - Вилючанская седловина, 4 - Ыгыатгинская впадина, 5 - Сунтарский свод, 6 - Кемпендяйская впадина, 7 - Уринский выступ, 8 - Сюгджерская седловина, 9 - Тангнарынская впадина, 10 - Хапча-гайский мегавал, 11 - Лунгхинско-Келинский ме-гапрогиб; 4 - выходы кристаллического фундамента на поверхность и под пермские или юрские отложения; 5 - зоны выклинивания терригенных вендских (А) и триасовых (Б) отложений на поверхности и под более молодыми осадками; 6 - основные региональные разломы по геолого-геофизическим данным; 7 - разрывные нарушения, установленные сейсморазведкой и подтвержденные бурением; 8 - зоны шарьяжных перекрытий; 9 - контуры кимберлитовых полей по геолого-геофизическим данным: 1 - Далдынского, И - Ала-кит-Мархинского; 10-исследованная площадь
В волновых полях достаточно надежно выделяется ряд целевых волн на различных гипсометрических уровнях платформенного чехла. В пределах некоторых участков, соответствующих кимберлитовым полям, на сейсмических картинах в интервале времен, соответствующих консолидированной коре, наблюдаются композиции квазиконформных осей синфазности. Все это свидетельствует о том, что разрез исследованной площади характеризуется определенной локальной скоростной неоднородностью. Для уверен-
ного выделения данных неоднородностей и исследования особенностей глубинного строения среды полевые сейсморазведочные материалы проанализированы с применением компьютерных технологий нового поколения в соответствии с концепцией [4] о сейсмической гетерогенности земной коры. Согласно последней, в консолидированной части коры идентифицируются ассоциации скоростных неоднородностей, имеющих самую разнообразную геологическую и геодинамическую природу. В процессе их
классификации по иерархическим уровням и размерам (2ё) в рассмотрение введен важнейший сейсмический параметр Бфр - сечение первой зоны Френеля. По отношению к данному сечению в структуре коры выделяются мелкомасштабные (2с1 < 0,3 Г)фр) и среднемасштабные (2с1 ~ Офр) неоднородности. Мелкомасштабные неоднородности, как установлено в результате анализа геолого-геофизической информации, формируют общий статистический фон, где рельефно проявляется в основном вертикальная расслоенность разреза, определяемая составом и фазовыми изменениями вещества под воздействием температур и давлений. Необходимо отметить, что на больших глубинах абсолютные размеры мелкомасштабных неоднородностей, формирующих региональный фон, могут достигать одного 1 км и более.
С прогнозно-поисковой точки зрения повышенной информативностью при изучении особенностей строения среды отличаются локальные гетерогенные системы, в которых доминируют композиции среднемасштабных сейсмических неоднородностей. Эти системы наиболее реалистично отображают петрофизиче-ские характеристики разнообразных геологических объектов. Сейсмическая контрастность подобных систем определяется параметрами среднемасштабных элементов, плотностью и степенью упорядоченности их распределения в изученной среде. В результате рассмотрения представительных массивов экспериментальных материалов и данных физического моделирова-юз
20
25
30
35
40
СВ 45 км
3 ~
4.5
£
!
Т. с
^ * ' ч.чч
к' N > V _ ,4 * «¿-у»
¡4- с - ч „Л Ч'м. » 4 £ ^ 4 V
^ -V* ччЛ
о V» «ч % УЧА»,
ч » ч.
4 ^ V
п
\
14 .Л. Ч«Н
. ^ Ч ^ чГ ч ч ЧЧ4-^ Чч С 4 «Н
XV % ч ч.4 ^ N. '
\ ч V "
ч.ч
4 -Л ^
V
чО Ч ч- -
Рис. 2. Рассеянные волны, формирующие волновое поле транскоровой тектонической зоны на фрагменте временного резерва по профилю ПР126Г
ния установлено, что с такими системами связано формирование интенсивных пакетов рассеянных волн (рис. 2), при интерпретации которых появляется возможность реставрировать положения аномальных объектов в глубинном разрезе и изучить их структуру. Для идентификации данных объектов обработка полевых сейсмических записей осуществлялась в рамках трехэтап-ной схемы исследований. В рамках стандартного графа последовательно реализованы традиционные процедуры редактирования и предварительной обработки данных, включавшие ввод априорной статики и амплитудных поправок, коррекцию амплитуд и одноканальную фильтрацию сигналов, ввод априорных кинематических поправок и суммирование по ОГТ. В основу контроля вводимых статических и амплитудных поправок с оценкой уровня ослабления помех положен критерий устойчивости прослеживания опорного отражения от горизонта КВ. Для ослабления волн-помех, формируемых в ВЧР, а также разрешения поля рассеянных волн использовались разнообразные одномерные и про-странственно-временные фильтры. При этом параметры фильтров рассчитывались с учетом внесения минимально допустимых искажений в кинематику и динамику полезных сигналов.
В рамках второго этапа обработка сейсмических записей осуществлялась в интерактивном режиме. На данном этапе проводились: коррекция статических и кинематических поправок; ЭМО преобразование; построение вертикальных спектров скоростей и многоканальная фильтрация сигналов. Особое значение на рассматриваемом этапе обработки занимают кинематический и динамический (амплитудный, спектральный) анализ волнового поля временных разрезов ОГТ, выполняемый в интерактивном режиме с локализацией рассеянных волн по набору волновых признаков, а также составление прогноза на природу и положение в разрезе рассеивающих неоднородностей и гетерогенных систем.
На завершающем этапе анализа материалов выполнялись специальные операции, связанные с изучением интегральных амплитудных характеристик сейсмических записей на основе преобразования мигрированных разрезов в разрезы блоковых амплитуд. В процессе решения этой задачи, в соответствии с разработанными алгоритмами интерактивного графа, реализованы процедуры по матричному осреднению амплитуд волнового поля, их нормированию с целью приведения к единому энергетическому уровню и построению динамических разрезов рассеян-
ных волн. Полученные сейсмические картины характеризуются достаточно высокой разрешающей способностью и информативностью: на построенных разрезах адекватно выделяются два типа аномалий, значительно превышающих по интенсивности мелкомасштабный региональный фон. Выделенные аномалии отнесены к двум мощным гетерогенным системам в консолидированной коре - горизонтальной и субвертикальной.
В структуре волнового поля горизонтальной системы в нижней части разреза фиксируется динамически выразительная по интегральным амплитудным характеристикам региональная гетерогенная зона, в которой доминируют композиции относительно высокоскоростных средне-масштабных неоднородностей. В средней и верхней частях разрезов, соответствующих консолидированной коре, характер фонового сейсмического поля определяется статистическим рассеянием энергии на контактах мелкомасштабных неоднородностей. Однако это квазиоднородное сейсмическое поле в некоторых случаях осложнено ассоциациями среднемасштабных неоднородностей, образующих латеральные структуры гетерогенного типа. Данные структуры, как правило, картируются только в верхних частях разрезов. Кинематические и динамические параметры субвертикальной сейсмической системы на региональных пересечениях профилей надежно определяются и обусловлены контрастными линейными транскоровыми аномальными зонами гетерогенного типа. Они лока-
лизуются, как установлено в результате анализа геолого-геофизических материалов, в районах Алакит-Мархинского и Далдынского кимберли-товых полей.
При геологической интерпретации региональных и локальных составляющих волнового поля использовалась петроскоростная методика анализа сейсморазведочной информации. В процессе ее реализации анализировались динамические разрезы изоамплитуд рассеянных волн (рис. 3) и априорные геолого-геофизические материалы. По данным сейсмогеологического моделирования, в разрезе консолидированной части земной коры, между разделом Мохоровичича и поверхностью кристаллического фундамента, в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе выделяются два комплекса пород (рис. 4). В нижней части изученного разреза в основном доминируют ассоциации неоднородных образований гранулит-базитового комплекса, мощность которых по латерали изменяется от 5 до 15 км. На более высоких гипсометрических уровнях исследованного разреза, соответствующих средней и верхней частям консолидированной коры, отмечается комплекс гранитогнейсовых пород. Его мощность в районе изученных объектов достигает 35-40 км. Как установлено в процессе рассмотрения материалов моделирования, идентифицированные региональные комплексы горных пород в эпицентрах Далдынского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей с сейсмо-геологической точки зрения являются существенно тектонизированными.
ЮЗ пр бг
40 30 20 10
Алакит-Мархинское
Далды некое
Н, км
Рис. 3. Динамический разрез изоамплитуд рассеянных волн по профилям ПР 6Г, ПР 126Г, ПР 6/1 ПР 6/2
Алакит-М архинекое
Далдынское
юз
40 30 20
ПР6Г | ПР 126Г )
ПР29Г ПР6А
10~П 10 20 30 40
св
ПРЗ
ПР1
ПР 6/2
„ ,„-, ПР2
90 км
Н, км
А-Ь Б + ...............чту:'": -НУ а! Б// // 8 ' * 9 6,9
1 7 * . ■ 4 Ь Ь 7 +0,5-0,7
• 1 . I- • * - - **
Рис. 4. Петролого-сейсмический разрез по профилям ПР 6Г, ПР 126Г, ПР 6/1, ПР 6/2:
1 - терригенно-карбонатные образования платформенного чехла; 2 - гранитогнейсовый комплекс: среднемасштабно-неоднородный (А), мелкомасштабно-неоднородный (Б); 3 - гранулит-базитовый комплекс; 4 - образования верхней мантии; 5 - породы базит-ультрабазитового состава, выделенные в нижней и средней частях консолидированной коры; 6 - прогнозируемые ассоциации базит-кимберлитовых пород тектоно-магматических зон, развитых в образованиях гранитогнейсового комплекса; 7 - сингулярные неоднородности, интерпретируемые как локальные взрывные структуры; 8 - разрывные нарушения: платформенного чехла (А), глубинные (Б); 9 - предполагаемые деструктивные границы в консолидированной части земной коры; 10 - значения скорости продольных волн и величина их флуктуаций, км/с
Уда А
/ I 5
703ь
5
Рис. 5. Схема транскоровых зон гетерогенного типа, выделенных в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе по данным сейсморазведочных исследований МОВ-ОГТ:
1 - транскоровые зоны гетерогенного типа: ДА - Далдынская, АМ - Алакит-Мархинская; 2 - кимберлитовые трубки; 3 - контуры кимберлитовых полей по геологическим данным: 1 - Далдынского, II - Алакит-Мархинского; 4 - параметрические скважины и их номера; 5 - региональные сейсморазведочные профили и их номера
В изученном разрезе здесь прогнозируются композиции гетерогенных образований с аномальными петрофизическими характеристиками. Данные композиции, по-видимому, представлены деструктивными коровыми породами с высокоскоростными включениями базит-ультрабази-тового состава. Вблизи поверхности кристаллического фундамента они локализуются в пределах Алакит-Мархинской и Далдынской транско-ровых зон, которые характеризуются северозападным и субмеридиональным простиранием, соответственно (рис. 5).
При сопоставлении этих данных с результатами детальных алмазопоисковых работ, в частности, установлено, что все известные в Далдынском и Алакит-Мархинском полях ким-берлитовые трубки, ряд аэрогеофизических аномалий и некоторые ореолы минералов-спутников алмаза и сами алмазы концентрируются в пределах выделенных зон гетерогенного типа. Все это свидетельствует о высокой остаточной ким-берлитоносности изученной площади, динамически связанной с выделенными аномальными зонами.
Таким образом, в результате обработки региональных полевых материалов МОВ-ОГТ построены сейсмогеологические разрезы, реалистично отражающие особенности структуры волнового поля, которое при генерации упругих колебаний формируется в среде на различных гипсометрических уровнях, между разделом Мо-хоровичича и терригенно-карбонатными отложениями платформенного чехла. Полученные результаты позволяют сделать следующие основные выводы:
1. Разноранговые глубинные неоднородности консолидированной коры Далдыно-Алакитского алмазоносного района надежно регистрируются на региональных профилях МОВ-ОГТ гетерогенными композициями поля рассеянных волн.
2. По данным сейсмогеологического моделирования, в пределах Далдынского и Алакит-Мархинского кимберлитовых полей прогнозируются транскоровые зоны гетерогенного типа, характеризующиеся субмеридиональным и северо-западным простиранием, соответственно. Нижние части транскоровых аномалий, отличающиеся повышенной концентрацией средне-
масштабных скоростных неоднородностей, отождествляются с образованиями типа мантийно-коровых диапиров, а их верхние части, где также рельефно идентифицируются ассоциации сред-немасштабных неоднородностей, представлены тектоно-магматическими зонами.
3. Транскоровая аномалия, соответствующая Алакит-Мархинскому кимберлитовому полю, в верхней части имеет тенденцию к разветвлению на две независимые области, которые могут отождествляться с обособленными кимберлитовыми полями.
4. Выявленные кимберлитовые трубки Далдынского, Алакит-Мархинского кимберлитовых полей и области, намеченной юго-западнее последнего, локализуются в пределах проекции на поверхность контуров выделенных транскоровых аномалий.
5. Обоснованный и опробованный на фактическом материале граф обработки и интерпретации данных региональных наблюдений МОВ-ОГТ может использоваться на этапе прогнозно-поисковых работ на алмазы при проведении производственных сейсморазведочных работ.
6. Полученные результаты сейсмогеологического моделирования позволяют говорить о прогнозно-поисковом значении региональных наблюдений МОВ-ОГТ и целесообразности применения таких исследований для выявления кимберлитоперспективных площадей в других районах ЯАП.
Литература
1. Романов H.H., Герасимчук A.B., Эринчек Ю.М. Особенности строения кристаллического фундамента в районах проявления кимберлито-вого магматизма // Тр. ЦНИГРИ. - 1989. - Вып. 237. - С. 25-29.
2. Суворов В.Д. Глубинные сейсмические исследования в Якутской кимберлитовой провинции. - Новосибирск: Наука, 1993. - С. 136.
3. Полторацкая О.Л. Глубинные геоэлектрические исследования в Якутии // Геофизика на рубеже веков. - Якутск, 2000. - С 21-25.
4. Караев H.A., Рабинович Г.Я. Рудная сейсморазведка. -М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2000. -С. 366.
