CC BY
65
Геофизика
УДК 550 382.4: 550.065
ВОЗМОЖНОСТИ МАГНИТОМЕТРИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ КВАРЦ-ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, ЛОКАЛИЗОВАННЫХ В ИНТРУЗИВНЫХ ПОРОДАХ
Л.Я. Ерофеев
Томский политехнический университет E-mail: geof@tpu.ru
Рассмотрена структура приращений индукции магнитного поля кварц-золоторудной площади, определены характерные черты изменения индукции, связи её с геологическим строением, и круг геологических задач, которые могут быть решены с помощью магнитометрии при изучении золоторудных месторождений.
Ключевые слова:
Магнетизм, индукция магнитного поля, золоторудные месторождения, методика разведки.
Кварц-золоторудные месторождения относятся к наиболее распространённому на территории России геолого-промышленному типу месторождений, многие из них эксплуатируются длительное время - более ста лет, известен ряд законсервированных месторождений со слабо изученными флангами и многочисленные рудопроявления [1-3].
Всё это создает благоприятные условия для оценки эффективности разведки подобных месторождений золота различными методами и определяет необходимость таких исследований [4-7].
Изучение структуры магнитного поля рудных полей этих месторождений позволило установить следующее [7]:
• в изменениях приращений амплитуды индукции магнитного поля на рудоносной площади отчётливо выделяются устойчивые группы коррелированных возмущений, рис. 1, которые с определённой долей условности, можно разделить (для приведённого примера) на три группы - низко-(<0,01 к/м), средне- (0,01...0,03 к/м) и высокочастотные (>0,04 к/м) коррелированные колебания;
• магнитное поле в целом и особенно среднечастотные коррелируемые аномалии его обладают ярко выраженной анизотропией, рис. 2;
• функция распределения плотности вероятности приращений индукции рудоносной площади всегда положительно ассиметрична и удовлетворительно описывается логнормальным законом распределения, рис. 3;
• энтропия изменений приращения индукции магнитных полей золоторудных месторождений велика, нормированное значение её близко к единице, рис. 3.
Dz(f)
Колебаний на метр
Р
s
Приращение индукции
Рис. 1. Графики спектральной плотности дисперсии (а) и плотности вероятности (б) приращений индукции для разных расстояний (2...20 м) между точками отсчета индукции магнитного поля Апрелковского месторождения (Восточное Забайкалье)
Выявление характерных черт структуры магнитных полей, во-первых, позволило, отделяясь от специфических для каждого конкретного месторождения деталей их геологического строения, изучать природу устойчивых изменений в магнитном поле, которые связаны с общими особенно-
стями геологического строения рудных полей кварц-золоторудных месторождений. Во-вторых, стало возможным подходить дифференцированно к изучению природы изменения индукции магнитного поля на совершенно новом уровне, принимая во внимание не отдельные случайные аномалии разного порядка или другие специфические для какого-то месторождения различные особенности в изменении индукции, а определенные классы, устойчиво проявляющиеся на всех рудных полях золота рассматриваемого типа. Наиболее важным из выявленных черт магнитных полей является «импульсное» или как бы квантовое строение, отражающееся в спектральной плотности дисперсии амплитуды и анизотропии изменений поля.
Рис. 2. Диаграммы направленности: 1) изолиний приращений индукции, 2) рудных жил и 3) даек на Центральном месторождении. Римские цифры - направления систем трещиноватости. Диаграмма 1 построена по планам изолиний 117 площадок микросъёмки (пл. 20x20, шаг измерения 2 м, сечение изолиний 5 нТл), 2 и 3 - по геологической карте масштаба 1:5000
Многолетние петромагнитные работы, включающие полевые и лабораторные исследования, выполненные с целью определения природы устойчивых вариаций магнитного поля кварц-золоторуд-ных месторождений, позволили установить [8, 9]:
• низкочастотные магнитные аномалии обусловлены «первичной» неоднородностью магнитной восприимчивости рудовмещающих пород гранодиоритового ряда, контрастность вариаций которой существенно усилена в процессе гидротермальных преобразований пород, главным образом, за счет снижения восприимчивости изначально слабо или менее магнитных
лейкократовых образований по отношению к меланократовым разностям; низкочастотная группа аномалий контролирует характер распределения оруденения в пределах рудного поля - в области более магнитных пород локализуется основная масса кварц-золоторудных жил и, как правило, все крупные стволовые жилы, рудовмещающие структуры жил по выходе из магнитных образований резко снижают продуктивность, рис. 4;
100 0 100 200
Рис. 3. Вариационные кривые приращений индукции магнитного поля: а) Ключевского, б) Центрального и в) Апрелковского месторождений. N - число значений приращений индукции, Н - значение нормированной энтропии изменений магнитной индукции
100 0 100 м
I_________I_____________I
Рис. 4. План изолиний (нТл) приращений индукции магнитного поля и схема расположения рудных жил Апрелковского месторождения. Кружки с цифрами - скважины и их номера, Тр - траншея
• среднечастотные коррелированные возмущения магнитной индукции обязаны магнитным неоднородностям, связанным с рудными телами, дайковыми образованиями и тектонически-
ми нарушениями, создающими соизмеримые аномалии индукции; тектонические нарушения обычно сопровождаются понижением индукции в месте их локализации, вследствие слабой магнитной восприимчивости разрушенных, подверженных воздействию богатой кислородом воды пород, в которых основной ферромагнетик-магнетит - окисляется, превращаясь в практически немагнитный гематит; подобным образом фиксируются в поле дайковые породы с той лишь разницей, что над дайками может отмечаться простое повышение или понижение индукции в зависимости от магнитной восприимчивости их по отношению к вмещающим породам;
кварц-золоторудные жилы сопровождаются сложной линейно вытянутой аномалией, ход изменения магнитной индукции вкрест простирания которой в общем случае изменяется следующим образом: вначале индукция снижается, затем возрастает и непосредственно над рудным телом резко падает, далее ход изменения индукции вкрест жилы в общих чертах зеркально повторяется, по простиранию аномалия испытывает существенные изменения, относительно устойчивым остаётся только центральный минимум, рис. 5; так же изменяется магнитная восприимчивость пород в околожильном пространстве; центральному минимуму соответствует собственно немагнитное рудное тело и прилегающий слой низкотемпературных немагнитных метасоматитов, толщина которого во много раз превосходит толщину жилы, рис. 6;
и создает участки повышенной магнитной восприимчивости; природа боковых минимумов магнитной восприимчивости пород в около -жильном пространстве к настоящему времени остается неопределенной;
Рис. 5. Магнитное поле над рудной жилой Центрального месторождения
• боковой максимум обязан проявлению воздействия начальных этапов высокотемпературного метаморфизма пород, при котором идёт разложение роговой обманки и биотита с выделением мелкокристаллического, относительно чистого в отношении примесности титана, сильно магнитного магнетита, который, наряду с реликтовым, ещё не разложившимся магнетитом,
1/^11 |/^Ф | + ++|4 ГЛ +|5 Г,к1к|б \ж \
Рис. 6. Результаты микромагнитной съёмки и документации полотна канавы, вскрывшей жилу Лотерейную Центрального месторождения; 1~3) изолинии индукции полож, нулев. и отр, соответственно; 4) гранодио-рит, 5) разрушенный с интенсивной трещиноватостью гранодиорит; 6) разрушенный и каолинизиро-ванный гранодиорит; 7) кварцевая жила. Площадка № 117 (20x20 м, шаг измерения 2 м, точность 1 нТл)
• интенсивность центрального минимума и его размеры тесно связаны с продуктивностью рудного тела: наиболее богатые участки жилы соответствуют глубоким и широким возмущениям индукции, а наиболее контрастные аномалии над жилой отмечаются, при прочих равных условиях, когда она срезана на уровне продуктивной части, прикорневые и верхние выклинивающиеся участки рудных тел в магнитном поле практически не проявляются;
• анизотропия магнитных полей кварцево-жильных месторождений отражает характер простирания структурных элементов рудного поля разного уровня, включая элементы прототектоники, рис. 2.
Приведенные выше сведения о структуре магнитного поля и природе изменений напряженности позволяют очертить круг геологических задач, которые могут быть решены с помощью магнитометрии при изучении рудных полей кварцевожильных месторождений золота, определить методику магнитометрических работ.
Возможности магнитометрии, как это следует из структуры магнитного поля, существенно зависят от масштаба съёмки.
При наземных съёмках масштаба 1:10000 -1:2000 в магнитном поле типичных промышленно
значимых рудных полей кварц-золоторудных месторождений обычно уверенно фиксируются низкочастотные и частично среднечастотные аномалии, что позволяет: 1) наметить границы рудоносной площади (рудного поля); 2) определить возможные места преимущественной локализации кварц-золотоносных жил; З) схему структурного строения рудоносной площади; 4) определить местоположение различных комплексов пород и их взаимоотношения (последнее по формам проявления контактов в магнитном поле).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Фосс Г.В. Золото. - М.: Госгеолтехиздат, 196З. - 174 с.
2. Ерофеев Л.Я. Геофизическая систематика геолого-промы-шленных типов золоторудных месторождений Сибири // Новые идеи в науках о Земле: Труды VII Междунар. конф. - Москва, 5-22 апр. 2005 г. - М.: Изд-во КДУ, 2005 г. - С. 150-152.
3. Кривцов А.И., Яковлев П.Д. Структуры рудных полей и месторождений, металлогения и прогноз рудоносности. - М.: Недра, 1992. - З8З с.
4. Спиридонов А.М., Зорина Л.Д. Геолого-промышленная характеристика золоторудных месторождений Читинской области. - М.: Недра, 1991. - З85 с.
5. Ерофеев Л.Я. Петрофизические предпосылки прогноза золо-то-кварц-сульфидного оруденения по данным магнитометрии // Новые идеи в науках о Земле: Труды VIII Междунар. конф. -Москва, 10-1З апр. 2007 г. - М.: Изд-во РГГУ, 2007. - С. 8З-85.
6. Новожилов Ю.И., Гаврилов А.М. Типизация золоторудных месторождений складчатых областей миогеосинклинального типа // Руды и металлы. - 1995. - № 5. - С. 54-71.
На стадии детального изучения рудных полей целесообразно использовать высокоточные (не менее 1...2 нТл) измерения индукции магнитного поля с шагом 2...3 м в виде отдельных профилей и площадок (20x20) - (30x30) м микромагнитных измерений. По данным таких съёмок можно выделить и проследить по простиранию наиболее крупные стволовые жилы, определить их морфологию и относительную продуктивность на уровне среза дневной поверхности, составить схему развития элементов трещинной тектоники и макротектоники.
7. Чебаков Г.И., Рощектаев П.А. Комплекс геофизических методов при поисках коренных месторождений золота в Восточном Саяне // Горно-геологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науки и производства: Матер. научн.-техн. конф. -Томск: Изд-во ТПУ, 2001. - С. 171-175.
8. Ерофеев Л.Я. Магнитное поле и природа аномалий на месторождениях золота. - Томск: Изд-во Томского университета, 1989. - 157 с.
9. Ерофеев Л.Я. Физические свойства пород и оруденение золо-то-кварц-сульфидных месторождений // Золото Сибири и Дальнего Востока: Труды III Всеросс. симп. с международным участием. - Улан-Удэ: Изд-во бНц СО РАН, 2004. - С. 71-73.
Поступила 17.04.2008 г.
