Технология поисков перспективных участков на вулканогенные месторождения колчеданного типа и локализации рудных тел

ООО «Радиоэкологическая лаборатория МГРТ»

456318, г.Миасс Челябинской области, пр.Октября, 17, офис 1

Тел. +7-9323054750, +7-9090837462, E-mail: geophis@mail.ru

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к результатам опытных работ в районе Узельгинского месторождения.

Введение.

Группой геофизиков ООО «Радиоэкологическая лаборатория МГРТ» 18-19 августа 2015 г были проведены опытные работы в районе Узельгинского месторождения, расположенного возле пос.Межозёрный Челябинской области. Целью данных работ была практическая проверка новой технологии поисков перспективных участков на вулканогенные месторождения колчеданного типа с локализацией рудных тел, которая сформировалась в результате проведения предприятием в 2013г поисковых работ на флангах Талганского месторождения.

Методика исследований и её обоснование.

Суть данной технологии сводится к следующему. На первом этапе, перспективная поисковая площадь любых размеров объезжается на автомобиле по всем имеющимся на ней шоссейным и просёлочным дорогам. При этом находящийся в салоне специально обученный оператор биолокации фиксирует все интервалы пересечений крупных биогефизических (БГФ) аномалий. Координаты точек пересечений их границ фиксируются с помощью GPS-навигатора. На втором этапе, все обнаруженные крупные аномальные зоны проверяются этим оператором путём проведения пешеходной БГФ съёмки. Наиболее оптимальным порядком проведения данных работ является картирование каждой такой аномалии, передвигаясь по её контуру, периодически входя и выходя в аномальную зону и отмечая через определённые интервалы координаты точек пересечения её границ. При этом «распутывая», порой очень сложные, узлы пересечений аномалий от различных источников. А удаётся это делать благодаря тому, что в своём взаимовлиянии они подчиняются строгим закономерностям.

В ходе проведённых ранее многочисленных исследований было установлено, что аномалии данного типа формируются, прежде всего, над разломами в скальном основании любой территории. Отличительной особенностью таких аномалий является их линейность и относительно небольшая ширина по отношению к их длине. По всей видимости, как частный случай разломов, дайки также отражаются подобными аномалиями. Но они несколько отличаются своей формой, которая аналогична трещинам дилатансии и их характерным выклиниванием на концах. И это подсказывает нам механизм формирования даек. Как выяснилось при картировании площадей развития даек, почти все они фрагментированы сериями более поздних поперечных трещин, с закономерным сдвигом вдоль них вправо либо влево каждого последующего фрагмента. При этом на каждом участке сдвиг наблюдается только в какую-то одну сторону, указывая тем самым по результатам их разгрузки на преобладающий здесь вектор геодинамических напряжений блоков Земной коры в геологическом прошлом.

В ходе проведения многочисленных исследований месторождений углеводородов (УВ) выяснилось, что все они также отражаются БГФ аномалиями данного типа. Но здесь аномальные зоны имеют уже, как правило, изометрическое строение, хотя бывают и других весьма разнообразных форм. И эти формы, наряду со структурой узлов неизменно пересекающих их разломов, красноречиво указывают на глубинный механизм формирования таких месторождений. Учитывая, что и любое искусственное скопление углеводородов (причём только лёгких) также формирует над собой подобные аномалии, очевидно, что природа их как-то связана с внутренними свойствами некоторых компонентов этих сложных органических соединений.

Эксперименты показывают, что другими полезными ископаемыми аномалии данного типа не формируются. Но в ходе проведения исследований вулканогенных колчеданных месторождений, кроме характерной для них высокой концентрации аномалий от разломов и даек, здесь также были обнаружены сравнительно небольшие аномальные зоны со структурой аналогичной тому, что фиксируется над месторождениями УВ. Ряд фактов, отмеченных в большом количестве публикаций специалистов рудной и нефтяной геологии, указывает на то, что эти аномалии отражают очаги внедрения глубинных рудоносных флюидов, в которых всегда присутствуют и углеводородные составляющие. По всей видимости, сравнительно небольшие скопления последних, сформировавшиеся в каких-то коллекторах на глубине первых километров, как раз и формируют данные аномалии. При этом, как было установлено в ходе проведения детальных работ на Талганском месторождении, совсем не обязательно, что положение рудных тел должно совпадать в плане с этими аномалиями. Чаще они залегают за их пределами, хотя и в непосредственной близости вокруг них, иногда немного пересекаясь. Полное совпадение положения, формы и размеров аномалии на этом месторождении было отмечено лишь для небольшого в плане рудного тела №8 круглой формы, возможно, являющегося жерлом древнего подводного вулкана — «чёрного курильщика».

И последним типом, впервые обнаруженным лишь в ходе данных исследований, являются аномалии, которые были получены при специальном настрое оператора биолокации на обнаружение сульфидной минерализации. Ранее автор не очень доверял сообщениям других специалистов о такой возможности — поисков скрытых в недрах объектов, на которые в голове составлен так называемый «мыслеобраз». Тем не менее, здесь были получены неожиданные результаты, которые представлены на фрагментах карт (рис.1 и 3) в виде пятен аномалий, либо полос интервалов их пересечений, окрашенных в золотисто-жёлтый цвет. Что характерно, при обычном поисковом настрое оператора они не фиксируются. Насколько можно доверять таким необычным аномалиям, покажет их дальнейшее изучение. Думаю, что пока нужно относиться к ним с большой осторожностью и ещё раз перепроверять. А первые результаты проверок соответствия их предполагаемым источникам, представлены ниже.

Исходя из отмеченных закономерностей для вулканогенных колчеданных месторождений, на третьем этапе предлагаемой поисковой технологии, в окрестностях выявленных аномалий от предполагаемых глубинных очагов рудоносных флюидов, предусматривается проведение высокоэффективной и удобной в технологическом плане импульсной электроразведки МПП (метод переходных процессов).

Результаты опытных работ.

На рис.1 и 3 представлены карты участков к востоку от горы Табанды и на восточном берегу озера Гнилое (месторождение Новое) с результатами проведённых здесь опытных работ.

На первом этапе участок «Табанды» (рис.1) был пересечён на автомобиле по своему периметру (в основном по дорогам), а также зигзагообразно по нескольким маршрутам прямо по лугу. В результате было обнаружено множество аномальных интервалов различной ширины. Ввиду того, что большинство из этих аномалий более подробно пока не изучались, на карте они условно обозначены произвольного направления отрезками линий или полос. Отрезками линий и фрагментами полос красного цвета обозначены предполагаемые разломы, зелённого цвета — дайки. А различной формы пятнами серого цвета, либо полосами интервалов их пересечений, обозначены предполагаемые глубинные очаги разгрузок рудоносных флюидов, аномалии над которыми предположительно сформированы скоплениями их углеводородных компонентов. Кроме того, на этих фрагментах карт четырехугольниками из линий синего цвета отмечено положение генераторных петель при проведении в нескольких местах электроразведки МПП. Голубым цветом в пределах этих петель обозначены положения приёмных рамок и подводящего к ним кабеля.

На втором этапе, при пешеходной БГФ съёмке были откартированы внешние контуры крупных аномальных зон (окрашены в серый цвет), сначала северной, а затем южной. При этом были исследованы лишь небольшие фрагменты аномалий от разломов и даек, пересекающих их границы. А идентифицировать аномалии — от даек они или от разломов, с определённой степенью достоверности позволяет лишь полученная общая картина участка со всей их совокупностью и характером каждой из них. И чем белее детально проводятся исследования, тем более достоверно и полно это может быть сделано. Пока же такие исследования на данном участке были проведены лишь фрагментарно.

Рис.1. Результаты опытных работ на участке Табанды.

Более детально указать структуру крупной южной аномальной зоны позволило использование дополнительных данных, полученных здесь два года назад, во время первого посещения данного участка с местными геологами. Тогда же была обнаружена и небольшая овальная аномальная зона в самой восточной части участка, а также прослежено простирание отмеченной на карте самой восточной дайки, разбитой на фрагменты серией поперечных трещин с правым сдвигом каждого его фрагмента.

Между северной и южной крупными аномальными зонами, во время автомобильной съёмки был пересечён ещё один довольно широкий аномальный интервал. Если это не какая-то наискосок пересечённая крупная дайка, то здесь возможно находится ещё одна аномалия подобного типа. И поэтому интервал этот окрашен пока в серый цвет. При проведении в будущем здесь дополнительных исследований, характер этой аномалии может быть уточнён.

По сложившимся у нас представлениям, рудные тела должны располагаться на периферии аномальных зон (серого цвета), отражающих очаги разгрузки глубинных флюидов. На третьем этапе экспериментальных работ, при выборе места для 2-го профиля электроразведки МПП, была опробована новая для нас методика с настройкой оператора на поиск объекта — сульфидную минерализацию в недрах. В результате рядом с северной аномальной зоной была зафиксирована довольно крупная аномалия изометрической формы, которая при обычном поисковом настрое оператора никак раньше не проявлялась. Позднее подобного типа аномальная зона была зафиксирована и над известным рудным телом у отвалов, на северном фланге Узельгинского месторождения, примерное положение которого было указано геологом. До этого примерно над ним были выполнены измерения по 1-му профилю электроразведки МПП. Подойти ближе к отвалам там мешала проходящая рядом высоковольтная ЛЭП, которая могла бы создать техногенные помехи для этих измерений.

По просьбе гл.геолога соседнего рудника, которому демонстрировались эти опытные работы, дополнительно они были выполнены и на месторождении Новое у озера Гнилое. Но как оказалось, им здесь ошибочно было указано, что рудные тела расположены с восточной стороны озера. Судя же по обнаруженной позже геологической карте данного района (рис.2), расположены они на его южном берегу и западней крупного разлома. Именно здесь были начаты наши исследования этого участка и сразу же обнаружена серия даек северо-восточного простирания, как обычно рассечённых на фрагменты поперечными трещинами (рис.3). Пересекающий их крупный разлом был обнаружен нами примерно в том же месте и такого же направления как на карте. А в месте, где этот разлом уходит в озеро, вроде бы, была обнаружена аномальная зона того типа, которая формируется, по нашему мнению, над глубинными очагами рудоносных флюидов. Но в первый день работы контуры этой аномалии мы не уточнили, а на следующий день начали исследования сразу на восточном берегу озера, в указанном геологом месте расположения рудных тел.

Рис.2. Фрагмент геологической карты района с рудными месторождениями.

При подъезде на автомобиле к этому месту по шоссе была пересечена группа аномальных зон, очевидно над серией простирающихся сюда даек. При прослеживании к югу вдоль озера одной из таких даек, была обнаружена аномальная зона характерной структуры (её рассекает довольно крупный разлом юго-восточного простирания) для предполагаемых очагов рудоносных флюидов. И этот разлом такого же простирания, как у всех трещин здесь, разбивающих на фрагменты дайки. Аномалия эта здесь простирается и за шоссе.

Далее поиски продолжались при настройке оператора биолокации на сульфидную минерализацию. В результате, к северу от данного очага уверенно была оконтурена довольно крупная изометрическая аномалия, которая при обычной настройке оператора никак не проявлялась. Затем, на третьем этапе, по возможности в пределах этой аномалии была разложена генераторная петля для электроразведки МПП размерами 100х100 м. Ввиду недостатка ширины береговой полосы до автодороги для такой петли, один конец его был вытянут к юго-западу. В пределах этой петли были выполнены измерения по двум пересекающимся детальным профилям (Пр.3 и Пр.4) с шагом 20 м.

Рис.3. Результаты опытных работ на участке у озера Гнилое.

Все обозначения построенных на карте элементов аналогичны тем, что были указаны по участку Табанды. Только здесь был использован космоснимок участка, т.к. на обычную карту точки GPS ложились не совсем точно, что было хорошо заметно по положению их относительно пересекающей участок автодороги.

Ниже представлены результаты обработки измерений электроразведки МПП, выполненных по четырём профилям. Профили 1 и 2 с шагом 100 м, где каждая из двух точек измерений в отдельной генераторной петле, были выполнены на участке Табанды. Профили 3 и 4 были выполнены с шагом 20 м на участке у озера Гнилое. Все точки измерений на взаимно перпендикулярных детальных профилях здесь расположены в пределах одной петли.

На что здесь в первую очередь следует обращать внимание? В первых двух или четырёх графиках, зафиксированы окончательные по каждой точке измерений результаты подбора параметров геоэлектрического разреза, выполненные в специальной программе. В них видно: на сколько слоёв был разбит разрез, их мощности и примерное удельное электрическое сопротивление каждого слоя. Но шкалы здесь в логарифмическом масштабе, поэтому в более точном виде эти данные удобнее смотреть в приведённых ниже таблицах. Для нас тут важно увидеть наличие пласта с очень низким сопротивлением (доли Омм, что указывает на очень высокую вероятность присутствия в разрезе рудного тела), а также на его мощность и глубину залегания (последняя колонка z в таблице). Наглядно всё это представлено на приведённых в конце геоэлектрических разрезах.

Из геоэлектрического разреза по профилю 1 через известное рудное тело на северном фланге Узельгинского месторождения следует, что мощность его около 29 м и залегает оно где-то на глубинах 325 – 375 м. Причём имеет заметное падение с севера на юг.

Для целей наших опытных работ очень интересен результат, полученный по второму профилю. Из него следует, что под первой точкой измерений рудное тело имеется. Мощность его 15.5 м, а залегает оно на глубине 676 м. Под второй же точкой измерений, расположенной восточнее на 100 м, никакого рудного тела нет. А мы здесь первую генераторную петлю как раз и располагали в пределах аномалии над предполагаемым рудным телом, обнаруженной лишь при настройке оператора биолокации на сульфидную минерализацию. Вторая же точка измерений располагалась тут за пределами контура данной аномалии. Генераторная петля здесь частично охватывала лишь аномалию предполагаемого глубинного очага рудоносных флюидов, как правило, бесперспективную на рудные тела, как показали прежние исследования.

Геоэлектрические разрезы по профилям 3 и 4, выполненных в пределах обнаруженной на восточном берегу оз.Гнилое специфической аномалии над предполагаемым рудным телом, показывают, что здесь в интервале глубин от 63 до 79 м имеется некое рудное тело мощностью до 1 - 2 м. В отличие от прежних рассмотренных здесь аномалий, где удельное сопротивление рудных тел составляло доли Омм (0,1 Омм), здесь оно уже отмечается на уровне 1 – 3 Омм. По-видимому, оруденение здесь имеется, но очень маломощное и с невысоким содержанием металлов. Тем не менее, электроразведка подтверждает её присутствие, а тем самым и возможность выявления рудных тел при определённом настрое оператора биолокации.

Выводы

Проведённые опытные работы подтвердили эффективность следующей предлагаемой поисковой технологии на вулканогенные месторождения колчеданного типа.

После проведения автомобильной БГФ съёмки по дорогам исследуемой территории, опираясь на такие признаки, как повышенная концентрация БГФ аномалий на каком-то участке или наличие сравнительно крупных аномалий, можно выделить перспективные площади для более детальных исследований. На втором этапе, путём пешеходной БГФ съёмки выявленные крупные аномальные зоны оконтуриваются, либо прослеживаются по простиранию обнаруженные серии даек с целью выявления в пределах них более крупных аномальных зон, имеющих признаки предполагаемых глубинных очагов рудоносных флюидов. На третьем этапе локализованная вокруг таких аномалий площадь либо сразу покрывается короткими профилями электроразведки МПП, либо предварительно на этой площади проводится поиск и оконтуривание специфических аномалий, получаемых при настройке оператора биолокации на поиск рудной минерализации (но эту возможность следует ещё раз перепроверить!).

Проведённые исследования на трёх примерах вроде бы подтверждают возможность предварительного выявления и оконтуривания рудной минерализации. Но даже если полученные результаты не случайность и данная возможность действительно реальна, она не даёт ответа о качестве рудного сырья и мощности рудоносной толщи. Так что точки для заложения скважин надёжно могут быть выбраны лишь после исследования локализованной перспективной площади традиционными геофизическими электроразведочными методами, например МПП.

Предлагаемый подход, в отличие от обычных исследований с покрытием классическими геофизическими  методами всего интересующего участка, позволяет существенно локализовать перспективные площади для их проведения, а также не тратить время и средства на совершенно бесполезное изучение огромных «пустых» территорий вокруг. Раньше автору именно так и приходилось поступать. 

Директор ООО «Радиоэкологическая лаборатория МГРТ»,

геофизик Андреев Николай Михайлович.

                                                    28.08.2015 г.