Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Физические поля над палеовулканическими сооружениями и месторождениями меднорудных районов Среднего Урала

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Физические поля над палеовулканическими сооружениями и месторождениями меднорудных районов Среднего Урала"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ШОЗЕЙ ШКОШ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Уральский ордена Трудового Красного Знамени горный институт имени В.В.Бахрутева

На правах рукописи

Кузин Алексей Васильевич

Уда 553.435:550.8.012(470.5)

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОЛЯ НАД ПАЛЕОВУЛКАНИЧЕШМИ СООРУЖЕНИЯМИ И МЕСТОРОЖДЕНИЯМИ МЕДНОРУДНЫХ РАЙОНОВ СРЕДНЕГО УРАЛА

Специальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискиние ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург - 1992

!—г

!.. '

Работа выполнена на кафедра рудноЯ геофизики Уральского ордена Трудового Красного Знамени горного института имени В.В.Вахрушева

Научный руководитель - доктор геолого-ыинералогкческих наук,

профессор А.А.Редозубов Официальные оппоненты: доктор геолого-ыинералогических наук,

профессор БЛ.Рьисий (Институт геофизики УЩ РАН)

кандидат геилого-иинералогических наук Д.С.Вагшаль (РГК "Уралгеология) Ведущее предприятие: Трест "Уралцсеглетразвздка"

Защита состоится"^ " ¿^¿ЯсыД, 1993 г. на заседании специализированного совета Д.063.03.02 в Уральской горном института

Адрес: 620219, г.Екатеринбург, ул.Куйбшеь-., 30 Уральский горний институт

С диссертацией шжно ознакомиться в библиотеке УТИ

Автореферат разослан " (о

Ученый секретарь специализированного совета, доктор физико-математических наук, профессор

Ю. Б. Давыдов

ОНДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

В настоящее время в старейших меднорудных районах Среднего Урала: Красноуральскон, Кировградскоы, Дегтярско-Чусовскоь: -заканчивается эксплуатация разведанных мэдпо-щшкоао-сзрких руд. Это вызывает череду экономических, социальных проблем. В диссертации рассмотрен один из аспектов преодоления кризиса - икстно возможность научного прогнозирования, проведения поисковых работ и обнаружения новых медноколчеданнкх месторонденай.

Приценяющиеся в настоящее время на Среднем Урале критерии прогнозирования медноколчеданных месторождений: магматические, структурно-тектонические, метасоматичеопие - в единичных случаях включают в свой ряд такой вид критериев, как приуроченность месторождений к локальным палеовулканически::, сооружениям. Однако работами отраслевой научно-ксоледовательокой лаборатории "Прогнозной оценки меднорудной базы предприятий Урала" треста "Урал-цватметразведка" при УШ на территории Кировградокого и Красно-уральского меднорудных районов в 1982-90 гг. установлены рудо-контролирующие вулкано-плутонические сооружения.

Актуальность -работы определяется необходимостью проведения научного прогнозирования, учитывающего палеовулканологические аспекты размещения уедноколчеданннх месторождений, для реализации очередной отадии поисково-разведочных работ и обнарукения месторождений.

Целью работы является: I) обоснование роли геофизических методов при реконструкции рудоконтролирушях палеовулканичеоких сооружений, 2) развитие методологии интерпретации физических полей и аномалий над известными месторождениями и прогнозными участками о учетом а) их отруктурной позиции в рудоконтролируо-щих палеосооруненкях, б) уровня эрозионного среза палеосооруке-

иъя и рудного ПОЛЯ.

Научная повязка работы заключается:

- в создании физико-геологической модели рудононтропирующего вул-кано-пчутонического сооруЕетня и обосновании использования геофизических материалов для реконструкция реальных вулкано-плутонатсс-ких сооружений;

- в выделении характерных комплексов физических полей и аномалий нсд месторождениями, занимающими в пределах сооружений определенную структурную позицию;

- в разработке геофизических критериеэ оценки уровня эродарованное-га рудного поля по характерному комплексу полей и аномалий поисково-развздочных геофизических методов;

- в установлении магматической специализации и структурной позиции (по петрофизическим и петро:шл:чэскк*л исследованиям) машетктсодвр-яащих горных пород в пределах вулканогенной гряда;

Гоактичеокзя ценность раи'отк заключается:

- з выделении ру^скантродируювдх падоовукхашчасяих сооружений на территории Кировградского, Краоиоурадьского рудных районов;

~ в выделении на этой основе нокк прогнозных площадей с запасами меда в ткс.тонн по категории Рд: Восточно-КалугинокоЙ (50), Байской (100), Западно-Абатуровской (50), СеверомткинокоЯ (85), Треуховской (150) в Краокоуральсдом районе; Ззпадао-~Лйз2хкнскоЗ .(100), Северо-Кировградской (200), йшо-Ежовской (80) э Кировград-ском района.

Апробация и внедрение. Ссновнцэ научнкв разработка автора, вошедшие в диссертаций, обсуждались на Бсоооазной конференции по структурам рудных полей (г.Владивосток, 1985), из Уральских региональных конференциях НТО "Горное" и молодых геологов и геофизиков (1985, 1986), на конференциях по итогам каучно-посдздоватэльсккх

рябо? Свердловского горного института (1933, 1384, 1585, 1237, 1988), опубликованы в 7 научг к статьях в 1С85-Э1 гг. Геофизические аспекта обоснования и проведения палеовулканологических реконструкций на территории Кнрозградского и Красноуральского меднорудных районов вошли составной частью в 3 научко-пссг^ОБптельскЕх отчета Отраслевой лаборатории "Оценки меднорудной баз и предприятий" Урала" и переданы заказчику (тресту' "Ураяцвзтматрсзвздка") и в геологические фонды.

Автор вырагает благодарность сотрудникам Отраслевой лаборатории А.А.Нванову, К.И.Бредневу, А.П.Наседашу как своим коллегам, критикам, учителям, внракаег глубокую благодарность каучно-лу руководителю А.А.Редозубову.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объем а структура работы. Диссертация состоит из введения, четирех глав, заключения, ссдеряи:: 126 страниц машинописного текста, в том числе 5 таблиц, 20 рисунков. Список литературу 108 наименований.

Работа включает главы:

1. Актуальность реконструкции палеовулканичеекпх сооруаоний

2. Отражение вулкано-пдутонических сооруяений (НТО) з физических полях

3. Отрайепие месторождений з физических полях

4. Отрашшз уровня эрозии медноколчеданных месторождений в харэк-тере физических полей.

В главе I на основе анализа процесса геолого-гесфизического изучения Красноуральского района и анализа существующих в птарей-ешх меднорудных районах' Среднего Урала магматических, структурно-тектонических, метасоматических критериев прогнозирования показана

необходимость введения в.практику работ реконструкции рудоконтро-

лкрукщнх палеосооруиений; в главе 2 систематизированы физические свойства горных пород, создана физико-геологическая модель вулкано-

плутонического соорукопия, описаны примеры реконструкции БПС в Клроззгра деком, Красноурадьском раЗслгх; в глаге 3 ьыдеденн три структурных типа модаоколчеданных месторождений в ВПС и систематизированы характерные для нах физические поля и аномалии; в главе 4 показана зависимость характера-физических по/шй от уровня зродрро-ванности месторождения и продемонстрированы палеовулканологические критерии прогнозирования месторождений в ВПС Краоноурадьского района.

ОСНОВНЫЕ ЗЩЩАЕЖ5 ПОЛОЖЕНИЯ

I. В пределах вулканогенных гряд меднорудных районов Среднего Урала в физических по;;ях отражается структурные элементы коячэда-ноносных вулкано-плутоничеоких сооружений: центры' интрузивного и субвулканического магматизма характеризуются знакопе -¿менными магнитными и гравитационным г.номаднями над бноокоомквд разрезом: области вулканогенного заполнения и обрамления сооружений характеризуются поншенньми магнитными и гравитационными попята над_

низкоомннм разрезом.

Модель типичного для меднорудных районов Среднего Урала рудо- ■ контролирующего в^лкано-плутонического сооружения ШС) разработал в »начале 80-х годов сотрудник СШ, канд. геол.-минерал, наук А. А .Иванов. По А.А.Иванову, при правоодваговом плаке деформаций в разломах северо-северо-восточной ориентировки возникают главные вулкано-плу-тонические центры (БЕЩ) в виде внедрения большого объема вулканических и плутонических масс .^Вокруг ВИЦ возникают дуговые разломы. В их северо-западном и юго-восточном сегмэлтах формируются периферические ВПЦ. Далее происходит усиление бокового сжатия, переход к субвулканическому типу магматизма, наклон вулканогенных фзций запад-

• -4-

ного склона на запад, до запрокидывания, восточного - но вооток. Во время затухания магмчтичег :ой деятельности, при переходе к лево-сдвлговым релаксационные деформациям, происходит прпоткрывакиб разломов северо-севера-западной ориентировки, по ним поднимаются рудно-метасоматичеокче растворы. Этим обусловлена позиция в ВПС трэх оонсвкых струкгурных топов медноколчеданных месторождений: I) в юго-западном и северо-восточном сегментах дуговых разлоглсв среди пород вулканогенного обрамления главного ШЦ; 2) на внешних выклинках субвулканических тел главных и периферических ШЦ; з) в реликтах вулканогенных пород внутри главных и периферических Н1Ц.

Принятая модель отражает элементы рудококтролирувдего сооружения в его современном виде, когда на уровень эрозионного среза выведены крутонаклонные вулканогенные и вулканогенно-осадочные фации западного и восточного склонов палеогряды, субвулканиты зон дуговых разломов, интрузивы в центральной части сооружения, многочислепные участки рудао-метасоматической проработки пород. Модель удобна тем, что над объектами такого рода зафиксированы реальные физические поля. Если бы ш приняли модель сооружения з палеовиде, то в этом случае геофизические методы изучения бкди с':г сведены к расчетам теоретических полей.

Проведено изучение физических свойств 1800 образцов керна сквэяин Северо-Ольхо.вского, Лёвихшского, Шайтанского, Слоновоко-го профилей, Ломовско-Тепловского участка. Выдзлены петрофизичес-кие характеристики лава-пироклаотических, вуяканогенно-осадочных, субвулканических пород кислого, среднего, основного составов. Изучены плотность, магнитная восприимчивость. Определено кажущееся удельное электрическое сопротивление 117 образцов пород Ломовско-Тепдовского участка. Учтены обобщения и измерения указанных физических свойств для десятков тысяч образцов, выполненные исследователями региона в прошлые годы.

■ -5-

В диссзртации шервые для региона выделены физические свойства вулданогетга-соадочиых горных пород в составе рудоносной формации. Вудканогеино-осадочные породы (туфопес чашки, песчаники, туфоалев-родмтк. фиялзгаы, углисто-кремнистые ола:тцы) характеризуются наиболее низкими плотность» (2,74 г/см3), магнитной восприимчивостью (14x10"^ ед.СИ), кажущимся удельным электрическим сопротивлением.

По своим морфометрическим параметрам и петрофизическим характеристикам они могут выступить петрофлзичеенгш барьерами рудоотлояеняя (по В.И.Старостину). Извеотно, что они наиболее часто подвергаются ••етасоматической проработке, рассланцеванию и выступают рудоклещаю-щими породаш.

Определена структурная позиция и магматическая специализация магнетит-оодержаэдзх пород. В осевой части Красноуральско-Калатин-ской гряды на Северо-Ольховсксм буровом структурном профиле (4 км к северу от г;Н.Тагила) более половины образцов керна скважин имеют повышенные на порядок значения магнитной восприимчивости. Породы представлены субвертнкальннш сериями даек (мощностью 3-30 м) диабазов,, аадезит-дацитсв, андезитовше порфиригов, прослоев базальтовых порфиритов. В шшфах образцов о повышенной магнитной восприимчивостью определены вкрапленники магнвтата._ Магнетит-оодераащие даЙ1ш перемежаются с немагнитными. По даякш силикатных анализов, среднее содержание железа в тех и других отличается несущественно. Среднее содержание -суммы щэяочей у магаетит-содераааик пород • (6,87 + 0,86) более высокое, чем у ооответстзувдих по основности немагнитных (5,23 + 1,33). На диаграмме А.Н.Зазарицкого точки составов немагнитных пород расположились среди поля точек естественной ассоциации порол колчедананосной гряды, ко среди них не оказалось андезитов, андезит-базальтов. Составы магнетит-оодержящшс пород расподОБпгшсь среда поля трахиакдезитоз, трахйбазальтов. Однако

это но трахитолды - в ник нет ортоклазов,!! щелочнооть определяется повышенным содержанием натри: Магнетнт-содерЕэпдае порода прообразовали шесте с другими породами гряди характерным процессор зелз-нокамеяного гегамор^изма. Сделок вывод о внедрении маснетэт--оодяр-жапдах в вулканогенный разрез на заверивши}: этапах формирования ' вулканогенной гряда при активизации магматических очагов андезито-вого, андезит-базальтового составов. Картирование магниторазведкой магнетит-содеряащих горных пород позволяет уточнять положение суб-' вулканических центров, участков дайковнх поясов в пределах вулканогенных я вулканогенно-ооадочкых пород палеоснлоиов гряда. Это к?»ио потому, что по тектоническому контроля участки внедрения субвулка-1 нических тел и участки рудно-метасоматнческой проработки могут совпадать.

В целом петрофизическая характеристика толщи пород рудоносной формации ка каадом конкретном участке определяется соотноиекием объемов различных фаций, их основностью, магнитной воспраимчивостт.п, степенью метасоматической проработки.

Параметра физических свойств интрузивных пород региона заимствованы из производственных отчетов.

Рассчитана физико-геологическая модель НЮ (по программе Р.Я.ГоллздРы и В.Н.Логвина "Полигон") в виде плана изолиний грали-тациокного поля над структурой размером порядка 14 х 7 км, что соответствует средним размерам реальных ЕПС в, меднорудных районах Среднего Урала. Глубина расчетных разрезов - 2,5 км.

Интрузивные и субвулканические элементы НЩ размером порядка 4x1 ки о плотностью от 2,70 (шхагиограниты) до 2,85 (диабазы) создают аномалии до 1,2 - 2,0 мГл. Структурные элементы с избыточной или недостаточной плотностью в 0,02 - 0,03 г/см3 (относительно средней плотности 2,77 г/см3 пород вулканогенного заполнения

и обрамления сооружения) создают аномалии гравитационного поля интенсивностью до 0,4 - 0,6 мГл. Над главным и периферическим ЖЩ рассчитано знакопеременное поле. Над участками реликтов вулканогенных пород зо внутренних частях ВПЦ и над областями вулканогенного обрамления ВИС рассчитано поле нулевого уровня.

В дуговых периферических разломах отдельные субвулканические тела в виде субвертикальных пластин размером в сечении I х 0,3 км пр:1 недостаточной или избыточной плотности в 0,02 - 0,05 г/сы3 создают аномалии до 0,2-0,6 ыГя. Для достоверного выделения (аномалия более 0,1 мГл) субвулкзническнх пластинообразных тел мощность» 100, 50, 25 м их избыточная плотность долина йыть 0,03, 0,05, 0,10 г/см3.

Определены магнитные аномалии над некоторыми характерными и малыми объектами. Субвертикаиьная дайка диабазов с = 40x1О"5 ед СИ мощностью 25 м среда пирокластических пород кислого состава с

= 20 х 1СГ"5 ед.СИ, перекрытая немагнитными рыхлыми отлове-нижи мощность» 5 м, создает аномалию вертикальной составляющей магнитного паяя в 10 нТл. Магнетитсодержащая дайка диабазов мощностью 10 но »е = 2000 х ХСГ5 ед.СП создает аномалию 400 нТл, ата ае дайка мощностью 2 м - аномалию 80 нТл,.

Таким образом, интрузивные, субвулканические элементы модели ВПС, отдельные субвулканические тела в области вулканогенного обрамления отражаются в физических полях аномалиями, которые при определенных методических условиях съемок можно считать достоверными. Выделенные таким образом элемента могут выступать основой при реконструкции ВИС по комплексу геолого-геофизических материалов.

Рассмотрены примеры реконструкции реальных ЩС.

Западная вулканогенная полоса контрастно-дифференцированной базальт-риолитовой формации Кировградского меднорудного района (ру-

-Ь-

довмецающая для Лёвихгноких, ПМтанскчх, Нарпупзшшских, Лсмовско-Тепловской груш местсрозден" 1) простирается на 60 км вдоль восточного контакта Тзгило-Баранчннского интрузивного комплекса. Западная часть интрузивного комплекса представлена крупными массивами душ;?- ■ плроксенит-габбровой форлащш. В восточной части ко...яяекса, в 4 км к западу от Ломовско-Теплозского рудного поля, выделяются фрагмента знакопеременных дуговых аномалий магнитного и гравитационного полей над эллипсовидной структурой размером 15 х 10 км, представленной габбро, обрамленных с востока и юга диоритами и плагиогранптами. Это плутоническое ядро главного Виспмского ШЦ. Общий размер главного вулкано-плутонического центла 30 х 14 км. В северной части Тагило-Баранчинского комплекса выделены главный Черноисточинский ВПЦ размером 10 х 6 км и периферический Юрьевский ЕПЦ ' размером 10x5 юл.

Полоса пород рудоносной формации является восточным вулкано- , генным обрамлением центров. Над полосой зафиксированы отрицательные локальные гравитационные и пониженные магнитные поля. Саше интенсивные отрицательные аномалии Wzzz в пределах вулканогенной полосы зафиксированы над Лёзихинской депрессией, являющейся меявулканичес-кой (на стыке Виоимского п Юрьевского центров) роговой структурой (А.А.Ивансв il др., 1987). На простирании к ют от Лёлнхинской депрессии в разрезе рудоносной формации доля относительно легких вул-каногенно-осадочных пород уменьшается: на юкноы фланге Ломовзко-Тепловского рудного поля доля плотных порфиритов основного состаза и диабазов составлязт 2/3 объема. Потому в гравитационном, магнитном полях над ними установлены положительные локальные аномалии. Далее к югу полоса пород базальт-риолитовой формации простирается на 25 км, ширина ее достигает 6-8 км. По геологическому картировании и физическим полям установлено наличие северо-западной и юго-вооточной зон развития оу¿вулканических пород основного, кислого составов, которые в модели ШС можно отождествить с интрузивно* -9-

субвулканкческими сегментами периферического ВШ, и в целом выделить Вогульский ВИЦ размером 20 х 7 км.

Таким образом, над породами интрузивно-субвудканического ядра главного Висимского БШТ. и над субвулканатами Вогульского ЕПЦ зафиксированы мозаичные знакопеременные гравитационные и магнитные поля, а над вулканитами восточного обрамления сооружения эти поля монотонные пониженные. Это соответствует картине поля, рассчитанной над моделью ШС. Структурное расположение интрузивных, пироклаотачес-ких, субвулканических пород в пределах выделяемого БПС соответству-г схеме строения восточной части идеализированной модели ШС.

Краоноуральский меднорудный район приурочен к вулканогенной гряде дифференцированной базальт-рдолитовой формации в восточной части Тагильского погружения. Гряда представляет ообой антиклинальную структуру: наклоненные на запад вулканиты западного склона; лавы, субяудланиты, мелкие интрузивы диоритов, плагиогранитов в осевой чаоти; наклоненные на восток вулканиты восточниго склона.

Вулканиты западного и восточного оклонов гряда проявляются отрицательными локальными аномалиями силы тяаести, пониженным магнитным полем, электропроводным характером разреза (по ВЭЗ, СЭЛ, методу изолиний). Осевая часть гряды проявляется мозаичными знакопеременными аномалиями магнитного и гравитационного полей, контрастным по электропроводности, относительно высокоомным характером ррзреза. Над реликтами вулканогенных пород в осевой части гряды аффиксированы пониженные магнитные, гравитационные поля, локальные участки снижения электропроводности. В пределах вулканогенных пород восточного склона цепочкаш положительных магнитных аномалий картируются три полосы даек диабазов, которые в азной части переходят в сплошное поле развитая диабазов площадью 7x2 км, картируемых положительной локальной аномалией силы тяжести и повышением

магнитного поля. Здесь выделен периферический субвулканический ВинновскиЙ центр.

В целом з южной части Красноурольского меднорудного района по характеру геологического отроения гряды(раовптае в осевой части интрузивно-оубвулканических пород, облекание их с запада и востока вулканогенными породами), наличию в юго-восточной части субвулканического центра, соответствии физических полей над отжи образованиями характеру рассчитанных полей над моделью ШС вцдзлено главное Балакинское ВИС размером 25 х 9 км.

Геологические структуры в юго-восточной части Бабакинского ШС аналогичны геологически:,! структурам в юго-восточной части Ви-оимского НЮ. Это использовано для прогнозирования по методу аналогий поисковых участков Северо-Уткинского, Треуховского на восточном фланге Балакинского сооружения.

Восточная гряда Кировградского меднорудного района, рудовме-вдющая для Ново-Еаовского, Калетснской группы месторождений, Является южным продолжением вулканогенной гряды Красноуральского райо-. на. По геолого-геофазическкм данным в пределах гряда выделен главный Ежовский ВИЦ и к юго-воотоку от него - периферический субвулканический Белореченский. Главный центр представлен: узкой полосой <500 м) запрокинутых на запад вулканогенных пород западного оклона гряды, вмещающих Нозо-Ехозское меднокоичеданное месторовдение; в осевой части - интрузивными породами (Ежовский массив габбро, ВерхнеТагильский массив серпентинитов), реликтовой полосой лавз-пироклас-тических пород, вмещающих рудопроявление Рсгаткина шла; восточная часть - мощной (2,5 км) полосой наклоненных на восток до углов 7085° вулканогенных пород восточного оклона гряды, вмещающих Калатин-скую группу месторождений. Пооледняя структурно располагается на простирании северных выклинок субвулканических тел Белореченского периферического ЕЯЦ.

Физические поля над Еаовским БПС соответствуют характеру полей над моделью типичного ШС: поименные магнитные и гравитационные поля, электропроводный характер разреза над породами вулканогенного обрамления и заполнения главных и периферических центров; мозаичные знакопеременные магнитные и гравитационные аномалии над плутоническими и субвулканическими центрами.

Таким образом, в дисоертации принята рабочая гипотеза о существовании типичного ШС (по модели А.А.Иванова), создана физико-гео-догическая модель ШС, на примере описания геологического отроения участков колчеданонооных гряд в Кирозградоком и Красноуральоком районах и анализа отражения их строения в физических полях показано, что гряды зестоят из цепочки вулкено-плутоничеоких сооруяений. Приведенные материалы не восстанавливают кинематику формирования ШС, а дают их картину на момент современного состояния. Защищаемое положение представляет собой модель истолкования физических полей в соответствии с представлением структурных элементов колчеданоносшгс гряд в виде типичных ШС, включающие центры интрузивного, оубвулка-нического магматизма и породы вулканогенного заполнения и обрамления БПС.

2. Месторождения областей вулканогенного обрамления вулкано- ■ плутонических сооружений контролируются пониженными-магнитными и гравитационными полями. низкоомным неконтрастным разрезом; месторождения областей внешних выклинок субвулканичооких тел характеризуются участками перехода от монотонных полей к мозаичным знако-переменнм магнитным и гравитационным анпмапиш над вшокоомными субвулканитами; рудопроявления во внутренней части субвтлканичес-ки>: центров контролируются-'мозаичннми знакопеременными магнитными и "гравитационными полями, контрастным по электропроводности оиль~ нополяризующимся разрезом.

Терлин "месторождения" в диссертации использован в качестве сгионима терлину "рудисе поле" только лишь затем, чтобы не сталкивать в предложения:: омонимы - физические "поля" над рудными "полями".

Три основных структурных типа медноколчеданных месторождений в ШС характеризуются различными геологическими условиями локализации зон метасоматоза и рудообразования. Месторождения зон вулканогенного обрамления ШС локализуются в обширнпх зонах расслапцс-ванкых метаооматитов серицит-кварцевого состава, образованных по стратифицировании вулканогенным и вулканогенно-осадочным породам (месторождения Левкхинское, Шайтанское, Карпушихинское, Н.Ехозскоо и др.). Месторождения в зоне внешних выклинок субвулканических тел ЕПЦ ореди пород вулканогенного обрамления (Красногвардейское, Лог„ов-ско-Тепловское, Винновское и др.) локализуются в рассланцованных серицит-кварцевых метасоматитах столбообразной и линейной формы, образованных, преимущественно, по вулканогенным породам. Месторождения и рудопроявлешя в реликтах вулканогенных пород во внутренних чаотях НЩ локализуются в рассланцованных метасоматитах кварцезого, кварц-серицитового состава, перемежающихся с многочисленными пласта-носбразнши телами даек, субвулканитов (Ясьвинское, Хабунинское, Белореченское а др).

Для изучения особенностей строения рудных полей, располагающихся среди стратифицированных отложений депрессий, составлен петро-электрический разрез вкрест Лёвихинского рудного поля. Использованы данные каротажа КС (по методике В.М.Сапожникова, 1977). Установлено: I) породы рудовмещающей вулканогенной депрессии включают в себя контрастные многоуровенные стратифицированные петрозлектрические комплексы, а породы перекрывающей порфиритовой формации характеризуются монотонными, повышенными значениями ; 2) стратифицированное, многоуровннчзе расположение з ■■[ метасоматоза и оруденения; 3) г/.о—

дальние значения рудовмещающих вулканогенных, вулканогенно-осадочных фаций, а также лава-пирокластических, оубвулканических фаций в центральной части рудного поля в 2-8 раз ниже, чем модальные значения рк этих же фаций в северной и южной частях рудного поля; 4) в центральной части рудного поля отношение модальных значений р^ групп выоокоомных пород и низкоомных составляет величину 4-10, на флангах рудного поля - 16; 5) околорудные зоны метаоомэтоза (Лёвиха Ш, Лёвиха Ш западч.зона) характеризуются монотонными, пониженными значениями р< (100-400 С^.м); 6) безрудные зоны метасоматоза представляют ообой макросмесь из низкоомных (100-400 Ом.м)и выоокоомных (2000-10000 Ом.м) образований, чю создает в них сильную электрическую анизотропию. Пониженные значения ^к и низкая контрастность групп пород по электропроводности в центральной части рудного поля свидетельствует о проявлении здесь более интенсивного рудно-мэтасоматического процесоа.

Ломовско-Тепловское рудное поле в западной полоое Кировград-ского рудного района располагается в мощной (100-400 м) полоое серицит-кварцевых сланцев к северу от выклинок диабазов Вогульского субвулканического центра. Выделяют Слоновское, Глубокое, Лочовское, Тепловское месторождения, располагающиеся на расстоянии 4 км. 1^дные тела вытянуты по простиранию, круто падают на восток (60-70°), плавно погружаются на север (6-8°). Геодогичеокое отроение полосы рудовмещающих пород в районе Ломовско-Тепловского рудного поля демонстрирует постепенную смену ситуаций, характерных для локализации месторождений трех выделяемых условных типов: в вулканогенных породах; на участке сочетания вулканогенных и субвулканических пород; среди оубвулканитов. В северной части рудного поля рудовмещающими являются лава-пирокластические породы кислого

состава. В центральной части к ним добавляются дайки диабазов в

- -14-

лежачем и висячем боках зон« оруденения. К-югу от рудных тел в рудоносной полосе 40$ объема занимают дайки диабазов, 3G$ - лаво-брекчии порфиритов базальтового состава, 15% - лавобрекчии порфи-ритов андезит-дацитового состава, 13$ - субвулканиты кислого состава, по 2% - метассматиты и вулканогенно-осадочкые породы. В 3 mi

к югу от рудного поля располагается непромышленное вкрапленное медно-цинксвое рудопроязление Сибирка-Логловка. Оно приурочено к

реликтовой полосе метаооматитпв по породам кислого состава милостью в 60-100 м среда 700-метровой пачки диабазов северных выкллнок Вогульского ВИЦ. ,

3 локальных аномалиях гравитационного пол.ч вся зона сильно минерализованных сланцев Ломовско-Тепловского рудаогс поля, а также и простирающаяся к няу от них полоса диабазов картируются линейной положительной аномалией. Магнитное пола над северной и центральной частью рудного поля пониженное,- с небилъшст (100-500 х 50 м) аномалиями до 100-200 нТл от даек диабазов. В южной части рудного поля есть три су бмэ риди о на льные полосы положительных аномалий магнитного поля дс 200-500 нТл над сериями даек диабазов. Эффективное удельное электрическое сопротивление блоков пород.по МЗ (методу заряда) в северной части рудного поля составляет порядка 1200 Ом-м, на кжом фланге - порядка 3000 Ол.м, в районе рудо-прояЕлекия Сибирка-Ломовка - порядка 8000 Ом-м. По съемке ВП,на участке аномалии увеличивают интенсивность от 2% над южным флангом рудной зоны до 4-6$ над вкрапленным оруденением Сибирка-Ломовка. По МЗ опредзлено направление оси наибольшей электропроводности в плоскооти рзссланцевания. В рудной зоне оно совпадает с простира- " нием и пологим скатыванием рудных тел. К югу от рудного поля, в диабазах, оно крутое, имеет скатывание на север под углами 40-50°. Высокий коэффициент электропроводности в плоскости расопаклепания (1,3-1,4) свидетельствует, по ¡иЛ.Редозубову, о наличии ориентгро-

венных сульфидных вкрапленников.

Отражение моделей месторождений различных структурных типов

в аномалиях электроразведочных методов сопротивления исследовано по методу изолиний над сочетанием проводчиков и изоляторов в электролитической ванне. Наиболее контрастно проявляются провод-кики среда пластин-изоляторов, а проводники в электропроводной среде проявляются плавными искажениями изолиний.

Рассмотрены примеры отражения месторождений в аномалиях гра-виразведкл, магниторазведки, электроразведки. Характерные для каждого структурного типа месторождений аномалии геофизических методов сведены в таблицу (табл. ). В столбцах таблицы видно изменение полей л аномалий каждого метода над месторождениями различных структурных типов, а в строках таблицы - их комплеко для каждого структурного типа. Как видно из примеров и таблицы, в аномалиях элоктроразведочных методов, являющихся ведущими при поисково-раз-ведочннх работах на медные руды, наиболее контрастно проявляются непромышленные по запасам объекты во внутренних частях ВИЦ. Потенциально крупные объекты в областях вулканогенного обрамления БПС во всех геофизических методах проявляются неконтрастными аномалиями, сходными с аномалиями, обусловленными различием физических свойатв фаций горных пород рудоносной формации или изменением мощности рыхлых отложений. Выделение детерминированных идеализированных структурных типов месторождений в ШС и характерных для них комплексов физических полей и аномалий сделано для того, чтобы показать многообразие геологических условий локализации меднокол-чеданных месторождений в ШС, ориентировать исследователей на внедрение палеовулканологических критериев прогнозирования,на анализ всего комплекса полей и аномалий физических методов над прогнозными учаотками.

Геофизические поля и аномалии над кедноколчеданными месторождениями различных структурных типов

-руктурньш • тип глесто-г-ог.;дешя Геофизические метод ы Примеры ■

Гравиразведка Магниторазведка Электроразведка ые с то— рогдений

В зонах вулканогенного о Орошения Интенсивные обширные линейные отрицательные аномалии Пышпзниыз ишо-тошше поля с участками локального понижения над зонами мота-соматоза Обшрные електропроводные зоны,неконтрастный по электропроводности разрез, аномалии Р.П слабой интенсивности на повышенном фоне ВП, пологое направление осей наибольшей электропроводности в плоскости рассланпевания Левиха,Ча- дарские, Л-Ежоз- скоеДег- тярское

... вы- клинок 1 еубвулка-клческих тел Переход от ли-ьешлх отрицательных аномалий к локальным знакопеременным Переход от вони-яенных монотонных шлей с ЦеПОЧКаМИ полояи-телышх к положительным ■ Переход протяженных электропроводных зон из слабоконтрастного разреза в контрастный по электропроводности, аномалии ВП средней интенсивности о увеличением их в области выоокоомных пород,переход от пологих к крутым углам скатывания'оси наибольшей электропроводности Ломовско- ТЪпловскоз, Винновское, Уткинское, Кглатппская группа, Крас- ногвард-оо

Ьо внутренних частях центров Знакопеременные локальные аномалии Сложное мозгнч- ' ное поле с участками понижения над немагнитными породаш и ь:е-тасоматитами Ло"?льныа и протяженные. интенсивные аномалии электропроводности ср'зди зысокооглшх образований, интенсивны.) аномалии ВП, крутые углы скатывания оси наибольшей электропроводноетл Ясьвинское, .Хабунинское, Бр-лоречен- ское.Рогат- кина яма, Вогульское

3. Закономерности изменения гвлзичеоких полей'над меднокояче-

данкнми месторождениями с различным уровнем эродированноети (а_

равно и над месторождениями различные структурных типов) возможно применить в каждом конкретном.случае только после опррделения структурной позиции прогнозного участка в рудоконтролирующзм вул-каноплутоннческом сооружении.

ХУдоконтролирующие вулкапо-плутонические сооружения в составе гряд имеют различную эродированность: от слабой, когда разрез представлен вулнаногёнйо-осадо»ными фациями-, до глубокой, когда разрез состоит из чередования интрузивных, субвулканических, лавовых фаций. Месторождение любого из рассмотренных вше структурных типов вместе с ШС может иметь любой уровень эродарованностк. В реальных условиях на характер физических полей оказывает влияние естественная совокупность геологических условий,определяемых структурной позицией месторождения в ШС и уровнем его эродированноети. В диссертации с целью изучения этих геологических факторов они рассмотрены последовательно и раздельно.

Для изучения влияния уровня эродированноети на физические поля в 4 главе диссертации составлен схематический разрез рудокоп- ■ тролирушцего ШС, намечены уровни эрозионного ореза: малый, умеренный, глубокий - и проанализированы для каждого среза типичные рудо-Емещающие фации горных пород. Показано, что они аналогии типичным рудоамещающшл фациям рассмотренных выше трех основных струл., чых типов месторождений: преобладание вулканогенных, вулканогенно-оссадочных при малом уровне эрозии; сочетание вулканогенных, лавовых фаций, присутствие субвулканитов при умеренном эрозионном срезе; преобладание лавовых, субвулканических,интрузивных фаций при глубокой эродированности.

На примерах рудных полей Красноуральского рудного района с известным уровнем эродированности продемонстрированы особенности от-

-18-

радения их в физических полях, а также отдельные аспекты прогнозирования с учетом позиции участков в реконструированных ШС.

Умеренно-эродированное Чернушинско-Айвинское рудное поле располагается в северо-восточной внутренней части Ленинского ШС. Рудное поле включает две параллельные субвертихальныэ полосы расслянцевэдия, серицит-кварцевого метасоматоза, рудообрэзованпя протяженностью 2 км. Мощность сланцев западно'; Чернушинекой полосы нг. поверхности составляет 50-70 и, на глубине Ю0-2С0 м. Агшинская полоса на поверхности и на глубине имеет мощность порядка 300-500 м. Разсланцеваиню подвергнуты наклоне.иные на восток до 40-50° рктмично-слоксть'Э вулканиты кислого состава. Рудные тела известны на глубинах от первых десятков до первых сотен метре в. При обработке иатериатов МЗ в скв. 8602,8202,8121 определены субвертикальные глубинные электропроводные зоны мощностью до 300-400 м. Эффективное удельное электрическое сопротивление блоков пород по МЗ составляет' от 300 до 1000 Он-м. Коэффициент электрической анизотропии по МЗ составляет от 1,44 до I,£77, коэффициент анизотропии в плоскости рассланцеванил - от 1,15 до 1,40. Неправление оси наибольшей электропроводности в рудных зонах субгоризонтальное. На платежах метода изолиний над рудными зонами и виз их (над карманами рюсльк отложений) зафиксированы аномалии электропроводности размером 300-700 х ЮО-ЗОО м. В аномалиях метода Еорт:;-кального поля отчетливо проявляются все известные рудные тела. Рудное поле находится в субморвдиональной линейной отрицательной аномалии гравитационного поля. Над зонами слшщев наблюдаются области снижения магнитного поля на 25-50 нТл, вдоль западного борга Чернузин-ской зоны - повьшение на 50-100 нТл, вероятно, в связи с приьносом сюда магнитных компонентов.

3 юго-западной части Левинского ШС ввделен прогнозный Залад-ко-Абатуровекий участок предполагаемого умеренно-эродированного

рудного поля. Оно располагается на юяных выклинках западного ш-трусивно-субвулкапического ядра сооружения. Здесь есть аномалии электропроводности северо-созеро-западного простирания по МЗ, совпадающие с линейной положительной аномалией магнитного поля.

Глубоко-эродированное Ясьвинокое рудное поле'располагается в северо-восточной внутренней части Балакинского ШС. Полоса (мощностью до 200 м) кварц-серицитовых пиритизированннх сланцев, вмещающих серно-колчедакнсе Ясьвинокое рудопрояление, простирается на 6 км. ГЛетасоматиты, образовавшиеся по 'лавовым ч экструзивным фациям палеовулкана, перемежаются с дайками и мелкими интрузивами кислого и основного состава. Анизотропия.пород по МЗ до 2,0. Аномалии ЕЯ над метасоматитами до 3-5$!. При профилировании по методам СЭП, СГ вкрест зонк сланцев они проявляются на фоне более изотропных вмещающих пород повышенными значениями рк. При ориентировке электрического поля метода изолиний вдоль сланцев они проявляются интенсивными аномалиями электропроводности мощностью дс 150-200 м. Над выходящим к поверхности рудным телом Ясьзинского рудопроявления по СЭП с АВ = 600 м отмечается снижение рк дс 100-300 Сы-м. В гравиразведке над реликтовой полосой вулканогенных пород рудного поля зафиксирована линейная локальная отрицательная аномалия. Здесь же снижение магнитного поля до минус 200 нТл в обрамлении положительных аномалий до 100 нТл над субвулканиташ в боргах зоны.

Параллально Ясьвинской зоне, в I км восточнее, по геологическому картированию, аномалиям метода изолиний установлена Никольская глубоко эродированная зона рассланцевания и метасоматоза. Она является структурным аналогом Айвинской зоны в Левинском ШС.

Мало-эродированное Калугинское рудное поле, включающее круто-залегающие линзы мадно-цинковых руд Калугинского, Северо-Калугин-

ского месторождений, располагается в северо-восточной в:гутро;шей частя :Сэдугинского ШС. Полоса крутонаклоненных на восток до 70° серпцит-кварцевых слонцев приурочена к западному борту крупно ¡го (2x0,6 км) экструзиза рлоллг-дацятзв, прорвавшего толст/ лаз и туфов порфиритов андезитового состава. СапзднвЛ восточный фланги сооружения перекрыты толщей лав и порфирлтов игзальт-андззчтовой формации мощностью до 100 м. хУдовмсщаюияе г.стал.оь:атлты рудного поля картируются аномалиями метода заряда, изолиний, анизотропии, Ш. Над телом риодит-дацитов зьфикспрсваны лекальная отрицательная аномалия гравитационного поля, пониженное магнитное поле. При обработке материалов МЗ в скз.571, 525, располагающихся в рудовглещающих сланцах, определено растекания тока вдоль зоны сланцев. Коэффициент анизотропии пород по 113 составляет 1,5-2,0, эффективное сопротивление блоков пород ЗСО-8СО Ом>м, коэффициент анизотропии в плоскости рассланцевания соогпвгяет 1,17-1,65. За пределами зон метасоматоза но ГЛЗ анизотропия 1,4-1,5, эффективное сопротивление 800-2700 Ом-м.

Параллельно Нзяугинокой зоне, в I км к востоку, известка Вос-точно-Калуглнскэя зона сланцев. Она проявляется з аномалиях ЫЗ, метода изолиний. Это структурный аналог У1винской зоны в Ленинском ШС и Никольской зо:ш в Бадакинском ШС.

В юго-восточной часта Калуганского ВИС предположительно выделено мало-эродированное Екнское рудное поле. Оно располагается на южных выклинкях западного субзулканического сегмента сооружения, выполненного андезитовыш; порфиритами. В юго-восточной части этой предполагаемой тектоно-метазоматической рудоконтролирующей системы по МЗ из скв.609, 610 установлены две субвертикальные зоны электропроводности севзро-северо-западной ориентировки, совпадающие с зонами кварц-серицитовнх сланцев. Участок является структурным аналогом Западно-Абагуровского в Левинском ШС, Чадар-ского рудного поля в Балакинском БГО, Яово-Ежовского месторозде-

иия в Еловсном ВПС.

В диссертации составлена таблица типичных полей и аномалий геофизических методов над известными месторождениями и рудопрояв-лелиямл Кнровгрздского, Красноуральского районов с известными малым, умеренны?.!, глубоки?.! уровнями эродированности. В общих чертах комплексы нояей сходны с таковыми над типичными месторождениями в вулканогенных породах, на внешних выклинках субвулканитов, во внутренней части субвулканических центров.

. Если при выборе прогнозных участков исследователи региона Среднего Урала могут воспользоваться прогнозными рекомендациями Отраслевой лаборатории УТЛ, учитывающими палеовулканологические . аспекты размещения месторовдений, то при проведении геолого-

гсофизкческих поисковых работ им непременно придется выделять отрукзурпые элементы рудоконтролирупцего палеосоорунения, учитывать их вклад в создание аномалий геофизических методов, учитывать уровень эродированности сооружения и рудного поля. То есть освоение исследователями палеовулканологических аспектов размещения медко-колчеданных месторождений в старейших меднорудных районах Среднего Урала есть программа и условие эффективного проведения нового этапа поисковых работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет описание методологии использования геофизических данных для проведения в старейших меднорудных районах Среднего Урала палеовулканологических реконструкций с целью введения новых критериев прогнозирования и поиска месторождений.

Рассмотрены следующие основные научные и практические вопросы: - доказано, что в статэейших меднорудных районах Среднего Урала очередным этапом в изучении их геологического строения должен

стать палеовулканологический аиатгиз с целт-ю вц^елятая локальных

-22-

рудоконтролируючих сооружений;

- изучены физические свойства горных порол и среди них вулкано-генно-осалочных фацы горных пород как возможных структурно-петрофизических барьеров рудоотложения;

- по петрофизическим, петрохимическим, геологическим данным установлена магматическая специализация и структурная гозадил в составе рудной формации магнетитсолержашх горных пород, что дает основание для использования магниторазведки щп реконструкции субзулканических элементов палеосоорукеник J

- рассчитана фиькко-геологическая модель вулкано-плутонического соору:ьеьия (модель А.А.Иванова}, показана возможность использования геофизических методов при реконструкции реальных вулкано-плу-тонических сооружений в Кировградсксм и Красноуральском районах?

- на основании систематизации физических полей над известными месторождениями в рудсконтролируюидах ВПС выделены характерные комплексы физических полей над месторождениями различных структурных типов;

- сделано заключение, подтвераденное анализом идеализированной схемы строения рудоконтролирующей структуры и кошере тшш примерами, о характерном комплексе физических полек и аномалии над месторозденингш с малым, умеренным, глубоким уровнями эрозионного среза;

- продемонстрированы на примере конкретных вулкано-плутоническнх ccopyssnuü геофизические материалы к палеовулканологическим критериям прогнозирования медноколчеданшх местороздекий, выделены новые прогнозные площади.

Основные научные цааормалн диссертации опубликованы в работах: I. Кузш A.B. Выделение рудоконтролирующих структур в шной части Красновачьского меднорудного района по геофизическим данным //"Вэз. докл.контур. 2-3 декабря I9B5 г .посвященной КО летаю НТО "Гор-

нее". Кшерально-сирьевке ресурсы Урала и проблемы их освоения. - Свердловск, 1985. - С.53-54.

2. Прогнозирование колчеданного оруденения в падаовулканических структурах Среднего Урала; /Иванов A.A., Наседкин А.П., Бреднев 'А.Vi., Ki'siui A.B. //Матер.Всесоюзн. совет,. Структуры рудных полей вулканических поясов. Вып.1. - Владивосток, 1985. - С.38-40. -

3. Куз;:я A.B. Особенности геофизических полей п аномалий над кедво-колчеданншн месторовдениями Среднего Урала в зависимости от кх позиции в палеовулксшческих сооружениях //Тез.докл. IX Уральском конф. молодых геологов к геофизиков. Геология и полезные ;ic;conae.vaie Урала. 9-II дек. 1986 г. - Свердловск, IS86. - С.85-86.

4. Иванов A.A., Кузин Д.З., Ередиез И.И. Особенности геофизических полей над медно-колчеданннгйи ыесторовдениями Среднего Урала //Извести вузов. Геология и разводка. - 1937—ü ?. - С.68-75.

5. Иванов A.A., Кузин A.B., Бреднев И.К. Прогнозирование по геофи-зичееккы данным некоторых типов цгдных полей медноколчедаяных мветороздешш в условиях Среднего Урала //Опыт применения и пути улучшения методики геофизических исследований на рудных и нерудных ¡лесторокдениях: Мзявуз. науч. темат.сб. - Свердловск, 1988. - С.15-20.

6. дузин A.B. Иванов A.A. Структурная позиция магнетит-содеркащих горных пород в тесной части Красноуральского гдедно-рудного района. //Известия вузов. Геология и разведка -1988 -ü II. - C.II8-I2I.

7. Кузин A.B. Отражение уровня эрозии медноколчеданных месторождений среднего Урала в характере физических полей. //Геология и геофизика-»930-л4.Ъ. Деп. в ВИНИТИ 25.07.89. - 19 с.

8. Кузин A.B. Актуальность палеовулканологических реконструкций

в медно-рудных районах Среднего Урала //Разв. и охр. недр -1990}> 6. - С.20-23. 4