Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Физико-геологическое и радиогеохимическое моделирование с целью прогноза золотого, уранового и редкометального оруденений

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

Автореферат диссертации по теме "Физико-геологическое и радиогеохимическое моделирование с целью прогноза золотого, уранового и редкометального оруденений"

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МОСКОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНАЯ АКАДЕМИЯ

РГ6 од

_ 5 ШОН 1535

Нгуен Хонг Минь

ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ И РАДИОГЕОХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ С ЦЕЛЬЮ ПРОГНОЗА ЗОЛОТОГО, УРАНОВОГО И РЕДКОМЕТАЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЙ (На примере Нонгшонской впадины Центрального Вьетнама)

Специальность 04.00.12 Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат Эиссептции на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 1995 г.

Работа выполнена на кафедре ядерно-радиометрических методов и геофизической информатики'.Московской Государственной Геологоразведочной Академии.

Научный руководитель: Академик АЕН, доктор физико-

математических наук, профессор ;

Никитин А.А. .

Научный консультант : Доктор геолого-минералогических наук,

профессор Демура Г. В.

Официальные оппоненты: Доктор геолого-минералогических наук,

профессор Пахомов В.И.

Кандидат технических наук Крампит И. А.

Ведущее предприятие : ВНИИ Геосистем, Роскомнедра.

Защита состоится 22-ого июня 1995 г. б 15.00 на заседании спе-циализмроо;аниепо совета Д.063.55.03 нон Московской Государственной Геологоразведочной Академии по адресу: 117485, Москва, ул. Миклухо-маклая, д.¿3, ауд. 6-38.

С диссертацией можно ознакомиться з библиотеке Академии.

Автореферат разослан 22-ого мая 1995 г.

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

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы: После обнаружения ураносодеряащего угольного месторождения Нснгеон объем аэрогеофизических работ в центральной части Вьетнама резко увеличился. Кроне урановых месторождений; " в пределах .Нонгшонской впадины в результате детализации был выявлен ряд золото-сульфидных, редкометальных», рудопроявле-ний. Это побудило растущий интерес и внимание многих исследователей к данному региону. Однако, до настоящего времени уровень обработки и интерпретации комплекса геолого-геофизических данных, особенно гамма-спектрометрических и геохимических исследований остается неудовлетворительным. Поисковые признаки и критерии до сих пор не определены, не использован для этого современный подход, связанный с проведение;.! физико-геологического и радиогеохимического моделирования. Именно этими обстоятельствами обусловливается необходимость моделирования и разработки методики комплексной обработки и интерпретации азрогаша-спектрометрических и геохимических данных, выявления и изучения комплексных поисковых критериев и признаков с целью прогноза широкого класса оруденений перспективного региона.

Цель исследований - анализ я обобщение закономерностей размещения оруденений, моделирование и повышение эффективности комплексной обработки и интерпретации аорогеофизических и геохимических данных б условиях Центрального Вьетнама и выделение перспективах площадей для детальных поисковых работ (в первую очередь, на уран, золото и редкие металлы) в Нонгшонской впадине.

Задачи исследований:

- обобщение геологической информации с целью выявления основных факторов локализации оруденений в данном районе;

- обработка и анализ данных по физическим свойства.! горных пород, их геохимической специализации с целью построения физико-геологической и радиогеохимической моделей Нонгионского рудного узла;

- выявление гелого-геофизических критериев и признаков локализации Аи-и-редкометального оруденения;

- развитие и * совершенствование методов комплексной статистической обработки азрогаша-спектрометрических и геохимических данных;

- разработка методики применения этих методов, создание алгоритмов и программ применительно к персональным компьютерам;

- построение радиогеохимической карты Нонгшонской впадины с целью выделения перспективных участков на золотое, урановое и редкометальное оруденения.

Научная новизна:

- впервые построены физико-геологическая и радиогеохимическая модели Нонгионского рудного узла масштаба 1:100.000;

- предложен метод скользящей корреляции (МСК) для выявления ряда геофизических и геохимических признаков с целью поисков ору-денений;

- разработан метод отклонений от регрессионной модели (М0РМ) для определения специализаций геохимических элементов;

- исследована эффективность метода главных компонент (МГК) при обработке аэрогамиа-спектрометрических данных;

- разработано программное обеспечение для МОРМ и МГК;

- построена радиогеохимическая карта Нонгшонской впадины масштаба 1:100.000 и выделены первоочередные перспективные площади для дальнейших детальных геолого-геофизических исследований.

Практическая значимость результатов работы заключается в повышении эффективности прогноза на основе моделирования, усовершенствованных методов обработки аэрогамма-спектроиетрических и геохимических данных, приводящих к существенному снижении экономических затрат на поиски и локализацию рудных объектов при дальнейших крупномасштабных работах.

Апробация работы:

Результаты исследований докладывались на научных семинарах в Геологической Экспедиции N0. 10, Вьетнам, 1987-1989 гг., ив Экспедиции Атомного Минерального Сырья, Индия, 1990 г., на международном семинаре "Применение компьютерных технологий в геологии ГЕ0К0М-91" в Ханое, 1991 г., и на научной конференции МГГА, 19931994 гг.

По теме работы опубликованы:

- 2 статьи в юбилейном сборнике научных трудов "Десятилетие научно-технической деятельности геологической экспедиции N0.10", Ханой, 1988 (на вьетнамском языке).

- тезисы научного доклада "An attempt to use Principal Components Analysis in SSNTD data processing" в сборнике " Abstracts. Seminar on computer application in geology GE0C0M-91", Hanoi, 1991, (на англ. яз.).

- тезисы научного доклада "Новый способ выделения зон геохимической специализации" на научной конференции МГГА, 1993 г.

Фактический материал и личный вклад автора:

В качестве фактического материала автором были использованы материалы аэрогеофизических и геологических съёмок Нонгшонской впадины, около 2-х тысяч анализов проб и образцов, которые произведены в лабораториях Геологической Экспедиции Мо.10, а также фондовые материалы Главного Геологического Управления Вьетнама, Геологической Экспедиции No.10 и Геофизической Экспедиции.

Развиваемые в диссертации научные положения базируются, в основном, на результатах собственных исследований диссертанта начиная с 1987 г. 3 основу также положены полевые материалы, полученные Геофизической Экспедицией и Геологической Экспедицией No.10 в ходе проведения с участием автора производственных и научно-исследовательских работ.

На заднту зыносятся следующие научные положения:

1. Типовые статистические Физико-геологические и радиогеохимические модели Нонгшонского рудного узла масштаба 1:100.000 систематизируют основные закономерности в размещении и локализации оруденений, что является научно-методической основой их поисков на современном этапе исследования данного региона.

2. Статистические методы анализа данных, включающие МСК, МОРМ, МГТ, и разработанное программное обеспечение позволяют определить важные радиогеохимические прогнозные параметры к рекомендовать их для использования при обработке аэрогамма-спектрометрических- и геохимических данных с целью выделения перспективных участков в Центральном Вьетнаме.

3. Прогнозная радиогеохимическая карта Нонгшонской впадины позволила выделить ряд перспективных участков на урановое, золото-сульфидное и редкометальное оруденения, которые рекомендуются в качестве первоочередных для дальнейших детальных геологоразведочных работ.

Обьем и структура работы:

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глаз, заключения и содержит 85 страниц машинописного текста, 10 рисунков, 7 таблиц. Список использованной литературы включает 67 наименований.

Автор выражает глубокую признательность свему научному руководитель®, академику АЕН РФ, доктору физико-математических наук, профессору Никитину А.А. и научному консультанту, доктору геоло-го-мин&ралогических наук, профессору Демуре Г. В. за постоянное внимание, ценные советы, всестороннюю подержку при выполнении этой работы.

Автор искренне признателен профессорско-преподавательскому составу и зсем сотрудникам кафедры ядерно-радиометрических' методов и геофизической информатики, где выполнена диссертационная работа, за научные дискуссии и теплые дружественные отношения.

Автор выражает свою■глубокую благодарность проректору , профессору Емелину М.А. и всем сотрудникам деканата по работе с иностранными учащимися за внимание и всестороннюю помощь.

Автор также благодарен своим коллегам Нгуен Туан Фонг и Нгуен Ван Хынг, которые оказали большую помощь при сборе материалов для диссертационной работы.

СОДЕРЖАНИЕ

В Введении дается общая характеристика работы, обоснованы ак- -туальность, цель и задачи исследований, сформулированы основные защищаемые положения.

В первой главе "Геологическое строение Нонгщонской впадины и постановка задач" приведен обзор результатов предшествующих работ, даются необходимые сведения о геологическом строении и потенциальной рудоносности Нонгаонской впадины. На этом фоне подчеркиваются решаемые проблемы и задачи исследований.

Согласно геологической карте континентальной части Вьетнама масштаба 1:1.500.000 (Ханой, 1986) Нонгшонская мезозойская впади- ~ на находится в северной части мезоблока Контум платформенного массива Индосиния, где к этому блоку примыкает Лаоско-Вьетнамская складчатая система. Она разделяется на две мульды: Тхоламскую и

Шонгбунгскую. Границы этих мульд представляют собой систему глубинных разломов северо-восточного простирания. В целом структура Нонгшонской впадины имеет двухярусное строение. Верхний ярус слагают триасовые и юрские осадочные отложения. Нижний ярус, представленный фундаментом, слагают породы протерозойского и раннепа-леозойского возраста. Результаты изучения краевых областей, бурения и интерпретации гравимагнитных данных позволяют сделать предположение о трех основных типах пород фундамента Нонгшонской впадины:

- протерозойские метаморфические породы амф; Оолитовой фации, принадлежащие Хамдыкской толще;

- кембрий-ордовикские метаморфические породы зеленосланцевой фации, принадлежащие Авыонгской толще;

- гранитоиды Дайлокского (Дезонсксго) и Куэшонского (Пермь-триасового) комплексов;

Осадочные образования Нонгшонской впадины мо;:Но разделить на 7 стратиграфических подразделений, краткое их описание снизу взерх:

- Шонгбукг: конгломераты, песчаники, алевролиты и известняки.

- Нонгшон 1: конгломераты," песчаники красного цвета.

- Нонгшон 2: песчаники серого цвета, чередующиеся с песчаниками фиолетового цвета. Песчаники желтого и красного цветов, конгломераты, содержащие уголь.

- Тхолам 1: конгломераты, песчаники и аммоннтозые известняки.

- Тхолам 2: кварцевые конгломераты.

- Тхолам 3: песчаники желтого и красного цветов.

■ - Четвертичные отложения, представленные галечным слоями, песками и суглинками.

Нонгшонская впадина имеет сложное тектоническое строение. Судя по геологическим материалам и результатам интерпретации геофизических данных Шонгбунгская мульда опущена относительно Тхоламской за счет системы разломов северо-зосточного направления, которые проходят через центр впадины. Структуры' этих мульд танясе осложняют другие разломы северо-восточного направления. В результате этого наблюдается погружение крыльев, которые находятся дальше от центра впадины, и создается картина ступенчатой структуры с постепенным поднятием блоков при переходе от края к центру впадины. Разломы северо-восточного простирания, самые молодые в пределах впадины, имеют послеюрский возраст. С ними также связаны и меловые магматические образования. Поэтому эта система разломов играет важную роль при формировании зон эндогенной минерализации.

Разломы субииротного простирания заложились еще в докембрии, но продолжали развиваться в палеозое. Разломы субмеридианального простирания, судя по результатам интерпретации геофизических данных, имеют позднепалео'зойский возраст. Они проявляются в фундаменте и почти не видны на поверхности. Эти разломы играют важную роль при формировании рельефа фундамента. Система разломов юго-западного простирания также осложняет структуру фундамента, но слабо проявлена на поверхности. Они имеют разный возраст от позднего палеозоя до триаса.

В целом по результатам интерпретации геофизических данных разные системы разломов наложены друг на друга и тем самым создается весьма сложная структурная картина фундамента -впадины. Разломы северо-восточного простирания четко проявлены в фундаменте и на поверхности. Именно эти разломы играют самую важную роль в размещении эндогенной минерализации. К ним приурочены золото-сульфидные и редкометальнке оруденения.

В пределах Нонгшонской впадины до настоящего времени эксплуатируют два угольных месторождения: Нонгшон и Нгоккинь, а также было выявлено два урановых месторождения: Хехоа-Хекао и ураносо-держащее угольное месторождение Нонгшон. Урановое оруденение присутствует во многих местах впадины. В кварцевых жилах вдоль зоны дробления, приуроченных к разломам северо-восточного простирания, были обнаружены кварц-золото-сульфинное и редкометальное оруденение. Таким образом, Ноннгонская впадина весы а перспективна на поиски золота, урана и редких металлов.

В Нонгшонской впадине геофизические методы с целью выявления геологических структур и поисков месторождений полезных ископаемых начали использоваться сравнительно давно и в достаточном разнообразии. Основным результатом обработки гравиметрических и магнитных данных являются карты изолиний мощностей осадочного чехла и вещественного состава фундамента. Методом анализа этих данных была регрессионная модель между остаточным гравитационным полем и мощностью осадочных отложений. Остальные приемы интерпретации носят качественный характер. При обработке аэрогамма-спектрометрических данных был использован только комплексный показатель (и+К)/ТЬ, а геохимические данные представлены средними значениями, их квадратичными отклонениями в виде карт изолиний с последующей качественной интерпретацией. Таким образом из комплекса данных не извлекается максимальная полезная информация, до сих пор не разработаны эффективные критерии и признаки поисков урана и

других полезных ископаемых. При этом, оказывается, что только бурение с последующим химическим анализом на рудные элементы дают основу для оценки перспективности оруденений, что, в конечном итоге, приводит к большой потери как в экономическом плане, так и во времени.

На основе анализа изложенных материалов можно сделать выводы о длительной и сложной истории формирования геологического строения Нонгшонской впадины. Перспективность данной территории на целый ряд рудных месторождений требует более детального изучения, обобщения имеющейся информации и выработки на её основе поисковых критериев и признаков оруденения с целью прогноза. Решение указанных проблем возможно при последовательном решении следующих задач:

- обобщение физических свойств, радиохимических и геохимических характеристик горных пород, типизация геофизических полей, геологического строения и создание на этой основе физико-геологической и радиогеохимической моделей Нонгшонского рудного узла;

- совершенствование современных статистических приёмов обработки данных и их применение с целью выявления поисковых критериев и признаков на основе комплексного анализа и интерпретации гамма-спектрометрических и геохимических данных.

- выделение и прогнозирование на этой основе перспективных рудоносных участков Нонгшонской впадины.

Вторая глаза "Физико-геологическая и радиогеохимическая модели Нонгаопсхого рудного узла" посвящена обобщению и выявлению геоло-- го-геофизических признаков локализации оруденений, обработке и анализу данных о физических свойствах горных пород, их геохимических характеристик и построению физико-геологической и радиогеохимической моделей Нонгшонского рудного узла.

Формирование ФГМ и РГХМ в соответствии с поставленными задачами предусматривает следующие операции:-- - ---- -

- изучение геологических особенностей и характеристик моделируемого района; выявление геологических факторов локализации оруденений и составление типового геологического разреза изучаемого района.

- статистический анализ физических свойств, геохимических характеристик горных пород; выделение значимо различающихся структурно-вещественных комплексов (СВК).

- создание петрофизической и геохимической моделей в виде со-

четания частных возмущающих объектов, объединяющих отдельные СВК с учетом их наиболее вероятных размеров.

В Нонгшонской впадине следующие геологические факторы контролируют размещение оруденений. Урановые оруденения присутствуют в 3-х горизонтах Нонгшонской свиты. В подсвите Tsns; рудоносными породами являются аркозовые песчаники и полевошпатовые грауваки крупной и средней зернистости. Эти породы обнаруживаются в районе Табхинь. В нижней части подсвиты Т:ns;; рудосодержащими породами также являются аркозовые и частично кварцевые песчаники средней и мелкой зернистости. Этот рудосодержащий горизонт был обнаружен в районе Хехоа-хекао. Последним ураносодержащим горизонтом является угленосная толща, находящаяся в самой верхней части разреза Нонгшонской свиты. Этот тип оруденения был обнаружен в пределах угольного месторождения Нонгшок. Таким образом для урана очевиден стратиграфический контроль оруденения. Все обнаруженные до сих пор урановые оруденения приурочены к Нонгшонской свите. Фациаль-ный анализ показывает, что, в основном, рудосодержащие породы относятся к прибрежной фации. Возможно , что эта фациальная принадлежность также контролирует размещение урановых оруденений. В некоторых случаях, отмечается повышение концентраций урана, приуроченное к разрывным нарушениям. Можно предположить, что разрывные нарушения, тектонические трещины являются рудопроводящими и тем самым они также контролируют размещение рудного вещества.

В районе Тханьми, в кварцевых «ялах, находящихся в мраморах, доломитах, аифиболитезых сланцах и биотитовых гнейсах протерозойского возраста, были обнаружено золото-сульфидное оруденение. Эти кварцевые жилы приурочены к зонам, ^дробления, прорванным также

П п nt/IUTJ Vr» П Tjnr ГЛПП II TL июилг^лпл UfJ'l'rUFIfinui.'V 1ГЛ> «т-г II пгмт_

^lAJ-UVt-U'Uri iiu.riuu.1 IU> IWl ^ rl iUUUUllUl4Wi и ш1 i iJflUUUl/\ Aui'liuivrv^uu /1 llij^

вергшихся гидротермальным изменениям различной степени. Очевидно, что здесь золотс-сульфиднсо орудзкение контролируется текто-но-магматическими и гидротермальным процессами, связанными с Хайванскиы и Тьаз&нским комплексами. Преобладающее направление гидротермально изменённых пород в зонах дробления - северо-вост-точное.

Редкоыетальное оруденение-- связано с метаморфическими породами Авыонгской свиты: кварц-эпидот- роговообманковыми сланцами, доломитом, кварцитом и Хайванскиы магматически!,! комплексом. Породы, в основном, подвергаются -орогозикованию и эти зоны гидротермально измененных пород связаны с тектоническими нарушениями субширотного простирания.

Физические свойства горных пород были получены на основе анализа 329 образцов, отобранных из скважин для определения плот-1 ностных и магнитных характеристик, а также 202 определения кажу-'•■ щегося сопротивления в естественных условиях. Были построены гистограммы, вычислены средние значения и погрешности физических свойств. Их анализ физических позволяет констатировать:

- гравиметрическим методом можно реализовать картирование метаморфического фундамента (6=2,72-2,78 г/см0) и некоторых магматических комплексов, например Хайванский (6=2,72 г/см"), первой и второй фазы Куэшонского (6=2,83-2,97 г/см^') и Тьаванского (6=2,95 г/см'"), на фоне низкой плотности осадочных отложений (6=2,6-2,65 г/см'"'). С помощью высокоточного гравиметра и эффективной методики обработки данных также возможно картирование границы между триасовыми (6=2,65-2,68 г/см'") и юрскими (6=2,59-2,60 г/см'3) отложениями.

- магнитные свойства магматических образований весьма слабые (ЭС=0-5400.10""' СС8М), однако при эффективной методике полевых работ и обработки данных вероятна возможность картирования пород Тьаванского (3?=5400.10""' СС8М), второй и третей фазы Куэшонского комплексов. (56=3000-4000.10"(Ж>М). Остальные магматические образования проявлены в магнитных аномалиях лищь в отдельных случаях. Эффективность магнитной съемки особенно высока при картировании третей фазы Куэшонского комплекса, так как эти породы не контрастны по плотности и практически не отличаются от пород метаморфического фундамента.

_ гт-зишлг, пй •"» ГТПТ/Н1Г-И.1Т V РПЛМЛИПП^ Г" ТТТ *»гт Т ПНТЛГЭ —

и а«'. о и» ч 1 ^ * 1 "х^ч^Гхп/'к ^иип^ 1 иил 1 ирий^ 1^^ 1Г »Л ¿/Л

.ничены поэтому судись об -эффективности применения каких-либо модификаций злентроразведсчных работ затруднено. Однако с помощью электроразведки ожидается возможность картирования границы осадочных отложений (р,; =750-900 ош) и пород ыетаг,[орфического фундамента (рл=1600-12000 омм), а также зон дробления, тектонических нарушений с сульфидной минерализацией и. угленосных отложений. - -

- для гндратериально-иетасоыатнческих измененных пород коэффициент корреляции между плотностью и магнитной восприимчивостью низкий (К=-0,16), в то же время для неизмененных пород он имеет более высокое значение (К=0,4-0, 5). В исследованиях Пахомовых М. И. и В.И. было показано, что зоны и участки развития продуктов гидротермально-метасоматических процессов, имеющих зональное строение с различным взаимоотношением физических свойств новообразованных минералов в каждой зоне, характеризуются в целом нез-

мыми или отрицательными значениями корреляции между магнитной восприимчивостью и плотностью горных пород. Таким образом наши результаты хорошо согласованы с выводами Пахомовых М.И. и В.И.,, что даёт основание применить метод расчёта коэффициентов корреляции в скользящем окне для картирования зон гидротермальных изменений, причём отрицательные и незначимые значения коэффициента ранговой корреляции в нашем случае являются поисковым признаком золото-сульфидного и редкометального оруденений.

Данные о содержаниях радиогеохимических элементов в горных породах были получены в лабораторных условиях гамма-спектрометрическим методом. Измерения выполнены на аппаратуре, аналогичной САО-6 (прозводство Канады). Пробы были отобраны из коренных выходов пород и керна и были подвернуты петрографичскому изучению и диагностике. Детальное изучение радиогеохимических параметров горных пород, проведенное автором, позволяет сделать следующие выводы:

- юрские и триасовые конгломераты и песчаники обладают самыми низкими содержаниями радиогеохииических элементов, особенно урана (и=4, 4-5, 0x10"4 7з, №=10,2-10,9x10""/?, К=11, 0-11, 5x10": %).

- граниты поздней фазы пермь-триасового интрузивного комплекса (11=7, 6x10"" %) и метаыорфизованные породы протерозоя (11=7, 0x10" обладают повышенными содержаниями урана. Вероятно, что они являются источником уранового обогащения в триасовых песчаниках.

- породы третьей фазы позднсяалесзсйсксго магматического комплекса являются самыми радиоактивными. Они обладают наиболее высокими содержаниями радиоактивных элементов (и=7,6x10" №=25, 9x10"4 К=20,7х10";й). Эти породы также обладают самым высоким значением диперсии содержаний урана и тория (б-=0,43, б-п=0,54). Указанные признаки могут быть использованы при оконту-ривании магматических-образований данного комплекса;

- для отдельных пород корреляционные связи между радиоактивными элементами частично нарушаются. Например, для кембрий-ордовикских метаморфизованных сланцев Авыонгской толщи - Нт:1- =0,28, для триасовых биотитовых гранитов Хайванского комплекса й|_к=0,29, в то же время для большинства остальных пород эти коэффициенты варируют в пределах от 0,5 до 0,8. Причины нарушения этих корреляционных связей не выяснены, однако они могут служить признаками при картировании и выделении этих пород;

- рудовмещающие песчаники Хехоа-Хекаоского.уранового месторождения обладают сильным нарушением всех корреляционных связей между и, ТП и К (Я:;-:п =0,2; &,_к—0,3; НГп.х«0,28). По сравнению с

другими песчаниками Нонгионской свиты они обладают повышенными содержаниями всех радиоактивных элементов Ш=14, 9х10~'*1й; Т11=14, 4x10"4%; К=16,6хЮ"1"Ю. Такие особенности могут явиться поисковыми признаками такого рода урановых месторождений.

Для количественной оценки возможности разделения геологических образований автором было произведено сравнение дисперсий содержаний радиоактивных элементов горных пород по критерию Фишера Р. Автор также произвел сравнения средних значений содержаний и, Ж К в горных породах по ^статистике и корреляционных матриц, рассчитанных по содержаниям этих элементов, по М-статистике. 1!а основе этих статистик автором был произведен Ц-кластерный анализ. На основе этого анализа были построены дендрограммы, наглядно представляющие результаты кластерного анализа. На дендрограммах можно видеть, что породы Нонгионской впадины классифицируются по содержанию и на пять групп, по Тй - на три групппы, по К - на четыре группы.

Таким образом, если по комбинации выделенных групп только позднетриасовые габрро, габбродиориты Тьавансксго комплекса и пермь-триасовые роговообманко-биотитовые гранодисриты первой фазы Куэшонского комплекса не различаются по средним значениям содержаний и, Ж К, поскольку эти породы всегда выделяются в одной группе. По ксррреляционным матрицам горные породы Нонгшонской впадины выделяются в четыре группы. Все три фазы Куошонского магматического комплекса образуют единую группу. Авыонгскпе метаморфические породы и окружающие Хехоа-Хекаоское урансзое сруденение песчаники выделяются в две отдельные группы. Это значит, что эти породы отличаются_ от всех остальных пород по корреляционным характеристикам и такие особенности в корреляционных связях между радиоактивными элементами могут быть использованы как поисковые признаки золото-редкометального и уранового оруденений. Значительных изменений в корреляционной матрице не было для остальных пород, так как они составляют четвёртую .группу. . ..

Геохимическое опробование проведено при поисковых работах масштаба 1:50.000. Образцы, отобранные из коренных выходов горных пород и канав, подвернуты спектральному анализу. Было определено содержание по 13 элемента!,1. Автором проведен статистический анализ геохимических характеристик горных пород района. Для типичных геологических образований были вычислены коэффициенты концентрации и вариации химических элементов: Кк = X, / С.; К, = б1 / X,; где: Х,,^ и б, - соответственно среднее, кларковое содержания и

среднеквадратичное отклонение i-oro элемента. По коэффициентам концентрации оцениваются геохимические специализации химических элементов. Автором также вычислены корреляционные матрицы химических элементов для основных горных "пород района. На этом основании был проведен R-кластерный анализ. По этим результатам были определены геохимические ассоциации элементов. -На основании изложенных результатов можно сделать следующие выводы:

- Куэшонские магматические образования имеют геохимические специализации по Ti, Со, Си.

- Хайванские магматические породы - единственные в районе, которые имеют высокое содержание серебра, следовательно эти породы также играют важную роль при формировании золото-сульфидных ору-денений и серебро, как спутник золота, может быть использовано при поисках золота.

- В большинстве случаев постоянно наблюдается положительная корреляция между редкими элементами Y, Yb, Zr, Be, что указывает на весьма перспективное обнаружение редкометальных оруденений в этом районе. Эти оруденения вероятно связаны с Хайванским комплексом и метаморфизованными породами Авыонгской толщи.

- Выявлена корреляционная связь между концентрациями урана и ванадия для аркозовых песчаников Нонгшонской свиты, что позволяет сделать вывод об инфильтрационноп происхождении Хехоа-Хекаоского месторождения. Следовательно высокий коэффициент корреляции между U и V таке является поисковым признаком урановых оруденений в песчаниках Нонгшонской впадины.

На основе выше проведенных анализов автором построены физико-геологическая и радиогеохимическая модели Нонгшонского рудного узла масштаба 1:100.000. На этих моделях типовые разрезы построены на основе геологических материалов Нгуен Ван Чанг, Нгуен Ван Хоай и др. Геологическое строение фундамента описано с помощью результатов, полученных на картах вещественного состава фундамента и изолиний-.мощностей осадочного чехла. Физические (ATa,Ag5) и радиогеохимические поля (U, Th, К) над разрезами получены из полевых наблюдений по указанным линиям. -

Для иллюстрации выявленных поисковых признаков для уранового оруденения на модели нанесены значения коэффициентов корреляции между радиоактивными элементами R-j_тh, Ru_K и R--n-K- По этим интерпретационным полям видно, что в районе Хехао-Хекао все-коэффициенты имеют отрицательные значения. На модели также нанесены значения коэффициента корреляции между остаточными гравитационным

и магнитным полями йд-а - Лг. . -В районе Тханьми, где расположено золото-сульфидное и редкометальное оруденение, этот коэффициент также имеет отрицательное значение.

Эти результаты дают основание защитить первое научное положе- '• ние:

Типовые статистические - физико-геологические и радиогеохимические модели Нонгшонсксго рудного узла масштаба 1:100.000 систематизируют основные закономерности в размещении и локализации оруденений, что является научно-методической основой их поисков на современном этапе исследования данного региона.

В третьей главе "Статистическая комплексная обработка аэрогам-маспектрометрических и геохимических данных" разрабатываются методические рекомендации по применения методов скользящей корреляции (МСК), отклонений от регрессионной модели (М0РМ) и главных компонент (МГТ). Выбор этих методов диктуется особенностями ФГМ, РГМ и простотой математического обеспечения, что позволяет массовое применение в дальнейшем в условиях Вьетнама. Ка основе этих рассуждений автором выбраны метод скользящей корреляции (МОК), метод главных компонент (МГТ), которые были применены достаточно широко в практике геологических исследований, но требуют дополнительных доразработок. Кроме того, автором также был разработан метод отклонений от регрессионной модели (НОРМ) для определения специализаций геохимических элементов.

Метод скользящей корреляции предназначен для нахождения различия в корреляционных связей между двумя признаками в различных геологических объектах. Как было показано выше, проведенным физико-геологическим и радиогеохимическим моделированием были установлены признаки поисков, гидротермально-метасоматических изменённых пород, с которыми связаны Аи- и редкометальное оруденеия, выражающиеся в нарушении корреляции между магнитной восприимчивостью и плотностью горных пород. Поисковые признаки уранового орудннения, на основе РГХМ, выражаются в нарушении корреляции между содержаниями радиоактивных элементов для вмещающих-урановое оруденение песчаников Нонгшонской свиты и тесной связи между концентрациями II и V в зонах инфильтрационного осаждения урана. Выделение участков возможных оруденений с помощью установленных признаков возможно на основе расчёта коэффициентов ранговой корреляции. Суть МСК заключается в вычислении коэффициентов корреляции между двумя геофизическими или геохимическими признаками в

скользящем окне. В своей работе Пахомовы В. И. и М.И. проводили детальные исследования корреляционных связей между магнитной восприимчивостью и плотностью горных пород на теоретических меде-' , лях, изучали особенности взаимосвязи физических свойств неизме- '' ненных горных пород и пород зон гидротермально-метасоматических изменений. На основе своих "исследований они разработали специальную методику выделения участков метасоматических измененных пород, базирующуюся на применении МСК.

Поскольку в нашем случае отсутствуют площадные данные о петро-физических свойствах горных пород, авторе!.! применяется МСК для остаточных магнитного (ДТ-) и гравитационного (Д§3) полей с целью выделения участков возможного проявления гидротермально-ме-тасоматических изменений. Использование этих признаков основано на том, что ожидается такой же характер корреляционных связей между ДТ; и Дёт 1 который существует между магнитной восприимчивостью и плотностью горных пород, т.е. значения Дт; и хорошо скоррелированы в случае измерения полей над неизмененными породами и корреляционная связь нарушается при переходе на метасо-матически измененные породы.-- Граница зоны гидротермально измененных пород выбирается по изолинии со значением, равным 0. Размер палетки равным 5x6 км в связи с масштабом исходных данных 1:100.000 и характером автокорреляционной функции. Исходные поля ДТ, и Дgг должны профильтроваться так, чтобы радиус автокорреляции остаточных полей был меньше 5 км.

Второе, автором предложено применение МСК для концентраций радиоактивных элементоз. Из характера корреляционной связи между и, Тй, К на построенных моделях следует, что области с выборочными коэффициентами Т11, Ягь-к <0,3 и ^--к<0 определяются как участки возможного нахождения урановых месторождений Хехоа-Хека-оского типа. Размеры палетки выбираются равными 2, 5x2,5 км, так как аэрогамыа-спектрометрические данные получены в масштабе - 1:50. ООО.

Третье, автором предлагается применение МСК с целью выделения перспективных площадей по концентрациям урана и ванадия при геохимической съемке. Размер - палетки - 5x5 км. В палетке вычисляется коэффициент корреляции между ураном и ванадием (К^.у). Участки возможного инфильтрационного осаждения урана определяются как об" ласти значений [?„.,,, больше 0,4. В качестве программного обеспечения был использован пакет программ КОСКАД, разработанный на Кафедре ядерно-радиометрических методов поисков и раззедки и геофи-

зической информатики при МГГА. С помощью, этих результатов в дальнейшем будут составлены радиогеохимическая карта и карта перспективных участков района исследования.

Метод отклонений от регрессионной модели основан на геохимических специализациях горных пород. Анализ многочисленных материалов показывает, что формирование ыеталлогенических провинций, рудных узлов теснейшим образом связано с интенсивностью дифференциации и специализации вещества геологических образований. В частности, калиевая и гориевая радиогеохимические специализации (К-РГС и ТЬ-РГС) являются важным фактором локализации оруденений и идентификации магматических образований, а урановая геохимическая специализация (и-РГС) связана с формированием урановых месторождений. Для определения радиогеохимических специализаций Порт-нов А. М. предложил методику, в которой диапазон изменения концентраций К и ТЬ разбивается на разные группы. При этом РГС определяются как разность разрядов, в которые попадают значения концентраций К и ТЬ. В данной работе автором предлагается более универсальный способ определения ГС по отклонению от регрессионной модели. Предполагаемая нами процедура" реализации метода состоит из:

- проведения МСК по выше изложенной методике до получения карт изолиний значений коэффициентов корреляции;

- выбора участка с коэффициентом корреляции больше 0, 6 и построения регрессионной модели на этом участке;

- определения коэффициентов отклонения от регрессионной модели (КОРМ) по формуле: К. = + А /Б, (1=1,2); где: А,- положительное отклонение 1-ого признака от регрессионной модели, Б, - ошибка прогноза 1-ого признака.

- построения карты изолиний значений КОРМ. Области с -значением К0РМ>1 соответствуют специализированным по первому признаку зона!,!; а области с значением К0РМ<-1 - по второму признаку. Области значений КОРМ от -1 до 1 - зоны соблюдения регрессионной модели или неспециализированные.

Автором был опробован МОРМ для концентраций ТЬ и К в Нонгшонс-кой впадине и произведено сравнение полученных с помощью этого метода и метода Портнова карт радиогеохимической специализации. Анализ обеих карт показывает, что разработанный автором метод обеспечивает возможность картирования слабых К-РГС и более детальную картину ТЪ-РГС. При этом ТЬ-РГС хорошо оконтуривает границы пермь-триасового магматического комплекса. Интересно под-

черкнуть, что полученная регрессионная модель имеет следующее уравнение: К = 1,06.Th + 0,26. Примерно такое же соотношение получается на осндве граничных значений концентраций К и Th, предложенных Портнов'ым А.М. при разбивке градаций для определения радиогеохимических специализаций горных пород. Это означает, что без предварительного изучения геохимических характеристик горных пород, можно определить их геохимические специализации и кроме того получить характер нормальной зависимости геохимических элементов в горных породах, причем такой характер должен отражать специфические особенности изучаемого района. При комплексной обработке аэрогамма-спектрометрических данных в Нонгшонской впадине с целью прогноза и локализации оруденений МОРМ был применен для двух пар Th, К и U, К. В результате был выявлен ряд зон радиогеохимической специализации.

Метод главных компонент является общим математическим апаратом для многих исследований. Его применение в обработке аорогам-ма-спектрометрических 'данных, по мнению автора, обосновано тем обстоятельством, что в распределении радиоактивных элементов участвуют три независимых геологических процесса: сингенетическое или первично-конституциональное распределение U, Th, К при поро-дообразовании; эндогенное и экзогенное перераспределение этих элементов. В общем разновидность методов вычисления главные компонент определяется выбором матриц исходных (X) или. стандартизи-

nnRPWUWV (7 \ n^iU'-jMV M^nnnkQnDaurjDtl linDonTJ^Munuunü (Г} rjnu

r ww ....... . .i.w..., I.w.iwm^^wuw.i.^ll nuuufjl^liuiuiuil \ W / HVjpyV,

ляционной (R) матриц и длиной использованных собственных векторов. Результаты исследований Trochimczyk J. и Chayes F. позволяют диссертанту" выбрать следующую методику вычисления главных компонент. Сначала концентрации U, Th, К центрируются и нормируются. После этого на основе корреляционной матрицы вычисляются матрица нормированных собственных векторов и главные компоненты. Проведенный автором анализ нагрузок на исходные данные и карт изолиний ГК позволяет сделать следующие выводы:

- первая главная компонента изображает общее геологическое строение района, т.е. она охарактеризует первоначальное распределение радиоактивных элементов при породообразовании;

- вторая главная компонента описывает процесс выноса и привно-са радиоактивных элементов, основанный на их подвижности в зонах окисления;

- третья главная компонента определяет характер проявления процесса перераспределения радиоактивных элементов за счет текто-

но-магматической деятельности и регионального метаморфизма;

Для реализации МОРМ и МГК автором было разработано собственное программное обеспечение, которое написано на языке программирования PASCAL. Полученные вышеизложенными методами обработки результаты позволяют выделить зоны радиогеохимической специализации, участки привноса и.__выноса радиоактивных элементов, области воз-ножного проявления уранозого и золото-сульфидного оруденений. Эти сведения дают важную информацию при построении радиогеохимической карты, прогнозировании и выделении перспективных участков в пределах изучаемого района.

На основе усовершенствований и разработок, проведеннных автором в данной глазе, сформулируется второе научное положение:

Статистические методы анализа данных, включающие МСК, МОРМ, МГТ, и разработанное программное обеспечение позволяют определить важные радиогеохимические прогнозные параметры и рекомендовать их для использования при обработке аэоогаш&-спектроиетоичесьих и геохимических данных с целью выделения перспективных участков з Центральном Вьетнаме.

В четвёртой главе "Построение прогнозной радиогеохимической карты [¡онгшонской впадины и выделение перспективных участков" со-

зершэнстзуютя принципы построения такого рода карты и даётся анализ прогнозной радиогеохимической карты Нонгшонской впадины.

В настоящее время зо Вьетнаме широко развивается радиогэохи-мичесхое картирование горных пород как в наземном, так и в воздушном вариантах. Гамма-спектрометрические измерения и построенные на их основе радиогеохимические карты имеют большое значение не только при изучении геохимии U, Tin, К, но-и при ыеталлогени-ческом анализе и прогнозе многих полезных ископаемых.

В своей работе A.A. Смыслов изложил свои принципы и методику построения радиогеохимической карты. Зта методика может быть разной в зависимости от особенностей регионов и решаемых задач. Однако не было обращено внимание на анализ распределения калия в геологических формациях и не уделено достаточное внимание конкретному вычислению радиогеохимических нагрузок. По мнению диссертанта, степень неоднородности распределения радиоактивных элементов можно оценить путём вычисления дисперсий U, ТЬ, К в скользящем окне. Торий-урановое отношение на самом деле охарактеризует степень нарушения корреляции между этими элементами, поэтому его можно заменить коэффициентом ранговой корреляции между радиоак-

тивными элементами, вычисленным тоже в скользящем окне. Геохимически специализированные по U, Th, К геологические комплексы можно определить с помощью метода отклонения от регрессионной модели (глава III). С учётом того, что у нас отсутствуют данные о концентрациях радиогенных свинцов, в нашем конкретном случае диссертантом предлагается вычислить и вынести на радиогеохимическую карту следующие элементы нагрузки:

1. Слабо дифференцированные, дифференцированные и интенсивно дифференцированные зоны, определяющиеся по средним содержаниям и кларкам радиоактивных элементов. Кларки этих элементов выбираются по опубликованным данным А. П. Виноградова К, =2, 5.10"4 %; К:,=13.10"4 %: К. =2, 5 %; ••

2. Аномальные значения дисперсии, вычисленной в скользящем окне;

3. Аномальные концентрации U, Th, К;

4. Зоны нарушения корреляции между радиоактивными элементами, определенные с помощью метода скользящей корреляции;

5. Аномальные концентрации элементов-спутников;

6. Геохимически специализированные по U, Th, -К зоны, определенные методом отклонения от регрессионной модели;

7. Зоны с предимущественным выносом и привкосом урана, определенные методом главных компонент.

С помощью модифицированной и дополненной методики автором построена радиогеохимическая карта Нонгшонской впадины масштаба 1:100.000. На этой карте слабо дифференцированные зоны включают в себя площади распространения осадочных отложении и средних и основных магматических образований. Дифференцированные зоны разделяются на три типа: урановые в осадочных отложениях, урано-торие-вые в магматических породах Куэшонского комплекса и урановые в протерозойских метаморфических породах. Зоны нарушения всех корреляций между радиоактивными элементами, находящиеся в осадочных отложениях Нонгшонской свиты, являются перспективными на поиски урана. Зоны нарушения корреляции между остаточными гравитационным и магнитным полями, находящиеся в метаморфических породах, являются потенциальными на поиски золото-сульфидного и редкометально-го оруденения. На радиогеохимической карте Нонгшонской впадины также видно, что зонами с предимущественным выносом урана явлля-ются пермь-триасоввые биотитовые граниты третьей фазы Куэшонского комплекса и биотитовые граниты Хайванского комплекса. Это даёт основание полагать, что эти магматические образования являются

источником уранового обогащения в осадочных отложениях. Зоны с предимущественным привносом урана локализуются в породах Нонг-шонской сбиты. Именно в этих местах было обнаружено Хехса-Хекаос-кое 'урановое месторождение. Это позволяет сделать вывод, что одной из причин концентрации урана в Хехоа-Хекаоском месторождении является привнос урана из магматических пород Куэшонского и Хай-ванского комплексов, т.е. оно является инфильтрационным по происхождению. Руководствуясь эти: м соображениями, автором были выделены шесть перспективных участков на уран, золото и редкие металлы в пределах Нонгшонской впадины.

На основе изложенных результатов можно вынести на защиту следующее положение:

Прогнозная радиогеохимическая карта Нонгшонской впадины позволила выделить ряд перспективных участков на урановое, золото-сульфидное и редко: ¡етальноэ оруденения, которые рекомендуются в качестве первоочередных для дальнейших детальных геологоразведочных работ.

Подводя итоги проделанной работы можно подчеркнуть основные результаты исследования:

- впервые построены физико-геологическая и радиогеохимическая модели Нонгзснского рудного узла масштаба 1:100.000-,

- предложен метод скользящей корреляции ÍMCKj для ряда геофизических и геохимических признаков с целью поисков оруденений-,

- разработан метод отклонений от регрессионной модели (M0PM) для определения специализации геохимических элементов^

- исследована эффективность- метода главных компонент (МГК) при обработке аэрогаммаспектрометрических данных^

- разработано программное обеспечение для M0PM и МГК;

- построена радиогеохимическая карта Нонгшонской впадины масштаба 1:100.000 и выделены перспективные участки на уран, золото и редкие металлы.

Москва, 21 апреля 1995 г. Нгуен Хонг Минь