Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны"

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВ ЕВГЕНИЙ ЭДУАРДОВИЧ

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГНОЗА ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ ЮГО-ВОСТОЧНОГО СЕКТОРА АДЫЧА-НЕРСКОЙ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКОЙ ЗОНЫ

Специальность 25.00.10 "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2004

Диссертация выполнена в Якутском государственном университете им. М.К. Аммосова (ЯкутГУ)

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.Ю. Фридовский

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Г.В. Демура (МГГРУ им. С. Орджоникидзе); доктор технических наук, профессор С.А. Серкеров (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина)

Ведущая организация Институт геологии алмаза и благородных

металлов СО РАН (ИГАБМ СО РАН)

Защита состоится 21 октября в 13°° часов на заседании специализированного диссертационного совета Д.212.121,04 по защите диссертаций при Московском государственном геологоразведочном университете по адресу: 117873, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, д.23 в аудитории 5-48.

Отзывы и замечания на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных печатью учреждения, просим направлять по адресу: 117873, Москва, ГСП-7, ул. Миклухо-Маклая, д.23, геологоразведочный факультет, ученому секретарю А.А. Верчебе

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного геологоразведочного университета

Автореферат разослан сентября 2°°4 года.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор геолого-минералогических наук профессор

А.А. Верчеба

&ООЕ-Ч

//////

Актуальность исследований. В Верхне-Индигирском районе добыча золота, в основном, осуществляется на россыпных месторождениях, ресурсы которых в настоящее время исчерпаны. Между тем геолого-поисковыми работами в этом районе установлены многочисленные золоторудные проявления с недостаточно изученными перспективами. Это обстоятельство, а также наличие в регионе разрабатываемого рудного месторождения Бадран, открытие в сходных геологических условиях крупных золоторудных месторождений в Магаданской области (Наталкинское и др.) создают предпосылки выявления рудных месторождений в юго-восточном секторе Адыча-Нерской ме-таллогенической зоны. Эта зона приурочена к сочленению двух крупнейших тектонических структур Северо-Востока Азии - Колымо-Омолонского супер-террейна и Верхоянской окраины Северо-Азиатского кратона. Их развитие во многом определило закономерности размещения оруденения в регионе. Однако, особенности геологического строения этой территории, определяющие условия размещения золотого оруденения, а также геофизические критерии его регионального прогноза остаются до конца неизученными, что подчеркивает актуальность исследований. Комплексное изучение потенциальных геофизических полей, анализ петрофизических свойств пород, взаимосвязей геофизических полей и рудовмещающих структур юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны позволяют повысить надежность регионального прогноза золотого оруденения.

Цели и задачи исследований. Основная цель исследований - на основе современных методов обработки геолого-геофизической информации изучить структурно-тектоническое строение юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны и выявить связанные с ним геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения.

В процессе выполнения настоящей работы автором решались следующие задачи:

1. Анализ петрофизических свойств пород верхоянского терригенного комплекса и рудовмещающих структур юго-восточного сектора Адыча-Нер-ской металлогенической зоны.

2. Установление корреляционных связей аномальных геофизических полей с геологическими структурами юго-восточного сектора Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны.

3. Построение геолого-геофизической модели юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны.

4. Установление геофизических критериев регионального прогноза золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогеничес-кой зоны в масштабе 1:200000.

Фактическая основа и методика исследований. Диссертация основана на материалах автора, полученных в результате полевых работ и исследований выполненных по программам и грантам: НТП МО РФ "Научные исследования по приоритетным направлениям науки и техники", тема: "Структурно-геодинамические реконструкции, режимы промышленного рудообра-зования и прогнозно-поисковые модели месторождений благородных металлов Северо-Востока Азии" №07.01.007; Региональной научно-технической программы РС(Я), тема: "Динамика формирования, структура и полезные ископаемые восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны" №7; НТП МО РФ "Федерально-региональная политика в науке и образовании", тема: "Минерально-сырьевые ресурсы и режимы промышленного ру-дообразования месторождений благородных металлов северо-востока Якутии, как факторы рационального природопользования и устойчивого развития региона" №1618, в которых автор принимал участие, как соисполнитель, а также по материалам геологической съемки 1:50000, гравиметрической съемки 1:200000 масштаба и аэромагнитной съемки 1:50000 масштаба.

Методической основой проведенных исследований являются комплексная обработка и анализ геолого-геофизической информации на основе современных компьютерных технологий. С этой целью использовались: геоинформационная технология ПАРК (Прогноз, Анализ, Распознавание, Картирование), автоматизированная система "KOSCAD", геофизические обрабатывающие программы, геолого-геофизическое моделирование потенциальных полей. Применялись: статистический, корреляционно-регрессионный анализы, методы аналитического продолжения в верхнее и нижнее полупространства, расчет функции Саксова-Нигарда, двумерная самонастраивающаяся и энергетическая фильтрации и др.

Научная новизна работы. Впервые для территории Адыча-Нерской металлогенической зоны проведен комплексный анализ геолого-геофизического материала на современном методическом и техническом уровне с использованием компьютерных технологий. Научная новизна состоит в следующем:

1. Проанализированы физические свойства горных пород юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны и определены анома-леобразующие объекты потенциальных полей.

2. Установлено проявление в геофизических полях основных геологических структур.

3. Разработана глубинная геолого-геофизическая модель Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны, отражающая современные представления о строении коллизионных орогенов.

4. Определены геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения с выполнением прогнозных построений в масштабе 1:200000.

Практическое значение полученных результатов. В результате выполненных в диссертации исследований определены геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения и рекомендованы перспективные участки в пределах юго-восточного сектора Адыча-Нерской метал-логенической зоны.

Апробация работы. Результаты исследований автора обсуждались: на Международной конференции "Проблемы геологии и освоения недр" в г. Томске в 2002 и 2003 гг., научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов посвященной 370-летию г. Якутска в 2002 г., а также на республиканских научно-практических конференциях "Лаврентьевские чтения" в 2001 и 2002 годах.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ, в которых раскрываются основные теоретические положения и результаты проведенных исследований.

Диссертационная работа выполнена на кафедре геофизических методов поисков и разведки МПИ геологоразведочного факультета ЯГУ. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору В.Ю. Фридовскому; Заслуженному деятелю науки РФ, доктору физико-математических наук, профессору А. А. Никитину; доктору геолого-минералогических наук, профессору А.Г. Берзи-ну; кандидату геолого-минералогических наук, доценту A.M. Шаровой; доктору геолого-минералогических наук, профессору ЮА Ниму. Особую благодарность хочу выразить кандидату геолого-минералогических наук, доценту А.В. Прокопьеву и ведущему геофизику Якутской поисково-съемочной экспедиции Л. К. Федосееву за внимание, помощь, ценные советы и поддержку.

Автор благодарен сотрудникам кафедры ГМПиРМПИ ГРФ ЯГУ за оказанную помощь, а также руководству Государственного унитарного предприятия "Якутская поисково-съемочная экспедиция" (ГУП ЯПСЭ) за предоставленную возможность проведения полевых исследований на территории юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных литературных источников. Диссертация изложена на 149 страницах, содержит 56 рисунков и 15 таблиц. Список литературы включает 1°7 наименованиий.

Во введении обосновывается актуальность проводимых исследований; представлены цели, задачи и методика исследований.

В первой главе приводятся общие сведения об изученности и геологическом строении юго-восточного сектора Адыча-Нерской металл огеничес-кой зоны (АНМЗ).

Во второй главе рассмотрены петрофизические характеристики горных пород, слагающих юго-восточный сектор Адыча-Нерской металлогеничес-кой зоны, рассчитаны их статистические параметры и проведен корреляционно-регрессионный анализ физических свойств. Формулируется первое защищаемое положение.

В третьей главе дается характеристика геофизических полей исследуемой зоны; описывается методика их обработки для выделения аномалий, отвечающих зонам гидротермально-измененных пород; устанавливается корреляция аномалий с геологическими структурами. Формулируется второе защищаемое положение.

В четвертой главе предлагается петроплотностная и петромагнитная модели верхоянского терригенного комплекса и модель строения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны; устанавливаются геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения. Формулируется третье защищаемое положение.

В заключении сформулированы основные выводы по результатам проведенных исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Адыча-Нерская металлогеническая зона входит в состав Яно-Колымс-кого позднеюрско-ранненеокомового коллизионного металлогенического пояса. Металлогеническая зона прослеживается в северо-западном направлении на 6°° км при ширине до 15° км. К ней приурочены золото-кварцевые жильные месторождения, являющиеся основным источником формирования россыпей.

С севера-запада Адыча-Нерская металлогеническая зона ограничена Чаркы-Индигирским надвигом и Чай-Юреинским разломами. Надвиг прослеживается на расстоянии более 4°° км и характеризуется горизонтальными

перемещениями до 30-50 км. По надвигу верхнетриасовые отложения Кулар-Нерского сланцевого пояса перекрываются средне-верхнеюрскими отложениями Инъяли-Дебинского синклинория. Надвиг проявляется зоной брекчи-рованных, интенсивно дислоцированных пород и сопровождается пакетами изоклинальных и сжатых складок. Чай-Юреинский разлом протягивается на 1000 км, характеризуется юго-западной вергентностью, вертикальной амплитудой смещения до 1-3 км, сдвиговая составляющая достигает десятков километров. Разлом выражен широкой зоной дробления, смятия, пиритизации и повышенной гидротермальной деятельности, которая прослеживается вдоль р. Неры на протяжении более 200 км. Он имеет северо-западное простирание и в районе работ проявляется рядом самостоятельных разломов -Лево-Интахским, Продольным, Нерским и Двойным.

Инъяли-Дебинский синклинорий сложен преимущественно раннеюрс-кими, среднеюрскими терригенными породами. Мощность юрских отложений в пределах исследуемой зоны составляет 1,5 км. Нерский антиклинорий представлен терригенными породами верхнепермского и триасового возраста. Мощность триасовых отложений около 4 км. Магматические образования относятся к Тас-Кыстабытскому магматическому поясу.

Юго-восточный сектор Адыча-Нерской металлогенической зоны включает Курун-Агылыкский, Бурустах-Алачубугский, Хангаласский и Хараюрях-ский рудные узлы, внутри которых золоторудные проявления и пункты минерализации объединяются в рудные поля. Известные рудопроявления золота металлогенической зоны относятся к малосульфидной и золотокварцевой формациям. Оруценение размещается в кварцевых жилах выполнения, зонах окварцевания и сульфидизации осадочных пород.

Проведенные исследования позволили сформулировать следующие защищаемые положения:

Первое защищаемое положение. Установленные по статистическим характеристикам распределения физических свойств и корреляционно-регрессионным зависимостям петрофизические группы горных пород верхоянского терригенного комплекса являются аномалеобразующими объектами потенциальных полей юго-восточного сектора Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны.

На основе статистического анализа физических свойств, в пределах исследуемой территории выделяются следующие три основных типа пород:

1. Терригенные отложения верхоянского комплекса;

2. Гидротермально-измененные породы;

3. Магматические образования.

Терригенные породы верхоянского комплекса представлены песчаниками, алевролитами и алевропесчаниками. Наибольшей плотностью и магнитной восприимчивостью обладают алевропесчаники (2700 кг/м3 и 35*10'5 СИ, соответственно).

Гидротермально-дислокационный метаморфизм в пределах исследуемой зоны проявлен интенсивной сульфидизацией и окварцеванием. Исследование петрофизических свойств показало, что магнитная восприимчивость для всех пород, подвергшихся гидротермальной переработке, невыдержанна и характеризуется широким диапазоном значений. Установлено, что сульфи-дизация ведет к увеличению плотности, окварцевание - понижению.

Из позднеюрских магматических образований наименьшей магнитной восприимчивостью обладают риолиты, трахириолиты (6,2*105 СИ), наибольшей - базальты, диориты, диоритовые порфириты 30* 105 СИ и 30,3* 10'5 СИ, соответственно. Наименьшая плотность (2620 кг/м3) у риолитов, наибольшая (2720 кг/м3) - у габбро. Позднемеловые интрузивы трахибазальтов характеризуются наименьшей магнитной восприимчивостью (26* 105 СИ), наибольшей субщелочные габбро (39,4* 10'5 СИ). Наименьшая плотность (2695 кг/м3) у монцонитов, наибольшая (2722 кг/м3) у субщелочного габбро. Магнитная восприимчивость роговиков, развитых в юго-западной части района составляет (14-80)* 10'5 СИ. Интрузивные породы являются слабомагнитными. К магнитным образованиям относятся пирротинизированные орогови-кованные породы.

Таким образом, устанавливается, что основными аномалеобразующи-ми объектами гравитационного поля являются магматические образования, а также разуплотненные и сульфидизированные породы, несущие золотое оруденение. Возмущающими объектами магнитного поля являются орогови-кованные породы с включением пирротина и зоны интенсивной гидротермальной переработки с незамещенным пирротином.

Статистическая обработка физических свойств горных пород включала построение гистограмм распределения, вычисление числовых характеристик. Проведен корреляционно-регрессионный анализ с целью определения тесноты и формы связи между физическими свойствами.

Распределение плотностипород верхоянского комплекса в пределахюго-восточного сектора АНМЗ. Хти - 3460 кг/м3, Х^ - 2540 кг/м3, количество измерений 211. Шаг группирования по формуле Стерджеса М «100 кг/м3. Гистограмма распределения плотности пород верхоянского комплекса имеет двухмодальный характер (рис.1 А). Значение М0 2690 кг/м3 соответствует неизмененным породам, 3270 кг/м3 гидротермально-измененным породам.

Интервал группирования плотности пород г/см1

Интервал группирования магнкпюй восприимчивости пород

Рис. 1. Гистограмма распределения плотности (А) и магнитной восприимчивости (Б) пород верхоянского комплекса в пределах юго-восточного сектора АНМЗ

Распределение магнитной восприимчивости пород верхоянского комплекса в пределах юго-восточного сектора АНМЗ. Хя- 1*10"5СИ, Х^ 41*10"5 СИ, количество измерений211. Шаг группирования по формуле Стер-джеса Дх» 4*10"' СИ. Гистограмма распределения магнитной восприимчивости пород верхоянского комплекса имеет одномодальный характер (рис. 1 Б).

В результате статистического анализа установлено, что наибольшую диф-ференцированность имеют плотностные свойства пород верхоянского терриген-ного комплекса. По плотностаым свойствам в пределах исследуемой зоны выделяются две группы, модальные значения которых соответствуют неизмененным и гидротермально-измененным породам верхоянского терригенного комплекса.

Рассчитанный коэффициент корреляции гху между плотностью и магнитной восприимчивостью неизмененных горных пород равен 0,28. Низкий коэффициент корреляции подтверждает характер корреляционного облака (рис.2), который также показывает слабую статистическую связь между плотностью и магнитной восприимчивостью неизмененных пород. Несмотря на низкий коэффициент корреляции, существующая невысокая статистическая связь между данными физическими параметрами неслучайна. Пределы, в которых с вероятностью У = 0,95 должен находиться коэффициент корреляции при гипотезе об отсутствии связи, составляют 0,196.

Л 0,45 -' -..........

2 2,5 3 3,5

Плотность пород, г/см3

Рис. 2. Корреляция магнитной восприимчивости и плотности пород верхоянского комплекса

Для гидротермально-измененныхгорных пород коэффициент корреляции отрицательный и равен гху, = -0,24. Таким образом, можно предположить с вероятностью У = 0,95 о наличии слабой обратной связи между магнитной восприимчивостью и плотностью гидротермально-измененных пород юго-восточного сектора Адыча-Нерской зоны.

Корреляционное облако плотности и магнитной восприимчивости объединенных выборок неизмененных и гиротермально-измененных пород верхоянского комплекса, указывает на возможность разделения этих пород на две группы по рассматриваемой совокупности физических свойств (рис.2). Первая группа, неизмененные породы, обладает большей дисперсией по магнитной восприимчивости, вторая группа, гидротермально-измененные породы, обладает большей дисперсией по плотности. Они существенно различаются по значениям Мо по плотности, у первой она составляет 2690 кг/м3, у второй группы - 3270 кг/м3, по магнитной восприимчивости - 18 И 12*10"5 СИ соответственно.

Уравнение линейной регрессии для неизмененных пород имеет вид: Y=-8.81+10.5x., для гидротермально-измененных пород - Y=24,59+(-3,41x.)

Корреляционно-регрессионный анализ подтверждает, что породы верхоянского терригенного комплекса дифференцируются на две группы. Установлено, что намагниченность пород снижается с увеличением интенсивности гидротермальных изменений. Для неизмененных пород характерна прямая регрессия, для гидротермально-измененных - обратная, что ранее установлено исследованиями В.И. Пахомова (1979), по рассматриваемой совокупности физических свойств дифференциация пород возможна по модальным и средним значениям, дисперсиям магнитной восприимчивости и плотности. Наиболее информативным параметром разделения пород является плотностная характеристика.

Второе защищаемое положение. Геофизические критерии, связанные с пониженными значениями стандартного отклонения гравитационного поля и повышенными значениями магнитного поля, областями градиентных и нулевых значений коэффициентов корреляции, линейными локальными и положительными региональными аномалиями потенциальных полей обеспечивают выявление перспективных зон развития золотого оруденения.

Для выделения аномалий, отвечающих зонам гидротермально-измененных пород, использованы следующие трансформации гравитационного поля: вычисление высших производных гравитационного потенциала V , V ,, вертикальной и горизонтальной составляющих; вычисление функции Саксова-Нигарда для фиксированных глубин - 5 и 25 км; адаптивная энергетическая фильтрация; адаптивная самонастраивающаяся фильтрация; вычисление статистических оценок.

Высшие производные горизонтальных и вертикальных составляющих Vzx, Уи рассчитывались по комплексу программ SFGM. Алгоритмы программ основаны на двумерном преобразовании Фурье. Вычисление функции Саксова-Нигарда проводилось в программах ГИС ПАРК, SFGM, SURFER, EXCEL, ГИС ПАРК (геоинформационная система - Прогнозирование, Анализ, Распознавание, Картографирование). Векторно-растровая геоинформационная система предназначена для создания баз картографических и объектно-привязанных данных; справочно-информационного обслуживания; преобразования, тематической обработки, анализа и интерпретации пространственной информации, а также для компоновки, оформления и вывода картографических и сопутствующих им документов (разработчик АО "Ланэко", г. Москва).

В работе использованы следующие радиусы осреднения rt = 5, Г2=25 КМ. Исходя из оптимальной чувствительности данного преобразования, при указанных радиусах осреднения в поле аномалий Саксова-Нигарда наиболее отчетливое выражение получили блоки на глубинах от 4,5 до 12 км.

Двухмерная адаптивная энергетическая фильтрация проводилась в автоматизированной системе KOSCAD. Используемый энергетический фильтр строится на основе критерия максимума энергетического отношения сигнал/помеха - на выходе фильтра и предназначены для выделения сигнала, различающегося по энергии:

Aw = , где А' и А - вектор-строка и вектор-столбец

весовых коэффициентов фильтра; - корреляционные матрицы сигна-

ла и помехи (Никитин, 1986).

Размер окна фильтрации, наклон и коэффициенты фильтра зависят от "базового" окна. "Базовое" окно - это двухмерное скользящее окно, размеры которого должны превышать размеры аномалий, по крайней мере, в два раза. Размер базового окна для обработки гравитационного поля составляет 7*7 км.

Для обработки данных магнитного поля ЛТ применялись: аналитическое продолжение магнитных аномалий в верхнее и нижнее полупространство; двухмерная адаптивная энергетическая фильтрация; вычисление статистических оценок.

Пересчет магнитного поля А Т юго-восточного сектора Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны в верхнее и нижнее полупространства (100 м, 250 м, 500 м, 1000 м и -100 м, 250 м, -500 м и 1000 м) для выявления характера пространственного изменения магнитного поля и характера отражения особенностей геологического строения Адыча-Нерской зоны проводился в следующих программах обработки геофизических потенциальных полей: ГИС ПАРК, KOSCAD, SFGM, SURFER. Для выделения слабых площадных аномалий, связанных с "локальными" рудными объектами (минерализованные сульфидами и кварцем зоны дробления) на фоне помех использовалась последующая фильтрация остаточных полей. При этом наиболее эффективным способом исключения помех является двухмерная адаптивная энергетическая фильтрация.

Вычисление статистических оценок (стандартное отклонение, коэффициент корреляции магнитного и гравитационного полей) проводилось в программе ГИС ПАРК. Размер скользящего окна составлял 10x10 ячеек, всего 100 значений по исходным полям.

В трансформированном поле Уи, Ун выделены локальные аномалии, которые пространственно совпадают с основными структурами исследуемой территории. Чай-Юреинский разлом выделяется широкой линейной зоной аномалий Л§ отрицательного знака. Внутри данной зоны развиты локальные линейно-вытянутые аномалии северо-западного простирания длиной от 10 до 65 км, которым в геологическом отношении соответствуют пиритизиро-ванные толщи верхоянского комплекса. Изометричные в плане аномалии положительного знака соответствуют Нельканскому, Ала-Чубукскому и Хуламринскому массивам.

Гравитационное поле, пересчитанное в значения функции Саксова-Ни-гарда, и выделенная главная компонента отражают региональные структуры юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны. Выделяются три структурные зоны - северо-восточная, охватывающая южное крыло Инъяли-Дебинского синклинория; юго-западная, соответствующая Нерско-му антиклинорию и центральная, отвечающая положению Чаркы-Индигирс-кого надвига и Чай-Юреинского разлома. Для северо-восточной зоны на карте региональной составляющей характерно чередование вытянутых полос положительного и отрицательного знака, что указывает на складчатое строение Инъяли-Дебинского синклинория. Центральная зона выделяется повышенными значениями Л§ и, по-видимому, отражает выступ кристаллического фундамента.

Карта локальных аномалий после проведения двухмерной адаптивной энергетической фильтрации сопоставима с картой высших производных гравитационного потенциала (рис.3). Отличие состоит в том, что аномалии выделяются отчетливее и контрастнее, размеры и формы аномалий становятся более выдержанными, происходит смена знака аномалий. Так, минерализованные разрывные нарушения северо-западной ориентировки в центральной части исследуемой зоны выделяются положительными локальными линейными аномалиями, вытянутыми в цепочку.

Самонастраивающаяся адаптивная фильтрация гравитационного поля позволила выделить основные структурные элементы изучаемой зоны. Фильтрация показывает различие характеров гравитационного поля Инъяли-Де-бинского синклинория и Нерского антиклинория. Если для первой структуры характерны линейные аномалии, то для второй - блоковые. Структуры более высокого порядка - минерализованные разрывные нарушения, магматические образования и т.д. не нашли своего отражения.

При обработке магнитного поля методом адаптивной энергетической фильтрации и пересчетом в верхнее полупространство выделяются регио-

нальные аномалии юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогеничес-кой зоны. Особенно контрастно проявляется положительная линейная аномалия в центральной части исследуемой зоны. Она совпадает с региональной аномалией гравитационного поля, что косвенно подтверждает поднятие кристаллического фундамента. Локальные линейные аномалии в междуречье Нера-Бурустах и к западу от р.Нера, отвечают зонам повышенной пирро-тинизации пород.

Рис. 3. Результаты двухмерной адаптивной энергетической фильтрации.

Локальная составляющая гравитационного поля юго-восточного сектора Адыиа-Нерской металлогенической зоны (рассчитано в автоматизированной системе KOSCAD) 1 - гранитоицы: I - Нельканский, II - Ала-Чубукский, Ш - Хуламринский, IV - Антагачан-ский, V - Весновка, VI - Атака; 2 - тыловая часть Чаркы-Индигирского надвига; 3 - фронтальная часть Чаркы-Индигирского надвига; 4 - Чай-Юреинский разлом; 5 - руцопроявления.

Аномалии локальной составляющей магнитного поля, полученные методами фильтрации и пересчетом исходного поля в нижнее полупространство отражают поверхностные или неглубоко залегающие геологические структуры (рис.4). Наиболее контрастно выделяются разломы, интрузивные образования и зоны контактового метаморфизма. Для разломов характерны линейные аномалии северо-западной ориентировки, в основном, положительного знака различной интенсивности. Основная часть этих аномалий распо-

ложена в центральной части изучаемой территории и соответствуют Чай-Юреинскому и Чаркы-Индигирскому разломам. Магматическим телам отвечают изометричные аномалии. Ороговикованные породы выделяются положительными дугообразными аномалиями, окаймляющими отрицательные изометричные аномалии.

ЕЮ ЕЗ» О ЕЗ« Ш»

Рис. 4. Результаты последующей двухмерной адаптивной энергетической фильтрации.

Локальная составляющая магнитного поля АТ юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны (рассчитано в автоматизированной системе КШСАБ) Условные обозначения см. рис.3

Высокие значения стандартного отклонения гравитационного поля характерны для неоднородных сред (зоны контактового метаморфизма Нельканского, Ала-Чубукского и Хуламринского массивов, интенсивно пи-ритизированные толщи и Тагыньинская неотектоническая впадина). Повышенными значениями стандартного отклонения магнитного поля выделяется линейная зона, отражающая неоднородности в зоне Чай-Юреинского разлома.

На схеме коэффициентов корреляции Чай-Юреинский разлом выделяется линейными изолиниями положительных и отрицательных значений коэффициентов корреляции (рис.5). Отмечается приуроченность известных

рудопроявлений золота к областям нулевой корреляции и линейной зоне положительных значений в центральной части исследуемой зоны в бассейне р.Нера.

Рис. 5. Схема значений коэффициентов корреляции гравитационного и магнитного полей юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны Условные обозначения см. рис.3

Таким образом, предложенный комплекс обработки потенциальных полей - вычисления высших производных гравитационного потенциала, значений функции Саксова-Нигарда, адаптивные энергетическая и самонастраивающаяся фильтрации, пересчет в верхнее и нижнее полупространство, вычисление статистических оценок позволяет уверенно выделять основные геологические структуры юго-восточного сектора Адыча-Нерской металло-генической зоны. Наиболее эффективным методом обработки является последовательная фильтрация двухмерным адаптивным энергетическим фильтром. По данным качественной интерпретации выявлены зоны максимальной гидротермальной переработки горных пород; выделены характерные аномалии для отдельных типов структур; выдвинуто предположение о поднятии кристаллического фундамента в центральной части исследуемой зоны.

[0.9 0.8 0.7 -0.6 -0.5 0.4 -0.3 0.2 -0.1 •О. С -0.1 - -0.3 ■0.3

-О.! •0.« -0.1 -0.< •0.(

О 10 20 30 40 50 60 70 ВО 90 КМ

Третье защищаемое положение. Построенная карта регионального прогноза золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны позволяет обеспечить целенаправленное проведение поисковых работ на обнаружение рудных полей этой зоны.

На основе современных представлений о геологическом строении региона и геофизических исследований методом подбора в интерактивном режиме при помощи компьютерной программы вМ-БУБ выполнено геолого-геофизическое моделирование глубинного строения юго-восточного сектора Адыча-Нерс-кой металлогенической зоны (рис.6). Интерпретационный профиль проходит вкрест простирания основных структур и охватывает юго-западную часть Инъ-яли-Дебинского синклинория, зону Чай-Юреинского разлома, Чаркы-Индигир-ского надвига и юго-восточную часть Нерского антиклинория. Исходными элементами модели являлись: мощность земной коры, которая составляет 3 7-3 8 км, суммарная мощность триасовых и юрских пород выходящих на дневную поверхность в пределах изучаемой зоны 5630 м и средневзвешенная плотность (2,66 г/см3) рассматриваемых пород. По результатам компьютерного гравиметрического моделирования в строении района выделено четыре комплекса пород: кристаллический фундамент (ЛЯ-РЯ), имеющий плотность 2,80 г/см3, карбонатный комплекс (Р2-С,) плотностью 2,72 г/см3, терригенный комплекс представленный породами С2-3-Р возраста, плотностью 2,67 г/см3 и Т- 11-2, плотностью 2,66 г/см3.

Геологическая интерпретация плотностной модели показала, что кристаллический фундамент ("гранитный слой") мощностью от 7 до 10 км расположен на глубине около 17 км. Отмечается тенденция полого воздымания фундамента к северо-востоку. Амплитуда поднятия 3 км. Породы карбонатного комплекса образуют дуплексные структуры ограниченные двумя поверхностями срыва: детачментом (подошвенным надвигом) и кровельным надвигом. Подошвенный надвиг дуплекса трассируется вдоль границы кристаллического фундамента и карбонатного комплекса. Мощность карбонатного комплекса изменяется от 5 до 9 км.

Терригенный (турбидитно-флишевый) комплекс характеризуется развитием чешуйчатых надвигов листрического типа юго-западной вергентнос-ти и оперяющими их разрывами. Сгущение надвигов наблюдается в зоне Чай-Юреинского разлома и над зоной рамповых антиклиналей. Мощность верхоянского комплекса изменяется от 6 до 13 км. Таким образом, геолого-геофизическое моделирование показало, что образования аккреционного клина Кулар-Нерского сланцевого пояса находятся в аллохтонном залегании и перемещены в юго-западном направлении.

Рудно-россыпные узлы и поля изучаемой территории расположены в пределах широкой положительной линейной аномалии региональной составляющей гравитационного поля, отражающей поднятие кристаллического фундамента. В региональной составляющей магнитного поля оруденение также приурочено к линейной аномалии северо-западного простирания, отражающей зоны максимальной гидротермальной переработки горных пород и поднятия кристаллического фундамента.

Золотое оруденение Курун-Агылыкского рудного узла приурочено к локальным линейным аномалиям положительного знака трансформант гравитационного и магнитного полей. На карте стандартного отклонения рудоп-роявления тяготеют к пониженным значениям 0,5-0,75 мГл гравитационного и градиентным зонам 15-40 нТл магнитного полей. На карте коэффициентов корреляции гравитационного и магнитного полей большинство рудопро-явлений располагается в области повышенных значений, остальная часть - в градиентных зонах.

Для рудного поля Загадочного Бурустах-Алачубукского рудного узла характерна приуроченность к повышенным значениям локальной составляющей гравитационного поля и к градиентным зонам значений локального магнитного поля. Рудопроявления Бурустахского рудного поля тяготеют к зонам нулевых значений локальных составляющих обоих потенциальных полей. На карте стандартного отклонения рудопроявления приурочены к пониженным значениям, располагаясь в пределах значений 0,5-1,25 мГл - гравитационного и к повышенным значениям 30-70 нТл магнитного полей. На карте коэффициентов корреляции гравитационного и магнитного полей ру-допроявления располагаются в линейной зоне повышенных значений, но тяготеют к областям нулевой корреляции.

Оруденение Дарского рудного поля Хара-Юряхского рудного узла приурочено к положительной линейной аномалии гравитационного поля северо-восточного простирания. Рудовмещающие структуры Кварцевого рудного поля выделяются линейной аномалией северо-западного простирания. В магнитном поле рудно-россыпной узел тяготеет к отдельной южной ветке положительной линейной аномалии. Рудопроявления золота расположены в зонах повышенных значений стандартного отклонения магнитного поля 3040 нТл, значения отклонения гравитационного поля не выражены. Орудене-ние приурочено к градиентным областям линейной зоны повышенных значений коэффициентов корреляции.

Золотое оруденение Хангаласского рудного узла расположено в пределах изометричных аномалий отрицательного знака, выделенных при обработке гравитационного поля. На карте локальной составляющей магнитного

поля структуры, контролирующие золотое оруденение, не нашли своего отражения. В региональном плане проявляются изометричной аномалией положительного знака. Стандартное отклонение гравитационного поля над ру-довмещающими структурами располагается в пределах значений 0,5-0,75 мГл, в магнитном поле - имеет значение 10. Значения коэффициентов корреляции зон оруденения отрицательные и колеблются от -0,2 до -0,6.

Таким образом, проведенными исследованиями установлены следующие геофизические критерии золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны:

1. Гидротермально-дислокационный метаморфизм в пределах исследуемой зоны проявлен интенсивной сульфидизацией и окварцеванием. Закономерное увеличение плотности пород, связанное с сульфидизацией, и понижение с окварцеванием, создают предпосылки для выделения рудовмещаю-щих структур в гравиметрическом поле и определяют один из основных критериев регионального прогноза.

2. Приуроченность известных рудопроявлений золота к пониженным значениям стандартного отклонения гравитационного поля и повышенным значениям магнитного поля.

3. Расположение известных рудопроявлений золота в пределах градиентных областей линейной зоны повышенных значений и в областях нулевой корреляции гравитационного и магнитного полей.

4. Приуроченность золотого оруденения к выделенным локальным линейным гравитационным и магнитным аномалиям северо-западного и северо-восточного простирания.

5. Приуроченность золотого оруденения к изометричным отрицательным локальным аномалиям гравитационного поля и положительным магнитного поля, отражающим скрытые магматические образования.

6. Приуроченность рудовмещающих структур к положительным аномалиям региональной составляющей гравитационного и магнитного полей.

7. Приуроченность юго-восточного сектора Адыча-Нерской металло-генической зоны к поднятию кристаллического фундамента, устанавливаемого региональными гравитационными и магнитными аномалиями и значениями функции Саксова-Нигарда.

По наложенным картам-трансформант гравитационного и магнитного полей, с учетом результатов геолого-геофизического моделирования, выполнены региональные прогнозные построения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны в масштабе 1:200000 (рис. 7). Перспективность выделенных участков тем выше, чем больше совмещение прогнозных геофизических критериев. Таким образом, перспективными на золотое

оруденение являются две линейные зоны северо-западного простирания в среднем течении руч. Антагачан, Нючча, Бурустах и вдоль реки Нера. Линейные зоны коррелируются с тыловым и фронтальным надвигами Чаркы-Индигирской надвиговой системы и отдельными фрагментами Чай-Юреин-ского разлома. Перспективной территорией является также зона Хангалас-ского рудно-россыпного узла.

Рис. Т. Схема регионального прогноза золотого оруденения юго-восточного сектора АНМЗ Условные обозначения: 1-3 - геофизические критерии: 1 - менее трех критериев; 2 - менее четырех критериев; 3 - более четырех критериев

В заключительной части приведены основные научные и практические выводы диссертационной работы.

1. В результате анализа и обработки данных по физическим свойствам установлены петрофизические группы, являющиеся аномалеобразующими объектами потенциальных полей. Дифференциация пород определяется по статистическим характеристикам распределения физических свойств и корреляционно-регрессионным зависимостям.

2. Предложенный комплекс обработки и анализа потенциальных полей, который включает вычисление высших производных гравитационного поля; вычисление значений Саксова-Нигарда; адаптивную самонастраивающуюся

}

Заключение

и последующую энергетическую фильтрацию; пересчет значений в верхнее и нижнее полупространства; вычисления значений стандартного отклонения и значений коэффициентов парной корреляции, позволяют выделять основные геологические структуры.

3. Системы магнитных и гравитационных аномалий отражают основные геологические структуры. Минерализованные разрывные нарушения в геофизических полях проявляются линейными или вытянутыми в цепочку локальными гравиметрическими и магнитными аномалиями положительного знака; магматические образования исследуемого района выделяются изо-метричными аномалиями отрицательного и положительного знака; для оро-говикованных пород характерны положительные дугообразные аномалии, окаймляющие отрицательные изометричные аномалии.

4. В строении района выделяются два комплекса пород различного строения - терригенный и преимущественно карбонатный. Породы карбонатного комплекса образуют дуплексные структуры, ограниченные двумя поверхностями срыва: детачментом (подошвенным надвигом) и кровельным надвигом. Подошвенный надвиг дуплекса трассируется вдоль границы кристаллического фундамента и карбонатного комплекса. Терригенный комплекс характеризуется развитием, главным образом, чешуйчатых надвигов листри-ческого типа юго-западной вергентности.

5. По региональным составляющим геофизических полей, вычисленным значениям функции Саксова-Нигарда и результатам моделирования в юго-восточной части Адыча-Нерской металлогенической зоны устанавливается поднятие кристаллического фундамента, амплитудой до 3 км, к которому пространственно приурочено большинство проявлений золота.г

6. Установленные геофизические критерии регионального прогноза золотого оруденения связаны с пониженными значениями стандартного отклонения гравитационного поля и повышенными значениями магнитного; градиентными областями линейной зоны повышенных значений и с областями нулевой корреляции гравитационного и магнитного полей; локальными линейными гравитационным и магнитным аномалиями северо-западного и северо-восточного простирания; с положительными аномалиями региональной составляющей гравитационного и магнитного полей. Использование геофизических критериев перспективных зон развития золотого оруденения Ады-ча-Нерской металлогенической зоны позволяют повысить надежность прогнозных построений.

7. На основе выполненных исследований проведены региональные прогнозные построения, которые позволят обеспечить целенаправленное проведение поисковых работ.

Опубликованные работы автора по теме диссертации

1. Фридовский В.Ю., ПолуфунтиковаЛ.И., Соловьев Е.Э. Тектоно-ме-таморфогенные золоторудные месторождения орогенных областей // Тезисы докладов Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле". Т.2. М.:МГГА,2001.С.281.

2. Соловьев Е.Э. Геофизические поля Ольчано-Нерской металлогени-ческой зоны // Проблемы геологии и освоения недр. Томск: ТПУ, 2002. С.265-266.

3. Соловьев Е.Э. О показателях оруденения горных пород юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны // Проблемы геологии и освоения недр. Томск: ТПУ, 2003. С.369-370.

4. Соловьев Е.Э. Динамика формирования, структуры и гравимагнит-ное поле юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны // Строение литосферы и геодинамика. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2003.С. 66-67.

5. Фридовский В.Ю., Соловьев Е.Э. Геолого-геофизическое моделирование строения аккреционных структур Ольчано-Нерской металлогеничес-кой зоны (Северо-Восток Якутии) // Тектоника и геофизика литосферы. Т.Н. М.:ГЕОС. 2003. С. 266-269.

6. Фридовский В.Ю., Соловьев Е.Э. Деформационные структуры и их проявление в геофизических полях юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны (Северо-Восточная Якутия). Геодинамика, магматизм и минерагения континентальных окраин Севера Пацифики: Т.З. // Материалы Всероссийского совещания, посвященного 90-летию академика Н.А. Шило. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2003. Т.З. С.93-95.

7. Фридовский В.Ю., Соловьев Е.Э., Полуфунтикова Л.И. Динамика формирования и структуры юго-восточного сектора Адыча-Нерской метал-логенической зоны // Отеч. геология. 2003. №3. С. 16-21.

8. Соловьев Е.Э. Геофизические критерии золотого оруденения юго-восточного сектора Адыча-Нерской металлогенической зоны (Северо-Восток Якутии) // Золото Сибири и Дальнего Востока. Улан-Удэ, 2004. В печ.

це 1 7 2 2 9

РНБ Русский фонд

2005-4 15557

Подписано в печать 1S.09.2004. Формат 60x84/16. Бумага тип. №2. Гарнитура «Тайме». Печать офсетная. Печ л. 1,5. Уч.-изд.л.1,87. Тираж 100 экз. Заказ 159. Издательство ЯГУ.677891, г. Якутск, ул. Белинского,58 Отпечатано в тиюграфии Издательства ЯГУ