Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Индуктивная электроразведка при детальных исследованиях железорудных объектов (на примере магнетитовых месторождений Ангаро-Илимского типа)

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

Автореферат диссертации по теме "Индуктивная электроразведка при детальных исследованиях железорудных объектов (на примере магнетитовых месторождений Ангаро-Илимского типа)"

К Г. ',5 3 I

ШНКСТЁРОТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

йркутс!скй политехнический институт

На правах рукописи

СНОПКОВ СЕРГЕЙ ВИКТОРОВИЧ

- ИНДУКТИВНАЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА ПРИ ДЕТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ МАГНЯТИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АНГАРО-ИЛИМСКОГО ТИПА)

Специальность: 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископвемих

АВТОРЕФЕРАТ Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-мпнералогических наук

Иркутск 198?.

Работ шлюлнзка на кафедре геофизических методов

поисков и равведки месторождений полезных ископаемых Иркутского политехнического института

ВаучныЛ руководитель- доктор физико-математических

наук, профессор А. Ю. Даввдзяко

Научный консультант- ¡кандидат геодиго-минералогических наук , доцент К. 0. Кожгшиков

инициальные саион-лнты. доктор геолого-ышеф&аоги-

, чееких наук Ыихал&вский В И.

Кандидат геологи-минерадо-гичеоккх наук, доцент Учитель 1.1 С.

Ведущая ор| иНИоашш: Государственной гсологичес-

. кое предприятие "Иркутск-геологпл"

8аадта состоится "__(]__" _в ..часов

на заседании специализированного совета Л 063. 71.02 при Иркутском политехническом институте по адресу: 664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, ЬЗ, ауд. Е-301.

С диссертацией "1.:о;я:о ознакомиться в библиотеке института.

Автор фат разослан

Ученый сек. арь снециалльироьанного

ооьотн, пр ссор А. А. Шимашпшй

w ;

; " 3 -

¡¡.г. ,., ■<■:;) ! . r.,î..;; l

——---• ЕВЕДЕ11ИВ (оСчпая характеристика работы)

Актуальном ь. Шращилание минерально- сырьевых ресурсов -- олно из основных направлений геологоразведочных работ. Проблема прироста запасов жлезнчх руд на территории Сибири по-ппетаему является актуальней в связи с дефицитом сырья, который испытычаст Нападно-Сибирсгогй комплекс мет.члурглческих паводоа. На юге Восточней Сибири выявлено более 200 келезоруд-ных мостсролдений различных генетических типов. Наиболее важными .по яапясам и якомомичесюя« показателям являются гидротермально [■етпсоматич'-ские ипгпетигом» чесгоролпения Ангарской .тзлсяоруяной прожитки, ич лосх тнппв местороддений ливъ мэс-•горолцемия Ангаро-'■L'ihvckovo типа вовлечены в промышленную птс-

плуптч!;!!'"

В об.г,ем ь.лм1т-ксо re члоп- ги-иидочимх работ на магнетитопых местаго.'члеш'.чх Л!!Г<'ре!г,Л нро^имиии существенная роль ОТЯОПЧТСЯ геО''п.'!:!Че'-,:;:!Ч triWrOP.imWM . 0$ф9ктигиссть которых опр«»л?лясггя уникачьнымн •î-!«î»!,"."-,iwmîi свойствами магнетита. 73 то время едва ли npsi'w-puo утверждать, что при изучении геологического строения М'Чгпетитош'Х месторождений готенциальиые возможности методик ранвод^чпой геофизики реализованы В полную !.!'.■>ру.

Трудности, возникающие при реренин различных геологических задач разведочной геофизики, по много» обусловлены специфическими особенностями Ангара-И«имоких месторождений. Этот тин честородпений характеризуется широким спектром проявления вулканических и поству.тсшических процессов, что, в свою очередь проявилось в многообразии типов рудных оалехей, уншеаль-ннх химическом составе и остаточной намагниченности магнети-• тов.

На стадии детальных исслвлогяний, при подготовке месторождений к передаче в промышленную эксплуатацию необходима -поименная точность гесмэтризашш оруденрння и экспрессной оценки качества руд. Гепоние этих проблем мо-тет быть достигнуто средствами индуктивной злектроразголки гак. за сит применения

новых способов возбувдения и регистрации электромагнитных полей, так и полегал попых путей использования физически? сеойсгв магнетитоЕЫх руд.

Цель работы: разработать метоцику низкочастотных и нестационарных индуктивных методов электроразведки, обеспечивашгу» детальное изучение магнетитовых месторождений Лнгаро-Илимскотч типа.

Задачи исследований:

1. Оценить возможности методов незаземленной петли (Ш1), вс рт ш иль пых индукционных оондиреваний (ВИЗ) и зондировали! :.зтодом переходных процессов (ЭМ11П) при детачыюм изучешн магпститового орудененип Ангаро-Илимского тина.

'¿. Разработать новые модификации индуктивной электроразведки, обеспечивающие повышение ее разрешающей способности, точности и производительности при исследовании мзпгетиговоп орудененин.

3. Изучить влияние магнитной вязкости руд на переходную : частотную характеристики незавемленной петли.

4. Исследовать «вязь генетических особенностей месторож дений с пространственно-временной структурой физических поле и возможность изучения структурно-текстурных особенностей условий образования руд по результатам интерпретации индуктив них методов.

*

Научная новизна:

1. Предложены новые способы низкочастотной и имиульснс индуктивной электроразведки.

2. Изучено влияние еуперпарамагнетиэма горных пород г результаты работ Ш и 3!«ПП;

3. Впервые систематически исследован супериаиамагнптис руд к оруденелых пород магнетитовых мчетооождвний Лиге ро - йлиые ко г о типа.

4. Выявлена связь концентраций однодоме.чннх частиц с гес дого-геньтическимк Особенностям;', магнетйтоькк руд.

- б -

Практическая ценность исследований заключается в разработке новых модификаций НП, ВИЗ и ЗМПП, позволяющих без значительного увеличения материальных затрат повьскть геологическую информативность индуктивных методом при изучении мапктитовых десторокцеикй. Универсальный характер предложенных кодификаций долае? целесообразные Тл испсльгование при поисках и разведке ызстьроиденй«) ьагттиих и провс-цлщнх РУД других генетических типом. Изучение супериграшгнетиама геологических сред позволяет получать дополнительную гескогщцьскую ¡шформашш.

щииуае мыв л о л о ¡¿а ниа:

1. [л-.-^ук.дгние первичного магнитного яолл системой неза-вемл&ииих контуров с фокусировкой тксиыуш напряаанноеуи поля на зацанной глубине даст возшмювть улучиить раярешашую способность метода неэаземлешгой п%тли при исследовании магнети-тового оруденшьш.

2. Намерение злекгрсчАдпьшюгс поля с изменением электрических параметров системы двух кезаземяенних контуров позволяв! по сравнения с изьестиыми аналогами существенно повысить технологичность и геологическую информативность индуктивных зондирований.

3. Возбуждение первичного доля двумя Бстречновключенииш незагемленными контурами с равными магнитными моментами в методе переходных процессов позволяет надежно выделять локальные проводящие объсдсты п прободящих вмещающих средах пли перекрытые проводящий] наносами.

4. Явление еуперпарамагнитиэма горных пород оказывает заметное влияние на вторичное поле незаземленкой петли. Изучение распределений концентраций и размеров сулерпарамапштиых частиц на рудопроявлешшх и месторождениях Ангарской лэлезорудной провинции позволяет оценивать интенсивность процессов рудсиб-разования и структурно-текстурные особенности руд.

Реализация результатов исследования:

- реоультатц диссертационной работы испольвпвнин при проведении геофизических рмоот кафедрой гб-л|ииич1мь.1ч штодой Иркутского пола^хшиеского института на оОгектих Чоршуно-чжо-

го ГОКа (общий объем исследований: зондирования двухпетлевыми модификациями НЩВИЗ) - более 200 ф. t., ЭШШ - более 80 ф. т. изучение физических свойств горных пород и руд - более 150 образцов) ; -

- -результаты исследований отражены в двух научно-производственных отчетах;

- по теме диссертации опубликовано 14 работ в открытой печати (в том числе 5 статей!;

- три технических решении, полученных ь ходе исследований, прошли экспертизу в ВНИЙГПЭ и признаны изобретениями ( А. С. M 1679243, положительное решение о выдаче патента по заявкам N 4813423/26 от 13.05.91, N 4787570/25 от 04.01.92);

- разработки, выполненные по тема диссертации нашли свое отражение в лекционных курсах "Основы патентных исследований", и "Геофизические методы поисков и разведки" читаемых автором в Иркутском политехническом институте.

Апробация. Основные положения диссертации докладывались на III региональной научно-практической конференции "Петрофи-вика рудных районов Сибири" (Красноярск, 1988), региональной конференции "Геология и прогнозирование месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири" (Иркутск, 1969), Всесоюзном семинаре "Вопросы теории и практики интерпретации гравитационных аномалий при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых" (Алма-Ата, 1990), Всесоюзном научно-техническом cet,шнаре "Летрофизика рудных месторождений" (Ленинград, 1990), а такке ежегодных научно-технических конференциях геологоразведочного факультета 111Щ.

Объем и структура работы.. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, излотшнх на 120 стр. текста, в том чиоле содержит 46 рисунков, список литературы включает 106 источников.

Работа выполнена на кафедре геофизических методов раньедки Иркутского политехнического институте.

За постоянное внимание и интерес к работе автор ьырп^г глубокую бла арность научному руководителю, доктору Фи.гк

- ?

ко-математических наук, профессору А. Ю. Даиыденко и кандидату геолого-минералогических наук, доненту Н. 0. Кожевникову. За помощь и поддержку, которые во многом определили успех исследований автор искренне признателен всему [коллективу кафедры геофизических методов разведки МГМ, заведующему кафедрой профессору Г. С. Вахромееву, кандидатам геолого-минералогических наук С. П. Никифорову, Г. Д. Мальцевой, А. II Житкову. Автору также приятно выразить искреннюю благодарность за моральную поддержку и помочь в подготовке работы своей тепе Онопковой 1!. К1 и своему' школьном/ учителю физики Калашниковой Л Б.

г. КРАТКАЯ ГЕ0..ЮГ0-ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИК?! МАГИЁТЙТСЫИ !.Ки1 С-РОкОШИЯ АШ'АРО-Ш^МОКОГО ТИНА И 0ВиСЮВМ1ИЕ ГОЛРАИШШ И&У5КДОШП1

В начале главы приведен« геологическая характеристика ыагиетито.их мееторовдекий Ангарз-Члимского типа. Месторождения отой формации приурочены к районам ак!иы.аации платформенного чехла и генетически связаны с траппошгм магматизмом. Ру-довмещающими структурами служат етраюлулканические аппараты, называемые "трубками ззрыга" (диаз ремами), а тшсже оперищие их пологозалегаюаик; проницаемые зоны в благоприятных для ¡замещения рудным материалом карбонатных, и&рригенных и ¡шрокласти ческих породах. (Аьтнпов, Косыгин, Росляков и др., 1060; Страхов, 1978; £он-дер~Ф.яаа;:е, 1380; ¡оухнаревкч, Юйб; Никулин, Фон-дер-Флаасс, 1900; и др. ). .

Рааличная степень тещоничеокой подготовленности и штж-сивности вулканизма обуславливает многообразие отроения рудоносных диатркм. Процесс орудоиеиия, как нрашмо, проходивший в несколько этапов, свясан с лостмагматичеоккм метасоматозом. Магнетиты Ангаро-Нлнмшсмх «.гсгороэдоний характеризуется уникально высоким!) содерлонимм изоморфных примесей нлгнпн, алм.-и-ния, кальция и титана.

Сложное строение рудоносных днитрем и ;1ДИйиоо 1ч.

рудообразовашш предопределит поннлоиие нескольких типов РУН ных нале;м;й (Фнн--дер-<£шшюо, 1900, ¡УЛ'Л, и том чт-.т-: крум

падамцие лмыше чела; ьтскьерковые залеми в диатремах и блоках осадочных пород на контакте или между сближенными диатреммами; стратиформные залежи приуроченные к подошве трап-пового силла, трещинам отслоенил в осадочных породах вблизи эруптивного контакта и в кальцитизированных соленосных толщах нижнего кембрия; пластовые залеми в основании чашеоб'равзных структур.

Многообразие вулканических и поствулканических процессов и связанные с ними различные тины диатрем' и рудных залежей интегрированы в апрсксимируюдей месторождения Ангаре.-Илимского типа физико-геологической модели (ФГМ). Наиболее существенные особенности ФГМ магнетитовых месторождений Ангарской железо-рудной провинции отражены в работах Г. С. Еахромеева, А. С. Бары-шева, А. Б. Семенченко, В. И. Никулина и др.

Как уже отмечалось, геофизическим'исследоьани.ш при изучении структур месторождений и рудокоп!ролирующих факторов отводится важная роль. При изучении месгоровдений Анга-ро-Илимского типа на разных ьтаиах применялись: магниторазведка ( в том числе векторные и градиентные измерения ); грави-разведка; электроразведка методами TT, МТЗ, ЕЯ, ВЭЗ, БЭЗ-BiI, СГ; гамма-спектрометрия; сейсморазведка; широкий комплекс геофизических методов исследования скважин и др. При поисках месторождений магнетита приоритетная роль отводилась комплексу, включающему гравиразведку, магниторазведку, ЮЗ-üIl.

Влияние различных искажающих факторов существенно ограничивало возможности традиционного комплекса методов разведочной геофизики при решении многих геологических задач, актуальных па оценочных и разведочных стадиях. Так например, гравимагнит-ные эффекты значительно ослабляет перекрытие рудного "столба" чашеобразными структурами. Общая картина гравимагнитных полей-осложняется за счет аномальных эффектов субгоризонтальных рудных валежей и мульд оЬедания. Кроме того, интерпретацию магнитных 'аномалий затрудняет влияние остаточной намагниченности, в виду отсутствия однозначного представления о причинах воз-" никнояения последней. Сложная морфология рудных залежей; вариации структур и текстур рудных залежей; наличие сульфидов и Др. факторы неблагоприятно г,линия; на эффективность метода ГОЗ-ВП.

- У -

Необходимость повышения • эффективности геофизических исследований при решении оценочных и разведочных задач потребовала включить в традиционно сложившийся комплекс зондирования методом переходных процессов (ЗМПП) и метод незаземленной петли (HIT).

Развитие теории и методики метода переходных процессов при поисках и разведке проводящих руд связано с работами Ф. М. Каменецкого, Ю. В. .Якубовского, А. Б. Воликина, В. А. Сидорова, Ю. II Булгагаэва, Г. А. Исаева и др. В 1973 г. С. ÍL Галановым проведены первые работы, в результате которых быпа доказана целесообразность применения МПП на магнетитовых месторождениях Анга-ро-Илимского типа. С 1979 г. Е 0. Кожевниковым начата разработка методики изучения структур магнетитовых месторождений с помощью ЗМПП. Эти исследования, включавшие теоретические и аппаратурные разработки, большой объем полевых изысканий, продемонстрировали высокую эффективность ЗМПП при изучении объемного строения рудоносных диатрем, а также влияющих на пространственное размещение оруденения глубинной тектоники и магматизма.

В 1959 г. С. Уорд высказал соображения о возможности применения низкочастотных индуктивных методов (НЧМ) для поисков магнетитовых руд.. В нашей стране геофизические исследования магнетитового оруденения низкочастотными индуктивными методами проводились В. X Захаровым (1962 г.) и Г. С. Франтовым (1976 г.). Весомый вклад в развитие НЧМ внесли сотрудники МГРИ Ю. В. Якубовский, И. А. Доброхотова, И. В. Ре нард, ГО. И. Блох, Е. М. Гаранский, С. 3. Свешников и др. С 1966 по 1984 г. силами МГРИ проведены электроразврдочпь'й работы на месторождениях КМА, юга Западной Сибири и При.-нн'арьп , ifWHofl Якутии, в Казахстане, Горной ilto-рии, Кузнецком Алатау и на Полярном Урале.

Работы методом 101 для решения геологических задач на магцртитовну месторождениях Ангаро-Илимского типа начаты в •tfifó году И. ]•- Пеловомкм. Вые жая эффективность метода поза немл'чтпй петли пои детальном оконтурииании рудных запел«й и оценкр гсдорл-ишя jwjí<>:$-i но рудным интервалам способствовал-; внедрению о ¡'i методя в практику гпоФчяичеокиу paoor ííi'O "Ий-

кутскгеология".

К сожапешш, несмотря на достигнуты!' успехи, за счет внедрения индуктивных методов электроразведки в практику изучения железорудных месторождений Ангаро-Илимского типа, эффективность геофизических методов при детальном исследовании структуры месторождений и морфологии рудных залежей недостаточна. Хотя но мнению автора, возможности геофизических методов (в пернуп очередь индуктивных) далеко не исчерпаны.

Анализ принципиальных возможностей методов индуктивной электроразведки показывает, что рапнитие этих методов должно осуществляться в двух направлениях - го первых, повышение их разрешающей способности, и во вторых - геологической информативности. Первое из названных направлений, по-существу заключается в поисках путей увеличения отношения сигнал/помеха, причем помеха может быть представлена'как геологическими неод-нородностими, так и электромагнитным шумом.

Для повышения отнесения сигнол\помеха автором исиользоБа-на возможность управления распределением первичного поля. Позитивными достижениями в -»той области следует признать применениз методики геологического редуцирования (Блох, Доброхотова и др., 1985) и сложных систем возбуждения первичного магнитного полн (Тикшаев, Алексеева, Терехина, 107?).

Проблема повышения геологической информативности индуктивных методов связана с необходимостью решения геологических задач, которые ранее невозможно Ошо решать средствами традиционной индуктивной электрораяведки. Информативность индуктивной электроразведки можно повысить изучая не только проводимость и магнитную проницаемость геологического разреза но и другие физические параметры геологической среды. Последние годы 'внимание исследователей привлекает проблема влияния диэлектрической проницаемости горных пород на'частотную и переходную характеристики певаоемленной петли. При изучении месторождений магнетита большой интерес представляют магнитные характеристики горных пород и руд: остаточная намагниченность , магнитная внакость и др.

- и -

2. РАЗРЛПОТКЛ КОРНХ »''Я1Н-/.КА11ИК УЧЛУКТИБНЫХ ШОДОК О ИСП0.''1!.-',01^»!!!1СМ СЛОЙ ¡ИХ СИСТЕМ БОЗВУЛ'ИШ !!КРР,1!и110ГО ПОЛЯ

Во второй глаг.е {«нализирумгся возможности повышения раз-ре шаюз;ей способности методоч ИИ и переходных процессов ко глубине за счет управления структурой первичного магнитного поля. Управление структурой первичного поля обычно осуществляют изменением ропмерои петель I Блох Ш. И. , Доброхотова И. А. и др. , 1986; Исаев Г. А. , Ицкович Г. В. , Полетаев.'. II.!'.. 1977), местоположения генераторного контура (Плох ¡0. И. , Гэранский Е. М. и др., 1980; Снопков С.В. , Колбаса В. В. , 1039) либо использованием слоилых систем возбуждения (Тшшг-юв В. В. , Алексеева Л. П. , Терехин Е. И. , 1977).

К недостаткам названных методик следует отнести то обстоятельство. что максимум напряженности первичного магнитного поля приурочен к верхней части разреза, вследствие чего повышается чувствительность электромагнитных стенок к приповерхностным неоднородностям и снижается их эффективность при изучении глубинных объектов.

С целью повышения разрешающей способности и технологичности методов индуктивной электроразведки, в которых в гсачестве источника первичного ноля используются незааемленнне контуры автором предложен способ, заключающийся в частичной компенсации первичного поля основной петли полем дополнительной петли меньшего размера. Дополнительная петля располагается внутри основной, а направления пропускаемых по ним токов противоположны. Вследствие того, что размеры дополнительной петли меньше чем основной, создаваемое ей поле убывает с глубиной быстрее чем поле основной петли. Ото позволяет, за счет контролируемого изменении ъеличини встрочнонаправлонных токов в петлях Фокусировать максимум напряженности первичного магнитного поля не на поверхности, а на заданной глубине.

Предложенная методика контролируемой компенсации поля,

реализуемая с помощью двухпетлевой установки, позволила повысить геологическую информативность методов НП, ВИЗ и переходных процессов. Новизна методики подтверждена авторским свидетельством N 579243 и двумя положительными решениями на выдачу патента по ваявкам N 4813423/25 от 13.05.91 и N 4787570/25 от 04.01.92.

Сравнительное изучение возможностей традиционного и предложенного способов измерений в методе НП было проведено средствами математического моделирования на основе известных алгоритмов (Блох Ю. И. и др. , 1986). В качестве одной из баэовы) моделей рассматривалась кимберлитовая трубка, перекрытая траппами. Разрешающая способность традиционной и новой методик! оценивалась по отношению максимальной амплитуды вторичноп поля, создаваемого трубкой к утроенному стандартному отклонению поля от траппов. При равенстве средних значений магнитно] восприимчивости трубки и траппов новая модификация по сравне нию с традиционными обеспечила более чем пятикратное гювышени разрешающей способности.

Наряду с увеличением разрешающей способности двухпетлева установка характеризуется еще одним полезным свойством. Пр условии равенства первичных полей петель в точке наблюдения и суммарное поле равно нулю. В этом случае измеряемое поле опре деляется исключительно геолгической средой. - Иными словами проблема влияния первичного поля, доставляются столько хлопо в низкочастотной индуктивной электроразведке практически пол ностью снимается.

Как известно, методы электромагнитных зондирований пр'иня то подразделять на геометрические и индукционные (Ваиьян Л Л. 1965). Разработанная соискателем методшса измерений двухпетле вой установкой соответствует новому типу зондирований, котором распределение напряженности магнитного поля по глуби; •контролируется путем задания величин или разности фаз токов основной и дополнительной петлях при неизмененных размерах ш тель и частоте тока.

Первичное магнитное поле на оси двух соосных квавдратт рамок, по которым пропускают токи частотой ^ , определяете

выражением:

р»м ЛоО.Л^ _. _ ЗгАа 5ш(ЬУ{>У)

° 21т 1(А 'йТ^тЩшф-

где 2 - глубина до точки вычисления поля; А^Э^ , Аг , - полусторона и ток соответственно основной и дополнительной рамок; ^с -• магнитная лроницаемось вакуума; - круговая

частота; 1 - Еремя; Ч3 - раоность фаз токов ь первом и втором контуре. Анализ приведенного выражения В (*) показывает, что пространственную структуру первичного поля могло контролировать за счет изменив геометрических параметров ( А1. А2) либо электрических (0, .Эл.?)- Возможность осуществления зондирований без изменения размеров петель подтверждена расчетами вторичных полей для двухслойной среды, пира и штока.

В силу того, что пространственно-временная структура устанавливали^ вихревых тсков во вмещающей проводящей среде (проводяцих наносах) и локальном проводнике по разному зависит от размеров генераторной петли, применение предложенной автором двухиетлевой установки в ЗМПП позволяет повысить надежность выделения локальных проводящих объектов. Па примере проводящего шара, перекрытого наносами или находящегося в проводящей вмещающей среде показано, что возбуждение первичного магнитного поля с помощью двух соосных петель, магнитные моменты которых равны и противоположно направлены, позволяет примерно на порядок подавить переходную характеристику проводящего полупространства (наносов) при незначительном уменьшении сигнала от шара.

3. ВЛИЯШ1Е СУПРЕПАРАМАГНЕТИЗМА ГОРНЫХ ПОРОД НА РЕЗУЛЬТАТЫ ИНДУКТИВНОЙ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ

В 70-е годы в Австралии при проведении съемок ШШ совмещенной ' либо однопетлевой установками были зарегистрированы аномально медленно убывающие во времени переходные процессы ("длинные хвосты") (Етегэоп,1900), возникновение которых австралийские геофизики (ВизеШ, 1982) связывали с присутствием в почвенных латеритах чрезвычайно .мелких частиц магнитных ми-

и -

нералов - т. и. суперпарамагнетикоь. Как известно, эффект оу-перпарамагнетизма характерен'для агрегатов однодоменных ферри-магнитиых части:;. Вследствие малых размеров частиц их намагниченность после выключения первичного поли под действием тепловых флуктуаций возвращается в равновесное (стационарное) состояние за малое время (порядка 10 с и менее).

Процессы размагничивания частиц определяются временем ре-

где: ^ ш- с ; г\ * постоянная кристаллографической анизотропии; - постоянная Больцмана; V - объем частиц, Т -температура; Ь- время, с момента выклшегля тока.

Намагниченность ансамбля частиц одинакового радиуса описывается выражением:

где: ii> - намагниченность ансамбля частиц в моменх выключения тока.

Пторлчное магнитное поле, ьошшкалщее при рьлаксацли намагниченности суперпарамагнитных часгиц, оказывает влияние на результаты измерений в методах индуктивной электроразведки. Автором совместно с Ко.мевникоьим IL 0. покааано, в частности, что при исследовании суперпарамапштных сред методами импульсной индуктивной электроразведк.; необходимо учитывать зависимость магнитной восприимчивости or времени:

а при измерениях в частотной области (методы ЦП, ЛИП, ДК) - от частоты:

Б этих формулах - статическое значение магнит1:ой воснриим чивооти, а Т - характерное время релаксации.

В диссертации показано, что в ряде случаев при решении методических вопросов, а такли интерпретации данных ипдукг'ив-ных методов, необходимо учитывать влияние зависимости магнит--

лаксации Т

% (t) = аг о ех р (-t/т),

ib -

ной вязкости горных пород от температуры. Ш-видимому ayr«dpna-рамагнитные свойства геологической среди могут негативно сказываться на воспроизводимости результатов магни:них и электромагнитных съемок.

Эффект суперпарамагнетизма традиционно рассматривается как искажающая результаты индуктивной электроразведки помеха соискателем показано, что в ряде случаев, Измерение и анализ переходных характеристик сулерпарамагнитьых образований как в их естественном залегании, так и на образцах позволяет получить важную информацию о геологических объектах и процессах. Проведенное автором изучение распределения суперпарамагчитних частиц в горных породах и рудах месторождений Ангаре- Илимского типа позволило получить ноЕые данные о структурно-текстурных и генетических особенностях руд. Выяснено, что поле концентрации суперпарамагнетикив отражают степень метаоомэтичеекой проработки рудоносных диатрем. Исследования, проведенные ъ Прибайкалье ползали, что измерения концентрации суперпарамагнитных частиц в почве позволяет изучать процессы денудации горних пород.

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДУКТИВНЫХ МЕТОДОВ НА МАГНЕТЙТОВЫХ ОБЪЕКТАХ АНГАРО-ИЛИЫОКОГО ТИПА

В четвертой главе изложены результаты применения новы!-: методик (включая исследования эффектов магнитной вязкости) при изучении железорудного месторождения Материковское и рудопро-явлений магнетита Береэовское и Пасмурное.

Материковское месторождение представлено диагремой имеющей чашеобразную структуру диаметром 500м и г л/б',мой -100ч. Внутри "чаши" располагается серия пластов осадочных w«i-n.;vaTO вьп: руд. Магнетитовые пласты конформны о вулканогенными отдо-язнияш "чаши". По данным магниторазведки и штолч НИ рудчы-■гела, выделяется интенсивными аномалиями Mnnmvnoi о шыь;. При менениз дпухиотлзвих установок и методах Uli п ГЛ.! ^сооыочлло точное определенно полежния верхних кромок рудных тел В плане И по глубине !! позволило оценить их {шшри [¡о плдан.ц üuer

lb -

роеаний п.. i оо |иаь: jijKUM /ышым геологический разрез г.одтверл-ден pcf-i-и'т«: оу;.ы1ия.

Гйргаоиакий ыёгкегатовое рудопрсявленке приурочено к централи..;« части ¡(¡it-треми, заполнанкой туфобреичнями п туффи-знтам/, а у :jpwj {¡горивадисй дайками доларитов. В ирыдсл&х ди-aj'pcw.j bi..u:*ax«4v, >!j>3vi;;>№;!il*} стрицыелише магьихьие 'анош-JHi!, ¡4lt!. 'УДО oO ТЫ;:. нТл. Ко большою чиола cUUMfUiiiii, з&рш'ис, 11:я;..;ьы1Иыд r.p;: Мсачшгной съемке, ли-u: с;,на подгьорзда-етоя Moirw?: fill и сиротствует изгнетитогзй Остальные

магнпи-.ы.. hi'.iri.-;;nui м«?»? нерудную приеду и связаны с остаточной uawai ииче-кк^оты.». Последняя для opyi,eiiejiiix туффиьитов более ч.;п ъ 7-г'г pa.L п^ьтньи индуцирсьийну»- По результатам Si-Cfii Aiiivvpriк-L ни lioHe BMeajMuuUiX поркц вдо-ллс-тся гювкаенними вкаченмг.ыи iU4<ssrii^i*'Ji.M удельного сои|к'лш.йьк»ы. О поташ двух-neTJieuor.j ймз ¡».v-'iocb оценить глубину забегании кьркпей кромки рудного I- к-.. ito пробило проходяпэыу через винцеш-р дпатремы, выполнены ианорекиа переходных процессов с установками "петля к петле" i: соьмсВ*з«ной. Гая ю'юк, ишадащих б контур диатре-ш раьнолм.ы О.!:'; переходных процессов двух типов установок вьгчдс^нипая с уценим «иощзди п,р«емних рамок, оказалась отлично» от иуля. -¿¡о свадочельстьуьт с наличии в диа-хреле еуперпа-рамагаы'ицх Чаотиц. Оперении переходных яроцйосов на образцах руд 11 орудрнслых туф'диаитов подтвердили присутствие сулерпара-м&гнитних зерен иали^иих минора ';ов. Сравнений зуфекгоз суперпарамагнетизма и магнитной восприимчивости показало, что эти, параметры в определенной мере йзаимоевнааны, однако отрашют различные хеолегичеокие ссооишооти руд и туффиьнгов Установление факта высоких концентраций рупорнараыагиотнков в пределах рудопроавленик позволило обь^оннть аномально высокую остаточную намагниченность геологических образовании диагреми. По мнению автора остаточная намагниченность связана с обладающими высокой ко;-:рци; инной 'сплои одно,доменными частицами. Присутствие тчжих сморканий супернырамалштних и стабильных одно-доменных частиц говорит о том, что процесс рудообравовапия завершился на раышх стадиях до армировании промышленных виле№й нагнет и га.

Гудопроявлсние Пасмурное -так.»- приурочено it .пкатрэме; вмещающие ее поподы представлены доломитами усть-ку.скоЛ овиты Нижнего ордовика. Магнетитовое орудрнепие, пгеЛ'Тчкдкгаов съ-риеп залегающих в ту($фиаитах мата'-'пщпмх х;?л, « чр.пчшюм поле отрэкается интенсивным;! отрицательными локалм'чч-' аномалиями с амплитудой до 120 тж. иТл. В п-лад №1 РУЛМ'о з-илы чу.*а выделяются шггеисивннми аномалиями. Котгур eafc-i* диаграмм п магнитном поле л<? проявляется, однако над«>лкэ каргирует»: л методом СДВР. Иакйршн)'-! вертикальной сставлида/п! нилгочатотного электромагнитного поля, возбуждаемого ирудло^нной сеискэтелем двухпетлевой установкой, позволило лет.гамп пткдртиррвйть рудные тела и определить глубины полег?«!«»' :л>* в°гхнич иротк, Из-м?реш'н переходнчх процессов показали, что при в«'Д-. тении маг-истчтового орудсиетшя двухпетлсопя ycrnnor-ita го сравнения с т рал и циокпнми хор^Г'-птавуетея бол'-е ьисской оязремчнюдай способностью поля распределения оуп;'рпягл:ппмтиих час-иш позволило участки с pwrfi.oii «юиспм* ?.мтасомз-тической проработки руч и орудспслих ту^гнп ли.

Примрнярг'иеся ранее и ориентированные на ипучриио других iiPTpoinsHueciaix параметров геофизические oei-aii ло позволяли получать подсСгн.. Hi кгформацик».

3 А К Л Ю Ч У. НИ К

Как уш ovMCSJirocb, задача предириин км автору!.« иоследо-вшгай паилсчалась к поисках путей ani извини И'Истивнсютн МЕТОДОВ индуктивно;: электроразуоди'и !!р» ИПУЧеКП»« МЧПШТИТОтК «йстороаде/'Ий (в лепную очзредь, Анг->р»э-Ият*;ког!» тмчп). Ос-••»(.•гщ!» ;тоги исследований сводятся it cxi»?rwjMy:

I. Теорети^е'чсий анализ и ^о.'к.'-ии /Kcnoj'iii.viri нокаоагл-«г, что предло/<-!!">>- способы Biwepviiurt в методах 1Ш. Г-'ИЧ и «е-(•'Л'здипх врс'^-'сг'л! попг.олл!<П' :1||!'Ч',пел(.ио jh , г-s-.-ii гь их L4"p"mara'!'yi': ci^^i^'veTT), точность и иНл'МГиКыюоп..

/. ччг'.:'- г.ч'. i;''f,i 'h! ¡;ос0у>у;о;ч'л i. г-'.г.'о^и'стотной нндук-

ri.v-r,4; с чгио^л' лi.у/1?с?т.п<гм^ устаноьок позво-

n-r.Yjy .j'M^i'ntf-i.- "ео.ж-гичсские задачи не только при исс-

ледовании магнетитовых месторождений Ангаро-Илимского типа, но и других магнитных обвдстов (включая слабомагнитнне, например Кимберлиговые трубки под траппами и др.).

а. Предложенный вариант метода переходных процессов повышает разрешающую способность метода при поисках локальных проводников п "проводящей к,мещан/щей среде или перекрытых проводящими наносами. Предложенный способ ЗМПП.целесообразно попользовать при поисках сульфидных руд, инзкенерно-геологическом картировании и т. п.

4. Наличие супернарамзгннтных частиц в геологических образованиях оказывает искажающее влияние на переходную и частотпун характеристики невапемленной петли, а также иа результаты мапиггометрии. В то re время суперпарамагкетипм может преде газл-лп- источник ценной геологической информации о геола-го-генвгичоских особенностях магнетитовых руд. Изучение сунер-парамаптизин геологических сред позволяет решать разнообразны? reo •югич'-екие задачи- картировать комплексы пород, осуществлять поиски геологических тел по ореолам расеесния еу-периарам.-чгнитнмх частиц и др.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах

1. Ноловедец ИГ., Боронихин А. Л. , Михалев RA., Снопков С. В. Комплексная интерпретация геофизических данных при исследовании ¡.»агнетигового проявления. В кн. "Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемые Восточной Сибири. Тезисы докладов" Иркутск, Ш1И, 1990. с.

с. Келовеясц И. Г. , Онопков С. В. Петромагнитные модели магнетитиьнх месторождении Восточной Сибири. В кн. 'Теоло-го-геоморфологические особенности месторождений полезных ископаемых". Иркутск, ИЛИ, 1990. с.

3 . "Рлхромеев Г. С. , Канайкин В. С. , Снопков С. В. Вариантное физике-геологическое моделирование рудных объектов. В кн. Опыт применения и пути улучшения методики геофизических исследований на рудных и нерудных месторождениях. Свердловск: СГЙ,

L98S, с. 54-58.

4 . Давыденко А. 1(1 , Сношсов С. В. Использование стохастических моделей случайно-неоднородных сред при. планировании а&трофнзичеекого зкспереме.чта, В кн. Пгтрофивика рудных месторождений /Тезисы докладов. - Ленинград, 1990, с. 151.

5. йоагвников Е 0. , Сношав С. В. Супзрпарамагьетизм в геозлектршм. Дел. g ВИНИТИ ÎJ <1584-ВОО. - Ивкугск: 1990, 32 с.

6. Скопкоц C.B. О возможности управления первичным шг-ииткым колем з 114L ■'> В кн. : Геология, поиски и разведка месторождений полезны;; ископаемых Восточной Сибири (.тезисы докладов к научко-текничеаюй конференции). -'Иркутск: -ИЛИ, 1090, 0.1^6-13?.

7. Снс-нко» C.B., Когбаса В. В. Возможности сквакшшых вариантов низкочастотны* индуктивных методов.. // В кн. : Геология, поиски i'. разведка костороедекнЯ полезных пскопаоиьк Восгочноя Сибири (теаиеы докладов к яоучио-техпиадсгей ковЛз-Г^нции). -■ Иркутск: ИШ, 1990 с. 1S9-1Î0.

liai Ш-1С0-32. Ь.дк.ао.

)