Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Исследование возможностей электротомографии при изучении золоторудных месторождений

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Исследование возможностей электротомографии при изучении золоторудных месторождений"

На правах рукописи

Мохаммед Атеф Эльсайед Мохаммед

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭЛЕКТРОТОМОГРАФИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (НА ПРИМЕРЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СИБИРИ)

25.00.10 - «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 8 ДЕК 2014

Томск-2014

005556825

005556825

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего образования «Национальном исследовательском Томском политехническом университете»

Научный руководитель: Ерофеев Леонид Яковлевич

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты: Тригубович Георгий Михайлович, доктор

технических наук, федеральное государственное унитарное предприятие Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья, научный руководитель геофизических исследований.

Оленченко Владимир Владимирович, кандидат геолого-минералогических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, старший научный сотрудник.

Ведущая организация: Национальный исследовательский Иркутский

государственный Технический Университет, г. Иркутск, ул. Лермонтова, д.83

Защита диссертации состоится «28» января 2015 г. в 15~ часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.12 при ФГАОУ ВО Национальном исследовательском Томском политехническом университете, по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30, корпус 20, ауд. 504.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-технической библиотеке ФГАОУ ВО Национального исследовательского Томского политехнического университета (634050, г. Томск, ул. Белинского, 53) и на сайте: http://portal.tpu.ru/council/2802/worklist

Автореферат разослан «5» декабря 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.269.12, д.г.-м.н., профессор ^ ' —

A.A. Поцелуев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Повышение эффективности геофизических методов за счёт выявления и исследования возможностей новых прогрессивных технологий в реальных геологических условиях было и остаётся одной из актуальных проблем разведочной геофизики. Настоящая диссертация посвящена изучению геолого-геофизической информативности электротомографии, определению её роли в общем комплексе работ в условиях типичных золоторудных полей Сибирского региона.

Электротомография в последние два десятилетия получила серьёзную теоретическую и инструментальную базу [Бобачев A.A. и др., 2006, 2007, 2013; Griffiths D.H., Barker R.D., 1993; Loke М.Н., Barker R.D., 1996; Dahlin Т., 2001; Бобачев A.A., Модин И.Н., 2008; Пустозеров М.Г., 2008; Павлова A.M., Шевин В.А., 2013], нашла широкое практическое применение при изучении различных геологических обстановок главным образом в ходе инженерно-геологических изысканий применительно к решению разнообразных строительных, археологических, гидротехнологических и т.п. задач и лишь в единичных случаях при поисково-разведочных работах на отдельные виды полезных ископаемых [Эпов М.И. и др., 2005; Бобачев A.A. и др., 2007; Пустозеров М.Г., 2008; Куликов В.А. и др., 2013, 2014]. Сегодня возможности электротомографии в условиях рудоносных площадей остаются слабо изученными. Цели и задачи диссертационной работы.

Основной целью диссертационной работы является выявление и исследование возможностей электроразведки в варианте электротомографии методом вызванной поляризации (далее просто электротомографии ВП) на типичных золоторудных полях Сибирского региона.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Систематизация месторождений золота Сибири по геолого-геофизическим обстановкам.

2. Проведение полевых экспериментальных измерений по технологии электротомографии ВП на типичных рудных полях региона.

3. Физико-геологический анализ результатов экспериментальных полевых работ.

4. Оценка возможностей электротомографии ВП для различных типов рудных полей золота региона.

Научная новизна

Определены и систематизированы возможности электротомографии ВП и её роль в общем комплексе поисково-разведочных работ на типичных рудных полях золота Сибирского региона.

Основные защищаемые положения:

- экспериментально установлено, что на всех физико-геологических типах рудных полей золота с помощью электротомографии ВП можно определять

строение чехла рыхлых покровных отложений различного генезиса, зоны гипергенных изменений интрузивных пород;

- на рудных полях золота, локализованных в терригенно-осадочных комплексах, по данным электротомографии в верхней части разреза уверенно картируются литологические разности пород, складчатые структуры и разрывные нарушения слоев;

- рудные участки и распределение в них отдельных рудных тел месторождений золота всех типов находят заметное отражение в результатах электротомографии ВП лишь при относительно хорошей "сохранности", небольших глубинах (несколько десятков метров) их залегания и содержащие значительные количества электронно-проводящих минералов или изоляторов;

- на рудных полях золота наиболее информативным параметром геологической среды, определяемым при производстве работ по методике электротомографии ВП, является удельное электрическое сопротивление.

Достоверность научных положений обусловлена представительным объёмом проведённых полевых исследований, использованием разнообразной геологической информации, современных систем обработки результатов и сопоставления их с ранее полученными геофизическими и геологическими материалами.

Практическая значимость работы определяется комплексом выявленных и изученных возможностей электротомографии, значительно расширяющих круг геологических задач, которые могут быть успешно решены с помощью электроразведки, что повышает эффективность применения её для изучения золоторудных месторождений.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в проведении полевых опытно-методических исследований, обработке результатов полевых измерений, физико-геологическом анализе материалов и изложении их в виде публикаций и настоящей работы.

Апробация работы. Материалы диссертации представлены на следующих международных и всероссийских конференциях и семинарах: Современные технологии освоения минеральных ресурсов (Красноярск, 2013); Международный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2013, 2014); Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов (Томск, 2014).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 3-х журналах, рекомендованных ВАК России, и в 6 сборниках докладов, трудов и материалов международных и всероссийских конференций и совещаний.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Объем диссертации составляет 80 страниц, включающих 35 рисунков, одну таблицу и список литературы из 59 наименований.

Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Ерофеева Леонида Яковлевича, которого автор благодарит за всестороннюю помощь и поддержку при выполнении работы. Автор искренне благодарит доцента кафедры геофизики ТПУ Орехова Александра Николаевича за неоценимую помощь на каждом этапе исследований и замечания при обсуждении работы, которые способствовали её улучшению.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель исследования, научная новизна, положения, выносимые на защиту, практическая значимость, приведены структура и объём работы. Глава 1. Современное состояние электротомографии В главе дана общая характеристика электротомографии и результаты применения её при решении различных геологических задач.

Глава 2. Систематика и краткая геологическая характеристика месторождений золота Сибири

В главе обсуждаются материалы опубликованных и фондовых геологических, геофизических исследований, полученных в различных районах складчатого обрамления Западно-Сибирской платформы, которые показали, что наиболее приемлемым критерием разделения и систематизации золоторудных месторождений этого региона с физико-геологических позиций являются породы, вмещающие рудные поля.

По «вмещающей среде» рудные поля золота региона делятся на следующие четыре типа: 1) рудные поля, локализованные в углеродисто-терригенных (черносланцевых) толщах, 2) в приконтактовых (скарновых) зонах терригенно-вулканогенно-карбонатных комплексов пород с интрузивными, 3) в интрузивных образованиях и 4) в терригенно-осадочных флишоидных толщах пород.

Глава 3. Возможности электротомографии при изучении типичных рудных полей золота Сибири

В главе представлены материалы полевых электротомографических исследований в типовых физико-геологических обстановках рудных полей золота, дан анализ результатов полевых наблюдений и обозначена роль электротомографии при решении геологических задач.

3.1 Электротомографические исследования в типовых физико-геологических обстановках рудных полей золота

3.1.1 Результаты работ на золоторудной площади, сложенной углеродисто-терригенными отложениями

Работы выполнены в главном золоторудном районе Ленской золотоносной провинции - Бодайбинском районе на 6 участках. Измерения проводились с 10-канальной многоэлектродной электроразведочной станцией Syscal-Pro Switch 72 по стандартной методике методом вызванной поляризации (ВП) с определением

параметра поляризуемости (г|к) и удельного электрического сопротивления (р„) геологической среды.

Не останавливаясь на материалах, полученных на всех участках (они во многом схожи), приведём здесь наиболее представительные результаты по рудоносной площади Весеннего месторождения и частично по вновь открытым Кяхтинском и Светлом золоторудных участках.

На Весенней площади для исследований было выбрано два профиля. Результаты измерений и соответствующей обработки по профилю № 1 показаны на Рисунках 1. б, в. Анализируя их, в первом приближении можно отметить, что разрез профиля № 1 существенно дифференцирован по удельному электрическому сопротивлению и практически однороден по параметру поляризуемости.

При более детальном изучении Рисунка 1. б, можно видеть, как отчётливо, местами скачкообразно, изменяется удельное электрическое сопротивление разреза по падению и простиранию пород. На разрезе уверенно выделяются границы между участками разного значения рк вертикальными смещениями этих границ. Первая от дневной поверхности граница отделяет слой, имеющий в среднем наименьшее значение удельного электрического сопротивления в разрезе, изменяющееся в пределах 80-2000 Омм. Эта граница является границей рыхлых (гумусо-торфянных) отложений, перекрывающих четвертичные породы. Следующий (второй) слой в поле электросопротивления весьма четко отделяется от ниже и выше лежащих образований. Вне всякого сомнения, он соответствует породам четвертичного возраста-делювиально-солифлюкционным отложениям (Рисунок 1. б).

По выделенным горизонтам, с помощью электротомографии можно (главным образом по разрезу удельного электрического сопротивления) определить толщины почвенно-растительного покрова, делювиальных отложений, их неоднородность, обусловленную неравномерным оттаиванием (промерзанием) почв и делювия, а также распределением каменных потоков (курумных образований).

Согласно геологическим данным, под четвертичными отложениями на пр. № 1 располагаются полимиктовые и массивные тонкозернистые песчанники разного возраста. Тонкозернистые песчаники (более древние) занимают центральную часть разреза, полимиктовые - боковые, слои песчаников отделяются друг от друга сквозными тектоническими нарушениями, которые уверенно проявляются в разрезе кажущегося удельного сопротивления по разрыву границ горизонтов.

В целом данные электротомографии и результаты определения удельных электрических сопротивлений различных пород, слагающих Бодайбинскую синклиналь (Рисунок 2), позволяют составить с высокой долей достоверности геологический разрез, Рисунок 1. г.

Ь.оа 12.6 ио.О 126 ЬОО 1265 1)000 126119

I -ГТТТТ;-_

Рисунок 1. Результаты геофизических работ на профиле № 1: а- графики изменения рк (кажущегося удельного электрического сопротивления), ДТ (приращения вектора магнитной индукции); б- модель распределения сопротивлений; в- модель распределения поляризуемости; г- интерпретационный разрез, (б, в. г по данным электротомографии).

Условные обозначения: 1- геологические границы по геофизическим данным; 2-геологические границы, ранее установленные; 3- тектонические нарушения, выявленные по изменению сопротивлений; 4- тектонические нарушения, определённые по поляризуемости; 5-оси антиклинальных складок; 6- проекция (по геологическим данным) рудных зон на дневную поверхность; 7- локальные аномальные области пониженного сопротивления; 8- границы зон рассеянной сульфидизации; 9- зоны интенсивной поляризуемости (интенсивные графитизация и

сульфидизация); 10- четвертичные отложения; 11- отложения четвёртой подсвиты догалдынской свиты, по геологическим данным; 12- отложения третьей подсвиты догалдынской свиты, по геологическим данным; 13- полимиктовые песчаники; 14- алевро-сланцы углистые; 15- массивные мелкозернистые песчаники.

измерения установкой срединного градиента по параметрическим разрезам.

Условные обозначения: 1 - высокоуглистые интенсивно пиритизированные алевро-сланцы; 2- карбонатизированные углистые песчано-сланцевые породы; 3- зоны вторично изменённых обводнённых песчаников; 4- песчано-алевролитовые породы; 5- полимиктовые песчаники; 6- массивные мелкозернистые песчаники; 7- кварцево-жильная зона; 8- зона вкраплено-прожилковой кварц-сульфидной минерализации; 9- зоны милонитов; 10- алевро-сланцы углистые; 11- песчаники олигомиктовые; 12- пиритовая минерализация; 13-пирротиновая минерализация; 14- области вариации значений для однотипных образований; 15-осреднённые значения по параметрическим профилям.

Профиль № 2 расположен в западной части исследуемой площади и пересекает рудоносную антиклинальную складку в области её замыкания. Он, как это нетрудно видеть, и по характеру изменения электрического разреза, и по изменению поляризуемости в нем существенно отличается от первого профиля. Второй профиль в целом имеет более низкое электросопротивление пород, отчётливо видны локальные области повышенной поляризуемости. Это свидетельствует о том, что в его составе присутствуют углефицированные и сульфидизированные породы, участки которых обозначены на Рисунке 3 эллипсовидными кольцами, один из них совпадает с известным рудным телом (местоположение его обозначено флажком).

На разрезе удельного электрического сопротивления (Рисунок З.б) четко проявляется антиклинальная структура, фиксируемая по форме изменения маркирующего низкоомного, скорее всего, обуглероженного горизонта сланцев. Пространственно с ней совпадает зона повышенной поляризуемости, включающая участки весьма высокой поляризуемости, часть из которых имеет и высокую электропроводимость.

Последние, несомненно, представляют собой графитизированные интенсивно сульфидизированные образования - потенциально рудоносные участки разреза. Весь же разрез является областью, породы в которой претерпели существенные изменения под действием региональных и локальных процессов метаморфизма и метасоматоза. Об этом свидетельствует ярко выраженная «пестрота» физических свойств, отражающая изменчивость их в разрезе, а также состояние и состав вещества в нём.

На Кяхтинском участке, сложенном теми же по возрасту породами, что и на предыдущем, но местами более углеродистыми, электротомографические измерения были выполнены на четырех профилях, пересекающих известную здесь рудоносную зону, приуроченную к шарнирной части антиклинальной складки и контролируемую Миллионным сбросо-сдвигом, сопровождающимся многочисленными маломощными субпараллельными тектоническими нарушениями.

Исследования проводились с целью определения возможностей электротомографии для прослеживания простирания рудной зоны и изучения ее геологического строения.

Из материалов, приведенных в диссертации, мы решили выделить, как образец один из профилей, обозначенный на Рисунке 4. В поле электросопротивления отчетливо проявляются границы пород, тектонические нарушения, а также «поведение» складки, которая слабо проявляется на первом профиле и весьма отчетливо - на последующих, что обусловлено приближением шарнира складки к дневной поверхности от первого профиля к крайнему -восточному.

Рисунок 3. Результаты геофизических работ на профиле № 2: а- графики изменения рк , ДТ; б-модель распределения сопротивлений; в- модель распределения поляризуемости; г-интерпретационный разрез (б, в, г по данным электротомографии). Условные обозначения на Рисунке 1.

В заключение «томографической» характеристики месторождений золота, локализованных в черносланцевых терригенно-осадочных комплексах пород, отметим весьма существенную особенность. Она заключается в том, что во многих местах при современных параметрах аппаратуры, используемой при выполнении электротомографических работ в модификации ВП, не

представляется возможным производить измерения поляризуемости из-за весьма малых по величине (< 0.03 мВ) сигналов в разрезах, сложенных графитизированными породами.

Рисунок 4. Результаты геофизических работ на профиле 4: а- графики изменения рк , АТ; б-геоэлектрический разрез по данным р|< электротомографии; в- схема результатов интерпретации.

Условные обозначения: 1- геологические границы по геофизическим данным; 2-геологические границы, ранее установленные; 3- тектонические нарушения, выявленные по изменению сопротивлений; 4- оси антиклинальных складок; 5- проекция (по геологическим данным) рудных зон на дневную поверхность; 6- локальные аномальные области пониженного сопротивления; 7- нижняя подсвита Догалдынской свиты; 8- верхняя подсвита Догалдынской свиты; 9- средняя подсвита Догалдынской свиты; 10- современные четвертичные отложения; 1 I-а) полимиктовые песчаники; б) те же породы в зоне промерзания; 12- массивные мелкозернистые песчаники; 13- а) алевро-сланцы углистые; б) те же породы в зоне промерзания.

Примечание: густота крапа соответствует предполагаемой степени обуглероженности.

¿1

О

Сопротивления. Омм

Шаг измерений 10 м

Для примера приведем в этом отношении результаты исследований на участке Светлый, где было отработано 6 профилей, материалы по одному из них показаны на Рисунке 5.

В зоне расположения первых четырех профилей вкрест им протягивается рудоносная зона, сложенная интенсивно графитизированными породами: черными высокоуглеродистыми филлитами, сланцами и песчаниками, обладающими весьма малым удельным электросопротивлением. Вследствие этого разрез здесь по поляризуемости дифференцировать невозможно.

Рисунок 5. Результаты электротомографических работ по профилю 1: а- геоэлектрический разрез по данным рк ; б- схема результатов интерпретации.

Условные обозначения: 1- геологические границы по геофизическим данным; 2 -геологические границы, ранее установленные; 3 - тектонические нарушения; 4 - проекция (по геологическим данным) рудных зон на дневную поверхность; 5- оси антиклинальных складок; 6- локальные аномальные области пониженного сопротивления; 7- отложения второго горизонта верхней подсвиты Вачской свиты, по геологическим данным; 8- отложения первого горизонта верхней подсвиты Вачской свиты; 9- курум; 10- а) алевро-сланцы углистые; б) те же породы в зоне промерзания.

Сопротивления, ОмЦ

Ограничены в этих условиях возможности электротомографии и по кажущемуся электросопротивлению, что мы показали на примере Рисунка 5, взяв его как образец. По этому параметру возможно получить относительно достоверную информацию лишь о верхней части разреза, представленной здесь в значительной мере разрушенными, местами мерзлыми породами и наметить местоположение тектонических нарушений. Нижняя часть разреза, сложенная коренными породами, вмещающими оруденение, остается не освещенной, как по электросопротивлению, так и поляризуемости геологической среды.

3.1.2 Золоторудные поля, локализованные в приконтактовых (скарновых) зонах терригенно-вулканогенно-карбонатных комплексов пород с интрузивами

Скарновое месторождение золота, на котором были выполнены исследования, находится на юге Сибири (Западные Саяны, участок Ийский, измерения на двух профилях). Материалы по одному из них показаны на Рисунке 6. Анализируя их, нетрудно убедиться в существенной неоднородности разреза по электросопротивлению пород и их поляризуемости. Отчётливо проявляется по этим параметрам дифференциация разреза как по глубине (примерно до 50 м), так и по простиранию.

По данным электротомографии в варианте ВП, используя сведения о физических свойствах пород, на исследуемом участке были определены основные черты его структурного строения и не только местоположение отдельных скарновых тел в зоне скарнированных пород, закартированной при геологической съёмке, но и места в них, обогащённые сульфидами, представляющими собой золотоносную руду.

3.1.3 Золоторудные поля, локализованные в терригенно-осадочных флишоидных толщах

Полевые работы были выполнены в пределах Ельского участка в Салаирском кряже.

По поляризуемости пород разрез существенно неоднороден (Рисунок 7. б), кажущаяся поляризуемость его изменяется в пределах 0,2 - 3,2 %. В разрезе чётко выделяется две зоны повышенной поляризуемости: одна из них располагается в центральной части профиля, другая - в северо-восточной.

Разрез по сопротивлению пород (Рисунок 7. в), существенно отличается от разреза по поляризуемости. Одно их объединяет: в том и другом разрезах отчётливо проявлена неоднородность в северо-восточной части профиля. Она, собственно, является единственной аномальной частью. В целом же весь разрез по сопротивлению однороден с постепенным ростом его с глубиной.

Рисунок 6. Результаты геофизических работ на профиле 1: а- графики изменения рк , ДТ; б-геоэлектрический разрез по данным сопротивления; в- геоэлектрический разрез по данным поляризуемости; г- схема результатов интерпретации, (б, в, г по данным электротомографии).

Условные обозначения: 1- границы по геологическим данным; 2- границы по геофизическим данным; 3- тектонические нарушения, выявленные по геофизическим данным; 4- скарновые тела по геофизическим данным; 5- сульфидизация, предполагаемая по геофизическим данным; 6- граниты; 7- делювиальные отложения; 8- вулканогенно-осадочные породы.

Шаг измерений 10 м

Поляризуемость, %

Сопротивления. Оммл

6

Рисунок 7. Результаты геофизических работ на Ельском участке: а- графики изменения рк , ДТ; б - геоэлектрический разрез по данным поляризуемости; в - геоэлектрический разрез по данным сопротивления; г — схема геологического разреза.

Условные обозначения к Рисунку 7: 1- сульфидизация по геофизическим данным, 2-окварцевание по геофизическим данным; 3- граница коры выветривания; 4- тектонические нарушения; 5- локальные аномальные области; 6- рельеф дневной поверхности; 7- вмещающие породы (сланцы); 8- рыхлые отложения коры выветривания.

Основная крупная аномалия в северо-восточной части профиля, проявленная весьма уверенно на обоих разрезах, с учётом известных на экспериментальной рудоносной площади сведений о генезисе оруденения, строении и минералогическом составе рудных тел, позволяет утверждать, что она, вне всякого сомнения, обусловлена двумя геологическими неоднородностями: участком существенно сульфидизированных пород и существенно окварцованных образований.

Первое подтверждается высокой поляризуемостью, второе находит отражение в аномальной зоне по сопротивлению. Она, как хорошо видно из приведённого рисунка 8.в, состоит из двух сопряжённых частей, одна из которых наиболее высокоомная в разрезе (> 1000 Омм), соответствует наиболее прокварцованным породам, вторая (левее первой) - сульфидизированным и прокварцованным, т.е. кварц-золоторудному телу.

Центральная аномалия поляризуемости обусловлена здесь повышенной обводнённостью разреза в месте её проявления, что подтверждается, во-первых, наличием здесь зоны повышенной проницаемости для грунтовых вод, сопровождающей тектоническое нарушение, и, во вторых, конфигурацией общего изменения электросопротивления — оно закономерно «проваливается» в этом месте, фиксируя «поведение» коры выветривания пород.

3.1.4 Золоторудные поля, локализованные в интрузивных образованиях

Опытно-методические работы по определению возможностей электротомографии на золоторудных полях в гранитоидах были выполнены на примере Беловской площади Мрасского золоторудно-россыпного района Кузнецкого Алатау.

Анализируя результаты съёмки поляризуемости и электросопротивления пород (Рисунки 8. б, в) по профилю магистральной канавы, по которой построен геологический разрез (Рисунок 8. д), однозначно можно установить в разрезе лишь границу приповерхностной зоны гипергенных изменений, состоящую из рыхлых четвертичных отложений и структурной коры выветривания по гранодиоритам. Причём, сколько-нибудь заметного отражения перехода от рыхлых отложений к коре выветривания не отмечается, хотя по геологическим данным, граница между ними чётко закартирована, Рисунок 8. д.

Другие элементы геологического строения (дайки, тектонические нарушения и кварц-золоторудные жилы) ни в поле поляризуемости, ни в поле сопротивления пород не проявляются. Это обусловлено в основном тремя причинами, свойственными интрузивным массивам.

Первая заключается в том, что такие образования, как дайковые тела любого состава по электрическим свойствам одинаковы с вмещающими их образованиями- гранитоидами.

Рисунок 8. Результаты геофизических и геологических работ на Беловской площади: а- графики изменения рк , ДТ; б- геоэлектрический разрез по сопротивлению; в- геоэлектрический разрез по поляризуемости; г- схема результатов интерпретации данных электротомографии; д-геологический разрез.

Условные обозначения: 1- рыхлые четвертичные отложения и структурная кора выветривания по гранодиоритам; 2- гранодиориты; 3- граница коры выветривания по геофизическим данным.

Малосульфидные и маломощные кварц-золоторудные жилы в зоне гипергенных изменений, которую, собственно, "освещает" электротомография, разрушены, содержащиеся в них электронно-проводящие минералы (в основном сульфиды) перестают быть таковыми вследствие окисления и разрушения, и, в дополнение к этому, концентрация их в зоне рудной жилы существенно снижена. Поэтому жильные тела не представляют собой аномальное образование по электрическим свойствам в гипергенной зоне.

И, наконец, в гипергенной зоне гранитоидов нет чётких субгоризонтальных границ между электрическими неоднородностями, по разрыву и смещению которых обычно картируются по электротомографическим данным тектонические нарушения малой толщины. К этому следует добавить, что в приповерхностной зоне разрушенного интрузивного тела места нахождения нарушений сплошности его в виде разрывов, как и рудных жил, дайковых тел практически не отличаются от вмещающих их образований.

Выявленная по результатам оценки поляризуемости пород разреза, Рисунок 8. в, некоторая неоднородность его по этому параметру, скорее всего, отражает изменчивость степени разрушенности и обводнённости зоны гипергенеза разреза.

В завершение главы отметим следующее. Во всех разделах этой главы (3.13.4) на рисунках, наряду с прочим, приведены результаты (в виде графиков) измерений физических параметров, в основном кажущегося сопротивления и магнитной индукции, взятых с материалов площадных магнитных съёмок и электропрофилирования, выполненных в масштабах 1:2000-1:5000 при поисково-разведочных работах на рассматриваемых площадях. Сопоставляя их с материалами электротомографии, нетрудно убедиться в том, что выявляемые с помощью электротомографии элементы геологического строения разрезов в большей части случаев не находят заметного отражения в данных традиционно применяемых на месторождениях золота геофизических методах, чаще всего электроразведочных методов и магнитометрии.

3.2 Обобщённые результаты исследований возможностей электротомографии на рудных полях золота

Во всех типовых физико-геологических обстановках золоторудных полей с помощью электротомографии вполне уверенно картируется чехол различного генезиса четвертичных отложений или зоны гипергенных образований приповерхностных частей коренных пород. Сведения об этой верхней части разреза необходимы при опоисковании рудоносных площадей, где основным способом получения достоверной информации являются проходка канав, шурфов, различного рода закапушек. Особенно это относится к районам развития многолетней и сезонной мерзлоты, полей курумов и существенной изменчивости погребённого рельефа коренных пород. Данные о толщине чехла покровных

отложений, их неоднородности получают в основном по результатам определения кажущегося удельного электрического сопротивления, параметр кажущейся поляризуемости при решении этих геологических задач малоинформативен. Это и понятно: в верхней части разреза дифференциация пород по поляризуемости практически отсутствует.

Весьма важной возможностью обладает электротомография в части изучения структурного строения обследуемых площадей. Причём, с помощью её можно уверенно изучать как пликативные элементы, так и дизъюнктивные нарушения в разрезах.

Следует подчеркнуть, что и в этом случае информацию о структурном строении разреза при электротомографических исследованиях в модификации ВП несёт параметр электросопротивления пород. Размеры складок, их формы обычно фиксируются по поведению границ слоёв, разнящихся по величине электросопротивления, а тектонические нарушения - по разрыву и смещению этих границ. Практическая важность детального исследования морфологии верхней части слоистого разреза, которое недоступно для обычного электрозондирования на золоторудных участках, обуславливается, кроме прочего, ещё и тем, что оруденение чаще всего приурочивается к замкам небольших по размерам складкам, где, как правило, закладываются тектонические нарушения различного порядка, способствующие формированию и локализации оруденения. При этом электротомография позволяет уверенно трассировать замковую часть складки при существенных вариациях глубины её погружения, производить «восстановление» формы срезанных частей складки. Понятно, что сказанное относится к золоторудным месторождениям, сформированным в терригенно-осадочных комплексах пород.

При исследовании скарновых месторождений золота и золоторудных полей, локализованных в интрузивных породах, с помощью электротомографии решаются другие задачи. А именно: электротомография может быть успешно применена для выделения наиболее «богатых» отдельных рудных тел в поле «сплошного» развития скарнированных пород по совокупности определяемых параметров - электросопротивлению и поляризуемости пород. Эта задача может быть решена и с помощью магнитометрии, но только на месторождениях, в рудных телах которых содержится значительное количество магнетита или пирротина, что далеко не всегда имеет место на такого типа месторождениях. С помощью обычного электропрофилирования вариации минералогического состава поля развития скарнированных пород изучить не удаётся. Наряду с картированием участков повышенного содержания сульфидов, а стало быть и золота, в поле скарнов достаточно уверенно, по данным электротомографии, определяются места тектонических нарушений.

Наиболее скромные возможности электротомография имеет на золоторудных полях, локализованных в гранодиоритовых массивах. Особенно на

малосульфидных кварцево-жильных месторождениях. На такого типа рудных полях с помощью электротомографии может быть изучена лишь зона гипергенных изменений массива, ни рудные тела из-за их разрушенности, ни тектонические нарушения при этом не картируются. Правда, о последних можно судить по изменениям кажущейся поляризуемости вдоль разреза, которые обуславливаются изменчивостью трещиноватости пород и их обводнённостью, но не обязательно однозначно связанной с дизъюнктивной тектоникой.

Завершая главу, отметим, что на всех типах золоторудных месторождений, когда они представлены существенно сульфидными (сод. сул. > 15%) рудными телами, имеющими значительные размеры (метры), поиски оруденения успешно проводятся с помощью электропрофилирования или зондирования методом ВП в масштабах 1:5000 и крупнее [Беневолъский Б.И. и др. 2010]. Электротомография в этом случае может быть полезна при изучении выявленных рудных зон и не только на предмет оценки распределения в них рудной минерализации, но и для картирования структурных элементов, которые при обычной съёмке не будут выявлены.

Заключение

Результаты выполненных исследований позволяют существенно расширить круг геологических задач, которые могут быть решены с помощью электроразведки при изучении различных геолого-геофизических типов рудных полей месторождений золота.

С помощью электротомографии можно успешно изучать геологическое строение верхней части разреза, выявляя при этом такие элементы строения, которые не могут быть определены по данным обычной электроразведки. Большая часть элементов геологического строения разрезов находит отражение в материалах электротомографии в модификации ВП главным образом по параметру удельного электрического сопротивления пород, вызванная же поляризация их играет существенную роль лишь при наличии в разрезе значительных скоплений электронно-проводящих минералов, которыми на этих месторождениях в большей части являются сульфиды различных металлов или (что присуще рудным полям золота, локализованным в черносланцевых толщах) графитизированные разности пород.

Говоря в целом о возможностях и роли электротомографии в общем комплексе геологоразведочных работ на золоторудных площадях, отметим, что её целесообразно применять на локальных рудных участках, выявленных другими методами, для детального изучения структурного строения верхней части разрезов и размещения в них оруденения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Центральные нздання, входящие в перечень ВАК

1- Мохаммед М.А. Возможности электротомографии при изучении месторождений золота (на примере Бодайбинского золоторудного района) // Естественные и технические науки. Из-во "Спутник+". Москва. - 2013. - № 5 (67). -С. 167-171.

2- Мохаммед М.А. Электроразведочная томография при изучении золоторудных объектов: современное состояние, проблемы, тенденции развития // Естественные и технические науки. Из-во "Спутник+". Москва. - 2013. - № 6 (68). - С. 169-173.

3- Мохаммед М.А., Ерофеев Л.Я., Орехов А.Н. О результативности метода сопротивлений и вызванной поляризации в варианте электротомографии в условиях Бодайбинского золоторудного района // Томск: Известия Томского политехнического университета. - 2014. - Т. 325. - № 1. — С. 42-49. Всероссийские конференции и совещания

4- Ерофеев Л.Я, Мохаммед М.А. Возможности геофизических методов при изучении рудных полей золота Сибири // Современные технологии освоения минеральных ресурсов: сборник научных трудов / под общ. ред. В.Е. Кислякова. -Красноярск: Сиб. Федер. у-нт. Вып. 11. - 2013. - С. 3-13.

5- Мохаммед М.А. Возможности электроразведочной томографии методом ВП при изучении золоторудных месторождений // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. Том 1. Томск: Из-во ТПУ. - 2013. - С. 389-390.

6- Мохаммед М.А. Опыт двумерной инверсии данных электротомографии при изучении месторождений золота на Копыловском месторождении в Иркутской области // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVIII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск: Из-во ТПУ. 7-11 апреля. - 2014. - С. 407-408.

7- Мохаммед М.А. Результаты применения электротомографии на юге Сибири в республике Тыва с помощью одноканальной аппаратуры // Проблемы геологии и освоения недр: Труды XVIII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. Томск: Из-во ТПУ. - 2014. - С. 408-409.

8- Мохаммед М.А. Некоторые результаты электротомографических работ на поисковом участке в Бодайбинском районе Иркутской области // «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов». Том 1. Томск: Изд-во национального исследовательского Томского политехнического университета. 23-25 апреля. - 2014. - С. 281-285.

9- Мохаммед М.А. Практика применения станции 8у5са1-Рго на участке Горный в Иркутской области // «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов». Том 1. Томск: Изд-во национального исследовательского Томского политехнического университета. 23-25 апреля. - 2014. - С. 285-289.

Подписано к печати 25.11.2014. Формат 60x84/16. Бумага «Снегурочка».

Печать XEROX. Усл. печ. л. 1,40. Уч.-изд. л. 1,26. _Заказ 1094-14. Тираж 100 экз._

Национальный исследовательский Томский политехнический университет Система менеджмента качества Издательства Томского политехнического университета Сертифицирована в соответствии с требованиями ISO 9001:2008

кздашьство^'тпу. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru