Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Магнитотеллурические зондирования при изучении алмазоносных районов и прогнозе кимберлитовых полей Западной Якутии

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

Автореферат диссертации по теме "Магнитотеллурические зондирования при изучении алмазоносных районов и прогнозе кимберлитовых полей Западной Якутии"

Г Б ОД

2 ОКТ 1335

На правах рукописи

ПОЛТАРАЛКАЯ Ольга Леоновна

МАГНИТОТЕЛЛУРИЧЕСКИЕ ЗОНДИРОВАНИЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ АЛМАЗОНОСНЫХ РАЙОНОВ И ПРОГНОЗЕ КИМБЕРЛИТОЗЫХ ПОЛЕЙ ЗАПАДНОЙ ЯКУТИИ

04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Воронеж - 1995 г.

Работа выполнена в Якутском научно-исследовательском геолого-разведочном предприятии (ЯНИГП ЦНИГРИ) Ак "Алмазы России-Саха"

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических

наук Зинчук H.H.

Официальные оппоненты: академик РАЕН, доктор технических

наук, профессор МГУ: Бердичевский М.Н. доктор технических наук, профессор ВГУ: Антонов Ю.В.;

Ведущая организация: Институт Геоэлектромагнитных

исследований Объединенного Института Физики Земли РАН

Защита диссертации состоится "25* октявря 1995 г. в "16" часов на заседании диссертационного совета Д 063.48.04 при Воронежском государственном университете по адресу: 394693, Воронеж, Университетская площадь, 1

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан "ЛКг^фЛЭЭб г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор геолого-минералогических наук: ^ (2РсиГ,В. Холмовой

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ. Важнейшей задачей алмазопоисковых работ является выбор площади исследования на стадии региональных поисков. Магнитотеллурические зондирования, которые по региональной сети покрывают большую часть Сибирской платформы и содержат в благоприятных условиях информацию об изменчивости геоэлектрического разреза в пределах значительной части литосферы, использовались для этой цели весьма ограниченно, в основном г плане анализа глобального разреза и регионального распределения наблюденных характеристик магнитотеллурического поля. Тем не менее, этот вид зондирования, будучи наиболее дешевым, мобильным и экологически безопасным является весьма перспективным для решения указанной выше задачи при условии снятия искажающего влияния осадочного чехла и усовершенствовании приемов локализации глубинных неодно-родностей. Внедрение в практику интерпретации МТЗ в пределах Якутской алмазоносной провинции редукции экспериментальных кривых на основании трехмерного пленочного моделирования позволило зафиксировать глубинные неоднородности на различных литосферных уровнях и выявить по электроразведочным данным прогнозно-поисковые признаки размещения кимерлитовых полей. Они установлены для ряда эталонных объектов, содержащих в различных геоэлектрических условиях кимберлитовые поля среднепалеозойского, мезозойского возрастов, а также полихронные.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Разработать приемы прогнозирования для геотаксонов ранга кимберлитового поля на основании данных магнитотел-лурических зондирований для различных геоэлектрических условий Якутской алмазоносной провинции.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ:

1. Анализ материалов глубинных региональных геолого-геофизических исследований на предмет конкретизации критериев регионального прогноза кимберлиговых полей.

2. Районирование территории Якутской алмазоносной провинции по типам фонового геоэлектрического разреза.

3. Расчет и анализ эталонных геоэлектрических разрезов ал-

мазпгюеных районов Западной Якутии для различных фоновых и ано мальных ситуаций.

4. Сравнительный анализ эталонных объектов по аномальны признакам, по фоновой ситуации и типам искажений, пс степен изученности, по непротиворечивости прогнозно-поисковых предпосы лок по данным MTB и другим видам геологического и геофизическог прогноза.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Впервые выполненное трехмерное пленочно моделирование позволило, учитывав влияние проводящей толщи оса дочного чехла, построить карту поперечного сопротивления земно коры, смоделировать комплексное влияние осадочного чехла и высо коомной земной коры на подстилающий разрез. Следующий этап моде лирования с пленкой Sz и слоем Т был использован для вычислен«, коэффициентов динамического сдвига экспериментальных кривых МТ. и составления карты продольной проводимости корового проводящее слоя. Указанные две карты по новому осветили геоэлектрически' особенности глубинного геологического' строения центральной част! Якутской алмазоносной провинции; в частности, они позволил] оконтурить реликты древних ядер земной коры, выявить региональную зону канализации токов в ее основании.

Дифференцированный подход к выбору методики локализации не-однородностей и интерпретации разрезов в различных геозлектри-ческих условиях с использованием современного программного обеспечения, такого как одномерная интерпретация методом эффективно! линеаризации и двумерная инверсия разрезов, подтвердил на фактическом материале возможность локализации глубинных лигосферны; неоднородности ранга кимберлитового поля, при ослаблении эффекта экранирования за счет наличия каналов локальной коро-мантий-ной конвекции. Установлено наличие эмпирической зависимости между глубиной залегания кровли коровых проводящих слоев, и возрастом кимберлитового магматизма; степенью расслоенности земной коры и количеством этапов тектоно-магматической активизации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ заключается в использование разработанной методики анализа данных глубинной геоэлектрики I целях прогнозной оценки территории на региональной стадии алма-

зопоисковых работ, в возможности оперирования рассчитанными ге-ээлектрическими моделями, как имитационными при дальнейших исс?-яедованиях методом МТЗ на перспективных площадях. Совместное использование для анализа продольной и поперечной составляющей яагнитотеллурического поля повышает однозначность исследования и корректность решения обратной задачи МТЗ. Это позволяет в комплексе с результатами других геолого-геофизических методов получать более объективную информацию о структурно-вещественных характеристиках земных недр, необходимую для решения широкого класса геологических задач.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. В работе использовались материалы Западно- Якутской, Мурбайсксй геофизических экспедиций ПГО "Лено-нефтегазгеология", ВостСибСНИИГГИМСа, ПГО "Якутскгеология", ЯИГН 30 РАН, ПГО "Енисейгеофизика", ЯНИГП ЦИИГРИ, НПО "Нефтегеофизи-ка". На отдельных этапах работ были проведены расчеты пленочных трехмерных моделей (Файнберг Э.Б..Зингер Б.Ш.), использованы программы интерпретации методом эффективной линеаризации (Порохова Л.Н.), программы двумерной инверсии разрезов (Баренцев й.М., Голубев Н.Г.).

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные положения диссертации обсуждались на НТО Западно-Якутской, Ботуобинской и Чернышевской экспедиций, Ученом совете ЯНИГП ЦНИГРИ при защите производственных этчетов и внедрены в практику геолого-поисковых работ.

Основные результаты исследований докладывались на шестой (Баку, 1981), восьмой (Киев, 1987) всесоюзных школах-семинарах ю электромагнитным зондированиям, на II Всесоюзном совещании "Рудообразование и его связь с магматизмом (Якутск,1991), на расширенном экспертном совете "Направления и методика геологоразведочных и научно-исследовательских работ на алмазы в 1993 л на дальнейшую перспективу" (Мирный, 1992), на совещании "Объекты поисковых работ для различных стадий геологоразведочного ipouecca на алмазы" (Мирный. 1993), на международной кокферак-дии, ор- ганизованной русско-канадским объединенным предприятием )RS-WGaM Limited (Мирный,1993); на конференции в Москве в МГУ в 1994 "Теория и практика магнитотеллурического зондирования;

представлен доклад па XXI General Assembly 1 ¡international Unlor Geodesy and Geophysics. Colorado, USA. 1995.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Работа выполнена б период с Ш" по ШуЬ годы в ЯНИГП ЦНИГРИ под научным руководством доктора г-:--олого-минерялогичсских наук Н.Н.Зинчука, за что автор выражае: ему искренную признательность.

Диссертация объемом1£&траницмсостоит из введения, 5 глав ^ заключения, содержит 1 таблицу, 43 иллюстрации и библиографию 89 наименований.

Автор благодарен за участие в обсуждении работы, помощь i советы в процессе подготовки ее сотрудникам ЯНИГП ЦНИГРИ к.г.--м.н, Н.Н.Романову, д.г.-м.н. В.А.Цыганову, Ю.А.Дукардту, к.г,--м.н. А.В.Манакову; за помощь в организации, выполнении полевы> электроразведочных работ и обработке материалов А.М.Махорину, И.А.Ткачуку, Л.В.Макоимкиной (ЗЯГЭ). В ходе выполнения работь автор консультировался у д.т.н. М.Н.Бердичевского (МГУ), д.т.н. Л.Л. Ваньяна (Институт Океанологии), д.ф.-м.н. Э.В.Файнберга, к.ф.-м.н.Зингера, к.ф.-м.н. И.М.Варенцова (Институт Геоз-лектромагных исследований ОИФЗ), к.ф.-м.н. Л.Н.Пороховой (НИМ ЛГУ), за что автор выражает им глубокую благодарность.

Автор благодарит сотрудников ЯНИГП ЦНИГРИ и инженера-картографа Подгорную Л.В. за помощь в оформлении работы.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Геоэлектрический разрез в пределах кимберлитовых полей, характеризуется контрастным сочетанием локальных вертикально-ориентированных глубинных лигосферных высокоомных зон и сопровождающих их проводящих каналов, увеличением анизотропии геоэлектрического разреза, в особенности в пределах средней-HmcHei части земной коры, где в направлении Е- и Н-поляризации наблюдается инверсия значений продольной проводимости.

2. В районах с несколькими циклами тектоно-магматическое активизации в благоприятных геоэлектрических условиях фиксируется соответствующее количество проводящих сло&в в земной коре, глубина залегания кровли которых увязывается эмпирической зависимостью с возрастом кимберлитового магматизма, венчающегс

очередной этап активизации, а степень расслоенности земной коры по проводимости согласуется с количеством циклов кимберлитового магматизма.

3. Положение кровли корового проводящего слоя в районах с преобладанием кимберлитового магматизма среднепалеозойского возраста регионально гсоррелируется с сейсмической границей К2и смещается при омоложении возраста последней тектоно-магматической активизации, завершающейся кимберлитовым циклом, вверх по разрезу земной коры.

4. Разработан и опробирован комплекс методических приемов для восточной части Сибирской платформы, включающий последовательную оценку фоновых условий на разных уровнях литосферы и локализацию неоднородностей, как ранга кимберлитового поля так и более крупных, таких как региональная зона токовой канализации и высокоомные ядра древних кратонов.

1. ОСОБЕННОСТИ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ ЯКУТСКОЙ АЛУАВОНОШОЙ ПРОВИНЦИИ И ОБЗОР ГЛУБИННЫХ КРИТЕРИЕВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ЮШБЕРЛНГОВЫХ ПОЛЕЙ.

В главе дается краткая характеристика особенностей глубинного строения Якутской алмазоносной провинции, причем основное внимание акцентируется на тех из них, которые могут находить от-эакение в результатах глубинных геофизических исследований; а также приводится обзор глубинных критериев прогнозирования ким-5ерлитовых полей, выдвигавшихся различными авторами, в том числе 1 на основании геофизических признаков.

Отмечается, что наиболее значимыми элементами структуры армейского кристаллического фундамента в пределах исследуемой тер->итории являются катархейские гранито-гнейсовые ядра (Тюнгское, Хяенекское, Вилюйское, Ботуобинская зона литосферных плит) и облекающий их линейный Анабаро-Ленский пояс позднеархейской складности. Развитие последнего привело к заложению Вшпойского ав-[акогена, а тектоническая активизация платформы в девонский пе->иод под влиянием примыкающих с запада Енисейского, а с востока ¡ерхоянского подвижных поясов обусловила формирование и развитие

- б -

Тунгусской и Вилюйской синеклиз, определивших современный оОлш центральной части Якутской алмазоносной провинции (А.В.Синицын, 1990г.).

Установлено, что гетерогенное строение кристаллического фундамента и земной коры находит отражение в различных геофизических полях и может диагностироваться по комплексу методов, несмотря на то, что сведения о физических свойствах земной кор! носят фрагментарный характер.

Зонами тектонического контроля проявления кимберлитового; калиевого щелочного магматизма во все эпохи служили коллизионны« структуры (Б.Р. Шпунт,1990г.), заложенные в позднем архее и многократно активизированные в неогее. Кимберлитовые поля регион; приурочены к изометрическим сиаяическим блокам, характеризуете; как очаги тектонического дробления и разуплотнения субстрата выраженные минимумами анизотропии трещиноватости (В.М.Мишнин 1 др.,1987г.). Все кимберлитовые поля региона размещены на участ ках торцового выклинивания линейных зон "супердаек". К наиболе устойчивым прогнозно-поисковым признакам геотаксонов ранга ким берлитового поля, отмечающимся при геофизических исследования; можно отнести:

- Кимберлитовым полям отвечают изометричные (часто почти округ лой формы, диаметром 30-90км) аномальные участки, характеризую щиеся положительной корреляцией гравитационного и магнитного по лей (чаще минимум с минимумом, реже максимум с максимумом) (В.А Варламов,1986г.; Н.Н.Романов и др.1991г.).

- Среднепалеозойские кимберлитовые поля находятся в предела депрессии поверхности мантии, мезозойские тяготеют к склона поднятий границы Мохо и характеризуются наличием аномальных осо бенностей сейсмогеологического разреза в пределах полей, образу ющих субвертикальную затухающую вверх зональность. К числу эти аномальных особенностей можно отнести на уровне поверхности ман тии значительные скоростные аномалии (до 10-15%), определяющее вещественной анизотропией нижней части земной коры; в верхней е части преобладают морфологические аномалии (глубина залегани границы Котр. изменяется в 1.5-1.7 раз), характерна повышенна сейсмическая расслоенность, проявляющаяся в субвертикальны отражениях; по поверхности фундамента (В.Д.Суворов,1993г.).

В пределах Якутской кимберлитовой провинции при продвижении от центральной части на север к Анабарскому пшту отмечается определенная зональность условий осадконакопления, тектоно-магматических условий, а также различие в приуроченности раздела Мо-хо. Так, в центральных районах Якутии он отвечает фазовому переходу плагиоклазсодержащих эклогитоподобных пород в эклогиты, в север- ной Якутии - приурочен к смене гранулитов гипербазита-ми. Это несоответствие приписывается глубокой эррозии платформы в докембрийское время, передвинувшей вверх границы фаций в коре и мантии (Уханов и др.. 1988). В осадочном чехле преобладают с продвижением на север к Анабарскому щиту все более и более древние толщи, обнажаются все более глубинные уровни вертикально-зональных кимберлитовых образований. С юга на север повышается температура расплавов, сформировавших кимберлитовые тела на уровне современной поверхности. Отмечается падение давления, при котором эти породы кристаллизовались (Ваганов,1990).

3. РЕГИОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАПШТОТЕЯЛУРНЧЕСШ ПАРАМЕТРОВ В ПРЕДЕЛАХ ЯКУТСКОЙ ШБЕРЛНТОВОЙ ПРОВИНЦИИ

В настоящей главе рассмотрены особенности изменения геоэлектрического разреза в пределах осадочного чехла в целом, консолидированной части земной коры и корового проводящего слоя. В Зольшинстве обобщающих работ по геоэлектрике региона указывалось 1а наличие регионально распространенного корового проводящего злоя (Бердичевский, Бубнов, 1972; Ваньян и др., 1987; Шиловский, 1985; Никулин и др., 1988; Поспеев и др., 1979; Поспеева, 1989; Толтарацкая и др., 1982,1983; Письменный, Поспеева, 1985; Полта-зацкая в работах; - Клименко, Полтарацкая 1991; Романов и др., 1991, ЦыганоЕ и др., 1991); высокоомных неоднородностей в земной соре; искажающего влияния изменений проводимости осадочного чех-1а на характер кривых МТЗ и оценки по ним параметров глубинных 'оризонтов; отсутствие явного регионального эффекта 5 между оса-ючным чехлом и коровым проводящим слоем; анализировался обоб-1енный глубинный геоэлектрический разрез литосферы.

Освещены основные принципы последовательного снятия искаже-

ний осадочного чехла и высокоомной части земной коры с опорой н; трехмерное пленочное моделирование с одной пленкой 5 (где '3 суммарная продольная проводимость осадочного чехла) и о пленке; 2 и слоем Т (где Г - поперечное сопротивление земной коры). Базовой моделью является двуслойная модель земной коры с подстила юндам градиентным разрезом мантии.

Проводится районирование территории Якутской алмазоносно; провинции по типам глуоинного геоэлектрического разреза. Много образие типов геозлектрического разреза (только основных их вы делается до 20) увязывается с изменчивостью структурно-тектони ческих обстановок для различных регионов Якутии.

Приведенные карты суммарной продольной проводимости осадоч ного чехла, а также поперечного сопротивления и продольной про водимости земной коры ( последние две построены с учетом резуль татов трехмерного моделирования) отражают особенности глубинног геоэлектрического строения региона и позволяют составить обще представление об злектрогеодинамической реконструкции централь ной части Якутской алмазоносной провинции:

- Анабарский и Непско-Ботуобинский макроблоки были разделен глубинным разломом северо-западного простирания, по которому раннеархейское время закладывался Отулахский шовный прогиб про торифтогенной природы. Интенсивное осадконакопление в Вилюйско синеклизе в палеозойское время вызвало увеличение геодинамичес кой нагрузки, что привело к изменению напряженного состояния по род в пределах зоны сочленения макроблоков, формированию зо разгрузки и активизации вертикальной и горизонтальной миграци флюидов, а также активизации магматической деятельности и, еле довательно, формированию региональной токовой системы в земно коре.

- Коровая проводящая аномалия должна была являться на всем сво ем протяжении зоной разгрузки литосферных напряжений, максимам ной разгрузки флюидопотока, все это позволяло формировать верти кальные геоэлектрические неоднородности в верхней части земно коры, полностью размывающие волновую картину геомагнитного поля характерную для горизонтального залегания слоев, что нашло выра жение в создании своеобразного геоэлектрического разреза типа X не свойственного разрезу Сюгджерской седловины, в пределах коте

рой этот тип распространен.

- Наиболее массовое проявление магматизма щелочно-ультраосновной формации, в том числе и кимберлитового, приурочено в данной токовой системе к зоне разгрузки проторифтогенной зоны (Айхаль-ской аномалии), которая расположена в области, полярной по отношению к Вилюйской синеклизе и занимавшей в го время более высокое гипсометрическое положение. Можно предположить, что она являлась анодной областью в региональном мультиполе.

- В зтом ключе особый интерес с точки зрения координации региональных' работ на алмазы представляют ортогональные ответвления повышенной проводимости корового слоя, в частности, замыкания их северо-восточных элементов, которым соответствуют поднятия по кровле фундамента, скомпенсированные погружениями на противоположном юго-западном конце.

- Айхальская аномальная проводящая зона спровоцирована, по-видимому, резонансными электрохимическими процессами, обусловленными суперпозицией полей горизонтально ориентированной токовой системы (региональной коровой проводящей зоны) и вертикальных токов просачивания (от внедрения большого количества магматоген-ных тел и сопровождавших их коромаятийных флюидов), в среду с благоприятными гидрохимическими условиями. Геоэлектрохкмическая ситуация, способствующая независимому увеличению электропроводности в интервале осадочной толщи существовала в пределах Далды-но-Алакитского района как в эпоху кимберлитового магматизма так и после нее. Так горизонты кембрийских сульфатных эвапоритов могли являться источником серы в низкотемпературных сульфидах (Илупин, 1962). Аномалия электропроводности находится в пределах восточного замыкания Зубовского солеродного бассейна, существовавшего в среднеордовикский-раннедевонский этапы, и который несомненно был поставщиком электролита для электрохимических реакций. К тому же, зона смены галогенной формации на пестроцветную, проходившая по восточной окраине Зубовского бассейна, является по сути границей фаз, т.е. зоной раздела сред с окислительными и восстановительными условиями, на которой возможен скачок потенциала. Причем, в сероцветной области оруденение должно тяготеть к крупнозернистым фациям пород, образовавшимся в активной гидродинамической обстановке. Дополняет картину, то что в аномальная

зона характеризуется корой, отличной по составу от других известных кимберлитовых полей. Здесь ксенолиты-метаморфиты относятся преимущественно к хапчанской серии Анабарского массива, с содержанием метаморфического графита, достаточным ДЛЯ еозданш проводника электронного типа.

- Несмотря на то, что по количеству кимберлитовых тел эта зон. является наиболее представительной в ЯАП, аномальные геологические и геоэлектрические особенности ее не позволяют считать выявленные здесь признаки характерными для других кимберлитовых полей.

Оконтуриваниэ региональной зоны токовой канализации в зем ной коре, а такие древних ее ядер, как високооиншс блоков, 1 оценка их поперечного сопротивления является важной особенность! геологического строения региона и имеет практическое значен» для регионального глубинного прогноза.

3.МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ (В СВЯЗИ С ПРОБЛЕМОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ НЕОДНОРОДНОСТИ* РАНГА КИШЕРЖГОВОГО ПОЛЯ).

Анализ регионального распределения параметров магнитотеллу рического поля показал многоообразие типов геоэлектрических раз резов в пределах Якутской кимберлитовой провинции, т.е. многооб разие ландшафтно-геологических обстановок, на фоне которых выде ление локальных неоднородностей ранга кимберлитового поля, особенности в глубинных горизонтах земной коры, и наполнен« непротиворечивыми вещественно-индикационными признаками глубин ной модели объекта поисков становится весьма непростой задачей.

Методические исследования проводились в двух направлениях во-первых, - локализация неоднородностей в пределах осадочног чехла в площадном варианте, основанная на гипотезе возможног увеличении сопротивления вследствие базификации карбонатног разреза нижних горизонтов осадочного чехла процессами, сопутс твующими кимберлитовому магматизму (Мишнин и др.. 1987); во-вто рых, - локализация неоднородностей в профильном варианте, обус ловленная концепцией локальной сквозной коро-мантийной проработ

- и -

ки разреза в пределах кимберлитовых полей при отсутствии условий цля глубинной региональной конвекции.

Изложенный в настоящей главе комплекс методических приемов, доставляет методическую часть четвертого защищаемого положения и включает в себя:

- упровдотг» тремд-анализ параметра с использованием данных ЗСВ, МГЗ, структурной сейсморазведки и бурения для выявления локальных высокоомных неоднородностей в пределах осадочного чехла;

- снятие фоновых эффектов различными методами, в том числе и с использованием аппарата приведения экспериментальных кривых с /четой статического и динамического сдвига (величина сдвига обусловлена влиянием латеральных неоднородностей на различных ¡фовнях литосферы и рассчитывалась по результатам трехмерного пленочного моделирования, выполненного Файнбергом, Зингером, ЙГЗМИ ОИФЗ) способствало выявлению, как региональных так и локальных особенностей глубинного разреза;

- локализации неоднородностей ранга кимберлитового поля с последующей интерпретацией разрезов с помощью различных программ инверсии, как в одномерном (методом эффективной линеаризации. Горохова, НННФ ЛГУ) так и в двумерном вариантах (двумерная инверсия разрезов, Баренцев, Голубев, МГЭМИ 01443) и уточнение ге-зэлектрической структуры известных кимберлитовых полей.

4. ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАЗРЕЗОВ H РЕЗУЛЬТАТЫ ДВУМЕРНОЙ ИНВЕРСИИ.

В настоящем разделе приводятся в качестве примера результаты двумерной интерпретации геоэлектрических - разрезов по пяти ]рофилям: два из которых пересекают Мирнинское кимберлитовое noie среднепалеозойского возраста, а три расположено в пределах !ено-Анабарского междуречья с проявлениями кимберлитового магматизма от среднепалеозойского до палеогенового возраста.

Результаты инверсии по двум крестовым профилям через Мир-шнекое кимберлитовое поле подтвердили наличие сочетания пары жвозных литосферных локальных неоднородностей: высокоомной, )анга кимберлитового поля, и сопровождающей ее проводящей на

югозападном склоне высокоомного литосферного блока. Отмечаете что влияние неоднородности усиливается с глубиной. Разрешают способность МТЗ при локализации глубинных неоднородностей обу ловленя. наличием проводящей (тектонически ослабленной) зон дренирующей земную кору вплоть до корового проводника, тем сам уменьшающей эффект экранирования (Бердичевский, Куликов, 1994)

Лля Н- и для Е-поляризации распределение электромагнитно поля существенно различается.

В меридианальном направлении неоднородность, корреспо дирующаяся с Мирнинским кимберлитовым полем, характеризует большей локальностью, чем в широтном. На широтном профиле набл дается две примерно равноценные высокоомные неоднородности, о новное количество кимберлитовых тел Мирнинского поля сосредот чено в пределах западного высокоомного блока, но, в принцип расчленение геоэлектрической неоднородности на две не противор чит имеющейся геологической информации о различной приуроченио ти кимберлитовых тел западной и восточной части Мирнинского га берлитового поля.

Результаты инверсии разрезов в Мало-Ботуобинском районе д казали наличие сквозной литосферной высокоомной неоднородное как в широтном так и в меридиональном направлении, по рангу и плане соответствующей Мирнинскому кимберлитовому полю. Приче отмечается анизотропия геоэлектрических свойств в направлени Е- и Н-поляризованного поля.

В Мало-Ботуобинском и частично в Мунском районах отрабат валась' идеология локализации среднепалеозойских кимберлитов полей и инверсии геоэлектрических профилей для однотипного ра реза осадочного чехла при наличии площадной региональной съем МТЗ. В пределах северо-востока Якутской алмазоносной провинм было выполнено в рамках подготовки этой работы три профиля М по рекам Укукит через Западно- и Восточно-Укукитские кимберлит вые поля С,, Зг- О,); М. Куонамка через Мало-Куонамское . Куранахское (ТА.з К,.^, Доке некое (Л3) и Б. Куонамка чер

Ары-Мастахское (Тл.3> и Старореченское (Тг.р кимберлитов

поля с целью анализа набора геоэлектрических прогнозно-поисков признаков для районов с полихронным проявлением кимберлитово магматизма.

Профиль МТЗ по реке Укукит пересекает Западно- и ВосточноУ-:укитские кимберлитовые поля средкепалеозойского возраста, ко-юрые входят в состав Средне-Оленекского района Оленекской ким-'ерлитовой зоны,.

Характер регионального распределения геозлектрических ;араметров по Укукитскому профилю, пересекающему Западно- и Вое-'очно-Укукитские кимберлитовыр поля средкепалеозойского возрас-■а, которые входят в состав Средне-Оленекского района Оленекской :имберлитовой зоны, имеет схожие черты с таковым же для разрезов центральной части ЯАП, в частности для Мало-Ботуобинского райо-[а, как в плане регионального распределения параметров, так и в соотношении аномальных элементов. Отмечается, что для изученных 'рех кимберлитовых полей палеозойского возраста размеры геоэ-¡ектрической неоднородности соответствуют рангу кимберлитового юля. Основные различия заключаются в строении и соотношении сопротивлений разреза осадочного чехла, а также в степени иска-¡енности исходных данных. Последняя для Мало-Ботуобинского райо-1а выше, чем для Укукитского и влияние искажений намного слож-¡ее, поскольку там наблюдается более выраженный частотно-зависи-ый сдвиг кривых МТЗ, обусловленный влиянием Западного борта Ви-нойской синеклизы.

Кровля коревого проводящего слоя в районах с преобладанием лыберлитешэго магматизма среднепадвозойсиого возраста регш-[ально коррелируется с сейсмической грающей К , претерпевает еноторое погружение непосредственно в пределах кимбзрлктовых ¡олей и смещается при омоложении возраста последней тектономаг-атичеснсЯ активизации, завершающейся кимберлитовым циклом, ¡верх по разрезу земной коры, что зафиксировано в третьем защищаемом положении.

Профиль по реке Малая Куонамка пересекает Мало-Куонамское ¿ь, РД), Куранахское (Тг.5- К^ и Дюкенское иъ) кимберлитовые оля, которые входят в состав Куонамской кимберлитовой зоны,

Разграничение земной коры на блоки в пределах этого профи-я, определяющееся структурой земной коры Анабарского щита, с ущественно различным сопротивлением во всем частотном интервале риводит к нарушению двумерности. Причем, ситуация усугубляется ем, что горизонтальные размеры блоков соизмеримы с мощностью

земной коры по вертикали. Локальные вращения эллипса поляризацю определяются глубинной разломной тектоникой, в частности границами блоков фундамента. Наличие элементов наклонного залегания существенная контрастность соседних блоков по сопротивлению градиентный разрез типа Q, характерный для большей части профиля, - все это осложнило двумерную инверсию данных и вынудило отдать предпочтение одномерному варианту интерпретации методом эффективной линеаризации,

Непосредственно над кимберлитовыми полями на различны; уровнях земной коры фиксируются неоднородности высокого сопротивления, глубинное положение ядер которых зависит от возраст« кимберлитового магматизма, преобладающего в пределах поля. Bei эти неоднородности находятся выше положения границы Мохо и, по-видимому, имеют один общий субвергикальный мантийный корень. Отмечается также, что с омоложением возраста кимберлитового магматизма граница корового проводящего слоя смешается вверх по разрезу, а при наличии двух циклов кимберлитового магматизма в разрезе появляются дополнительные площадки, характеризующие кроЕЛ) очередных коровых слоев. При отсутствии или малой мощности осадочного чехла контрастность аномалии по отношению к вмещающе] среде возрастает, растет и ее сопротивление.

Профиль через Ары-Мастахское (7г.ъ) - (К,.2) - (i>,.z) ; Старореченское Тг.5 (J3), входящие в состав Куонамской кимберли-товой зоны и почти полностью находится в пределах Анабарской ан-геклизы.

Начальный уровень сопротивления кривых р меняется по профилю почти на 3 порядка, что несомненно свидетельствует о значительной дифференцированности по физическим (геоэлектрическим; свойствам толщ, слагающих восточную окраину Анабарского щита.

В пределах разреза выделено два наиболее контрастных высо-коомных блока, ядро одного из них находится под Старореченскга кимберлитовым полем на глубине около 9 км и уходит в виде узко] высокоомной зоны на глубины, соответствующие верхней мантии ядро второго - под северной оконечностью Ары-Мастахского поля н; глубине менее 2-х км. Наиболее контрастная проводящая зона с< снижением сопротивления на два порядка расположена в районе южной части Ары-Мастахского кимберлитового поля.

- 1В -

Одномерная интерпретация показывает большую расслоенность темной коры, чем на предыдущих профилях. Если на северном конце фофиля отмечается граница проводящего слоя в коре на глубине >5-30 км, то к югу отметки коровых проводников поднимаются выше, ¡о Ю-1ь км, на нисходящей ветви кривой появляется перегиб, сви-¡етельствующий о наличии промежуточного высокоомного слоя и фоводящий слой на глубине 4-6 км. На отдельных участках можно >афиксировать до 3-4 слоев в коре, особенно в пределах Ары-Мас-'ахского кимберлитового поля. В целом южная часть профиля нахо-щтся в области более высокой проводимости земной коры, чем се-¡ерная.

Основной особенностью данного разреза, выявленной в резуль-'ате интерпретации, является различное глубинное положение ядер ¡ысокоомных неоднородностей, корреспондирующихся с положением ¡имберлитовых полей, причем здесь отмечается три уровня в отли-[ие от предыдущего профиля, при средней глубине менее 1 км, 1.5! км и 5-Юкм.

Таким образом, интерпретация пяти профилей, пересекающих )азновозрастные кимберлитовые поля и выполненная для различных ■еоэлектрических условий показала не только принципиальную воз-южность локализации в магнитотеллурических данных объектов рана кимберлитового поля и наличие вариаций типов неоднородностей >т полей различного возраста и уровней проявления их в земной »ре.

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ИЗУЧЕННЫХ ЭТАЛОННЫХ ОБЪЕКТОВ И ПРОГНОЗНОЙ ЗНАЧИМОСТИ АНОМАЛЬНЫХ КРИТЕРИЕВ ПОЛЯ.

В главе обобщены геоэлектрические прогнозно-поисковые приз-аки для различных кимберлитовых полей, показаны пути оценки их стойчивости для разных геологических ситуаций и надежности ин-ерпретации разрезов и выявленных критериев прогнозирования.

Отображение кимберлитового поля в данных глубинной геоэ-ектрики можно представить в виде нескольких частных прогноз-о-поисковых объектов, каждый из которых характеризуется набором ещественно-индикационных признаков. Перечислим последовательно

- 16 -

эти объекты от осадочного чехла и глубже:

1. Локальная геоэлектрическая неоднородность осадочно: чехла ранга кимб^рлитового поля; она характеризуется аномалм дефекта проводимости примерно 30% интенсивности от средних зн; чений суммарной продольной проводимости. Выделена в предел. Мирнинского поля и на Дьюкунахской прогнозной площади по ком: лексу данных МТЗ, ЗСБ, МОГТ.

2. Коровая Скоро-мантийная) геоэлектрическая кеодноро, ность; она отображается наиболее часто сочетанием локально: блока повышенного сопротивления с сопровождающими или окаймля! щими узкими проводящими зонами.

3. Сочетание группы коровых высокоомных неоднородностей общей узко локальной мантийной, характеризующей, по видимом подводящий канал (для мезозойских и более молодых кимберлитов) полей Лено-Анабарского междуречья).

4. Глубина залегания главных ядер геоэлектрических неод» родностей в земной коре зависит от возраста кимберлитового пол: у более древних она глубже. Для среднепаяеозойских кимберлитов) полей (Мирнинское, Западно- и Восточно-Укутитские) неодноро, ность в средней части земной коры обладает свойствами инверс: сопротивлений, т.е. при увеличении сопротивлений в пределах ки: берлитовых полей для Н-поляризованной составляющей, отмечает! уменьшение его даже по сравнению с фоновым для Е-поляризаци Этот интервал разреза с инверсионными геоэлектрическими свой твами ориентировочно совпадает с наиболее расслоенной част: разреза по данным сейсморазведки ГСЗ.

5. Геоэлектрическая неоднородность в пределах кимберлитов; полей дренирует не только земную кору, но и верхнюю мантию, ч подтверждает анализ Е-поляризованных и фазовых разрезов.

6. Для всех кимберлитовых полей, независимо от возраст, наблюдается локальное усложнение разреза, увеличение размерное от квазидвумерного до трехмерного, нарушение регионального на равления оси поляризации.

Все эти б пунктов кратко резюмированы в виде основного ле| вого защищаемого положения и иллюстрируются на рис. 1;

- Геоэлектрический разрез в пределах кимберлитовых поле: характеризуется контрастным сочетанием локальных вертикал)

НАИБОЛЕЕ XAPflKTFPHHE ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ РйНГА КИИБЕРЛИТОВОГО ПОЛЯ

айоны П-ЧЛРОЭОЙСКОГО К И M rf¡ р Г, Г] и т n F. г. Il *ИГМДТИ*М*: .••■> - Мирничское

¡.iнмjiи ! í.'g'.ie поло. fi - BspxHr-Miini. Kuh кимб^рлитоеое полР. в1 -"ЛуТОГИЧСКИЙ Прогнозный у Ч .JI !. Т... К ; Г) - р.5Й"Н " Пр^ОпЛ-мД.^-'И-Н -11 ■■" 11Й í г, ' • Г г'' -.ИМО^рЛИТОНОГО М.'^МЙ Г Í-J - К-51 : Д '■ -• ; ' ■1 i"! ' ' H ! : o;ü ! '-. j.-. - i: -»Vi il-,!.! л-, j ■ I-.-VI vi Я M VI ЬИМ fi t-p ЛИТ ОБ ОГ м МйГМйТ HsMô . i - НРОДНОриДН'чти

, il к i.i г" и' сопротивления; 2 - проекция известных кииберлитиьых

нйй .

Г CI (_ • , i

но-ориентированных глубинных литосферных высокоомных зон и cor ровождавдих их проводящих каналов, увеличением анизотропии reos лектрического разреза, г особенности в пределах средней-нижне части земной коры, где в направлении Е- и Н-поляризации наблмда ется инверсия значений продольной проводимости.

Суммируются основные особенности фоновых ландшафтно-геолс гических ситуаций и способы ослабления их влияния при локализг ции неоднородности в земной коре.

Систематизируется взаимосвязь между положением кровли коре вого проводящего слоя и возрастом кимберлитовой активизацр (.рис, 2), что заложено в основу второго защищаемого положения:

- В районах с несколькими циклами тектоно-магматической акт» визации в благоприятных геоэлектрических условиях фиксируете соответствующее количество проводящих слоев в земной коре, гл} бина залегания кровли которых увязывается эмпирической завис» м остыв с возрастом кимберлитового магматизма, венчающего очеред ной этап активизации, а степень расслоенности земной коры г проводимости согласуется с количеством циклов кимберлнтовш магматизма.

Фиксируется неравнозначность технико-метрологических услову исследований методом МТЗ в пределах Якутской кимберлитовой лре винции.

Прогнозная значимость результатов определяется выявлении* региональными особенностями.распределения магнитотеллуричесюл поля в целом по площади, характеризующими как положение жестка блоков коры, так и области их сочленения. В пределах последни> особенно их локальных осложнений, как зон максимальной paзгpyз^ напряжений и должен быть сосредоточен основной объем сре; не-масштабных геолого-геофизических исследований (рис. 3), npi чем наиболее перспективными являются отмеченные во второй глai северо-восточные замыкания областей разгрузки коровой проводят* аномалии. Перечисленные выше характеристики локальных неодноро; ностей в пределах кимберлитовых полей позволяют применять мете МТЗ для прогноза объектов этого ранга, а наработанный комплен моделей в пределах известных полей различного возраста и можс быть использован для сравнительного анализа и иденгификащ вновь обнаруживаемых геофизических аномалий.

ВЗАИМОСШЬ ВОЗРАСТА КИМБЕРЛИТОВ ОГО МАГМАТИЗМА И_ГЛУБИНЫ ЗАЛЕГАНИЯ НОРОВОГО ПРОВОДНИКА

Цг

V

лмл

АЛ лл

^ПП Р

р^-р51 к(с?ег-кгс'

ТгВ'-Т3г'

П^г'-С, Уг/

шее

30 50 70 100 -1 I 150 200 200 400 500 /или дет

Ш1 < 0 г □ 3 — А V '5

• 6 л 7 0 8 V 9 г\ Ю

геохронологические интервал« кимберлитопрпявления в преде -нолей изученных МТЗ; 2 - средняя оценка глубины залегания зли коримого приводящего ¡лил для Мирнинского КИМберЛИТОВО!о я; опенки глубин залегания кровля коровиго ировод-яицип слоя тдиночним МТЗ для следующих полей: 3 - Верхнк-Мунекого (Б3-

0,

Заиадно-Якукитского (0,- С.

I1, >:

Рдп/ Ги-

-Чкукитского (П3- С, , 0,); С - Куранахское (Тг К,.^); Мало-Куонпмское (Зг?, 0 - Дюкенское П^); П Староре-

;кпп (Тг.}); Ю - При -Мастлхсио^ (Тй.3, К,.2> Первыми р

5к.1Х дани »озр.чстные интервалы с преобладающим количнетьим

-ю-

СХЕМА ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧИСТИ ЗАПАДНО-ЯКУТСКОГО KPATOHft !с элементами прогноза)

1 - положение основной Cal региональной зоны глубинной канализации токов (проторифтогенной структур«?) и ее сателлитов (6);

2 - контуры реликтов древних ядер коры с а' и их зоны дробления:

3 - появление риотогеннни и ржиолодобких зон Фанерозойсксга заложения; 4 - линейные зоны суммарной-продольной проворности осадочного чехла; 5 - область, экранирующаяся Айхальской аномалией проводимости; В - Вилюйско-Мархинская зона разломов; ? -

- предполагаемая Вилюйско-Котцйгкая зона разломов; 8 - кимСер-литовые поля; 9 - участки, рекомендуемые к опоискованию комплексом геолого-геофизических исследований среднего масштаба.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные научно-исследовательские работы позволяют сфор-лировать основные прогнозно-поисковые признаки неоднородности лга кимберлитоЕого поля, проявляющиеся в магнитотеллурических рактеристиках:

В осадочном чехле фиксируется локальная геоэлектрическая не-нородность ранга кимберлитового поля, которая характеризуется омалией дефекта проводимости примерно 30% интенсивности от едних значений суммарной продольной Приводимости.

В земной коре (и мантии) геоэлектрическая неоднородность обратается наиболее часто сочетанием локального блока повышен-го сопротивления непосредственно в пределах контура кимберли-вого поля с сопровождающими узкими проводящими зонами, дрени-ющими земную кору от уровня корового проводящего слоя а, воз-жно, и глубже и создающими условия точечной коро-мантийной нвекции, ослабляющей эффект экранирования от высокоомной зем-й коры.

Для групп полей мезо-кайнозойского возраста наблюдается соче-ние группы коровых высокоомных неоднородностей и общей узко кальной мантийной, характеризующей, по видимому, подводящий нал.

Неоднородность в средней части земной коры обладает свойства-

инверсии сопротивлений, т.е. при увеличении сопротивлений в еделах кимберлитовых полей для Н-поляризованной составляющей, мечается уменьшение его даже по сравнению с фоновым для Е-по-риэации.

Для всех кимберлитовых полей, независимо от возраста, наблю-ется локальное усложнение разреза, увеличение размерности от ззидвумерного до трехмерного, нарушение регионального направ-ния оси поляризации.

Основной особенностью фоновых условий для различных алмазо-;ных районов является поведение кровли корового проводящего

ЭЯ:

Отмечается эмпирическая зависимость между глубиной залегания

кровли корового проводящего слоя или комплекса коровых провод щих слоев и возрастом последней тектоно-магматической активиг щи.

- С омоложением возраста тектоно-магматической активизации г приближении к Анабарскому щиту и увеличением количества цига ее, завершающихся кимберлитовым магматизмом, возрастает и ст пень расслоенности земной коры и суммарный уровень проводимое коровых слоев.

- Положение кровли корового проводящего слоя в районах с прес ладанием кимберлитовых полей среднепалеозойского возраста реп нально коррелируется с сейсмической границей К2, претерпевая г частую, также как и К2, ступенчатые погружения непосредствен под кимберлитовыми полями. Это может вызывать относительное уг личение сопротивления коры. При омоложении возраста тектоно-мг матической активизации, завершающейся кимберлитовым магматизме положение кровли корового слоя смещается вверх по разрезу корь

Выявлены новые региональные особенности глубинного строен территории и специфические характеристики распределения магнит теллурических параметров:

- Оконтурено положение жестких высокоомных литосферных 6локое земной коре, с осложнениями обрамлений которых увязываются нг более перспективные площади для координации средне-масштаба работ на алмазы; оценено поперечное сопротивление территории.

- Выявлена региональная коровая аномалия проводимости, предг ложительно проторифтогенной природы, объединяющая проводящие с разования Айхальской аномалии и Вилюйской синеклизы в единую 1 ковую систему.

- При региональном сравнении отмечается прямая зависимость ме ду подольным сопротивлением разреза фанерозойского чехла и пр обладающим возрастом терригенно-осадочного его выполнения г прочих равных условиях. Увеличение сопротивления увязывается уплотнением пород со временем, увеличением цементации их в р зультате метасоматических процессов.

Методические приемы, использованные в работе, включакш последовательную оценку фоновых условий на разных уровнях литс феры и уменьшение их влияния позволили локализовать неоднорс ности, как ранга кимберлитового поля так и более крупные, тал

iK региональная зона токовой канализации и высокоомные ядра

давних кратонов.

ПШИКАШШ. по теме диссертации опубликовано 10 райот, од-

I находится в печати: Полтарацкая О.Л., Панарин В.П., Попов Г.И. Западно-Якутская аномалия электропроводности. - В кн. Коровые аномалии электропроводности. Л..Наука, 1984, с. 116-122, Марутян В.Г., Попов Г.И., Полтарацкая О.Л. и др. Новые данные о строении и перспективах нефтегазоносности Приморской низменности. - В сб. Геологические и экономические аспекты освоения нефтегазовых ресурсов Якутии. Якутск, 1988, с. 80-84. Полтарацкая О.Л., Клименко Н.Ф. особенности проявления глубинного строения Якутской алмазоносной провинции в геофизических полях. - В сб. Основные направления повышения эффективности и качества геолого-разведочных работ на алмазы: Тезисы докладов Y! Всесоюзного совещания. Иркутск,1990, С.97-98.

Романов H.H., Клименко Н.Ф., Герасимчук A.B., Полтарацкая О.Л., Тектонические и глубинные факторы локализации кимберлитов восточного борта Тунгусской синеклизы. - В сб. Проблемы прогнозирования коренных месторождений алмазов различных генетических типов. Тр. ЦНИГРИ, Вып. 250, М. 1991, с. 32-42. Цыганов В.А., Клименко Н.Ф., Полтарацкая О.Л., Дукардт Ю. А. Поисковое прогнозирование кимберлитовых полей в Якутской алмазоносной провинции (опыт исследования надежности прог-нозпрогнозных рекомендаций) - В сб. Проблемы прогнозирования коренных месторождений алмазов различных генетических типов. Тр. ЦНИГРИ. Вып. 250, М.1991, С. 43-56. Полтарацкая О.Л. О разновидностях и природе магнитотел-лурических аномалий над глубинными вулкано-тектоническими структурами кимберлитовых поллей. - В сб. Вулканизм в структурах Земли и различных геодинамических обстановках: Тезисы докладов YII вулканологического совещания и IX палеовулканологического симпозиума. Иркутск, 1992, с. 136-137. Poltaratskaya O.L., Makhorin A.M. The Prediction of the Kim-

berlite Field According to Deep Geoelectrlcs-1: Diamonds Yakut I,?. Riissia.Canada.Toronto.Watts,Grii'f is and №?0ч

Limited. 1993, p. 1Г"?-1Я8.

8. Poltaratskaya O.L.. The Prediction of the Kimberlite FieJd A cording to Deep Geoelectrlcs -I!: Diamonds or Yakuti Russia. Canada.Toronto.Watts,Griffis and McQuat Limited.199 p.129-130.

9. Файнберг У.В., Герен Р., Андрие П., Полтарацкая О.Л. Динам ческая коррекция амплитудных криБых магнитотеллурическо зондирования, искаженных влиянием приповерхностных неодноро ностей. - В сб. Теория и практика магнитотеллурического so дирования: Тезисы докладов конференции. М. МГУ. 1994. с. 29

10.Файнберг Э.Б., Герен Р., Андрие П., Полтарацкая О.Л. Динам ческая коррекция амплитудных кривых магнитотеллурическо зондирования, искаженных влиянием приповерхностных неодноро ностей. Физика Земли, (в печати;. 4 с.

11.Fainberg1 Е., Andrieux P., Poltaratskaya 0. An Application Dynamic Correction of MT-Sounding Curves When Crustal Anoma Conductivity Investigation. Доклад представлен на XXI Gener Assembly International Union Geodesy and Geophysics. Color do. USA. 1995.

/

Заказ 195 от 26.5.95 г. Тир. 100 экз. Формат 60 X 90 I/I5. Объем I п.л. Офоетная лаборатория БЕГ.