Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика и результаты изучения естественного электромагнитного поля при поисках рудных месторождений Кольского полуострова

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

Автореферат диссертации по теме "Методика и результаты изучения естественного электромагнитного поля при поисках рудных месторождений Кольского полуострова"

РГ6 од РГ6. .Ж

Минисцератво науки, высшей школы и технической политики ; ' . , ' Российской Федерации

Санкт-Петербургский ордена Ленина, ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный горный институт «мечи Г. В. Плеханова (технический университет;

В?.правах рукописи ТИТОВ Константин Владиславович

МЕТОДИКА Ц РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ

ЕСТЕСТВЕННОГО а"ЕКТРОМАГШТНОГО ПОЛЯ ПРИ ПОИСКАХ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА

Специальность 04. 00.12 -

Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1У93

Работа выполнена на кафедре геофизических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Санкт-Петербургского государственного горного института имени Г. Е Плеханова (технического университета).

Научные руководители - доктор геолого-минералогических наук,

профессор Смыслов Анатолий Андреевич

- кандидат геолого-минерыюгических наук, доцент Горбунова Леокадия Михайловна

Официальные оппоненты - докто физико-математических наук,

, Ковтун 'Аида Андреевна

. - кандидат геолого-минералогических наук, Орлов Николай Николаевич

Ведущее предприятие - Всероссийский научно-исследовательский

институт раэведочноЛ геофизики (ВИРГ - Рудгеофизика)

Защита диссертации состоится сг/^/^ 1д9з Г0Да

в час. мин- не заседании специализированного совета Д. 063.15.02 при .Санкт-Петербургском государственном горном институте имени Г. Е Плеханова йо адресу : 199026 Санкт-Петер-' бург. В-26, 21-ая линия, дом 2. ауд. 7320.

Автореферат разослан 1993 года.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного института имени Г. Е Плеханова.

Ученый секретарь с пециаляэированного совета

Г '¿"доцент Г. Е Шаблинский

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Рудные районы являются примером сложных горизонтально-неоднородных геологических сред. Наряду с методами сопротивления и индукционными при их изучении успешно используются методы естественного электромагнитного поля звукового диапазона частот (ЕЭМГО.к которым относятся метод переменного естественного электрического поля (11РЭП), переменное естественного магнитного поля (ПЕМП), аудиомагнито-теллурическое зондирование (АМГЗ) и радиоэлектромагчитное профилирование (радиокип, с1 ДВР). Привлекательность методов ЕЭШ объясняется использованием естественного источника поля, позволяющего проводить исследования большой глубинности при малых энергетических и Финансовых затратах,•'а так мэ их экологической чистотой.

Благодаря трудам Е. И. Дмитриева, Е. В. Захарова, А. А. Елисеева, Г. А. Тарасова, К. Пелконена и других исследователей накоплен значительный опыт профилирования над объектами, которые можно аппроксимировать наклонными пластами, и теоретического изучения соответствующих полей. А. А. Ковтун с сотрудниками осуществляют зондирование сложных неоднородных сред и развивают соответствующие способы интерпретации ЕЭМЛ. Однако, эти исследования не исчерпывают необходимый анализ моделей, отвечающих сложным объектам,-к которым можно отнести многие рудоносные структуры. Поэтому, для реализации возможностей методов, обоснования особенностей методики и интерпретации в условиях рудных районов Кольского полуострова, требуется анализ ЕЭШ на моделях геологических сред и в соотвгтствуюших натурных условиях.

работы заключается в обосновании методики изучения и интерпретации естественного электромагнитного поля в звуковом диапазоне частот для его использования при поисках месторождений полезных ископаемых и геологическом картировании в условиях Кольского региона.

При этом решались следующие задачи: 1. Определение закономерности" ЕЗЯТ применительно к рассматриваемым геологическим оОстаноакам путем математического и физического моделирования.

2. Изучение рельефа электропроводящей продуктивной толщи филлитов в Печенгском рудном районе.

•3. Исследование возможностей методов ЕЭМП при поисках трубок взрыва на Терском побережье Научная новизна;

1.Установлены закономерности кривых АКГЗ над разрывными и складчатыми структурами проводящих толщ.

2. Усовершенствована методика интерпретации результатов. АМГЗ с учетом наличия в разрезе маломощных проводящих толщ,

3. Выявлены закономерности аномалий средних значений напряженности переменного естественного электрического поля над изо-матричными в плане объектам*.

4. Уточнена физико- геологическая модель' трубок взрыва Терского побережья.

Практическая ценность: ■

1. Построена геоэлектрическая модель центральной части \Ъ-ченгсксй структура

2. На примере трубок ьзрьша показана возможность использования метода ПЕЭП для картирования изометричкых в плане объектов.

Фактический материал собран автором в 1686 - 1931 годах при выполнении госбюджетных и хоздоговорных иееледовзнМ кафедры геофизических методов поисков -и разведки доеторожкеиий полезных ископаемых и пробхэмиой лаборатории« геолого-геофизически» исследований Балтийского цциа Саш«-Петербургского горного института, (заказ-наряд 53 " Разработать сейсшческу« иоде дь е элементами геоэлектрнческого разреш еетой кора к верхней «актин восточной части Шлтайского вш-з", ззказ-нашд, 13 "Изучение глубинной те:сгск!:ки рудных районов Карело-Кольского региона с гюуящы^ шгиихотеллурическйх и аудкомаг-нитотеллуричеСких методов. Лжалышй глубинный прогноз", хоздоговор 60/90 "Исаедоваят прижниюсти э де кг рораз ье дки и разработка рациональной штодти поисков объектов трубочного типа"). /штор прякииая в ши участке "в рота исполнителя и ответственного исполнителя работе. Из что время гхтюллено болге 7СЧХ) точек набяюдешм методом Ю&ЗИ, около 300 точек «аолад'яшя и=годой А'ЯЗ, приведена сгеква рлда учагэюое на. колу-

сстрс.,е к в других районах метсдлк ЯйЙ < «IV. то - к "сь^с-лк« с

другими геофизическими методами) в масштабах 1:Б 000,1:25000,1:10000,1:5000. Анализ и интерпретация арктического материала велись в Горном институте.

Реализация результатов работы. Рассматриваемые методы и приемы опробовались на объектах ГГП "Севзалгеологил" в Петербургской геофизической и Центрально-Кольской поисково-съемочной экспедициях. В ходе работ были получены новые данные о геологическом строении'центральной части Печенгской структуры и показана эффективность применения методов ЕЭМП при поисках коренных месторождений алмазов ка Терском побережье Кольского полуострова.

Заказчику передан отчет о результатах опытно-методических работ, кроме того, в ГГП "Севзапгеология" передана "Рекоменда- : ция к внедрению структурных схем и геологической проверке участков, выделенных наблюдениями АМГ и другими геофизическими методами в пределах Печенгско-Аллареченского рудного района Кольского полуострова": По результатам диссертационной работы получен один акт ведрения.

Аппробация. Основные результаты диссертационной работы докладывались на семинаре и.заседаниях кафедры геофизических . методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, на школе-семинаре молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири з Иркутске в 1990 году,на конференции по геофизике в.Ивано-Франковском институте нефти И газа в 19о? г., на совещаниях при главном инженере Петербургской геофизической экспедиции ГГП "Севзапгеология" в 1990. и 1991 г, г., ка Межреспубликанском семинаре "Теория и. практика решения обратных задач геоэлектрики" в г. Алма-Ата в 1991 г., на 1Y Всесоюзном съезде по геомагнетизму во Владимире-Суздале в 1991 г. . .. "-;' \

Публикации. Пз теме диссертации опубликовано четыре печатные работы, а также один отчет о научно-исследовательской работе. ■ •'.■ '

Структура и объем работы. Диссертация состоит из трех глав, введения и заключения, содержит 75 страниц текста. 3 таблицы, 4Д рисунка й список литературы ив 71 наименования. , '

Автор выр&лает благодарность научным руководителям дуссер-' тации • доценту Л. М. Горбуковой и профессору L L Смыслову з»

- б.-

консультации и внимание к работе. Автор глубоко признателен старшему научному сотруднику к. г. -м. н. Е Д. Ванину ва внимание к работе, многократное обсуждение ее составных частей и многие профессиональные приемы, навыки и знания, которыми автор овладел,- работая в его группе, доценту Е П. Захарову ■ за ценные замечания, сделанные им при обсуждении работы,кандидату физико-математических наук И. Л Варданянц, предоставившей свою программу моделирования магнитотеллурических полей, кандидату физико-математических наук С. В. Захарову, предоставившему свою программу интерпретации данных гравиразведки. Особая признательность - товарищам по работе М. М. Харламову, М. А. Засимовичу, А. П. Федорову, участвовавшим в полевых работах, обработке и интерпретации материалов, использованных в работе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

■_Первая глава посвящена моделированию естественных электромагнитных полей и анализу их закономерностей для моделей ■рудных объектов, характерных для Кольского полуострова.

Рассмотрим геоэлектрические условия, типичные для рудного . района кристаллического сита. Вмещающая среда здесь, как правило, характеризуется высокими значениями удельного электрического сопротивления. Присутствуют электропроводящие толщи различной мощности,'залегающие как полого, так и наклонно. Эти толшл могут быть осложнены складками и нарушены разломами. Сравнительно маломощные проводящие'пласты верхней части разреза при этом могут оказывать экранирующее влияние на результаты зондирования и маскировать глубинные неоднородности. Рудные телг могут иметь форму пластов, жил, штоков, штокверков, линз, трубок В связи с этим необходмо разработать способы учета ид» изучить диагностические признаки в полях следующих элеыенто! геоэлектрического разреза [1];

1. Проводящие слои большой мощности, слагающие разрывные I .складчатые структуры.

2. Проводящие и непроводящие разломы, по которым смешаются проводящие' слои.

.3. Маломощные проводящие пласты. 4. Изометричные в плане объекты.

Для анализа полей над первыми двумя из упомянутых геологических объектов было осуществлено численное моделирование ЕЭШ для моделей складчатых и разывных структур (рис.1) по программе, составленной И. JL Варданяна (СПбГУ).При этом выяснилось, что над наклонными пластами, не связанными между собой гальванически (непроводящая зона разлома), формируются поперечные кривые АМТЗ с восходящими правыми ветвями. При рассмотрении модели с частями разреза, связанными гальванически (проводящее' разрывное нарушение или складчатая структура), этот эффект не наблюдается. Степень проявления на кривых АМТЗ рассматриваемого явления зависит от проводимости зоны разрывного нарушения [41. .

При расчете кривых АМТЗ над разрезами, содержащими контрастные по удельному электрическому сопротивлению границы между высокоомной вмещающей средой и маломощными прослоями высокой электропроводности, в связи с существованием для таких объектов эквивалентности по продольной проводимости 5, целесообразна зш.:ена слоев малой мощности на пленки конечной проводимости. При этом могут рассматриваться однородные пленки Прайса-Шейнманна,- что позволяет получить результат в аналитическом виде. Применительно к условиям северо-запада Кольского полуострова в виде пленок могут рассматриваться слои углистых, графнтизированиых пород, туфов, залегающее среди высокоомных диабазов свиты матерт Печенгакой структуры. .

Такая замена позволяет при интерпретации • методом подбора сократить количество' определяемых параметров, так как для слоя, моделируемого пленкой, необходимо нахождение одного параметра - продольной проводимости S вместо мощности и сопротивления.

Для учета влияния маломощных проводящих пластов на результаты А МТУ поставлена.и глгс::а задача о характере магнито-теллурического поля над разрезом, содерлздям слои высокой продольной проводимости [£}. На основе этой задачи составлен ад-горитм и реализована на ггзыке 7UR80 PASCAL программа для диа-

•Рис.1. Результата численного^моделирорания

л/Т, с *

I I. 1 -пунхтн эондиро-1 ' д. вания

4ОаОММ

кривых АМТо над моделями ОриентПроаха электрических линий по отношению к оси складхи (д; и разлома(.6;. структуры: 1-продольная, 2-поперечная.

I

7

.¡юговой интерпретации материалов АМ^З; этой. программой автор пользовался дли истолкования практических крииых АМТ-аондиро-ваний, результаты которого рассмотрены во второй главе.

Аппаратурой скалярного типа (3011-101,ЭСГЫОЗ), используемой при изучении переменного естественого электрического поля, осуществляется измерение среднего значения проекции напряженности на направление приемной линии. Как показано А. А. Елисеевым и Г. М. Сомовым;'зта величина в общем случае зависит от поляризации нормального поля и ориентации приемной линии. До сих пор эти зависимости не были выяснены для изометричных в плане . объектов. '

Зависимость средней величины напряженности переменного естественного электрического поля над моделями цилиндра и шара от направления приемной линии получена аналитически в стационарном поиближвнии при' эллиптической поляризации нормального

Етах1.К?и'со$ч>со$(ч>-Р)+ Иу'^луЗ/рГУ-ёй* 4-£;1 Вюэх + &г?/2> ^ у

+ [са5(Ч>-£)+ ^¿огуь-рЦ у*

Кш, К*-коэффициенты, зависящие от сопротивления . аномальных объектов и вмещающей среды,

Кз,К$, - коэффициенты, зависайте от расстояния от аномального объекта до точки наблюдения и соотношения удельного сопротивления его и вмещающей среды, Е/тг, Етт~ значения напряженности вдоль большой и малой осей эллипса поляризации нормального поля.

<-Р - полярный угол, полярный радиус, Ъ - радиус-взктор, Р> - угол между направлением приемной линий и направлением большой оси зллшеа поляризации нормального поля, по которому направлена полярная ось, а - радиус цилиндра или шара.

Анализ результатов расчетов по приведенной формуле позволяет отметить следующие закономерности аномального полк. Ано-. малия - биполярна, для проводящих объектов включет в себя ми: нимум и два максимума. При этом практически отсутствует зависимость Форш аномгпии от поляризации нормального поля. Ха~

рактер аномалии аавиеит лишь от направления приемной линии, по которому ориентируется ось симметрии аномалии. Выводы, сделанные на основе полученных аналитических выражений, позволяют обосновать применимость скалярной аппаратуры типа ЭСП-101, ЭСП-103 для исследования изометричных в плане объектов.

Стратегия дальнейших поисковых работ в Печенгском рудном районе определяется искомым, типом оруденения. Ориентация на поиски традиционного для северной части района оруденения, связанного с интрузивами габбро-верлитового комплекса, локализованными в пределах фидлитовой ("продуктивной")толщ требует выяснения ей положения на глубине под диабазами свиты матерт. Решению этого вопроса и посвящена вторая глава диссертации.

Систематическое изучение глубинного геологического строения Печенгской структуры начато работами Ленинградского горного института и Западного геофизического треста, проводившимися под руководством профессора И. К Литвиненко. Основной объем выполненных для решения указанной задачи работ - сейсмические исследования различными методами (ГСЗ.ВСП.ЫОВ.МОВ-ОГТ), а также электроразведка методами МТЗ.ВЗЗ.ДЭЗ и площадные магнито- и .. гравиразведка (И.Е Литвиненко, М. Д. Лизинский, Г. П. Новицкий, Е Л. Васин, В. П. Захаров, Л М. Горбунова и др.). Многочисленные данные о глубинном геологическом строении этого района получены б результате бурения Кольской сверхглубокой скважины (СГ-3) и геофизических исследований ее ствола и окрестностей ^ (И.В. Литвиненко, В. С. Ланев, М. Д. Лизикский, и. др.).

Ценность сейсмической информации несколько снижается из-за влияния обшей для геофизических методов проблемы неоднозначного соответствия выделенных границ раздела цр физическим параметрам (з данном случае - отражающие площадки) тем или' иным геологическим объектам (здесь - границы толщи' филлитов). В этом отношении методы электроразведки находятся в более выгод-■ ных условиях, так как толща филлитов является в данном районе слоем, уникальным по продольной проводимости (Б > 1000 См).

АМТЗ, послужившие основой, для решения поставленной задачи, выполнялись с помощью станции ЕСА-542 французского производства Аппаратура представляла собой двухканальный селек-.тивный вольтметр, измеряющий поле на 12 фиксированных «асто-тах. Предусмотрена использующаяся обычно в аппаратуре для из-

| мерения ЕЭМП селекция когерентных сигналов, фильтрация составляющей поля частотой 50 Гц - меры для борьбы с помехами промышленного происхождения и связанными с близкими источниками гроз. В аппаратуре использовался индукционный магнитный датчик высокой чувствительности. Результаты измерений визуализировались на цифровое индикаторе. Встроенный процессор осуществлял расчет значения кажущегося сопротивления по формуле Тихоно-ва-Кань-ра. Кроме того, в каждой точке зондирования по каждой частоте фиксировались значения сигналов по • теллурическому и магнитному каналам. •

Расстояние между точками наблюдений составляло в среднем 1 км. Точки ШЗ выбирались в спокойном электрическом поле, известном по данным П5ЭП, что обеспечивая^ максимально возможную приближенность исследуемой среды к горизонтально-слоистой.

Первичная интерпретация результатов зондирования велась по продольным (а в некоторых случаях-синтезированным - сглаженным как по частоте, так и по линии профиля) кривым АМГЗ по программе диалогового подбора разреза, разработанной автором в соответствии с алгоритмом, описанным в первой глазе диссертации. Подбор разреза осуществлялся следующим образом: во-первых, автор стремился подобрать кривую АМГЗ с помощью минимального числа элементов разреза; во-вторых, учитывая особенности геоэлектрического разреза участка развития пород свиты матерт (высокоомние вмешашле породы, присутствие сравнительно маломощных проводящих горизонтов, наличие в основании разреза экрана - проводящей филлитовой толщи), подбирались глубина зале- , гания и продольная проводимость 5 проводящих пленок, которыми заменялись слои конечной мощности высокой удельной электропроводности. При этом принималось, что продольная проводимость толад филлитов составляет 1000 См, а прослоев туффитоь -десятки симмеисог.

На ряде крлвмх АМГЗ отмечен проводник с продольной проводимостью не мелее 1000 См, который может быть отождествлен с филлитами ждановской свиты. Проводники с продольной проводимостью 5-25 См могут быть связаны с прослоями туфов в высоко-окной толще диабазов свиты матерт.

В гооэлектрический раарез, построений по данным одномерной интерпретации били внесены исправления, основанные на качест-'

венном анализе поперечных кривых зондирования о учетом закономерностей полей над разрывными и складчатыми структурами, рассмотренных в первой главе диссертации. После построения ге-; оэлектрического разреза был выполнен расчет соответствующих ему теоретических кривых АМГЗ. Для расчетов использовалась программа двумерного численного моделирования, магнитотеллури-чеекого поля, составленная. И. JL Варданянц(СПбГУ). Максимальное расхождение экспериментальных и теоретических кривых не превышало 20Z.

\ Смещение опорных. горизонтов по вертикали, подчеркивающее : блоковое строение Печенги,позволяет проследить на глубину по данным АМГЗ Луоттнинский и расположенный к северу от него на расстоянии около трех километров разломы (рис.2). Последний совпадает по положению ç разрыйным нарушением, выделенным по геологическим данным Р. И. Горбуновым. *;■ Последний этап геологического истолкования данных АМГЗ заключался в согласовании их с имеющимися представлениями о плотности пород печенгской серии и проверке петроплотностного разреза по'исследуекЬму профилю на соответствие гравитационно. : му полп. Ш данным Е IL Захарова, Л М. Горбуновой, средняя плотность филлитов здановской свиты отличается от плотности диаба-{ •80В 1У покрова на 160 кг/мЗ. Этот факт позволяет при решении обратной задачи гравиразведки учитывать гравитационный эффект ' филлитов. ждановской свиты и корректировать положение этой тол-ащ в разрезе..

Для интерпретации использовались данные гравитационной 1 съемки масштаба 1:50000 С M. К Полкк1. Интерпретация велась с по-.мощью программы интерактивного подбора, составленной С. R Захаровым ка кафедре геофизик:: С. -П5ГИ.

Б результате подбора выяснилось, что модель геологического , разреза, построенная по данным АМГЗ,хорошо согласуется с Гравитационным полем- (рис.2). При зтоы область эквивалентности решения обратной задачи гравиразведки много шире,чем для

Тшдам образом, построенное сечение центральной.части Ife-Чдакгской структуры соответствует данным гравиразведки, аудио-.магнитотеллурических {зондирований и согласуется, в некоторых ■ чертах а Сейсмогеологическими разрезами ШВ. . ;': -

'И г0 3ЕЯ 5Р 'ЕЗ '□ «ЕЗ 'Ш'Е]8! - .

Рис.2. Результат« совместной интерпретации АМТЗ и гравитационной съемки.

а-графики дд,б-плогностной разрез, а-схематический геологический разрез. Условные обозначения: кривые'да ; 1-наблпденная, '¿-теоретическая; 3-проекция СГ-3 на линию профиля,вдоль направления простирания структуры; ^-значения плотности пород; З-диасЧзи свитк матерт; б-филлиты вдановсхой свита; 7-эффузивио-осадочные породы печенгской серии; 8-архевские кристаллические породц> 9-разломы, 10-источник, эквивалентный по гравитационному поя» породам поо'о-' ярвинской толщи; 11-кровля продуктивной толщи цо данным АМТЗ;'12. а-совремснная, б-возможная в будущем глубина эксплуатации месторождений. ■ ' . . ...

- 14 -

Геологическая задача, рассматриваемая в третьей главе, заключаете» в разработке методики использования электроразведки при наземных геофизических работах масштаба 1:5000 для разделения аэромагнитных аномалий, выявленных в ходе работ предшествующей стадии, на два класса: связанные с трубками взрыва и имеющие иную природу. Источикаш аномалий "трубочного" типа помимо диатрем могут быть магматические тела основного-ультраосновного состава, локальные отопления магнетита в кристаллических сланцах • и гнейсо-гракитах, фациальная неоднородность перекрывающих отложений и . т. д. Избыточная плотность пород, слагавдих трубки Езрыва, может бать как положительной, так и отрицательной,' что ограничивает возможности гравиразведки для разбраковки магнитных аномалий. Поэтому разбраковка магнитных аномалий является одной из актуальных *адач при поисках коренных источников алмазов. При атом не исключается возможность обнаружения методами электроразведки трубок взрыва, не отличающихся по намагниченности от вмещающих пород.

Для дополнения информации, полученной от ПЕЭП и сопоставления. результатов наблюдений ' разных методов электроразведки использовались ВЭЗ, дипольное (ДП) и радиоэлектромагнитное (СДВР) профилирование.

Объектами исследований являлись три трубки взрыва, вметаемые гранитами Умбинского комплекса. Кроме того,наблюдения .•проводлись на. у^иютке, где трубка взрыва находится среди песчаников терской свиты. Различия в контрастности электрических свойств трубок ьзрыва и вмешдющк пород позволяют оценить 'возможности электроразведки при решении поставленной задачи. ,

ПЕЭП на участке, где расположены две трубки взрыва, вмещаемые гранитами Умбинского комплекса, имеет'сложный - характер, отражающий наличие проводящих объектов как изометричных, •гак и протяженных в плане. • Наличие трубок взрыва проявлено в поле весьма отчетливо. Трубки взрыва отмечены также аномалиями Рк диполыюго профилирования и угла наклона, большой оси эллипса поляризации магнитного поля л радиоэдекгрокагнитного профилирования (рис.3). Аналогичные, результаты Полунины при наблюдениях- над другими трубками взрыва, расположенным1.! сраки гранитов.

\ а

/

С

-15-(

.У

I

ч

/

/

•ч

* + + „

Рис.з. Аномальные поля нвд трубками"взрыва- — —^^— 2«~,?л110*ента напрл*енности ШЬП: ньблоденное поле-а, теорвти-пппЬн а-графики геофизических параметров по центральному Ш л»'цг-гемлектрическая модель. Условные обозначения изо-

^"гРаниту. 5-песчаники,6-рыхлие отложения.7-кимберлити или пикриги, 6-виветрелие хнмберлигы или пикрити --средние значения угалыюго электрического сопротивления. '

- 16 -

В пределах участка работ, где трубка взрыва вмещается песчаниками терской свиты, выполнены наблюдения по отдельным профилям методами ДП и ПЕЭП. Ш данным ДП аномалия электропроводности отмечается на профилях, проходящих через центр сечения трубки. Точки пересечения графиков прямого и обратного ходов ДП и минимум' напряженности ПЕЭП соответствуют положению центра сечения трубки.

Рассмотренный фактический материал позволяет сформулировать следующие основные особенности отражения трубок взрыва в электрических и электромагнитных полях: а Наблюдаемые аномалии напряженннсти ПЕЭП над трубками взрыва состоят из минимума и двух максимумов, ориентированы в направлении профилей (или близком) и соответствуют теоретическим подам.над проводящим вертикальным круговым цилиндром, рассмотренным в первой главе диссертации.

б. Аномалия параметра а СДВР над трубками взрыва может быть приближенно описана вертикальной компонентой манитного поля сближенных вертикальных разноименно заряженных нитей, с моментом, ориентированным в.направлении пеленга на радиостан, цию. Аномалия характерна тем. что поле равно нулю на профиле,

проходящем черей центр сечения трубки в направлении, пеленга;' знак поля по одну строну от этого профиля положительный, а по другую -отрицательный. Над центром трубки взрыва трафики меняют знак. Эти особенности наблюдаемых полей также соответствуют теоретическим полям, рассмотренным з первой главе диссертации.

в. Аномалии дипольного профилирования над трубками взрыва по профилям,, проходящим над центрами сечения, включают минимум и два максимума в.том случае, когда расстояние между внутренними электродами установки меньше, диаметра трубки, если это. расстояние'превышает диаметр трубки взрыва,то по данным физического моделирования, аномалия содержит пять экстремумов. Эти закономерности аномалий по. центральным ■ профилям соот-

• ветотвуют полям над пластовыми объектами при соответствующем соотношении их мощрсти и разносов.

, г. Рассмотренные выше теоретические и экспериментальные данные позволяют сформулировать геоэлектрическую модель трубок взрыва для Терского района. Трубка в?рыва представляет собой " электропроводящий объект приблизительно цилиндрической • формы.

Вмещающее ее породы - высокоомные граниты умоинского комплекса либо песчаники терской овиты сравнительно низкого сопротивления определяют контрастность аномалии. В первом случае формируется более контрастная, а во втором - менее контрастная аномалия. Перекрывающие породы имеют мощность более 10 м и харак- . теризуются удельны;.; сопротивлением в сотни - до. тысяч См-метров. Сводка соответствующих - аномальных долей . приведена на рис. 3

Третья глава завеошается рекомендациями по использованию методов электроразведки при поисках ■ трубок взрыва на Кольском полуострове-.на этапе наземных геофизических работ.

Отношение удельного сопротивления пород, слагающих и вмещающих трубки взрыва на участках развития гранитов (50/10000) таково, что формируются контрастные аномалии измеряемых параметров. При выборе конкретного метода и модификации следует руководствоваться следующими соображениями [33:

1. В .том случае, если мощность рыхлых отложений в пределах; участка работ переменна или неизвестна, , целесообразно исполь- ■ зование метода ПЕЭП, глубинность которого (при использовании серийной аппаратуры ЭСП-101.ЭСП-103 и др..) заведомо : превышает достаточную для обнаружения трубки взрыва. Форма аномалии мало -зависит от поляризации нормального поля, а ориентировка ее определяется в первую очередь направлением профилей. При ради* альном к центру сечения трубки направлении профилей.форма ано- : калии повторяет форму трубки.

2. В том случае, если мощность рыхлых отложений известна и не превышает 10-15 метров, целесообразно' применение дипольного; глектропрофилирования. При выборе разносов приемного и питаю-. щего диполей следует учитывать, что расстояние мехцу ними должно превышать в "5-10 раз мощность пород, : перекрывающих трубку. Кроме того, результаты физического моделирования сви- . детельствуют о том, что желательно, чтобы расстояние между внутренними электродами установки превышало диаметр труб/л, что позволяет более надетое определить положение .ее контактов. .

3. Желательно применение . Неконтактной модификации ' метода • сопротивления,, так как сопротивление верхнего слоя, как правило, велико и непостоянно. ' , ; \ . ..,'-.

4. При задании сквахины для проверки аномалии необходимо', бы-,

полнение наблюдений методом дипольного электропрофилирования или С ДВР. По данным дшольного профилирования эпицентр аномалии надежно отмечается по точке пересечения графиков прямого и обратного хода. По наблюдениям СДВР в центре аномалии график угла наклона большой оси эллипса поляризации к горизонтали меняет знак.

5. При выборе сети наблюдений для работ методом СДВР следует иметь в виду, - что аномалия вертикальной компоненты магнитного поля отсутствует на профиле, проходящем через центр сечения трубки и направленном по пеленгу на' радиостанцию. .6. При интерпретации данных ПЕЭП следует учитывать, что вследствие изменения поляризации электрического поля вблизи трубки взрыва форма изолиний аномалии и верхней кромки трубки взрыва отличаются. 'Гак, аномалия кругового цилиндра имеет овальную форму.

?. Б том случае, если есть основания для предположения о наличии немагнитных трубок взрыва, поиски их следует осуществлять с помощью площадной съемки методом ПЕЭП в масштабе 1:10000, так как размеры аномалий напряженности ПЕЭП от трубки взрыва на частотах 8-20 Гц в 1.5-2 раза больше чем для других видов эдектропрофшшройания вследствие большей глубины проникновения поля.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итог исследованиям, отраженным в диссертации, можно сформулировать следующие основные защищаемые положения: ,

1. Вблизи разломов, смэшатдх проводящие толщи, продольные и поперечные кривые АМТЗ имеют закономерные отличия: в низкочастотной области значения кажущегося сопротивления по поперечным кривым превышают соответствующие им по продольным, что позволяет различать разрывные и складчатые структуры проводящих толщ, ,

2, Фэрма аномалий средних значений напряженности естественного электрического поля в звуковом диапазоне частот над изометрич-ным в плане объектом мало зависит от поляризации нормального" поля, что позволяет получать при съемке методом ПЕЭП воепроиз-

водимые и надежные результаты. В том случае, когда приемная установка направлена радиально. к вертикальной оси объекта, изолинии аномального поля повторяют его форму при эллиптической поляризации нормального поля.

3. Геоэлектрическая модель продуктивной толщи Печенгекой структуры отражает сравнительно неглубокое (1.5 км) ее залегание 1!близи Луоттнинского разлома и блоковое строение. Возможность расчленения' геоэлектрического разреза до глубины 2-4 км по данным АМТЗ обосновывает применимость метода для глубинного геологического картирования проводящих толщ в условиях Балтийского щита

4.Трубки взрыва на Терском побережье отличаются от вмещающих пород пониженным удельным электрическим сопротивлением и отмечаются аномалиями ЕРШ. При этом,в области распространения гранитов умбинского комплекса трубки взрьто являются уникальным по удельному сопротивлению и форме объектом, исключительно доступным для исследования методами электроразведки.

В дальнейшем представляются целесообразными исследова- • ния в следующих направлениях. Во-первых, совершенствование теории и методики интерпретации ЕЭМИ Так, необходимо _ составление специального альбома геоэцектрических моделей, характерных для рудных районов, и соответствующих им AMT-полей. Во-вторых, представляется важным исследование применимости ЕЭМП для выделения зон разрывных нарушений, контролирующих размещение трубок взрыва, и изучения закономерностей тектоники кимберлитовых полей. В-третьих, необходимо совершенствование методики AMT-наблюдений в рудных районах при скалярном и тензорном способах регистрации АМТ-поля. _

Автор надеется, что настоящая работа будет способствовать внедрению методов естественного электромагнитного поля Б практику поисковых и геологосъемочных работ.

По теме диссертации опубликованы следующее работы-. •

1. Сравнение альтернативных поисковых комплексов в Пе«енгеком рудном районе. // Материалы XIУ конференции молодых -научных сотрудников по геологии и геофизт:е Восточной Сиб'лри. (9-11 апреля 1S90 г.) Иркутск. 1990.

2. Магнитотеллурическое поле ¡год горизонтально-слоистым контрастным разрезом. 7/ 1У Всесоюзный съезд по геомагнетизму. Тезисы докладов. Владимир-Суздаль. 1991 (Совместно е К. Д. Васиным) .

3. Электрические и электромагнитные поля над трубками взрыва. // Теория и практика решения обратных задач геоэлектрики. (Тезисы докладов межреспубликанского семинара). Алма-Ата. 1991.

4. Особенности кривых аудиомагнитотеллуричеекого зондирования (АМТЗ) в рудных районах. // Теория и практика решения обратных задач геоэлектрики. (Тезисы докладов межреспубликанского семинара). Алма-Ата. 1991.