Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Модель верхней части земной коры северо-запада Рудного Алтая в связи с оценкой перспектив территории на полиметаллы

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

Автореферат диссертации по теме "Модель верхней части земной коры северо-запада Рудного Алтая в связи с оценкой перспектив территории на полиметаллы"

ИИШКТЕРСТВО НАУКИ, ВЦОКЯ [КОЛЯ И ТЕХНИЧ5СК0Я ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТОМСКИЛ ПОЛИШНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

йз

,п На правах рукописи

КУЗЬМИН ВЛАДИМИР ИННОКЕНТЬЕВИЧ

МОЩЬ ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ЗШОЙ НОРЫ (ЖБЕРО-ЗШД* РУДЮГО АЛТАЯ В СВЯЗИ С ОЦЕНКОЙ ПЕГОЮТИВ ТЕРРИТОРИИ НА ПОЛКМШЛЛН

04.00.12 - геофизичосжия катзта поисков и рязлвдкя месторождений полозних ископпеш«

Авторвфэрат

диссертации на соискание ученой степвнч к?наддат,а гволого-мтгар.члэгичвся!« наук

РГ6

? ? Гц»

Томок - 1993

Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте гоологии,геофизики и минерального сырья (СНИИГГиМС)

Научные руководители - академик РАН В.С.Сурков, - канд. геол.-минерал, наук ст.научи.сотр. Д.И.Каленицкий

Официальные эппоненты - доктор геол.-минерал.нзук

Э.Г.Диотанов,Институт геологии СО РА( - канд.геол.-минерал.наук Е .В .Гусе в .Томски й политехнический университет

Ведущее предприятие - Государственное геологическое предприятие "Ззпсибгеологая"

пп

Защита диссертации состоится апреля 1993г. в 15 часов на заседании специализированного совета К 063.8С.08 в Томском . политехническом университете по адресу: 654004,г.Томск,ул.' Советская, 75.

Отзывы на овтореферат в 2-х экземплярах,подписанные и зэвер ные печатью,просим высылать по указанному адресу.

С диссертацией «охио ознакомиться б б:!6л:;стека Томского политехнического университета.

Автореферат разослан "_"_^_1993г.

Ученый секретарь специализированного Совэта,канд.геол.-минерал. наук

В. БЕРНДТОН'.'С В.К.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность теш. Расширение, сырьевой базы предприятий цветной металлургии рудного Алтая для их стабильно:! работа било и остается важной народнохозяйственной задачей. Решение ее в настоящее время идет как по пути доразведкп старта (^отработанных) месторождений, так z поиска ногих рудных залежей, ямежих значительную (до 800 м и более) г луб.-игу залегания.

Большие перспективы на обнаружение новых рудных объектов скрыты в недрах северо-западной части Рудного Алтая, вктпэчакией Рубцовский, Золотушнскяй и йлеяногорешй рудное раЛоны, где в последнее время открыты Степное, Таловское, Рубцовское, Захаровс-кое, Юбилейное и другие месторождения. Плошали рудных поле!! хорошо изучены бурением и обеспечены геологическими карташ различных масштабов. Однако, практика работ-показывает, .что поиски'скрытых залежей полиметаллов, оценка выявленннх рудопрояалений, изучение глубоких горизонтов п флангов эксплуатируемых месторождений на основе таких геологических карт являет с л малоэффективными. До сих пор но выявлены четкие геолого-шюковые признаки подобных месторождений и критерии их прогнозирования.

Проблематичной при поисках скрытого орудененая остается пока п иетодаха выявления глубишшх структур, плпяшшх на пространственное размещение орудененая. Известно, что среди иноаеетва структур, оцениваемых по ряду поисковых крятерадв как благоприятные для локализации орудененкя, лишь отдельные оказываются рудовмеща-щямя. Положение усугубляется еще и тем, что рудошешапций^ складчатый комплекс перекрыт чехлом отложений мезо-кайнозойского возраста моаностьи до 200 и и более.

Повышение эффективности геолого-поискбшх работ видится в переходе к объемов изучения рудных районов на всю глубину развития рудошещаищих толщ путем моделирования их геологического строения в физических полях, в более тщательном изучении физических свойств горных пород и учете меншшх факторов ¿переменной' мощности и плотности неоген-четвертичяьос отложений и релье«^ местности) при геофизических работах.

ШШ> работы - изучение геологического строения верхней части разреза гчэмной корн северо-запада Рудного Алтая путем моделирова-шш в граяго-'агшТтних > полях геоструктур региона в оценка перспех-

тив территории на полиметаллическое оруденеяие по результатам обработки и интерпретации имеющейся геолого-геофизической информации.

Основное задачи. Для достижения указанно" цели бшш поставлены следующие задачи:

1. Изучать характер изменения плотности неоген-четвертичных отлокений в объеме я выработать рекомендации по учету этого мешавшего фактора при обработке и интерпретации результатов высокоточных граызметровых измерений.

2. Разработать ускоренный способ оценки оптимальных условий учета рельефа местности при гравпразведочных работах любого масштаба и выполнить сценку величины и точности вычисления поправок за дневной рельеф для территории северо-западной части'Рудного Алтая.

3. Построить модель геологического строения верхней части разреза зскной коры северо-запада Рудного .Алтая и на основа глг;в-лирования в гравитационном п магнитной полях гёоструктур pen а уточнить закономерности отображения известных рудоконтррлируза и.:с структур в физических полях и пх связь с "глубинным строением.

4. На основе анализа шекцейся геолого-геофизической информации и использования результатов модельных построений оценить перспективы территории рудных районов на полиметаллическое оруда-нение.

Научная новизна работы. В результате целенаправленного изу-че!шя плотности отлокений неоген-четвертичного возраста установлено^ что среднее значение этого параметра для'всей территории северо-запада Рудного Алтая равно 2,09-Ю3 кг/м3. Средний градиент плотности с глубиной £ = 0,07-10° кг/м3 на 100 и.

Впервые, на основе методики объемного глубинного геолого-геофизического моделирования построена модель геологического строения верхней (до глубины 8 юл) части разреза земной корн северо-запада Рудного Алтая в масштабе 1-.20G ООО со специальной, целевой направленностью на обоснование сравнительных перспектив рудосодер-жащих блоков коры. /

На основе анализа результатов интерпретация остаточных гравитационных аномалий и моделирования геоструктур уточнены закономерности отображения известных рудоконтролирупцих структур в физических полях и их связь с глубинным строением, выявлен ряд новых

перспективных палеовулканических аппаратов.

Практическая ценность работ». Эианко плотности неогеи-чотвар-тичных отложений и характера изменения ее о глубиной позволяя* повысить точность учета этого иеиащего фактора пш высокоточных гравлыетровых измерениях и, тем сашм, - геологическую э{£ектив-ность метода пра поисках погребенного под чехлом, рюушх отложений оруденения.

Показана возшшость изучения плотности песчано-глинистой толщи по результатам замеров про1.июлоЕо-геофизпческих параметров среды (КС, ГК, ГГКп) в скважинах.

Технология оценки оптимальных условий учета влияния рельефа местности, разработанная совместно с А.И.Каленицким и В.П.Смирновым, позволяет заблаговременно и оперативно получить необходимые параметры задания модели местности для грашшетровых съемок различного масштаба и для любого участка в предблах исследуемого ре-тиона. -

С помощью модели верхней части земной кора региона выявлена взаимосвязь между породам разреза, закономерность распределения' перспективных*-рудоносных структур а разнородных блоках коры, выполнена оценк'а глубин залегания п морфологии геологических границ, что в итоге дало возиданссть сделать более' обоснованный прогноз скрытого орудексн:;я. Модель. явилась основой для перехода к круп-номасптабнсму моделированию рудных полей к иестороксения.

Карта аномалий силы тяности, отражап-шх-влияние плотностных и структурных неоднородностей земной коря региона шкэ подошвы отложений девонского возраста, используется при крупномасштабном моделировании в качество нового регионального фона.

Блоковая модель региона используется в АГЭ ИГО "Заяспбгзояо-гпя" в качестве "нулевой". (.первой прибявяэпие) при моделировании геоструктур в гравитационном поло. - '

Реализация -работ». Основы« подойэвия дпссергппнп принят для практического использования в. геологических и гзефгзтзпкнх экспедициях ЕГО "Запеибгоолопп" я "Еостглзгоолэгия". Акты А.'протоколы, свядетатьстцувцио о принятия роксмёвдзгцй п заЕзрсЙйал их внедрения, помечены з приложения. .

Апробацад и публикации. Осноешо поло~т;?шл диссертационной работы изложены в 9 научно-проазводетвешшх .отчотах и 8 научных статьях. Результаты йсследованкй докладывались на У1 геологичес-.

кой «аучной конкуренции молодых ученых и специалистов Сибири, 2426 апреля 1976 гожа в СШМГГиЖе, г, Новосибирск s на региональной научно-практической геофизической конференции "Основные направления комплексирования геофизических методов при поисках месторождений полезных ископаемых в Сибири и на Дальнем Востоке", 27 февраля 1983 г., г.Иркутск; на научно-технической конференции "Применение геофизических методов при поисках и разведке меднорудных месторождений", 20-22 ноября 1984 г., в г.Свердловске; на УШ Всесоюзном, палеовулканическом симпозиуме "Вулкано-техтонические структуры ^эволюция, рудоносность, модели)" 2-7 октября 1989 г. в г.Хабаровске.

Объем и структура работы. Диссертационная работа объемом 113 страниц машинописного текста состоит из введения, четырех глав и заключения. В приложении к работе помещены акты к протоколы, свидетельствующие о принятии к использованию и о завершении внедре- ' ния рекомендаций и разработок, выполненных автором совместно с Калешшким А,И. и Смирновым В,IU Она иллюстрирована 38 рисунками, включает 17 таблиц и имеет список литературы из 195 наименований.

Диссертационная работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте геологии, геофизики а минерального сырья. Постановка задачи исследований и методическое руководство осуществлялись научными руководителями - академиком РАН В.С.Сурковым и кандидатом геолого-минералогвческих наук старшим научным сотрудником А.И.Каленицким. Тема исследований является частью пяти научно-исследовательских тем СНЛИГГвЫСа*.

XI 020ТО)91"1/'895,В95л ~ "Разработка алгоритмов и программ по обработке данных рудной гравлразведки в. горних условиях Сибири с помощью ЭВМ";

XI 91-1/990,990д - "Совершенствование и внедрение в

производство методика обработки данных детальной гравиразведки в горнскруднга районах Сибири"}

312Ш ZB^Blé ± "Усовершенствование методики работ и интерпретации результатов геофизических методов поисков месторождений ' полиметаллов в С~3 части Годного Алтая (МШ1, высокоточная г|щви-разведка, Ш)";

XI 02DÏI2)103-1/331 - "Моделирование геоструктур северо-западной части Рудного Алтая на основе гравлметровых съемок масштаба 1:50 ООО для прогнозирования полиметаллического оруденения";

П /'037 ~ " Разраоотать и внедрить методику моделиро-

вания рудных полей 1'орной Шорни по данным гравиразведки и выполнить моделирование гравитационных аномалии северо-западной части Рудного Алтая в масштаое 1:200 ООО".

Работа базируется на результатах гравиметрической, магнитной и геологической съемок масштабов 1:200 ООО, 1:50 OüO, l:üö ООО И крупнее, выполненных полевыми партиями Алтайский геофизической 1АГЭ) и Рудно-Алтайской (РАЗ ) экспедициями ГНС "Запсибгеология",

Анализ физических свойств коренных горных пород региона проведен по материалам Л.у.Д,емчук, Д.П.Снндяевой, Л.Ъ.Корнева, A.A. Ковалева и др., имеющимся в геологических фондах названных экспедиции.

Отбор образцов керна отложений неоген-четвертичного возраста, определение их плотности и закономерности изменения этого параметра в объеме выполнены при непосредственном участии автора.

В процессе написания работы автор пользовался советами специалистов АГЭ и РАЭ ИГО "Запсибгеология": канд. геол.-минерал, наук Астафьева М.П., Чекалина В.М., Кочеткова И.А., геологов Беляева А.О., Бокова В.К., Демчух [Доронина А.Я.|, Корнева Л.В., Неминущего Ю.А., Робертуса Ю.В., Сгащяевой Л.П., геофизиков -Кейно В.Л., Ковалева A.A., Фатина В.И» Полезные консультации получены у сотрудников СНйЖТнШа - докторов теолого-шнералогичес-ких наук Ремпеля Г.Г. и Жеро О.Г., кандидатов геолого-минералогических наук - Туркина И.С., Коробейникова В.П., Морсина П.И., Моисеева B.C. и Федяняна А.П., старшего научного сотрудника Смирнова В.П., ведущего инженера - Паршукова Н.П., инженеров 1 категории - Талышева A.C. и Ваивод Б.А. Указанным товарищам, а такие Та-рабариной В.А. - заведующей отделом КСиОР СНИИГГиМСа за помощь в печатании рисунков для диссертации, автор выражает свою благодарность и признательность.

Содержание работы. Во введении обоснована актуальность работы, перечислены цели и задачи исследований», кратко изложено содержание диссертации. л f.

В главе 1 "Моделирование геологических структур в гравитационном поле" изложены последние представления о понятиях "модель" и "моделирование", рассмотрена методические приемы моделирования различных авторов, оценены их достоинства и недостатки. Описана методика моделирования геоструктур в гравитационном поле, исполь-

зуемая автором.

В главе 2 "Геологическое строение северо-западной частя Руд-• ного Алтая" на основе работ М.П.Астафьева, В.К.Бокова, Д.И.Гор-кевского, И.Ф.Иванкяна, А.К.Кахтова, Л.И.Корнова,-И.А.Кочеткова, Ю.Н.Неминущего, В.И.Сереткина, Б.Ф.Сорокина, В.С.Суркова, В.М.Че-калина, А.Ф.Черных, И.С.Чумакова, Г.Ф.Яковлева и др. рассмотрено структурное положение региона среди смежных геоструктур, освещено современное состояние вопросов стратиграфии, тектоники, магматизма, размещения оруденения и его характеристика. Значительная часть месторождений к рудопрояаяешй относится к единой колчеданно-поли-металлической фор.ицип. Рудошепакаей талией для них являются оса-дочно-вулканогенные образования среднего и верхнего девона, представленными в основном, вулканита;,ш кислого состава. В целом соотношение кислих, средних г. основных эффузивов для рудного Алтая со-ставтяет 11,5:1:2. Отаэчалтся различные точки зрения авторов на тектонику региона и ого магматизм. Б отиопшиш токтоинческой газации Одного Алтая срои cy.esact; госструктур автор разделяет тс -ty 1 зрения Д.И.Горховсг.ого, П.О.Иванкина, В.С.Суркова, И. А.Кочетке;,:,, согласно которой регион представляет собой зону устойчивого кассл-ва, имещего двухьярускуо структуру,, единое кесткое основание и дифференцированный складчатый Покров средне-палеозойских отлог.е-шШ, прорванных многочисленный! интрузиями гранитного состава.

В глава 3 "Физическая характеристика горных пород региона" кратко освещены осноеныо способа сиредолошш плотности горных пород, назедипе применение при изучении отлонешШ кеоген-четвертич-ного возраста. Привело ни сродшю значения физических параметров (плотность й магнитная воспркгакпвостъ) стратифицированных и шь трузипшх горных пород по Рубцовском, Ё!.!еШ10Г0рСК0!,г/ и Золотутшш-скому рудный районам северо-запада Рудного Алтая и Угловскому - ■ ИртыаскоИ структура о-пюрнационной зоны. В результате обобщения и анализа физических свойств горных пород установлено, что четкие плотноепше границы отмечаются ыегду метаморфическими породами каледонского и вулкаиогенио-осадошпага породами герщшского структурных етокей, а токае между "рыхлыми" отложениями неоген-четвертичного возраста и "коронными" породами палеозойской группы. Дефицит плотности на первой границе составляет 0,12 - 0,15-103кг/м3, п на второй в среднем гС-0,6-103 кг/м3). Значительные (до 0,20 -0,30'Ю3 кг/м3) разницы в плотности палеозойской толщи отмечаются

между стратифицированными отложениями и породами магматических комплексов. Особое место в петро^изическом разрезе занимает кора • выветривания (мел-палеогеновые образования), Мощность их по данным стандартного каротажа меняется от единиц метров до ста и более метров, плотность - от 1,80 до 2,69-Ю3 кг/мэ. Отмечено, что колебания плотности находятся в зависимости от степени выветрелостя и от состава исходной породы. Точечные пешя значоняй плотности основных лит алогических разностей п графики функций, аппроксимирующих изменение плотности с глубиной, построенные по методике А.И. Каленицкого показывают, что менее всего подвержены выветриванию туфы (.зона разуплотнения около 50 м"). Алевролиты, диориты и порфирита разуплотнены до 0,25-Ю3 кг/м3. При этом у алевролитов зона разуплотнения распространяется до 80 м. Градиент плотности с глубиной изменяется от 0,00009 (туфы) до 0,00013-Ю3 кг/м3(алевролиты) на метр.

Описаны методика и результаты изучения плотности (6Р) отложений неогон-четвертичного возраста - основного меаапдего фактора при гравиразведочных работах.^

Рассмотрен вопрос влияния"градиента плотности (5) рыхлых отложений на величину гравитационного эффекта "коретшх" пород.

Выполнено определение тесноты корреляционной связи плотнастл [6р) с данными скважшпшх геофизических наблюдений (кажущегося электрического сопротивления - КС, естественной радиоактивности -ГК и плотностного гакма-гемма каротажа - ГГКц). При общем коэффициенте корреляции - 0,93, зависимость медпу е)р , КС, ГК и ГГКп выражается уравнением регрессия . ■

61 = 2.19 О.со39-у, - 0.С026- 7гк-0.20$7-%гкп .

В главе 4 " Разделение гравитационного поля на составляющие" кратко описаны методические приемы, примеиеяннэ .автором в процессе получения остаточных гравитационных .аномалий, отражавших влияние шготностных и структурных яеоднородностей верхней части земной коры региона - объекта моделирования. Отмечено, что самым оптимальным способом получения остаточных аномалий силы тяаестй'является геологическое редуцирование - последовательное исключение аномалий разной геологической природы из суммарного поля силы тяжести. Для исключения из аномального гравитационного поля в ре-гукцяи Буге эффекта рельефа коренных пород автором использованы

схемы изомощиостей рыхлых отлсиений в масптабе 1:50 ООО. Ваг сети снятия глубин (2; 250 м. Размер учитываемой области при

решении прямой задачи составлял 8 максимальных глубин от дневной поверхности до кровли коренных пород. Закон изменения плотности с глубиной - линейный:

При вычислении были приняты следушие величины коэффициентов:

й&е = -0,62-Ю3 кг/мэ - значение дефицита плотности рыхлых отложений относительно коренных пород вблизи дневной поверхности; I в 0,00072'10э кг/м* - величина градиента плотности рыхлых отложений с глубиной.

В разделе 4*2 описала технологическая разработка по оценке оптимальных условий учета гравитационного влияния рельефа местности в пределах северо-западной части Рудного Алтая, выполненная автором совместно с А.И.Калешпшш и В.П.Смирновнм. Приведены компактные схема, графики и номограммы, позволяющие оперативно получить параметры заданяя модели маетности для определения поправок за окружающий рельеф с требуемой точностью для любого участка г пределах Рудного Алтая. Разработка внедрена в ПГО "Залсибгесло: с экономическим эффектом в 27 тысяч рублей. Описана последовательность действий при шборе оптимальных услоий учета рельефа местности.

В разделе 4.3 кратко описана методика учета гравитационного влияния глубинных пеоднородностей земной коры разработанная в СШЯТЙгЮо П.И.Ыорсшшд и В.'С.Сурковым. Используя эту разработку автор составил карту гравитационного влияния плотностных и структурных неоднородностей зешой кора ниже глубины 8 км на территория Рудного в Горного Алтая в ыаептабе 1:1 ООО ООО. Неоднозначность в фоновой состаайяшеП локальных аномалий составила в среднем ± Б-10~5 м/с**. Эта полезность была принята в качестве предельной (.£) при моделирования. Карта внедрена для практического использования в ПГО "Запсябгеодогия" и "Востказгеологяя".

Раздел 4.4 диссертации посвящен описанию методики расчета средней плотности блоков земной коры северо-западной части Рудного Алтая по гравитационным аномалиям и построению блоковой кодели региона. Суть методики расчета заключается в следующем. Над геологическим объектом, представяяпщм собой бесконечный пласт постоянной мощности известно распределение аномального гравитационного поля. Требуется найти распределение в плане избыточной плотности

возмущаших тел, слагающих данный пласт, с заданной погрешностью ' £ . Принимая во внимание ограничения повишапцие неоднозначность решения обратной задач!!:

- избыточная плотность лб в пределах геологического тела постоянна;

- возмуцащее тело представляет собой прямоугольный параллелепипед с квадратным основанием и высотой Д Н;

и разбивая слой на вертикальные блоки с размером основания А вычисляется их плотность по фор.^уле

где (> - у^Г/¿И(<-Е)~ постоянный для данного случая коэффициент, . j = 6,67-10"® мэ/кг-с^ - гравитационная постоянная, £ - ядро функционала, отражающего влияние неучитываемой области. При ограничении учитываемой области окружностью радиуса К » Л Н, - дИ/2(. При АН а 8000 ы п Й^бдИ, б = 0,00326. По полученным, значениям д<4[ : вычисляется гравитационный эффект все!! моделя в результативных точках над центрами йло-К0В

где = 4-от«-/пЯлНогс^^-

весовой коэффициент соответствуший вертикальной составляющей притяжения блока пра единичной плотности, абсцисса проекции центра' которого на горизонтальную плоскость относительно результативной точки составляет ¡'ЛХ;

Х4 и Хг - абсциссы краев I -го блока, равные соответственно 0,51 • ДОС и | I + 0,51 -Дх. Затем определяется разность между исходными п вычисленными значениями и погрешность определения плотности (¿ё;). Если последняя превосходит заданную величину £ , то вычисляется поправка к предыдущему значению Аб, , изменяется размер учитываемой области и выполняется новое приближение.

Для вычисления средней плотности блоков модели слоя земной корн в друхУ5р.чоу варианте било получено выражение

= о.ссш (2лу -о.ссзгб^ к-йд;).

Приведен алгорил-^расчета. аномальной плотности слоя земной корн се-веро-западл Рудного Алтая на ЭШ в трехмерном варианте. Представ-

9г'-

лена схема изолиний аномальной плотности земной коры, (до глубины 8 км) впервые составленной на всю территорию региона.

На основе этой схемы выполнена оценка средней плотности блоков земной коры. Боковые грани блоков - вертикальные плоскости совпадавдие в плане с линиями глубинных разломов, выделенных по комплексу гесдого-гесхризических признаков, и градиентными зонами геофизических полей (Д^ и Та), а также с положением нулевых изолиний на схеме аномальной плотности. Для определения погрешности бша решена прямая задача от блоковой модели. Разница между исходным аномальным полем дд и вычисленным не превышала * 2.3-1СГ6 м/с2. При этом средняя квадратическая величина случайной составляющей отличия равнаИ,5-10 м/с2, а среднее значение разницы фона - 1,7-10~5 м/с2. Погрешности в определения осреднен- . ной плотности блоков составила ± 0,008-Ю3 кг/м3. Блоковая модель верхней части земной коры позволяет оперативно, без дополнительных расчетов, отстраивать геологические разрезы, производить их увязку и корректировку. В Алтайской и Рудно-Алтайской ■экспедициях ИГО "Запсибгеология" она используется при моделирований геоструктур рудного Алтая.

В главе 5 "Результаты моделирования" описана последовательность построения геологической и гесдого-плотностной модели северо-запада Рудного Алтая, глубинное строение верхней части земной коры по результатам модельных построений как региона в целом, так и отдельных рудных районов. Приведены геолого-геофизические приз--наки рудных объектов, освещенные в работах М.П.Астафьева, В.Д.Баранова, А.П.Беляава, Н.П.Бу&ляченко, Д.И.Горжевского, П.Ф.Иванки-на, В.И.Казанского, А.А.Ковалева, В.Н.Котляра, И.А.Кочеткова, В.Й., Кузебного, В.В.Кузнецова, И.П.Кушарева, Н.ПЛаверова, Л.Н.Овчинникова, Е.А.Радкевич, П.С.Ревякина, Ю.Г.Сафонова, В.И.Сереткина, .А.А.Солодова, Б.Ф.Сорокина, И.С.Туркина, В.И.Фатина, Е.И.Филатова, В.М.Чекалина, А.Ф.Черных, А.П.Щеглова, Г.А.Щербы, Г.Ф.Яковлева и других.Колчеданно-полиметаллическое оруденение связано в основном со средне-верхнедевонскими вулканитами, образувдими вулканические постройки, которые представлены чаще всего изометричними кольцевы- | ми вулканоструктурами различного размера,- главным образом, центрального типа. Вещественный комплекс вулканоцентров составляют некки, штоки, малые субвулканические интрузии с их жеряовыда акс-шгозиями, шроюхастами и игнимбритами и околожераовыми туфолавами,

лавобрекчиями и туфами. '

Прогнозная оценка-территория северо-запада рудного Алтая была выполнена совместно со специалистами Алтайской геофизической экспедиции. При этом в качестве глубинной основы была использована модель глубинного строения региона, построенная автором. По схемам глубинного строения определялось положение тектонических блоков и перспективных участков по отношению к глубинным структурам, а также-глубинных источников патеогулканов. Глубинность прогнозирования оценивается о 700-1000 м.

Кроме того на основе новейши геологических карт и разрезов, материалов гравиметревых и магнитных съемок, петроплотностных карт и с учетом комплекса геслого-геофазических признаков, автором проанализированы все известные ранее, а также вновь выделенные палеовулканическяо структуры и помечена наиболее перспективные из низ на оруденение. Контуры структур вынесены на прогнозные карты рубцовского, Золотуиянского и Змеиногорского рудных районов. Следует зауотлть, что они хорошо согласуются с положением перспективных площадей, выделенных О.Н.Никоновнм (по данным прогнозирования в масштабе 1:200 ООО), В.И.Фатинкм а А.А.Ковалевым (по комплексному геофизическому критерию) н М.А.Чурилиным Спо результатам соразмерного структурно-метрического анализа).

Основные защпзаемне положения и выводи. автора сводятся к сле-дущему:

1. Установленная величина и закономерность изменения плотности отлокений неоген-четвертичного возраста в пределах северо-запада Рудного Алтая позволяет уменьшить погрешность вычисления поправок за гравитационное влияние рельефа коронных пород и повысить тем самым разрешающую способность высокоточной гравиразведки при поисках скрытых под рыхлыми отложениями месторождений полиметаллических руд.

Песчано-глинистые рыхлые отложения повсеместно распрострр-нэ-ны в пределах российской части Рудного Алтая. Мощность их изменяется от 0 т 1СС м, достигая 150-200 м в пределах Рубцовского района. Сопельные расчеты показывают, что гравитационный эф|ект от рудного объекта не превышает 0,5-Ю"5 м/с2 в'то время как гравита-цкешшл ч^йект песчаяо-глинистых отложений изменяется от 0 до 3- КГЬ м/с2. В рвотах А.П.Кагешткого, И.А.Кочеткова и др. изучены погрепности в определении поправок за гравитационное влияние

О

и

рельефа коренных пород, ооуслошенные переменной мощностью и плотностью рыхлых отдо.у.ешш. Начатые раооты по изучению величины этих параметров продолжены автором.

Результаты обработки и анализа данных о плотности (6f) рыхлых отложений позволили заключить, что

- плотность пород в пределах изучаемой тащи изменяется от 1,80-Ю3 кг/м3 до 2,40-Ю3 кг/иэ и составляет в среднем 2.09-103 кг/м3. Изменение плотности от подошвы почвенно-растительного.слоя до кровли разуплотненных коренных пород близко к линейному и описывается уравнением регрессии ,

¿1 =.ёо 8-21 , где h - глубина отбора образца, в м;

& - величина градиента плотности; ¿ - плотность рыхлых отложений у подошвы почвенно-растительного слоя.

Для северо-запада Рудного Алтая величины ¿0 и 6 составили соответственно 2,05-103 кг/м3 и 0,00072-103 кг/м4;

- на величину погрешности определения 6 Влияет плотное17» ная неоднородность верхней толщи коренных пород;

- максимальные расхождения в величине поправок за влияние рельефа коренных пород [¿¡<fa>) , вычисленные с 6 * const и с <4 изменяющейся с глубиной по линейному закону, могут достигать (на участках с мощностью рыхлых' отложений от 0 до 100 и более метров) величины 0,12-10~5 м/с2;

- при обработке результатов высокоточных гравиметровых съемок аномальные значения плотности рыхлых отложений нужно вычислять относительно средней (для конкретного района) плотности коренных пород без учета зоны дезинтеграции, а поправки ¿4,-с переменной по глубине плотностью рыхлых отлржений.

2. Предложенная технология расчета оптимальных условий определения поправок за гравитационное влияние рельефа местности для съемок различного масштаба позволяет;обосновать на перспективу минимальный объем топографических работ и повысить оперативность вычисления гравитационных аномалий с необходимой точностью.

Компактные схемы, графики и номограммы приведенные в работе ' позволяют оперативно выявить площади, на которых необходимо вычислять поправки за рельеф местности с требуемой точностью. Определить величину радиуса внешней и внутренней учитываемой области и mar снятия высот с топографических карт, оптимальный объем необхо-

е

димых топографических работ, решить вопрос "ста копт" результатов съемок разных каслтабол. По рлз;аботанной методике и технологии учета-ок].у?атоего ретьп^а местности были гачислеш поправки за дневной рельеф для рмг плогала кодалированяя.

3. Предлагаемая лолель строения верхней части земной коры северо-запада Рудного Алтая позволяет уточнить геологическое строение региона, провести трехх^рнни анат.'э структурных соотношений рудных районов до глубин порядка 3-5 км и перейти к построению геологических моделей рудных лсло>. и месторо-клен^ в масштабах 1:50 ООО и крупнее.

• Модель представлена 60 геологическим;; разрезами до глубины 8 . км и тремя поверхностями: геологическими картами кровли (верхняя граница модели) и подоетэы отложений горцинского структурного этажа и картой горизонта -8 км (нижняя граница модели). Основой для построения разрезов послужила геологическая карта' в масштабе 1;200000, составленная на основе государственных геологических карт того же масштаба с уточнением и изменением отдельных участков по более детальным картам, иыетгмея в фондах ПГО "Запснбгеология". Разрезы расположены по линиям - BitpecT простирания основных структур региона. Расстояние между линиям разрезов и результативтам точками на них 4 км. Сушарлая длина профилей 10800 км. Общая площадь моделирования - 43200 км2 (160x240 ».О, результативная - 160С0 км2 (100x160 ю.0. Размер учитываемой области для решения прямой задачи принят 40 гае в одну сторону от результативной точки, что соответ-струет пяти глубинам моделирования. Выбор глубины моделирования обосновывается следующими положениями:

1. Мощность осадочных бассейнов по данным Н.Л.Бубличенко, П.Ф.Иванкана, В.С.Суркова, С.В.Крылова, В.Н.Смпрнова я других ученых в пределах Алтае-Саянской складчатой области изменяется от 6 до 10 км.

2. Оптимальная глубина формирования сульфидного оруденета вулканогенного типа по В.И.Казансколу, П.Ф.Ивалкпну, И.П.фшяаре-ву, Г.Г.Ре:.-пелт, Г.г-.Якоплеву а др. - не превышает 8-10 raí.

Модел;:р:'в!.::1Я толка разделена на две части. В первую были .выделены отло^рнля девонского возраста и моложе, а также все интрузивные Я афйузквннв сбразо?ашл находящиеся в них. Нижняя граница этой тает:: модели совпадает с кровлей няжнепалеозойского фундамента и плавно сечет интрузивные тела небольшого размера. Во вторую

часть модели включены плотностные и структурные неоднородности земной коры региона от подоиш среднепалеозойских отложений до глубины 8 км. Всего Сыло сформировано 13 групп пород, избыточные' плотности которых вычислены относительно значения 3 = 2,70•103 кг/м3, соответствующего средней плотности гранодиоритов, занимающих более 60 % от всего ооъема пород и близкого к значению плотности гранито-ме.таморфического слоя стандартной сейсмоплотностной модели земной коры западной части Алтае-Саянской складчатой области. Геологическая модель онла трансформирована в геолого-плотност-ную путем объединения горных пород, близких по плотности, в группы ("наименования"), а так же посредством замены сложной -формы аномальных объектов набором1 горизонтальных призматических тел с многогранным сечением. При этом предполагалось, что форма вертикального сечения тела сохраняется неизменной до половины расстояния с соседними разрезами, отражая тем самым реальную детальность модели.

Решение прямой задачи было выполнено на ЭВМ. По результатам счета построены схемы гравитационных эффектов плотностных и структурных неоднородностей от частей модели, а также суммарный гравитационный вффект от всех элементов модели. Средняя квад,ратическал величина (.т) отличия суммарного модельного гравитационного эффекта от исходного локального, поля силы тяжести составила ±3,4-10 м/с^, что удовлетворяет поставленному условию т££ = ± 5-Ю"^.Следует отметить, что модель геологического строения верхней части разреза земной коры северо-запада (рудного Алтая представляет !собой авторский вариант, который не претендует на единственность решения задачи и не исключает возможность построения другой модели. Геологическая модель региона принята производственными организациями ПГО "Запсибгвология" в качестве основы для проведения крупномасштабного моделирования. '

■ Результаты модельных построений, приведенные в данной работе показывают, что региональный гравитационный максимум над Рудным Алтаем отражает эффект глубинного гранитоидного массива,, сложенного породами основного состава. Кровля его расположена на глубине от 3 до 4 км. Отдельные тела массива прорывают слоистые осадочно-вулканогенные отложения палеозойского возраста, образуя из последних -останцы на его поверхности. Наличие локальных гравитационных максимумов и минимумов_ на фоне повышенного поля силы тяхести объясняется Особенностями геологического строения территории. Так

например, максимум лд расположенный в 25 км к юго-западу от г. Рубцовска обусловлен суммарным влиянием массива диоритов и грано-диоритов змеиногорского интрузивного комплекса с плотностью соответственно 2.77-103 кг/ы3 и 2,70*103 кг/м3. Ка кровле массива со- . хранились метаморфизованные породи ультраосновного состава, плотность которых изменяется'от 2,73 до 3,16-Ю3 кг/ы3 и составляет в среднем 2,87-103 кг/ы3. Геологическое строение горизонта на глубине 8 км соответствует по составу пород средней плотности 2,75-10э кг/ы3, что хорошо согласуется со значением 6 для континентальной коры, теоретически рассчитанной П.И.Моренным, и соответствует диориту гранитного ряда.

4. Колчеданно-полиметаллическое оруденение тяготеет к зонам горизонтального градиента силы тяжести, осложненным локальными аномалиями высших порядков, к участкам структур с максимальным разуплотнением вещества.

Анализ геолого-геофазических материалов по рудным районам северо-запада Рудного Алтая показал, что рудолокализутацяе объекты контролируются зонами горизонтального градиента гравитационного поля - признаками наличия глубинных разломов. Так,например, Талов-скоо рудное поле (Рубцовский рудный район) приурочено к зоне Та-ловско-Осиновского прогиба, который контролируется Варзавским глу-бшшш разломом широтного простпра1!ия. К пересопзииям глубинных разломов обычно приурочены вулканогешше структуры различных типов. Палеовулканичес1а18 постройки, в свою очередь, отмечаются локальными аномалиями ¿д боле о высоких порядков, нмеадшш мозаичный характер. Объяснение мозаичности поля силы тяяеетя найдено в результатах ивучения физических свойств горных пород в околорудном пространстве, выполненного по материалам" АГЭ.БШШ выявлены зоны измененных горных пород во мюго раз превыпаицие размеры рудных тел. Поскольку продуктивная девонская толща представлена, в основном, вулканита!,® кислого состава, то в результате свойственного ш серицит кварцевого метасоматоза, с резко подчиненным количеством хлорита, понижается плотность шещащих. Пород, что ведет к пряДте-нгао локальных аномалий в поле силы тяжести. По результатам 1.&дели-рования гравитационного поля выделено несколько ослабленных зон отмеченных пониженными аномалиями лд. ,

По теме диссертаций опубликованы следушие работы:

1. Изучение нлотности рыхлых отложений северо-западной части

Рудного Алтая ) А.Н.Каленицкий, В.И.Кузьмин и др. - Геология и геофизика, 1983, № 5, о. 114-118.

2. Каленицкий А.И., Кузьмин В.И., Фатин В.И. Методика и результаты моделирования гравитационного поля полиметаллических месторождений Рудного Алтая. - Е кн.: Методика геофизических поисков и изучения глубокозалегаыцих рудных месторождений Сибири. -Новосибирск, 1983, с. 46-55,

3. Применение гравиметрии и' электроразведки при поисках, полиметаллических месторождений в северо-западной части Рудного Алтая/ А.И.Каленицкий, В.И.фзышн и др. - В кн.: Применение геофизических методов при поисках и разведка меднорудных месторождений. Тез. докл. - Свердловск, 1984, с. 19-21.

4. Калешщкий А.И,, Смирнов В.П., Кузьмин В.И. Технология оценки оптимальных условий учета влияния рельефа местности при граЕираэведке различного масштаба на Рудном Алтае. - В кн.: Повышение эффективности геофизических методов поисков и оценки мае -рождений полезных ископаемых на основе математического моделирования. Новосибирск, 1986, с. 58-65.

5. Каленицкий А.И..Смирнов В.П., Кузьмин В.И. Моделирование рудных месторождений Горкой Шории и северо-западной части Рудного Алтая по данным детальной гравиразведки. - В кн.: Результаты применения моделирования в рудной геофизике в различных районах Сибири. - М.: Недра, 1989, с. 58-96.

6. Туркин И.С., Кузьмин В.И. Многофакториый анализ палеовул-канов и их рудоносность Сйа примере Рудного Алтая). Тез. докл., ч.П, Хабаровск, 1989, с. 50-52.

7. Каленицкий А.И., Кузьмин В.И. Оценка плотности блоков верхней части земной коры по гравитационным аномалиям. - Геология и геофизика, 1991, » 10, с. 130-134.

8. Результаты гравитационного исследования скважины № 7 Са-лымского нефтяного месторождения / А.П.Федшнин, А.4>. Плотников, Н.А.Дмитриев, В.И.Кузьмин. - Геология и геофизика, 1975, К 9, • с. 126-130.

Заказ..'Н8. Тира* 100. РотшютнгТПУ, Томск. 'Л-