Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Оценка информативности методов естественного электрического поля и вызванной поляризации при изучении рудоносных структур Приморья
ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых
Автореферат диссертации по теме "Оценка информативности методов естественного электрического поля и вызванной поляризации при изучении рудоносных структур Приморья"
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ п г _ л УНИВЕРСИТЕТ
Р-Гб ОД
На правах рукописи
СТОЛОВ БОРИС ЛАЗАРЕВИЧ
ОЦЕНКА ИНФОРМАТИВНОСТИ МЕТОДОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ ПРИ ИЗУЧЕНИИ РУДОНОСНЫХ СТРУКТУР ПРИМОРЬЯ
Специальность: 04.00.12 - геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых
Диссертация в виде научного доклада на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Владивосток 1997
Работа выполнена в Дальневосточном государственном техническо университете (ДВГТУ), г.Владивосток
ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор геолого-минералогических наук, профессор Ю.Ф.Малыше (Институт тектоники и геофизики ДВО РАН); кандидат геолого-минералогических наук В.М.Никифоро (Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН).
ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Акционерное общество "Приморгеофизика"
Защита диссертации состоится '41" июня1997 г. в^Рчас на заседании диссертационного Совета К.064.01.1 Дальневосточного государственного технического университета I адресу: 690600, Владивосток, ул. Пушкинская 33, ауд.Г-134.
С диссертацией в виде научного доклада можно ознакомиться библиотеке ДВГТУ.
Диссертация в виде научного доклада разослана "К" Мд$ 1997 г.
Отзывы в 2-х экземплярах, заверенные подписями и печатьь учреждения, просим направлять по адресу: 690600, г.Владивосток ГСП, ул.Пушкинская,10, ДВГТУ, ученому секретарю диссертационноп Совета К 064.01.13 А.С.Ваху
Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат геолого-минералогических наук
А.С.Вах
Содержание
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................4
1. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ПРИМОРЬЯ И ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ МЕТОДОВ......................................... 11
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ВЫЗВАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ..................................................................15
3. ИНФОРМАТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ЕП И ВП ПРИ ИЗУЧЕНИИ РУДОНОСНЫХ СТРУКТУР ПРИМОРЬЯ..................................... 18
3.1 Геоэлектрические модели рудоносных структур..........................18
3.2 Характеристика аномальных полей методов естественного электрического поля и вызванной поляризации..........................22
3.3 Интерпретация материалов ВЭЗ ВП............................................28
4. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ЕП И ВП
ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ШЕЛЬФА ЯПОНСКОГО МОРЯ.......................31
5. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ЕП И ВП
ПРИ ИЗУЧЕНИИ РУДОНОСНЫХ СТРУКТУР ПРИМОРЬЯ...........35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.............................................................................38
ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................44
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Территория Приморья (*) и всего Дальнег Востока характеризуется проявлением разнообразного спектра рудно минерализации. Приморский край является одним из важных горнорудны регионов России. В значительных объемах здесь ведется добыча олов; вольфрама, свинца, цинка, золота, серебра, флюорита и других полезны ископаемых. Имеются перспективы открытия нетрадиционных месторождени (алмазы, платина, редкоземельные, углеводороды). Месторождения руд, ка правило, имеют комплексный характер и разрабатываются в течение многу лет. Погашение разведанных запасов требует обеспечения прироста ресурсо минерального сырья. Доля приповерхностных, легкооткрываемых объектов большинстве известных, достаточно изученных рудных районах резк сократилась. Однако в Приморском крае и сопредельных территориях, включа сушу и области шельфа, существуют перспективные площади и участки, гд возможно обнаружение как близповерхностных, так и скрытых глубокс залегающих месторождений [1-32].
Перспективы открытия новых крупных месторождений, пространственно генетически связанных с проявлением сульфидной минерализации, являютс обнадеживающими при увеличении глубинности поисков в известных рудны районах, при внедрении эффективных геофизических методов и при объемно! моделировании разрезов геологической среды [1-32].
Традиционный подход к изучению рудоконтролирующих структур рудны районов Приморья базируется на применении стандартных способов и приемо интерпретации данных гравиразведки, магниторазведки, сейсморазведку Достоинства этих геофизических методов в разработке объемных моделе глубинного строения рудоносных площадей общеизвестны (ВААбрамов, 198^ 1990, 1993, 1995;В.В.Аргентов и др., 1989; Ю.В.Антонов, 1985;А.С.Барыше! 1987; Н.К.Булин, 1988; Л.И.Брянский, 1988, 1993;Г.С.Вахромеев, 1978, 199; С.С.Красовский, 1981;Р.Г.Кулинич, 1969, 1971, 1994;А.К.Маловичко, 1966, 198: Ю.Ф.Малышев, 1977, 1993; Н.И.Павленкова, 1991; А.М.Петрищевский, 1985 Н.П.Романовский, 1985, 1994; З.М.Слепак, 1989; И.КТуезов, 1976, 1991 и др.
При исследовании рудоносных и рудоконтролирующих структур Приморь особенно значительна роль электроразведки. В комплексе с другим геофизическими методами электроразведка позволяет оцениват рудоносность территории, выявлять благоприятные структуры, связанные большинстве случаев с прожилково-вкрапленной и массивной сульфидно
(*) Под Приморьем автором понимается территория Приморского края и прилегающая к ней область мелководного шельфа Японского моря и Татарского пролива.
минерализацией и изучать особенности их геологического строения. Постановка электроразведочных работ в регионе опирается на широко известные разработки (Н.О.Кожевников, 1992; В.А.Комаров, 1980; Б.К.Матвеев, 1990; Ю.А.Ним, 1991, 1994; ААОгильви, 1987; Ю.С.Рысс, 1983; А.С.Семенов, 1974; В.К.Хмелевской, 1970, 1971, 1975, 1989;Н.Г.Шкабарня, 1989, 1991, 1994, 1995; Г.Е.Яковлев, 1985,1990; Ю.В.Якубовский, 1988 и др.}.
На Дальнем Востоке России опробованы практически все известные методы электроразведки: магнитотеллурического зондирования (МТЗ), электропрофилирования (ЭП), электрического зондирования (ЭЗ), естественного электрического'поля (ЕП), вызванной поляризации (ВП), переходных процессов МПП), модификации электроразведки на переменном токе и другие. Особую значимость при прогнозе и поисках месторождений цветных и благородных металлов приобретает электроразведка методами ЕП и ВП, когда минеральное :ырье приурочено к зонам, областям, участкам развития сульфидизациг, в том 1исле скрытой на глубине. В благоприятных условиях методы ЕП и ВП играют золь прямых индикаторов вероятного промышленного оловянного или юлиметаллического оруденения в регионе
Кавалеровский, Дальнегорский, Фурмановский, Верхнеуссурский, Арминский эудные районы) [1 -32].
При исследовании новых и малоизученных площадей на юге Дальнего Зостока России (рудные районы: Верхне-Бикинский, Северо-Сихотэ-Алинский, Эльгинский, Тернейский, Кузнецовский и др.; рудоперспективные площади; )удные структуры в пределах шельфа Японского моря) электроразведка ЕП и ЗП в комплексе с другими геолого-геофизическими и геохимическими методами позволит оперативно решать структурно-поисковые садачи. 'казанные методы дадут новую информацию для выработки достаточно полных I надежных критериев выявления зон концентрации комплексного оруденения 1а эталонных объектах. Поэтому важно провести всестороннее обобщение скопленного методического, технологического и интерпретационного опыта |рименения наиболее распространенных электроразведочных методов, включая !П и ЕП, с выработкой рекомендаций по рациональному их применению на |удоперслективных площадях. Научно-производственные работы показапи, что казанные электроразведочные методы наиболее результативны при изучении |удных районов (соизмеримых с ними рудоперспективных площадей), рудных олей и месторождений. Эти металлогенические элементы объединены нами емкое понятие "рудоносные структуры" как обобщенный объект геофизических оисков.
Целью настоящей работы является оценка информативности ютодов естественного электрического поля и вызванной поляризации при зучении рудоносных структур Приморья, разработка геоэлектрических ритериев, повышающих геологическую эффективность поисковых работ [2, 8,19,24,26,27,28].
Основные задачи исследований сводятся к следующему [1-32]:
1. Обобщить и проанализировать электроразведочные материалы п основным рудным районам (Кавалеровский, Дальнегорский, ФурмановскиС Арминский) и рудоперспективным площадям (Нижне-Бикинская и Малиновская
2. Установить особенности геоэлектрических моделей рудных районо! ряда рудных полей и месторождений исследуемой территории.
3. Оценить методику проведения полевых исследований и разработат способы эффективной интерпретации в сложных геоэлектрических условия:
4. Разработать оптимальные критерии разделения аномалий ЕП и ВП н "рудные" (полисульфидные) и "безрудные"(углисто-графитистые, фильтра циоиные, ионной природы).
5. Разработать геоэлектрические модели перспективных участков на поиск россыпных месторождений золота, олова, ильменита, титаномагнетита корен? 1ых сульфидных месторождений на шельфе дальневосточных морей.
6. На основе математического моделирования оценить возможност применения метода ВП для выявления рудных объектов в условиях шельфа предложить оптимальные электроразведочные установки.
7. Разработать рекомендации по рациональному применена электроразведочных методов ЕП и ВП при изучении новых рудных районов рудоперспективных площадей на различных стадиях геологоразведочны исследований в Приморье.
Защищаемые положения [1-32].
1. Созданы обобщенные геоэлектрические модели основных рудны районов Южного Сихотэ-Алиня, имеющие универсальные элементы в вид трех геоэлектрических комплексов и соответствующие им сложны дифференцированные электрические поля. Комплексы представлен! относительно маломощным верхним слоем, сложнопостроенным среднил, включающим локальные неоднородности, в том числе рудной природы промышленными концентрациями минерального сырья, и подстилающим высокоомным опорным горизонтом.
2. Разработаны геоэлектрические критерии рудоносност потенциально перспективных структрур Приморья. Зоны сульфидно минерализации с разнообразным оруденением и участки углисто графитизированных пород фиксируются аномалиями потенциала ЕП диапазоне -50...-1500 мВ и ВП (цк) - 4-5-30% . Критерием разделени геоэлектрических аномалий рудной и нерудной природы является наличи локальных магнитных, гравитационных и геохимических аномалий над рудным объектами.
3. Выявлены "меняющиеся во времени" аномалии ВП, имеющие ионную природу. Такие аномалии кажущейся поляризуемости предположительно являются индикаторами гидродинамического режима тектонически ослабленных и разуплотненных зон.
4. Обоснована с помощью математического моделирования возможность выявления методом ВП в условиях мелководного шельфа Японского моря участков, вмещающих россыпные и коренные месторождения. На потенциально рудоносных площадях следует ожидать аномалии кажущейся поляризуемости от первых десятых до одного процента, которые превышают значения поляризуемости над безрудными площадями на порядок и более. Для исследований в движении целесообразно применение установки градиента с фиксированной питающей линией.
Научная новизна[1-32].
1. Созданы обобщенные геоэлектрические модели основных рудных районов Южного Сихотэ-Алиня.
2. Впервые выявлены и объяснены новые виды аномалий ЕП и ВП: аномалии ЕП глубинной природы (1-3 км), предположительно связанные с крупными скрытыми зонами сульфидной минерализации; "меняющиеся во времени" аномалии ВП ионной природы, соизмеримые по интенсивности с "рудными" и являющиеся предположительно индикаторами гидродинамического режима тектонически ослабленных зон.
3. Предложен новый вариант типизации аномалий ЕП, основанный на особенностях их морфологии, геологической природе и степени поисковой перспективности.
4. Разработана методика качественной и экспрессной количественной интерпретации ВЭЗ ВП для условий сложнопостроенных сред. Она заключается в выявлении и использовании особенностей поведения кривых зондирований, обусловленных элементами горизонтально-неоднородной среды, в получении приближенных количественных характеристик с помощью построенных номограмм зависимости параметров на основе анализа результатов математического моделирования электрических полей.
5. Впервые созданы геоэлектрические модели участков шельфа Японского моря, перспективных на поиски россыпных и коренных месторождений цветных и редких металлов. Показана принципиальная возможность метода ВП для решения геологопоисковых задач.
Практическая ценность работы.
Установленные автором закономерности аномальных полей и его новы-методические разработки внедрены геологическими и геофизическим организациями "Приморгеолкома" (бывшего ПГО "Приморгеология") пр1 изучении рудных районов (Дапьнегорского, Каваперовского, Арминского и др. Это позволило локализовать пёрспективные участки, в итоге способствовал^ выявлению новых месторождений и рудопроявлений, в том числе скрытых н значительной глубине.' Разработанная методика обеспечивает изучена структуры основных рудных районов, она использовась также в соседни регионах (Хабаровский край, Амурская область) [1-29].
11а основе авторских результатов теоретических исследований по проблем! применения методов ЕП и ВП для изучения рудоносности шельф; дальневосточных морей подготовлено специальное техническое задание. Он1 включает разработку автоматизированной системы сбора, обработки I интерпретации электроразведочной информации для метода ВП (1 одновременным измерением ЕП) на шельфе. Задание передано к реализаци! АО "Дальморгеология", Где оценено положительно [14,15, 16, 18, 20, 26].
Основные результаты научных исследований автора используются пр| организации учебного процесса на факультете "Геологии и землепользования ДВГТУ, при обучении студентов и подготовке горных инженеров-геофизиш [2,30-32].
Методика исследования состояла: в систематизации и научнои обобщении геофизических и геолого-геохимических данных; проведени! опытно-методических, экспериментальных и опытно-производственны; электроразведочных работ повышенной глубинности; в апробации различны: установок зондирования, электро-профилирования ВП и ЕП; в сопоставлена различных способов измерения и интерпретации данных ЕП и ВП [1-32].
В процессе разработки проведен систематизированный анали: петрофизических свойств. Применялись известные современные и внов1 разработанные в ИВЦ "Приморгеолкома" и ДВГГУ программно-вычислительны! комплексы на ЭВМ. Осуществлялось математическое моделирование поле! вызванной поляризации, разрабатывались комплексные геоэлектрически! модели региональных и локальных рудоносных структур с применениен персональных компьютеров.
Личный вклад автора.
Соискателем совместно с М.Н.Байсаровичем, А.Г.Вагановым, .С.Горбуновым разработана методика изучения глубинного строения рудных айонов геофизическими методами, были осуществлены пионерные сследования в Кавалеровском, Дальнегорском, Фурмановском рудных айонах, отработана методика комплексных геолого-геофйзических съемок асштаба 1:50000 в помощь геологическому картированию с общими оисками. Лично автором проведены научно-методические исследования по азработке методики интерпретации материалов ВЭЗ, ВЭЗ ВП в ложнопостроенных средах, осуществлены работы по обоснованию методики ногократной (плотной) системы зондирований и проведены полевые ксперименты, составлены сводные карты ЕП и ВП на ряд рудоперспекгивных пощадей. При участии автора внедрены оценочные (разбраковочные), новые ля территории электроразведочные методы (ЧИМ, РС ВП). Соискателем роведено математическое моделирование полей вызванной поляризации ля геоэлектрических разрезов шельфа дальневосточных морей.
По теме исследований автором составлено и опубликовано специальное (ебное пособие, которое используется при чтении курса лекций и ведении рактический занятий по электроразведке в ДВГТУ [2].
Исходные материалы.
В основу работы положены фактические геолого-геофизические атериалы, полученные в 1960-1996 г.г. лично автором, а та>же при его эпосредственном участии или под его руководством в полевых, камеральных научных исследованиях в Приморье, что нашло свое отражение в 14 ^логических отчетах и целом ряде открытых публикаций по теме диссертации 1-32]. _ ' !
В течение 35-летней производственной, научной и педагогической эятельности в полевых экспедициях Приморья (1960-78 г.г.), в объединении 1риморгеология" (1978-88 г.г.), в ТОЙ ДВО РАН (1988-93 г.г.) и в ДВГТУ 993-96 г.г.) автором собран, систематизирован и обработан значительный 5ъем фондовых и литературных источников по изучаемой проблеме. Эти энные составили новое информационное поле для решения поставленных здач. При ■ разработке защищаемых положений автор использовал также публикованные труды и фондовые материалы других исследователей, делая эи этом соответствующие ссылки на работы предшественников с учетом их эиоритета.
Апробация работы.
Основные положения диссертации рассматривались на Всесоюзном совещании "Геофизические исследования при крупномасштабном картировании и прогнозировании месторождений" (Ленинград, 1976), на IX Всесоюзной научно-технической конференции (Красноярск, 1980), на Всесоюзном научно-техническом совещании "Эффективность применения и перспективы развития рудной геофизики" (Ленинград, 1985), на Всесоюзном совещании по моделированию геологических структур на основе геолого-геофизических данных с целью ускорения поисков и разведки полезных ископаемых (Днепропетровск, 1985), на совещании "Региональные геофизические исследования на Дальнем Востоке" (ДВО АН СССР, Хабаровск, 1987), на III советско-китайском симпозиуме "Геология, геофизика, геохимия и минеральные ресурсы окраинных морей Тихого океана" (Владивосток, 1989), на научно-технической конференции "Построение физико-геологической модели и системный подход при истолковании результатов геофизических исследований" (Пермь, 1993), на межведомственной конференции по новейшим достижениям в морской геологии (Санкт-Петербург, 1993), на Международном симпозиуме в г. Чанчуне (Китай, 1995), на многочисленных научно-технических совещаниях и конференциях (ППГО, ТОЙ, ДВГТУ, 19601995 г.г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликовано 32 печатные работы (в том числе коллективная монография и учебное пособие), составлено 14 геологических отчетов, еще 4 статьи приняты издательствами.
Значительную часть полевых, лабораторных, тематических исследований автор провел, работая в Приморской геофизической экспедиции (ГГП "Приморгеофизика"), где пользовался неизменной поддержкой И.И. Антушевича, М.И.Байсаровича, А.Г.Ваганова, Ю.Т.Гурулева, О.П.Дрыботия, В.Б.Ефремова, Н.Е.Кочанова, ПАКуршева, Г.И.Овечкина, А.И.Тимошина, А.Д.Шуровского и других специалистов, представителей научных организаций Л.Т.Исаева, А.П.Карасева, П.Н.Мальцева, которым признателен за плодотворное содрудничество и помощь.
Автор искренне признателен А.В.Зинькову, Н.Ф.Костереву, В.М. Кулдошину, Р.Г.Кулиничу, В.Т.Луценко, В.Г.Хомичу за содействие и
консультации. Особую благодарность соискатель приносит
профессорам Н.Г.Шкабарне, ВААбрамову за всемерную
поддержку, критические замечания, квалифицированные консультации и ценные советы. Автор благодарит также С.В.Шевалдину, Г.Б.Селезневу, Г.А.Лебедеву за помощь в оформлении диссертации.
1. ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ
ПРИМОРЬЯ И ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНЫХ МЕТОДОВ
Представление о геологическом строении региона сформированы большой группой исследователей, в числе которых И.И.Антушевич, В.ВАргентов, В.А.Бажанов, Н.А.Беляевский, И.И.Берсенев, Н.П.Васильковский, В.П.Василенко, Р.Г.Кулинич, В.П.Макаров, Н.Г.Мельников, М.А.Мишкин, В.А.Никогосян, Л.Ф.Назаренко, Ю.Н.Олейник, ЕАРадкевич, В.И.Рыбапко, А М.Смирнов, В.П.Уткин, М.А.Фаворская, и многие другие. В настоящее время достижения предшественников и новые геолого-геофизические данные аккумулированы в геологической карте Приморского края и пояснительной записке к ней [Назаренко, Бажанов, 1987]. Элементы геологического строения известны широкому кругу геологов, они рассматривались во многих публикациях. Поэтому здесь приводятся самые общие сведения по данной проблеме.
На территории Приморья известны отложения всех групп и систем от верхнего архея до кайнозоя включительно. Магматические породы слагают значительную часть разреза в регионе и соответствуют определенным этапам развития. По геофизическим данным [Кулинич, 1969, 1971; Макаров, 1985] в центральной части Сихотэ-Апиня выявлено четыре крупных гравитационных минимума, природа которых объясняется вероятным наличием на глубине тектоноагматических очагов гранитизации. Объем кислых магматических разностей в разрезе уменьшается от центра Сихотэ-Алиня к побережью Японского моря с одновременным увеличением базификации [II]. В результате обобщения результатов гравиметрических исследований (М.И.Дедов, В.К.Клюев, 1973) установлено блоково-глыбовое строение догео-синклинального кристаллического фундамента, с которым тесно связана структура магматических массивов в коре.„
Структурными элементами I,порядка.в современном тектоническом районировании является Лаоелин-Гродековская складчатая система, Ханкайский срединный массив на западе Приморья и Сихотэ-Алинская складчатая система, занимающая большую часть территории (рис.1).
Элементами второго порядка являются структурно-формационные зоны. Существенна роль наложенных структур, из которых важнейшей является
Восточный Сихотэ-Алинский вулканический пояс (ВСАВП) на востоке региона характеризующийся развитием многочисленных вулканоструктур и эффузивны: покровов.
Существенное влияние на историю развития территории и металлогеник оказывают крупные структурные швы и другие глубинные разломы (Западные Сихотэ-Алинский, Центральный Сихотэ-Алинский, Колумбинский, Прибрежный) имеющие направление, близкое к простиранию основных складчатых структур По геофизическим данным и дешифрированию космоснимков выделень широтные разломы, роль которых в локализации рудных районов и узло[ также значительна [Радкевич и др., 1978].
Известно, что Дальний Восток характеризуется широким проявление!^ рудной минерализации: олова, вольфрама, свинца, цинка, благородных металлоЕ и др. Главная металлогеническая специализация региона - олово. Поэтом} схема металлогенического районирования (В.М.Щербинин, А.Ф.Крамчанин, 1991 с учетом представлений других исследователей [Коростелев и др., 1985 Никогосян,1982] в первую очередь отражает закономерность размещена оловянной минерализации. Вместе с тем она может быть использована дл; прогнозно-поисковых целей и на другие виды полезных ископаемых. Основные рудные районы располагаются в Центральной, Главной, ПрибрежноР металлогенических зонах.
Представления о глубинном строении территории и закономерностя> размещения рудных районов иллюстрируется рисунком 2, где приведень результаты геофизических исследований по профилю ГСЗ Спасск-Тадушк (пр. 1-1). По данным ГСЗ (Аргентов, Гнибиденко и др., 1976) и гравиметрии (В.П.Макаров, 1985) мощность земной коры составляет 35-38 км, уменьшаясь при приближении к Японскому морю до 28 км. Установлено, что положение подошвы земной коры удовлетворительно определяется по осредненной кривой /дц с окном осреднения 80*80 км. Как указывалось выше, отмечается блоковое строение кровли кристаллического фундамента (гранитно-метаморфическогс слоя), глубина залегания отдельных блоков колеблется от 2-3 км до 10 км (рис.2).
Кавалеровский рудный район приурочен к юго-восточной ветви регионального гравиметрического минимума и располагается на участке ступенчатого воздымания кристаллического фундамента с изменением глубины залегания его кровли с 8-10 км до 5 км. Границами района являются зоны глубинных разломов: Центральная и Прибрежная (Аргентов, Гнибиденко и др., 1976). По гравиметрическим данным на глубинах 2-4 км в пределах района выявлены гранитоидные интрузивные массивы сложного состава, являющиеся отщеплениями крупного гранитоидного очага, четко проявленного в гравиметрическом поле севернее линии профиля. С ними пространственно и генетически связаны Арсеньевско-Новогорский, Партизанский (Дубровский) и Хрустальненский рудные узлы, вмещающие большинство промышленных
есторождений района. Положение и форма скрытых дифференцированных нтрузивных массивов и сопутствующих им ореолов контактово-идротермального метаморфизма, тектонических структур определяют ложный характер магнитного, гравитационного и электрического полей. В ределах изученной части района методами ЕП и ВП отмечены ифференцированные поля потенциала ЕП, кажущихся сопротивления и оляризуемости (АВ= 1 ООО м), отражающие тектономагматические собенности, характер ореолов контактово-гидротермального метаморфизма ерхней части разреза. При этом рудные узлы фиксируются сложными номалиями ДиЕПи т]к- '
Несмотря на относительно ограниченные размеры участков, сследованных электроразведочными методами, очевидна необходимость их роведения в комплексе с магниторазведкой, сейсморазведкой и равиразведкой уже на стадии региональных работ по опорным профилям ля изучения верхней части разреза и уточнения границ рудоносных структур.
Для территории существует ряд металлогенических особенностей. В ределах Сихотэ-Алинской складчатой зоны отмечается поперечная ональность, соответствующая латеральным изменениям магматизма: ольфрамово-оловянная минерализация на западе региона сменяется олово-олиметаллической и медно-молибденовой на востоке. Аналогичная ональность наблюдается в пределах конкретных рудных районов, еологические и металлогенические структуры суши продолжаются по геолого-зофизическим данным в область шельфа Японского моря [11, 18, 26].
Отмечается сложность, многоярусность глубинного строения рудных айонов. Об этом свидетельствует наличие региональных метасоматитов в авалеровском рудном районе, а также широкое распространение ложнопостроенных вулканитов, которые перекрывают осадочные комплексы Дальнегорском районе. Для рудоносных структур региона характерно 1ирокое распространение полисульфидной минерализации [2]. Сульфиды :елеза, меди, полиметаллов в разных количественных отношениях слагают удные тела, развиты во вмещающих породах рудных полей и распрост-аненны в локальных рудоконтролирующих структурах. В составе ульфидизированных зон преобладают электрически активные сульфиды 1ирит, арсенопирит, халькопирит, пирротин и др.)
Петрофизической основой постановки электроразведочных работ вляются сведения об удельном электрическом сопротивлении (р) и оляризуемости (77), которые получены автором в результате анализа данных аземных методов, каротажа, скважинной геофизики, параметрических лектрозондирований, специальных лабораторных работ по Дапьнегорскому, авалеровскому, Фурмановскому рудным районам (Б.Л.Столов и др., 1968, 976, 1978). Кроме того, обобщены и систематизированы материалы других сследователей (В.П.Макаров, 1967, 1987; В.Н.Земцов, 1991), что приведено сводной работе [2].
Породы осадочного, вулканогенного и интрузивного комплексов характеризуются широким диапазоном изменения кажущихся сопротивлений (рЭто обусловлено различием литологического состава и главным образом вторичными изменениями, а также трещиноватостью, выветриванием, рассланцеванием и другими факторами. Среди неизмененных осадочных пород выделяются геоэлектрические горизонты, характеризующиеся значениями р: 200-500 Ом м - глинистые сланцы, алевролиты, песчаники; 1000-6000 Ом м - кремни, известняки, кремнистые и известковые брекчии; около 400 Ом м - толща переслаивания алевролитов и песчаников. Среди эффузивных пород: 280-600 Ом м - туфы, туфобрекчии различного состава; 900-1400 Ом м - риолиты, дациты, андезиты, базальты. У экструзивных и интрузивных пород повсеместно удельное электрическое сопротивление выше 2000 Омм, причем у диоритов, гранитов, гранодиоритов достигает 15000 0мм.
Процессы контактового и гидротермального метаморфизма оказывают существенное влияние на величину р: повышение в несколько раз отмечается у окварцованных и ороговикованных пород понижение р до 50-30 Ом м наблюдается для зоны со сплошной прожилково-вкрапленной сульфидной минерализацией, графитизацией (антрацитизацией).
Руды месторождений по величине сопротивлений разделяются на две группы: сульфидизированные рудные зоны оловянных, полиметаллических, вольфрамовых месторождений характеризуются низкими р от 10 до 2050 Ом м; малосульфидные, кварцево-жильные, грейзеновые, связанные с гранатгеденбергитовыми скарнами, имеют сравнительно высокие р от сотен до 20000 Ом м.
Для приповерхностных рыхлых отложений характерен широкий диапазон изменения сопротивлений от десятков до десятков тысяч Ом м.
Средние значения поляризуемости [ч]) различных образований (осадочных, вулканогенных и интрузивных пород), не имеющих в своем составе электронных проводников, колеблются от 1 до 3 %. Устойчивые аномальные значения поляризуемости (более 5 %) отмечаются уже при концентрации сульфидов 2-4 % (режим длительной зарядки). Наибольшие величины поляризуемости (16-30 %) характерны для пород с прожилковой и прожилково-вкрапленной минерализацией, с концентрацией более 5 %. Графитизация и антрацитизация пород также обуславливают аномальные значения поляризуемости до 50 % (среднее значение 30 %).
Руды различных месторождений по величине поляризуемости можно разделить на две группы: а) с высоким содержанием сульфидов, магнетита; б) малосульфидные. Первая группа, к которой относятся руды жильных касситерит-сульфидных, касситерит-силикатных полиметаллических, скарново-шеелит-колчеданных, оловянно-полиметаллических месторождений Приморья, характеризуются высокими значениями поляризуемости (8-30 %). Вторая
группа, в составе которой руды месторождений олова, вольфрама, меди, золота (малосульфидных кварцевых, грейзеново-кварцевых формаций), характеризуется значениями поляризуемости 0.8-3.5 %, то есть существенно ниже, чем поляризуемость руд первой группы. Определяющими при возникновении аномальных электрических полей являются концентрация и состав электронных проводников в породе. Большое значение на природу локальных геоэлектрических аномалий имеют текстурно-структурные особенности аномальных неоднородностей, их тектоническая расслоенность и трещиноватость, влажность, характер внугрипорового электролита. Все эти факторы в совокупности обуславливают широкий диапазон изменения параметра кажущейся поляризуемости.
2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ЕСТЕСТВЕННОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ВЫЗВАННОЙ
ПОЛЯРИЗАЦИИ
Внедрение и развитие электроразведочных методов в Приморье, включающих ЕП и ВП, осуществлено благодаря многолетней плодотворной деятельности большой плеяды геофизиков: П.И.Аксиненко, Г.С.Горбунова, Н.И.Емца, В.Б.Ефремова, В.Н.Земцова, Б.И.Каштаева, Н.Е.Кочанова, Н.А.Кукушкина, В.В.Кучука, В.П.Макарова, Л.Н.Павленко, Е.Д.Теплых, Г.С.Чиркова, А.И.Шамина, А.Д.Шуровского и др.
Значителен вклад во внедрение новых модификаций и методик представителей научных организаций: Л.Т.Исаева, АЛ.Карасева, ВАКомарова. Приморскими геофизиками использован положительный опыт исследователей в соседних регионах, в первую очередь геологических и геофизических организаций Хабаровского края. Учтены методические и интерпретационные разработки В.А.Аникина, В.Н.Гагаева, Ф.И.Манилова, Г.А.Павлова, Ю.Е.Плотницкого, ЕД.Теплых и других.
Метод естественного электрического поля как наиболее простой и мобильный начал применяться еще в 30-е годы в опытном порядке. В послевоенные пятидесятые годы этот метод в комплексе с электропрофилированием, магниторазведкой, металлометрией внедряется при изучении локальных перспективных площадей в рудных районах края в масштабе 1:25000 - 1:10000. 60-70-е годы и начало 80-х годов - период интенсивного развития исследований ЕП. При непосредственном участии автора тогда была отработана методика ЕП на стадии общих поисков в
масштабе 1:50000, продолжены детальные работы, исследованы рудоперспективные участки в Каваперовском, Фурмановском, Арминском, Дальнегорско.м и других районах. На значительной площади (до 10ОО кв.км) результаты полевых работ увязывались и приводились к одному уровню, в результате выявлены крупные аномальные зоны и отдельные локальные аномалии различной интенсивности. К настоящему времени методом ЕП изучены от 20 % (Ольгинский) до 60-70 % (Дальнегорский, Арминский, Фурмановский) территории рудных районов.
При детальных поисках (масштаб 1:5000 - .1:10000} наблюдения, как правило, проводились способом потенциала по известной методике [Семенов, 1974]. При исследованиях масштаба 1:50000 в условиях горнотаежной местности наблюдения осуществлялись по сети маршрутов, опирающихся на прорубленные магистрали с расстоянием между ними 2-4 км. Применялись модификации потенциала и градиента потенциала в различных соотношениях в зависимости от орогидрографических и геоморфологических условий.
Исследования в модификации градиента проводились двумя способами: проведением наблюдений по замкнутым контурам с последующей увязкой выходов на магистраль; с опорой на увязанные точки на магистралях [2]. Более рациональным, но вместе с тем требующим особой тщательности проведения увязочных работ, является последний способ. Здесь предварительно путем увязки по магистралям и между ними создается своеобразная опорная сеть, на точки которой опираются рядовые значения маршрутов и соответственно разбрасывается невязка. Способ хорошо зарекомендовал себя на Малиновской рудоперспективной площади, в Лермонтовском рудном узле и Фурмановском рудном районе.
Для составления сводных карт, объединяющих несколько смежных участков, использовался графический способ увязки по сопоставлению значений потенциала ЕП в зонах стыка и перекрытия.
Метод вызванной поляризации начал внедряться с конца 50-х годов. Применение метода ВП осуществлялось по трем направлениям [27]: 1) изучение структуры локальных перспективных участков, выявленных при общих поисках масштаба 1:50000 -1:25000 комплексом методов, включающим ЕП; 2) исследование ближайших флангов известных месторождений; 3) изучение глубинной структуры рудных районов с целью выявления скрытых месторождений.
Для реализации первых двух направлений использовались модификации электропрофилирования ВП: симметричное (СЭП ВП), дипольное (ДП ВП), трехэлектродное (ТЭП ВП), срединного градиента (СГ ВП), и вертикального электрического зондирования с измерением вызванной поляризации (ВЭЗ ВП), включая симметричную и трехэлектродные установки Шлюмберже, Веннера, осевую (АВ=ВЫ=ЫМ), предложенную В.Н.Земцовым [2], с
(¡пользованием постоянного и переменного тока и различных режимов ¡змерений.
Электропрофилирование ВП (ЭП ВП) применялось в основном на оисковой стадии в масштабе 1:10000 - 1:25000 на относительно локальных лощадях [1,2, 27]. Использовались как малоглубинные установки (ТЭП ВП, (П ВП), так и повышенной глубинности (СГ ВП, многоразносные СГ ВП). 1сследования СГ ВП на переменном токе с АВ=1000-2000м получило собенно широкое распространение в последнее время, т.к. использование ппаратуры типа ВПФ, ЭВП-203 позволяет проводить одновременные змерения на нескольких профилях при одних положениях питающих лекгродов.
Электрозондирования ВП на локальных площадях ставились в комплексе ЭП ВП в площадном и профильном вариантах по сети наблюдений (500-!00)(250-100м) с величиной полуразносов АО= 1000-3000 м. При глубинном 13учении и доизучении значительных по площади (сотни квадратных илометров) перспективных частей рудных районов сеть наблюдений оставляла (1500-500) (1000-250м) с величиной полуразносов А0=2000-4000м. 1аиболее распространенными установками являются симметричная етырехэлектродная Шлюмберже (ВЭЗ ВП) и комбинированная (КЭЗ ВП: ММО», ММВС°°, АМЫВ). На севере края использовалась комбинация становок Веннера и осевой (АВ=ВЫ=ЫМ) [Земцов, 1985].
Автором в течение многих лет разрабатывалась методика КЭЗ ВП [1, 2, !7]. Комбинированные установки, несмотря на трудоемкость их реализации наличие линии и заземления п<=°п, расположенного на расстоянии 4-5 АОмах), юзволяет увеличить надежность интерпретации в условиях сложно-юстроенных сред, учесть влияние геоэлектрических неоднородностей на ривых рк, одновременно получить надежные измерения т)к, используя ходящую в состав КЭЗ ВП установку А1МВ, что не всегда возможно на ТЭЗ (з-за малого сигнала ливп. Эффективность методики подтверждена рактическими материалами заверки в Дальнегорском, Кавалеровском, Эурмановском и других районах.
Для детального изучения аномалий вызванной поляризации на локальных 1ерспективных участках автором опробована плотная система точечных ондирований, получившая название "системы электрозондирований жогократной"(СЭЗМ) [7]. Использовалась комбинация установок Л. М.+, АО°, ВМ. М.+1 О« с фиксированными заземлениями А и В и остоянно перемещающейся и увеличивающейся линией М; М;+1 . При этом ;ействующее расстояние АО увеличивалось в 2. Шаг наблюдений равнялся !50 м, максимальные величины АО достигали 2730 м, М. М.+1 -940 м. Данная истема позволяет выявлять и изучать локальные неоднородности, что будет юказано ниже.
Наряду с обычными модификациями ВП с целью предварительной оценки геологической природы и перспективности выявленных аномалий применялся метод ранней стадии вызванной поляризации (РС ВП). Разработанный в ЗАБНИИ [Карасев, 1973], он выполнялся в профильном и площадном вариантах для разбраковки выявленных ранее аномалий ВП [6]. Использовалась несимметричная односторонняя установка со сближенными приемными и питающими электродами (например, A125B12.5M12.5N). В этом случае отмечается наименьшее влияние электродинамического эффекта, являющегося помехой при измерениях ранней стадии ВП [2].
Методом ВП исследованы сравнительно небольшие участки рудных районов, а в наиболее изученных Кавалеровском и Дальнегорском районах -20-24 % общей площади.
3. ИНФОРМАТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ЕП И ВП ПРИ ИЗУЧЕНИИ РУДОНОСНЫХ СТРУКТУР ПРИМОРЬЯ
3.1.Геоэлектрические модели рудоносных структур
Под типовой геоэлектрической моделью (ГЭМ) понимается система двух взаимосвязанных компонент, включающих формализованное и обобщенное представление о геоэлектрических объектах (горизонтах, комплексах, локальных неоднородностях) и вызываемых ими геоэлектрических полях (графики, разрезы зондирования, профилирования, потенциала ЕП, импеданса метода переходных процессов и др.). В нашем случае речь идет о верхней части разреза рудоносных структур (до 2 км), досягаемого для исследования поисковыми электроразведочными методами.
Общность ряда геологических признаков рудоносных структур Приморья позволяет сформировать основные черты их геоэлектрических моделей [2,23,24]. Типовой разрез рудных районов Главной и Прибрежной металлогенических зон содержит три геоэлектрических комплекса, неравнозначных по мощности и степени изученности, различающихся характером дифференцированное™ по удельному сопротивлению и поляризуемости. Верхний комплекс представлен маломощной слоистой средой (10-50 м, реже 100-150 м) с резко меняющимися значениями р(10-2000 Ом*м) и низкими значениями ц (0.5-2 %). Он соответствует поверхностным рыхлым отложениям, не представляет особого поискового значения, кроме россыпей, в геофизическом смысле препятствует изучению глубинных объектов (является помехой).
Средний геоэлектрический комплекс мощностью порядка 300-1500м включает основные объекты изучения методами электроразведки. Он имеет зложное слоисто-блоковое строение с преобладанием крутопадающих, наклонных границ и локальных неоднородностей. Эта часть разреза обладает различной степенью и характером дифференцированное™ по р и г], которые изменяются соответственно в диапазоне от 20 до 10000 Ом«м и от 2 до 30%. Для поисков особый интерес представляют локальные объекты различной протяженности, а также зоны трещиноватости и дробления с низкими величинами р и высокими т).
Нижний геоэлектрический комплекс составляют плотные терригенные, карбонатные породы, региональные биотитовые метасоматиты, зоны ороговикования, породы гранитоидных массивов, Верхняя граница комплекса неровная или слабо наклоненная и на многих участках является опорным высокоомным горизонтом. Обычно он имеет высокое р( 100000м*м и более) и фоновые значения 7] (1-4 %).
Кривые р^ отражают особенности сложного поведения электрических сред, имеют вид многослойных с восходящей нижней ветвью, обладают изрезанной формой, резко отличающейся от стандартных кривых горизонтально-слоистого разреза. Они характеризуются высокоамплитудными экстремумами, изломами, высокоградиентными ветвями и аномальными расхождениями на перекрытиях приемных линий. Иногда кровля высокоомного горизонта находится на значительных глубинах, что не позволяет получить восходящую нижнюю ветвь на кривых рк . Кривые т]к менее дифференцированные и более плавные. Над локальными геоэлектрическими неоднородностями, отождествляемыми с рудными сульфидными зонами, отмечаются отрицательные аномалии потенциала ЕП до нескольких сотен милливольт, г\к до 10-30 %, а в случае объектов низкого сопротивления аномалии импеданса МПП.
Подтверждением общих представлений о геоэлектрических моделях рудоносных структур являются их особенности для главных рудных районов и некоторых крупных месторождений. Для примера рассмотрим Кавалеровский и Дальнегорский рудные районы.
В Кавалеровском рудном районе в геоэлектрическом разрезе можно выделить три протяженных и относительно выдержанных горизонта. Верхний горизонт - аллювиально-делювиальные рыхлые отложения с переменными значениями мощности и р , фоновой 77 (до 1-2%). Второй горизонт -относительно слабометаморфизованные осадочные и вулканогенно-осадочные породы с вертикальной мощностью от десятков до 1000 м и более, при р =200-800 Ом*м и 7] =2-3 %. В пределах второго горизонта отмечаются локальные участки с характерными субвертикальными и локальными неоднородностями. Часть из них отождествляется с минерализованными зонами повышенной трещиноватости, вмещающими большинство рудных
месторождений (низкие значения р: в 3-10 раз меньше среднего р второго горизонта, аномальными значениями tj (5-20 %), либо с тектонически ослабленными зонами без сульфидной минерализации (низкие значения р при фоновых значениях ц), или с малыми интрузивными телами, экструзиями (высокоомные объекты с р более 10ОО Ом*м).
Сложному геоэлектрическому строению второго горизонта соответствует характер изолиний рк и цк на вертикальных разрезах полей с резкими изгибами, сгущениями, замыканиями, которые фиксируют упомянутые выше локальные неоднородности. К локальным аномалиям рк и т]к часто приурочены аномалии ЕП с амплитудой от -100 до -500 мВ. Два первых горизонта содержат ряд промежуточных слоев, имеющих ограниченное распространение по ПрОСТИраНИЮ. ■
Третий горизонт, являющийся опорным, представлен биотититами с предполагаемой мощностью 1.5 - 2 км ср, равным 1000-10000Ом»м и 77 34%. Кровля третьего горизонта неровная, характеризуется куполовидными поднятиями и чашеобразными опусканиями, а в некоторых случаях ее положение не устанавливается.
Геоэлектрические характеристики рудных месторождений и рудных полей отличаются разнообразием и зависят от типа оруденения и уровня эрозионного среза. Для распространенных в районе месторождений касситерит-силикатно-сульфидной формации особенностью геоэлектрической модели является [Шуровский и др. 1988, 2] наличие зон локальных метасоматитов и "рудной воронки", которые характеризуются по мере удаления вверх от малой гранитоидной интрузии уменьшением р до 3050 Ом*м и увеличением г\ от 3 до 10% и фиксируются аномалиями ЕП до -200...-400 мВ, рк - 50 Ом«м и менее, цк - 10% и более. По вертикальной мощности поляризующейся и хорошо проводящей толщи можно косвенно судить о размахе оруденения и об уровне эрозионного среза.
Наличие скрытых, глубокозалегающих месторождений проявляется на больших разносах питающих электродов ВЭЗ ВП, при этом электрические аномалии менее контрастные, что создает значительные трудности в их обнаружении и выделении.
Дальнегорский рудный район с характерными полиметаллической и олово-полиметаллической минерапизациями приурочен к одноименной интрузивно-купольной структуре. Осадочные породы включают, по современным представлениям, олистостромы с олистолитами карбонатного состава. К последним приурочены скарновые месторождения. На значительной части площади осадочная толща перекрыта верхнемеловыми вулканитами. На глубине, в пределах предполагаемых вулкано-тектонических структур, по геофизическим данным картируются интрузивные объекты. Здесь геоэлектрический разрез достаточно сложный. Подобно Кавалеровскому району, отмечается высокоомный опорный горизонт с р около тысячи-десятка
ысяч Ом«м, что наблюдается на глубинах от нескольких сот метров до .5 км. Его геологическая природа (в бассейне рек Нйколаевка, Широкая) тождествляется с кровлей ороговикованных пород в вулканйтах/либо с ровлей осадочного фундамента или с высокоомными литологическими разностями в осадочной толще (рис.3). Верхняя часть геоэлектрического разреза многослойная, но в целом характеризуется относительно пониженным »(300-500 Ом'м) и 77 (1-3 %). Она представлена "вулканогенными и улканогенно-осадочными породами, прорванными интрузивными телами. У [невной поверхности, аналогично Кавалеровскому району, отмечается аспространение аллювиально-делювиальных отложений с широким .иапа'зоном изменения р и ц (0.5- 1 %). Суммарная мощность надопорной ерхней части достигает 2000 м.
В описанном геоэлектрическом разрезе наблюдается большое азнообразие локальных неоднородностей, представленных комбинацией убвертикальных или наклонных контактов, локальных объектов различной >ормы. Особенности геоэлекгричеокого 'разреза проявляются в сложном арактере поведения изолиний рк и т^ в,плане и разрезе (по ВЭЗ ВП). Кривые ^, имея различную форму, разделяются на две группы: а) с аномальными на^ёнияйй пОлярИзуемостй/'б) с фонЪвыми величинами (менее 3 %). Часть окальныхХеоднородностей соответствует рудным полям полиметаллических 1есторождений. Гёоэлектрйческая модель скарнового полиметаллического деторождения является составной частью физико-геологической модели З.П.Макаров, 1987). В разрезе скарнового месторождения на контакте с улканитами или в надинтрузивной осадочной толще присутствует пластина звестняков, на границе которой с вмещающими породами образуются карново-полиметаллические залежи. Над скарновой залежью, благодаря истеме хорошо проработанных трещин, локализуется прожилково-кралленная сульфидная минерализация, создающая аномалии ЕП и г\к. По энным ВЭЗ ВП и скважинной геофизики активные концентрации сульфидов аблюдаются с глубины 50-200 м от земной поверхности. В результате по эивым ВЭЗ ВП участки рудных полей скарновых месторождений выделяются качениями р, = 150 - 300 Ом*м до глубины 500 - 800 м и около 1000 Ом«м о глубины 2000 м. Поляризуемость для этих частей разреза составляет 55% при ширине аномальных зон в вертикальном разрезе около 3 км.
Рудные поля жильных и прожилково-вкрапленных полиметаллических есторождений отличаются наличием хорошо проводящих геоэлектрических эризонтов в верхней части разреза (до глубины 300-900м) с р около Э Ом-м и т} до 15 - 20% при горизонтальной мощности 700- 900 м. эоэлектрические особенности подтверждаются характером кривых ВЭЗ ВП, элученных для различных месторождений района (рис.4).
3.2 Характеристика аномальных полей методов естественного электрического поля и вызванной поляризации
Естественное электрическое поле. Характерной особенностью многочисленных аномалий потенциала ЕП является отрицательный знак большинства из них [3,17], что согласуется с теоретическими представлениями об их электрохимической природе [Семенов, 1974; Рысс, 1983]. Выявленные в пределах рудоносных структур аномалии ЕП условно можно разделить на две группы: а) аномалии электрохимической природы, связанные с наличием электронных проводников; 6} аномалии ионной природы ("безрудные").
Первая группа включает аномалии четырех типов, отличающихся по геологической природе, форме, интенсивности, глубине размещения вызывающих их источников.
Аномалии первого типа наблюдаются над неглубоко залегающими зонами полисульфидной минерализации (пирит, халькопирит, пирротин, арсенопирит, галенит, сфалерит и др.), вмещающими месторождения и рудопроявления олова, полиметаллов, вольфрама, меди, иногда серебра и золота. Их площадные размеры колеблются от единиц до десятков квадратных километров с интенсивностью от -50 до -250, реже -300... -500 мВ, с горизонтальными градиентами до 10 мВ/м. Контуры аномальных зон, как правило, либо совпадают с площадью известных рудных полей, либо превышают их размеры. Локальными аномалиями, выявленными при детализации, фиксируются рудные тела и мелкие минерализованные зоны дробления. К аномальным зонам потенциала ЕП часто приурочены, как правило, локальные отрицательные (реже положительные), кольцевые аномалии силы тяжести [Абрамов, 1993, 1995; Брянский, 1989, 1994], (В.П.Макаров, 1978), аномалии магнитного поля, в большинстве случаев знакопеременные, и вторичные ореолы рассеяния металлов в делювии, отражающие наличие пирротина, иногда магнетита и главных рудных компонентов.
Аномалии второго типа в основном вытянуты в виде узких полос значительной протяженности (до нескольких километров) с интенсивностью от -300 до -600 мВ, которые не сопровождаются контрастными магнитными аномалиями. Установлена их связь с пиритовой минерализацией, приуроченной к тектоническим нарушениям.
По данным количественных расчетов аномалиеобразующие объекты для указанных типов залегают на глубинах от 10-30 м, до 200 м, что обычно соответствует положению верхней кромки неокисленных сульфидных руд
Установлено, что методом ЕП выделяются зоны сплошной, прожилковой
а прожилково-вкрапленной минерализации. Аномалиями потенциала отмечено эколо 90% всех известных олово-полиметаллических месторождений и зудопроявлений [3]. Пример высокой эффективности метода в комплексе с магниторазведкой и металлометрией приведен на рисунке 5, где рудные юны, представленные серией кварцево-сульфидных тел с вольфрамитом, сасситеритом, галенитом, сфалеритом, арсенопиритом, пирротином, фиксируются аномалиями потенциала ЕП и преимущественно положительными шомалиям магнитного поля.
В некоторых случаях близповерхностные сульфидные рудные месторождения не отмечаются аномалиями ЕП. Это объясняется: а) составом зудных зон (отсутствие активных электрохимических сульфидов); б) 5крапленным характером сульфидного оруденения (Перевальное месторождение); в) расположением уровня грунтовых вод выше неокисленных шстей рудных тел (Кирилловское месторождение). В других случаях причиной этого может быть сложный состав рудных зон, когда на каждом локальном гастке рудного .тела образуются "локальные естественные рудные диполи" Баласанян, 1978,1982]. Суммарный эффект от их сложения приводит к эбразованию "суммарного естественного рудного диполя" с произвольным юложением псевдополюсов. Отсюда создается возможность получения шомалий. различного типа: положительных, отрицательных или вообще их зтсугствие в случае компенсации действия микродиполей. Такой причиной, 1аряду с известными представлениями [Свешников, 1967], можно объяснить 1аличие сопряженных с отрицательными контрастных узколокальных юложительных аномалий. -
Аномалии третьего типа выявлены автором впервые в процессе ематического обобщения работ методом ЕП [17]. Они установлены в 1>урмановском рудном районе и на, Малиновской рудоперспективной лруктуре. Их наличие не исключается в других районах Приморья [2, 19]. (арактерными особенностями аномалий! этого типа являются небольшая 1нтенсивн0сть (от -50 до -200 мВ), значительные размеры в плане (от десятков ;о сотни квадратных километров), отсутствие корреляции аномалий с зельефом, низкие значения горизонтального градиента в краевых частях шомалий (0.02 - 0.05 мВ/м). Сходные по параметрам аномалии неизвестного енезиса отмечались в Комсомольском рудном районе [Бакулин,Тагаев,1982].
Аномалии третьего типа связываются с крупными зонами сульфидной минерализации, которые можно отнести к разряду большеобъемных ;ульфидных месторождений [Сидоров, 1995]. По расчетным данным глубина !алегания их оценивается в 1-3 км. С учетом проявления в геофизических Дд, АТ, А2!) полях, следует ожидать значительное распространение таких эбъектов на глубину. Состав рудовмещающих зон можно предполагать юлисульфидным. Механизм образования аномальных эффектов является збычным, что связывается с окислительно-восстановительными реакциями
на границе "электронный проводник - электролит", где главным реагентом продолжает оставаться кислород [Рысс,1983]. С учетом гравиметрических данных {В.П.Макаров, 1984) все аномальные объекты приурочены к нижней кромке магматогенных тел, к участкам относительно глубокого залегания кристаллического фундамента-
Часть выявленных аномалий имеют локальные осложнения, которые фиксируют близповерхностные сульфидные зоны (месторождение Юбилейное, рудопроявление г.Острой).
Полученные новые данные не соответствуют [2, 17, 27, 28] установившимся ранее представлениям о малоглубинном характере аномалий ЕП. Наши результаты совпадают с выводами по специальным исследованиям на региональных профилях Кавказа и Рудного Алтая, где также были выявлены крупные положительные и отрицательные электрические аномалии разных порядков, обусловленные источниками с глубиной залегания в десятки километров от поверхности Земли [Рысс,1984, Рысс и др. 1986]. Аномальные источники отождествляются с электронопроводящими зонами на больших глубинах, где происходит преобразование вещества под действием флюидов, температуры и давления.
Установление глубинных аномалий ЕП разных порядков требует постановки опытно-методических работ по региональным профилям в Приморье. Аномалии указанных выше типов условно отнесены к "рудным".
Четвертый тип аномалий представляет собой протяженные с большими площадными размерами (до 200 кв.км), высокоградиентные, высокоинтенсивные (от -500 до -1500 мВ) зоны. Они имеют преимущественно северовосточное простирание, приурочены к осадочным породам мезозойского возраста [3, 17]. Протяженность таких аномальных зон в Фурмановском районе составляет 15 км при ширине 3-5 км, в Арминском рудном районе - 40-50 км при ширине 3-8 км. Автор в начале 60-х годов при проведении исследований масштаба 1:50000 впервые установил связь этих аномалий с наличием в осадочных породах углисто-графитистого вещества [3]. Аналогичная природа площадных аномалий была выявлена в Арминском районе [Земцов,1972], где степень метаморфизма углистого вещества определена на уровне антрацитизации. Учитывая сложность разделения степеней метаморфизма углистого вещества, в дальнейшем при интерпретации электроразведочных данных будем использовать термин "графитизация". Отмечается локализация аномальных зон в пределах крупной разрывной структуры Приморья -Центрального разлома, вблизи скрытых и выходящих на поверхность гранитоидных массивов. Микроскопическое изучение шлифов образцов из аномальных зон Фурмановского района подтвердило отсутствие сульфидов и наличие графитистого вещества в количестве от 3 до 15 % [3].
Причинами образования высокоинтенсивных аномалий ЕП при относительно малом количестве графитизированного вещества являются: а)
<аличие микрослоистости (по данным описания шлифов), обеспечивающей сорошую проводимость пород в определенных направлениях; б) переслаивание грутопадающих пластов различной мощности и разной проводимости ( что 1аблюдалось в заверочных канавах); в) достаточная большая протяженность жизотропной метаморфизованной толщи на глубину (не менее сотен метров). } результате образуется многопорядковая система электронных проводников 1 непроводников, что приводит к увеличению интенсивности аномалий Грунтоград 1957].
Аномалии графитизированной природы являются региональным юисковым признаком вольфрамового оруденения, могут использоваться при (зучении ореолов контактового метаморфизма, являясь косвенным шдикатором гранитоидных интрузий. Но на этапе поисковых работ они (ыступают помехой при выделении перспективных сульфидных зон. Следовательно, возникает задача разбраковки таких аномалий. К признакам >азбраковки относятся: высокая интенсивность аномалий АУвп(от -0.5 до -.5 В) и их горизонтальных градиентов (до 50 мВ/м); большая протяженность томапьных зон; вытянутость вдоль простирания пород и крупных разломов; :ложный дифференцированный характер поля; приуроченность аномалий к >садочным породам; отсутствие ореолов рассеяния металлов в делювии; »тсутствие локальных аномалий магнитного поля.
Пример разбраковки аномалий ЕП на сульфидные ("рудные") и рафитизированные ("нерудные") на этапе исследований масштаба 1:50000 | Фурмановском районе приведен на схеме (рис.6).
Вторая группа представлена в основном аномалиями фильтрационной и 1иффузионно-адсорбционной природы [Семенов, 1974].
Фильтрационные аномалии обычно имеют небольшую интенсивность (до »0-100 мВ), различные площадные размеры. Знак аномалий зависит от формы юльефа: отрицательный на водораздельных частях, положительный при 1аблюдениях в долинах. С изменением метеорологических условий их форма I амплитуда меняется. Дифуззионно-адсорбционные аномалии обычно редней интенсивности (до -200 мВ) приурочены к тектоническим зонам, ыполненным переработанными до глин породами при отсутствии сульфидов I продуктов их окисления. Весьма редкие устойчивые высокоинтенсивные полированные положительные аномалии (до +800 мВ), по-видимому, связаны ; подъемом вод из глубинного источника [3].
Аномалии второй группы оказывают негативное влияние на остальные номалии первой группы, усиливая или уменьшая их амплитуду. По'сути они вляются помехами, учет которых проводится только на качественном уровне.
Поле вызванной поляризации. Существенным достоинством метода 1П в различных его модификациях является его универсальность в бнаружении сплошных и вкрапленных руд, возможность расчленения разреза
по параметрам рки г\к. Выше было показано, что рудоконтролирующие структуры, рудные поля, месторождения и рудные тела выделяются аномальными значениями цк, в три и более раз превышающими фоновые значения. Интенсивность аномалий цк зависит от состава, концентрации сульфидов, глубины залегания объектов.
Многолетний опыт исследований методом В.П в различных районах Приморья свидетельствует о высокой" стабильности параметров рк и г\к-Воспроизводимость измеряемых параметров даже при съемках через несколько лет вполне нормальная [2].
Аномалиями т)к фиксируются все известные рудные объекты, даже те, которые не проявились в поле потенциала ЕП. В подавляющем большинстве случаев аномальные зоны ВП значительно шире, чем аномалии ЕП. Верхняя кромка поляризуемых (сульфидизированных) зон отмечается по данным ВЭЗ ВП на глубинах от нескольких десятков до сотен метров, нижняя кромка прослеживается до тысячи метров и более.
Для ряда рудных полей характерным признаком является сочетание зон повышенной проводимости (50-100 Ом*м) и аномальной поляризуемости (730 %). Подобные критерии присущи месторождениям жильного, прожилкового и прожилково-вкрапленного типов (Хрустальное, Новогорское, Арсеньевское, Дальнее, Встречное, Кирилловское, Горбушинское, Заявочное).
При доизучении глубинного строения рудных районов методом ВЭЗ ВП решается задача выделения и оконтуривания областей скрытой сульфидной минерализации, с которыми генетически и парагенетически связаны жильные месторождения [Сидоров, 1995]. Одновременно изучаются другие элементы геологического строения, контролирующие рудоносность (картирование рудоконтролирующих разломов, скрытых интрузивов, зон метаморфизма и др.). В центральной части Кавалеровского рудного района в интервале глубин 500-1000 м методом ВЭЗ ВП закартированы крупные минерализованные зоны повышенной трещиноватости (зоны повышенной проводимости и аномальной поляризуемости), которые контролируют все известные здесь объекты эндогенного оруденения [Шуровский, Кравцова, 1988]. Было изучено положение кровли региональных биотититов, являющихся нижней границей оруденения.
В Дальнегорском рудном районе отмечена приуроченность известных жильных и скарновых полиметаллических месторождений и рудопроявлений к аномальным зонам г\к, где верхняя кромка находится на глубинах от первых десятков до сотен метров. Для скарновых месторождений дополнительным критерием является наличие высокоомного горизонта (до глубины 1000-1500 м), отождествляемого с кровлей осадочного фундамента.
Исходя из данных ВП и ЕП с учетом результатов других методов и бурения, на участке Николаевском установлена потенциально перспективная структура, в пределах которой выявлены два локальных участка (рис.3). Из разряда
перспективных, после проведения методов ВЭЗ ВП, исключена северная и северо-восточная часть площади, где опорный горизонт отождествляется с ороговикованными вулканитами и кровлей интрузивных массивов, а значения 1]к не превышают 1-3%.
Для уменьшения неоднозначности истолкования аномалий ^(разделение аномалий на сульфидизированные и графитизированные, выделение объектов с полезной минерализацией) применяются специальные оценочные методы ЧИМ, РС ВП [2] и комплекс геофизических, геохимических и буровых работ.
При высокой стабильности и воспроизводимости аномалий т]к в процессе полевых работ автором впервые были выявлены "меняющиеся во времени" аномалии ^ВП, [13, 22]. Летом 1973 г. в Кавалеровском и Фурмановском рудных районах, на флангах известных месторождений, были закартированы аномалии т)к с амплитудой до 8-15 %. При контрольных измерениях (через месяц) после рядовых на флангах рудного поля месторождения Нижнего (рис.7) значения г\к снизились до 1 % [2]. При постановке ВЭЗ ВП в эпицентре таких аномалий (лри многократных измерениях в течение 1973, 1974 г.г.) значения т)к изменялись в пределах 1-3.5 %. Характерно, что значения Рк фактически оставались постоянными [2, 13, 17].
Анализ литературных данных [Комаров, 1980; Фридрихсберг, Сидорова, 1961; Сидорова, Фридрихсберг, 1967] позволил предположить, что данное явление связано с эффектом ВП в ионопроводящих породах, с электрокинетическими явлениями в капиллярных системах. Величины г\к ионопроводящих пород характеризуются фоновыми значениями (1 -3 %). Однако экспериментально установлено [Сидорова, Фридрихсберг, 1967], что при уменьшении влажности (с 10 % до 1 %) насыпной диафрагмы, представленной порошком кварца, т]к увеличилась с 1.4 % и достигло максимального значения в 15-17 % при влажности приблизительно 3 %. При этом была выявлена также зависимость увеличения г\к при постоянной влажности от уменьшения концентрации электролита.
Эффектом уменьшения влажности при условии слабой концентрации раствора, заполняющего поры (капилляры), можно объяснить возникновение "меняющихся во времени" аномалий ВП в приведенных примерах. Устойчивый (засушливый) период, в течение которого выполнялись наблюдения ВП, обусловили уменьшение влажности участка капиллярной системы, отождествляемой с зоной трещиноватости (области пониженных значений рк и Дg ). Контрольные измерения со значительным разрывом во времени проводились при других гидрогеологических режимах, в условиях увеличения влажности, что привело к снижению значений Г}, на этих площадях. Изменения природной влажности [Солодухин и др:, 1982] находятся в рамках эксперимента. , .
Лабораторные данные объясняют постоянство величины рк. При проведении эксперимента с уменьшением влажности до 3% оммическое
сопротивление образца R увеличилось до 1.2« 105 Ом«м, то есть на порядок. В то же время уменьшение влажности вызывает уменьшение толщины пленки раствора на поверхности частиц, слагающих породу. Это аналогично уменьшению сечения капилляров S и увеличению пути диффузии L. Но так как p=R'XS/2X где XS и XL - суммарное сечение капилляров и суммарный путь диффузии, то увеличение R компенсируется уменьшением величины XS/XU то есть рк меняется весьма незначительно.
Таким образом, в рудных районах Приморья, наряду с устойчивыми аномалиями r)k, связанными с областями сульфидной минерализации, встречаются аномалии ионной природы, соизмеримые по интенсивности с "рудными". Отличительной их чертой является изменение амплитуды г\к в зависимости от времени года, метеорологических и гидрогеологических условий. Они являются помехами при изучении рудоносных структур, но вместе с тем могут использоваться для изучения динамики водного режима тектонически ослабленных зон.
Для выявления подобных аномалий необходимо проведение многократных наблюдений в аномальных зонах со значительным временным интервалом относительно рядовых измерений [месяц и более), в иных метеорологических условиях.
3.3. Интерпретация материалов ВЭЗ ВП
Особенности геоэлектрических моделей рудоносных структур региона обуславливают получение сложного электроразведочного материала, в первую очередь данных ВЭЗ ВП. При интерпретации материалов ВЭЗ ВП использована автоматизированная система обработки и интерпретации электроразведочных данных (АСОД-ЭР), созданная при участии автора в ИВЦ "Приморгеология" [2] и впоследствии адаптированная в системе "ELPRO" для ПЭВМ типа IBM PC (Шкабарня, 1986, 1988). Благодаря созданной диалоговой системе, реализованы широкие технологические возможности этой вычислительной техники для интерпретации.
Интерпретация полевых материалов выполнялась в несколько этапов с промежуточными решениями. Каждый этап включает определенные операции и соглашения, начиная с подготовки данных, вычислительных процедур, графического представления результатов.
Первые этапы обеспечивали предварительную обработку с построением начального приближения. Они включали: визуализацию кривых зондирования; построение оптимальных разрезов и карт исходных данных и различных трансформант; районирование площади на участки с выделением однотипных моделей среды; расчет и построение теоретических зависимостей для
различных моделей; обработку параметрических кривых с привязкой геоэлектрических границ. Последующие этапы обеспечивали количественную интерпретацию кривых с определением геометрических и физических параметров.
При этом главной задачей является нахождение глубины, размеров, формы, электрических параметров геологических объектов. Решение этих задач осуществлялось с учетом априорной информации о геоэлектрическом разрезе и различных приемов регуляризации, так как обратная задача в общем случае некорректна.
При интерпретации использовались палеточный, диалоговый и автоматизированный методы. Для реализации палеточного метода применялись комплекты теоретических кривых рк и т]к для горизонтальных границ разреза, составленные в ИВЦ "Приморгеолкома" и на кафедре разведочной геофизики ДВГТУ [2]. При использовании диалогового метода разработанные алгоритмы [Шкабарня, 1989] позволяли производить расчет теоретических кривых для любых установок зондирований и профилирования. Определение параметров производилось в активном итерактивном режиме, путем оперативного расчета теоретических кривых для задания типов моделей и сравнения их с практическими. В автоматизированном режиме начальная модель строилась геофизиком на основе предварительной информации и исходных данных. Подбор параметров осуществлялся способами сравнения или минимизации.
Для построения геоэлектрических сложнопостроенных разрезов включались этапы качественной и экспресс-количественной интерпретации. Автором они реализованы при использовании комбинированных зондирований (Б-Л-Столов,! 968,1978). Выработана технология качественной интерпретации. Она включала: предварительный анализ материала; приведение цк к одному режиму зарядки, обычно к режиму разнополярных импульсов [2]; построение вертикальных разрезов рк, г\к и карт изолиний параметров на выбранных разносах. Анализировалось положение экстремумов на кривых р с определением вызываемых их неоднородностей на линии профиля. Строились карты расхождений исходных величин рк и т^ при переходе с одной приемной линии на другую, что позволило уточнить положение границ приповерхностных и глубинных неоднородностей. Информация о локальных неоднородностях получалась с карт и разрезов расхождений кривых трехэлектродных зондирований. В результате качественной интерпретации кривых КЭЗ ВП определялся тип геоэлектрического разреза и выбирались характерные кривые для количественной интерпретации. Из трех кривых рк на одном координатном пункте интерпретировались кривые, наименее искаженные локальными неоднородностями.
Экспрессное определение глубины залегания опорного горизонта осуществлялось с помощью палеток теоретических кривых для горизонтально-
слоистой среды с корректировкой данных при наклонном его залегании по номограммам зависимости Нист- /Нинт от р2/р, (Нисг - глубина залегания горизонта под центром МЫ, Н ин? - глубина по данным интерпретации, р); р2 - удельные сопротивления двухслойной среды). Правомерность такого подхода подтверждена заверочным бурением.
Глубина залегания верхней кромки поляризуемого объекта достаточно уверенно определялась по точке перегиба кривой т\к . При проявлении четкого максимума на кривой цк оценка нижней кромки осуществлялась с использованием построенной номограммы зависимости отношения абсциссы максимума на трехслойных теоретических кривых т]к к суммарной мощности двух верхних слоев от р2/р,- Способ рпррбован в Каваперовском районе, где нижняя кромка поляризуемого объекта оценена с точностью до 15 % [1].
При исследовании сложнопостроенных сред разработана и опробована методика интерпретации упомянутой выше плотной системы (СЭЗМ), опробованной на участках Лысогорском и Водораздельном. В основе данного количественного метода лежит приближенное моделирование электрического поля точечного источника в среде, представленной объединением элементарных областей различной проводимости [7]. В качестве математического приближения данных кривых рк применена конечно-разностная аппроксимация краевых задач. Производился учет эффекта рельефа произвольных превышений приемных электродов, при этом использовалось понятие "нецелой" клетки (Б.Л.Столов, 1978).
Для Задания моделей качественно выделялись неоднородности по экстремумам кривых рк и результатам других видов зондирования. Модель уточнялась после ряда последовательных расчетов рк до удовлетворительного совпадения теоретической и практической кривых. Средняя относительная погрешность расхождения кривых составила не более 20 %.
Кривые ^ интерпретировались полуколичественно, с использованием данных моделирования ВИТРа. " .
Из сопоставления полученных данных с результатами КЭЗ ВП установлено, что СЭЗМ более чувствительна к вертикальным неоднородностям и менее чувствительйа к горизонтально-слоистой среде. . ;
Основными результативными материалами ВЭЗ ВП являлись:
геоэлектрические разрезы; карты (схемы) изоглубин (изогипс) опорного геоэлектрического горизонта; схемы районирования горизонта по геологической природе; карты геоэлектрических неоднородностей на различных уровнях глубин от поверхности.
Данные интерпретации ВЭЗ ВП использованы автором при построении структурно-тектонических и прогнозных схем перспективных площадей Приморья [1, 2, 5, 8, 9 и др.].
4. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ ЕП И ВП ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ШЕЛЬФА ЯПОНСКОГО МОРЯ
Общность геологического строения и металлогении суши Восточного Приморья и прилегающего шельфа Японского моря и Татарского пролива позволяет считать область шельфа потенциально перспективной на рудные полезные ископаемые [2]. Особое значение имеет здесь освоение россыпных месторождений, о чем свидетельствует успешный зарубежный опыт [Гаврилов, 1990].
На шельфе дальневосточных морей, от Камчатки до Кореи, обнаружены многочисленные россыпные месторождения титано-магнетита, касситерита, благородных металлов. В пределах шельфа Японского моря известны: ЮжноПриморская группа золотоносных россыпей, касситеритовые россыпи в Судзухинском районе (от м.Поворотного до бухты Киевка), титано-магнетитовые пески в бухте Посьет [Секисов и др., 1989].
Характерной особенностью минералогического состава россыпей шельфа дальневосточных морей является присутствие в их составе электроно-проводящих минералов в качестве основных рудных компонентов (магнетит, ильменит) в титано-магнетитовых россыпях и сопутствующих минералов (ильменит, галенит, пирит, магнетит) в касситеритовых и золоторудных россыпях. При этом их содержание колеблется от 1% до 60% [Астахов и др., 1993].
По нашим данным с учетом методических разработок на суше [2, 14, 15, 16, 18, 20, 27, 29, 32] методы ЕП и ВП могут быть использованы на шельфе для выявления рудоперспективных участков, в пределах которых минерализация локализуется в россыпях и в коренных породах под рыхлыми осадками небольшой мощности.
Методические особенности проведения ЕП на шельфе дальневосточных морей сформулированы В.К.Дугласом [Дуглас, 1980, 1984]. В основном применялся способ градиента. Метод хорошо зарекомендовал себя при выявлении и прослеживании палеодолин, тектонических нарушений. При этом амплитуда аномалий потенциала составляет 1-5 мВ (градиента 0.020.7 мВ/м). Примеры непосредственного выявления россыпей получены другими исследователями в северных морях: над россыпью касситерита с ильменитом, магнетитом, пиритом отмечена отрицательная аномалия ЕП интенсивностью - 15 мВ с градиентом 0.01 -0.02 мВ/м [Холмянский, 1976].
Вопросы применения метода ВП в условиях шельфа рассмотрены в немногочисленных публикациях и носят в большинстве случаев теоретический и методический характер [Белаш, 1980, 1981, 1985;Каракин, 1974]. Имеются
немногочисленные опытные исследования в северных морях [Ларин и др, 1978; Белаш, 1981] и за рубежом [\VyNu, иэгозг, 1986]. На шельфе дальневосточных морей полевые исследования методом ВП не проводились [2]. Представления о характере поля ВП получены в результате моделирования поля ВП различными установками электрического зондирования. С этой целью составлены варианты геоэлектрических разрезов шельфа Японского моря на основе комплексных геолого-геофизических исследований (И.И.Берсенев и др., 1985), обобщенной ФГМ россыпей шельфа [Дуглас, 1984]. Для оценки аномального эффекта использованы параметры геоэлектрического разреза на суше в пределах Сихотэ-Алиня и справочные данные [Комаров, 1980, Молчанов, 1983]. Из общих соображений предполагается, что поляризуемость морской воды (верхний слой) близка к нулю. Поэтому для расчетов кривых г\к условно принято значение на два порядка ниже обычно встречаемых. При выборе значений т] россыпей в 5-10% учтены немногочисленные данные измерений на суше и общие соображения [2]. Рассматриваемая глубина моря (до 50 м) соответствует глубине, при которой в настоящее время возможно проводить Эксплуатацию месторождений. Варианты геоэлектрических разрезов для моделирования приведены в таблице (см. приложения). Учитывая, что большинство россыпей имеет площадные размеры . от 1 до 50 кв.км и мощность рудоносного слоя от 1 до 20 м, то в первом : приближении разрез можно представить как горизонтально-слоистую среду.
Для моделирования использовались три установки зондирования: симметричная Шлюмберже с АО =1500 м, градиента с закрепленными питающими электродами (АВ=500 м) и осевая АВМ; М.+1 - с закрепленными питающими электродами (АВ=150 м) и приемной косой с ВОтЬ =6.25 м, ВОшх~ 500 м. Моделирование с использованием установки Шлюмберже проведено на первом этапе исследований для выяснения характера аномальных полей [18].
Анализ расчетных материалов [14, 15] показывает, что кривые рк для рассмотренных установок над "безрудными" и "рудными" площадями практически не отличаются и имеют вид двухслойных. В то же время, кривые т]к в рассчитанном интервале АО, ВО, резко различаются. Так, при отсутствии рудовмещающего поляризуемого горизонта, значение т)к на правых, близких к асимптотическим частям кривых (для установок Шлюмберже на АО=325 м), составляет 0.023-0.046% при глубине моря 20 м и 0.015-0.025 % при глубине моря 50 м.
Для разрезов, содержащих россыпь, при глубине моря 20 м и мощности россыпи 10м кривые щк различных установок и различного положения россыпи в разрезе в правой части выходят на асимптоту со значениями 0.68-0.85 %. При величине Т], россыпи 5 % асимптотические значения снижаются до 0.32-
0.4 %. В обоих случаях аномальные значения Г)к на порядок и более выше значений на соответствующих разносах кривых безрудных участков [2, 15, 26 и др.].
Аналогичная форма кривых отмечается при глубине моря 50 м. Однако значения Т}к при этом ниже (0.3 % и 0.15 %), но примерно в 7-20 раз превосходят г\к на соответствующих разносах в безрудной толще. При изменении мощности россыпи с 10 м до 1 м при глубине моря 20 м аномальные значения т}^ снижаются до 0.1 %, что в 2-4 раза больше значений Г)к над безрудным разрезом. При г) =5 % или увеличении глубины моря до 50 м россыпь может быть выявлена, начиная с мощности 2-3 м [26].
Весьма специфические кривые ^получены над коренными проявлениями с установкой А150ВМ. М.^ . Здесь над моделью с различной мощностью поляризуемого объекта в левой части кривых наблюдается минимум значения т),, которое для мощности 150 м составляет00.055 %. При мощности слоя 300 м значения становятся отрицательными независимо от глубины расположения верхней кромки. Значения Г], колеблются от -0.01 % до -0.0002% [14, 15, 26].
Эта особенность кривых может служить способом индикации коренных рудопроявлений. Однако значения т)к настолько малы, что при практических измерениях область отрицательного минимума будет просто "мертвой" зоной. Значения ВП в этом случае не могут быть измерены, а выявленная особенность кривых не может быть реализована на практике [26].
Дополнительную информацию о наличии поляризуемых объектов в разрезе дает трансформация кривых рк и т)к в кривые параметра М= Ц^/р^ *10"4 См/м. При наличии в разрезе россыпи различной мощности трансформированные кривые имеют довольно острый максимум со значениями (7-600) • 10"* См/м. Амплитуда максимума зависит от мощности зоссыпи. Для безрудного разреза максимум параметра М не превышает МО" См/м [15,26].
Кривые параметра М помогают определить природу аномального объекта: 1ад россыпями отмечается острый максимум, а над мощным поляризуемым оризонтом в коренных породах выделяется пологий максимум с протяженной :убгоризонтальной площадкой.
Таким образом, по кривым щ, полученным различными установками юндирования ВП, теоретически могут фиксироваться россыпи и коренные >удопроявления на дне мелкого моря. По параметру рк расчленение разреза иельфа невозможно. Разрешающая способность выделения аномалий величивается с применением трансформированных кривых параметра М [26].
Для реализации исследований методами ЕП и ВП на море оптимальным вляется создание аппаратурного комплекса для автоматизированного сбора,
обработки и интерпретации данных ЕП и ВП, измеряемых одновременно, с повышенной чувствительностью измерительных каналов [2, 14, 26]. Комплекс должен обеспечивать сбор электроразведочных данных, их накопление, хранение, первичную обработку, предварительную качественную и количественную интерпретацию материалов с применением ускоренных приемов оценки параметров разреза.
Электроразведочные методы, обладающие высокой разрешающей способностью при поисках рудоперспективных объектов, целесообразно использовать в комплексе морских геофизических работ, начиная с масштаба 1:200000 - 1:500Q0. Работы должны проводиться на площадях, перспективы которых установлены региональными геолого-геофизическими исследованиями, включающими гравиметрию, гидромагнитную съемку, непрерывное сейсмоакустическое профилирование, бурение с борта судна и др. [20, 26].
Методы ЕП и ВП на первом этапе проводятся в площадном варианте для , локализации рудоперспективных участков. При этом целесообразно' использовать установку электропрофилирования ВП AMNB или ABM. M.+j с одним или несколькими приемными линиями и закрепленной питающей линией АВ. Разнос установок выбирается с учетом глубины моря на основе математического моделирования.
В итоге площадных исследований в комплексе с другими методами, оконтуриваются локальные перспективные участки, в пределах которых по отдельным профилям выполняются электроразведочные работы в модификации зондирований ВП. Рекомендуется применение установки градиента (интервал исследования от электрода А до электрода В) для определения глубины залегания и геологической природы аномальных объектов. Такая методика позволяет получить плотную сеть кривых зондирований квазиэлектродных установок, чувствительных к локальным неоднородностям и наклонным границам раздела.
Результаты комплексных геофизических исследований должны заверяться бурением с борта судна и с помощью плавучих буровых установок, что повысит достоверность получаемой геофизической информации. Внедрение электроразведочных методов ЕП и ВП в комплекс морских геофизических исследований на шельфе является важным шагом в повышении их геологической эффективности. В конечном итоге это будет способствовать успешному освоению минерально-сырьевых ресурсов шельфа дальневосточных морей России.
5. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДОВ ЕП И ВП ПРИ ИЗУЧЕНИИ РУДОНОСНЫХ СТРУКТУР ПРИМОРЬЯ
В результате проведенных работ методами ЕП и ВП в общем комплексе геолого-геофизических исследований по территории Приморья получена новая ценная теоретическая и геолого-поисковая информация.
В Фурмановском рудном районе, на Нижне-Бикинской и Малиновской рудоперспективных площадях выявлены крупные сложнопостроенные аномальные зоны потенциала ЕП. В их пределах закартированы аномальные области сложной морфологии, высокой интенсивности (до -1800 мВ) потенциала, при средней амплитуде аномалий (до -300 ...-400мВ). Они связаны: 1) с участками распространения графитизации; 2) со сплошной и прожилково-вкрапленной сульфидной минерализацией. Области графитизации и сульфидной минерализации контактируют друг с другом, часто совмещаясь в краевых частях. Отмечается приуроченность этих зон к крупным разломам, в основном северо-восточного простирания, к участкам пересечения их разрывами субширотного и северо-западного направления, к установленным по гравиразведке на глубине [Кулинич, 1969 и др.] скрытым гранитоидным интрузиям. В аномальных зонах, где преобладает сульфидная минерализация, локализуются месторождения и рудопроявления олова, полиметаллов, вольфрама, золота и др. Большинство вольфрамовых месторождений располагается в областях интенсивных аномалий ЕП, в своеобразных "заливах" с пониженной амплитудой потенциала ЕП (до -100 мВ) или на локальных участках сульфидной минерализации, среди обширных аномалий от областей графитизации (рис.6).
В Фурмановском рудном районе аномальные зоны имеют преимущественно северо-восточное направление (Снежнинская, Барачная, Календарная) Они приурочены к Фурмановскому разлому и оперяющим разрывам Центрального Сихотэ-Алинского разлома. Размеры зон различны: 6*12; 8*12; 14«12км. В пределах Снежнинской и Календарной зон преобладают аномалии "сульфидного" типа, в Барачной - "графитистого". Пространственно аномальные зоны тяготеют к выявленным по гравиразведке скрытым гранитоидным массивам (Снежнинскому, Барачному, Бортовому). Снежнинская аномальная зона оконтуривает Снежнинский рудный узел, включающий множество олово-полиметаллических месторождений и рудопроявлений (Нижнее, Лучистое, Снежнинское, Магистральное, Крутое и др.), часть из которых выявлена по данным ЕП. В пределах Барачной аномальной зоны расположено вольфрамовое месторождение Рудное, приуроченное к участкам малоамплитудного поля ЕП (до -100...-200 мВ) среди обширных областей
высокоинтенсивных аномалий. На остальной изученной части района многочисленные локальные аномалии "сульфидного" типа не связаны с рудоносными структурами. К настоящему времени здесь практически интересных объектов не обнаружено.
Крупные аномальные зоны ЕП, как уже отмечалось, установлены на Малиновской и Нижне-Бикинской рудоперспективных площадях. На Малиновской площади они расположены западнее Центрального Сихотз-Алинского разлома, тяготея к области Самаркинского и Меридионального разрывных нарушений. Здесь выявлена вольфрамоносная структура Скрытая, к которой приурочены месторождение вольфрама Скрытое и рудопроявления Легкое, кл.Александра и Горного. Интерес представляет выявленная по ЕП и другим методам субширотная аномальная зона, на пересечении которой со структурой Скрытой,, а также с зоной Центрального разлома локализованы , перспективные на олово-полиметаллическое оруденение (Туманная) и на золото (Намовская) площади. ...
На Нижне-Бикинской рудоперспективной площади наиболее значимые вольфрамоносные объекты (месторождение Лермонтовское, рудопроявления Олимпийское, Светлое) тяготеют к двум протяженным аномальным зонам северо-восточного и северо-западного простираний, приуроченным к эндоконтактам крупных интрузивных массивов. Зона Светлая протягивается на 40 км. Причем юго-западная половина ее фиксирует распространение графитизированных пород (безрудная), а северо-восточная, включающая Светлое и другие рудопроявления, преимущественно имеет сульфидную (рудную) природу. Лермонтовское месторождение локализовано в пределах слабоинтенсивной аномалии ЕП на пересечении двух аномальных зон. Таким образом, крупные сложнопостроенные зоны ЕП отражают связь их с тектоно-магматической обстановкой рудоносных структур, часто определяют контуры рудных узлов и вмещают месторождения, рудопроявления и перспективные участки.
Методом ВП на изученных площадях в Кавалеровском и Дальнегорском рудных районах расширены перспективы поисков скрытых месторождений, прослежены рудоконтролирующие структуры, определена их протяженность на глубину.
Значительна роль комплекса методов ЕП и ВП в выявлении и изучении структуры рудных полей и месторождений. По статистике [3] каждая пятая аномалия потенциала ЕП связана с оловорудным или полиметаллическим объектом. В комплексе с другими методами по ЕП выявлены месторождения Арсеньевское, Юбилейное, Ивановское, Водопадное, Каменское, Светлое и другие. Они находятся вблизи поверхности и прослеживаются на глубину. Использование различных модификаций ВП при изучении известных объектов
способствовало расширению перспектив и уточнению глубинного строения оловянных и олово-полиметаллических месторождений Новогорского, Хрустального, Встречного, Магистрального, Соболиного, Искра, Высокогорского, Тигриного, Рудного, Горбушинского, Заявочного, Кирилловского, а также вольфрамовых: Лермонтовского, Восток-2, Скрытого и др.
Оперативная оценка эффективности геофизических работ проводится по количеству выделенных перспективных участков различной категории достоверности [32]. В Приморье ежегодно выделялось около 15-20 перспективных геофизических участков второй категории (ПГУ-2). При выделении этих участков, требующих дальнейшего изучения, значительна роль ВП и ЕП. Перевод большинства ПГУ-2 в перспективные геофизические участки первой категории (ПГУ-1) осуществляется на основе комплексных геолого-геофизических и геохимических критериев промышленного оруденения, при этом значительна роль метода ВП. В 80-е годы геофизическими подразделениями Приморья ежегодно подготавливалось 510 ПГУ-1, значительная часть их была проверена горно-буровыми работами.
Анализ результатов заверочных работ на ПГУ-1, выявленных в Приморье Л.Н.Павленко, 1993), показал, что в 70% случаев положение и элементы залегания аномальных объектов определены с точностью до 30%. При этом спрогнозированная геологическая ситуация определена правильно в 60% случаев. Около 50% ПГУ-1 либо переведены в разряд месторождений (20%), 1ибо в их пределах установлены рудопроявления.
Причинами неподтверждений прогнозов являются прежде всего: многомерные корреляционные связи "аномалия - перспективный объект" рудоконтролирующая структура, рудное поле, рудное тело), сложность еоэлектрического разреза объектов, неполнота информации по еофизическим данным. Это подтверждает тезис о необходимости овершенствования полевых и камеральных методов получения и истолкования еофизических материалов. Следует подчеркнуть, что геологическая ффективность методов ЕП и ВП определяется в значительной степени их ациональным комплексированием с другими геолого-геофизическими и эохимическими исследованиями.
Технологию геолого-геофизических исследований, в состав которых ключены методы ЕП и ВП, проиллюстрируем на примере изучения рсеньевского месторождения в Кавалеровском рудном районе. 1есторождение было открыто комплексом геофизических и геохимических етодов. Отрицательной аномалией потенциала ЕП была оконтурена знтральная часть рудного поля. Здесь наблюдались локальные аномалии Цщ и зоны повышенной проводимости метода ДП. Они совпадали с ореолами иссеяния олова и полиметаллов в делювии. При заверке были вскрыты
рудные зоны кварц-касситерит-сульфидного состава. В ходе последующей оценки и разведки был установлен полускрытый характер месторождения. После проведения в пределах рудного поля злектроразведочных работ повышенной глубинности (ВЭЗ ВП, КЭЗ ВП, СГ ВП, МПП, ММЗ) выяснилось, что оно отмечается интенсивной зоной проводимости, широкой аномалией поляризуемости. Причем "рудные столбы" фиксируются максимумами проводимости и поляризуемости [25]. Аналогичная аномальная зона была выявлена на восточном фланге объекта, где при последующем бурении (на глубине 400 м) были вскрыты новые промышленные рудные тела. Геологоразведочные работы показали, что на этой структуре обеспечен значительный прирост запасов. Месторождение вышло в разряд крупных.
В результате обобщения и анализа материалов методов ЕП и ВП, накопленного опыта работ в Приморье и сопредельных регионах разработаны рекомендации по применению электроразведочных методов при изучении рудоносных структур, которые ранее были уже опубликованы [2, 9, 19, 29 и др.]. По мнению автора, использование их особенно полезно при изучении новых рудных районов на Дальнем Востоке России.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Диссертационная работа направлена на повышение геологической эффективности электроразведки ЕП и ВП при поисках месторождений и изучении рудоносных структур Приморья.
Основные результаты выполненных исследований сводятся к следующему:
1. При обобщении геолого-геофизических материалов установлено, что данные методов ЕП и ВП представляют важный источник информации о структуре рудоносных площадей, в первую очередь о распространении зон сульфидной минерализации и рудоконтролирующих структур на глубину.
2. На основе систематизации и статистической обработки электрических свойств пород и руд из рудоносных структур территории сформированы обобщенные геоэлектрические модели верхней части разреза рудных районов Главной и Прибрежной метаплогенических зон. Модели включают наличие опорного высокоомного горизонта, серию вертикальных и наклонных границ, аномальных локальных неодно-родностей в надопорной толще вулканогенно-осадочного чехла. Особенности обобщенных геоэлектрических моделей Кавалеровского, Дальнегорского, Арминского рудных районов свиде-
тельствуют, что локальные аномальные зоны ЕП и ВП, пространственно соответствующие известным рудным полям и месторождениям, можно рассматривать в качестве прогнозных критериев и поисковых геофизических признаков.
3. Для изучения геоэлектрического разреза целесообразно использовать комбинированные электрозондирования. Истолкование их материалов базируется на разработанной методике качественной и экспрессной количественной интерпретации. Показана достаточно хорошая разрешающая способность плотных систем трехэлектродных зондирований при детальных исследованиях.
4. Типизация аномалий ЕП произведена с установлением их геоэлектрической природы, что позволяет оценить их поисковую значимость и отбраковывать аномалии-помехи.
5. Определена природа высокоинтенсивных, высокоградиентных площадных, отрицательных аномалий потенциала ЕП, установлена их связь с графитизацией (безрудные). На поисковой стадии они выступают как помехи при выявлениии перспективных зон сульфидной (рудной) минерализации, но одновременно используются для изучения ореолов контактового метаморфизма.
6. Впервые выявлены аномалии ЕП глубинной природы (1-3 км), предположительно связанные со значительными скрытыми зонами сульфидной минерализации, потенциально перспективными на обнаружение глубоко-залегающих месторождений в Приморье.
7. Выявлены "меняющиеся во времени" аномалии ВП, установлена их юнная природа и сложная зависимость амплитуды г}^ от изменения влажности пород. Обоснована методика и технология выделения их среди подобных жомалий сульфидной природы.
8. Исследованы и определены геолого-геофизические возможности методов ЕП и ВП для изучения и оценки перспектив области шельфа Японского лоря и других дальневосточных морей на поиски рудных полезных ископаемых, доставлены варианты геоэлектрического разреза, с помощью математического юделирования установлены особенности полей ВП для условий мелководного иельфа, свидетельствующие о возможностях обнаружения здесь месторождений, содержащих электронопроводящие минералы. Предложены ути внедрения методов ЕП и ВП и определено их место в комплексе морских еофизических исследований на шельфе Приморья.
9. Проанализирована геологическая эффективность и даны рекомендации о комплексному применению методов ЕП и ВП при изучении рудоносных труктур на различных стадиях геологоразведочного процесса. Отмечается х ведущая роль на этапах крупномасштабного картирования и поисковых
работ. Рекомендуется также применение методов ЕП и ВП на региональной стадии при исследованиях по опорным профилям для изучения верхней части (1-3 км) разреза.
Из результатов проведенных исследований вытекает ряд научных следствий: а) совершенствование объемного моделирования по данным ЕП и ВП; б) изучение в регионе полей'ЕП с глубиной источников в десятки километров; в) определение связи глубинных электрических неоднородностей' с тектономагматическими рудообразующими процессами .
Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах соискателя:
Монографии
1. Геофизические и геохимические методы поисков и оценки эндогенных месторождений олова. М.: Недра, 1974, 224 с. (соавторы; Л.Т. Мишин, И.Г. \лександров, И.А. Барышникова и др.).
Учебные пособия
2. Изучение рудоносных структур Приморья методами электроразведки. Учебное пособие. Владивосток: ДВГТУ, 1995, 164 с. (соавтор: Н.Г.
Икабарня).
Статьи
3. Возможности метода естественного электрического поля при поисках шоворудных и полиметаллических месторождений в условиях юго-восточного 1риморья.// Изв. вузов "Геология и разведка", N6, 1971, с. 113-121 (соавторы: 1.И. Антушевич, О.П. Дрыботий).
4. Электромагнитные методы при поисках, оценке и прогнозировании 1есторождений цветных металлов.// Сб. "Геофизические исследования при рупномасштабном картировании и прогнозировании месторождений". Л., 976, с. 76-77 (соавтор: Л.Т. Исаев).
5.Комплекс геофизических методов при поисках оловорудных 1есторождений в сложных горных условиях.// Сб. "Состояние и пути овышения эффективности геофизических работ в Сибири и на Дальнем остоке" М.,1980, с. 20-23 (соавторы: Л.Т. Мишин, В.И. Латикайнен, A.A. езруков и др.).
6. Итоги разработки и внедрения методики изучения ранней стадии ызванной поляризации при решении задач рудной геофизики." Сб. Состояние и пути повышения эффективности ..." М., 1980, с. 38-40 (соавторы: .П. Карасев, В.Н. Зезюлин, С.А. Мхитарян и др.).
7. Опыт автоматизированной интерпретации данных метода сопротивления сложнопостроенных районах.// Геология и геофизика, N3, 1982, дел. N 260-81 (соавторы: Н.Г. Шкабарня, H.H. Грудцын).
8. Состояние и основные пути эффективности геофизических работ в риморском крае.// Сб. "Эффективность применения и развития рудной юфизики". Л., 1985, с. 45-46 (соавторы: Е.Д. Теплых, А.Н. Николаева).
9. Комплекс геофизических методов для поисков скрытого оловянного и злиметаллического оруденения в Приморье." Сб. "Эффективность
применения и перспективы развития рудной геофизики". Л.: 1985, с. 44-45 (соавторы: А.Я. Щукин, А.И. Тимошин и др.).
10. Применение методов ВЭЗ-ВП при поисках скрытого олово-полиметаллического оруденения и роль математического моделирования в истолковании полученных данных.// Сб. "Моделирование геологических структур на основе геолого-геофизических данных". Днепропетровск, 1986, с. 64. (соавтор: Н.Г. Шкабарня ).
11. Связь мезо-кайнозойской эволюции Сихотэ-Алиня с образованием Японского моря.// Сб. "111-й советско-китайский симпозиум". Владивосток, 1989, с. 44-52 (соавтор: Р.Г. Кулинич).
12. Применение математического моделирования электрических полей при поисках рудных объектов в Приморье.// Тихоокеан. геология, N5, 1989, с. 27-31 (соавторы: Н.Г. Шкабарня, B.C. Москвичев).
13. О "меняющихся во времени" аномалиях вызванной поляризации (ВП) в Приморье.// Изв. вузов. Геология и разведка, N1, 1991, с. 96-102.
14. Геолого-геофизические основы применения и направления развития электроразведочных методов ЕП и ВП для оценки перспектив шельфа дальневосточных морей на рудные полезные ископаемые.// Сб. "Проблемы развития морских геотехнологий,..". Санкт-Петербург: 1993, с. 38.
15. Результаты математического моделирования поля вызванной поляризации на шельфе дальневосточных морей.// Сб. "Построение физико-геологической модели ...". Пермь: ПГУ, 1993, с.31 -32 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
16. О выборе оптимальной установки метода вызванной поляризации при исследовании шельфа дальневосточных морей.// Сб. "XXXI юбилейная научно-техническая конференция", книга 1. Владивосток: ДВГТУ, 1993, с. 45 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
17. Особенности аномалий естественного электрического поля в рудных районах юго-восточного Приморья.// Сб. "XXX юбилейная научно-техническая конференция", книга , 1. Владивосток: ДВГТУ, 1993, с. 46.
18. Электроразведка методами ЕП и ВП при оценке перспектив шельфа дальневосточных морей на рудные полезные ископаемые.// Тихоокеан. геология, N2, 1993, с. 51-62.
19. Состояние и перспективы повышения эффективности электроразведочных исследований в Приморье.// Труды ДВГТУ, вып. Ill, сер. 4. Владивосток, 1993, с. 11-14 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
20. Совершенствование комплекса морских геофизических исследований при поисках рудных полезных ископаемых на шельфе дальневосточных морей. // Труды ДВТГУ, вып. Ill, сер. 4. Владивосток, 1993, с. 45-48 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
21. Опыт применения электроразведки при поисках ильменитовых руд в Приморье.// Сб."ХХХ1У юбилейная научно-техническая конференция ДВТГУ", книга 2. Владивосток, 1994, с. 47-48 (соавтор Н.Г. Шкабарня).
22. Геологическая природа меняющихся во времени аномалий вызванной поляризации (ВП) в Приморье!// Сб. "XXXIY юбилейная научно-техническая конференция ДВТГУ", книга 2. Владивосток, 1994, с. 49-50.
23. Геоэлектрические модели рудных структур Приморья.// Межвузовский сборник. Владивосток, 1994, с. 15-17 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
24. Моделирование электрических полей при изучении рудоносных структур в Приморье.// Межвузовский сборник. Владивосток, 1996, (соавтор: Н.Г. Шкабарня, в печати).
25. Роль электроразведки в расширении минерально-сырьевой базы Приморья.// Геология и разведка недр, 1996, (соавторы: Н.Г. Шкабарня, А.Д. Шуровский, А.Р. Ковалевская, в печати).
26. Проблемы применения электроразведки для оценки рудоносности шельфа дальневосточных морей.// Труды ТОЙ ДВО РАН, вып. 1, Владивосток, 1996, (соавтор: Н.Г. Шкабарня, в печати).
27. Методы естественного поля и вызванной поляризации при изучении рудных районов Приморья.// Проблемы геологии, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых Дальнего Востока. Тр. ДВГТУ, вып. 115, сер. 4. Владивосток, 1995, с. 67-71 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
28. The investigation of Prirriorje's ore provinces by the electrical prospecting methods. International symposium on geoscience progresses of notheast Asia.// Abstract volume. Chanchung. China, 1995, p. 99 (Coautor: Shkabarnja).
29. Интерпретация данных электрического зондирования при поисках ильменитовых руд в Приморье.// Геология и геофизика, Т.37,N4, 1996, с. 112-115 (соавтор: Н.Г. Шкабарня).
Учебно-методические работы
30. Оценка качества электроразведочных работ.// Владивосток: Д8ГТУ, 1993, 32 с.
31. Комплексирование геофизических методов при геологосъемочных работах масштаба 1:50000 (1:25000) с общими поисками.// Владивосток: ДВГТУ, 1994, 44 с.
32. Оценка геологической и экономической эффективности поисковых геофизических работ.// Владивосток: ДВГТУ, 1995, 36 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Таблица.
Параметры геоэлектрических моделей для расчета теоретических кривых ВЭЗ ВП
Номер слоя Мощность (1, м Удельное сопротивление р, Ом • м Поляризуемость 77. % Элементы геологического разреза
Вариант 1
Г 20 (50) 0.3 0.01 Морская вода
2 10-30 2 0.1 Обводненные осадки
3 0-10 2 5(10) Россыпь
4 50 20 1 Песчано-гравийный слой
5 50 : .100 2 Алевролито-аргиллитовая толща
6 ' 500 3 Вулканогенно-осадочные и интрузивные образования
Вариант 2
1 20 (50) 0.3 0.01 Морская вода
2 10 - 20 2 0.1 Обводненные осадки
3 0 -10 2 5(10) Россыпь
4 500 3 Вулканогенно-осадочные и интрузивные образования
Вариант 3
1 20 (50) 0.3 0.01 Морская вода
2 30 2 0.1 Обводненные осадки
3 0 - 50 20 1 Песчано-гравийный слой
4 0-50 100 2 Алевролито-аргиллитовая толща
5 150 - 300 50 10 (15) Рудовмещающая сульфидизированная толща
6 500 3 Вулканогенно-осадочные и интрузивные образования
Ряс. 1
s ш
О 0.1 O.Î O.Î 0.2, км
<.......t..........11 i-1
Рис. 7
Рис.1. Схема тектонического районирования Приморского края
(по Л.Ф. Назаренко, В.А. Бажанову, 1987, с дополнениями автора).
1 - границы наложенных структур; 2 - состав наложенных структур: а -терригенные, б - вулканогенные; 3 - структурные разломы: а -установленные, б - предполагаемые; 4 - границы рудных районов; 5 - границы рудоперспективных площадей. ВСАВП - Восточно-Сихотэ-Алинский вулканогенный пояс. . ¿
Цифрами и буквами обозначены: I - Ханкайский срединный массив; геосинклинальные складчатые системы: II -Лаоелин-Гродековская, III - Сихотэ-Алинская; структурно-формационные зоны: HI-A Сергеевская (Сергеевский массив), lll-Б - Алчанская, III-B - Малиновская, Ш-Г - Муравьево-Дунайская, 111-Д - Бикинская, 111-Е - Центральная, Ш-Ж -Кривинская, 111-3 - Прибрежная, 111-И - Восточная, III-K - Западная.
Цифрами в кружках обозначены разломы: 1 - Западно-Приморский, 2 - Спасский, 3 - Алчанский, 4 - Дальнереченский, 5 - Западный Сихотэ-Алинский, 6 - Арсеньевский, 7 - Меридиональный, 8 -Самаркинский, 9 - Центральный Сихотэ-Алинский, 10 - Колумбинский, 11 -Катэн-Чукенский, 12 - Тигринковский, 13 - Прибрежный, 14 - Извилистый. Цифрами обозначены:
рудные районы: 1 - Фурмановский,2 - Каваперовский, 3- Верхне-Уссурский, 4 - Арминский, 5 - Верхне-Бикинский, 6 - Вознесенский, 7 - Щербаковский, 8
- Ольгинский, 9 - Дальнегорский, 10 - Тернейский, 11 - Кузнецовский, 12 -Самаргинский;
рудоперспективные плошали: 13 - Малиновская, 14 - Нижне-Бикинская, 15 - Партизанская.
Рис.2. Геолого-геофизический разрез земной коры Приморья по профилю 1-1 (по данным В.В.Аргентова, Г.С. Гнибиденко и др., 1976, В.П.Макарова, 1974,1985, А. Д. Шуровского, 1987,с дополнениями автора).
- кажущееся удельное электрическое сопротивление; r¡k - кажущаяся поляризуемость; - потенциал естественного электрического поля; AÖä -аномальное магнитное поле; 1 - кривые поля силы тяжести (в 1 см 20 мГл): а
- наблюденного в редукции Буге, б - осредненного суммарного, в -осредненного от кристаллического фундамента; 2 - осадочно-эффузивный слой (2.65 - расчетная плотность, г/см); 3 - гранитно-метаморфический слой; 4 - базальтовый слой; 5 - верхняя мантия; 6 - интрузии: а - гранитов, б -гранодиоритов, в - среднего и основного состава; 7 - вулкано-тектонические
депрессии; 8 - основные разломы; 9 - границы: а - плотностнуе, б -сейсмические по данным ГСЗ; 10 - Кавалеровский рудный район (КГ'Р); 1 1 -рудные узлы: 1 - Арсеньевско-Новогорский, 2- Партизанский (Дубровский), 3 - Хрустальненский. (Расположение профиля 1-1 см, на рис.1.)
Рис.3. Дальнегорский рудный район: А - карта изогипс кроели высокоомного опорного горизонта, Б - геолого-структурная карта с элементами прогноза (по комп лексным геолого-геофизическим данным, БЛ. Столов, С.И. Дмитруки др., 1978).
1 - изогипсы опорного высокоомного горизонта, 2-4- отождествление опорного горизонта: 2 - с кровлей осадочного фундамента, 3 - с высокоомными разностями пород в осадочном фундаменте, 4 - с кровлей интенсивно ороговикованных вулканогенных пород; 5 - границы высокоомного горизонта различной геологической природы; 6-8-дальнегорский интрузивный комплекс: 6 - габбро-диориты (а), диориты (б), 7 - гранит-порфиры, 8 - дайки риолитов (а) и диабазов (б); 9-10 - верхнемеловые вулканогенные породы: 9 - акдезито-базальты (а), андезиты (б); 10 - риолиты, риодациты (а), игнимбриты и туфы риолитов и риодацитов (б); 11 - 12 - осадочный фундамент нижнемелового, юрского и триасового возраста: 11 -кремнистые породы (а), полим^ктовые брекчии (б), 12 - известняки (а), алевролиты и песчаники (б); 13-15- проекция скрытых интрузий и субвулканических тел на поверхность: 13 -преимущественно кислого состава, 14 - умеренно кислого (среднего) состава, 15 - среднего (основного) состава; 16-19 - разрывы: 16 - достоверно установленные: основные (а) и прочие (б), 17 - предполагаемые, 18 -выделенные по злектроразведочным (а - достоверные, б - менее достоверные) и гравиразведочным (в) данным, 19 - ограничивающие локальные блоки фундамента; 20 - зоны повышенной трещиноватости, дробления; 21 -структуры, благоприятные для поисков скрытого полиметаллического оруденения; 22-24 - зоны сульфидной минерализации по данным ВЭЗ-ВП с глубиной залегания верхней кромки от поверхности: 22 - 0-200 м, 23 - 200500 м, 24 - более 500 м; 25 - скрытая полиметаллическая залежь.
Рис.4. Кривые ВЭЗ ВП над месторождениями и рудопроявле-ниями Дальнегорского рудного района (по Б.Л. Сголсзу и др., 1978).
1 - Николаевское месторождение, ВЭЗ N62 (скв, 181), 2 - Кирилловское месторождение, ВЭЗ N51, 3 - Заявочное месторождение, ВЭЗ N43, 4 -
рудопроявление Водораздельное, ВЭЗ N63, 5 - Садовое месторождение, Вс N16 (скв.62).
Ркс.5 Результаты геофизических работ на рудном поле Юбилейного вольфрам-оловянного месторождения (по Б.И. Каштаеву, 1965, с дополнениями автора).
I - изолинии ДУА1; 2 - аномалии Д2: положительные (а), отрицательные (б); 3 - основные рудные зоны.
Риь.б. Геолого-геофизическая схема рудного узла в пределах
Фурмановского рудного района Приморья (по Б.Л. Столову и др., 1965).
I - риолиты, кварцевые порфиры и их туфы; 2 - алевролиты, песчаники; 3 песчаники, алевролиты, гравелиты; 4 - граниты биотитовые; 5 - тектоничет нарушения; 6 - олово-полиметаллические и вольфрамовые: а - месторождени б - рудопроявления; 7 - изолинии потенциала ЕП: а - положительные; б нулевые; в - отрицательные; 8 - области интенсивных знакопеременнь аномалий Д2; 9-10 - выделенные по геофизическим данным: 9 - контур развития графитизированных пород, 10 - контуры площади распространен зон сульфидной минерализации.
Рис.7. Результаты геофизических работ по профилю 20. Юго-западные фланги месторождении Нижнего (Б.Л.Столов, 1976,1991).
1-2 - графики рк и 1)к трехэлектродного электропрофилирования В1 получэнные: 1 - установкой А165Ы55М (а - 07.08.73г„ б - 12.08.73г.), 2 установкой А11СМ55М (а - 15.08.73г., б - 09.10.73г.); 3 - график локальнс составляющей поля силы тяжести; 4 - аллювиально-делювиальные отложени 5 - порфириты и их туфы, андезито-дациты; 6 - алевролиты, песчаник! конгломераты; 7 - алевролиты, песчаники, кремни; 8-12 - выделенные г геофизическим данным: 8 - разломы, 9 - зоны дробления, трещиноватост! 10 - зоны интенсивной трещиноватости, 11 - границы высокоомного опорног горизонта, .12 - сульфидная минерализация.
-
Столов, Борис Лазаревич
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Владивосток, 1997
-
ВАК 04.00.12
- Прогнозирование рудоносных структур методом гравиметрии в Учалинско-Александринской зоне
- Исследование геологической информативности аномальной динамики естественных полей Земли (электрического, магнитного и геохимического) на рудных и инженерно-геологических объектах
- Физико-геологические модели формирования рудоносных систем юга Дальнего Востока России
- Исследование возможностей электротомографии при изучении золоторудных месторождений
- Развитие метода электрической томографии на основе математического моделирования электрических полей
