Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрофизическая зональность гидротермальных месторождений юга Буреинского массива (на примере Каменушинской вулкано-тектонической структуры)

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Петрофизическая зональность гидротермальных месторождений юга Буреинского массива (на примере Каменушинской вулкано-тектонической структуры)"

РГ6 од

1 .9 АПР 1993 российская академия наук

президиум дальневосточного отделения

На правах рукописи

НОСЯРЕВ Михзял Юоьевнч

Г

НЕ ГРО'ЗЙЗКЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ Г/Щ?ОТНГ;,ЙШ1ЫК ЖСТО?02ДЕНИЙ ШГА БУРЕИНСКОГО МАССИВА ,

(на примере Каменуишисяой вулпано-тегконической слзуктури)

Специальность 04.00.22 - гэофизяка

АБТСРЕОНгАТ

диссертации на соискание ученей степо'ш кандидата г^олого-мянералогических гиг/к

Хабаровск, 1993

Работа выполнена в Институте тектоники и геофизики ДВО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

н. ¿.романовский

Официальные оппоненты: доктор геолого-ыинералогическкх наук

В.А.АБРАМОВ (Тихоокеанский океанологический институт ДВО РАН), кандидат геолого-минералогических наук Л.И.БРЯНСКИЙ (Институт тектоники и геофизики ДВО РАН)

Ведущая организация: Государственное геофизическое горногеологическое предприятие Росгеоякома (г. Хабаровск)

Защита состоится 28 апреля 1993 г. в II часов на заседании Специализированного совета К 002.06.04 в Президиуме ДВО РАН з конференц-зале Института тектоники и геофизики.

С диссертацией мокно ознакомиться в библиотеке ИТиГ.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 630063 Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 55, ИТиГ. Ученому секретарю Спецсовета Р.Ф.Черкасову.

Автореферат разосх^ан карта 1993'г.

Ученый секретарь Специализированного совета

Р.Ф'. Черкасов

s

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Исчерпание фонда, легкооткрываемых месторождений, имеющих выхода на поверхность, ставит задачи совершенствования методов поисков .слабо эродированных и глубокозалегающих рудных объектов. Важная роль при этом принадлежат методам-геофизики. Актуальность настоящей работы определяется необходимостью дальнейшего развития геофизических методов.поисков и оценки глубокозалегающих месторождений гидротермального.типа. Возможность и эффективность применения.таких методов.зависит, в первую оче-. редь, от результатов исследований физических свойств руд и рудо-вмещающих пород, изучению которых и .посвящена работа. .

Особенно важным является то, что объектом исследования выбраны гидротермальные месторождения в вулкано-тектопических структурах (ВТС),. многие из которых являются.носителями широкого спектра полезных ископаемых: золота, меди,'полиметаллов, урана и др. и представляют.большую промышленную ценность.

Целью работы является комплексная петрофизическая характе- . ристика вулкано-тектонических структур юга Буреинского массива „на примере Каменушинской вулкано-тектонической структуры (КВТС), установление закономерностей изменения физических свойств пород при наложении гидротермально-метасоматических изменений и определение возможностей их использования при поисках глубокозалегаю-щих месторождений.

Основные задачи исследований:

1. Изучение физических свойств неизмененных пород и закономерностей их пространственного распределения в вулканогенных телах ВТС.

2. Исследование характера и степени изменения физических

свойств вулканогенных пород при их гидротермально-метасоматичес-кой проработке.

3. Установление закономерностей изменения физических характеристик пород в пределах ¡урановых месторождений и рудных полей.

4. Оценка возможностей использования петрофизических характеристик при поисках слабоэродированных и глубокозалегающих рудных месторождений.

Научная новизна:

1.Впервые дана комплексная петрофизическая характеристика экструзивных тел обманийского вулканогенного комплекса в пределах ВТС юга Буреинского массива и показаны закономерности распределения в них физических свойств.

2. Впервые,<для юга Дальнего Востока установлена и объяснена типовая петрофизическая зональность гидротермальных месторождений урана в вулкано-тектонических структурах.

3. Обоснована возможность использования результатов изучения •физических свойств пород для оценки перспектив изучаемых участков на выявление глубокозалегающих месторождений и прогнозирования уровня их эрозионного среза.

Отсюда вытекает и практическая ценность работы:

1. Выявленная петрофизическая зональность гидротермальных месторождений является основой для применения геофизических методов с поисковыми целями в пределах рудных: полей в ВТС.

2. Обоснованы принципы использования результатов изучения . физических свойств пород для оценки перспектив рудйносности локальных поисковых участков..

3. Предложен рациональный комплекс петрофизических и геофизических методов"для поисков""слепого" уранового оруденения в В'ТО юга Буреинского маосива.

•• 5 '

4. Основные результаты и выводы, изложенные в работе, использовались при проведении детальных поисков гидротермальных месторождений урана, выполняемых ПГО "Таежгеология" в пределах Камену- • шинекой ВТС с 1983 по 1989 гг.

Защищаемые положения сводятся к следующему:

1. Вулканогенные тела обманийского комплекса характеризуются устойчивой пространственной закономерностью распределения физических свойств, т.е. обладают определенной петрофизической структурой, являющейся следствием особенностей их генезиса и последующего преобразования. В каждом из экструзивных тел по направлению

от подошвы к кровле выделяется пять петрофизических зон (структурных элементов), отличающихся как значения/ли петрофизических пара-, метров, так и их соотношениями. Такая петрофизичёская структура характерна для нзрудоносных блоков ВТС, где породы в минимальной степени затронуты гидротермально-метасоматическими изменениями.

2. Участки вулканогенных тел, вмещающие гидротермальные месторождения, обладают аномальными петрофизическими характеристиками, что связано с интенсивной гидротермально-метасоматической пррработкой пород, являющейся следствием пространственной и временной концентрации здесь гидротермального процесса. Для них характерны низкие значения плотности, высокие - пористости, понижэн-

(

ные значения электрического сопротивления и скорости продольных волн. Для таких участков наблюдается значительное понижение магнитных параметров: магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности. Все это позволяет рассматривать гидротермальное месторождение .как петрофпзичес.кую аномалию.

3. Особенности распределения "физических свойств пород в пределах месторождений свидетельствуют о наличии устойчивой петрофизической зональности этих объектов и позволяют выделять в направ-

лении от рудных тел к периферии три петрофизических зоны, отличающиеся как абсолютными значениями петрофизических параметров в них, так и их распределением: зону рудолокализации, зону объемной гидротермальной проработки, зону локальной гидротермальной проработки. Наличие зональности опрёделяется двумя факторами: пространственными соотношениями в пределах месторождений метасомати-чески измененных пород различных этапов гидротермального процесса ■ V и общим затуханием интенсивности преобразования пород по направлению от подошвы к кровле вулканогенных тел.'

_ 4. Аномальность месторождений по ряду петрофизических параметров (плотности, электрическому сопротивлению, магнитным свойствам) позволяет использовать для их выявления геофизические методы, а наличие петрофизической"зональности - прогнозировать уровень эрозионного среза объекта.

Фактический материал. Работа подготовлена на основе собственных материалов, полученных автором за время геолого-геофизических работ на Каменушинской вулкано-тектонической структуре в -ПГО "Таежгеология" с 1982 по 1989 гг. При этом изучен комплекс физических свойств пород: плотность' ( ^ ). коэффициент открытой пористости (Кп"0 ), электрическое сопротивление ( р ), скорость продольных волн (Ур), магнитная восприимчивость ( ® ), остаточ-. ная намагниченность ( Зп .) для 6000 образцов, преимущественно керна скважин. Только плотность и магнитная восприимчивость изучены еще для 40 ООО образцов. Исследованиями были охвачены четыре месторождение и более десяти рудопроявлений урана. Автором также были собраны и проанализированы петрофизические данные полевых партий ПГО "Тэехсгеология" и ДВШСа по ВТО рассматриваемого района (еще около 10 ООО образцов).'

Измерения физических свойств (6000 образцов) выполнены

в петрофизической лаборатория ПГО "Таежгеология", остальные -в полевых условиях. Химические и минералогические анализы, за редким исключением, выполнены в Центральной аналитической лаборатории ПГО "Таедгеология". Изучение монофракций глинистых минералов (600 обр*Л произведено в лаборатории ПГО "Слсновгеология" (г? Иркутск). Термомагнитный анализ образцоз выполнен в ИТИГ ДВО РАН.

Геолого-геофизической основой диссертации являются система-' тизированные автором материалы, изложенные в геологических отчетах Приленской, Таежной экспедиций и ПГО "Таежгеология" (19671989 гг.), отчетах сектора специальных исследований ДВИМСа (19691974 гг.), отчетах о результатах геологической съемки на ряде ВТС юга Буреинского массива,' а танке данные, представленные в опубликованных работах.

Апробапня работы.Основные положения работы рассматривались: на совещании "Геологическая интерпретация гравитационных и магнитных полей Востока СССР и Тихого океана" (Хабаровск, 1983 г.); ХП научно-технической конференции ПГО "Таекгеология" (Хабаровск, 1984 г*."); совещаний,'Региональные геофизические исследования на Дальнем Востоке" (Хабаровск, 1987); школе-семинаре "Современные методы локального прогнозирования, их эффективность и пути совер-. шенствования при поисках месторождений" (Москва-Наро-Фоминск, 1987 г.); ХШ научно-технической, конференции ПГО "Таелсгеология" (Хабаровск, 1988 г.); Всесоюзном научно-техническом семинаре "Пет-рофизика рудных месторождений" (Ленинград, 1990 г.).

Публикации. По тема диссертации опубликовано семь работ; материалы исследований изложены в 'Трех производственных отчетах.

Объемен структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и заключения. Содержит ^ страниц, 47 ри-

сунков, 38 таблиц и список литературы из 4)1 наименований.

Автор считает необходимым выразить благодарность сотрудникам Таежного'ПГО - Таежной геологической экспедиции Боровкову В;П.", Катышкину A.C., Парышеву В.Г., Пересторонину А.Е., Полозову А.Е., Токманцеву Б.Г. за содействие при написании работы, ценные советы и замечания при обсуждении многих ее положений, Семеновой Р.В. за помощь в проведении минералогических исследований, а также Кривцову А.Я., выполнившему большинство лабораторных измерений физически свойств. Автор признателен также своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук Н.П.Романовскому за неизменную поддержку при написании и подготовке работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава I. ПРОБЛЕМЫ ШТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

V В главе показано, что современный уровень сазвития петрофи-зики позволяет выделить в ней ряд направлений, наиболее крупным из которых можно считать рудную петрофкзику (Н.Б.Дортман, 1984; Н.П.Романовский, 1987; Г.А.Соловьев, 1985). Определены ее цель, задачи, объект и предмет исследований. Обосновано, что опыт использования физических свойств горных пород при изучении месторождений полезных 'ископаемых должен рассматриваться в рамках двух подходов: петрофизическое обеспечение интерпретации геофизических данных и использование собственно петрофизических данных для решения самостоятельных геологических задач. Необходимость и важность второго подхода обусловлена, во-первых, существованием таких петрофизических неоднородностей геологических объектов, которые по тем или иным причинам', не могут быть выделены дистанционными геофизическими методами и, во-вторых, наличием ряда информатив-

ных петрофизических характеристик, которые нельзя измерить иначе, чем контактным способом. В глазе охарактеризованы наиболее типичные примеры использования петрофизических данных при изучении гидротермальных месторождений, даны некоторые классификации используемых методов. На основании этого определено содержание исследований, выполненных в настоящей работе.

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И РУДОНОСНОСТЬ ВУЛКАНО-ТЕКСТОНИЧЕСКИХ СТРУКТУР ЮГА БУРЕИНСКОГО МАССИВА

Мезозойские-вулкано-тектонические структуры (ВТС) Буреинско-го срединного массива расположены преимущественно в пределах Мало-хинганского и восточной части Туранского блоков и входят в состав Восточно-Буреинской орогенной магматической системы. Для них характерно заложение на кристаллическом фундаменте массива в раннем мелу, развитие вулканических комплексов в гомодромной последовательности, преимущественно оловянная, реже урановая металлогени-ческая специализаия (Б.И.Бурдэ, 1973; М.В.Мартынюи, 1990; В.И.Сухов, 1981).

Поскольку рудоносность ВТС связана главным образом с породами обманийского вулканогенного комплекса, его характеристике уделено основное внимание. Показано, что большая часть пород данного комплекса слагает сложные многофазные экструзивно-субвулканические постройки (липариты, гранит-порфиры), особенности которых детально разобраны на примере Каменушинской ВТС. Разобраны особенности тектоники и гидротермально-метасоматических изменений пород. Приведены данные по рудоносности, в первую очередь гидротермальным место-

I ..

рождениям урана КВТС, относящихся к молибден-урановой рудной формации.

Глава 3. ПЕТРОФИЗЙЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИЕИЗЖНЕННЫХ ПОРОД КАМЕНУ11МНСКСЙ ВУЛ1САН0-ТЕКТ0НИЧЕСК0Й СТРУКТУРЫ

. В главе изложены результаты изучения-физических свойств пород, не затронутых гидротермальными изменениями и являющихся тем "фоном", на котором проявляются'месторождения. Комплекс физических свойств изучен по 18 спорным скважинам до глубины 900 м, только плотность и магнитная восприимчивость изучены еще по 51 скважине вне пределов гидротермальных месторождений и рудопрояв-лений.

Существующая практика петрофизической характеристики геологических тел в большинстве случаев подразумевает однородность распределения физически параметров в них и,' соответственно, характеристику через средние значения. При рассмотрении физических. свойств пород обманийского комплекса автор пришел к выводу об устойчиво повторяющихся неоднородности распределения петрофизичес-ких характеристик в экструзивных телах и игнимбритовых покровах в направлении от подошвы к кровле, которые оказались идентичныдля всех изученных вулканогенных тел (афировых флгаидальннх липаритов, традиционно называемых фельзитами, гранит-порфиров, порфировых липаритов) . Автором выделяются в кавдом вулканогенном теле пять пет-рофизических зон (снизу-вверх-), различающихся как абсолютными значениями яетрофизических параметров, так и их соотношениями.

Характер распределения плотности, пористости, электрического сопротивления и скорости продольных волн в экструзивных телах, названия и средние мощности петрофизических зон показаны на рис. I. Все параметры даны в долях их значений в третьей от подошвы зоне" максимальной плотности. Абсолютные значения в ней для порфировых липаритов, гранит-порфиров и фельзитов составляют: плотности

МОЩНОСТЬ*.

Зона ги пер-ге^еза

40

0.145рГХ

ГраЗи-ентная зона

Зо 400

0.557рк

Зона максимальной плртно-сти

Про/ле-жуточ-ная зона

40

50

о.згур

О.Э8Ур

Ж ср

Ип.ср

шах |0.488рк

ПоЭошва

10

------1--

{0.357с; |137Кп.о.п''-п

Vp

О.Э8У™х \СЛХср

дер

0.85Ипср

цдер

ГТзг5Рктах ~|Ш2Ур|Т1ах1ь.з"^ср Таёта^о 20сП

Ьрасстояние от поЗошвы тела Эо точки Вычисления плотности, 6 сотнях метроб Рис.1 Петрофизическая зональность экструзиВных тел облланииского коллплекса КВТС

2.59-ТО3 кг/м3, 2.53-103 кг/м3 и 2;60-Юэ кг/м3, соответственно, коэффициента открытой пористости 1.80$, 3.83"£, -Т',23%, электрического сопротивления 5200 ом;м, 1350 ом.м, 5400 ом'.м, скорости продольных волн 4.42 км/с, 4.14 км/с, 5".35 км/с". Близкой петрофизи-ческбй зональностью обладают и покровы игнимбритов липаритов,' но в них не столь отчетливо проявлено градиентное поведение плотности и пористости.

"Распределение в разрезах экструзий магнитных параметров в целом соотносится с выявленной петрофизической зональностью, но менее дифференцированно (рис. I). Изученные породы являются

с

магнитными с близкими значениями -ае равными -720>-10 ед. .СМ,

У с . - . — с:

690-10 ед. Си и 680-10 ед"! Ои для порфировых липаритов, гра-нит-порфиров и фельзитов соответственко и различными значениями Зп: 250-Ю"3 А/м, 95-Ю-3 АД, 33-Ю"*3 к/и. Слабомагнитны лишь породы в самых нижних частях экструзий. Значение ге игнимбритов

С . . О

несколько меньше (360-10 ед. Си), а их Зп равна 190-10 А/м. . Для более углубленного изучения магнитных свойств, определения характера и типа магнитной минерализации изучено 18 минералогических проб (шлифы, аншлифы, искусственные шлихи). Все определения магнитных минералов заверены рентгено-структуркым анализом. Кроме того, тип магнитной минерализации определен по кривым тер-моразмагничивэния. Полученные результаты свидетельствуют, что основным магнитным минералом является титаномагнетит с минимальной долей ульвошпинелевого компонента, который в дальнейшем называется просто магнетит. Все его кристаллы в той или иной мере магге-митизированы, постоянная решетки а0 меняется от 8.37 А'1' до. 8.39

о

А". Для. менее магнитных' нижних часгзй экструзий характерны уде гематитизация магнетита и появление значительных количеств марти-та, что свидетельствует о довольно сильной степени высокотемпера-

тарного окисления (ВТО) в этих частях.

Показано, что устойчивые закономерности пространственного распределения петрофизических параметров, позволяют говорить о • петрофизичеойой структуре вулканогенных тел, являющейся следствием условий их образования и остывания. При этом выделяется пять разобранных выше структурных элементов.

Обосновано, что факторами, определяющими физические свойства вулканогенных пород являются следующие: .

а) степень раскристаллизованности и относительное количество стекла в породах;

б) текстурные особенности пород;

в) наличие ксеногенного обломочного материала;

г) степень тектонической нарушеннсст^различных частей вулканогенного тела;

д) характер л степень автометасоматического преобразования пород;

е) выветривание пород.

Детально разобрано влияние перечисленных факторов на каждый петрофизический параметр.

На основании привлечения данных по другим регионам показано, что зональное строение вулканогенных тел (по геологическим данным) является их характерной особенностью (О.Н.Волынец, 1970, 1973; В.С.Коптев-Дворников, 1970; Е.Ф.Малеев, 1980; Макдональд, 1975) и безусловно должно сопровождаться изменением петрофизических характеристик.

Отмечено, что изучение петрофизической структуры вулканогенных тел может явиться весьма.перспективным направлением и способствовать решению, разнообразных геологических задач. В рамках же исследования, выполненного в диссертации, подчеркнуто только два

и

следствия. Во-первых, выявленная петрофизическая структура является типовой для вулканогенных тел как среди, вмещающей оруденение я наблюдается'в пределах нерудоносных блоков. Следует ожидать, что при наложении гидротермально-метасоматических изменений она, как* и абсолютные значения петрофизических параметров, будет меняться. Во-вторых, петрофизические особенности экструзий способствуют по- ' явлению благоприятных условий для локализации оруденения в нижних 70-100 м этих тел, оче." ниже зоны максимальной плотности, которая в свою очередь выступает как экран для гидротермальных растворов.

Таким образом, приведенный в главе материал обосновывает первое защищаемое положение.

Глава 4. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАСОМАТИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННЫХ ПОРОД". ПЕТРОЗИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ

В главе на основании изучения около 20 тыс образцов решены три вопроса: определен характер изменения физических свойств пород обманийского комплекса при наложении гидротермально-метасома-тических изменений, выявлены закономерности пространственного ■ распределения физических свойств пород в пределах гидротермальных месторождений (на примере урановорудных объектов КВТС), обоснованы геологические причины формирования их петрофизических особенностей.

В разделе 4.1 "Петрофизическая характеристика метасоматически измененных пород" освещены результаты изучения физических свойств измененных пород применительно к продуктам трех основных стадий гидротермального процесса: ранней щелочной, кислотного вы-- . щелачивания, поздней щелочной. Первая представлена автометасома-тическими изменениями (кремне-калиевый метасоматоз). Хотя он в той :

1-5

или иной мере характерен для всех пород, показано, что в случае его высокой интенсивности уменьшается в 2-3 раза ж и в 1,5-2 Зп пород за счет ВТО магнетита до гематита и появления "мартитов нагревания" (А.М.Глевасская, 1983). Это явление характерно для локальных участков с высоким парциальным давлением кислорода.

Для аргиллизированных пород показано, что наибольшим разуплотнением и првшением пористости характеризуются продукты стадии . кислотного выщелачивания, плотность которых колеблется от

2.30-I03 кг/м3 до 2.5-I03 кг/мэ, а К„ „ от 5 до 15%. При наложе-

п* о.

нии процессов поздней щелочной стадии плотность пород относительно повышается, а пористость уменьшается. Приведены результаты совместного изучения этих параметров с данными количественного соотношения в породах гидротермальных глинистых минералов (каолинит, гидрослюда, смзшанослойные типа гидрослюда-монтмориллонит). Определения минералов выполнены на дифрактометре ДР0Н-5, изучено 600 образцов. Построены зависимости с/ и К - от соотношения в аргилли-

II» U

зитах минералов группы каолинита -и гидрослюд'. Сделан вывод, что наибольшим разуплотнением характеризуются каолинитовне и монтмо-риллонит-каолинитовые метасоматиты, а по мере возрастания доли гидрослюды плотность пород растет и пористость уменьшается, но в целом не доходя до уровня неизменных пород. Для электрического сопротивления и скорости продольных волн подобной зависимости не установлено. Для аргиллизированных пород в целом характерно уменьшений j> до значений менее 1000 ом.м и Vp до значений менее 4 км/с. Исключение составляют формирующиеся на заключительных стадиях гидротермального процесса карбонат-гидрослюдистые метасоматиты, отличающиеся высокими значениями р (до' 10000 ом.м) и повышенными -плотности (в среднем 2.57-Ю3-кг/м3).

В разделе 4.2 "Петро<5изическая характеристика месторождений

приведены результаты изучения петрофизических характеристик пород по 4 урановорудным месторождениям с разным уровнем эрозионного среза: Ласточке, Светлому, Каменушинскому, Эхилканскому. Изучение выполнено по керну 67 скважин,' бтобранному с шагом 5-10 м, до глубин от 100 до 800 ы'. Результаты изучения позволили ввделить на месторождениях три петрофизических зоны, характеризующихся различием и своеобразным поведением Петрофизических параметров (рис! 2).

Зона рудолокализации характеризуется резкой и значительной дифференциацией физических свойств пород: с! от 2'.30'103 кг/мэ до 2.65-Ю3 кг/м3,. 0>' от I до 15$, от 100 ом.м до 10000 омГм, ж от 5Ую-5 ед Си до 250-Ю-5. едТ СИ,' Зп от 2-Ю-3 А/м до

О *

200-10 А/м. Дифференциация параметров обусловлена совмещением

в зоне разнообразных метасо'матитов как дорудной стадии (кислотА

ного выщелачивания), так и рудосопровождающей (гидрослюда - сме-шанослойные и карбонат - гидрослюдистые метасоматиты). Второй причиной является сохранение здесь "останцев" пород зоны максимальной плотности, не затронутых процессами аргиллизации, к которым зачастую тяготеют рудные тела. Однако зона рудолокализации не является синонимом области развития рудных тел, в нее входит на десятки метров и околорудное пространство. Мощность зоны рудолокализации по вертикали может достигать 100-120 м.

Зона объемной гидротермальной проработки (ОГП) предрудного этапа характеризуется устойчивым понижением на значительную мощность (средние значения для месторождений по зоне от 2.45-Ю3 кг/м3 до 2.50'Ю3 кг/м3), повышением Кп о (в среднем около &%),

пониженными значениями р (1000 ом.м и менее), Ур (менее 4 км/с).

-5

Магнитная восприимчивость не превышает 50-10 ед. Си, остаточ-

о

ная намагниченность составляет первые десятки 10 А/м. Дифферен-

Рис-2. Петросрмзическая модель месторождения 6 породах ОБманийского комплекса

Ьпороды Солонечного комплекса; породы Обманийского комплекса: 2,-игнимбриты липаритоЬ; 3.-ту£рогенно-осадочный горизонт; 4.-экструзи6ные оБраэо&ания; 5.-тектонические нарушения; бгграмицы: а) месторождения, б) петросризических зон; 7тпетросризические зоны месторождения: А-рудолокализации, Б-ОГП; В~ЛГП; 8-оБласти гидротермально измененных пород; 9-рудные тела; 10.-характерные уроБни эрозионного среза масторож/лиия •

циация физических свойств невелика. Зона ОГП характеризуется преимущественным развитием аргиллизитов стадии кислотного выщелачивания. Это наиболее крупная в контурах месторождения петрофизичес-кая зона, она расположена выше рудных тел (возможно с некоторым смещением в плане), а мощность ее составляет сотни метров (до

350-400 м). Главная ее особенность - объемная метасоматическая

!

проработка пород, в ее пределах практически' нет участков, не затронутых изменениями. В зоне, как правило, отсутствует сколь-либо значимое оруденение.

Выше и в стороны от зоны ОШ необходимо выделять еще одну зону - локальной гидротермальной проработки (ЛШ). Она характеризуется затуханием объемно проявленного метасоматоза и развитием ' измененных пород лишь по отдельным тектоническим структурам, между которыми расположены блоки неизменных пород. Это вновь приводит к своеобразному распределению физических свойств в зоне ЛШ, их повышенной дифференциации, перепадал от значений, характерных для интенсивно аргиялизированных пород, до значений, отвечающих неизменным породам. Мощность зоны достигает 100 м, возможно и более. Густота тектонических нарушений и сопряженных с ними изменений в зоне ЛТТТ существенно превышает нормальный "фон" нерудоносных участков. Расположенная гипсометрически выше зоны ОГП она также может быть несколько смещена в плане;

Таким образом, необходимо рассматривать месторождение как-определенную часть вулканогенного тела', характеризующуюся аномально высокой насыщенностью гидротермально измененными породами, что обусловливает и аномальные,, по отношению к безрудным участкам,' физические свойства пород, т.е. месторождение правомерно рассматривать как петрофизическую аномалию. Чрезвычайно важным является также наличие устойчивой петрофизической зональности месторожде-

ний в направлении от рудных тел к периферии и при малом эрозион-' ном срезе вскрытие на поверхности зон ОГП или ЯШ.

В этом же разделе на конкретных примерах показано, что рудо-проявления отличаются от месторовдений отсутствием объемно проявленных метасоматических.изменений пород на большую мощность и не обладают соответствующим изменением физических свойств пород.

В разделе 4.3 "Условия формирования петрофизических особенностей месторождений" сделан вывод, что главной причиной формирования петрофизических особенностей месторовдений является пространственная и временная концентрация здесь проявлений гидротермальной деятельности, превышающей по масштабу и интенсивности аналогичные процессы в других частях ВТС. Обособление рудоносных участков и приобретение аномальных петрофизических характеристик начинается задолго до собственно продуктивных этапов гидротермального процесса. Разобраны геологические причины формирования таких участков d свйзи с особенностями тектоники и морфологии вулканогенных тел. Предложена и обоснована схема приобретения породами•■ рудоносных участков аномальных петрофизических характеристик, которая выглядит следующим образом: (особенности геологического строения BIG на ранних этапах вулканизма + особенности формирования экструзий)-»-локальные участки аномально высокой тектонической нарушенности—аномально высокая проницаемость пород в их пределах для гидротермальных растворов-»-стягивание гидротермальных растворов и концентрации гидротермальной деятельности на участках широкое проявление мегасоматически измененных пород—аномальные пет-рофизические характеристики 'пород.

Таким образом, приведенный в -главе материал обосновывает второе и третье защищаемые положения.

Глава 5'. ПРОЯВЛЕННОСТЬ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЯХ И ДАННЫХ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Проанализирована степень проявленности гидротермальных место-ролсдений с рассмотренной выше петрофизической зональностью в фг. зи-ческих полях (гравитационном, магнитном), данных электроразведки методом сопротивлений, площадного изучения плотности и магнитной восприимчивости горных пород, радиометрических и -геохимических методов .

В разделе 5.1 "Результаты теоретического моделирования" при- ■ ведены данные по расчету гравитационных и магнитных аномалий над моделью гидротермального месторождения, основанной на полученной петрофизической зональности при разных уровнях эрозионного среза (по зонам рудолокализации, ОГП, ЛГП).

В разделе.'"Фактические данные" проанализировано проявление урановорудных объектов КВТС в имеющихся геолого-геофизических' материалах. Для анализа выбраны четыре месторовдения с разным/ ■уровнем эрозионного среза: Ласточка (рудный срез), Светлое (верхнерудный - надрудный), Каменушинское и Эхилканское (надрудный).

Результаты анализа как теоретических расчетов, так и практических примеров свидетельствуют, что аномальность физических свойств пород месторождений определяет их соответствующее отображение в геофизических данных.'Кроме того, характер проявленности различен для разных уровней эрозионного среза, когда на поверхности вскрывается одна из трех петрофизических зон.

При срезе по зоне рудолокализации месторождению может соответствовать слабая (до 50-70 нТ) отрицательная магнитная аномалия, осложненная локальными знакопеременными аномалиями до первых десятков нТ. Аномалии поля силы тяжести практически не наблюдается. Значения электрического сопротивления пород по данным электропро-

филирования весьма дифференцированы: от первых сотен ом.м до 10000 ом.м. Значения плотности (по петроплотностной карте) также дифференцированы, много участков со значениями более 2.55»103 кг/м3, характерйы локальные зоны, где плотность весьма низкая (менее 2.40-Ю3 кг/м3). Магнитная восприимчивость пород в целом понижена (около ЮО-Ю-^ едГ Си), при этом есть участки как со

с с ' . _

значениями более 200*10 ед. Си, так и менее 10-10 ед. Си. Месторождению соответствуют площадные интенсивные ореолы аномальной радиоактивности пород и локальные аномалии с очень высокими (до тысяч мкР/ч) значениями, отвечающие выходам рудных тел. Для этого уровня среза характерно дифференцированное распределение щелочей: на общем пониженном фоне содержаний натрия (от 0.5 до 2%) выделяются локальные зоны привноса калия (до 5-6/0. Отмечаются локальные аномальные ореолы молибдена и фтора.

В случае вскрытия на поверхности зоны ОГП, характер полей над месторождением резко меняется. Появляется отрицательная магнитная аномалия до - 200 нТ -300 нТ при очень слабой общей дифферен-цированности магнитного поля. При большой мощности зоны ОГО возможно появление слабоинтенсивной (до, -0,7 мГл) отрицательной гравитационной аномалии. Большей части месторождения соответствует об -ласть низких значений электрического сопротивления (менее 1000 ом'.м) плотности (менее 2.5-Ю3 кг/м3) и магнитной восприимчивости (менее 50-Ю-® ед. Си) при их очень;слабой дифференциации. Практически отсутствуют ореолы повышенной радиоактивности, характерны •площадные ореолы выноса натрия (менее 1.5-25?), аномальные ореолы свинца и лития, причем последний тяготеет к верхним частям зоны ОГП.

В случае вскрытия на поверхности зоны ЛТП рассматриваемые параметры вновь характеризуются своеобразным поведением. Над объ-

ектом остается отрицательная магнитная аномалия, но структура поля резко усложняется, на фоне общего понижения'появляются локальные интенсивные (до сотен нТ) положительные аномалии, связанные с блоками неизмененных пород. Остается и даже может увеличиться до I мГл отрицательная аномалия поля силы тяжести. .Электрическое сопротивление пород по данным ЭП характеризуется значительной диффе-репцированностыо: значения меняются от сотен до 5000 ом.м. Области низких значений занимают около 50% площади объекта и, как правило, имеют линейную форму. Аналогично характеризуются плотность

I

и магнитная восприимчивость пород. В этом случае крайне редки ореолы повышенной радиоактивности. Отмечаются линейные зоны выноса натрия:, характерен площадной аномальный ореол фтора.

Таким образом, выполненный в главе анализ свидетельствуем как о проявленности месторождений в физических полях, так и о различном характере этой проявленности в зависимости от уровня эрозионного среза собственно рудного объекта и идентифицирующих его петрофизических зон.

Глава б'. использование пе1р0физическсй зональности для: поисков глубокозалегаоцих ШСТ0Р01ЩЕНИЙ

Предложен комплекс геофизических методов, позволяющий решать задачу поисков глубокозалегающих месторождений, который должен включать в первую очередь методы, изучающие плотность, электрическое сопротивление и магнитные свойства пород. Подразумевается изучение как контактным, так и дистанционным способами.

Комплекс должен использоваться на этапах детального опоиско-вания рудных полей и решать-две последовательные задачи. Во-первых, выделение участков, отвечающих по набору признаков потенциальным месторождениям и, во-вторых, предварительную оценку таких участков по перепективности и возможной глубине расположения ору-

денейия. В первом' случае ведущая, роль принадлежит дистанционным геофизическим методам, во втором возрастает роль петрофизической информации, получаемой контактным способом.

В главе отмечено, что разбираемый подход направлен на выделение собственно месторождений и почти не касается вопросов использования геофизических данных для изучения геологического строения BTG. Эти вопросы детально разобраны в работах Л.И.Брянского, Ф.И. Манилова, Н.П.Романовского и Г.А.Павлова, Б.Г.Оаксина.

Рассмотрен ряд факторов, которые необходимо учитывать при интерпретации материалов в рамках предложенного подхода.' Основные из них: петрофизическая однородность потенциально рудовмещающей, опоисковываемой части вулканогенного разреза, влияние нижних горизонтов ВТС, учет внешних факторов (в первую очередь влияние рельефа местности на магнитное поле). На конкретных примерах показаны возможные способы этого учета и ограничения,накладываемые ими на интерпретацию.

Задача дальнейшего изучения выделяемых участков додана решаться на основе имеющейся петрофизической информации (в т.ч. по результатам бурения) и заключается в оценке соответствия их петрофи-зических характеристик и полученной модели месторождения. При этом необходимо решать следующие принципиальные вопросы:

а) общая оценка степени гидротермальной проработки пород участка (предложена схема оценки на основании изучения магнитных свойств пород);

б) определение наличия метасоматитов дорудных этапов аргилли-зации, интенсивность этого процесса и объем захваченных пород (выполняется по анализу соотношения плотности и пористости пород);

в) выявления признаков наличия зоны рудолокализации (в первую очередь по анализу электрического сопротивления пород и их плогно-

I

сти).

Предложена рациональная схема опоискования рудных полей в ВТС с использованием геофизических методов для выявление глу-бокозалёгающих гидротермальных месторождений.' Данная схема реализована автором при проведении работ на КВТС. Приведены конкретные примеры.

Таким образом, главы 5 и 6 обосновывают четвертое защищаемое положение.

В заключении приведены основные результаты исследований:

I. Дана, комплексная петрофизическая характеристика вулканогенных тел, показаны устойчивые пространственные особенности распределения в них петрофизических параметров. Разработаны причины, формирования этих особенностей. При этом с привлечением материала по другим регионам обосновано, что наличие петрофизической структуры, близкой к выявленной для ВТС юга Буреинского массива, должно наблюдаться для большинства вулканогенных тел в других ВТС.

2. Выявленные особенности распределения петрофизических параметров в вулканогенных телах определяют исключительно благоприятные условия для локализации гидротермального оруденения на уровне их нижних горизонтов мощностью 50-100 м":

3. Изучено изменение петрофизических характеристик пород при наложении процессов метасоматоза.' Установлена зависимость изменения физи^ьйких свойств аргиллизированных пород от преобладающего типа гидротермальных глинистых минералов: каолинита, гидрослюд, смешаннослойных гидрослюд - монтмориллонит.

4. По результатам изучения ряда гидротермальных месторождений показана необходимость рассмотрения их как петрофизических аномалий. Доказано, что причиной аномальности физических свойств пород, вмещающих месторождение, является пространственная и вре-

менная концентрация здесь проявлений гидротермальной деятельности.

5. На основании изучения ряда объектов-эталонов установлено наличие петрофизической зональности месторождений, закономерное изменение петрофизических характеристик пород при удалении от руднмх тел. Выделено три петрофизические зоны с существенно различающимися физическими свойствами пород.

6. Проанализирована возможность проявления слабоэродирован-ных месторождений в физических полях и обоснована возможность выделения и оценки геофизическими методами перспективных участков для поисков в пределах ВТС слабоэродированного оруденения. При этом показаны возможности использования петрофизической информации для решения ряда геологических задач. ■

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. О классификации кристаллического фундамента по составу

и учете поверхностных неоднородностей при интерпретации гравиметрических аномалий (на примере Южно-Приморской зоны Ханкайского массива). // Глубинное строение Востока СССР и прилегающих акваторий по гравитационным и магнитным данным (тезисы докладов к совещанию "Геологическая интерпретация гравитационных и магнитных полей Востока СССР и Тихого океана")'. - Хабаровск," 1983.' - С." 14-16 (совместно с М.В.Горошко). \

2. Геологическая интерпретация гравиметрических данных при

. I

изучении глубинного строения Южного Приморья // Глубинное моделирование геологических структур по гравитационным и магнитным данным. - ДВНЦ Владивосток, 1985. - С7. 72-76 (совместно с ГО.Горош-• ко).

3. Петрофизическая модель гидротермальных месторождений вул-

кано-тектонической структуры // Генетические, формационные и промышленные типы оруденения в вулканических, поясах (тезисы докладов к совещанию "Научные принципы прогнозирования эндогенного оруденения в восточно-азиатских вулканических поясах СССР"). - Хабаровск, 1988.

4. Петрофизическая характеристика месторождений в вулкано-тектонических структурах Буреинского массива // Тихоокеанская геология. - 1989. - й 4.'- С.' 64-68 (совместно с В.Г.Парышевым).

5. Плотностная характеристика выветрелых горных пород Дальнего Востока // Тихоокеанская геология. - 1990. - й I. - С. 56-62 (совместно с Н.П.Романовским и др.').

6. Петрофпздческая зональность гидротермальных месторождений в вулкано-тектоническкх структурах юга Буреинского массива // Пет-рофизика рудных месторождений. Тезисы докладов Всесоюзного научно-тектонического семинара. - Л., 1990. - С. 106-107.

7. Плотностная характеристика пород фундамента Каменушинской вулканотектонической депрессии (Буреинский массив)•// Тихоокеанская геология. - 1992. - Б I." - С. 48-54