Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петрофизические исследования как основа объемного геофизического моделирования и прогнозирования

ВАК РФ 04.00.22, Геофизика

Автореферат диссертации по теме "Петрофизические исследования как основа объемного геофизического моделирования и прогнозирования"

а ин

- 5 М1Р ^93

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ПРЕЗИДИУМ ДЬЛШЕВЭСТОЧНОГО ОТДЕЛЕНИЯ

На правах рукописи

ИВОЛГА ЕКАТЕРИНА ГКТГОРЬЕЖА

ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАК осноа ОБЪЁМНОГО ГЕОФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И

ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ( на примера Вознесенского рудного района)

Специальность 04.00.22 - геофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кавдидата геолог о-мшере логических наук

г. Хабаровск, 199ВГ.

Работа выполненав Институте тектоники и геофизики дао РАН.

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук Н.П. Романовский.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогнческнх наук Ю.Я.Ващилов (СВКНИИ ДВО РАН),

кандидат геолого-минералогических наук Л.И.Брянский (ИГиГ)

Ведущее предприятие Приморское гос^дарст^-венное геофизическое предприятие "Приморгеофизика"

Защита состоится 27 апреля 1993 года , 1200 на заседании Специализированного совета К002.06.04 в Президиуме ДВО РАН в конференцзале Института тектоники и геофизики.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиГ. Отзывы, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 680063 г.Хабаровск, ул. Ким Ю Чена, 65 ИГиГ. Ученому секретарю Спецсовета Р.Ф.Черкасову.

Автореферат разослан марта 1993 года.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат /1 -у

геолого-минералогических наук /! - Р.Ф.Черкасов

ВВВДЕШК

Актуальность . Одним из конструктивных путей повышения эффективности глубинного крупномасштабного и локального прогнозирования является использование объемных физико-геологических моделей ^ФГИ; территорий рудных районов. Вакнои частьп этих работ являются петрофизические исследования, что и определяет актуальность разработки методик использования их результатов при объемном геолого-геофизическом картировании, прогнозировании и технологии создания самих моделей.

Цель работы. Разработка методических основ комплексных петрофизических и геолого-геофизических исследовании при объемном изучении глубинного строения и оценке перспектив рудных районов Вознесенского типа.

Задачи исследований:

- организация системы комплексных петрофизических исследовании для ооеспечения ооъемного геолого-геофизического изучения рудных районов;

- систематизация результатов комплексных петрофизических исследований Вознесенского рудного района (ВРР; и определение их места в обшей системе геолого-геофизических работ;

- адаптация технологии построения объемных ФПЫ для условий ВРР;

- совершенствование методики глубинного прогнозирования на базе компьютерной технологии;

- построение объемной ФГМ и оценка перспектив глуоинной рудоносности Вознесенского рудного района.

Защищаемые положения.

1. Результаты систематизации петрофизических данных свидетельствуют о значительной дифференциации пород, среди

которых гранитоиды, отличающиеся повышенным удельным электрическим сопротивлением и естественной остаточной намагниченностью, габброиды - повышенной плотностью и удельным электрическим сопротивлением, эффузивы кислого состава - пониженной плотностью и повышенным удельным электрическим сопротивлением. Это обеспечивает создание комплексной геолого-геофизической основы для изучения глубинного строения ВРР.

¿. Технология построения объемной статической ФГЫ ВРР базируется на сочетании серии погоризонтных срезов и опорных разрезов, "динамическая" - на результатах палеомагнитных 1возраст магматических продуктов; и "палеогравитационных" Iпоследовательное исключение масс разновозрастных интрузию исследованиях.

3. Установлена высокая разрешавшая способность компьютерной технологии АШС "Регион", адаптация которой при объемном прогнозировании флюоритового оруденения ВРР осуществлена путем разработки способов последовательного транслирования образа рудного.объекта от уровня дневной поверхности на Оолее глубокие погоризонтные срезы.

4. Металлогенические особенности ВРР определяются характером формирования и последующего развития интрузивно-купольной структуры центрального типа. Структура заложена в области пересечения северо-западных и северо-восточных нарушений

и претерпела неоднократную активизацию. Флюоритовое орудене-ние ассоциируется с раннепалеозойским магматизмом, оловянное -с позднепалеозойским. Увеличение ресурсов флюоритового оруденения следует ожидать за счет доразведки флангов известных месторовдений Вознесенской зоны в интервале глубин 0 - 1000 м и поиски новых объектов в пределах Партиэанско-Чапаевской

Iглубины 500 - 1000 м; и Лучкинской (глубины более 1000 м)рудоносных зон.

Научная новизна.

Изучены петрофизические характеристики геологического разреза как по плоиади, так и на глубину.

Получены палеомагнитные характеристики магматических пород, на этой основе проведена их схематическая возрастная корреляция.

Составлена объемная ФГЫ ВРР, явившаяся основой для глубинного прогнозирования.

Разработаны методические основы и создана ФГМ ВРР, включающая серию временных геолого-структурных срезов и выполнено прогнозирование флюоритового и оловянного оруденения с использованием АИПС "Регион" путем решения задач на плоскости для различных глубинных уровней эндогенного оруденения.

Практическая ценность.

Разработана методика и технология исследований, показывающая позицию района в региональных структурах, уточняющая элементы его внутреннего строения, отражающая изменение структурного плана территории во времени и обеспечивающая прогнозирование и поиски. Принята к использованию производственными организациями. Полученные данные позволяют предложить:

а) пересмотр стратификации палеозойских осадочно-метамор-фических и вулканогенно-осадочных комплексов;

б> уточнение генетических концепций формирования рудоносных гранитных комплексов и связанных с ними местороздений.

Установленные критерии контроля оловянного и флюоритового оруденения обеспечивают выделение новых рудоперспективных пло-

щадей и участков для глубинных поисков флюоритовых месторождении.

Фактический материал.

В основу диссертации положены, главным ооразом, личные данные, полученные автором в процессе выполнения полевых и многолетних тематических работ. Переинтерпретировано 1000 В93, выполнено 500 ыикрсВЭЗ для изучения ^ в естественном залегании, отобрано и изучено более 18 000 образцов на 2 и ^ по поверхности, по скважинам, 1 000 шт. на определение Зп и пале-омагнитные исследования. Проведены редакционно-увязочные маршруты для составления сводной карты а Т. По картам дТ, проведена качественная и количественная интерпретация с построением серии трансформированных карт Усредненные, локальные аномалии, пересчеты в верхнее и нижнее полупространство, частотная фильтрация по методу логарифмических спектров).

При решении поставленных задач использованы материалы 52 производственных геологических отчетов и более Ю0 научных публикации.

Апробация работы.

Основные положения работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ДВИЫСа (1988, 1989, 1991), НТС Артемовской ГРЭ, ПГ0 "Приморгеология " (1988), на региональном геофизической конференции (п. Кавалерово, 1990), Всесоюзном совещании по прогнозированию (Хабаровск, 1987), Воесоюзном совещании по разведочной геофизике (Ленинград, 1У91), Всесоюзном съезде магнитологов (Ялта, 1985).

Публикации.

По теме диссертации оцубликевано 5 работ, одна в печати, защищено 6 отчетов.

Объем работы.

Диссертация состоит из Введения, 5 глав, Заключения (233 стр., 35 рисунков, 5 таблиц, 124 библ.;.

Работа выполнена в процессе обучения в аспирантуре Института тектоники и геофизики ДВО РАН под научным руководством д.г.-м.н. Н.П. Романовского. Научное руководство и консультации при выполнении тематических исследований в ДВИМСе осуществлялось к.г.-м.н. Ф.И.Маниловым. Неоднократно в процессе выполнения исследовании, автор пользовался советами к.г.-м.н. Б.И. Бурдэ, М.В. Сухина, А.Н. Сокарева, а также помощью коллег по совместной работе - к.г.-м.н. Ю.Т.Гурулева, А.Ю.При-ходько, В.Ф.Гудзя, Г.И. Якименко, Ы.Д. Рязанцевой, О.Г. Зубе-хинои, С.Г. Белых, Г.И. Прикимовой, J1.А.Катиной, Л.Т.Пугиной. Всем указаннш лицам автор выражает свою признательность и благодарность.

Глава 1. ПРОБДЭЙ ИССЛВДОВАНИЯ РУДШХ РАЙОНОВ ВОЗНЕСЕНСКОГО ТИПА

■ Местороадения Вознесенского типа A.A. Ивановой U98E3J относятся к редкометально-флюоритовоЙ формации. Основнь'ми факторами рудолокализации являются:

- литолого-стратиграфический: основное количество месторождении приурочено к карбонатным отложениям;

- етруктурно-тектоническии: месторождения контролируются узлами пересечения тектонических зон; оруденение имеет большой вертикальный размах;

- магматический: орудснение контролируется интрузивно-купольными структурами гранитоидного состава.

Основными задачей, решаемыми при прогнозировании и поит-

ках данного типа оруденения обычно являются:

1. Определение структурнвтечтоническои позиции рудного района.

2. Изучение внутренней структуры рудного района, выделение и ранжирование пликативных и дизъюнктивных структур.

Картирование и возрастная корреляция рудогенерирушда магматических формаций.

4. Литологическое расчленение разреза с целью выделения толщ, благоприятных для рудолокалиэации.

5. Выяснение гидротермально-метасоматической зональности и закономерностей локализации оруденения.

6. Изучение геохимической и рудно-вещественной зональности месторождений и рудных тел.

Более эффективное решение задач представляется возможным на основе составления геолого-структурной и генетической моделей рудных районов, базой для создания которых служат объемные &ГМ.

Методические основы создания рационального геолого-геофизического комплекса при изучении флюоритовых месторовдении разработаны в ВШСе 1Коплус, Пахомов, 1988г.;. Акценты для закрытых районов в рекомендациях ВШСа смещаотся в сторону применения геофизических методов структурной направленности -сейсморазведки, гравиразведки, магниторазведки, а ядерно-физические, т.е. прямые поисковые методы могут быть использованы лишь в скваясинном варианте.

Петрофизические исследования наиболее эффективны в открытых и полузакрытых районах, где объекты изучены и доступны "контактному изучению." В закрытых районах кардинально меняет-

ся концепция петрофизических исследований, их задачи и методика, а их достоверность определяется тем, насколько надежно установлены взаимосвязи и характеристика на уровне свойство -поле.

Необходимость повышения эффективности прогнозно-поисковых работ в районах Вознесенского типа диктует необходимость разработки целенаправленной методики и технологии петрофизических и геофизических исследований.

Глава 2. 0Ч£ТК ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И МЕТАЛЛОГЕНЯЯ ВОЗНЕСЕНСКОГО РУДНОГО РАЙОНА

Геолого-геофизическая и петрофизическая изученность . Площадь ВРР полностью покрыта геологической, гравиметрической и магнитной съемками масштаба 1:50 ООО, площадной съемкой ВЭЗ, в пределах неотектонических депрессий проведена профильная сейсморазведка. Обобщение и комплексная интерпретация геологических и геофизических материалов в целом по ВРР до сих пор не выполнялись. Только на центральную часть района составлена карта глубинного строения (Петрищевский, 1979г.). Наиболее полно физические характеристики пород изучены для центральной части района , , Зп). (Петрищевский, 1979; Гудзь, Ефремов,

19©).

Геологическая характеристика. ВРР расположен в южной части Ханкайского массива и имеет двухярусное строение. Нижний структурный этак представлен терригенными, терригенно-карбонатными, карбйатными отложениями нижнего кембрия, интенсивно дислоцированные и регионально метаморфизованными до стадии зеленых сланцев. В формировании чехла выделяется три этапа: образование небольших по площади прогибов, выполненных терригенно-карбонат-ными отложениями (д); возникновение наложенных вулкано-тек-тоническнл. структур (Д^—; формирование наложенных кайно-

зойских прогибов, выполненных терригенными образованиями и сопровождающихся базальтоидным магматизмом. В структуре района выделяются три блока - Западный, Центральный и Восточный. Два первые входят в состав Вознесенского антиклинория, последний формирует западное крыло Черниговского синклинория. Магматические образования широко различаются по составу и возрасту. Состав осадочно-вулканогенных образований, слагающих Ляличинску? Мона-стырищенскую и др. ВТС, соответствует гомодромному механизму развития последних.

Металлогенические особенности. В пределах ВРР выявлен широкий спектр эндогенной минерализации ¿п ,Та , МЬ.бс ¿п ,Ге ,Р . В распределении ее выявлена латеральная зональность (Материков, 1953), согласно которой каадая металлогеническая зона заключена в изолированном блоке и имеет свою специализацию: Приконтак-товая зона -5п*^п , Первомайская -5п , Безумянная , Ипполи-товская -Гс, Вознесенская - редкометалльно-флюоритовую, Ярославская -Бп , Партизанско-Чапаевская -Бп . Магматический контроль для разных видов оруденения различен. Оловянная и редко-металльно- флюоритовая минерализации связываются с интрузиями гранитов Вознесенского комплекса. По мнению Э.И.Шкурко (19 ), могут быть выделены 4 этапа: дорудный, рудно-редкометально-флю-оритовый, среднерудный - сульфидно-касситеритовый, позднеруд-ный - существенно сульфидный. Различным этапам соответствуют свои формы связи оруденения с магматизмом - от прямой генетической для ранних танталоносных грейзенов, парагенетической для бериллий-флюоритового и оловянного и "проблематичной" для сульфидного оруденений. Флюоритовое оруденение локализуется в северо-западных складчатых структурах, где расположены и сами Вознесенские граниты, оловянное - в поперечных к основному простиранию северо-восточных структурах. Роль складчатой тектоники

выражается в том, что в антиклинальных структурах наблюдается тенденция к выклиниванию оруденения на глубину, в синклинальных структурах размах оруденения с глубиной возрастает. Наличие экранирующих толщ определяет вертикальную минералого-геохимичес-кую зональность в пределах месторождений.

Следовательно, перед геофизическими и петрофизическими исследованиями возникает ряд задач:

1. Выделение интрузий гранитоидного состава, картирование их кровли.

2. Разработка критериев выделения среди гранитоидных интрузий Вознесенского типа.

3. Литологическое расчленение нижнекембрийских отложений.

4. Определение кровли подстилающих протерозойских образований.

5. Картирование тектонических нарушений, ранжирование их по значимости, времени образования, морфологии.

6. Картирование зон гидротермально-измененных пород и рудных залежей.

Глава 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Основными направлениями авторских методических разработок явились:

- организация системы специальных петрофизических исследований, обеспечивающих их многоцелевое использование при объемном изучении рудных районов Вознесенского типа;

- разработка технологии построений объемной уГМ;

- разработка методики изучения изменения геолого-структурного плана территорий в результате процессов ТМА (элемент!! "динамической модели");

разработка технологии объемного прогнозирования на базе

- 12 -

компьютерной технологии.

Специальные петрофизические исследования велись по следугь-щим направлениям:

1.Массовое изучение физических характеристик пород и закономерностей их пространственных вариаций с целью построения объемной петрофизической модели - основной составляющей объемной ФГМ.

2.Палеомагнитные исследования, направленные на решение вопросов возрастной корреляции магматических продуктов.

3.Петрофизическое обеспечение прогнозных исследований.

Всего было изучено порядка 1000 образцов по поверхности и

8000 по керну скважин на 2. и , 1000 -Эп , 500 - путем проведения микроВЭЗ на обнажениях и 1000 определений J^ лабораторной установкой, fia основе статистической обработки материала состав-лены£з водные таблицы, гистограммы физических характеристик, изучены корреляционные связи различных параметров, определен типовой комплекс физических характеристик различных пород, петрофизические лиготипы, составлены петрофизические карты. Полученные материалы служили основой для комплексной интерпретации геофизических материалов и создания объемной петрофизической модели.

Возрастная корреляция магматических образований выполнена путем комплексного проведения палеомагнитных исследований и радиологических определений абсолютного возраста Rb-Srметодом. Всего изучено более 1000 образцов и получено 10 изохрон. Лабораторные палеомагнитные исследования включали: временную чистку по А.Н. Храмову (метод компенсации магнитного поля), опытные работы по определению стабильности On температурным воздействиям и переменному магнитному полю, массовую термочистку по двум уровням температур Т = 100°, Т = 150-350°.

В результате статистической обработки полученных данных выделены сообщества одновозрастных ПМГ, возраст комплексов определяется на основе сопоставления данных абсолютной геохронологии и

положений палеополюсов.

Для обеспечения прогнозных работ результата петрофизических исследований использовались при геологической идентификации петрофизических неоднородностей (прогнозирование на качественной основе) и в качестве непосредственных прогнозных признаков (количественное прогнозирование). Выявление петрофизических критериев рудо-носности гранитов проводилось на основе анализа зависимости Ли от "31 и научения микромагнитных включений; разработка петрофизических критериев картирования зон гидротермально-измененных пород путем применения метода ранговой корреляции (Пахомов,1985).Методика создания $ГМ сводится к следующему:

I. Создание каркаса обьемной ФГЫ и ее заполнение путем проведения специальных геолого-геофизических и петрофизических исследований по опорным пересечениям, в т.ч. разработка способов передачи информации от поверхности на глубину и от опорных пересечений в межпрофильное пространство по латерали.

¿.Количественный учет геофизического эффекта изученной верхней части разреза.

3. Оценка качества выполненных построений.

Исследования проведены по технологической схеме (рис.1). Итоговые материалы можно сгруппировать в 4 группы:! - сводные карты физических полей и петрофизические карты; 2 - карты,отчажакь-щие пространственные особенности физических полей - объе:-;кче

схемы физических полей; 3 - результаты комплексной интерпретации гго

геолого^физических и петрофизических данных - опорные геслого-геофкзич-'ские разрезы. Объемная ФГЫ представлена комплектом карт и разрезов, отражающих объемное распределение петрофизических

неоднородностей ВРР; 4 - принципиальная геолого-геофизическая модель ВРР, прогнозная карта.

Оригинальными, в рамках данной технологии являются модельные

исследования, нацеленные на определение формы и элементов залегания скрытых неоднородностей; на выбор эффективных способов

IV

I

.Ь. i

Рнс.1

разделения гилей в условиях петрофизически контрастной среды. Варианты продолжения поля в нижнее полупространство реализованы по В.Н.Страхову и В.М.Ьерезкину, наиболее полная информация получена при совместном рассмотрении разрезов и нормированных градиентов. По разрезам л^ картировались цискордантные неоднородности, в разрезах нормированных градиентов - верхние и нижние кромки ограниченных по вертикали тел.Основной вывод из модельных исследований второго направления - в условиях пет]6офизической контрастности верхней части разреза стандартные методы разделения полей не эффективны. Более эффективно разделение полей путем последовательного учета верхней части разреза.Локальные неоднородности шириной до б-10 км выбираются неоднородностями до глубины 3 км.

Методика построения элементов "динамической модели" представлена на рис.2 и основывается на предположениях о том, что основные черты геологического строения проявлены в гравитационном поле, а главным вещественным проявлением этапов ТМА является фо[>-мирование магматических комплексов, которые деформируют первичное гравитационное поле.В соответствии с этим проводились: создание объемной петроплотностной модели; ранжирование магматических продуктов по возрасту с целью выделения этапов тектоно-магматической активизации;гравитационное моделирование методом последовательно-гсрсключения эффектов магматических образований различных периодов активизации от молодых к более древним (реконструкции пале-огравитационнкх полей)¿составление на основе реконструированных полей геолого-структурных срезов различных периодов ТМА.

Технология прогнозирования на основе объемной модели отражена на рис.I.Использовались два метода прогнозирования:качественный, когда с помощью традиционного металлогенического анализа на основе критериев локализации по материалам ФГМ выделялись в объеме

БЛОК

СХИМ Я ВАРИАНТА ТЕХНОЛОГИИ РЕКОНСТРУКЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

\ Построение современной овъемиои ФГМ

Построение сводных геофм^хес-лнг и гюдогингсиих карт -1

Петрофизическое до«эу- Состаамим« петр©фи»г

ченне площади чсских карт

! Составление обммных схем

<рм*и«есхкх полги

Нмтгрпретлци« ге»ри)м-ческнх данных

Грааитэционное модслирэ-ьание Соетамеиие ¿м«иом схемы аерхиеи част раэроа

4 Р > _____

1

иодедмроаамме грааигаци-ониого »^екта а.*« р

Состаменне карты граачта

и и он но г о пол* с исключении

»ФФ€КТ0М И» ОДНОРОДНОСТИ ».Н р

Сосгммин* стручтчрмых схмй миж^и части ыхта*«».!*

мю^нд структуру рущуо района

2 Ранжирование мвгмат^

< и Г продуктов ТМА

Отбар к*иемм01 в материала дя* ойдиологичесмн! петром«гнигчых ипаясо-МДГНМТНЫХ иССДЦПМ*"»

РаЗноногмнесвие мссиеяо Мни« осмоеыыт в-АОА гиатич^СкиХ обра&а*и«и

ОГЮрмц*

возрастных ретро»)

П а;еомагмитлые да Зора торные иссяедоьами«

Передана опорных датировок с помощью палеоиагиитных данных мл пдонадь

Хронологическое рай-Хироаанме продуктов магматизма по комплексу приэмако» Определение оеиоа-*гых этапоа ТМА

3 Построение элементе в динамической модели, н а вор временных гсолог&-стрчктурних срезов модели

ЗСроиоаоптско« найме магматических предукто© & объемном модеам

Последовательное иоджанромнив граамтациоммого хрфакта магматических обра****« от моаодых м дреанни е посаеду»отми их суммированием

Прогнозна« рсаднмции ре»у*%та-тоа анализа днмвми*»:- • тектонического р»»амтиа территории

Ласледоаатга»наа реконструкций грааи-тацмоимых полей на периоды предиест-аую*ме каждому этапу путей мсклю ченка Эффсктоа магматических образовании предыдуи^и* этапоь

Состаалеиие структурных схем еоогвет-стауюслх эгапоа Тма

Рис.2

благоприятные геологоструктурные обстановки; количественный - с использованием АИПС "Регион".

Идеология системы "Регион"ориентирована на прогноз на плоскости не восприимчива к объемной информации.При переходе на глубинный прогноз возникает трудности, связанные с уменьшением количества прямых рудных признаков и со сложностью формирования выборок эталонных объектов.

Были проведены модельные исследования по адаптации системы к объемному прогнозу, которлй выполнялся путем решения прогнозных задач на плоскости для трех глубинных уровней - дневной поверхности, срезов 500-1000 м.Прогнозирование на глубоких срезах выполнено по косвенным геофизическим критериям. В качестве эталона на глубинных срезах был использован образ рудного объекта поверхности .В рамках системы было задействовано три алгоритма -"Тран-зитив","Гиперпласт" и "Эвристического моделирования". Сначала

для каждого глубинного уровня строилась карта интерпретации по ксипдгксу алгоритмов, а затем общая прогнозная карта на весь

объем исследований.

При ретроспективном гравитационном моделировании анализировалась позиция оруденения относительно элементов реконструированных полей и полученного плана тектонических структур

Глава 4.ПЕГР0ЖЗИЧВЗСАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД И РУД ВРР

В результате проведенных петрофизических исследований получена достаточно полная характеристика пород и руд по "X , 4 , ^ , Лм « изучен характер вариаций свойств в пространстве, определены корреляционные вэаимоотноаения основных к~/.плексоб пород, некоторые петромагнитные и палеомагнитные характеристики.

Плотность пород района характеризуется интервалом значений от 2,54 (сланцы новоярославской свиты) до 2,85 для известия-

ков, в том числе осадочно-метаморфические - 2,54-2,80*,осадоЯно-вулканогенные - 2,42-2,77, интрузивные - 2,54-2,85.Плотность осадочно-метаморфических пород зависит от состава, степени метаморфизма и гидротермально-метасоматической проработки: вулканитов

от процентного соотношения осадочного и вулканогенного материала, состава (основности), интрузивных - от состава.Но магнитным

своРствам породы района относятся к классу слабомагнитных.По величине * осадочно-метаморфические породы делятся на две группы: практически немагнитные известняки и слабомагнитные терригенныс

породы, соответственно 0-3 и 10-25хх. Осадочно-вулканогенные

образевания, в основном, являются слабомагнитнчми Т =350, Зц =2-30. Повышенные значениях иЗпимеют основные разности, а среди кислых породы экструзивных фаций* =70-1600,Зл =90-1900. Среди ит-руэив-Н"Х образований повышенные значения ж и Ji имеют порода основного состава У. =16, до 6000. Удельное электрическое сопротивление осадочно-метачорфической тслщи изменяется от единиц ОМ (шунгито-еыо сланцы лузановской;свиты) до Í5 ООО (кварцитовидные песчаники березянскойтвитн), при среднем, уровне 300-700 ОМм).Сопротивление вулканитов колеблется.от 150 до ЮСО ОМм и коррелируется с основноста.'ю пород. Породы основного состава имеют более низкое Р =150-500, кислые]^ -500-1500. Аномально высоким^ среди вулканитов отличаются кварцевые порфиры Дальзаводского вулкана J3 =6500.•Интрузивные образования, в сравнении с осадочными,характеризуются, в целом, более высокими J* :граниты J^ =500-i200, диориты^ -2000-7000. Поляризуемость магматических пород независимо от состава низкая - 1-3/», осадочных 1-20^ и изменяется нс-^аписимо от состава пород при фоновом значении I-3¿.

к - ппесь и далее значение плотности в г/см^. х* - здесь и далее значениях даны в ед. СГС, значение Зп р рТл.

Корреляционный анализ & и $ пород терригенно-карбонатного состава показал, что для большинства эта зависимость прямая.Обратная характерна для графитистых сланцев лузановской и новоярославской свит, а среди интрузивных образований - для габбро и диоритов "гибридного" комплекса. Связь мевду ¿> ир для гранитов не установлена.

Анализ полученных данных позволяет сделать следующие выводы:

Среди пород вулканогенного чехла повышенной сЬ и магнитными свойствами, пониженным ^ характеризуются порода средне-основного состава, более высокие Р , & и Я имеют субвулканические интрузии и порс.цы жерловых фаций.

Среди кислых слабомагнитных вулканитов встречаются магнитные разности - экструзии, вулканиты керловых фациД, которые имеют и повышенное^ .

Среди интрузивных образований повышенными значениями р , & и X отличаются породы основного состава.

Граниты различных комплексов по $ и й не раз-

личаются. Слабая дифференциация имеется по (ьаиболее высокие у Вознесенских гранитов) и ¿> (повышенные - у гранитов гроцеков-ского и Вознесенского комплексов).

Среди оаадочных пород пониженным и повышенной ЭС и квазистабильной сг> характеризуются сланцы насыровской, лузановскои и новоярославско?1 свит. Сланцы коваленковской спиты в этом ряду отличаются повышенным р . Для карбонатных толщ характерна высокая <Ь и практически нулевая X . Сланцы новоярославской свиты имеют малое ^ и повышенные * и ^п . Для пород дальзаводской свиты характерны высокие^ , повышенные 1! и (Ь . В пределах ручных в связи с процессами метасоматоза, фоновые характеристики претерпевают существенные изменения. Увеличиваются ^ , сл , магнитные свойства.Немагнитные известняки в связи с процессами сульфиди-

зации приобретает значимое увеличение * и & , погашение Р .

Для комплексов пород в целом установлено, что наибольшая контрастность физических свойств характерна для осадочных и грани-тоидных образований. Граниты на фоне осадочных образований отличаются бохее высокими Р , Габброида на фоне осадочных пород и гранитов выделяются повышенными ¿> и р . Эффузивные породы кислого состава на фоне осадочных, основных интрузивных и э$фузивных отличаются пониженной <д и повышенным р .

Полученные типоморфные особенности пород явились основой их картирования при комплексной интерпретации геофизических материалов.

Сравнительный анализ петроплоТностной и петромагнитной карт с картами соответствующих физических полей показывает: глав.чые^со-бэнности поля д^ (интенсивность и морфология) обычно соответствуют характеру площадного изменения ¿> , т.е. природа ансмалий в большинстве случаев может быть объяснена (•> э&картированных образований. Сопоставление карт поля &Т и петромагнитной карты показывает, что интенсивность и морфология магнитного поля не может быть обусловлена только магнитными характеристиками закар-тированных пород. Аномалии поля в Т обусловлеш гидротермально-метасоматическими процессами - скарнированием (магнетитовая минерализация), сульфидизацией (пирротиновая минерализация).

Петромагнитные особенности гранитов сводятся к следующему: Для различных комплексов гранитов меняется характер зависимости Эп от * .Наиболее четко она проявлена у гранитов гродековского комплекса, несколько нарушена у гранитов раковского и полностью нарушена у гранитов Вознесенского комплекса (в общем облаке коррелятивных точек выделяется два вида локальных зависимостей). Можно предположить, что раковский комплекс образовался за счет переработки более поздними процессами гродековского,т.к. контрастные петрохимлческие и петрофизические границы этих двух прост-

ранственно сопряженных комплексов не устанавливаются. Наличие обособленных связей у гранитов Вознесенского комплекса свидетельствует либо об их изначально отличной природе, либо о более глубоких изменениях в результате процессов метасоматоза, последнее предпочтительно.

Изучение микромагнитных включений в гранитах вознесенского и гродековского комплексов показало, что ранее известная зависимость - рудоконгролирующие граниты содержат микроиагнзггные включения,фа контролирующих руду они отсутствуют - присуща ВРР. Джя гродековсккх гранитов характерен плавный характер зависимости Нс от Т, вознесенских - наблюдается два скачка Т»50-80о я Т-160-260.

Картирование зон гидротермально-измененных пород проведено

на основе ранговой корреляции эе и 4 . По результатам изучения й а х. керна скважин составлены петромагнитная и петроплотност-

ная модели Пограничного месторождения по разведочному про(|илю

0. По разрезу скважин построены графики ранговой корреляции.

Применение ранговой корреляции позволило получить еще большую

дифференциацию геологического пространства по петрофнзическим

характеристикам.

В результате выполненных работ получены характеристики геологических образований для интерпретации ВЭЗ и гравитационного моделирования; определена петрофизические характеристики, необходимые для комплексной интерпретации геофизических данных; выявлены петрофизические критерии рудоконтролирующих гранитов; выяснены возможности метода ранговой корреляции для картирования зон гидротермально-измененных пород

Возрастная корреляция магматических образований. Все магматические образования района можно разделись на три возрастных комплекса, внутри которых можно выделить по две фазы: нижнепалео-

- 22 -

зойский (£ -5), верхнепалеозойский (Д-Р), мезокайнозойский

(ri.lV).

К нижнепалеозойскому комплексу относятся: I (€-$) фаза -

габбро с.Колхозная, гранит-порфиры с.Савченковой, вознесенские

иктажи

граниты (Первомайская, Абрамовская, Ярославская?, П фаза (0-5) - граниты гродековского комплекса, диориты "гибридного" комплекса, некоторые разновидности гранитов вознесенского комплекса. Верхнепалеозойский комплекс представлен: I фаза (5-Йг) вулканиты Ляличинской ВТС, .фиьзаводского вулкана и других вулканических построек запада площади, П фаза (Дд-Р)- вулканиты Монастырищенской ВТС, граниты раковского комплекса; диоритами Вознесенского карьера.

Мезокайнозойский этап ТМА не дал столь объемного проявления магматизма. Основные процессы энерго-массопереноса I фазы шли в пределах уже сформировавшихся массивов. Со П фазой связано проявление базальтоидного магматизма и формирование наложенных кайнозойских депрессий.

С учетом выделенных периодов ТМА проведено гравитационное моделирование для создания временных срезов динамической модели.

Глава 5. ОБЪЕМНАЯ МОДЕЛЬ ГЛУБИННОГО СТРОЕНИЯ ВРР

Главным результатом реализации комплексных геолого-геофизических и петрофизических исследований явилось создание ФШ ВРР. Это позволило существенно продвинуться в изучении глубинного строения и оценке перспектив рудоносносги. На основе анализа среднемасштабных гравиыагнитных съемок позиция ВРР в региональных структурах представляется следующим образом.

Район размещается в непосредственной близости к зоне перехода между Ханкайским массивом .и Сихотэ-Алинской складчатой областью.

Одним из выступов этой зоны, продолжающимся в самом массиве и контролирующимся региональной системой взаимопересекающихся тектонических нарушений северо-западного и северо-восточного простирания определяется положение интрузивно-купольной структуры, которая и формирует рудный район. В гравитационном и магнитном полях, наряду с диагональной четко проявлена и ортогональная (субошротно-субнеридиональная) система тектонических нарушений. Субширотные структуры - это западные окончания Дальнегорско-Кава-леровской Вознесенской группы разломов; меридиональные - Усть-Ханкайской зоны разломов, продолжающейся далеко на север.

Ареал известных месторождений и рудопроявлений приурочен к области, характеризующейся повышенной сложностью шля Д<| , при относительно более низком его уровне, по сравнению с примыкающим с северо-востока Спасским блоком. Последний четко обрамлен со впех сторон.

Обе системы: ортогональная и диагональная являются магм<итод-водящими, однако, вторая - продуктивнее в этом аспекте.

По результатам выполненных палеореконструкций, развитие структурного плана в период ТМА представляется следующим. На наиболее раннем (допалеозойском)этапе ТМА доминирующей являлась диагональная система нарушений. На втором (нижнепалеозойском) этапе фрагментарно проявилась и ортогональная система, которая более широкое развитие получила в позднепалеозойский период ТМА. Современный структурный план района сформирован в результате дальнейшей активизации обеих систем. Начало формирования интрузивно-купольной

у

структуры связано с ранним Этапом ТМА ( в рекоструированном поле этого периода она проявлена в виде зон относительно небольших региональных минимумов). Основной объем интрузивных образований

можно датировать ранним палеозоем, а эффузивных - поздним (обширный региональный минимум гравитационного поля). В разрезе интрузив но-куподьная структура имеет грибообразную форму, глубина подошвы не превышает 7-8 км. Для нее характерно дифференцированное гравитационное поле, максимумы которого соответствуют провисам

осадочно-метаыорфических пород, а минимумы - непосредственным выходам гранитов на дневную поверхность. Если своим зарождением

структура обязана диагональной системе нарушений, то центральный, наиболее поднятый ее блок, контролируется узлом сочленения сублш-ротной и суб»ермдвональной структур. Общая мощность осадочно-мета-морфической толщи по данным моделирования колеблется в пределах 1,5-3 км, редко>3 км, минимальна в северо-западном блоке, вблизи границы с Гродековским массивом и в тектонических зонах, залеченных интрузивными образованиями. Прогибы подошвы палеозойского чехла (более 3 км) контролируются северо-западной системой нарушений.

В направлении с юго-запада на северо-восток изменяется интенсивность реконструированных полейЛ^-, что свидетельствует об изменении в этом направлении литологического состава нижнекембрийских толщ, от преимущественно терригенных до преимущественно карбонатных. Анализ положения стратиграфических горизонтов в геологических и геоэлектрических разрезах показал их частичное несоответствие.В Первомайско-Осиновской синклинальной структуре предполагается разное положение лузановской свиты в разрезах северного и южного ее блоков. Объяснением может служить предположение о фациальном замещении известняков первомайской свиты северного бюка терриген-ными отложениями лузановской свиты в южном.

Основными элементами кровли протерозойского фундамента являются три прогиба, вытянутых в северо-западном направлении. Амплитуда колебаний кровли более 1,5 км. Для западного прогиба в основ-

ном характерна субмеридиональная упорядоченность рельефа, для центрального и восточного - северо-восточная. Линейно-вотянутые интрузивные тела в пределах палеопрогибов занимают их осевую часть.

Анализ гравимагнитных данных, результаты гравитационного моделирования, палеомагнитные и петромагнитные исследования позволяют высказать некоторые новые представления о характере магматизма. Предполагается, что граниты гродековского комплекса, относимые большинством исследователей к батолитовому типу, образовались путем гранитизации осадочных тоЛщ, а в последующем переработаны более поздними магматическими процессами. Более молодые разности раков-ских гранитов развились во внутренних и периферических частях гродековского массива, четко контролируются локальными зонами разуплотнения. Об этом свидетельствует наличие многочисленных останцов осадочно метаморфических пород, характер магнитного поля, фрагментарно сохраняющие структуру первичных осадков, небольшая (3-5 км) глубина нижней кромки гранитов, уровень интенсивности гравитационного поля, соизмеримый с уровнем характерным для осадочных пород. Это" подтверждают также и палеомагнитные данные -наличие более древних разностей гранитов среди более молодых; петромагнитные - характер зависимости Я»уот Л. Формирование воске-сенских и гродековских гранитов происходило в близком возрастном диапазоне. Вознесенские граниты имеют свои четко выраженные петро-физические, геофизические, минералого-геохимические особенности. Среди них вьщеляется две разновидности, что подвержцается характером зависимости « от Зц , двумя разновидностями микромагнитных включений, наличием двух петроплотностных разностей - 2,54, ?,60, знаком 3ц, , наличием разновозрастных групп.

- 26 -

Становление "гибридного" комплекса также происходило в два этапа. На первом формировались габброиды синхронные Вознесенским гранитам первой фазы (513 и 490 млн.лет соответственно); на вто-Р°м - диориты синхронные грейзенизированныы гранитам (415 и 409 млн.лет). Это подтверждает высказанное ранее Ю.Т.Гурулевым предположение (на основе анализа петрохимичвских данных) о необходимости рассмотрения этих двух "субкомплексов" в рамках единого комплекса. Не исключено, что более тщательное петрофизическое изучение пород Вознесенского комплекса позволит ввделить еще одну более молодую разновидность (340 млн.лет), представителем которой являются про-толитионитовые граниты, вскрытые скважинами в пределах рудного поля.

Глава б. ПЕРСПЕКТИВЫ ГЛУБИННОЙ РУД0Н0СН0СГИ

Прогнозное заключение, выполненное на основе качественного анализа объемной ФП1, временных геолого-геофизических срезов и петрофизических данных, позволило выделить 14 участков - два ия них на олово, остальные на флюорит. Результаты количественного прогнозирования сводятся к следующему: от поверхности на глубину увеличивается количество рудоперспективных участков; основные перспективы необходимо связывать с глубинами порядка 500 м. На этом срезе перспективные участки группируются в три зоны -Вознесенскую, Партизанско-Чапаевскую и Лучкинскую. В пределах первой из них рудные объекты находятся в стадии разработки, две другие глубинные рудоносные структуры выделяются впервые.

Сравнительный анализ результатов прогнозирования на количественной и качественной основе не только показывает их сопоставимость, но и обеспечивает взаимодополняемость: на основе качественных оценок выделяются перспективные участки, количественные - позволяют более строго ранжировать глубину ожидаемого оруде-нения.

А)

IШШз ЕЗ* ЕЗ*

[•"■1° ЕЭ' Е^»

Рис. 3 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЭНДОГЕННОГО ОРУДЕНЕНИН НА ОСНОВЕ

ДИНАМИЧЕСКОЙ (А) И СТАТИЧЕСлОИ (Б) ФГМ ВРР I - региональные минимумы поля а^ , реконструированного на период нижнего палеозоя; локальные аномалии поля й^, реконструированного: а) на период до нижнего палеозоя, б) на период до верхнего палеозоя; 2 - максимумы; 3 - минимумы; региональные зоны тектонических нарушений, проявленные в реконструированных поля* й(| на период; 4 - до нижнего палеозоя; 5 - до верхнего палеозоя; 6 - в полях обеих периодов; 7 - месторождения и рудопроявления: а) флюорита, б) олова, в) полиметаллов; 8 - граница предполагаемой интрузивно-купольной структуры, проявленной в реконструированных полях и в наблюдаемом поле дТ ; 9 - аномалии, рекомендуемые для первоочередной геолого-металлогенической интерпретации.

1-устжновленные и предполагаемые площади развития терригенмо-кар-бонатных пород;2-граниты Вознесенского комплекса;3-прочие граниты; 4-иитруэивиые породи габброидного компяекса;5-геохимические ано-иалии:а)фтрра, б) вольфрам»., в)комп*екный ореол П;-Ве-5п-У^6-зоны рлзрывмы* структур;7-межформационные раз*омы;8-р*зломы,разграничив« одие плош^ДИ с различным структурным планом складчатости;9-раэломы, ограничивающие разуплотненный блок;10-прочие разломы;участки,благоприятные для рудолокализации: П-на поверхности;12-на глубине -500м; 13-на глубине —1000м.

Оптимальный вариант поисков рудных объектов в составе Вознесенской зоны связывается с глубинами 0-1000 м, Партизанско-Чапаев-ской зоны - 500-1000 м, Лучкинской зоны - 1000м и более.

Лалеогравитационные реконструкции позволили объяснить закономерность появления двух ранее не выделявшихся рудоносных зон, за счет особенностей внутреннего строения интрузивно-купольной структуры; структурной проявленностью второго эшелона рудоносного магматизма. В реконструированном поле допалеозбйского периода выявился геофизический критерий разделения перспективных площадей по типам предполагаемого профилирующего оруденения - оловоносные участки контролируются зонами разуплотнения, а участки флюорито-вого оруденения приурочены к локальным положительным аномалиям Выявленная закономерность позволяет поставить вопрос о необходимости пересмотра роли гранитоидного и основного магматизма при формировании флюоритового оруденения.

Проведенные исследования показали, что ВРР в цехом контролируется долгоживущей рудно-магматической системой, которая сформировалась в допалеозойское время, притерпела неоднократную активизацию в палеозое, сопровождавшуюся изменением структурного плана и проявлением рудоносного магматизма.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

- Получена . комплексная петрофизическая характеристика геологических образований Вознесенского рудного поля;

- разработаны и реализованы технологические'построения статической и "динамической" физико-геологических моделей ВРР,;

- предложен способ использования Объемной ФШ, обеспечивающий

прогнозирование на базе компьютерной технологии;

- существенно уточнены представления о глубинном строении

ВРР, установлены закономерности изменения структурного плана рай-ьемии

она*': процессами тектсно-магматической активизации;

- дана прогнозная оценка перспектив скрытой рудоносиостя территории ВРР. При этом выделены новые перспективные зоны и участки для глубинных поисков; установлены геофизические критерии, разделения перспективных участков по виду ожидаемого оруденения; поставлен вопрос о целесообразности переоценки роли гранитоидных массивов при формировании флюоритового оруденения, а также о необходимости целенаправленного изучения природы рудоконтролирущих максимумов реконструированного поля. Показано, что наибольшие перспективы ВРР на флюоритовое оруденения необходимо связывать с глубинами порядка 500-1000 м.

Представляется, что возможности использования рассмотренных методических подходов не ограничиваются Вознесенским районом и могут быть использованы в других районах с подобными типами эндогенного оруденения.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Петрофизические исследования при объемном геолого-геофизическом картировании (на примере Вознесенского района) в сб.Ш Всесоюзный съезд по геомагнетизму (тезисы докладов), Киев, 1986,

с.256-257, соавтор Манилов Ф.И.

2. Крупномасштабное объемное геолого-геофизическое картирование рудных районов юга Дальнего Востока. Тихоокеанская геология, 1966г. №2 c.IOö-112. Соавторы: Манилов Ф.И., Саксин Б.Г.

3. Физические поля оловорудных районов юга Дальнего Востока, Тихоокеанская геология, 1989, №3, с.107-112. Соавторы: Манилов Ф.И., Малозицкая Н.Л., Борисвнко С.С., Зубехина О.Г., Пугина Л.Т.

4. Использование объемных физико-геологических моделей при крупномасштабном прогнозировании. В сб.:"Научные принципы прогнозирования эндогенного оруденения в Восточно-Азиатских вулканических поясах СССР"( Тезисы докладов), 1988. г.Хабаровск, с.123, соавторы: Манилов Ф.И., Зубехина О.Г.

5. Прогнозирование скрытого оруденения на базе объемной физико-геологической модели с использованием АИЛС "Регион", ДП, ВИЭМС, №1022, М., 1991г. Соавтор Белых С.Г.

6. К методике построения и прогнозной реализации объемных физико-геологических моделей (на примере Вознесенского рудного района) В печати. Соавтор Манилов Ф.И.

и и1