Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геологическое строение Архангельской алмазоносной провинции (ААП) 10
1.1. Краткая геолого-петрофизическая характеристика 12
1.1.1. Ветреный Пояс 12
1.1.2. Зимний Берег и Онежский полуостров 20
1.1.3. Мезенская впадина 2 5
1.2. Анализ геофизических полей по территории ААП 28
Глава 2 . Особенности геолого-тектонического строения и магматизма Зимнего Берега 33
2.1. Геологическое строение и стратиграфия Зимнебережного кимберлитового района ААП 33
2.1.1. Архей. Беломорская серия 33
2.1.2. Протерозой 35
2.1.3. Рифей 35
2.1.4. Венд 36
2.1.5. Палеозой 39
2.1.6. Кайнозой 40
2.2. Тектоническая характеристика 42
2.3. Магматизм и алмазоносность 47
2.3.1. Магматические образования кристаллического фундамента 47
2.3.2. Магматические образования в осадочном чехле 47
Глава 3. Петрофизическая характеристика горных пород Зимнебережного района 59
3.1. Общая характеристика физических свойств 59
3.1.1 .Физические свойства пород кристаллического фундамента 64
3.1.2. Физические свойства вмещающих пород 65
3.1.3. Физические свойства перекрывающих образований 68
3.1.4. Физические свойства магматических образований 70
3.2. Магнитные свойства горных пород 77
3.2.1. Магнитные свойства пород кристаллического фундамента 77
3.2.2. Магнитные свойства вмещающих пород 78
3.2.3. Магнитные свойства перекрывающих образований 80
3.2.4. Магнитные свойства магматических образований 81
Глава 4. Проявление кимберлитовых трубок в магнитном поле 91
4.1. Общая характеристика структуры магнитного поля Зимнего Берега 91
4.2. Картирование магматических пород основного и ультраосновного состава 94
4.3. Проявление магматитов Зимнебережного алмазоносного района в магнитном поле 96
4.3.1. Пластовые кимберлитовые тела 97
4.3.2. Трубки взрыва различного состава 99
4.3.3. Вулканиты венда 106
4.4. Способ визуализации трубок взрыва в магнитном поле при идентификации локальных магнитных аномалий 116
Глава 5. Особенности интерпретации магнитных аномалий в условиях Зимнебережного района ААП 123
5.1 Учет влияния рельефа при измерениях магнитного поля 125
5.2 Использование трансформированных значений магнитной восприимчивости для выделения магнитных объектов 134
Заключение 138
Список литературы
- Зимний Берег и Онежский полуостров
- Магматические образования кристаллического фундамента
- Физические свойства перекрывающих образований
- Проявление магматитов Зимнебережного алмазоносного района в магнитном поле
Введение к работе
Открытие в начале 80-х годов на севере европейской части России (Зим-небережный район в 100 км к северо-востоку от Архангельска - уникальное алмазное месторождение им.М.В.Ломоносова - единственное коренное месторождение алмазов в Европе) Архангельской алмазоносной провинции (ААП), а затем открытие в пределах ее в 1996 г. нового месторождения алмазов им. В.А.Гриба, явилось результатом планомерного изучения особенностей геологического строения региона, начатого в начале 60-х годов архангельскими геологами.
Актуальность проблемы. Поиски месторождений алмазов проводятся по всему миру и указанное сырье является до сих пор стратегическим. Алмазы важны не столько как сырье для ювелирной, а в первую очередь как сырье для технической промышленности. Несмотря на то, что алмазы достаточно давно научились производить техническим путем (синтетические алмазы), они не могут по своим физическим параметрам заменить природные аналоги. На поиски алмазных месторождений выделяются огромные средства, поэтому проблема поисков алмазов была и остается актуальной как на сегодняшний день, так и на далекое будущее.
При поисках коренных месторождений алмазов на севере Русской платформы применялись различные геолого-геофизические методы. В процессе поисковых работ выяснилось, что аэромагнитная съемка является основным и ведущим методом, способным решать задачи поисков и разведки кимберлито-вых объектов и картирования рудоносных структур. С помощью этого геофизического метода был открыт основной фонд кимберлитовых трубок Архангельской алмазоносной провинции. Однако, на сегодняшний день эффективность магнитной съемки значительно снизилась (кроме трубки им. В. Гриба, открытой в 1996 г., больше не найдено ни одного кимберлитового объекта).
Следовательно, актуальной задачей является разработка и усовершенствование методики интерпретации малоинтенсивных магнитных аномалий с
целью поисков новых кимберлитовых трубок в сложных условиях верхней части геологического разреза.
К основным факторам, снижающим эффективность магниторазведки при поисках коренных месторождений алмазов в пределах ААП, следует отнести следующие:
наличие сплошного покрова перекрывающих пород переменной мощности (четвертичные образования и палеозойские отложения);
высокую литолого-фациальную изменчивость и неоднородность перекрывающей толщи как по латерали, так и по вертикали, особенно, это касается четвертичных осадков;
значительные вариации физических свойств вмещающих и перекрывающих диатремы пород;
слабую контрастность в физических полях кимберлитовых тел, особенно, как показывают последние открытия, высокопродуктивных трубок в Якутии и Архангельской области;
несовершенство методики обработки и интерпретации геофизических материалов при поисках слабовыражающихся в аномальных физических полях искомых объектов;
Таким образом, актуальность геофизических исследований очевидна с учетом того, что:
во-первых, поиски новых алмазных месторождений в настоящее время проводятся, в основном, на геологически закрытых территориях, чаще всего, в неблагоприятных ландшафтно-геологических условиях и требуют больших затрат в физическом и финансовом выражении (прежде всего за счет бурения);
во-вторых, в условиях рыночной экономики необходима высокая эффективность и рентабельность поисковых работ.
Целью работы является - разработка общей схемы анализа магнитных аномалий, выделенных и выделяемых в процессе проведения магнитных съемок при поисках кимберлитовых трубок на территории ААП, на основе изучения характеристик магнитных свойств горных пород и руд, слагающих геоло-
6 гический разрез провинции и искомые объекты; выявление закономерностей
проявления в физических полях диатрем Зимнебережного района на основе использования новых способов визуализации геолого-геофизической информации и оригинальных прикладных программ обработки и разработки методики учета помех при идентификации магнитных аномалий.
Основные задачи исследований. Для достижения намеченных целей потребовалось комплексно решать ряд взаимосвязанных задач геолого-геофизического, петрологического и петрофизического плана, а именно:
Изучить геолого-тектоническое строение ААП и Зимнебережного алмазоносного района, геологическое строение трубок взрыва для формирования обобщенной физико-геологической модели.
Изучить петрофизические характеристики петрографических типов кимберлитовых пород, выполняющих трубки взрыва, для определения их индикационных свойств.
Изучить геофизические поля, характеризующие ААП и Зимний Берег, и дать анализ их связи с геологическим строением территории.
Детально изучить магнитные свойства пород фундамента, вмещающей и перекрывающей кимберлитовые тела среды, а также, собственно, самих маг-матитов - для установления определенных закономерностей отражения их в магнитном поле. Изучить магнитные свойства четвертичных осадков как потенциальных источников локальных магнитных аномалий (ЛМА) трубочного типа, тем самым вызывающих значительные трудности при разбраковке ЛМА.
Научная новизна. Впервые показано и подтверждено количественными расчетами наличие магнитных аномалий от верхней части разреза осадочного чехла в Зимнебережном кимберлитовом районе. На основе анализа петрофи-зических свойств пород и руд района, а также опытно-методических исследований на известных трубках и ЛМА трубочного типа с известным геологическим разрезом делается вывод о применении на территории ААП рационального геофизического комплекса при идентификации магнитных аномалий при поисках коренных источников алмазов.
В диссертации обосновываются и защищаются следующие положения:
Разработан способ визуального отображения и анализа аномалий многомерного объекта или процесса, защищенный патентом на изобретение.
Впервые в регионе установлено площадное развитие вулканических пород поздневендского возраста, сингенетичных отложениям мезенской свиты. Это открытие существенным образом меняет представления об эпохах магматизма в Юго-Восточном Беломо-рье, уточняет стратиграфическое положение мезенской свиты как неотъемлемой части разреза верхнего венда, является косвенным свидетельством возможности наличия на Зимнем Берегу проявлений кимберлитового магматизма поздневендского возраста.
Разработана методика интерпретации малоинтенсивных магнитных аномалий в применении к сложным условиям верхней части геологического разреза.
Практическая ценность. Разработана и реализована на практике методика проведения полевых работ и обработки данных магниторазведки при поисках кимберлитовых объектов в Архангельской алмазоносной провинции. Данная методика является составной частью блока обработки и комплексной интерпретации геолого-геофизической информации, созданной коллективом ЗАО «Архангельские Алмазы», одним из создателей которых является и автор данной работы.
На основе анализа магнитных свойств горных пород и руд Зимнебереж-ного кимберлитового района создано несколько типов геомагнитных моделей кимберлитовых трубок.
Фактический материал. В основу диссертации положены результаты: полевых исследований, обработки и интерпретации геолого-геофизических материалов, полученных автором в подразделениях ПГО «Архангельскгеоло-гия», ПГО «Невскгеология», ЦНИГРИ.
Ч"
В процессе проведения исследований автором проанализировано огромное количество геолого-геофизических данных: диаграммы ГИС по большинству скважин Золотицкого, Верхотинского и Кепинского кимберлитовых полей; данные аэро- и наземных магнитных и электроразведочных съемок, в получении большей части которых автор принимал непосредственное участие; данные по измерениям физических свойств, часть из которых получена с участием автора; геологические материалы - карты, схемы, разрезы, керновый
%
материал и т.д.
Компьютерная обработка результатов исследований, построение разного рода карт, разрезов, схем и рисунков, диаграмм и гистограмм проводились как по стандартным программам, так и по оригинальным, разработанным в процессе производственных и научных исследований в ЗАО «Архангельские Алмазы».
Апробация работы. Отдельные положения работы обсуждались на Уче
ных советах СевОКИ ЦНИГРИ и ЦНИГРИ, Амакинской и Ботуобинской экс-
' педиций АК «АЛРОСА», научно-технических советах ЗАО «Архангельские
Алмазы», ЗАО «Архангельскгеолразведка», ОАО «Архангельскгеолдобыча», Главном управлении природных ресурсов по Архангельской области МПР РФ при защите отчетов о производственных, научно-исследовательских и опытно-методических работах. Основные результаты исследований и методика работ докладывались на VI Всесоюзном совещании «Основные направления эффективности и качества геолого-разведочных работ на алмазы» (Иркутск, 1990), на региональной конференции геологов Европейской части России и Урала «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейской части России и Урала» (Екатеринбург, 2000), на научно-практической конференции «Сырьевая база России в XXI веке» (Архангельск, 2001).
Объем и структура работы. Работа выполнена под научным руководством доктора технических наук, профессора Ю.В. Антонова, которому автор выражает глубокую признательность.
Диссертация, объемом 149 страниц машинописного текста, состоит из 5 глав, введения и заключения; содержит 7 таблиц, 40 иллюстраций и список литературы из 122 наименований отечественных и зарубежных авторов.
Автор благодарен сотрудникам кафедры геофизики Воронежского государственного университета к.г.-м.н. Слюсареву СВ. и к.г.-м.н. Жаворонкину В.И. за ценные и практические советы.
В своих исследованиях автор опирался на помощь и советы своих архангельских коллег, которым весьма признателен и благодарен - Бережному А.Т., Белову А.В., Колодько А.А., к.г.-м.н. Левину В.И., Киселю СИ., Приходину Ю.Е., Измайлову Н.В., к.г.-м.н. Соболеву В.К, Широбокову В.Н., Ларченко В.А., к.г.-м.н. Щукину B.C., Александрову СП., к.г.-м.н. Добрыниной М.И., Леонтьеву И.А. и многим другим.
Автор выражает искреннюю благодарность руководителю ЗАО «Архангельские Алмазы» Кузьмину Н.И. за всестороннюю помощь и поддержку в период написания диссертации, а также сотрудникам ЗАО «Архангельские Алмазы» - Слюсареву А.Н., Чиркову А.В., Захарову К.В., Неумоину А.Н, Румянцевой Т.А, Лешукову СИ. за консультации и техническую помощь.
Выполнению работы способствовала всесторонняя и неоценимая помощь Ключниковой Т.В.
Зимний Берег и Онежский полуостров
В геологическом строении территории принимают участие два структурных этажа - кристаллический фундамент и осадочный чехол (рис. 1.1,1.2).
Кристаллический фундамент сложен породами архейского и иногда ниж-непротерозойского возраста [39,40,91,100]. Он вскрыт на Онежском полуострове на глубине 615 метров, на Зимнем Берегу на глубине 538-945 м, а также скважинами Усть-Пинега-826 м и Архангельск-534 м. Породы фундамента представлены гнейсами, гранито-гнейсами, мигматитами, плагиогнеисами и габбро-амфиболитами.
Физические свойства отложений фундамента изучены недостаточно. Плотность пород меняется в широких пределах - от 2,60 г/см до 3,16 г/см . Платформенный чехол, залегающий на породах фундамента с угловым и стратиграфическим несогласием, сложен породами верхнепротерозойского, палеозойского и кайнозойского возраста. Верхний протерозой - делится на рифейский и вендский комплексы. В составе рифея выделяются солозерская (R2SI) и ненокская свиты (R2nn), сложенные терригенными породами. В разрезе солозерской свиты установлены эффузивные породы - базальты, долериты, туфы и туффиты [42,51,110,111].
Рифейские песчаники имеют плотность 2,38-2,46 г/см3, они слабомагнитны (эеср= (25-32)х10"5ед.СИ), удельное электрическое сопротивление равно 22 омм (Мельникова Г.С. и др., 1984 г.).
Эффузивы солозерской свиты характеризуются средними значениями пет-рофизических параметров, представленных в таблице 1.2.
Вендский комплекс включает в себя редкинский (усть-пинежская свита V2up) и котлинский (мезенская V2mz и падунская V2pd свиты) горизонты, сложен преимущественно алевролитами, аргиллитами и песчаниками [1,93].
Для редкинского горизонта (V2rd) характерны, в основном, зеленоцветные разности пород, а для котлинского (V2kt) - пестроцветные, причем вверх по разрезу происходит увеличение красноцветности пород.
Плотность вендских терригенных пород изменяется от 2,17 г/см до 2,45 г/см3. Долериты паду некой свиты венда, слагающие маломощные покровы, имеют плотность 2,76 г/см . Осадки венда относятся к слабомагнитным породам, магнитная восприимчивость, в среднем колеблется в пределах (4 - 33)х10" D ед.СИ. Повышенная магнитная восприимчивость отмечается у алевролитов усть-пинежской свиты (аз = 452x10"5ед.СИ). Среднее удельное электрическое сопротивление толщи колеблется от 37 до 58 ом-м. Палеозойская группа.
На отложениях венда со стратиграфическим несогласием залегают породы палеозоя. В данном районе разрез палеозоя представлен каменноугольной и пермской системами.
Нижний отдел каменноугольной системы (Сі) представлен переслаиванием песчаников, глин с прослоями конгломератов, известняков, мергелей с черными алевролитами.
Плотность осадков колеблется от 2,03 г/см (глины) до 2,55 г/см (черные мергели). Породы слабомагнитны - ае = (5-41)х10"5ед.СИ. Удельное электрическое сопротивление изменяется от 35 до 437 омм.
Средний отдел каменноугольной системы (С2) представлен московским ярусом (каширский, подольский и мячковский горизонты). Урзугская свита (C2ur) каширского горизонта сложена, в основном, терригенными породами, а весь остальной разрез представлен карбонатной толщей [35,37].
Урзугские известковистые песчаники сильно дифференцированы по плот-ности (о = 2,11-2,75 г/см , при среднем значении 2,40 г/см ). Магнитная восприимчивость меняется от 18 до 46х10"5ед.СИ, при среднем значении 41x10" 3ед.СИ, но встречаются и аномально высокие значения (ае = 3270x10"5 ед. СИ), что связано с повышенным содержанием хромшпинелидов. В целом, терриген-ная толща характеризуется следующими значениями петрофизических свойств: тср= 2,36 г/см , эеср= 120x10" ед.СИ, рср= 224 омм.
Плотность карбонатной толщи среднего карбона равна 2,45-2,48 г/см , толща характеризуется высоким удельным электрическим сопротивлением (р= 415-522 омм) и низкими значениями магнитной восприимчивости (ае = (4-30)хЮ"5ед.СИ), (Мельникова ПС, 1984 г.).
Верхний отдел каменноугольной системы (Сз) представлен касимовским и гжельским ярусами и сложен, в основном, карбонатными породами, но в основании касимовского яруса (кепинская свита С3кр) прослеживаются песчаники и глины, а по всему разрезу гжельского яруса прослеживаются прослои гипсов и желваки кремня.
По физическим свойствам отложения касимовского и гжельского ярусов близки. Доломиты и известняки верхнего карбона практически немагнитны, плотность их равна 2,55 и 2,45 г/см , удельное электрическое сопротивление составляет 373 и 230 омм.
Пермская система представлена ассельским и сакмарским ярусами. Ассельский ярус (Piа) сложен доломитами, доломитизированными известняками с прослоями глин и гипсов. В основании яруса залегают песчаники и глины.
По физическим свойствам пород свиты данного яруса отличаются друг от друга. Толща серпинской свиты (Pisr) более плотная (аср= 2,46 г/см3), чем тол-ща глазанской и красногорской свит (Pigl+kg) ( тср= 2,40 г/см ). Весь разрез практически немагнитный, но высокоомный (рср= 540 и 390 омм).
Сакмарский ярус (Pis) нижней перми подразделяется на полтинскую свиту (Р(р1), сложенную доломитами и доломитизированными известняками, а также турьинскую (Pitr) и соткинскую (Pist), которые фациально замещают друг друга по простиранию. Турьинская свита сложена песчаниками, а соткинская - ангидритами и гипсами.
Для полтинской свиты характерна плотность - 2,38 г/см , удельное электрическое сопротивление - 470 омм, породы свиты практически немагнитны.
Дифференциация пород соткинской свиты по плотности довольно значительна: гипсы имеют плотность 2,39 г/см3, а ангидриты - 2,94 г/см3. Они практически немагнитны, но, как правило, обладают высоким электрическим сопротивлением (рср= 890 и 799 омм).
Магматические образования кристаллического фундамента
Палеозойский структурный ярус, образованный верхнедевонскими, каменноугольными и пермскими отложениями, распространен в восточной и южной частях описываемой площади [29]. Породы этого яруса моноклинально и очень полого падают на восток. Мощность отложений варьирует от первых метров на периферии их распространения до 360 м в наиболее полных разрезах в юго-восточной и северо-восточной частях площади.
Ведущая роль в формировании современного структурного плана территории принадлежит разрывной тектонике (рис.2.1). Основные зоны разломов фундамента имеют северо-западное и северо-восточное направления. Они устанавливаются по геофизическим данным и дешифрируются на космических и аэрофотоснимках [14,24,34,122]. Северо-западные разломы разграничивают блоковые структуры района, северо-восточные осложняют их тектоническое строение [31,92]. Предполагая наличие в осевых частях грабенов нижнерифейских отложений, возраст северо-западных разломов следует определять как раннепротерозойский.
Более молодыми (скорее всего, среднерифейского возраста) являются разломы северо-восточного направления, что подтверждается наличием смещения по ним северо-западных разломов. По ним происходили сложные движения сбросово-сдвигового характера, которые явились основным фактором распределения фаций и мощностей рифейского структурного яруса [107,112]. Большая часть этих разломов была подновлена в венде.
Самыми молодыми, по-видимому, поствендского заложения (герцин-ского возраста), являются разломы субмеридионального направления, по которым происходили незначительные подвижки отдельных блоков. В осадочном чехле зоны разломов фундамента обусловили образование флексурооб-разных перегибов или малоамплитудных смещений [29].
Среди магматических образований Зимнебережного района можно выделить две основные группы [35,66,90], отличающиеся по структурному положению, составу, условиям залегания и отвечающие разным этапам геологического развития района: 1. I группа - магматические образования кристаллического фундамента. 2. II группа - магматические образования платформенного чехла. Информация о форме и условиях залегания магматических образований первой группы фрагментарна и является весьма ограниченной, т.к. они вскрыты только единичными скважинами или предполагаются по данным геофизических работ (гравиразведка и магниторазведка) [24,25].
По современным представлениям выделяются два магматических комплекса: позднеархейский, представленный телами гранитов (yAR2) и габбро-диоритов (CTAR2), И ранне-среднепротерозойский комплекс, объединяющий гнейсо-диориты, диориты, чарнокиты, олигоклазовые граниты (ауРКм), a также тела норитов, габброноритов, пироксенитов, перидотитов (ayPRi). Какие-либо геологические материалы о ранне-среднепротерозойском магматизме и интрузивных телах габбро-диоритов позднеархейского комплекса отсутствуют, наличие их предполагается по результатам геофизических работ [92,120].
В составе платформенных магматитов региона выделяются две разновозрастные группы пород, относящихся к байкальскому и герцинскому тек-тоно-магматическим циклам [73,29,92]. Байкальский цикл представлен доле-ритами и базальтами среднего рифея и венда, вскрытыми на Онежском полуострове [35]. К герцинскому тектоно-магматическому циклу относятся труб ки взрыва кимберлитов, оливиновых мелилититов, базальтов и силлы кимберлитов, которые являются синхронными глобальному проявлению щелочного магматизма Кольского п-ва [7,8,32,45]. В пределах Зимнего Берега в породах осадочного чехла выделяются два крупных комплекса: 1. Мафический - трапповый комплекс толеитовых базальтов. 2. Ультрамафический - комплекс щелочно-ультраосновных пород [29]. Комплекс щелочно - ультраосновных пород Поздневендский магматизм (котлинская вулканогенная формация)
Возраст вендского магматизма датировался временем формирования редкинского горизонта, исходя из стратиграфического положения Войозер-ского покрова кварцевых долеритов на Онежском полуострове [46,93,97]. Как отмечалось выше, работами ЗАО «Архангельские Алмазы» на западе Зимнебережного района впервые был установлен комплекс вулканогенных пород в разрезах мезенской свиты котлинского горизонта венда [75,76]. Комплекс сложен практически всеми главными структурно-генетическими типами вулканических пород: эффузивными породами (лавами, лавобрекчиями), вулканокластическими и осадочно-вулканокластическими породами (туфами, туффитами), вулканогенно-осадочными породами (туфоалевролитами, туфоаргиллитами).
Петрографический состав изученных вулканических пород и геохимические особенности показывают их близость к различным производным магматического расплава известково-щелочного лампрофира типа минетты [117,118].
Установленные факты существенно уточняют схему стратификации ри-фей-палеозойского магматизма (рис.2.5) в ААП и снимают сомнения в принадлежности отложений мезенской свиты к разрезу венда. Выявленные вулканические породы имеют широкое площадное распространение. Мощность вскрытых эффузивных покровов составляет от нескольких до первых десятков сантиметров. В целом, мощность вулканогенного комплекса составляет от 0,5 до нескольких метров (рис.2.2).
Физические свойства перекрывающих образований
Физические свойства палеозойских пород Разрез палеозоя на исследуемой территории начинается с терригенных отложений урзугской свиты среднего отдела карбона (рис.3.1 п.б). Породы свиты обладают средневзвешенными значениями физических свойств: ае = 120хЮ"5ед.СИ, а = 2,36 г/см3, р = 224 омм.
Отложения карбонатных пород среднего и верхнего карбона являются практически немагнитными (зеср= 0 - 5x10" ед.СИ), обладают повышенными сопротивлением от 150 до 502 ом м (рср 300 омм) и плотностью - от 2.45 -у -у до 2.67 г/см (аср = 2,52 г/см ). Скорости продольных волн карбонатных пород среднего и верхнего карбона составляют 5400-5700 м/сек. Глины данной тол-щи обладают плотностью 2,34 г/см , восприимчивостью - ЮхЮ ед.СИ, сопротивлением - 40 омм.
Разрез пермской системы начинается с нерасчлененных карбонатных отложений глазанской и красногорской свит. Породы обладают наиболее высокими средневзвешенными значениями электрического сопротивления (р = 540 омм) всех перекрывающих образований района. Их средняя плотность равна 2,40 г/см3, породы практически немагнитны.
В целом, петрофизический разрез палеозоя сравнительно однороден, в нем отсутствуют резкие границы физических параметров. По плотности выделяется несколько повышенными значениями турьинская и соткинская свиты нижней перми ( гср взв = 2,54 г/см3). По электрическим свойствам более дифференцирована верхняя часть палеозойских отложений, в низкоомных вендских отложениях резко выделяются осадки усть-пинежской свиты (рср= 235 омм). По магнитным свойствам контрастно выделяются отложения урзугской свиты среднего карбона (аеСр.взв=120х10"5ед.СИ), отложения усть-пинежской свиты верхнего венда (аеср.взв.= 52x10" ед.СИ).
Физические свойства четвертичных осадков
Четвертичные отложения сплошным чехлом перекрывают все более древние породы, они представлены комплексом ледниковых отложений и современных аллювиальных осадков [29,33,50]. Литологический состав осадков довольно пестрый: пески, глины, суглинки, валунно-галечно-гравийно-песчаный материал и их производные. Высокая литолого-фациальная изменчивость и неоднородность четвертичных осадков как по латерали, так и по вертикали предопределяют широкий спектр вариаций их физических свойств [22,27,29100]. Основные петрофизические характеристики четвертичных образований представлены в Сводной таблице 3.1 и табл.3.3-3.4. Магнитные свойства четвертичных осадков подробно рассматриваются в разделе «Магнитные свойства горных пород».
Средняя плотность четвертичных отложений составляет 2,04 г/см , при вариациях от 1,41 до 2,70 г/см . Магнитная восприимчивость отложений меняется в широких пределах от 0 до 4980х10"5ед.СИ, при среднем значении -41х10"5ед.СИ. Удельное электрическое сопротивление четвертичных осадков, в среднем, составляет 30 омм (4-208 омм). Плотность осадков ледникового генезиса (валунно-галечно-гравийно-песчаных отложений) варьирует в преде-лах от 1,53 до 2,60 г/см ( тср = 2,10 г/см ), магнитная восприимчивость может принимать максимальные значения, а удельное электрическое сопротивление изменяется от 32 до 809 омм (рср= 93 омм). Магнитная восприимчивость песков изменяется от 0 до 754x10"5ед.СИ, при аеср= 41х10"5ед.СИ. Их плот-ность равна 1,98 г/см , а электрическое сопротивление изменяется от 20 до 102 омм (рср=50-60 омм) [50].
Скоростные характеристики четвертичных образований возрастают с увеличением зернистости осадков и максимальных значений (2190 м/сек) достигают в гравийных отложениях.
Проявление магматитов Зимнебережного алмазоносного района в магнитном поле
Одной из задач аэромагнитной съемки является картирование магматических пород основного-ультраосновного состава [10,22,25]. При решении этой задачи, использовались данные расчетов параметров намагниченных тел, сведения о магнитных свойствах горных пород, характер выявленных положительных аномалий, находящих отражение на карте изолиний магнитного поля ДТ и карте локальных аномалий [44,53,94,109].
Полученные данные позволяют предполагать, что породы указанного состава имеют широкое распространение на исследуемой площади. Об этом свидетельствует, в первую очередь, рассмотрение карт изолиний AT и локальных аномалий АТЛ0К. На обеих указанных картах, особенно на карте локальных аномалий, четко выделяется большое количество положительных аномалий различной интенсивности и линейных размеров в плане, ориентированных, преимущественно, в западном - северо-западном направлении. Интенсивность значений AT этих аномалий меняется от 50-100 до 800-1200 нТл. Наиболее широко такие аномалии распространены в пределах Керецкого грабена. Расчеты свидетельствуют, что интенсивность намагничения магнитных тел, вызывающих эти аномалии, меняется от 500x10"3А/м до 2000x10"3А/м, достигая иногда 2500x10" А/м и более. Указанные значения намагниченности позволяют относить породы, слагающие эти тела, к группе основных-ультраосновных пород. Основанием для этого являются сведения о вычисленной намагниченности горных пород, слагающих Балтийский щит и материалы изучения магнитных свойств горных пород в пределах обнаженной части Балтийского щита (раздел 3.2) [39,40,94].
Глубина залегания верхней кромки магнитных тел меняется от 500-1000 до 4000 м и более; в некоторых случаях они залегают, судя по расчетам, выше поверхности фундамента, внедряясь в породы осадочного покрова.
Особый интерес представляют зоны изогнутых в различных направлениях положительных аномалий, выделяемых на карте локальных аномалий АТЛ0К. На площади съемки такие аномальные зоны наблюдаются в пределах Ручьевского выступа и в западной части Керецкого грабена. Как отмечалось выше, подобные зоны положительных значений магнитного поля характерны для участков развития трапповых образований наблюдающихся, в частности, в ряде районов Якутии, Красноярского края и других местах [44,53,54,57,109].
На карте изолиний AT область распространения рассматриваемых аномальных зон в пределах Ручьевского выступа характеризуется «мозаичным» строением магнитного поля, что обусловлено, очевидно, взаимным влиянием магнитного поля от близко расположенных магнитных тел. В соответствии с результатами расчетов, можно предполагать, что рассматриваемые аномальные зоны в пределах Ручьевского выступа, обусловлены, преимущественно, суммарным влиянием даек и интрузий неправильной формы, выходящих на поверхность фундамента, либо внедрившихся в породы осадочного покрова.
Глубина залегания магнитных тел, создающих указанные аномальные зоны, меняется от 200-300 до 500-600 м, иногда до 800-1000 м.
Аномальные зоны такого же типа, как и в пределах Ручьевского выступа, наблюдаются на карте локальных аномалий ЛТЛ0К, в западной части Керецкого грабена, однако, для них характерны незначительные значения локальных аномалий - 1-3 нТл, иногда до 6-8 нТл. По всей вероятности, природа аномальных зон на указанных участках одинакова, а незначительная интенсивность локальных аномалий в западной части Керецкого грабена обусловлена большей погруженностью фундамента, по сравнению с залеганием его в пределах Ручьевского выступа.
В связи с обнаружением на исследуемой площади пластовых тел кимберлитов возник вопрос о выделении локальных магнитных аномалий, которые могут быть обусловлены кимберлитовыми трубками и, таким образом, перспективных на их обнаружение. Методика выделения подобных объектов в рассматриваемом районе не была до конца разработана [109,113,115,116,121].
При решении этой задачи были использованы материалы различного характера [13,17,44,56,57]. Во-первых, в определенной степени был использован опыт поисков кимберлитовых трубок в различных районах Якутии, нашедший отражение в различных статьях и монографиях [9,10,12,13, 74,109], а также результаты работ по этой теме, выполненных Архангельскими научными и производственными организациями [27,29,37,79]. Помимо указанных материалов были использованы также материалы геологических съемок, буровых работ и наземных магнитных съемок.
При определении критериев для выделения локальных аномалий, предположительно обусловленных телами трубочного типа, учитывались следующие данные, как полученные в результате проведения работ, так и заимствованные из опубликованных материалов [10,11,22,28,42,49,59,60,83,95].
