Содержание к диссертации
Введение
1. Эндодинамические аномалии рудоносных территорий 15
1.1. Эндодинамические аномалии и объекты минерагении 16
1.2. Геофизические методы выявления и картирования эндодинамических аномалий 18
1.2.1. Изучение регионального естественного электрического поля... 18
1.2.2. Перспективы использования других геофизических методов для выявления эндодинамических аномалий 47
1.3. Геохимические методы выявления и картирования эндодинамических аномалий 52
1.3.1. Структур но-гидрохимическая съемка 52
1.3.2. Перспективы использования других геохимических методов для выделения эндодинамических аномалий 91
1.4. Методы дистанционного зондирования для выявления и картирования эндодинамических аномалий 93
1.4.1. Полихронная тепловая космическая съемка 93
1.4.2. Перспективы использования других методов дистанционного зондирования для выделения эндодинамических аномалий 105
1.5. Систематика эндодинамических аномалий 106
1.6. Системное картирование эндодинамических аномалий 107
2. Эндодинамические аномалии в системе многокомпонентных прогнозных моделей разноуровневых таксонов локализации крупных месторождений 109
2.1. Общие вопросы создания прогнозных моделей и специализированных основ геологического картографирования 109
2.2. Формирование прогнозных моделей (на примере оловорудных таксонов) 112
2.2.1. Оловорудные провинции 113
2.2.2. Оловорудные области 116
2.2.3. Оловорудные районы 117
2.2.4. Оловорудные узлы 124
2.2.5. Оловорудные поля 129
2.2.6. Оловорудные месторождения 138
2.3. Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных гидротермальных месторождений урана 146
2.4. Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных золоторудных месторождений 150
2.5. Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных медноколчеданных месторождений... 155
2.6. Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных эндогенных месторождений 158
2.6.1. Рудные провинции 158
2.6.2. Рудные области 160
2.6.3. Рудные районы 162
2.6.4. Рудные узлы 163
2.6.5. Рудные поля 164
2.6.6. Месторождения 165
3. Оценка рудоперспективности эндодинамических аномалий 167
3.1. Теоретические коридоры размерности месторождений 167
3.2. Геохимическая специализация районов локализации месторождений различной величины 171
3.3. Постспутниковая гидрогеохимическая съемка для оценки рудоперспективности эндодинамических аномалий 174
3.4. Рудоперспективные эндодинамические аномалии 177
Заключение 180
- Методы дистанционного зондирования для выявления и картирования
- Формирование прогнозных моделей (на примере оловорудных таксонов)
- Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных эндогенных месторождений
- Постспутниковая гидрогеохимическая съемка для оценки рудоперспективности эндодинамических аномалий
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Повышение эффективности геологоразведочного процесса для обеспечения воспроизводства дефицитных, стратегических и высоколиквидных минерально-сырьевых ресурсов России относится к важнейшим задачам изучения недр. При этом приоритетными являются разработки, позволяющие получать новую информацию, служащую в качестве критерия оценки рудоперспективности площадей, и производить локальный прогноз рудоносности с минимальными затратами средств [126]. Особо ценно, если способы прогнозных построений дают возможность выделять территории, перспективные на обнаружение крупных месторождений.
При создании современных государственных геологических карт России масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000, при ведении прогнозных и поисковых работ данные геофизических, геохимических исследований, дистанционного зондирования"' входят в обязательный геоинформационный пакет. Однако эффективность использования названных материалов при оценке рудоперспективности площадей в процессе этих работ недостаточно высока. Поэтому необходима дальнейшая разработка методологических и методических основ использования геофизической, геохимической, дистанционной информации при прогнозно-металлогеническом анализе территорий. В связи с этим разработка основ локализации рудоперспективных площадей на базе выявления и исследования ареалов современной активизации недр с использованием геофизических, космических и геохимических съемок является весьма актуальной. Особенно важным такой подход становится в условиях дефицита финансовых ресурсов па проведение геологоразведочных работ, что диктует необходимость применения наиболее
"' Под данными дистанционных исследовании понимаются результаты фотографических, ска-нерных, радиолокационных съемок земной поверхности с воздушных и космических носителей в видимой, инфракрасной (в том числе тепловой) и радиоволновой областях спектра электромагнитных волн 183,98, 111, 113, 143].
дешевых способов получения геофизической, дистанционной и геохимической информации для решения прогнозно-металлогенических задач.
Мелко- и среднемасштабные прогнозно-оценочные построения в среднем подтверждаются только на 10-15% [43, 44, 123]. Проблема повышения надежности таких работ за счет разработки и использования принципиально новых критериев оценки потенциальной рудоперспективности актуальна как в хорошо изученных горнорудных районах (ревизия предшествующих прогнозных заключений), так и при оценке перспектив сла-боизученных территорий.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Главная идея и целевая установка, которыми руководствовался автор при проведении исследований, исходят из необходимости расширения и углубления недостаточно разработанных направлений в металлогении, касающихся прогноза рудоносности на основе выявления и изучения проявлений современных эндодинамических процессов в геофизических, геохимических полях, в данных дистанционного зондирования. Поэтому разработка методологических и методических основ использования геофизической, геохимической и дистанционной информации для выявления рудоперспективных участков по ареалам современной активизации недр при минимальных затратах средств и времени была главной целью. При этом ОСНОВНЫМИ ЗАДАЧАМИ являлись:
теоретическое и экспериментальное обоснование выделения и использования ареалов современной активизации недр как самостоятельного направления работ при металлогенических исследованиях;
выявление и систематизация способов обнаружения металлогени-чески значимых ареалов активизации недр геофизическими, геохимическими методами, методами дистанционного зондирования;
определение факторов, осложняющих выявление эндодинамических аномалий, которые фиксируют ареалы активизации недр;
разработка эффективных технологий картирования эндодинамиче-ских аномалий для обследования больших территорий в различных условиях работ;
создание, с учетом возможности картирования эндодинамических аномалий, прогнозных моделей размещения разноранговых таксонов локализации крупных рудных концентраций.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Выяснено, что рудные поля, узлы и другие метал-логенические таксоны, в пределах которых сосредоточены крупные эндогенные месторождения, отличаются от вмещающей их геологической среды повышенной современной активностью недр. Эта активность обусловлена процессами тепло-массопереноса, которые фиксируются геофизическими, геохимическими, дистанционными эндодинамическими аномалиями. Установлены и систематизированы способы обнаружения ме-таллогенически значимых эндодинамических аномалий, определены основные осложняющие факторы, возникающие при выявлении таких аномалий, и способы их учета.
Разработаны специальные модификации методов геофизического, дистанционного, геохимического исследования недр для картирования эндодинамических аномалий:
изучение регионального естественного электрического поля;
структурно-гидрохимическая съемка;
полихронная тепловая космическая съемка.
Определены принципы представления геофизической и космогеоло-гической информации в виде специализированных основ карт геологического и металлогенического содержания и сформулированы комплексные модели локализации рудных таксонов с крупными эндогенными месторождениями, где типовым компонентом являются эндодинамическис аномалии.
Установлена общая закономерность максимальной рудоконцентра-ции в зависимости от кларка элемента территории, а для ее использования
предложена специальная модификация геохимических работ — постспутниковая многоэлементная прецизионная гидрогеохимическая съемка. ДОСТОВЕРНОСТЬ И ОБОСНОВАННОСТЬ научных результатов, выводов, рекомендаций доказывается: большим объемом проведенных полевых работ (непосредственно использованные результаты маршрутных наблюдений автора получены при изучении 17 рудных районов Евразии, содержащих крупнейшие месторождения Au, U, Sn, Hg, Ni и Си, платиноидов, алмазов); большим объемом материалов геофизических, геохимических, космических съемок, интерпретация которых дополняла сведения, полученные при проведении полевых работ (проанализированы материалы по нескольким десяткам рудных районов, включающих, кроме указанных, крупнейшие месторождения Си, Fe, V); положительным опытом внедрения результатов работ в геологоразведочные и горнодобывающие предприятия; подтверждением прогнозных заключений, полученных при изучении Кировоградской рудной зоны (Украина), Яуринского урановорудного района Дальнего Востока, кимберлитосодержащего Ермаковского участка Терского берега Кольского полуострова. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ исследований определяется следующим:
обосновано новое перспективное направление использования геофизической, дистанционной, геохимической информации при прогнозно-металлогенических исследованиях, состоящее в выявлении и изучении ми-нерагенически значимых эндодинамических аномалий;
созданы новые модификации методов геофизики, геохимии, дистанционного зондирования для картирования эндодинамических аномалий в рудных и потенциально рудных районах (изучение регионального естественного электрического поля, структури о-гидр о химическая съемка, по-лихронная тепловая космическая съемка, постспутниковая многоэлементная прецизионная гидрогеохимическая съемка);
сформулированы комплексные прогнозные модели таксонов локализации месторождений благородных, редких, цветных металлов и обоб-
щенные многофакторные прогнозные модели рудных таксонов, содержащие характеристику эндогенной активности недр и являющиеся основой современных прогнозно-поисковых комплексов;
разработаны принципы создания специализированных основ карт геологического содержания, на базе которых подготовлены нормативные и методические документы Министерства природных ресурсов России;
выявлены локальные рудо перспективные ареалы эндогенной активизации недр в пределах Бодайбинского, Норильского, Печенгского, Мончегорского, Пыркакайского, Кировоградского, Балкашинского рудных районов; оценены как бесперспективные (отсутствуют эндодипамические аномалии) на выявление крупных месторождений пять участков (на Чукотке — участок Кекурный и рудопроявление Незаметное, в Карело-Кольском регионе — участки Ермаковский и «Кепа», в Верхнебурейском районе — Каменушинское рудное поле).
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ осуществлялось путем передачи новой полученной информации, в том числе прогнозных построений, в: Печенг-скую ГРП, Центрально-Кольскую ПСЭ, Карамкенскую ГРП объединения «Северовостокзолото», Карамкенскую ГРЭ, Чаунскую ГРЭ, Приморскую ГЭ, Хрустальнинский ГОК, 324-ю экспедицию ПГО «Сосновгеология», Кировоград-скую ГРЭ, Иультинский ГОК, Омсукчанский ГОК, СЗГУ, геофизическую партию Восток-Балкашинского ГОКа, Мирнинскую и 22-ю партии ЭГГИ, Дирекцию по региональным работам ГФУГП «Иркутскгео-логия», ОАО «Кольская ГМК». Кроме того, автор участвовал в создании одобренных и утвержденных Министерством природных ресурсов России нормативно-методологических документов, регламентирующих выполнение работ предприятиями отрасли [4, 6, 46-48, 78, 1 65]. АПРОБАЦИЯ. Основные результаты исследований представлялись на XXXI сессии Международного геологического конгресса (Рио-де-ЖанеЙро, 2000), Всероссийском съезде геологов (Санкт-Петербург, 2000), зарубежных, международных, всероссийских, региональных и научно-
практических симпозиумах, конференциях, семинарах и совещаниях: «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 1997, 1999, 2001, 2003), «Минерально-сырьевая база территории России и се континентального шельфа в условиях глобализации мировой экономики» (Москва, 2002), «Геоинформационные системы в геологии» (Москва, 2002), «Deep structure of the Earth and concentration of metals in the lithosphere: A geodynamic approach» (Virginia, USA, 2001), «Обеспечение единства измерений в фотометрии и радиометрии оптического излучения» (Москва, 2001), «Билибинские чтения в Санкт-Петербургском университете» (Санкт-Петербург, 2001), «Актуальные проблемы освоения месторождений полезных ископаемых» (Ташкент, 2001), JOINT-IAGOD INTERNATIONAL MEGTING (Лондон, 1999), 12th International Conference Applied Geological Remote Sensing. Mineral Exploration (Денвер, США, 1997), 18th International Cartographic Conference (Стокгольм, 1997), «Наукові основи прогнозування, пошуків та оцінки родовищ золота» (Львов, 1999), «Геологическое картографирование и прогнозно-металлогеническая оценка территорий средствами компьютерных технологий» (Красноярск, 1999), «Проблемы создания третьего поколения Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000» (Москва, 1997), «Научно-методическое обеспечение работ по созданию Госгеолкарты России масштаба 1:1 000 000 третьего поколения и требования к ее содержанию и качеству» (Санкт-Петербург, 1998), «Научно-методическое и компьютерно-технологическое обеспечение работ по созданию третьего поколения Госгеолкарты масштаба 1:1 000 000» (Санкт-Петербург, 1999), «Современные проблемы геологии, поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых» (Москва, 1997), «Благородные металлы и алмазы севера Европейской части России» (Петрозаводск, 1995), «Минерально-сырьевые ресурсы стран СНГ» (Санкт-Петербург, 1996), «Аэрокосмические методы геологических и экологических исследований» (Санкт-Петербург, 1994), «Петрофизика рудных месторождений» (Ленинград, 1990), 36-й международный геофизический
симпозиум (Киев, 1991), «Организация и производство ГДП-200, составление и подготовка к изданию Госгеолкаргы-200 и требования к ее содержанию и качеству» (Санкт-Петербург, 1995), «Повышение эффективности научного обоснования локального прогноза месторождений рудных полезных ископаемых» (Москва, 1987), «Сквозные рудоконцентрирующие структуры» (Москва, 1986), «Геология и полезные ископаемые юга Восточной Сибири» (Иркутск, 1979), «Геология рудных полезных ископаемых Забайкалья и смежных территорий» (Чита, 1981), «Состояние и перспективы развития комплексных аэрогамма-спектрометрических и аэромагнитных съемок при геологическом картировании» (Ленинград, 1977), «Геофизические исследования при крупномасштабном картировании и прогнозировании месторождений» (Ленинград, 1976).
ПУБЛИКАЦИИ. Наиболее значимые результаты исследований автора, включающие принципиально новые информацию, положения методологического характера, ставшие базисом настоящей работы, опубликованы в 71 печатной работе, в том числе в двух коллективных монографиях, пяти книгах нормативного и методического содержания, шести брошюрах. ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА В СОВМЕСТНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ. Из 7! опубликованной работы 22 подготовлены без соавторов. Именно в этих 22 публикациях представлены этапы разработки научно-методических основ выявления рудоперспективных площадей по ареалам активизации недр. Реперными публикациями среди них являются статьи: «Региональные положительные аномалии естественного электрического поля над структурами рудных полей и месторождений» в сборнике Методы разведочной геофизики (1985), «Космогеологические, геофизические и гидрохимические критерии выделения рудоконтролирующих структур при прогнозировании медно-никелевых месторождений (на примере Печенгско-Аллареченского района)» в журнале Исследование Земли из Космоса (1990), «Оценка рудоносности территорий по космоспектральным данным и гидрохимическим аномалиям» в журнале Отечественная геология (1999),
«Экспресс-локализация и оценка потенциальных металлогенических ресурсов недр на основе выявления и исследования эндодинамических аномалий по данным мелко- среди ем ас штабных космических, геофизических и геохимических съемок» в сборнике Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века (2000), «Рудоконтролирующие аномалии ареалов активизации недр (металлогения эндодинамических аномалий)» в журнале Вестник Санкт-Петербургского Университета (2002).
С 1972 года автор являлся ответственным исполнителем работ по формированию физико-геологических, затем с 1985г. комплексных, космо-геологических и физико-геологических моделей разноранговых металло-генических таксонов локализации месторождений редких, благородных и цветных металлов, ас 1991 года - и научным руководителем разработок по созданию (от концепции до технологии и нормативно-методической базы формирования) геофизической основы Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 второго издания (Госге-олкарты-200/2), дистанционной основы Госгеолкарты-200/2 и дистанционной основы Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:100 000 третьего издания (Госгеолкарты-1000/3). В публикациях но этим направлениям [90, 116, 122, 132, 138, 141] автору принадлежит основная роль в определении базовых компонентов геофизической основы Госгеолкарты-200/2, дистанционной основы Госгеолкарты-200/2, Госгеолкарты-1000/3, которые представлены в одобренных и утвержденных Министерством природных ресурсов России нормативно-методических документах «Временные требования к геофизическому обеспечению геологосъемочных работ, завершающихся созданием Госгеолкарты-200 (второе издание)» (1999), «Временные требования к дистанционной основе геологосъемочных работ, завершающихся созданием Госгеолкарты-200 (второе издание)» (1999), «Требования к дистанционной основе государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000»
(1999, 2003) и обобщены в третьей главе монографии «Аэрокосмические методы геологических исследований» (2000) [3].
Публикации в зарубежных изданиях в основном связаны в работой автора в качестве заместителя руководителя секции WG5 "Remote Sensing Methods for Tectonics and Ore Prospecting" Международной ассоциации по генезису рудных месторождений (IAGOD). Работа в IAGOD показывает, что представленные исследования автора являются оригинальными не только для России, но и не имеют аналогов за рубежом.
ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:
1. Размещение металлогенииеских таксонов различного иерархического уровня, содержащих крупные эндогенные месторождения, контролируется ареалами повышенной современной активности недр, которые фиксируются эндодинамическими аномалиями.
П. Картирование руд о контролирующих эндодинамических аномалий обеспечивается в различных условиях работ при использовании специальных модификаций геофизических, геохимических, космических методов съемки (съемка регионального естественного электрического поля, структурно-гидрохимическая съемка, полихронная тепловая космическая съемка).
Основой современных прогнозно-поисковых комплексов рудных объектов различных иерархических уровней являются комплексные прогнозные модели разноуровневых металл о ген ических таксонов, создаваемые на базе системного подхода и включающие не только геолого-вещественные, геолого-структурные, физико-геологические компоненты, но и эндодинамические аномалии совместно с характеристикой геохимической специализации.
Особенностями крупных по запасам полезных ископаемых рудных районов являются специализация их геологического объема на рудогенный элемент и наличие эндодинамических аномалий; при этом ресурсный потен-
циал наиболее крупного месторождения пропорционален коэффициенту геохимической специализации (КГС) территории и может быть оценен как произведение КГС и максимальных теоретических запасов малых месторождени й.
В целом данная работа обобщает результаты теоретических, методических и экспериментальных исследований автора за период с 1970 по 2003 г. Научно-исследовательские работы выполнялись в ВИРГ-Рудгеофизике, МГГРУ, фирме «ЭКОГЕО», Научно-исследовательском институте космоаэрогеологических методов (НИИКАМ). Фактический материал получен при проведении ежегодных полевых работ по изучению рудных и рудопсрспсктивных районов СССР в 1970—1992 гг. В процессе исследований использовались фондовые материалы по геологии, геофизике, геохимии нескольких десятков геологических организаций, а также отечественные и зарубежные космические снимки (цифровые и аналоговые) на территории рудных районов, в том числе зарубежных.
Постановка задач, выбор направлений и методов их решения осуществлялись непосредственно автором. Им лично получены основные результаты исследований.
Автор признателен за внимание и творческое общение Д.В. Рундквисту, А.С. Сердюковой, Н.Н. Боровко, Г.В. Гальперову, А.В. Перцову, В.И. Донакову, СИ. Турченко. Их советы и помощь, а главное — пример исследователей российской геологической школы оказали влияние не только на результативность работ, но и способствовали становлению научного мировоззрения автора в целом.
Методы дистанционного зондирования для выявления и картирования
Тепловые аномалии спектральной яркости выявляются при регистрации инфракрасного излучения в тепловых диапазонах: 3-5,5 и 8-13 мкм [67, 70]. В диапазоне 3-5,5 мкм лучше фиксируются высокоамплитудные температурные неоднородности (выше 30-45 С} - например геотемпературные аномалии лавовых потоков при извержении вулканов; диапазон 8-13 мкм наиболее эффективен при температурах ниже 30С [69, 103, 177]. ПТКС выполняется с целью выявления сеапепн съемки, результаты которых пригодны для картирования эндодинамических тепловых аномалий. Источником информации служат результаты съемок NOAA AVHR.R, выставляемые в Интернет [45, 58. 189]; наиболее доступным для работы с этой информацией является программное обеспечение, разработанное ИКИ РАН [79, 80]. Оптимальным временем длн выявления елабокоифастных геогемпературмых эн-додинамических аномалий являются весна - начало лета и осень, а в течение дня - предутренние часы, когда максимально нивелируются инсоляционные тепловые аномалии, являющиеся следствием наибольшего прогрева склонов, обращенных к солнцу, аномалии, обусловленные различиями теплофизичс- ских свойств объектов, нагреваемых солнцем.
В процессе ПТКС выявляются сеансы съемки с благоприятными метеорологическими условиями: отсутст вие облачности, сильного ветра, локальных тепловых фронтов, осадков неза долго до съемки. На этапе анализа полученных данных должно учитываться, что мешающим фактором при выявлении эндодинамических аномалий явля ется рельеф местности, особенно, если относительные отметки высот превы шают 500 метров: при этом начинает интенсивно сказываться вертикальный градиент температур, составляющий в среднем 6,5 градусов на I км на пер вых десяти км вверх от поверхности Земли. Геотсмпературньте аномалии, со поставимые с аномалиями радиояркостных температур эндодинамической природы, создают акватории и техногенные объекты. Хорошо, в частности, фиксируется сброс в водоемы теплых вод атомных электростанций, теплоные аномалии крупных промышленных населенных пунктов При учете указан ных факторов и полном цикле обработки дистанционной информации тепло вого инфракрасного диапазона (маскирование водных поверхностей и облачности, снятие регионального тренда температур, геометрическая кор рекция данных, приведение изображения в картографическую проекцию) вы являются рудоконтролируютцис зндодинамическис аномалии радиояркостных температур. Области повышенных и аномальных значений радиационных (радиояркостных) температур эндодинамической природы занимают площади десятки-сотни кв. км. Амплитуда аномалий составляет десятые доли - первые (обычно до 2) градусов Цельсия.
На Кольском полуострове по данным ночных съемок NOAA AVHRR середины 90-х годов аномалиями радиационных температур гсодинамической природы хорошо фиксируются: Печенгскии рудный узел, вмещающий более 10 месторождений медно-никелевых руд, Панский платинорудный массив. В Карелии такими аномалиями контролируетея размещение рудных узлов с месторождениями титана и хрома района BypaxoRCKoM расслоенной интрузии, железных руд Костомукшинского рудного узла, а также Центрально-Онежского уран - золото - палладий - ванадиевого рудного узла, В Узбекистане аномалиями радиояркостных температур фиксируются золоторудные узлы Мурунтау и Какпатас, на Урале - Гайский медноксшчеданньтй рудный узел. Эндодинамическая аномалия радиационных температур по данным космической съемки Печепгскоги рудного узла корреспондируется с гидрохимической эндодинамический аномалией. Опыт выполнения ПТЇСС Для подтверждения стабильности эндодинамических гсотемператур-ных аномалий в течение 1999-2002гг. осуществлялась ПТКС для полигонов, в пределах которых расположены крупные эндогенные месторождения [202], Такая работа по систематическому выявлению аномалий радиояркостных температур NOAA AVHRR, связанных с рудоносностью территорий выполнены для Гайского медноколчеданного рудного узла (Южный Урал) и нескольких рудных узлов Балтийского щита: Печенгского (Си, N1), Костомукшинского (Fe), Панского (Ft), На район локализации каждого из указанных рудных объектов было получено по много десятков космических изображений. После отбраковки снимков, на которых интересующие территории закрыты облаками, а также снимков, полученных в дождливый период, лнем - когда существенную роль играет инсоляция и другие мешающие факторы, каждый объект оказался охарактеризован небольшим количеством снимков - от 4 для Гайского до 1 для Печенгского рудных узлов. Гайский медпоколчеданный рудный узел (рис. 1.36) контролируется аномалией радиояркостных температур протяженностью 28 км и шириной от 4 до 10 км, которая вытянута в субмеридиональном направлении и корреспондируется с центральной частью гравиметрической аномалии, вытянутой в том же направлении. Местоположение аномалии радиояркостной температуры подтверждены снимками, полученными в благоприятных для выявления таких объектов условиях 1 6 апреля, 1, 2, 3 августа 2000 года. При этом в августе относительная интенсивность аномалии составляла в разные дни от 0.5 до I К. а в апреле L5 К. На снимках видно, в частности, что фрагмент Ириклинского водохранилища в весенний период фиксируется как отрицательная температурная аномалия, а в летний - как положительная, Гаиское месторождение расположено в западной прикрасвоЙ части тепловой и гравиметрической аномалий, что, возможно, обусловлено перемещением на несколько километров надвиговой пластины с этим месторождением на запад с оставлением на востоке корневых частей комплексов горных пород рудоносных формаций и глубинных частей эндодинамически активной субмери-диопальной зоны Главного Уральского Разлома, Соответственно основные гра цитирующие массы и аномалии радиояркостных температур располагаются к воеJоку от Гайского месторождения. Ведущей роли надвигов и шарья-жей н формировании структуры и вещественного выполнения Уральской складчатой области, в том числе Южного Урала, посвящена монография Т.Т.Казанцевой "Аллохтонпые структуры и формирование земной коры Урала". Следует также отметить, что в районе Гайского медноколчеданного месторождения современная флюидная активность Земли зафиксирована при проведении газогидрохимической съемки.
Аномалия, которая контролирует размещение Печенгского рудного узла (рис, 1,37), зафиксирована в период прекращения дождей в сентябре 1999 года. Эта аномалия (с амплитудой в центральной части 0.4 К) имеет протяженность 25 км при ширине до 10 км. Повышенными температурами на снимке также отмечаются крупные и некоторые средние озера. Наличие эн-додинамической аномалии, контролирующей размещение Печенгского рудного узла, ранее было установлено по данным гидрохимии [20], Максимальная интенсивность аномалии радиояркостных температур зафик-
Формирование прогнозных моделей (на примере оловорудных таксонов)
Система физико-геологических моделей (ФГМ) [214] разноранговых оловорудных таксонов сформирована автором и дополнена космоструктур-ными компонентами, разработанными совместно с Г,В, Гшіьперои м и др. при выполнении І1ИР . Эндодинамические аномалии установлены при проведении СГС в Еосточно-Чаунском (Чукотка) и Кавалеровском (Приморье) оловорудных районах, при металлогеничсском анализе данных сейсмологии, опубликованных В,И. Уломовым. Сведения о геохимической специализации оловорудньгх территорий имеются в работах ИМГРЭ [82], закономерности геологического строения опубликованы в трудах специалистов ВИМС и др. [2,38,53,59,60,62, 110, 118,124, 127, 147, 153, 154, 182].
Промышленные эндогенные месторождения олова относятся в основном к касситерит-сульфидной, касситерит-кварцевой и касситерит-силикатной формациями. Наиболее крупные из них представлены кварцевым и силикатными типами. Поэтому в качестве основных эталонов были выбраны касситерит-силикатные месторождения Кавалеровского оловорудного узла (Приморье) и касситерит-кварцевые штокверки Пыркакайского оловорудно] о узла (Чукотка). Выбор этих объектов обусловлен хорошей геолого-геофизической изученностью, типичностью геологических обстановок локализации как самих рудных узлов, так и их рудных полей, месторождений, а также вмещающих рудные узлы рудных районов, областей, провинций. Кроме сведений об основных эталонах, источником информации при создании КПМ являлся анализ данных о других оловоносных площадях Приморья, Чукотки, а также оловорудных объектов Забайкалья, Хабаровского края, зарубежных территорий.
Гальперов Г.В., Ліпигк»в B.C. и др. Отчет по теме: ( Разработал, к внедрить дистанционные компоненти комплексных прогнозно-поисковых моделей рудных узлов, полей и месторождений лак основы прогнозно-поисковых комплексов и технологических схем применения методов».
Ояоворудные провинции Наиболее богатая промышленными месторождениями олова южная часть Сих отэ-Алн некой оловорудний провинции Приморья контролируется пересечением трапе региональных линейных структур периферической частью Ханкайской кольцевой мегаструктуры. Крупным космоструктурным элементом региона размещения Чукотской оловорудной провинция является Чукотская кольцевая мегаструктура. Как и в Приморье оловорудная провинция контролируется пересечением транерегиональной зоной разломов краевой части этой мегаструктуры, а по геофизическим данным располагается в пределах регионального понижения Ag, елабодифференцироваппого (ДТ)Я1 повышенной (более 33 км) мощности земной коры (табл, 2Л), ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ; Специализированная мегаструктура площадью п- 105н-п-106 кв. км с максимальной полихронной активизацией в палеозой-мезозойское время и современными проявлениями активизации недр. Компоненты модели: - специализированный на олово блок земной коры геосинклинально-складчатых областей, областей активизации срединных массивов и штгтов с преимущественно палеозой-мезозойскими кислыми магматогенными комплексами, располагающийся в пределах регионального понижения Ag, слабо-дифференцированного (ДТ)Н повышенной мощности земной коры (табл. 2.1); - устанавливаемые по космическим снимкам глобального УС1 тектоническая зона (центральный шов) и пересекаемая швом кольцевая мегаструктура диаметром многие сотни километров; крупнейшие скопления руд олова формируются в районах их пересечения; - зндодинамически аномальные структуры представленные очагами повышенной современной активности недр, контролирующими размещение высокопродуктивных рудных районов, узлов, полей, а также наиболее актив ными в настоящее время сейсмогенерирующими зонами (с интенсивностью землетрясений 7 баллов и более) и их геоструктурными продолжениями, на следующими центральный шов, контролирующими размещение рудных провинций с уникальными месторождениями олова.
Оловорудные области По данным дешифрирования осевой сі рук гурой модели Южно-Сихотэ-Алинской оловорудной области является зона Центрального Сихотэалинско-го структурного шва, который контролирует цепочку сводовых поднятий и оперяющие шов системы разломов с-в, с-с-в и субширотного направлений, контролирующие положение большинства промышленно важных оловоруд-ных объектов. Геофизические компоненты: центральный шов, являющийся осью прогиба границы Мохоровичича с глубиной 35 км, сводовые поднятия отвечающие наибольшим понижениям регионального минимума Ag, свойственного оловорудной области (табл.2Л). Контроль Центрально-Чукотской оловорудной области (ЦЧОО) осуществляется северной частью внешнего кольца Чукотской кольцевой мегаст-руктуры, находящегося в пределах зоны региональных разломов с з простирания, Б пределах ЦЧОО отдешифрированы три кольцевые структуры диаметром от 25 до 65 км, к краевой части наименьшей из них приурочено наиболее крупное оловянное оруденение (Пыркакайские штокверки). Продольная ось ЦЧОО характеризуется понижением поля силы тяжести; магнитное поле оловорудной области в целом слабодифференцированное табл. 2Л). ОБОБЩЕННАЯ МОДЕЛЬ:
Олонорудные области в пределах которых находятся крупные оловорудные районы занимают площадь п 10 кв.км и обособляются в составе оловорудних провинций как крупные структурно-вещественные блоки, формирующиеся в процессе интенсивной полихронной активизации палеозой-мезозойского времени с ярко проявленной специализацией на оловосодержащую минерализацию, с реликтами проявления современной активизации недр. Компоненты модели: - крупные блоки земной коры наиболее интенсивной тектоно-магматической и гидротермалыю-мегасоматической активизации оловорудных провинций, с повышенной экстенсивностью оловосодержащей минерализации; - дешифрируемые при анализе космических снимков континентального УГ сводовые поднятия в отпоре осени и зоны центрального шва, пересекаемые одной-двумя крупными зонами разломов; - эндодштмически аномальные структуры, фиксирующиеся по ареалам повышенных и аномальных значений информативных параметров, свидетельствующих о наличии современной активности недр, и наиболее крупными сейсмогенерирующими зонами современной активизации недр и их геоструктурными продолжениями, контролирующими оловорудные области с уникальными месторождениями олова; - геохимическая специализация на олово не только магматических, метаморфических и і идротермалмю-мегасоматически преобразованных пород, но и проявлений минерализации и месторождений различных эндигенных полезных ископаемых; - геофизические характеристики: региональные минимумы поля силы тяжести, ифицателыше или слабоположителыюе магнитное поле с локаль ными аномалиями до = 300 нТл и наиболее повышенная мощность земной коры.
Система прогнозных моделей размещения металлогенических таксонов локализации крупных эндогенных месторождений
Общими чергами рудных провинций, содержащих крупные эндогенные месторождения (площади провинции п 10э-гп,10й кв. км) является их контроль металлогенически специализированными мегастру к гурами с многократной, в том числе современной, активизацией недр, сопровождающейся крупномасштабными магматическими, гидротермально-метасоматическими и геотектоническими процессами. При этом формируются определенные магматические ассоциации, эпигенетически измененные породы и тектонические нарушения, трассируемые на глубину многие десятки километров. Наиболее общим фактором космоструктуриого контроля на этом уровне генерализации янлнются мегакольцевые структуры поперечником 500-1000 и более километров, которые выявляются, как правило, в результате анализа серии космических снимков, полученных в разных зонах спектра, в разные сезоны и годы. Отдельные снимки часто дают информацию лишь о фрагментах кольцевых структур. Выявляемые мегакольцевые структуры, в основном, имеют форму близкую к круговой. Иногда они представлены "полукольцами" (Кызылкумская кольцевая структура, контролирующая размещение золоторудной провинции с крупнейшим месторождением Мурун-тау), деформированными овалами (Байкальский мегаспод и Ленская золоторудная провинция с месторождением Сухой Лог), двумя полукольцами, смещенными по диаметральному разлому (Сихотэ-Алинская мегакольце-вая структура с одноименной оловорудной провинцией). Генезис кольцевых мегастру к гур устанавливается не во всех случаях, но все они находят подтверждение в особенностях морфоструктуры. геологического строения, в фи зических полях. В качестве наиболее адекватной предложена гипотеза заро ждения мегакольиевых струк і ур над кру п ней і ними палеоплюмтектоническими структурами, контролирующими размещение рудных таксонов. Контроль кольцевыми мегаструктурами крупнейших руд ных объектов осуществляется на участках пересечения их внешних или внутренних колец с транзитными зонами глубинных разломов при ведущей металлогенической роли одной из них (Главной тектонической зоны рудной провинции).
Главные зоны разломои являются по отношению к мегакольце- вым структурам либо диаметрами 1.11 ы ми (Уральская медь-железо- золотоконтролирующая, Кызылкумская и Колымская золотоконтролирую- щие), либо сегмеї[тарными (Чукотская, Сихотэ-Алипская оловоконтроли- рующие, Североприбайкальская золотоконтролирующая) структурами. Геофизическими компонентами контроля оруденения на рассматри-васмом УГ являются крупнейшие аномалии (аномальные зоны) магнитного поля, поля силы тяжести, особенности строения земной коры, устанавливаемые с использованием данных сейсморазведки и гравиразведки. Крупные положительные аномалии фанитациоппого поля свойственны для рудных провинций, содержащих крупные и очень крупные месторождения золота в черных сланцах (Кызылкумы, Северное Прибайкалье}, а также дли медно-колчеданных провинций (Урал). Отрицательные аномалии поля силы тяжести характерны для провинций с крупными редкометальными и золотокшрценьши месторождениями. Весьма характерно строение земной коры, относительно повышенная мощность которой свойственна для медно-колчеданных, редкометальных, золотокварцевых провинций с крупнейшими месторождениями.
Относительное уменьшение мощности земной коры характерно для провинций золотоносных черных сланцев. Рудные провинции, содержащие крупные месторождения, характеризуются геохимической специализацией территории. Известна (Л.Н.Овчинников, 1992г.) геохимическая специализация на олово Сихотэ-Алипской и Забайкальской оловорудных провинций, специализация урано-ворудных территорий представлена на опубликованной карте содержаний урана территории России по данным аэрогамма-спектрометрических съемок. Известна также геохимическая специализация по урану по данным гидроли-тохимических съемок, проведенных под руководством В.С.Комарова. Во многих золоторудных провинциях на соответствующую специализацию территории указывает обилие золотопроявлений, россыпей, и шлиховых ореолов золота. Признаком специализации территории является также наличие ореолов рассеяния, присутствие в рудах других полезных ископаемых профилирующего для провинции химического элемента. Эндодинамическая аномальность на глобальном УГ проявляется в виде ареалов эндодинамических аномалий, фиксирующих размещение крупных рудных районов, узлов, полей, месторождений, а также как приуроченность рудных провинций с уникальными и крупными месторождениями к крупнейшим сейсмогенерирующим зонам и их продолжениями в соответствии с геоструктурными тенденциями- Такими крупнейшими сейсмогенерирующи-ми зонами контролируются Уральская руднаи пршшнция, золотой яояс Ко-лымы7 Забайкальская и Североказахстанская ураполорудпьге провинции и др. 2,6-2, Рудные области Обшей особенностью рудных областей с крупными эндогенными месторождениями является контроль их крупными апофизами текшнических мегаструктур в узлах пересечения которых рифтогенными структурами и поперечными к ним зонами глубинных (проникающих на глубину 20 и более км) разломов многократной активизации, формировались определенные маг-матогскные ассоциации и (или) эпигенетически измененные породы.
Эти факторы должны быть совмещены со специализацией территории, где происходили эти события, на соответствующий металл. Площади рудных областей составляют л-10 кв. км. Космоструктурный контроль осуществляется кольцеьыми структурами диаметром многие десятки-сотни километров с частой локализацией наиболее крупных месторождений R местах пересечения кольцевых линеаментов линейными системами линеаментов, трассирующих рифтогенные структуры и поперечные зоны разломов. Например, рудная область, включающая Норильский рудный район, контролируется кольцевой структурой диаметром 150 км, пересекаемой Западно-Сибирской и Тургайско-Хатангской лалео-рифтогенными структурами. Аналогичный космоструктурный контроль имеет место для Северо-Онежской рудной области с крупным месторождением U, Au, Pd, V руд Средняя Падма, для Архангельской области локализации кимберлитов с Золотицким узлом алмазоносное. Геофизические характеристики рудных областей различной металлоге-нической специализации могу г существенно отличаться. К отрицательным гравиметрическим аномалиям приурочены области с редкометшіьной, зодо-токварцевой специализацией; крупные положительные аномалии характерны для областей размещения крупных медноколчеданных, медно-никелсвых, платинорудных месторождений. Некоторые рудные области контролируются системами линейных магнитных аномалий (Яно-Колымский золоторудный пояс), крупными линейными зонами аномально высоких значений горизонтального градиента поля силы тяжести и магнитного поля.
Гранитный слой относительно тонок для меднорудных областей, областей с золоторудными месторождениями в черных сланцах; большую мощность гранитный слой имеет под редкометальными, золотокварцевыми рудными областями. Геохимическая специализация рудных областей выражается в повышенной плотности геохимически-аномальных площадей, частой встречаемости рудных проявлений, точек минерализации, шлиховых ореолов, наличия профилирующего элемента в рудах и ореолах рассеяния месторождений других металлов. Эндодинамическая аномальность рудных областей проявляется в виде аномальных сейемогенерирующик узлов, зон и геологических структур продолжения таких зон. Кроме ранее указанных примеров коніроля наиболее рудопродуктивных структур континентального У Г, опубликована (Д.В.Рупдквист и др.), аналогичная по сути информация, касающаяся контроля сейсмогенерирующими узлами рудных областей Среднего Урала и Западных Альп. Рудные районы Содержащие крупные эндогенные месторождения рудные районы располагаются в пределах специализированных на рудогегшый металл территорий, подвергшихся интенсивным, многоактным процессам тектоно-магматической активизации и (или) гидротермалыю-метаеоматичеекой переработке пород, что фиксируется соответствующими геологическими образованиями (определенными магматическими телами, эпигенетически измененными породами, системами тектонических нарушений в том числе проникающих на глубину 10 и более км). Рудные районы занимают площади rv 10" кв. км.
Постспутниковая гидрогеохимическая съемка для оценки рудоперспективности эндодинамических аномалий
Уровень геохимической специализации территории размещения ареалов активизации недр с минимальными затратами может быть установлен с применением постспутниковой прецизионной многокомпонентной гидрогеохимической съемки (ПГС), выполняемой с отбором проб по бассейновому принципу Прототипом такой съемки является гидролитохимичеекая съемка урановоруд-ных провинций СССР, выполненная в 80-е годы под руководством B.C. Комарова (ВИРГ-Рудгеофизика) [100]. Отличительными чертами предлагаемой модификации гидрохимической съемки оч прототипа являются: - определение пунктов отбора проб с учетом результатов дешифрирования космических снимков, - выполнение прецизионных многоэлементных аналитических работ с использованием метода масс-спектромегрии с индуктивно связанной плазмой (ICP MS), - отбор малообъемных проб воды, - использование уточненных сведений об элементом составе континентального речного стока. - интерпретаций результатов ПГС с использованием ЗМР.
Предпочтительность ПГС определяется следующими факторами: невысокая стоимость на единицу площади (многократно меньше других видов геохимических работ); получение интегральной информации по характеристике больших по размерам площадей от одного пункта наблюдения, что недоступно в таких масштабах для других видов геохимических съемок; учет в интегральной геохимической характеристике сведений об усредненных данных по различным типам горных пород (с учетом их распространенности), а также вторичных и первичных ореолов рассеяния рудных объектов, что в совокупности дает информацию о средней металлоносное і и территории водосборной площади; получение глубинной геохимической информации о территории в связи с влиянием на получаемую геохимическую характеристику подземных вод; высокая чувствительность метода определения концентраций металлов; оптимальность выбора пунктов отбора проб при использовании для эти цели данных космос іруктурного и космос і іектралья ого анализа материалов дистанционного зондирования. В качестве КГС при гидрогеохимических исследованиях используется кратности конкретных значений концентраций металлов к концентрациям их в среднем мировом стоке. В таблице 33 представлены сведения о трех объектах на территории России, оцененных с использованием данных гидрогеохимии. 1. Гидрогеохимические данные по Яуринскому региону (Дальний Восток России) свидетельствуют о бесперспективности названной территории на обнаружение крупных месторождений урана, что доказано неоднократным, но без-результативным (в смысле выявления промышленных месторождений) возвращением к поискам здесь урана с использованием бурения до глубины 1 км. 2.
По Печснгскому региону (с-з Кольского полуострова) гидрогеохимические данные подтвердили наличие весьма крупного никслекосного рудного объекта и служат основанием перспектив обнаружения новых крупных месторождений платины, золота, вольфрама и редких земель (TR). Примечательно, что специализация территории на TR включает в первую очередь Pr, La, Се, Но, а главное и Ей - наиболее дорогостоящий из TR [1711. Стоимость Ей на 1-2 порядка больше чем остальных элементов этой группы. 3. Анализ гидрогеохимических материалов но 1 іриладожекому региону показывает, чго в пределах ;эшй территории возможно обнаружение месторож дений, суммарная стоимость запасов металлов которых составляет многие де сятки миллиардов долларов США. 3.4. Рудоперспективные эндодинамическис аномалии По результатам проведенных ангаром нолевых работ и комплексного анализа данных различных методов выявлены рудоперспсктивные участки в различных регионах России, на Украине, в Казахстане.
Сведения об этих участках оператипно передавались в соответствующие производственные геологические предприятия, частично опубликованы. 1. При изучении І Іечепгского рудного района Кольского полуострова (по-левьте исследования 1985-1987 л,) выявлены три эндодинамически аномальных участка, перспективных на обнаружение новых месторождений: 1 - к юго-западу от озера Щуониярви, 2 - к востоку от г. Заполярный. 3 - к юго-западу от и. Никель. Эти сведения переданы в Печенгскую ГРП, опубликованы в журнале Исследование Земли из космоси в 1990 г. Второй и третий аномальные участки располагаются в пределах региональной эндодинамической аномалии, фиксирующейся но данным ССТ и анализа многоспсктральной космической съемки. 2. При проведении полевых работ в Норильском рудном районе установлена рудоперспективная эндодшгамическая аномалия в районе ручья Правый Тапгаралах. Сведения об этом переданы в Норильскую партию ГП ЭГГИ. 3. По результатам гидрохимического опробования в пределах Ленского (Бодайбинского) золотоносного района (полевые работы 1987, 1988 гг.) выявлены две рудоиерспективные зндодинамические аномалии. Одна из них находится в окрестностях г. Бодайбо, другая в районе п. Свеїльш. Информация об этом передана в Кропоткинскую ГРП и в Дирекцию по региональным работам ГФУГП «Иркутскгсология». 4. В Омсукчанском рудном районе Магаданской области в пределах оловорудного месторождения Пионер в 1977 г. установлена интенсивная радоновая аномалия. Эти сведении переданы в Омукчанскую ГРЭ.
