Прогнозирование по гравимагнитным данным никеленосных интрузий в Камчатском срединном массиве

Актуальность темы

Проведенными на Камчатке в последние десятилетия прогнозно-металлогеническими исследованиями в центральной части полуострова — Камчатском срединном массиве (КСМ) выделена Камчатская никеленосная провинция с ресурсным потенциалом более 1 млн.т., (Трухин и др., 2007). К настоящему моменту известно одно месторождение, сульфидных медно-никелевых руд, относящихся по запасам к категории средних, 27 проявлений и пунктов минерализации. Разработку месторождения и промышленную оценку проявлений проводит горнорудная компания. Часть проявлений не обнаруживают промышленных кондиций. В этой связи актуальна проблема выделения новых перспективных площадей для поисков месторождений никеля.

Месторождение и большая часть проявлений расположены в северной и южной окраинах срединного массива. Никеленосность в КСМ генетически связана с интрузиями габбро-кортландитового магматического комплекса. Объектом прогнозных исследований является Камчатский срединный массив — перспективная территория для выявления невскрытых современным эрозионным срезом никеленосных интрузий и, как следствие, новых рудных районов.

Цели и задачи работы. Целью работы являлось выявление устойчивых признаков и закономерностей отражения в гравимагнитных полях структурного, магматического и тектонического рудоконтролирующих факторов для поисков интрузий никеленосного комплекса в КСМ.

Основные задачи: (1) установить предпосылки отражения в наблюденных аномальных геофизических полях рудоконтролирующих факторов- (2) определить специфические особенности отражения никеленосных интрузий в геофизических полях- (3) выявить параметры преобразования наблюденного поля силы тяжести для выделения компоненты, характеризующей никеленосные интрузии в пространстве- (4) установить геофизические критерии прогнозирования никеленосных интрузий и провести анализ размещения рудоконтролирующих факторов на территории КСМ, выделить новые площади перспективные для поисков никеленосных интрузий.

Фактический материал. В диссертации использованы материалы многолетних личных исследований автора за период его работы в Камчатской поисково-съемочной экспедиции геофизиком, начальником геофизической партии, начальником информационно-компьютерного центра, зав.лаб. геоинформатики НИГТЦ ДВО РАН. Автор лично участвовал в интерпретации геофизических материалов к изданию листов Государственной геологической карты масштаба 1:200 000 нового поколения, переинтерпретации и обобщении геофизических материалов крупномасштабных (1:50 000) геологосъемочных и поисковых работ в районе КСМ и сопредельных территориях. В работе применены методические наработки, использованные автором при создании им геофизической основы Государственной геологической карты масштаба 1:1 000 000 (лист N-57). Использован накопленный за эти годы материал по физическим свойствам горныхпород (более 20 000 анализов) и собственные петрофизические исследования интрузии Кувалорог, керна из скважин Шанучского медно-никелевого месторождения. В диссертации также использованы фондовые и ранее опубликованные материалы.

Методика исследований. При изучении особенностей аномальных геофизических полей и локализации медно-никелевого оруденения применен структурно-морфологический анализ, который основан на непосредственном нахождении устойчивых связей между морфологией физических полей и объектами прогнозирования. Проведен статистический анализ физических свойств горных пород. Интерпретация геофизических аномалий выполнена с применением количественных методов нахождения параметров аномалиеобразующих объектов — особых точек, характеризующих пространственное положение центров тяжести, кромок и углов тел. Для выделения зон деструкции использован метод вычисления модуля полного горизонтального градиента силы тяжести. Глубинные геолого-геофизические разрезы построены методом плотностного моделирования на основе решения прямой задачи гравиметрии. При обобщении геолого-геофизического материала использованы методы сравнения и аналогии, пространственного анализа с широким применением геоинформационных систем (ГИС).

Научная новизна работы. В результате проведенных исследований:

• впервые выделены главные петрофизические группы пород КСМ, определяющие аномальные характеристики гравимагнитных полей, установлена контрастная динамика изменений свойств пород никеленосных интрузий, позволившая прогнозировать их положение по особенностям структуры гравитационного и магнитного полей;

• установлена система региональных рудоконтролирующих зон, проявленных в поле силы тяжести как протяженные зоны горизонтальных градиентов;

• впервые установлены и обоснованы геофизические критерии прогнозирования геологических блоков содержащих рудоносные интрузии, позволившие выявить новые закономерности размещения никеленосных интрузий в КСМ.

Практическое значение работы. В КСМ по геофизическим критериям выделены новые перспективные площади в ранге рудного поля (узла): в междуречье Правая Коль — Сунтуксреднем течении рек Правая Воровская, Колпакова, Хейван.

Определены границы и расширены перспективы Шанучского рудного поля медно-никелевой специализации, Квинум-Кувалорогской никеленосной зоны.

Защищаемые положения:

1. Сравнительный анализ петрофизических свойств пород никеленосных интрузий показал их высокую избыточную плотность (0.2−0.5 г/см) над породами вмещающих толщ, а по низким магнитным свойствам (эг = 20-^-250*10″ 5 СИ) они существенно отличаются от плотных и магнитных пород других магматических комплексов на территории КСМ. Установленные особенности рудоносных интрузий создают предпосылки для уверенной идентификации их в гравитационном и магнитном полях на средне и крупномасштабных картах.

2. Физико-геологическое моделирование никеленосных интрузий, основанное на решении прямой задачи гравиметрии, создало экспериментальную основу для локализации рудоконтролирующих объектов (промежуточных магматических камер) в блоках земной коры до глубины 1−3 км.

3. Геофизические критерии прогнозирования геологических блоков содержащих рудоносные интрузии: локальные максимумы Ag, контролирующие эти блоки при отсутствии коррелируемых с. ними магнитных аномалий и расположенные в региональных зонах горизонтальных градиентов силы тяжести, позволили выделить новые перспективные площади в КСМ для поисков месторождений медно-никелевых руд и расширить границы известных рудных районов.

Апробация и публикации. Заверочными поисковыми работами в междуречье Хихку-Мокушка подтверждена перспективность прогнозируемой территории. Были обнаружены не известные ранее обнажение интрузии никеленосного магматического комплекса и рудная глыба с промышленным содержанием никеля.

Материалы работ автора вошли в отчет о создании геофизической основы геологической карты Российской Федерации масштаба 1:1 000 000 (лист N-57), составной частью в отчеты и объяснительные записки к листам Госгеолкарты масштаба 1:200 000 (листы N-57-II, VIII, XIV, XX, XXVI). Основные результаты исследований изложены в 10 публикациях, были представлены и докладывались на научно-практических конференциях, в том числе международных (международная конференция МегСа11о7 «ГИС для устойчивого развития территорий», г. Петропавловск-Камчатский, 2001 г.- региональная научно-практическая конференция «Минерально-сырьевые ресурсы как фактор развития промышленно инфраструктуры Камчатского края», г. Петропавловск-Камчатский, 2007; научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения профессора, лауреата ленинской премии Ф. И. Вольфсона. Г. Москва, 2007 г.- международная конференция «Новые идеи в науках о земле». Г. Москва, 2007 г.), НТС Камчатгеология. Созданы геоинформационные проекты: ГИС «Медно-никелевое месторождение Шануч» и ГИС «Геологическое строение и полезные ископаемые Камчатского срединного массива».

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Глава 1 — Обзор прогнозных исследований в никеленосных районах России и основные черты геологического строения Камчатского срединного массива. Глава 2 — Методика интерпретации гравимагнитных данных. Глава 3 — Петрофизическая характеристика никеленосных интрузий и вмещающих их пород. Глава 4 -Выделение геоблоков с никеленосными интрузиями по гравимагнитным полям. Глава 5 — Рудоконтролирующие региональные зоны горизонтальных градиентов поля силы тяжести. 6 — Геофизические критерии прогнозирования интрузий дукукского рудоносного магматического комплекса.

Выводы. Материал изложенный в главах 4−6 позволил доказать второе и третье защищаемые положения. г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Для территории КСМ установлены особенности и закономерности отображения в гравитационном и магнитном полях структурного, магматического и тектонического рудоконтролирующих факторов медно-никелевого оруденения.

Выделены доминирующие петрофизические группы, установлен характер их влияния на структуру и динамику аномальных геофизических полей.

Впервые для КСМ выявлены и сформулированы геофизические критерии прогнозирования геологических блоков, содержащих рудоносные интрузии дукукского габбро-норит-кортландитового комплекса. Определены и обоснованы параметры фильтрации аномального поля силы тяжести.

Применение критериев и анализ геофизических материалов региональных съемок позволили расширить перспективную площадь Шанучского рудного поля, выделить новые перспективные площади в междуречье Правая Коль и Сунтук, среднем течении рек Правая Воровская, Колпакова, Хейван, междуречье Мокушка-Хихку.

Материалы, изложенные в работе, могут быть использованы для проектирования детальных поисковых работ на прогнозируемых площадях. Аналогичный подход к интерпретации применим в других регионах в схожих геолого-структурных условиях.