Понятие прогнозно-поисковых моделей

(изложено по учебнику «Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых, В.В.Авдонин и др., МГУ, 2007).

 

При прогнозе и поисках месторождений полезных ископаемых используется принцип геологической аналогии, который основан на том, что месторождения, сформированные в близких геологических условиях, обладают чертами сходства условий залегания. Это дает возможность создавать эталонные (типовые) модели месторождения, обладающие основными свойствами реальных объектов.

 

Прогнозно-поисковая модель – это идеальный образ месторождения (рудного тела, узла и т.д.) того, или иного генетического типа.

 

На их основе выделяются свойственные данному геолого-промышленному типу характеристики месторождений, которые помогают определить систему поисковых критериев и признаков и наметить совокупность поисковых методов. Иными словами, прогнозно-поисковые модели дают ответ на вопросы: как может выглядеть скопление рудного вещества, в какой геологической обстановке и по каким признакам оно может быть обнаружено и оценено?

Моделирование объектов поисков является важной частью геологоразведочного процесса — от ранних до конечных его стадий. На каждой стадии выявляется определенный комплекс признаков в соответствии с масштабом (детальностью) проводимых работ; при этом проводится сопоставление получаемых результатов с эталоном, оценка надежности построений, корректировка самой модели. На рис. 8.1. приведена прогнозно-поисковая модель месторождения медно-никелевых платиноносных руд [Авдонин, 2007].

 

Рис. 8.1. Прогнозно-поисковая модель месторождения медно-никелевых платиноносных руд: 1 — вулканогенные образования; 2 — осадочные и вулканогенно- осадочные породы; 3—5 — рудоносный интрузив: 3 — лейкократовые, 4 — мезократовые, 5 — меланократовые породы; 6 — позиция малосульфидных платиноидных руд; 7 — зоны внутри интрузивных вкрапленных руд; 8 — придонные тела массивных и экзоконтактовых прожилково-вкрапленных pyд

 

Основные элементы прогнозно-поисковых моделей:

1. Условия нахождения объекта - определяют по ассоциации горных пород, рудоносным формациям, их частям (фации, фазы и т. п.) в закономерных сочетаниях, определяемых структурой или (и) палеотектонической обстановкой месторождения

2. Возможная локализация объекта - определяют по геохимическим, геофизическим, минералогическим аномалиям – косвенным индикаторам данного типа оруденения.

3. Локализация объекта - определяют по геохимическим, геофизическим, минералогическим аномалиям – прямым индикаторам данного типа оруденения.

4. Искажение характеристик идеальной модели их за изменения характеристик элементов модели (искажение за счет влияния перекрывающих толщ, уровня эрозионного среза, пострудных дислокаций и т. д.).

Основные элементы прогнозно-поисковых моделей отражаются в графической форме системой планов и разрезов, демонстрирующих взаимосвязь элементов для данного типа месторождений и могут быть представлены в виде частных моделей, которые объединяют соответствующие группы критериев и признаков: геолого-структурная, метасоматическая, рудно-минералогическая, геохимическая и геофизическая.

Например, для месторождений олово-силикатного геолого-промышленного типа они выглядят следующим образом (рис. 8.2).

 

 

Рис. 7.2. Прогнозно-поисковая модель месторождений олово-силикатного промышленного типа (по А.Б. Павловскому и др., с упрощением):

Модели: I - геолого-структурная, П - метасомотическоя, III – рудно - геохимическая, IV - геофизические графики на срезах; I - терригенные породы; 2 - трубки взрыва кислого состава; 3 -граниты; 4-грандиорит-порфиры, кварцевые диоритовые, порфириты; 5 — разрывные нарушения; 6 — рудные тела: а - жильные, б- прожилково-вкрапленные зоны и штокверки; 7 – 10 - фации локальных метасоматитов: 7 - подрудных, 8 - рудовмещающих, 9 - надрудных, 10 - фланговых,- II - границы распространения минеральных типов оруденения: С - сульфидно-сульфосольного, К - колчеданного, X - хлоритового, Т - турмалинового, Г - грейзенового; положение определяющих эрозионный срез геохимических ассоциаций: а - Аи-Ад, б - Pb-Zn-Ag, в - Sn-Cu-As, г- W-Mo; на графиках IV: ∆g - поле силы тяжести, ∆Tα — магнитное поле, ρ - удельное сопротивление, η - поляризуемость

 

Геолого-структурная модель (1) отображает литологические, магматические, структурные и морфологические критерии локализации месторождений олово-силикатного типа.

Литологические и магматические критерии. Оловорудные объекты располагаются среди терригенных пород, как правило, характеризующихся флишоидным строением, полимиктовым составом с преобладанием аркозов. Оруденение парагенетически связывается с пестрыми по составу интрузивными телами диорит - монцогранодиорит-гранитной формации.

Структурные и морфологические критерии. Месторождения формируются в рудно-магматической системе, наложенной на вмещающие образования. Система возникла на разломе, по которому внедрялись гранитои-ды, их внедрение вызвало формирование конусообразной структуры, обращенной вершиной вниз. Разрывные нарушения, составляющие остов структуры, имеют в разрезе пучковое расположение и контролируют положение рудных тел. В нижней части структуры преобладают штокверковые рудные тела, в верхней - жилы.

Метасоматическая модель (II). Рудовмещающее пространство отчетливо ограничено границей распространения фаций локальных метасоматитов. Внизу слабо развита подрудная грейзеновая фация, сменяющаяся выше зоной рудовмещающих окварцованных и серицитизированных пород, в которой локализованы основные рудные тела. Далее по восстанию зона постепенно переходит в пропилитоподобную с затухающей оловянной минерализацией. Эта фланговая фация локальных метасоматитов окружает центральную часть во всем объеме рудно-магматической структуры.

Рудно-геохимическая модель (III). Объединяет минералогические и геохимические критерии и демонстрирует хорошую дифференцированность оруденения во всем объеме рудно-магматической системы.

Минералогические критерии. Концентрации минералов олова тяготеют к центральной части структуры, где образуют эндогенную рудную колонну. В нижней ее части расположена убогая грейзеновая минерализация с касситеритом, сменяющаяся выше продуктивными касситерит-турмалиновым и касситерит-хлоритовым минеральными типами руд. На верхних горизонтах и на флангах олово-силикатные руды сменяются сульфидными с пониженным содержанием олова. В осевой части развито преимущественно колчеданно-полиметаллическое оруденение, которое в верхнерудной части и на флангах сменяется сульфосольно-полиметаллическим.

Геохимические критерии. На месторождениях олово-силикатного типа отмечается четкая геохимическая зональность: для подрудной части характерно присутствие вольфрама и молибдена; для рудной части - олова, меди и мышьяка; надрудную часть отличают серебро-полиметаллические геохимические аномалии. На периферии рудного поля геохимическую зональность продолжают ореолы золота и серебра, а на еще большем удалении - ореолы ртути и сурьмы.

Геофизическая модель (IV). На геофизических графиках видно изменение величин плотности (∆g)магнитной восприимчивости (∆Tα), удельного сопротивления (ρ) и поляризуемости (η) пород рудно-магматической системы, различающиеся над месторождением, его флангами и периферии. Для надрудного и верхнерудного срезов характерна положительная гравитационная аномалия, совмещенная с переменным магнитным полем. На рудном срезе в поле силы тяжести на фоне положительных значений отмечаются две локальные положительные аномалии на флангах месторождения и отрицательная аномалия над его продуктивной частью. Подрудный срез характеризуется глубоким минимумом силы тяжести, осложненным на периферии локальными положитель­ными аномалиями. Общее близкое к нулевым значениям магнитное поле над месторождением образует положительную аномалию с минимумом над продуктивной частью. Слабоповышенное удельное электрическое сопротивление совмещено с положительной аномалией поляризуемости с минимумом в центральной части и максимальными значениями на флангах.

Выявление характерных черт различного по рудоносности частей месторождений - надрудных, рудных и подрудных - способствует эффективному их прогнозу, поискам и оценке.

Так, надрудные части месторождений олово-силикатного типа обычно не содержат прямых признаков присутствия рудных тел на глубине, поэтому при их поисках следует обращать внимание на наличие пропилитизированных пород, сульфидизации и окварцевания, колчеданной и полиметаллической минерализации, надрудных литогеохимических ореолов серебро-полиметаллических аномалий с появлением на периферии рудного поля ореолов ртути и сурьмы, положительные гравитационные и переменные магнитные аномалии.

Рудные части месторождений рассматриваемого типа отличаются наличием: жил в верхних и центральных частях и штокверков в нижних, зон турмалинитов и хлоритовых метасоматитов, сопряженных с рудными телами, рудных литогеохимических ореолов олова, меди и мышьяка, отрицательной аномалии поля силы тяжести над центральной частью на фоне положитель­ных значений, продуктов гипергенеза сульфидной минерализации при интенсивных процессах окисле­ния с образованием вторичных минералов железа, меди и мышьяка.

Подрудные части отвечают рудным полям и месторождениям с глубоким уровнем эрозионного среза, близким к выклиниванию рудных тел. Для подрудных частей оруденения олово-силикатного типа характерно появление признаков практически безрудной грейзенизации с молибденитом и вольфрамитом. Вольфрам и молибден присутствуют в геохимических полях. Подрудный срез характеризуется глубоким минимумом силы тяжести, отражающим наличие гранитов, в отдельных случаях вскрываемых на глубоких горизонтах.

Итак, на базе комплексного описания формируются графические прогнозно-поисковые модели месторождений, отражающие позиции рудных тел относительно различных частей (надрудных, рудных, подрудных, фланговых) околорудного пространства и возможности их обнаружения при различных вариантах расположения эрозионного среза.

 

Вопросы и задания

 

Методы поисковых работ

В поисковых работах применяются практически все геологические методы. При геологическом изучении недр они применяются комплексно, а тот, или иной метод доминирует в зависимости от особенностей территории, целей и масштаба работ. Геологические методы группируются в следующие группы: геологическая съемка и изучение ареалов механического рассеяния, геохимические, геофизические, горные. Далее рассмотрим их по отдельности, хотя они применяются совместно.

 

2.9.1. Геологическая съемка

 

Геологическая съемка – это научно - производственная работа, по изучению недр. Она включает:

- составление геологических карт (геологическую съемку);

- выделение перспективных площадей, поиски полезных ископаемых и выявление закономерностей их размещения. Как Вы уже знаете по итогам геолого-съемочной практики геолог фиксирует выходящие на поверхность горные породы, определяет их свойства, возраст, условия залегания. Особое внимание он уделяет геологическим границам. Так как горные породы обычно скрыты под наносами, приходится организовывать дорогостоящие и продолжительные (рытье канав, штолен и бурение скважин) горные работы, применять косвенные методы (аэрокосмические, геофизические и геохимические), делать геологические построения. В результате строится графическая модель геологического строения территории – геологическая карта как выходящих на поверхность отложений, так и скрытых на ту, или иную глубину; геологический разрез, составляется геологическое описание. В результате составляется геологическая карта, на которой изображается выход на дневную поверхность магматических и осадочных пород с указанием возраста их формирования (стратиграфические единицы) и геологический разрез, прогнозируется наличие полезных ископаемых, в том

В зависимости от масштаба работ геолого-съемочные работы делятся на:

- Региональные геолого-геофизические работы 1: 1000 000, 1:500 000

- Групповая геологическая съемка масштаба 1:200000

- Геолого-съемочные работы масштаба 1:50000 с общими поисками