Введение к работе
Актуальность темы. На современном этапе исследований центральной части Байкальской складчатой области, в условиях исчерпания фонда расположенных вблизи дневной поверхности колчеданно-полиметаллических месторождений, необходимо решение задачи изучения глубинного строения, тектонических и геодинамических условий формирования рудных узлов и разработка новых геолого-геофизических критериев их локализации.
Исследования в районе были начаты с региональных геофизических работ: аэромагнитная съемка масштаба 1:1000000 (Прытов А.И.), 1:200000 (Сусленников П.Р.), 1:50000 (Шпильков К.М.); гравиметрическая съемка масштаба 1:1000000 (Попов Н.М), 1:20000 (Городнов О.В.). По результатам этих работ рекомендован для наземной проверки с целью поисков железорудных месторождений ряд интенсивных аэромагнитных аномалий. Наземные крупномасштабные геофизические работы были начаты с магнитометрической съемки масштаба 1:25000 (Дуденков П.М.), гравиметрической съемки масштаба 1:50000 (Борисова Н.В., Вмельяненко И.Б., Нефедьев В.И.). По результатам общих поисков оконтурена продуктивная эффузивно-осадочная толща, определено положение Озернинского рудного узла в общей структуре региона, выявлены грави-магнитные аномалии над магнетитовыми и полиметаллическими месторождениями, крупными структурными блоками и разломами. Недостатком этих работ явилась низкая точность увязки съемок, длившихся более 20 лет по уровню полей.
Следует отметить, что весь комплекс геофизических исследований был ориентирован на поиски рудных объектов с небольшой глубиной залегания до 300 – 400 м. К концу 70-х годов большинство месторождений залегающих в верхней части разреза были выявлены и частично опоискованы. Недостаточность разведанных запасов полиметаллических руд для строительства крупного ГОКа послужила стимулом для перехода на глубинные геофизические методы поисков.
Крайняя сложность геологического строения района обусловила неоднозначность интерпретации имеющихся материалов, вследствие чего геологические карты, составленные разными исследователями, существенно различаются между собой (Панов К.М., Малаев В.И., Тарасова Н.К.).
Работы по переинтерпретации материалов геофизических съемок выполнены с использованием современных технологий съемки, обработки и интерпретации данных, в том числе методик трехмерного геолого-геофизического моделирования и многофакторного прогнозирования (алгоритмы распознавания образов с обучением).
Результаты исследований глубинных геолого-структурных особенностей рудовмещающей структуры и разработанные методические приёмы интерпретации материалов картирования потенциальных полей могут быть использованы при решении задач структурной геологии, как в пределах Озернинского рудного узла, так и в других районах центральной части Байкальской складчатой области.
Цель работы. Повышение эффективности геологоразведочных работ при поиске слабо проявленного на поверхности оруденения на основе применения полимасштабного подхода к изучению геолого-структурной позиции Озернинского рудного узла.
Основные задачи исследований:
Региональный этап исследований
Разработка региональной геолого-структурной схемы центральной части Байкальской складчатой области;
Обоснование последовательности и характера проявления палеозойских и мезозойских геодинамических обстановок, определяющих характер структуроформирующих процессов на территории рудного узла;
Построение генерализованной геолого-структурной схемы Озернинского рудного узла.
Детальный этап исследований
Анализ и обобщение материалов ранее выполненных геологических и геофизических съемок, создание рабочего банка данных геолого-геофизической информации в цифровой форме;
Обработка и интерпретация геофизических полей с использованием современных алгоритмов геолого-геофизического моделирования.
Разработка комплексной трехмерной геолого-геофизической модели Озернинского рудного узла.
Изучение мирового опыта комплексных исследований месторождений колчеданно-полиметаллического типа, поиск природных аналогов и использование их свойств для обоснования историко-эволюционной и геолого-структурной моделей рудного узла;
Разработка новых геолого-структурных критериев локализации месторождений колчеданно-полиметаллического типа.
Идея работы. С целью уточнения параметров залегания кембрийских вулканогенно-осадочных отложений Озернинского рудного узла следует применять алгоритм расчета плотности распределения особых точек аномального магнитного поля в скользящем окне.
Научная новизна:
На основе обобщения, обработки и интерпретации региональных геолого-геофизических данных на территории центральной части Байкальской складчатой области (в пределах восточной части листа N-49 и западной части листа N-50) обоснована геолого-структурная позиция, характер и последовательность проявления геодинамических обстановок формирования в ранне-, позднепалеозойское и мезозойское время, что позволило обосновать генерализованные черты глубинного строения рудовмещающей вулканогенно-осадочной депрессии.
На основе детального геолого-геофизического моделирования установлена рифтогенная природа вулканогенно-осадочной депрессии и изучены параметры ее глубинной морфологии.
Практическая значимость. На основе выполненного геолого-геофизического моделирования выделены параметры, которые могут быть использованы для локализации оруденения заданного типа. Разработанный методический подход позволяет расшифровать строение сложной рудовмещающей структуры и может быть применен для подобных объектов в пределах Байкальской складчатой области.
Защищаемые положения
-
На основе интерпретации комплекса региональных геофизических съемок и историко-эволюционного анализа центральной части Байкальской складчатой области установлено, что основные черты глубинного строения Озернинского рудного узла определяются: формированием вулканогенно-осадочной депрессии в условиях раннепалеозойской активной континентальной окраины; гранитоидным плутонизмом позднепалеозойской континентальной окраины, определяющим его латеральные границы и тыловодужным рифтогенезом мезозойской активной континентальной окраины, сформировавшей клавишно-блоковое строение рудного узла.
-
Объемное моделирование рудного узла, выполненное на основе комплексной интерпретации детальных геофизических съемок, позволило обосновать рифтогенную природу депрессии и оценить главные черты ее глубинного строения: северо-восточное простирание глубинных рифтогенных дислокаций, дискордантных по отношению к внешним границам депрессии, асимметричную морфологию с максимальной мощностью осадочно-вулканогенных отложений более 3.5 км в осевой части и уменьшением глубины подошвы до 0.5-1.5 км на флангах структуры.
-
С целью локализации поисковых площадей на рудные объекты аналогичные Озерному месторождению следует использовать геолого-структурные и геофизические факторы, полученные в результате объемного моделирования Озернинского рудного узла.
Методика исследования. Для решения поставленных задач на региональном и детальном этапах исследований была проведена обработка и комплексная геологическая интерпретация данных геофизических съемок с использованием современных алгоритмов. Обработка материалов потенциальных полей в латеральном измерении производилась с использованием трансформаций исходных полей, (программный пакет Oasis Montaj). Их последующая качественная интерпретация выполнялась с использованием приемов линеаментного анализа. Главным этапом методики моделирования является поиск хорошо изученных аналогов Озернинского рудного узла и использование их свойств для оценки генезиса и морфологии изучаемой рудоконтролирующей структуры.
Достоверность. Достоверность выполненных исследований определяется развернутым научным обоснованием параметров рифтогенной депрессии, применением современных технологий обработки и интерпретации геофизических материалов и использованием данных научно-теоретических обобщений и фактических материалов геологических съемок.
Реализация результатов работы. Результаты, полученные в настоящей работе, рекомендованы для использования в геологоразведочном подразделении ООО «МВС».
Личный вклад автора заключается в постановке задач исследования, сборе и систематизации материалов геолого-геофизических исследований на региональном и детальном этапах, формирование рабочего банка данных, выборе оптимального способа обработки и интерпретации потенциальных полей, проведении регионального и детального геолого-геофизического моделирования.
Апробация работы. Основные результаты, полученные автором, докладывались на международных форумах: «Санкт-Петербург 2007», 15 международный электроразведочный научно-практический семинар, 16 международный электроразведочный научно-практический семинар.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 работы, в том числе 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю д. г.-м. н., профессору Егорову Алексею Сергеевичу.
Автор благодарен коллективу кафедры геофизических и геохимических методов поисков и разведки за участие в обсуждении основных результатов и советы по рассматриваемым в диссертации вопросам. Решение задачи многофакторного прогнозирования, поставленной в работе, велось при активном участии Атакова А.И., автор благодарен ему за ценные советы.
Автор выражает благодарность руководителю группы компаний «Теллур» Сергееву С.П. и главному геофизику Блинову К.В. за помощь и консультации на протяжении всего периода обучения в аспирантуре Горного института.
Структура и объем диссертационной работы.
Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав и заключения, изложенных на 100 страницах машинописного текста, содержит 29 иллюстраций, 5 таблиц, библиографический список из 84 наименований.
