Система изучения геополей при поисках колчеданных месторождений на Южном Урале Виноградов, Альберт Михайлович

Введение к работе

Актуальность темы. Ваный Урал - территория о уникальным проявлением колчеданных месторождений. Это полезное нокопаео мое имеет важную особенность - выразительнее отражение в ха« рактеристиках физических озойств руд и рудовмецавдих пород и соответственно аномальное проявление в физических полях.Пос-леднее обстоятельство определило то, что геофизические пето» дм, изучавшие свойства и геометрию недр, оказали'реиагцее влияние- на выявление болызсП чисти известных месторождений»

Рассматриваемая территория явилась экспериментальным по*» лигояом для становления многих методов ;! методик геофизических работ. Разнообразие к сложность условий залегания рудных тел позитивно сказывались на установлении результативности этих методов-и методик. Но любая попытка естественного стремления отдать предпочтение в геологоразведочном процессе от^> дельным из них не решала проблему эффективности поисков. Только гибкое компдексирояание методов и методик на разных стадиях и 'Этапах геологоразведочных работ с соблюдением целесообразной последовательности операции и циклов исследований и с рациональными оперативними отклонениями от сложившихся стереотипов в организации работ позволяли интенсифицировать выявление месторождений.

3 последние пятилетия открытия новых промышленных проявле» ний руд сократились, отражая негативное влияние двух обстоя -тельств: объективного « уменьшение фонда доступных месторо» -дений для геофизических методов поисков современного уровня их развития и субъективного « затратного механизма в экономике, ограничивающего внедрение более дешевых и эффективных направ» лений з геологоразведочном процессе. Таким образом, актуальной проблемой является научнее обобщение опыта изучения физических полей в связи с поисками колчеданных месторождений как основы методических и мотодологических предложении по применении ГЄО-физики для обеспечения новых открытий, С другой стороны, Зїа работа имеет общую значимость для теоретического обоснования системного подхода в изучении гзополей при построении технологии гзологоразведочного процесса.

Цель работы » развитие методологии применения геофизических исследований в геологоразведочном процессе картирования струкїурко-вецесївенннх комплексов, решения задач тектоники и

поисков колчеданних месторождений на, bsr.ow Ур&хе tia основе системного подхода к изучение геополей.

Ооновіше задачи, решить которые было необходимо в процессе исследований, сводились "к следующим:

1. Обосновать и реализовать методики картирования геологических образования региона по их проявлении в физичес -ккх полях.

2. Изучить геолого-геофизические характеристики разлом-ной тектоники, установить связи этой тектоники со строением структурно-формационных зон Сжного Урала, выявить и типизировать основные разломи.

3. Провести экспериментальные и опытно-методические ге< физические работы в районах распространения колчеданных месторождений с использованием новых и усовершенствованных ап> паратурно-нетодических средств, внедрить прогрессивные разработки в технологию работ.

^. Сформировать с примененном системного подхода к интерпретации геополей геофизические модели верхней части земной коры и колчеданоносной формации Южного Урала.

5. Изучить и проанализировать закономерности распредели нил физических полей на площадях локализации колчеданного оруденения, выявить с учетом такого анализа перспективные участки для поисков и передать их для проверки.

Научная новизна. На принципах общей теории систем разр. ботана модель интерпретации геополей. Она выражается алгори' мом₄ в основу которого положено представление процесса инте претации в виде двух совмещенных структурных частей: первая отражает неформальный поиск соответствия наблидаемых полей избранной концепции; вторая * закрепляет достигнутый резуль интерпретации в формализованных, через геометрические образ решениях,

В результате обобщения и анализа обширного геолого-гео зического материала уточнены основные черты строения верхнє части разреза земной коры территории Южного Урала, обоснова геофизическая модель разломной тектоники и раскрыта ее связ со строением структурно-формационных зон.

Впервые на единой системной основе проведена геологиче кая интерпретация физических полей колчеданоносных структур выделенных в общей структуре вещественных комплексов верхнє части земной коры Южного Урала. По проявлениям в физических

полях описаны региональные и локальные закономзрности распределения колчеданного оруденения; разработана типизация кон* туров геополей, фиксирущих рудные залеки; обоснованы пути оп» тимизации поисков глубокозалегающих местороадений. Защищаемые положения

4. Предложено матричное описание характеристик їсоктуров геополей и элементарных ячеек геологических тел в составе ал» горитма функциональных операций интерпретации полей, опециа -лизированных по данному свойству, комплексу и комбинации свойств. В алгоритме содержатся приемы количественных оценок информативности достигнутого результата геометризации полей и вещественных неодкородностей, что создает возможность су -дить о мере упорядоченности природных образований и выраба -тывать. решения по целевому регулированию технодогичеоких приемов геологоразведочных работ (16, 34, 37, '(I, 43, 44).

5. Обоснованы геофизические модели структурно-веществен-" ных комплексов, сформированные на двух иерархических уровнях. На первом - геологическое пространство сопоставляется с гео « метрически упорядоченными контурами геополей и разделяется на относительно неделимые ячейки, объединяемые по вещественным признакам в структурные комплексы; на втором уровне* организо» ванном аналогично первому - в пределах данного комплекса выделяются такие комбинации структурных соотношений его элементов между собой я с вмещающей средой, которые отвечают конечной целевой установке исследований (1,.2, 5, 6, II, I2_f 14, ЗІ и другие).

6. Разработана геофизическая модель разломкой тектоники территории Южного Урала, построенная с учетом упорядоченное» ти контуров геополей. Она включает разрывы, разрывные нару -шения и собственно разломы, а также очерченные ими блоки. Разнопорядковое и разнонаправленные ярусные разломные системы при формировании земной коры определили пояснее распределение вулканогенных комплексов с аномальной концентрацией колчеданного оруденения в локальных, закономерно расположенных участках, выделенных при прогнозно-поисковой оценке изученной территории (ч, 8, 13, 30, 42, 45).

7. Предложено кодчедансносную формацию при интерпретации физических полей рассматривать в виде системы вложенных одна в другую рудовмещающих структур, отвечающих рудным залежам, рудным полям, рудно-вулканическим центрам, рудным зонам и уз-

лак, рудоносным зонам. Ка.гл'.:Г: из перечисленных объектов отмечг ется упорядоченностью контуров геополей, фиксируя аномальную упорядоченность организации векестза рудовмецаощих структур.Ms чение всей системы объектом обеспечивает последовательное со крацение поисковых площадей пси вмлвлении месторождений (3, 7 15, 16, 17, 27, 33, «), '»5 и другие).

Реализация результатов работ. По мере завершения' того ил иного этапа работ над диссертацией полученные {«атерлалы и ре' .зультаты передавались для использования и внедрения заинтересованным геологическим организациям. Геологические построения ш интерпретации полей явились объектом полевой проверки И н$Ш№ отражение на геологических, тектонических, металлогенических f прогнозных картах Восточного Оренбуржья. Проверка рекомендаций привела также' к выявлению рудных узлов, рудных зон, рудно-вуд * канических центров, способствовала открытию ряда колчеданных месторождений, рудопроявлений сульфидной, редкометадьнрй, ?ита-і ног-магнетитовой минерализации.

Разработка и внедрение новых апларатурно-методических средств, проводимая при участии и под руководством автора ДНО -сертации, позволили получить на Южном Урале и в других регионах страны существенный геолого-экономический аффект. Так,за период 19Ы-1985 гг. он ооставил 3,6 руб. на руб. затрат. Обобщение всего накопленного материала вылилось в рекомендации по комп -лексированию геофизических работ в геологоразведочном процессе поисков колчеданных месторождений на глубинах до 1000-1500 м.

В конечном итоге сформированный при участии автора диссертации комплекс геологО'-геофизических исследований колчеданных месторождений обеспечил создание надежной сырьевой базы медной промышленности на Южном Урале,

Апробация работы. Основные результаты работы обсуждались и докладывались: на УІІІ и IX Всесоюзных научно-технических геофизических конференциях (Тюмень, J975j Красноярск, I960); на Всесоюзных научно-технических совещаниях "Эффективность применения и перспективы развития рудной геофизики'¹ (Ленинград, 1985), "Моделирование геологических структур на основе геолого-геофизических данных с целью ускорения поисков и разведки руд -них полезных ископаемых" (Днепропетровск, I9B6); на Всесоюзных школах передового опыта "Методика поисков, оценка и пути повыше ния эффективности поисковых работ на медь и палинеталдш" СДжи -зак, I9BI), "Обмен опытом по проведению сквади.нной сейсморазвед

ки в рудні:.: районах" (Москва^ І980» '"Пути повышения вффектив-ности геофизических исследования при поисках и разведке угля и рудного сырья" (Октябрьский, 1986); на Всесоаэных семинарах Мин-гео СССР Травиметровые и магнитные съемки при геологическом картировании, поисках, разведке рудных месторождений" (Москва, 1971), "Геофизические исследования скважин при поисках и разведке глубокозалегающих месторождений" (Октябрьский, 1982), "Проблемы проектирования кокпьютизированных геотехнологий" (Москва, 1969)$ на экспертных Комиссиях научно-технического совета Мингео РСФСР "Методы геолого-геофизического обоснования и проведения глубинных поисков скрытых месторождений железа, золота, меди, бокситов на Урале" (Свердловск, I972)_s "Критерии и методика поисков скрытых колчеданных месторождений на Урале" (Уфа, 1979), "Повышение эффективности рудном сейсморазведхи три поисках цветных металлов на Урале" (Орск, 1976; Заречный, 1979); на совещании по проблема "Основы научного прогноза руд-* гах и нерудных полезных ископаемых" (Ленинград, 1979); на П Уральском паяеовулканическом симпозиуме (Миасс, 197^і»), на Ш 'ральском петрографическом совещании "Доорогенная металлогения івгеосинхлиналей" (Свердлшвск, 1976); на заседаниях Комиссии ТСЗ СССР (Москва, 1976, 1979, І9В6, 1937); на XXX Международном 'еофизическом симпозиуме (Москва, 1985); на Всесоюзном научно» ехнйческом совещании "Симметрия структур геологических тел" [Ленинград, 1976); на П и Ш Всесоюзных научно-технических койч іеренциях "Системный подход в геологии" (.Москва, 1936, 1989); а Всесоюзной научно-технической конференции "Геофизические ке» оды изучения систем разломов земной коры и принципы их исполь« ованйя для прогнозирования рудных месторождений" (Днепропет-* овск, 1938); на Всесоюзных совещаниях "Эндогенные процессы в онах глубинных разломов" и "Тектонофизические аспекты разле-» собразования в литосфере" (Иркутск, 1989, 1991); на Втором ральском металлогеническом совещании "Геодинамика и металло-вния Урала" (Свердловск, 1991).

Исходные материалы и публикации. В основу диссертации по* зжены результаты производственных, опытно-методических, тема» гіческих и научно-исследовательских-работ, выполненных при учас» -їй автора в ПРО "Оренбурггеология" (Г960-Г971), ВНИИГИЗ (1974* Й7) и ИГ УрО АН СССР (І987-І99І).

Проекты и программы работ, ответственным исполнителем кото» jx являлся автор диссертации, охзатывали обширный круг решаемых

задач, связанных: о производством региональных средне-крут масштабных геофизических съемок и массовыми измерениями фи: ческих овойств горных пород и руд Восточного Оренбуржья; ( обобщением и переинтерпретацией геофизических данных, напрг ленных на решение вопросов геологического картирования, те: тоники, металлогенического прогнозирования как по отдельнь» районам, так и применительно к колчеданным месторождениям Ї ного Урала в целом. Другой круг задач связан с эксперимент; ними и опытными работами на известных месторождениях с целі разработки методики поисков на глубинах до 1000—1500 м. ', задачи решались в рамках заданий пятилетних проблемных плаї U976-I980 гг., 1981-1985 гг.) НИМЖР Мингео СССР, научны, руководителем которых был автор диссертации,и, наконец, оп деленный период разрабатывались вопросы, связанные с прогн зированием уникальных и крупных рудных узлов Ккного Урала.

По перечисленным работам и исследованиям при участии под руководством автора составлены 23 отчета (ВГФ, ШТІЩек' Материалы, содержащиеся в этих отчетах, использовались при ставлений диссертации. По теме диссертации опубликовано бо. 50 работ.

Объем работы. Диссертация состоит из вьедения, шести : заключения и списка литературы, включающего 226 наименован Текст из 445 страниц сопровождается Ц0 рисунками и 20 таб. цами.

В представленной работе развивается одно из направлен сформулированных А.Я.Ярошем,- критическое согласование физ ких полей с геологическими концепциями при решении практич задач. При этом автор с глубокой признательностью отмечает содержательная и результативная стороны выполненной работы многом обязаны творческим контактам с коллективами БИРГ, ЦНИИГРИ, СНИИГИМС, МГУ, СГИ, ЛГИ, МГРИ, ПГ0 Урала и Западн Казахстана, ПГО "Красноярскгеология", УГР и УЦМ Мингео ССС 0ЦМ ГКЗ СССР.