Прогнозирование рудных полей и районов на основе количественной оценки рудоконтролирующих факторов Бабенко, Владимир Витальевич

Введение к работе

Актуальность проблемы. Под количественным прогнозированием в геологии, особенно с появлением инструктивных документов Мингео СССР о классификации прогнозных ресурсов /I982/J понимается, как правило, количественная оценка прогнозных ресурсов. Однако под количественнш следует понимать прогнозирование, в ходе которого определяется не только объем прогнозных ресурсов, но и, в первую очередь, математическими методами дается количественная оценка влияния различных геологических тел (рудо-кснтролирувдих факторов - РФ) и их естественных сочетаний на размещение оруденения. Sro позволяет оконтурдть перспективные структурно-геологические позиции и количественно оценить степень их перспективности. Такое понимание позволяет более строго и более детально подходить к решению геолого-прогнозных задач.Подобная точка зрения получила особенное распространение в среднеазиатской школе геологов. На Урале актуальность именно такого подхода обусловлена хорошей геологической изученностьл значительных его территорий и исчерпанием ресурсов легкооткрываемнх месторождений.

В связи со структурными изменениями в нашей стране многие регионы, относящиеся к геосинклияальнкм поясам с крупными ресурсами цветных, благородных и' редких металлов, оказались за пределами России. Это вызывает необходимость обратить внимание на более труднодоступные с менее развитой инфраструктурой и суровым климатом северяне районы полициклического пояса Урала и оценить его перспективы на среднемасштабном уровне. Кроме того, более актуальной стала проблема расширения сырьевой базы медной промышленности Урала за счет обнаружения новых месторождений в относительно хорошо изученных и освоенных его районах. Актуальность среднемасштабных геолого-прогнозных работ вызвана и проводимыми в стране экономическими реформами, которые влекут за собой "разукрупнение" геологической службы страны, что ограничивает цели деятельности геологических организаций, ориентируя их на решение частных задач, которые могут дыть быстрый результат, и заставляет уделять меньше внимания работам на перспективу, что может сказаться в будущем на экономике страны. До недавних пор такого рода исследованиям уделялось существенное внимание, что подтверждается включением их в задания ГШТ СССР и Мингео СССР по изучению земной коры 7рала, в комплексную региональную программу "Недра Ура-

ла", планы госбюджетных работ Уральского горного института и, наконец, пятнадцатилетним финансированием хоздоговорных работ по этой тематике производственными геологическими объеданенняш Коми АССР и Тюменской области.

Цель работ- разработка теоретических и методических основ выявдения условии размещений звдогенкой минерализации и геолого-прогнозной оценки территорий на уровне рудных солеи и районов.

Методика исследований заключалась:

в разработке методологических вопросов моделирования геологических тел и явлений;

в формировании геолого-структурной и рудоформацкошой основы геолого-црогнозных карт;

в выявлении и количественной оценке относительной значимости рудоконтролирувдих факторов и структурно-геологических позиций рудных полей и районов, в формировании их моделей;

в оконтуривании в геологическом пространстве структурно-геологических позиций, соответствующих этим моделям; '

в оценке прогнозных ресурсов рудных полей и районов;

в оценке достоверности прогнозирования;

- в металлогеническом районировании территорий.
Фактический материал, использоезянкй б

работе, получен автором за период с 1972 по I9S0 г. при саыосто ягельных хоздоговорных работах и в составе Северной научно-исследовательской геологической экспедиции /СЕИГЗ/ и Отраслевой лаборатории оценки меднорудной базы Урала Уральского горного института. Исследования проводились в сценической ~ эвгеосш-клинали, которой принадлежит Магнитогорский кегасинклинорий.к ^ чески-салическо'й геосинклинали Полярного Урала с полигеннкм и полихронным оруденением.. Методика исследования разрабатывалась в геологически хорошо изученных районах Магнитогорского мегасиь клинория, уточнялась в рудных районах Тагильского прогиба и совершенствовалась на Полярном Урале. В полевых работах автором і коллективом исследователей осуществлялась документация керна буровых скважин, обнажений и горных выработок, в ходе которой выявлялись структурные и вещественные особенности размещения минерализации, на хорошо изученных объектах осуществлялась геометризация рудоконтролирувдих поверхностей, что наряду с фондо-

выли материалами послужило основой для составления кадастра рудних объектов. На Полярном Ураче он включает 638' рудных объектов, в том числе 106 рудопроявлений и 18 месторождений 13 рудных формаций. Кадастр, составленный для колчеданной минерализации Магнитогорского прогиба, включает 124 рудных.объекта, из них 43 месторождения и 81 рудопроявление. При составлении геолого-структурной основы геолого-прогнозной карты использовались результаты формациояного, структурного анализов, геофизические материалы, результаты дешифрирования аэрокосмических снимков, осуществлялась геометризация структурных этажей в изопахитах.

Научная новизна работы. Диссертация представляет собой теоретическое обобщение по проблеме: прогнозной оценки рудных районов, направленной на решение важной народнохозяйст- венной задачи псиска трудясоткркваемых месторождений. Автором

впервые при среднемасштабном количественном геологическом прогнозировании в качестве субъекта /носителя информации/ и объекта прогнозирования принят геологически однородный блок;

создана новая методика оценки значимости^:геологических тел и явлений в контроле оруденения для использования при среднемасштабном прогнозировании, которая учитывает качество рудных объектов, связанных с каждой градацией факторов, структуру этой совокупности рудных объектов, а такяе изменчивость качества рудных объектов, связанных с разными градациями факторов;

вперше при геологическом прогнозировании использован критерий таксономии /Загоруйко, IS72/, который относится к. новому типу: одновременно является и иерархическим,' и кластерным, и более того учитывает различия в структуре таксонов, что позволяет по праЕу назвать его системным критерием; '

разработан и впервые использован при формационном анализе руд метод оценки его достоверности как комбинации дисперсионного анализа и относительной энтропии;

разработаны методы оценки достоверности задач прогнозирования с учетом критериев согласия и количественных приемов;"

при формировании геолого-структурной основы прогнозной карты использован кинематический анализ как способ выявления геотектонических парагенезоЕ, обеспечивающих генетическую однородность геологических тел и явления, включаемых в парагенез;

выявлены рудоконтролирущие факторы и структурно-геологи-

ческие позиции колчеданной минерализации Магнитогорского кега-клинория и II рудных формаций цветных, редких, благородных металлов, полиметаллов, воль$раіз и молибдена байкальской эвгессинкли-нали и каледоно-герпинской миогеосинклинали горной части Полярного Урала на уровне рудных полей и районов; _

- установлен аллохтонякй ж автохтонный характер рудсобразо-Еания на Полярном Урале, приводящий к возникновению слоисто-анкерных структур рудных мегаобластей Полярного Урала и обусловленного этим нелинейного в функциональном смысле характера металлогении послесреднерифейских геосинклиналей Урала.

Основные положения, защищаемые в диссертации:

1. Системный анализ размещения минерализации е геологически однородных блоках на основе количественной оценки значимости ру-доконтролирущих факторов, критериальных признаков и структурно-геологических позиций минерализации обеспечивает при среднемася-табном прогнозировании еозконность выявления перспективных и потенциальных рудных полей, районов и областей, оценку их прогнозных ресурСОЕ.

2. Размещение колчеданной минерализации на уровне рудных районов в $емическпх геосинклиналях юяноуральсного типа обуслоЕЛ но их приуроченностью к осевым частям и склонам вулканических гряд палеозоя. Рудные районы - это геологически однородные блоки У порядка, слеженные предестроводунным вулканическим комплексом и ограниченные глубинными разломами. Структура рудных районов определяется существованием колчеданных рудных полей - изоыетрич них, пластинчатых, клиновидных или "растянутых" тектонических блоков УІ порядка, ограниченных, разнотипными и разнопорядковыми разломами. Рудные поля охватывают вулканические постройки, елоке ны базалы-^ндезит-дацит-риолитоЕОй и риоли'т-базальтовой фориацв ями и насыщены малогдубннными комагматичными интрузивами.

3. Структурно-геологические позиции эндогенной минерадизащ в фешчески-салических геосинклиналях полярноуральского типа ощ деляются авто- и аллохтоЕным характером рудообразоЕания, закономерностями размещения полжгенного и полихронкого оруденения рудь районов и областей, сочетанием рудоконтролирукщих линейных и пи речно-блокоЕЫХ региональных структур. |

4. Выявление оптимальных структурно-геологических позиций эндогенной минерализации 1<3агнитогорского прогиба и горной части

- О -

Полярного Урала позволило осуществить количественную прогнозную оценку территорий с оконтуриЕаняем при помощи рудоконтролируащих факторов перспективных и потенциальных рудных полей, районов и областей колчеданной, порфировой, гидротермальной золото-ыолябден-ьоль$ра.\'г-редкометально-медно-полЕыеталлЕческой минерализации и количественно оценить прогнозные ресурсы категорий Р₂ И Pg, которые могут быть сконцентрировали в рудных объектах различного масштаба.

Практическая ценность работы заключается:

е использовании для оценки РФ и структурно-геологических позиций оруденеяия ноекх систе:,шых методов, что повышает нада^-ность прогнозирования;

в разработке методики оценки достоверности формационного . анализа руд;

в составлении II прогнозные карт масштаба 1:200000 II руд-нкх формаций байкальской и каледоно-герцинской металлогенических эпох горной части Полярного Урала, для площади 15690 кв.км с выделением перспективных рудных районов и долей;

- в составлении геолого-чгрогнозных карт масштаба 1:50000 медяо-молибденового оруденения Малопатокской площади Приполярного Урала (625 кв. км) и колчедаяно-доляметалляческой минерализации ' Талота-Хуутинской площади Полярного Урала (1865 кв.км) с выделением перспективных рудных полей и зон;

в составлении геолого-прогнозной карты масштаба 1:200000 колчеданной минерализации Магнитогорского прогиба для площади 31,7 тыс. кв.км с выделением перспективных рудных районов и полей;

в составлении металлогеннческой карты Полярного Урала масс-таба 1:200000 с оконтуриЕанием рудакх мегаобластей, областей, районов и полей;

в выявлении новых рудных объектов в пределах перспективных площадей.

Реализац_ия результатов исследования осуществлялась в ходе выполнения хоздоговорных работ по заказу Башкирской геофизической экспедиции, ЕГО "Уралгеология", "Полярноуралгеология", "ГлаЕТшеньгеология", Уральской геологоразведочной экспедиции Мияцветмета СССР, начиная с 1975 года. Результаты работ приняты заійзчиком с оценкой экономического.эффекта от

- a —

Екєдреяия работ в 1,2 млн. рублей (в ценах 1990 г.). Они внедрены б производство для повышения эффективности геологоразведочных работ, е результате чего выявлены ноенє перспективные рудопрояв-ления. Методические аспекты исследования используются з лекциях и лабораторные работах по курсу геологического прогнозирования на кафедре поисков и разведка МШ Уральской государственной горногеологической академии и в лекциях по курсу "Геотектоника и геодинамика" на кафедре структурной геологии и гэокгртировачия. Апробация результатов исследований имела место на Зсесоюзаой научно-технической кснференціш молодке геологов и геофизиков, Свердловск, IS74; на Зсесоазнон научной конференции "Проблемы развития производительных сил Урала на перспективу до 1990-2000 г.г." Свердловск, IS79; на Пятых чтениях памяти А. Н. ЗаЕарщкого, Уса, 1982; на X Всесоюзном металлогенд-чесжом совещании, Алыа-Ата, 1983; на I Всесоюзной конференции по проблеме "Условия образования и закономерности размещения страта-формных месторождений цветных, редких и благородных металлов", Срунзе, IS85; на Всесоюзной геологической конференции "Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейского северо-востока СССР", Сыктывкар, 1988 г.; на совещании "Стратиформнне месторождения цветных металлов", Алма-Ата, 1985; на Л Республиканской научно-технической конференции молодых ученых и специалистоЕ-геологоЕ "Задачи прогнозирования, поисков, оценки и освоения люсгорояденкй полезных ископаемых", Алма-Ата, 1986; на Всесоюзном симпозиуме 28-30 октября IS86 "Геохимия в локальном металлогеническом анализе", Новосибирск; на Чтениях памяти акад. С. С. Смирнова, Чита, 1986;.на семинаре "Принципы и методы ыеталлогенических и минера-генических исследований Средней Азии, Ташкент, 1978; на научно-технической конференции "Повышение эффективности освоения недр Трала'в 11-ой пятилетке", СЕердловск, IS80; ка Уральских конференциях "Применение математических ыетодоь и cbL3 при обработке информации на геолого-разведочяых работах", Свердловск,^;1980, IS82, 1985, IS89; на научно-техническом совещании "ІІинератьнне ресурсы Западного Урала и их народнохозяйственное значение", Пермь, 1983; на 1-ой Региональной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов "Минерально-сырьевые ресурсы Трапа и проблемы их освоения", Свердловск, 1985; на X геологической;конференции Коми АССР "Шгыатизм л рудные полезные ископаемые Европейского Сеьеро-Еостока СССР", Сыктывкар, 1987; на семинаре "Йоличест-веннкй прогноз твердых полезных ископаемых", Алма-Ата, I9S0; на

совещании "Геология и металлогения Приполярного 7рала", Сыктывкар, 1993; на конференциях молодых ученых в Уфе, Свердловске, на научно-технических конференциях ТТЛ.

Результаты исследований по теме диссертации изложены в 52 печатных работах и в II научно-исследовательских отчетах, выполненных по заказу производственных геологических организаций Южного, Среднего, Полярного Урала и Тюменской области.

Объем и структура диссертации. Работа,кроме ееєдєеия к заключения, состоит из 5 глав. В первой главе рассматриваются методологические вопросы геологических исследований и прогнозирования, во..второй излагается методика геологического прогнозирования "СГИгеоцрогкоз" и дается сравнительная характеристика этой методики и ДЕух других, используемых в качестве аппарата исследования: АШС/ЕС "Регион" /В. А. Чумачен-ко, Е. П. ВласоЕ, В. 3. Ііарченко и др./ и АСЇЇР0Г /Ю.' В. Бронников, Н. А.' Еархотова/. 3 третьей главе на примере Глагяитогорского мегасикклЕНория иллюстрируется резение задачи по сформированию геолого-структуркой оснсвк прогнозной карты, в четвертой излагаются результаты исследования условий размещения рудных полей, районов и областей колчеданной минерализации в каледоно-герцинс-кой эвгеосияклинали Урала и их прогнозная оценка. Пятая глава посвящена описанию результатов исследования условий размещения рудных полей, районов и областей"6 рудных формаций байкальской эвгеосияклинали и 6 рудных формаций каледоно-герцинской миогео-синклинали в^дределах Полярного Урала и их прогнозная оценка, а также металлогекическое районирование.