Общие принципы комплексирования

Принципы комплексирования дают общую ориентировку при форми­ровании и обосновании комплексов методов, определяют подход к решению этой проблемы Отметим главные из них.

1. Этапности- постадийные, т. е. дифферен­цированы по стадиям геолого-разведочного процесса и ориентированы на решение определенной группы геологических, гидрогеологи-ческих, инженерно-геологических задач, отвечающих выбранной стадии исследований. Строгая привязка комплексов к стадиям позволяет исключить неоправданные затраты, связанные с решением геологичес­ких задач, не свойственных данной стадии, и полнее учесть требования стадии, обеспечить решение всех ее задач, осуществить последователь­ное сокращение исследуемых площадей при параллельном укрупнении асштабов съемок.

2. Системности- геофизические работы выполняются в тесной связи с геологичес­кими, геохимическими, гидрогеологическими, горно-буровыми и другими работами, с которыми они составляют единый комплекс – цельную систему геологоразведочных работ. Взаимодействие этих видов работ обусловлено наличием системообразующих связей - прямых и обратных, внутренних и внешних, определяющих направленность и последовательность развития работ, самоорганизацию и саморегулирование комплекса.

3. Геолого-геофизических сочетаний- включение во внутренние комплексы геофизических методов проверочных и оценочных геологических видов работ (сопровожда­ющих) - геологического обследования, геологических маршрутов, картировочных и поисковых горных и буровых работ, предназначенных для выяснения природы геофизических и геохимических аномалий,а также геохимических методов поисков - по вторичным и первичным ореолам рассеяния, по газовым, механическим и химическим ореолам рассеяния. Сочетание геофизических и проверочных геологических работ позволяет более обоснованно выделять объекты с установленной продуктивностью для последующего геологического изучения и, более того, оценивать их ожидаемые ресурсы и прогнозные запасы. Сочетание геофизических и геохимических методов дает возможность использовать большее число прямых и косвенных признаков полезного ископаемого.

4. Модельности- основой для формирования геофизических комплексов является физико-геологическая модель исследуемого объекта. Разрешающая способность всех методов, включаемых в комплекс, предварительно изучается на ФГМ соответствующего класса с определением радиуса и глубины их действия, степени контрастности аномальных эффектов. Можно сравнить возможности близких по информативности методов, оценить степень дос-товерности выделения и изучения основных элементов модели разными методами и выбрать из них те, которые обеспечивают наиболее устойчивое решение поставленной задачи.

5. Признаковых сочетаний- в комплексах тесно сочетаются геофизические методы как прямого, непосредственного обнаружения и изучения геологических объектов, так и косвенного - через различные их признаки (литолого-петрографические, магматические, структурно-тектонические, метамор­фические, минералогические и др.). Методы косвенных поисков к тому же широко привлекают для уточнения геолого-структурных и других условий объекта.

6. Экономической целесообразности- рациональные комплексы формируются с учетом экономической освоенности района и развития горнорудной промышленности, требований промыш-ленности по масштабам, глубине залегания и качеству полезного ископаемого. Выделяются районы:

а) экономически освоенные с развитой горнорудной промышленностью, в которых интерес представляют месторождения мелкие, средние j и крупные на всех доступных для эксплуатации глубинах;

б) экономически освоенные со слабо развитой горнорудной промыш­ленностью, в которых промышленность интересуют месторождения средние и крупные на глубинах, доступных на первом этапе для открытой разработки, а на последующих- для подземной;

в) эко­номически слабо освоенные районы со слабо развитой горнорудной промышленностью или при отсутствии ее, в которых заслуживают освоения только крупные месторождения на глубинах, доступных для открытой разработки.

7. Петрофизического обеспечения- наземные, скважинные и подземные геофизические работы в обя­зательном порядке сопровождаются соответствующими петрофизическими исследованиями, предназначенными для определения физических свойств пород и руд всего вскрываемого при поисках и разведке геологического разреза, а также для самостоятельного решения ряда геологических задач - выявления и изучения рудоносных участков с проявлением вторичных изменений пород, исследования зональности метаморфических, метасоматических и околорудных изменений, опре­деления строения, размеров и морфологии их ореолов и установления по ним скрытых месторождений, невскрытых залежей или уточнения контуров известных . Состав­ляемые при этом петрофизические карты и разрезы входят в обязатель­ную геофизическую основу площади рудного поля и месторождения, а их данные являются базой для разработки физико-геологической модели исследуемого объекта.

8. Комплексной оценки территории- ориентация при формировании комплекса методов не на одно полезное ископаемое, а на возможный комплекс полезных ископаемых, характерных для района, размещенных в одних и тех же или близких толщах и имеющих промышленную ценность, что обеспечивает более рациональное использование средств и ускоряет промышленную оценку месторождений. К этому же принципу относится нацеленность разведочных комплексов на изучение не только основного полезного ископаемого, но и сопут­ствующих полезных компонентов, т. е. на комплексную оценку месторождения.

9. Планомерности- планомерность геофизических исследований на стадиях реги­ональных исследований, геологического картирования и общих поисков с постепенным охватом всей площади района и попланшетное исполнение мелко- (1:1000 000—1:500 000), средне- (1:200 000 - 1:100 000) и крупномасштабных (1:50 000—1:25 000) геофизических съемок. Выполнение работ в рамках меж­дународной разграфки соответствующего масштаба облегчает увязку съемок различных лет, исключает возможность образования «окон» и дублирование съемок, облегчает картографирование.

10. Учета трудоемкости- для каждого комплекса устанавливается последовательность применения входящих в него методов, учитывающая их трудоемкость и информативность (принцип учета трудоемкости). Такой подход позволяет выбрать наиболее оптимальный путь решения поставленных задач, избежать неоправданных затрат на трудоемкие работы в/ случае, если задача может быть решена более мобильным и менее трудоемким методом. Связано это с тем, что информативность одного! и того же вида работ или метода может меняться в пределах/ одного и того же месторождения с изменением условий, глубины и элементов залегания объектов.\

11. Дальнодействия- комплексы включают методы разного радиуса действия и обес­печивающие разную детальность изучения . Методы меньшего радиуса действия используют главным образом для выявления локальных элементов строения в ближней зоне. Это могут быть мелкие рудные тела, малоамплитудные тектонические нарушения, осложняющие залегание геологических тел, небольшие по размерам жилы, дайки, штоки. Важную роль эти методы играют при исследовании инженерно-геологических и гидрогеологических усло­вий. Методы большого радиуса действия и повышенной глубинности привлекаются для проверки геофизических и геохимических аномалий на глубину, оценки продуктивности глубоких горизонтов и флангов месторождений.

12.Комплексной технологии- в рациональном разведочном комплексе оптимально сочетаются методы наземные, скважинные, шахтные и каротажа, что позволяет судить о проявлении исследуемых объектов в верхнем и нижнем полупространстве, более достоверно оценить геологическую природу наземных и подземных геофизических и геохимических аномалий, составить объемное представление о физико-геологической модели объекта . Реализуя подобную ин­формацию, можно прогнозировать продуктивность глубоких горизон­тов и флангов месторождения, судить о расширении перспектив месторождения и с учетом этого уточнять направление всех последу­ющих работ.

13.Полноты наземного геофизического обеспечения разведки- включение в комплекс разведочных работ наземных съемок, обеспечивающих подготовку детальнейшей геофизической основы пло­щади месторождения с учетом требований всех этапов разведки и эксплуатации. Такие работы должны выполняться до начала эксплуатации, которая может существенно изменить первичные естест­венные геофизические поля, в последующем не поддающиеся восстановлению. Детальность таких съемок должна отвечать всем прогнозируемым запросам разведки и эксплуатации.

14.Градации методов по значимости- комплекс геофизических методов представляет собой сочетание основных (решающих основные задачи), вспомогательных (уточняющих условия, методику и технологию проведения работ) и детализационных (Обеспечивающих детализацию, проверку и оценку объектов) геофи­зических методов, а также включает экспериментальные виды работ, перспективы использования которых следует еще определить, но имеются определенные предпосылки их полезности в комплексе. Будучи основным в одном комплексе, метод может входить как вспомогательный или детализаци-онный в другой, т. е. роль методов в комплексах может меняться в зависимости от условий их применения.

15. Изучения и использования микроструктуры геофизических полей- опробование и использование при поисково-оценочных работах и разведке на слабоконтрастное оруденение различных видов комп­лексных микрогеофизических съемок с изучением микроструктуры геофизических полей для исследования внутреннего строения рудных зон, локальных структурных элементов, продуктивных горизонтов, отдельных рудных залежей. Тесное сочетание наземных детальных, детализационных и микрогеофизических съемок повышает качество геофизической основы месторождения.

16. Опорно-параметрических сочетаний- сочетание скважинных геофизических работ с бурением опорных, параметрических и рядовых скважин. При исследовании опорных скважин комплекс должен быть максимально насыщен, т. е. использовать возможности всех методов, которые могут быть информативными в данных условиях, без строгого учета экономического фактора. В параметрических скважинах выполняют такой объем исследований, который позволяет определить все физические характеристики, необходимые для состав­ления физико-геологической модели объекта. Используя геолого-геофизические данные, устанавливают корреляционные связи между геологическими и физическими параметрами вскрытых скважинами геологических образований. В рядовых скважинах геофизические исследования выполняются оптимальным комплексом с учетом ми­нимальных затрат времени и средств по сети, выбранной с условием изучения межскважинного пространства методами скважинной гео­физики.

17. Каротажного обеспечения- включение каротажа в комплекс всех поисковых и разведочных работ, выбор комплекса с отдачей предпочтения методам, позволя­ющим изучать интересующие нас физические свойства пород и руд, вещественный состав геологических образований в естественных условиях и повышающим достоверность опробования полезного ископаемого. Данные каротажа о физических свойствах наиболее представи-тельные, так как они в меньшей степени искажены влиянием выветривания, окисления и других процессов. Геофизическое опробование полезных ископаемых в естественных условиях повышает оперативность опробовательских работ и более экономично.

18. Горнотехнического обеспечениях- включение в разведочные геофизические комплексы методов для решения инженерно-геологических и гидрогеологических задач, позволяющих судить о горнотехнических условиях (об агрессивности среды, трещиноватости, наличии карстов, водообильных комплексов и мест водопритоков и др. Это необходимо для обеспечения безопасных условий труда, а также для прогнозирования технологии производства подземных работ, механизированной отработки рудных, угольных и других горизонтов.

19. Оценки технологичности руд- начиная со стадии детальной разведки и кончая эксплуатацией месторождения в комплексах применяют геофизические методы геолого-технологического картирования руд для разделения их по сортам и типам, изучения ореолов их распространения на разных горизонтах, определения геометрии каждого из них. Это оказывает существенную помощь в определении технологии обогащения и дальнейшей переработки руд, способствует снижению уровня потерь и разубоживания при добыче и транспортировке.

20. Геофизического обеспечения бескернового бурения- оптимальное сочетание при разведке рудных и угольных месторождений параметрического, кернового и бескернового бурения с геофизической документацией разреза скважин, основанной на широком использовании корреляционных связей между геологичес­кими и геофизическими характеристиками, между содержанием полезных компонентов и физическими параметрами. Участие бескернового бурения в разведке определяется степенью жесткости этих связей, устанав­ ливаемых по скважинам опорного (параметрического) бурения.

21. Оптимального соотношения- разведочная сеть скважин и выработок выбирается с учетом эффективного радиуса действия методов скважинной и шахтно-рудничной геофизики, обеспечения по их данным уверенной корреляции продук­тивных подсечений между скважинами, исключения возможного пропуска промышленных залежей в межскважинном (межвыработочном) пространстве, отражения изменений вещественного состава и качества полезного ископаемого в этом пространстве, достоверного установления горнотехнических и гидрогеологических условий.

22. Рациональности- рациональные комплексы в отличие от типовых или обобщен­ных комплексов максимально оптимизированы, привязаны к конкрет­ному рудному объекту (месторождению и рудной залежи) и форми­руются с учетом его геологических, геоморфологических и геолого-экокономических условий. Не может быть рационального комплекса для поисков и разведки определенного типа месторождения во всех возможных условиях. В этом случае можно говорить только о типовом или обобщенном комплексе на этот тип месторождения.

23. Достаточности- полнота или достаточность рационального разведочного комп­лекса оценивается по законченности геологических построений, по наличию конкретных рекомендаций на продолжение работ на после­дующей стадии, по представлению достоверной физико-геологической модели объекта изучения.

Руды для черной металлургии. Железные руды разных генетических типов. Понятие контрастных и неконтрастных месторождений. Руды марганца, хрома, титана, ванадия, кобальта, молибдена, вольфрама.

Наиболее глубокое развитие вопросы комплексирования геофизических методов нашли при поисках и разведке металлических Полезных ископаемых. Это объясняется следующим:

а) сложностью геологического строения рудных полей месторож­дений- частым пере-слаиванием слоев различного состава; присутствием в разрезе магматических, осадочных и метаморфических пород, с преобладанием тех или иных их типов; широким развитием интрузивного магматизма; сложной дислоцированностью геологиче­ского раз-реза, его осложнением разломами, тектоническими наруше­ниями, зонами дробления и смятия; проявлениями метаморфизма, метасоматоза и других вторичных процессов, изменяющих состав, внешний облик, структурные и текстурные особенности, метало-носность пород; наличием кор выветривания, зон окисления, структур геоморфологи-ческого типа, россыпей, рыхлых и трапповых покровов и т. п.;

б) большим числом искомых металлов с самыми разными физиче­скими и химичес-кими свойствами и параметрами; множеством промышленно-генетических типов месторождений у большинства металлов; комплексным характером многих металлических руд, наличием разного рода примесей; разнообразной морфологией рудных залежей, сочетанием на одном и том же месторождении различных морфологических типов залежей; сложным минеральным составом руд, изменением соотношения металлов в рудах разных месторождений или разных залежей одного и того же месторождения; различием структур и текстур руд; осложненностью рудных залежей нарушени­ями, изменениями руд под влиянием вторичных процессов;

в) разными условиями залегания рудных месторождений (открытые, перекрытые, скрытые, глубокозалегающие); геоморфологическими особенностями их размещения (высокогорные, горные, равнинные, пустын­ные); различием требований промышленности к рудам разных металлов (по глубине залегания, размерам и масштабу, качеству); измене-ниями геолого-экономических условий их освоения (в удаленных, слабо
экономиически развитых районах, в экономических освоенных районах, при различном уровне развития горнорудной промышленности);
г) широким диапазоном изменения физических свойств как од­нотипных, так и разнотипных пород и руд; влиянием на физические свойства пород различных вторичных процессов (метаморфизма, метасоматоза, гипергенных и др.); слабой контрастностью большего числа металлических руд, отсутствием заметных изменений физических свойств рудных образований в случае наличия промышленной ми­нерализации многих редких, рассеянных и благородных металлов; ориентацией при поисках многих месторождений на косвенные признаки, на определенные их сочетания; разнообразным характером геоэлектри-ческих и геосейсмических разрезов месторождений, их проявлением в региональных и локальных геофизических полях.

Месторождения железа

Наиболее распространенными генетическими типами месторождений железа являются метаморфические, метасоматические, гидротермаль­ные, осадочные и окисленные- вторичные. Минеральный состав руд представлен магнетитом FеFе₂О₄ (метасоматические, метаморфические, реже гидротермальные месторождения), гематитом Fе₂О₃ (ме­таморфические месторождения), лимонитом Fе₂О₃, пН₂О (осадочные месторождения и в зоне окисления), железистыми кварцитами.

Поискам железорудных месторождений предшествуют региональ­ное геологическое изучение железорудных провинций (масштабов 1:1 000 000- 1:200 000) и крупномасштабное геологическое картирова­ние (1:50000 - 1:25000). Эти работы можно рассматривать как рекогносцировочные поиски с решением задач: составление геолого-структурной основы прогнозно-металлогенических карт, региональный прогноз и оценка ресурсов по категориям Р₃ - Р_х. Для решения них задач привлекают описанные выше комплексы регионального изучения и геологического картирования.

Данные аэромагнитных съемок используют главным образом для изучения состава фундамента и выделения рудовмещающих комп­лексов, для картирования железорудных поясов и установления положения рудных узлов и районов. Так, по материалам съемок иыделена железорудная полоса Тургайского прогиба длиной около 500 км. Далеко на юг и север прослежены полосы железистых кварцитов Криворожского железорудного бассейна и КМА.

Материалы региональных гравиметрических съемок привлекают преимущественно для структурного картирования территории рудных поясов- выяснения их приуроченности к региональным структурам, определения особенностей строения этих структур и структурных закономерностей в размещении рудных узлов и районов. Например, в Тургайском прогибе железорудные узлы расположены в пределах так называемого Железорудного синклинория, в Криворожье полосы железистых кварцитов тяготеют к синклинорным структурам типа Саксаганской и т. п.

Электроразведка методом ВЭЗ дает возможность изучить гипсо­метрию складчатого основания, определить мощность рыхлого по­крова и осадочных толщ, характер развития кор выветривания. Эти данные позволяют уточнить технологию проведения работ другими методами, выбрать площади, доступные для проведения поисковых работ, а также оконтурить площади возможного развития продук­тивных кор выветривания. Данные сейсморазведки могут оказаться полезными для изучения рельефа погруженного фундамента (Тургай-ский прогиб, профили КМПВ через 20 - 30 км), для картирования фундамента и оценки развития продуктивных кор выветривания (КМА, профили КМПВ), изучения строения региональных рудоносных структур железорудного синклинория в Тургае и Саксаганской син­клинали в Криворожском бассейне (профили МОВ и КМПВ).

Месторождения железистых кварцитов и окисленных вторичных руд.

При специализированных крупномасштабных поисках геофизические методы нацелены главным образом на обнаружение кремнисто-железистой формации докембрия, выделение основных полей развития железистых кварцитов, установление в разрезе кор выветривания и прогнозную оценку масштабов железистых формаций, а при детальных поисках и поисково-оценочных работах- на выделение отдельных пластов железистых кварцитов, определение глубины и элементов их залегания, изучение продуктивных кор выветривания и обнаружение связанных с ними залежей богатых руд. На стадиях разведки характерна направленность работ на детальное изучение пространственного положения, морфологии, строения, условий залега­ния рудных залежей, на качественную и количественную оценку руд, на оценку перспектив глубоких горизонтов и флангов.

Обобщенная физико-геологическая модель

Геологическая модель. Месторождения железа этого типа распрост­ранены среди кремнисто-железистых метаморфических формаций до­кембрия в пределах древних щитов (Украинского и Балтийского) и антеклиз (Воронежской и Улутауской). Кристаллический фундамент в разной степени закрыт чехлом осадочных отложений различного возраста (от верхнепалеозойского до четвертичного). Мощность чехла от 5 - 10 до 100 - 700 м. Состав осадков песчано-глинистый, реже известняки. Метаморфические формации докембрия представлены сланцами, песчаниками, гнейсами, амфиболами и смяты в складки крутого падения (до 70 - 90"). В погребенном рельефе железистые кварциты образуют положительные формы. В морфологическом отношении они представляют собой полосы шириной от 100 до 600 м и протяженностью от единиц до десятков километров. Глубина распространения их составляет несколько километров. Полосы при­урочены к шарнирам складок (КМА). На месторождениях железистых кварцитов широко развиты гипергенные изменения вмещающих пород. Мощность кор выветривания в КМА составляет в среднем 30—50 м, достигая в Белгородском районе 100 - 150 м и более. Богатые остаточные руды, связанные с корами выветривания железистых кварцитов, представлены линзообразными телами и плащеобразными чалежами, залегающими на поверхности невыветрелых железистых кварцитов. Мощность залежей изменяется от нескольких метров до 100 - 200 м. Наиболее мощные залежи богатых руд тяготеют к зонам грещиноватости и тектоническим нарушениям, узлам их пересечения. Состав руд железистых кварцитов- магнетит, гематит, мартит; бога­тых окисленных руд- мартит, гематит, гидрогематит, гетит, сидерит.

Петрофизическая модель. Петромагнитная модель. Рудовмещающие породы месторождения имеют различные магнитные свойства. Магнитная восприимчивость (и, 10^-5 ед. СИ) у осадочных пород не превышает 90 - 150, у амфиболитов средние ее значения

800-1000, гнейсов 35 - 40, мигматитов 250, метабазитов 1400 - 1500, сланцев 20 - 60. Более низкие значения х (менее 50) у осадочных пород платформенного чехла, перекрывающего складчатый фундамент. У железистых кварцитов в среднем х = (125 -250) • 10^-2д. СИ. Причем замечено, что и вдоль слоистости (х_i) превышает у. вкрест слоистости (х_n), т. е. наблюдается текстурная магнитная анизотропия (x,/х„), которая тем выше, чем больше содержание в породах немагнитных прослоев. Остаточная намагниченность (j„) близка или больше индуцированной; векторы индуцированной (j_n) и остаточной (.j„) намагниченности могут не совпадать по направлению. Величина Q(Q=j_n/j_n)у железистых кварцитов равна 0,5 -2 Магнитная вос­приимчивость богатых (остаточных) железных руд (1 —15)-10~² ед. СИ; остаточная намагниченность при окислении руд исчезает.

Петроплотностная модель. Плотность (ст, г/см³) рудовме-щающих пород зависит от их состава и изменяется в довольно широких пределах — от 2,4 до 3. Наиболее плотными являются • амфиболиты (2,8-3) и гнейсы (2,6 - 2,9); менее плотные сланцы (2,4 - 2,8), метабазиты (2,76), мигматиты (2,62 - 2,7). И самые низкие шачения плотности у осадочных пород платформенного чехла (1,6 - 2,4). Средняя плотность железистых кварцитов составляет 3,4 - 3,6; гакаяже примерно плотность и у осадочных руд (3,2 - 3,4).

Геосейсмическую модель месторождений железистых квар­цитов можно охарактеризовать на примере месторождений КМА. I раничные скорости (р_г, км/с) рудовмещающих формаций: гнейсы- 3,8, мигматиты- 5,7, амфиболиты- 6,5, метаморфические сланцы 4,5 - 5, осадочные породы 4 - 4,5. Более низкие скорости у осадочных пород платформенного чехла- 1,5 - 2,3, только у известняков они увеличиваются до 4 - 4,5. Граничные скорости у железистых кварцитов достигают5,4 - 6 и заметно снижаются у богатых окисленных руд-до 5 у наиболее плотных их разностей и до 3 - 4,5у рыхлых.

Рис. 1. Геолого-геофизический раз­рез на одном из участков КМА.

/ — породы осадочно­го покрова: 2— желе­зистые кварциты; 3 — сланцы; 4 — гнейсы;5 — граниты; г,, км/с; До, г/см³

Месторождения марганца

Обобщенная физико-геологическая модель

Геологическая модель.Промышленное значение имеют месторождения осадочные, метаморфизованные и остаточные месторождения кор выветривания.

Осадочные месторождения- основной промышленный тип. Возраст их кайнозойский (олигоценовый). Руды приурочены к горизон­там кремнистых, кремнисто-глинистых и карбонатных осадков. Вблизи береговой линии в условиях мелководья образовалась фация пиро-люзито-псиломелановых руд, с удалением от берега и углублением моря появляются манганитовые руды и еще дальше- карбонатные. Марганцевоносные отложения выполняют депрессии, депрессионные ловушки на склонах древних краисталлических массивов (Никопольс­кая группа месторождений- Украинского, Чиатурское месторожде­ние— Дзирульского). Продуктивная толща в условиях Чиатурского месторождения залегает на относительно однородной карбонатной толще и перекрыта песчаниками и глинами (рис. 28), а на Никопольс­ких месторождениях- на размытой поверхности докембрийских пород или песчано-глинистых отложениях эоцена и олигоцена. Мощность марганцеворудного горизонта в среднем составляет на Чиатурском месторождении 2 - 6 м, рудных пластов на Никопольских месторож­дениях- 1,5 - 2,5 м, достигая местами 4 - 5 м, пласты состоят из серии рудных прослоев. Рудные горизонты и пласты залегают почти горизонтально, с очень небольшим уклоном (5 - 7°). По текстурным особенностям среди осадочных руд выделяют вкрапленные — ооли­товые руды — и сплошные крепкие руды, кусковые или желваковые, конкреционные.

/>=50г100;х=10;е>=2,2 />=200;л:=120;д=2,Ц

Рис. 25. Геолого-геофизический разрез осадочного месторождения марганца. / 1 - кварцевые порфиры и их туфы;

2 -известняки позднего мела;

3 - рудоносный горизонт;

4- песчаники олигоцена;

5 - чокракские пески и глины; 6—базальты; 7—сброс; а, г/см³; к, 1(Г⁵ ед. СИ; р, Омм

Рис. 29. ФГМ метаморфогенного месторождения марганца.

1 - известняки;

2 -туффиты;

3 -яшмы;

4 -порфириты;

5 - марганцевые руды; и, 10~⁵ ед. СИ; р„ Омм; V, мВ; т\, %; С_м„, %

Метаморфизованные месторождения (рис. 29) образуют­ся при региональном или контактовом метаморфизме осадочных руд и марганцевых пород. Типичными их представителями являются месторождения атасуйского и карсакпайского типов (Казахстан). Состав руд — браунито-гаусманитовый. При сильном метаморфизме и последующем выветривании образуются промышленные пиролю-зито-псиломелановые руды (марганцевые шляпы).

Магматические месторождения хромитов

Теологическая модель. Месторождения этого типа известны в районах Мугоджар и Северного Урала, Кавказа и др. Образовались в геосин-(Линальных областях и генетически связаны с интрузиями основного Н ультраосновного состава. В Мугоджарах большинство месторож­дений сосредоточено в пределах Кемпирсайского массива гипербазитов 18]. Массив залегает межформационно между отложениями Ммбрия и ордовика (габбро-амфиболитов и сланцев) и приурочен К восточному крылу Уралтауского антиклинория, размещаясь вблизи

I.... опального глубинного разлома. Форма массива- удлиненный

ыкколит с выпуклой волнистой поверхностью. Мощность его в южной Мсти оценивается в 2,5—3,5 км, в северной—1,5 км. Массив диф­ференцированный по составу и сложен в основном перидотитовыми (гарцбургитовыми) серпентинитами.

Рис. 26. Физико-геологическая модель рудного поля хромитового место­рождения и ожидаемые графики А2 и Д# при различных уровнях эрозионного среза.

1- кристаллические сланцы;

2- габбро-амфиболиты;

3- перидотиты;

4- дуниты;

5- серпентинизация;

6- метаморфические сланцы;

7- разрывные нарушения;

8- хромитовые руды;

9- рыхлые отложения;

10- поверхность фундамента. В числителе дроби а, г/см³; в знаменателе-х, 10~⁵ ед. СИ

Глубина серпентинизации оценива­ется в 1500 м. Оруденение локализуется в дунитовых серпентинитах, расположенных среди перидотитов в виде шлиров, полос и ядер различной мощности и размеров. В пределах массива развиты также породы жильного комплекса—габбро-диабазы, пироксениты, дайхв которых имеют крутое падение и мощность от 1 до 20 м. Рудо-вмещающие дуниты распространены преимущественно в узлах пере­сечения глубинного разлома с разрывами других направлений. Рудные тела имеют мощность в десятки метров, протяженность несколько сот метров и залегают на глубине от первых метров до 1500 м. Форма рудных тел разнообразная- вытянутые линзы и жилы (простые и сложные), столбы или гнездообразные тела со склонением в южном направлении под углами 10—15°. Размеры наиболее крупных ме­сторождений достигают 3000 (длина) х 630 (ширина) х 1200 м (размах по вертикали). Морфология крупных рудных тел часто осложнена широтными сбросами с амплитудами до 200 - 300 м. В состав руд входят хромшпинелиды, оливин и апооливиновый лизардит. Руды месторождений преимущественно густовкрапленные (средне- и крупнозернистые) и сплошные- агрегативные. Контакты руд с дунитовыми серпентинитами, как правило, резкие. Содержание Сг₂О₃ (%) в рудах: вкрапленных—до 35, густовкрапленных- до 40 - 50 и в сплошных- до 60. Рыхлый покров- 5 - 50 м, кора выветривания- от 20 до 120 м.

Петрофизическая модель (см. рис. 26). Геоплотностная мо­дель. Руды- наиболее плотные образования месторождений хроми­тов. Средние значения плотности (а, г/см³) руд: сплошных и густов­крапленых- 4 - 4,35, средневкрапленных- 3,55 - 3,6, редковкрапленных и рыхлых выветрелых- 3,2 - 3,5. Средняя плотность дунитовых и перидотитовых серпентинитов 2,4 - 2,57 и закономерно увеличива­ется с глубиной до 2,9 - 3,3, что связано с постепенным затуханием серпентинизации пород. Неизмененные перидотиты и дуниты харак­теризуются относительно высокими значениями плотности (2,9 - 3,3). Вмещающие массив породы более плотные по отношению к сер­пентинитам, но менее плотные по отношению к неизмененным перидотитам и дунитам. Средние значения плотности у габбро-диабазов 2,86, габбро-амфиболитов- 2,83, метаморфических слан­цев- 2,65, кристаллических сланцев- 2,75. Наименьшие значения плотности отвечают глинистой коре выветривания и современным рыхлым отложениям (1,6 - 2).

Петромагнитная модель (х, 10~⁵ ед. СИ). Наиболее маг­нитны дунитовые (700 - 1150) и перидотитовые (700 - 3550) серпен­тиниты. Убывание их магнитности с глубиной (у дунитовых серпен­тинитов—до 630, у перидотитовых серпентинитов- до 380) связано с затуханием серпентинизации. Вмещающие массив породы менее магнитны. Магнитная восприимчивость габбро-амфиболитов 240, габбро-диабазов- 125, метаморфических и кристаллических сланцев- 135. Увеличение магнитности серпентинитов вблизи контактов с вме­щающими породами и дайками вызвано увеличением степени сер­пентинизации и выделившимся магнетитом. Хромиты слабомагнитны; наименьшая магнитность у сплошных и густовкрапленных руд (65 - 190) и повышенная- у вкрапленных руд (250 - 375). Вблизи рудных тел наблюдается резкое увеличение магнитной восприим­чивости вмещающих серпентинитов. Носителем магнитности хроми-товых руд является вторичный магнетит из серпентинитового цемента руд. Остаточная намагниченность руд /„_ср= 1400 А/м. Наименьшая магнитная восприимчивость в районе у рыхлых отложений (х = 6,5 10"⁵ ед. СИ).

Геоэлектрическая модель. Наиболее высокое сопротивление (р, Ом-м) у неизмененных гипербазитов- (1 - 10)-10⁵, (1 - 6)-10⁴ - у 1абброидов. Широкий диапазон изменений сопротивления у сланцев

Месторождения молибдена и вольфрама

Основные генетические типы месторождений вольфрама и молибдена: контактово-метасоматический (скарновый), гидротермальный (квар-цево-жильный и штокверковый) и экзогенный (россыпной).

Скарновые месторождения Обобщенная физико-геологическая модель

Геологическая модель отражает приуроченность месторождений к кон­тактовым зонам умеренно кислых интрузий (гранодиоритов, кварцевых диоритов, диоритовых порфиритов) с карбонатными породами. Стро­ение зон осложнено тектоническими нарушениями. Рудная минера­лизация распространена по трещинам, межформационным подвижкам и ассоциирует с гранат-пироксеновыми скарнами. Руды чаще всего комплексные, основные рудные минералы — шеелит, молибденит, ино­гда присутствуют магнетит и пирротин. Содержание молибдена в рудах изменяется от 0,05 до 0,3%, вольфрама — от десятых долей до 1%, присутствуют также висмут, золото, серебро.

Петрофизическая модель характеризуется дифференциацией по физическим свойствам рудоносных интрузий гранитоидов, вмещающих интрузии пород, измененных пород рудно-скарновой зоны и рудных образований [16, 17]. Магнитность (х, 10~⁵ ед. СИ): интрузивные породы слабо магнитны (10—100), роговики и скарны магнитны (100—10000), неизмененные осадочные породы (известняки, песчаники, сланцы) слабомагнитны (10—50), руды повышенной намагниченности (300—500). Плотность (ст, г/см³): интрузивных пород 2,5—2,7 (грано-диоритов и диоритовых порфиритов) и 2,76 (кварцевых диоритов); роговиков и скарнов 2,6—3; вмещающих осадочных пород 2,5—2,7; руды повышенной плотности (2,7—3). Руды имеют также пониженное удельное электрическое сопротивление, повышенную поляризуемость (при наличии сульфидов).

Модель геофизических полей. Магнитное поле отличается низким уровнем повышенного поля над интрузией, аномальным полем интенсивностью до п • 100 и первых тысяч нанотесла над скарново-рудной зоной, нормальным уровнем поля над осадочными породами и осложнено локальными положительными аномалиями (до п -100 нТл), обусловленными рудными залежами (с пирротином и магнети­том) (рис. 31). Гравитационное поле характеризуется низкими значе­ниями над гранитоидами и вмещающими осадочными породами, повышенными значениями мозаичного поля над скарнами и локаль­ными положительными аномалиями над рудными залежами. В элек­трическом поле отмечаются зоны проводимости, аномалии естествен­ного электрического поля и вызванной поляризации, отвечающие сульфидной минерализации и рудным залежам.

Рис. 31. Геолого-гео­ физический разрез по скарновому шеелитовому месторождению Приморья (по Н. А. Кукушкину).

/ — наносы; 2—кремнис­тые породы; 3 — кварци­ты; 4—порфириты; 5 — песчаники; 6 — рого­вики; 7—прожилково-вкрапленные руды 8—окисленные руды; 9—массивные ше­елит-сульфидные руды; 10— штольни и скважины