 |
Астронет: Геологический факультет МГУ Геофизические методы исследования земной коры. Часть 2 http://variable-stars.ru/db/msg/1173324/page14.html |
3.4. Картировочно-поисковые крупномасштабные геофизические исследования
3.4.1. Общая характеристика картировочно-поисковой геофизики.
Особым разделом региональной геофизики являются крупномасштабные картировочно-поисковые геофизические исследования, направленные на поиски, в основном, твердых полезных ископаемых и изучение территорий, преназначенных под промышленное и гражданское строительство. Комплексное крупномасштабное геологическое картирование (масштабы 1:50000 - 1:25000) предназначено для изучения геологического строения верхних частей земной коры до 2 км и выяснения перспектив в отношении минерально-сырьевых ресурсов с помощью геологических съемок, аэрокосмических, геофизических, геохимических исследований, проходки горных выработок, скважин и геофизических исследований в них.
Если в горных районах с хорошей обнаженностью коренных пород визуальную геологическую съемку можно проводить без геофизических методов, то в районах, закрытых четвертичными и покровными отложениями, роль геофизических методов становится ведущей. Обычно в результате геологической съемки составляют карту поверхности коренных (дочетвертичных) отложений. Однако одной такой карты недостаточно для оценки перспективности района на те или иные полезные ископаемые и тем более для их поисков. Поэтому геологические съемки являются лишь частью глубинного, или объемного, картирования, обеспечивающего изучение района на разных глубинах и построение структурно-геологических карт по разным структурным этажам. Без данных геофизики такое картирование проводить практически невозможно.
Большинство твердых (рудных и нерудных) полезных ископаемых, представляющих интерес для промышленности, залегает на глубинах до 2 км. Такие глубины изучают определенным комплексом геофизических методов, опережающих или сопровождающих геологическую съемку и объединяемых в картировочно-поисковую геофизику. Подход к проведению картировочно-поисковых геофизических работ с целевым назначением - выявление месторождений твердых полезных ископаемых - должен быть системным. Он наиболее четко сформулирован В.В.Бродовым (1979) и включает следующие принципы, имеющие методологическое значение для любых площадных поисково-разведочных работ:
- последовательность укрупнения масштабов съемок от рекогносцировочных и региональных мелко- и среднемасштабных на больших территориях к сплошному попланшетному крупномасштабному картированию, а затем к поискам и разведке полезных ископаемых на перспективных участках;
- постепенная смена менее точных высокопроизводительных (аэрокосмических) менее мобильными, но более детальными (полевыми), а затем "громоздкими" (скважинными и подземными) геофизическими методами;
- переход от глубинного исследования земной коры к изучению глубин до 5-10 км, от поисков к разведке на глубинах до 2 км;
- чередование геолого-геофизических методов, нацеленных на последовательное уточнение геофизической информации и углубление ее геологического истолкования;
- цикличность и повторяемость исследований одними и теми же методами, но с более точной аппаратурой и по сгущенной сети наблюдений, с переинтерпретацией материалов по более совершенным программам.
3.4.2. Природные условия проведения картировочно-поисковых работ.
Набор и эффективность геофизических методов при картировочно-поисковых работах определяются природными геолого-геофизическими условиями, физическими свойствами пород, геологическим строением, характером и ценностью имеющихся полезных ископаемых и другими факторами. Удобную классификацию проведения геолого-геофизических картировочно-поисковых работ на суше по природным (геологическим и геофизическим) условиям предложил В.И.Красников. Он выделил три типа региональных геологических структур [Хмелевской В.К. и др., 1988].
Первый тип - открытые районы, поднятые и в разной степени эродированные древние щиты, древние и молодые складчатые области, характеризующиеся интенсивным проявлением магматизма и метаморфизма, крутым залеганием пород и рудных комплексов, отсутствием или наличием четвертичных отложений малой мощности. К ним можно отнести, например, Балтийский, Алданский, Анабарский и другие древние щиты, регионы палеозойской, мезозойской, кайнозойской складчатости (Урал, Казахстан, горные районы Средней Азии и Кавказа, Енисейскую, Байкальскую и другие складчатые области).
Второй тип - полузакрытые районы платформ, характеризующиеся отсутствием или слабым проявлением магматизма, наличием над складчатым основанием (фундаментом) полого залегающего чехла осадочных пород мощностью до 500 м. В районах этого типа породы залегают слабо наклонно и почти горизонтально, а месторождения твердых полезных ископаемых имеют пластовую или линзовидную форму и субгоризонтальную ориентировку. Примером таких районов служат окраины Русской и Сибирской платформ, Западно-Сибирской и Туранской плит и др.
К третьему типу относят закрытые районы платформ и геосинклинальных областей с мощностью осадочного чехла более 500 м. В районах этого типа породы чехла залегают практически горизонтально, фундамент дислоцирован. Развиты пластовые залежи полезных ископаемых, а также месторождения нефти и газа. Такими районами являются Русская платформа, Западно-Сибирская плита, предгорные котловины горных систем Кавказа, Средней Азии, Восточной Сибири и т.д.
3.4.3. Геофизические методы картирования разных региональных типов суши.
Открытые районы изучают следующими методами: аэрокосмическими; аэрогеофизическими (одним методом, например, магниторазведкой, двумя - к магниторазведке добавляют гамма-спектрометрию, тремя - к указанным двум добавляют электроразведку с измерением низкочастотных естественных полей или высокочастотных полей, четырьмя - добавляют еще инфракрасную съемку); полевыми геофизическими (гамма-, эманационной и гравимагнитной съемками, электрическим и электромагнитным профилированием); геохимическими (металлометрической, литохимической, гидрохимической и биохимической съемками). Кроме того, выборочно на опорных профилях можно проводить электрические (ВЭЗ, ВЭЗ-ВП), электромагнитные (МТЗ, ЧЗ, ЗС) и сейсмические (МПВ, МОВ) зондирования. Рациональный комплекс из 2-4 названных методов определяется физико-геологическими условиями.
В полузакрытых районах с мощностью четвертичных и покровных отложений до 500 м применяют аэрокосмические и полевые гравимагнитные съемки, а также проводят электрические, электромагнитные и сейсмические зондирования.
В районах закрытого типа с мощным чехлом осадочных пород используют полевые методы: грави-, магниторазведку, электромагнитные зондирования и сейсморазведку.
3.4.4. Особенности методики и интерпретации крупномасштабных картировочно-поисковых геофизических исследований.
Крупномасштабные картировочно-поисковые геофизические исследования бывают, как правило, площадными с расстояниями между профилями, составляющими 1 см в масштабе результативных карт, например, в масштабах 1:50000 - 1:25000 в среднем они составляют 500-250 м. Как отмечалось выше, с точки зрения картировочных работ геофизические методы можно условно разделить на легкие (портативные) и громоздкие (сложные). При переходе от первых ко вторым уменьшается производительность, увеличиваются габариты и масса аппаратуры, возрастает информативность и точность количественной интерпретации. Кроме того, легкие геофизические методы чаще бывают опережающими, а громоздкие - сопровождающими геолого-разведочные работы.
Для портативных (легких) методов (аэрогеофизические, полевые гравимагнитные, радиометрические и электромагнитные профилирования) межпрофильные расстояния можно уменьшать, а для громоздких (электрические и электромагнитные зондирования, сейсморазведка) - увеличивать, а иногда проводить работы лишь на опорных (интерпретационных) профилях. Направления профилей выбирают в крест простиранию геологических структур и геофизических аномалий, выявленных предыдущими геолого-геофизическими работами. Шаг наблюдений на профилях обычно близок к межпрофильному расстоянию (при электрических и сейсмических зондированиях) или в 2-10 раз меньше (для портативных методов и работ в движении, например, при аэро-, авто- и акваториальных съемках).
В результате интерпретации карт графиков и карт тех или иных геофизических параметров строят разного рода геолого-геофизические разрезы, карты изогипс опорных геофизических горизонтов и фундамента, изоглубин перспективных или опорных толщ, петрофизических характеристик и др. При использовании данных геохимических и геологических съемок, картировочных скважин и каротажа в них строят геологические карты по кровле коренных пород и опорным литостратиграфическим горизонтам, уточненные геолого-геофизические разрезы с локальным прогнозом полезных ископаемых. Кроме того, дается " командная " информация на прекращение или продолжение исследований с указанием, где и какими методами вести специальные поиски.
Следует подчеркнуть целесообразность опережающего проведения геофизических работ с тем, чтобы геофизические аномалии можно было проверить геохимической и геологической съемкой, горными выработками и скважинами. Так как целью поисково-картировочных геофизических работ является оценка перспективности района на полезные ископаемые, особое внимание следует уделить геофизическим аномалиям " рудного типа " (экстремумам на гравимагнитных и гамма-эманационных картах, зонам минимумов сопротивлений, участкам " рудных пересечений " на графиках несимметричных электропрофилирований, проводящим аномалиям индуктивных методов). Участки таких аномалий уже в ходе картировочно-поисковых работ необходимо, по возможности, обследовать основными методами рудной электроразведки: естественного поля (ЕП), вызванной поляризации (ВП), переходных процессов (МПП).