Геолого-геофизические работы с целью поиска медно-никелевого и титано-магнетитового оруденения Кавактинского участка
С целью оценки данного массива на медно-никелевое и титано-магнетитовое оруденение, а также изучения его глубинного строения здесь проведен комплекс геологических и геофизических работ ВП-ВЭЗ. Исследуемая площадь практически полностью перекрыта четвертичными отложениями мощностью 1-10 м, затрудняющими прямые геологические наблюдения, в связи с чем возрастает роль геохимических и геофизических методов в ее изучении.
Электроразведочные работы ВП-ВЭЗ проведены по профилю 21, пк 216-292 с использованием аппаратуры ВП-Ф. Предельные разносы АВ составили 2000 м, шаг АВ - 100 м, точность измерения ρк– 1,37%, φк - 0,090. Цель исследований ВП-ВЭЗ заключалась в изучении геоэлектрических разрезов и геометрических параметров северо-восточной залежи титаномагнетитовых руд. Зарегистрированные кривые ρксоответствуют типу КН и более сложным типамKQH, АКН. КНКН и другим типам (рис. 1). Рудная залежь отождествляется с низкоомным слоем, проявляющимся в кривых ρк, которому соответствует повышенная поляризуемость φк.
Рис 1. Геолого-геофизический разрез по профилю 21 Кавактинского участка по результатам интерпретации материалов ВП-ВЭЗ.
1 - четвертичные отложения суглинки, пески, галечники, валунники; 2 - биотитовые кристаллосланцы и гнейсы (зверевсхая серия, джилиндинская свита); 3-5 - породы Кавактинского массива: 3– нориты, габбро-нориты, габбро, 4-габбро-нориты и габбро с бедной вкрапленностью ильменита и титаномагнетита, 5 - апатит-ильменит-титаномагнетитовое оруденение в габбро-норитах; 6 - тектонические нарушения, 7 - кривые ρк:а - наблюденная, б – подобранная, 8 - кривые φк: а - наблюденная, б – подобранная, 9 - крест на билогарифмическом бланке соответствующий ρк = 2000 Ом∙м, φк = 2°, АВ/2 = 100 м, 10 - заверочные скважины и их номера.
Интерпретация данных ВП-ВЭЗ проводилась в следующей последовательности :
Нормализация кривых ρк и φк.
Построение вертикальных разрезов изучаемых параметров ρк и φк, их вертикальных и горизонтальных производных.
Предварительная интерпретация кривых ρк с помощью сводных палеток Б. К. Матвеева.
Подбор кривых ρк и φк с использованием системы IP.
Построение геоэлектрических разрезов с использованием полученных параметров ρi, φi, hi и их геологическое истолкование.
Физико-Геологическая модель разреза (рис. 1) обоснована с учетом характера вертикальных разрезов ρки φки ихпроизводных.
Верхняя часть геоэлектрического разреза характеризуется повышенными значениями ρк, достигающими 10 тыс. Ом·м, и пониженными значениями φк, изменяющимися в пределах 0.5 - 1.5°. С увеличением глубины ρкпонижается до 5000 Ом·м,aφкувеличивается до 4 5°. При дальнейшем увеличении глубины ρквновь начинает возрастать,aφкпостепенно уменьшается Данные закономерности характерны для ВП-ВЭЗ N 1-15, кривые ρк, которых относятся к типуKQH, а кривые φкктипу НАК или АК, то есть разрезы являются 4-5-слойными. За пределам указанного интервала характер кривых ρки φкменяется. Переходная зона в интервале ВП-ВЭЗ N 1, 18 характеризуется резкими вертикальными градиентами ρки φк, что указывает на наличие здесь вертикального контакта (переход от пород массива к вмещающим породам). Кривые ρкВП-ВЭЗ N 18-20 этой части профиля соответствуют типам КНКН, АКН со слабо выраженными экстремумами, кривые φкискажены локальными неоднородностями. Небольшие горизонтальные градиенты соответствуют переходу от высокоомной части разреза к низкоомной, более четко этот переход отражается на разрезе вертикальной нормированной производной ρк. По этим материалам прослеживается субвертикальная граница раздела низкоомных и высокоомных образований.
Для оценки влияния погрешностей, вносимых за счет выбора горизонтально-слоистой модели разреза при наклонных границах раздела, были использованы программы решения прямой задачи для клиновидных границ с общим ребром на дневной поверхности и для горизонтально-слоистого разреза. Теоретические кривые ρкрассчитаны для точек зондирования с координатами -300, -200, - 100, 0, 100, 200, 300, 400 м относительно точки пересечения наклонных границ с дневной поверхностью. Углы наклона границ α1и α2выбраны равными 10 и 90°, при этом граница 2 имитировала вертикальный контакт. Удельные электрические сопротивления выбраны равными ρ1= 10000 Ом·м (вмещающая среда), ρ2= 500 Ом·м (рудная залежь). Согласно этим данным, слева от вертикальной границы раздела кривые ρкблизки к двухслойным. Справа от контакта, над однородной средой с удельным электрическим сопротивлением ρ1= 10000 Ом·м, кривые ρкимеют более сложный вид, на них появляется минимум, который смещается по оси АВ/2 в сторону увеличения разносов при удалении от вертикальной границы. Вероятно, минимум связан с влиянием низкоомной среды, находящейся по другую сторону от контакта. Наклон границы 1 (α = 10°) определяется по смещению точек перегиба кривых ρкпо оси АВ/2 в сторону увеличения разносов. Сопоставление теоретических кривых с экспериментальными показывает, что модель горизонтально-слоистой среды вполне применима в интервале ВП-ВЭЗ N1-13, для ВП- ВЭЗ N 1, 18-20 и 14-17 необходимо учитывать влияние субвертикальных контактов.
С учетом результатов анализа практических кривых ρки φк, данных математического моделирования и вертикальных разрезов ρки φкза основу при подборе взята модель 5-слойного горизонтально-слоистого разреза (в интервале ВП-ВЭЗ N 1-13, где искажающее влияние наклонных границ раздела минимально).
Первый слой мощностью 1-2 м имеет удельное электрическое сопротивление от 400 до 4500 Ом·м, поляризуемость φ от 0.4 до 1.5° и соответствует зоне сезонной оттайки мерзлых рыхлых отложений.
Второй слоймощностью от 3 до 10 м имеет высокое удельное электрическое сопротивление (до 30000 Ом·м), относительно низкую поляризуемость и соответствует мерзлым рыхлым отложениям.
Третий слоймощностью до 30 м (ВП-ВЭЗ N 10, 11), в пределах которого удельное электрическое сопротивление изменяется от 300 до 2800 Ом·м, а поляризуемость от 1.5 до 3°, обусловлен, согласно интерпретации, габбро-норитами с бедной вкрапленностью титаномагнетита.
Четвертый слоймощностью от 70 м (ВП-ВЭЗ N 1) до 150 м (ВП- ВЭЗ N 7 - 11), удельное электрическое сопротивление которого изменяется от 300 до 1500 Ом·м, а поляризуемость от 2 до 5°, отождествлен с залежью ильменит-магнетитовых руд.
Пятый слой, нижняя граница которого по данным ВП-ВЭЗ не устанавливается, имеет удельное электрическое сопротивление от 1200 до 3800 Ом·м, поляризуемость от 2 до 3.5° и обусловлен, вероятно, габбро-норитами с бедной вкрапленностью титаномагнетита.
Таким образом, рудная залежь по результатам подбора кривых ρки φксубгоризонтальная, ее протяженность в линии разреза 1300 м, мощность от 70 до 150 м (рис. 1). По типу кривых ρки φк, предполагается субвертикальный контакт в интервале ВП-ВЭЗ N 1-18. В точках ВП-ВЭЗ N 18-20 предполагается трехслойный разрез, который включает в себя первый слой - слой оттайки рыхлых отложений мощностью 1-2 м; второй слой - слой мерзлых рыхлых отложений мощностью 5-10 м; третий слой - толща архейских метаморфических высокоомных пород вмещающей рамы.
Характер кривых ρки φкв интервале ВП-ВЭЗ N 14 - 17 резко меняется. В отдельных случаях (ВП-ВЭЗ N14) разрез интерпретируется как 6-слойный, менее устойчива корреляция от точки к точке. С учетом подобранных значений ρки φкэта зона интерпретируется как рудный блок, опущенный по тектоническому нарушению на некоторую глубину (ВП-ВЭЗ N16,17). Не исключен и другой вариант интерпретации - постепенный переход от рудной залежи к породам Кавактинского массива с бедной титаномагнетитовой и сульфидной вкрапленностью.