Геофизические признаки рудопроявлений меди в андезитовой формации Тагильского погружения

УДК 553.3:553.43

A.B. Кузин

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ РУДОПРОЯВЛЕНИЙ МЕДИ В АНДЕЗИТОВОЙ ФОРМАЦИИ ТАГИЛЬСКОГО ПОГРУЖЕНИЯ

В восточной части Тагильского погружения десятки лет были известны рудопроявления меди, например, Вересовское, Пановское, Шуралинское, считавшиеся медноколчеданными. Рудопроявления характеризовались низким -0,5-1,0% - содержанием меди, малым объемом рассланцованных метасома-титов в сравнении с таковыми на типичных медноколчеданных месторождениях. Это приводило исследователей к заключению о бесперспективности рудопроявлений и сворачиванию разведочных работ. Свою роль в отрицательной оценке рудопроявлений сыграли характеристики геофизических аномалий над ними, сходные с аномалиями над зонами непромышленного вкрапленного медноколчедан-ного оруденения. В настоящей статье сделаем обзор типов и позиций рудопроявлений меди в андезитовой формации с тем, чтобы выделить характерные комплексы геофизических аномалий над ними и представить их в виде поисковых признаков.

Андезитовая формация локализовалась в ранне-среднедевонское время в двух структурных зонах Тагильского погружения. В осевой части погружения в междуговом бассейне формировались вулкано-генно-осадочные породы (туфопесчаники, туффиты, известняки и т.п.) Мостовской, Верхне-Тагильской, Полевской синклиналей. В восточной части в окраинном бассейне отлагались эффузивные и вулкано-генно-осадочные породы зрелой островной* дуги. Так сформированы Турьинская, Шуралинская, Кунгурковская мульды [ 1,2,3,4,5]. С андезитовым магматизмом генетически связана интрузивная габбро-тоналит-гранодиоритовая серия возраста DJ3 [2]. Это малые и средние массивы, внедрившиеся в

образования междугового и окраинного бассейнов; Ауэрбаховский, Барашинский, Гумешевский и др. По опыту изучения анде-зитовых формаций мира металлогенически они проявляются как меднозолоторудные. Форма локализации медного оруденения может быть различной: меднопорфировая, скарновая, стратифицированная или жильная в метасоматитах кварц-хлорит-карбонатного состава.

Среди рудопроявлений меднопорфи-рового типа в восточной части Тагильского погружения описано Рудноболотское [2], располагающееся в Кировградском районе. На нем В.В.Ведерников определил типомор-фный ореол метасоматических пород и рудных элементов меднопорфирового оруденения. На рудопроявлении установлены линзы массивных руд мощностью до 1-3 м, состоящих из пирит-халькопирит-пирротин-маг-нетитового агрегата с содержанием меди до 0,76-1,00%. Они располагаются в юго-вос-точной части ореола пиритных вкрапленников (рис.1), которые на медь опробованы лишь в отдельных точках.

Рис. 1. Меднопорфировое рудопро-явление Рудное болото (по В.В.Карагодину и др.):

1 - порфириты пироксен-плагиокла-зовые, 2 - рассланцованные порфириты, 3 - порфириты дацитовые, 4 - известняки, 5 - кварцевые диориты, 6 - серпентиниты, 7 - массивные пирит-халькопи-рит-пирротин-магнетитовые руды, 8 -аномалии ВП до 5-9%, 9 - картировоч-ные (а), поисково-разведочные (б) скважины 60-70-х годов

136

В гравитационном поле на Рудноболотском участке локальными отрицательными аномалиями проявляются известняки к востоку от оруденения, положительными - порфириты пироксен-плагиокла-зовые и участок вкрапленного оруденения. Магнитное поле на участке монотонное. Локальная положительная аномалия интенсивностью до 300-700 нТл размером в плане 0,6-0,4 км располагается в районе скв.8648, на участке контакта диоритов и известняков. Она обусловлена, очевидно, вкрапленниками магнетита, типичными для контактово-скарнового процесса. Над участком вкрапленного пиритного оруденения установлена аномалия ВП интенсивностью до 5-9% (съемки А.С.Кондрацкого, 1974). По данным каротажа КС, в скв.8680, 8751 и др. удельное электрическое сопротивление порфиритов и диоритов составляет 5-15 тыс.Ом.м, в зонах вкрапленного оруденения снижается до сотен Ом.м, в зонах сплошного оруденения - до единиц Ом.м. По данным МЗ в скв.8648,8751, коэффициент кажущейся электрической анизотропии составляет 1,2-1,3.

Зайцевское меднопорфировое рудопроявление линейно-трещинного типа располагается в одноименном диоритовом массиве в восточной части Полевского рудного района. Размер массива порядка 3x10 км. Меднопорфировое оруденение локализовалось в двух параллельных крутопадающих (70° на восток) субмеридиональных зонах мощностью до 40-80 м. Расстояние между ними порядка 150 м. Оруденение представлено прожилковой и вкрапленной минерализацией пирита, халькопирита, пирротина в метасоматитах кварц-серицит-биотит-карбонатного состава, образовавшихся по диоритам и пироксен-плагиоклазовым порфиритам. Содержание меди по опробованию невысокое: 0,1-0,3%, в отдельных интервалах достигает 0,48-1,56%. Обе зоны оруденения подсечены 11 скважинами на глубинах от 20 до 800 м, по простиранию - на 3000 м. Наряду с зонами оруденения известны 5-9 субпараллельных им безрудных зон рассланцевания и хлорит-эпидот-кварц-карбонатного метасоматоза.

В гравитационном поле над центральной частью рудовмещающего Зайцевского массива зафиксирована положительная аномалия интенсивностью 0,6-0,8 мГл размером 1,5x0,5 км (работы Уральской ГРЭ треста «Уралцветметразведка»). Магнитное поле над диоритовым массивом и над зонами метасоматоза и оруденения монотонное, условного нулевого уровня. Локальные положительные аномалии размером до 0,7x0,2 км интенсивностью до 50-75 нТл зафиксированы в северной части массива, вне зон оруденения. Удельное электрическое сопротивление диоритов и порфиритов составляет 6-18 тыс.Ом.м (по КС). В интервалах вкрапленного оруденения и в безрудных зонах рассланцевания и метасоматоза рк снижается до 100-1000 Ом.м. Сочетание пластин проводников и изоляторов создает анизотропию электропроводности массива до 1,7-2.2 (по МЗ). Каждая из зон вкрапленного оруденения фиксируется аномалией ВП до 1,5-2,0%. Ширина аномалий до 100-400 м, протяженность до 3,5 км.

В Турьинском рудном районе на Северном Урале нами ранее выделена рудоконтролирующая кольцевая меднопорфировая система Дражного рудопроявления в эффузивах андезитовой формации, прорванных малыми массивами диоритов и габбро. В магнитном поле, в локальных аномалиях гравитационного поля, в рельефе дневной поверхности выделены внутренняя кольцевая (диаметром 4,5 км) и внешняя эллипсовидная (размером 12x6 км) зоны тектонической проработки Дражного вулкано-плутонического центра. Северо-восточный сегмент внешней зоны тектонической и метасоматической кварц-серицит-хлорит-карбонатной проработки имеет размер порядка 7x1.5 км. Здесь поисково-картировочными скважинами установлена вкрапленная и прожилковая минерализация пирита и халькопирита с содержанием меди в отдельных интервалах 0,24-0,48%. Эта зона проявляется дуговой отрицательной локальной аномалией гравитационного поля интенсивностью до 0,6-0,8 мГл размером 6x1 км. Здесь же зафиксировано снижение интенсивности магнитного поля до нулевых значений на фоне поля в 300-500 нТл над неизмененными порфиритами. По данным КЭП, над метасоматитами наблюдается снижение ру до 200-500 Ом.м при 600-1000 Ом.м за пределами зоны.

К медно-железорудным объектам контактового скарнового типа относятся месторождения Турьин-ских рудников, Ново-Алексеевское в Кировградском районе, Гумешевское в Полевском районе и др. В связи с наличием на этих объектах вкрапленного и массивного магнетитового оруденения все они проявляются в положительных аномалиях магнитного поля. В гравитационном поле подавляющее аномалиеобразующее действие на этих объектах оказывают контрастно различающиеся по плотности известняки и эффузивные породы основного состава, диориты, габбро. Малые размеры рудных тел, скарновых зон, их сложные конфигурации затрудняют выделение их вклада в аномальное гравитационное поле.

На Гумешевском месторождении относительное повышение гравитационного поля до 0,5-1,0 мГл размером 2x0,5 км зафиксировано над диоритами, скарнами, рудными телами.

В аномалиях электроразведки по методам сопротивлений медножелезоскарновые месторождения проявляются неконтрастно. Это определяется тем, что повышенной электропроводностью характеризуются лишь зоны оруденения, заключенные, как правило, в относительно высокоомные (1-5 тыс. Ом.м) скарны среди высокоомных (10-30 тыс.Ом.м) известняков и диоритов.

Над рудной зоной Гумешевского месторождения аномалии ВП достигают интенсивности в 4-6%. На месторождениях Турьинских рудников, на Ново-Алексеевском месторождении съемки ВП не проводи-

лись.

К пирит-халькопирит-пирротиновым объек~ам стратифицированного и жильного типов в эффузивных и вулканогенно-осадочных породах андезитовой формации относятся некоторые месторождения Турьинских рудников (Башмаковское, Богословское), Шуралинское, Пышминско-Ключевское, Пановс-кое, Барнинское в Карабашском районе.

В гравитационном поле положительными локальными аномалиями проявляются обширные (2x6 км на Шуралинском, 1x3 км на Пановском месторождениях) области развития порфиритов основного состава среди более легких вулканогенно-осадочных и осадочных пород формации. В магнитном поле локальными положительными аномалиями фиксируются области вкрапленного магнетитового и пирро-тинового оруденения, являющиеся одними из компонентов комплексного оруденения. Проявление пирит-халькопирит-пирротиновых объектов в аномалиях электроразведочных методов определяется объемом оруденения и объемом электропроводных околорудных метасоматитов хлорит-серицит-карбонатного состава. Наличие субвертикальных обширных зон метасоматитов (до 100 м мощностью, 2000 м протяженностью на Пановском рудопроявлении, до 100 м мощностью, 1000 м протяженностью на Пышминско-Ключевском) вызывает их четкое проявление в аномалиях методов заряда, изолиний, электропрофилирования и т.д. В этом случае электроразведочные аномалии сходны с таковыми над типичными медноколчеданными месторождениями Тагильского погружения. Пологозалегающие рудные тела в эпидозитах, скарнах (Богословское, Башмаковское) в аномалиях полевой электроразведки проявляются неконтрастно.

В ы В о д ы

При значительном разнообразии типов рудопроявлений меди в андезитовой формации Тагильского погружения их проявление в аномалиях геофиеических методов характеризуется сходным комплексом

«с * гч <РИС-2>:

0 (Х5 1.0«**

юоо

л-—

*—'

2.76

Е31

Л Ск* 15000 К-КГ^СИ 50

К

ЕР2

зо

тг

х V ч Л чГ "

X

Л

5 ООО 500

100

200

РИС. 2. Схема геофизических аномалий над скарно-выми, порфировыми, стратифицированными рудопроявле-ниями меди в андезитовой формации:

1 - диориты, 2 - пироксек-плагиоклазовые порфириты, 3 -известняки, 4 - скарны, 5 -зоны хлорит-карбонат-кварц-серицитового метасоматоза, прожилкового и вкрапленного пирит-халькопирит-пирротино-вого оруденения, 6 - массивные, прожилковые и пирит-

хал ькопирит-пирротин-магнетитовые руды

1. В гравитационном поле проявляются не сами рудные объекты, а околорудные геологические комплексы. Отрицательными аномалиями проявляются известняки, тоналитовые массивы, вулканогенно-осадочные породы, положительными - массивы габбро, диориты, порфириты основного состава

2. Наличие магнетитового и пирротинового оруденения в составе контактово-скарнового, стратифицированного, жильного оруденения приводит к появлению локальных положительных аномалий магнитного поля интенсивностью до 100-700 нТл.

3. Объекты всех типов проявляются в аномалиях электроразведки по методу ВП.

4. В аномалиях электроразведки по методам сопротивлений меднорудные объекты в андезитовой формации проявляются менее контрастно, чем медноколчеданные месторождения Тагильского погружения.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ведерников В. В. Новые данные о возрасте вулканических формаций в восточной части Невьянского района //Ежегодник - 1983 /УНЦ АН СССР,-1984.- С. 19-21.

2. Грабежев А. И., Белгородский К. А., Чащухина В. А. Меднопорфировая минерализация У рала. -Свердловск, 1986. - 64 е.- (Препринт /УНЦ АН СССР).

3. Кузин A.B., Наседкин А.П. Выделение рудоносных кольцевых структур геофизическими методами на Дражном участке (Турьинский меднорудный район) //Геофизические работы при региональных и геологоразведочных исследованиях на Урале: Тез.докл.конференц.28-29 ноября 1989 г.- Свердловск, 1989,- С.36-37.

4. Кузин A.B., Наседкин А.П. Критерии прогнозирования меднопорфирового оруденения на Среднем и Северном Урале //Геодинамика и металлогения Урала: Мат-лы ко Второму Уральскому металлогеническому совещанию. - Свердловск, ИГГ УО АН СССР, ПО «Уралгеология», УрВНТГэо, -1991. -С. 186-187.

5. Язева Р. Г., Пучков В.Н., Бочкарев В. В. Комплексы активной континентальной окраины на Урале //ДАН.- 1983.- Т.300, N4.- С.927-931.

УДК 550.837.653

При построении петрофизических моделей рудных месторождений проблема классификации горных пород по физическим свойствам является одной из самых важных. В настоящее время можно отметить два подхода к решению этой проблемы: определение структурно-вещественных комплексов (СВК) [1] и определение физических классов [3,4,5].

Реализация первого способа классификации рудовмещающих пород предполагает объединение в единый структурно-вещественный комплекс горных пород и руд по признаку схожести их функций распределения. При этом на первом этапе анализируются выборки, сформированные по петрографическим или структурным признакам. Предполагается, что геологическая информация представлена достаточно надежно, а значения физических параметров (свойств) внутри каждой анализируемой выборки распределены по нормальному или логнормальному закону. На втором этапе производится объединение в СВК тех типов горных пород, функции распределения которых идентичны. В реальных условиях однородность распределения физических свойств в пределах петрографического типа пород - явление довольно редкое. В качестве примера на рис.1 приведены вариационные кривые распределения магнитной восприимчивости основных типов рудовмещающих пород Озерного медноколчеданного месторождения на Южном Урале. Форма приведенных графиков свидетельствует о том, что в большинстве случаев вариационные кривые имеют полимодальный характер, то есть горные породы одинакового состава неоднородны по магнитной восприимчивости. Следовательно, выделение СВК в этом случае является достаточно сложной задачей.

В.А.Серков

КЛАССИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РУДОВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД НА ПРИМЕРЕ МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО УРАЛА

Рис.1. Вариационные кривые распределения магнитной восприимчивости рудовмещающих пород Озерного медноколчеданного месторождения:

а - туфы и туфо-брекчии; б порфириты (кроме диабазовых); в -диабазы и диабазовые порфириты; г -кварцевые и липа рит-дацитовые порфиры; д -метасоматиты