Выявление интрузивных тел Малка-Муштинского рудного узла по результатам ГИС-обработки аэромагнитных данных

УДК 550.8

ВЫЯВЛЕНИЕ ИНТРУЗИВНЫХ ТЕЛ МАЛКА-МУШТИНСКОГО РУДНОГО УЗЛА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГИС-ОБРАБОТКИ АЭРОМАГНИТНЫХ ДАННЫХ

Осуществлены обработка и переинтерпретация результатов аэромагнитной съемки территории Малка-Муштинского рудного узла на основе современных ГИС-технологий. Выявлены крупные локальные аномалии магнитного поля, интерпретируемые как продолжение Малкинского гранитоидного массива, и относительно мелкие, интрепретируемые как его апофизы. Установлено более широкое развитие на глубине основных интрузивных пород Хасаутского комплекса, выступающего в качестве рудогенерирующей формации. Обнаружены реликты рудогенерирующих жерловых фаций киммерийской эпохи полиметаллического оруденения.

Ключевые слова: магнитная съемка, магнитное поле, интерпретация, аномалия, преобразование данных.

© 2011 г. И.Ю. Шишкалов

Южный научный центр РАН, ул. Чехова, 41, г. Ростов-на-Дону, 344006

Southern Scientific Centre RAS, Checkhov St., 41, Rostov-on-Don, 344006

The processing and re-interpretation of the results of aeromagnetic survey of the territory of Malka-Musht ore node with aid of modern GIS-technologies has been carried out. There were revealed large local anomalies of magnetic field, interpreted as a continuation of the Malka granitoid mass, and relatively small ones, interpreted as its apophyses. There is determined more broad development at the depth of basic intrusive rocks of the Khasaut complex that comes out as an ore-generating formation. The relics of ore-generating diatreme facies of Kimmerian epoch of polymetallic mineralization have been revealed.

Keywords: magnetic survey, magnetic field, interpretation, anomaly, transformation of data.

В последние десятилетия широкое развитие для обработки геологических данных получили геоинформационные технологии, что помогает в изучении глубоких горизонтов геологического разреза.

Малка-Муштинский золото-полиметаллический рудный узел (Кабардино-Балкарская Республика) имеет сложное геологическое строение и приурочен к южному крылу Хасаутской впадины. Рудный узел в целом располагается в пределах Карачаево-Черкесского горст-антиклинория, который является составной частью Скифской плиты, и представляет собой площадь с сохранившимся от эрозии герцинским эвгеосинкли-нальным комплексом, слагающим здесь Хасаутскую впадину на севере и Бечасынское антиклинальное поднятие на юге. Ядро поднятия занято гранито идами Малкинского интрузивного комплекса, а его северный склон сложен пара- и ортосланцами малкинской свиты зеленосланцевой фации регионального метаморфизма и метасоматитами березит-лиственитовой формации [1]. Контакты гранитоидного массива являются секущими по отношению к метаморфической толще. Терригенные юрские платформенные отложения Бечасынской структурно-формационной зоны с резким угловым несогласием залегают на протерозойских и палеозойских комплексах Малкинского рудного узла [2].

Крупной и единственной пликативной тектонической структурой на участке является Малка-Муш-тинская антиклиналь, в строении которой принимает участие весь комплекс метаморфических пород изучаемой площади. В пределах участка представлено ее северное крыло, так как южное срезано контактом интрузива малкинских гранитоидов.

На изучаемом объекте развиты магматические образования, представленные Хасаутским габбродиаба-зовым гипабиссально-субвулканическим комплексом. Основная часть интрузивных тел не выходит на дневную поверхность.

Для всей площади Малка-Муштинского рудного узла имеются результаты аэромагнитной съемки масштаба 1:25000 (точность 10 нТл). Отсутствие карты локальных аномалий затрудняет выявление и анализ аномалий, интенсивность которых составляет 25-100 нТл и которые могут свидетельствовать о наличии интрузивных тел. С целью повышения наглядности представления результатов аэромагнитной съемки выполнена их переобработка. Решались две задачи - получение числового массива, описывающего АТа по исследуемой площади, и выделение локальных аномалий поля АТа, обусловленных геологическими объектами, выходящими на дневную поверхность или же залегающими на небольших глубинах. В программе Arc Gis 9.1 карта аэромагнитной съемки была привязана в проекции Gaussа Kruger^ Pulkovo 1942. Осуществлена векторизация магнитных профилей и кривые max и min магнитности пород и отстроена цифровая карта графиков АТа.

Следующим этапом установлены значения начальных и конечных координат (Хо, Yo; XK, YK) аэромагнитных маршрутов, максимальные и минимальные значения АТа и преобразованы в программе оцифровки графиков Graph2Digit. Полученные значения используются для градуировки осей X и Y.

При обработке использовался принцип линейности, так как аэромагнитный маршрут не является прямой линией, выделялись прямые отрезки, и профиль разделялся на 2 и более интервала. Устанавливались значения АТа и значение Х1 в каждом линейном интервале кривой. Значение АТа подразумевает собой длину перпендикуляра, опущенного с кривой на профиль. Весь массив данных был переведен в Microsoft Office Excel, где рассчитывались координаты точек Yi. Расчет производился в несколько этапов. В первую очередь подсчитывалась разница между координатами Xi и Xo. Был определен угол наклона аэромагнитного профиля относительно оси X. Для создания регулярной сети данных график поворачивался до горизонтального положения на угол а. Далее вычислялся tg угла а, чтобы координаты по оси Y уже повернутого графика совпали с начальным положением профиля. После находилась сумма Xi -Xo и tg а. Таким образом, было определено значение Y¿, координата точки на исходном профиле. Весь массив данных X, Y¿ и АТ в Microsoft Office Excel был переведен в формат DBF IV, чтобы полученные значения занести в Arc Map.

Путем добавления массива данных X, Y получаем точки непосредственно в пространственной привязке. При помощи дополнительного модуля Arc Gis создается поверхность методом крайгинга на основе полученных пространственных данных, которая представляет собой карту изолиний АТа. Крайгинг используется для построения карт в изолиниях, но в отличие от обычных алгоритмов оконтуривания он имеет статистически оптимальные свойства.

Наиболее важным является то, что этот метод обеспечивает измерения ошибки или неопределенности поверхности изображаемой изолиниями. Крайгинг использует информацию из полувариограммы для нахождения оптимального множества весов, для оценки поверхности в точках, отличных от точек опробования [3].

Поэтому предложенная нами технология позволяет не только получить расчетную поверхность, но также определить значение точности или достоверности расчета. Крайгинг создает вариограммы и ковариационные функции для оценки значений статистических зависимостей (называемых пространственной автокорреляцией), которые зависят от модели автокорреляции (модели согласования) [4].

Описание магнитного поля в регулярной сети точек (50x50 м) позволило перейти к подразделению его на составляющие, связанные с магнитными объектами различной глубинности. В начале найдена фоновая составляющая АТа. Предполагается, что магнитовоз-

мущающими объектами этой компоненты являются крупные скопления магматических образований на глубине, или блоки фундамента. Расчет фоновых значений аномалий осуществлялся методом статистики по окрестностям, которая вычисляет выходной грид, где значение каждой ячейки является функцией от значений входных ячеек в окрестности этой ячейки [5].

Далее вычислялась разница значений общих и фоновых аномалий при помощи калькулятора растра.

Остаточные аномалии магнитного поля, полученные после вычитания фона, еще включают в себя крупные по площади аномалии, но интенсивность и горизонтальные градиенты их как минимум на порядок ниже, чем у аномалий региональных объектов [3]. Далее были найдены площадные аномалии. В анализируемом регионе они обусловлены глубоко погруженными частями магнитных объектов, верхняя часть которых определяет локальные магнитные аномалии (рисунок).

Карта локальных магнитных аномалий

Локальное аномальное поле (результат вычитания из исходного параметра фона и площадных аномалий) уже не содержит площадной составляющей [3]. Данные по конечным результатам обработки, представленные картой локальных аномалий магнитного поля, позволяют определить местонахождение намагниченных тел, не выходящих на дневную поверхность.

Таким образом, в результате обработки и преобразования данных магнитной съемки и сопоставления их с основными опубликованными и фондовыми материалами по геологии, тектонике, магматизму и полезным ископаемым [6, 7] интерпретация магнитного поля Малка-Муштинского рудного узла выглядит следующим образом.

В магнитном поле рассматриваемой территории выделены элементы глубинных структур, наличие и характер которых подтверждается геологическими материалами.

Основные складчатые и разрывные структуры скрытой части разреза выражаются в магнитном поле характерными аномалиями. По данным аэромагнитной съемки прослежены крупные длительно развивающиеся глубинные разломы общекавказского простирания, а также зоны поперечных тектонических нарушений. В качестве последних четко выделяются три зоны восток-северо-восточного простирания, которые сами являются линейными отрицательными аномалиями остаточного и локального магнитных

полей, а также смещают другие относительно изомет-ричные аномалии. В локальном магнитном поле установлены положительные и отрицательные аномалии. Отрицательные магнитные аномалии проявлены в интервале от -173 до -15 нТл и пространственно совпадают с полями развития туфопесчаников и туфоа-левролитов малкинской и шиджатмазской свит.

Вероятной причиной распространения положительных магнитных аномалий в центральной и западной частях исследуемой территории, судя по изолиниям фона, возможно, является залегание на глубине единого гранитоидного массива, выходящего на поверхность за пределами северо-западной рамки изучаемой площади.

Изолинии локального поля, оконтуривающие более мелкие положительные аномалии, расположенные в центральной, западной и южной частях, связаны с повышенным количеством магнитных минералов, образующихся в зоне контактового метаморфизма. Они интерпретируются как апофизы Малкинского гранитоидного массива. Сам массив в магнитном поле не выделяется ввиду слабой намагниченности и слабой контрастности по магнитным свойствам с вмещающими породами.

В магнитном поле заснятой площади уверенно выделяется цепочка магнитных, небольших по размерам, тел, дугообразно протягивающихся вдоль долины р. Хасаут и далее на правобережье р. Малки вдоль долины р. Чегет Лахран. Часть из них соответствует обнажающимся на поверхности интрузиям габбро, диабазов, габбро-диоритов Хасаутского магматического комплекса, но большинство этих тел, по данным магнитной съемки, являются погребенными. В целом в районе приустьевой части долины р. Хасаут предполагается наличие глубинного очага магматизма Хасаут-ского комплекса, который фиксируется относительно крупной изометричной отрицательной аномалией.

Относительно изометричные положительные аномалии остаточного поля, проявленные в верхнем течении р. Мушты и в районе полиметаллического месторождения Чочу-Кулак, могут интерпретироваться как реликты подводящих каналов центрального типа анде-зито-дацитового и липаритового вулканизма, проявленного в конце синемюрского - начале плинсбахского веков. Подобные образования проявлены в виде субвулканических интрузий соответствующего состава к северо-западу от изучаемого района на территории Маринского рудного района Карачаево-Черкесской Республики, где с ними связана золотоносная кварц-полисульфидная минерализация.

Поступила в редакцию_

Сопоставление карт магнитного поля с детальными геологическими картами Чочу-Кулакского месторождения показывает, что известные на исследованной площади полиметаллические рудные тела не нашли четкого отражения в магнитном поле. Очевидно, подобный характер оруденения не может быть напрямую выявлен с помощью магнитной съемки и требует применения комплекса геофизических методов. Однако рудогенерирующие комплексы магматических пород выявляются методом магнитной съемки при достаточно тщательном анализе. В частности, в качестве рудогенерирующего комплекса полиметаллического оруденения выявляются реликты жерловых фаций киммерийской минерагенической эпохи. В качестве рудогенерирующего комплекса для золоторудных зон и залежей исследованного рудного узла с помощью магнитной съемки выявляются скрытые на глубине основные интрузивные породы Хасаутского магматического комплекса.

Обработка геофизических данных при помощи геоинформационных технологий позволяют сократить время и затраты на проведение геологоразведочных работ и более точно установить местонахождение как слепых, так и выходящих на дневную поверхность намагниченных объектов.

Литература

1. Писменный А.Н., Корсаков С.Г. Отчет по объекту «За-

вершение объекта "Геологическое изучение и оценка минеральных ресурсов недр территории российской Федерации и ее континентального шельфа (ГДП-200 по листам К-38-1Ё, К-38-VII, L-37-XXVII, L-37-XXXV (Кисловодский объект) с целью создания геологической основы и перспектив развития гидроминеральной базы региона КМВ)"». Ессентуки, 2005.

2. Отчет о поисково-ревизионных работах на золото за

1969-1971 гг. / П.В. Прокуронов [и др.]. Ессентуки, 1972.

3. Дэвис Дж.С. Статистический анализ данных в геологии.

Т. 2. 1990. М., 427 с.

4. Давыденко Д.Б. ГИС ИНТЕГРО в комплексе работ по

ГДП-200 при прогнозировании рудоносности площадей Восточного Донбасса // Геоинформатика. 2006. № 2. С. 29-38.

5. Руководство пользователя ESRI ArcGis 9 Spatial Analyst.

М., 2994. 216 с..

6. Греков И.И., Пруцкий Н.И. Проблемы тектоники и ме-

таллогении Северного Кавказа // Геология и минерально-сырьевая база Северного Кавказа. Ессентуки, 2000. С. 209-226.

7. Потапенко Ю.Я. Бечасынская зона. Бечасынский мета-

морфический комплекс // Петрология метаморфических комплексов Большого Кавказа. М., 1991. С. 9-18.

10 декабря 2010 г.