Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory4.3. Poiski nerudnyh mestorozhdenii poleznyh iskopaemyh i uglya
4.3.1. Obshaya harakteristika nerudnyh i tverdyh goryuchih poleznyh iskopaemyh.
K nerudnym (nemetallicheskim) poleznym iskopaemym otnosyatsya svyshe 200 mineralov i gornyh porod, kotorye mogut sluzhit' syr'em: industrial'nym (almaz, p'ezokvarc, slyuda, korund, grafit, barit, flyuorit, boksit i dr.); himicheskim i agrohimicheskim (soli natriya, kaliya, apatit, fosforit i dr.); stroitel'nym mineral'nym, v tom chisle keramicheskim (glina, polevoi shpat, kvarcevyi pesok i dr.), ogneupornym (magnezit, peschaniki, kvarcity i dr.) i stroitel'nym (izvestnyak, pesok, gravii, izverzhennye i metamorficheskie porody i dr.).
Ob'emy i stoimost' razrabotki nerudnyh poleznyh iskopaemyh bol'she, chem rudnyh, a udel'nye zatraty na geofizicheskie metody sredi drugih geologorazvedochnyh rabot men'she. Ob'ektivno ne sposobstvuyut razvitiyu nerudnoi geofiziki sravnitel'no nebol'shie glubiny zaleganiya produktivnyh tolsh i slaboe otlichie ih po fizicheskim svoistvam ot vmeshayushih porod. Vmeste s tem racional'nyi kompleks iz neskol'kih (dvuh-chetyreh) geofizicheskih metodov mozhet, kak pokazyvaet praktika nerudnoi geofiziki, bolee chem na tret' sokratit' rashody na razvedku etih poleznyh iskopaemyh s pomosh'yu burovyh skvazhin tol'ko bureniem skvazhin pri povyshenii kachestva geologicheskih rezul'tatov i sokrashenii srokov na izyskaniya.
Osnovnymi zadachami nerudnoi geofiziki yavlyayutsya: vyyavlenie osobennostei geologicheskogo stroeniya, ustanovlenie prognozno-poiskovyh priznakov, vydelenie perspektivnyh ploshadei i, nakonec, poiski i razvedka syr'ya. Reshenie pervyh treh zadach mozhno provodit' v hode celenapravlennoi pereinterpretacii materialov krupnomasshtabnyh kartirovochnyh rabot s primeneniem geofizicheskih metodov (sm. 3.4). Na perspektivnyh ploshadyah sleduet primenyat' bolee detal'nye kompleksnye poiskovo-razvedochnye geologo-geofizicheskie issledovaniya v masshtabah 1:25000 - 1:2000. Ploshadnaya set' geofizicheskih nablyudenii izmenyaetsya ot 250 x 100 do 20 x 10 m.
Vybor togo ili inogo kompleksa metodov geofiziki opredelyaetsya kontrastnost'yu fizicheskih svoistv ob'ektov issledovanii i vmeshayushih porod i ih geometriei, t.e. nachinaetsya s formirovaniya fiziko-geologicheskoi modeli (FGM) ob'ekta. Prosteishimi FGM v nerudnoi geofizike yavlyayutsya gorizontal'no-, pologo- i krutosloistye tonkie (moshnost'yu men'she glubiny zaleganiya verhnei kromki) i tolstye (moshnost'yu bol'she glubiny zaleganiya) plasty konechnogo i beskonechnogo prostiraniya, stolboobraznye, izometricheskie i drugie ob'ekty s petrofizicheskimi harakteristikami, otlichayushimisya ot vmeshayushei sredy. FGM ispol'zuyutsya dlya matematicheskogo modelirovaniya pryamyh i obratnyh zadach, neobhodimogo dlya interpretacii polevyh materialov. V hode poiskovo-razvedochnyh rabot FGM utochnyayut, a v rezul'tate proverki gorno-geologicheskimi rabotami poluchayut tochnye svedeniya o polozhenii i zapasah vyyavlyaemogo syr'ya ili materialov.
Opredelennoe shodstvo po kolichestvu razrabatyvaemogo syr'ya, morfologicheskim osobennostyam i fizicheskim parametram zalezhi nablyudaetsya mezhdu nerudnymi i tverdymi goryuchimi iskopaemymi (ugol', goryuchie slancy, torf). Hotya metody ugol'noi geofiziki razvivayutsya otnositel'no samostoyatel'no, obshnost' metodicheskih principov, osobenno pri nazemnyh rabotah, pozvolyaet poka ob'edinit' ih v odin razdel razvedochnoi geofiziki - nerudnuyu i ugol'nuyu.
4.3.2. Industrial'noe syr'e i ego geofizicheskie poiski.
Almaz yavlyaetsya odnim iz cennyh vidov industrial'nogo syr'ya. Korennye mestorozhdeniya almazov priurocheny k kimberlitam, a vtorichnye osadochnye (rossypnye) raspolagayutsya v uglubleniyah paleozoiskih porod i rechnyh dolinah. Kimberlitovye, vertikal'no zalegayushie, stolboobraznye tela diametrom ot 10 do 700-800 m, uhodyashie na bol'shuyu glubinu, slozheny ul'traosnovnoi brekchirovannoi porodoi s mnogochislennymi vklyucheniyami ksenolitov (oblomkov okruzhayushih porod i fundamenta). Fiziko-geologicheskoi model'yu dlya kimberlitovyh trubok sluzhit vertikal'nyi cilindr (stolb) beskonechnogo prostiraniya s otlichayushimisya ot vmeshayushei sredy plotnost'yu, magnitnoi vospriimchivost'yu, udel'nym elektricheskim soprotivleniem. Sami zhe almazy, zanimaya malyi ob'em v kimberlite, ne mogut sluzhit' ob'ektom geofizicheskih poiskov.
Vedushimi metodami poiskovo-razvedochnyh rabot na kimberlitovye trubki yavlyayutsya aeromagnitorazvedka i nazemnaya magnitnaya s'emka. Odnako uzkimi lokal'nymi anomaliyami na grafikah magnitnoi s'emki vydelyayutsya ne tol'ko kimberlitovye trubki, no i mnogochislennye daiki porod osnovnogo sostava, trappov i t.p. Poetomu dlya razbrakovki poluchennyh magnitnyh anomalii primenyayut gravirazvedku, elektricheskoe i elektromagnitnoe profilirovanie (EP, DEMP, SDVR).
Rossypnye mestorozhdeniya almaza izuchayut tak zhe, kak i podobnye mestorozhdeniya metallov, s pomosh'yu geofizicheskih metodov (VEZ, elektroprofilirovanie, seismorazvedka MPV). Oni sluzhat dlya vyyavleniya uglublenii v fundamente, kotorye mogut byt' lovushkami dlya almazov.
P'ezoelektricheskoe mineral'noe syr'e (p'ezokvarc, opticheskii flyuorit), slyudy, a takzhe nekotorye redkie i blagorodnye metally (vol'fram, molibden, zoloto i dr.), priurochennye k kvarcevym i pegmatitovym zhilam, izuchayutsya geofizicheskimi metodami rezhe. V celom kvarcevye zhily otlichayutsya ot vmeshayushih intruzivnyh, a inogda osadochnyh porod nizkimi velichinami magnitnoi vospriimchivosti i gamma-aktivnosti, povyshennymi (dlya plotnyh, nenarushennyh) ili ponizhennymi (u razrushennyh, treshinovatyh zhil s glinistym zapolnitelem) soprotivleniem i plotnost'yu, povyshennoi teploprovodnost'yu, a glavnoe - ochen' vysokimi (v 10-100 raz bol'she, chem vo vmeshayushih porodah) p'ezoelektricheskimi modulyami.
Poiskovymi metodami na kvarc yavlyayutsya magnitnaya, teplovaya (shpurovaya) i gamma-s'emki, elektricheskoe i elektromagnitnoe profilirovanie (EP, DEMP, SDVR), elektricheskie zondirovaniya metodom VEZ dlya opredeleniya moshnosti nanosov, vysokotochnye gravi- i seismorazvedka dlya vyyavleniya rossypei kvarca. Vybor kompleksa metodov opredelyaetsya geologo-geofizicheskimi usloviyami. Naibolee nadezhnyi poisk i razvedku (v nazemnom, skvazhinnom i shahtnom variantah) kvarca mozhno provesti p'ezoelektricheskim ili seismoelektricheskim metodami.
Pegmatitovye zhily harakterizuyutsya vysokimi (svyshe 104 Om*m) udel'nymi elektricheskimi soprotivleniyami, povyshennymi polyarizuemost'yu, gamma-aktivnost'yu, p'ezoelektricheskim modulem. Inogda oni otlichayutsya ot vmeshayushih porod po plotnosti, skorosti rasprostraneniya uprugih voln i magnitnym svoistvam. Nazemnymi poiskovo-razvedochnymi metodami na pegmatitovye zhily yavlyayutsya: elektroprofilirovanie, radiometriya, magnitorazvedka, inogda vysokotochnaya gravirazvedka. Pri detal'noi razvedke pegmatitovyh zhil sleduet primenyat' p'ezoelektricheskii metod.
4.3.3. Poiski himicheskogo i agrohimicheskogo syr'ya metodami geofiziki.
Mineral'nye soli (prostye i slozhnye hloridy i sul'faty natriya, kaliya, magniya i ryad drugih soedinenii) razrabatyvayutsya otkrytym i zakrytym sposobami. Mestorozhdeniya predstavleny v vide plastovyh, shtokoobraznyh, kupoloobraznyh zalezhei. Ot vmeshayushih terrigennyh porod mineral'nye soli otlichayutsya ponizhennymi plotnost'yu i magnitnoi vospriimchivost'yu, povyshennymi udel'nym elektricheskim soprotivleniem, skorost'yu rasprostraneniya uprugih kolebanii, teploprovodnost'yu, ponizhennoi dlya solei natriya i magniya i povyshennoi dlya solei kaliya gamma-aktivnost'yu.
Poisk mineral'nyh solei mozhno provodit' gravimagnitnymi i radiometricheskimi s'emkami, elektricheskim i elektromagnitnym profilirovaniem, ispol'zuemym pri izuchenii krutozalegayushih pripoverhnostnyh zalezhei, i zondirovaniyami (VEZ, ZSB, ChZ), primenyaemymi pri izuchenii gluboko zalegayushih solyanyh struktur. Razvedku mineral'nyh solei provodyat s pomosh'yu polevyh elektromagnitnyh i seismicheskih zondirovanii (VEZ, ZSB i MPV, MOV) i geofizicheskimi issledovaniyami skvazhin (elektricheskimi, yadernymi).
Agrohimicheskoe syr'e (apatity, fosfority) izuchaetsya geofizicheskimi metodami redko. Apatitovye rudy priurocheny k izverzhenno-metamorficheskim kompleksam porod. V zavisimosti ot genezisa, morfologii i sostava vmeshayushih porod apatitovye zalezhi otlichayutsya ot nih: povyshennymi plotnost'yu, gamma-aktivnost'yu, povyshennymi ili ponizhennymi magnitnoi vospriimchivost'yu i udel'nym elektricheskim soprotivleniem.
Fosfority, ispol'zuemye dlya proizvodstva fosfornyh i kompleksnyh udobrenii, priurocheny k osadochnym porodam. Dlya fosforitov harakterny: povyshennye gamma-aktivnost' (za schet anomal'no vysokogo soderzhaniya urana) i polyarizuemost'; povyshennye, a inogda ponizhennye magnitnaya vospriimchivost' i udel'noe elektricheskoe soprotivlenie.
Osnovnymi poiskovymi metodami na agrohimicheskoe syr'e mogut byt' gravimagnitorazvedka, yaderno-fizicheskie metody (gamma-, emanacionnaya i neitronno-aktivacionnaya s'emki), elektricheskoe profilirovanie (EP) i zondirovanie (VEZ), inogda dlya strukturnyh issledovanii primenyayut seismorazvedku (MPV, MOV).
4.3.4. Izuchenie mestorozhdenii stroitel'nogo mineral'nogo syr'ya geofizicheskimi metodami.
Ryhlye glinistye, peschanistye, peschano-graviinye, graviino-galechnikovye, galechno-valunnye materialy, shiroko primenyaemye v stroitel'stve, svyazany, glavnym obrazom, s chetvertichnymi otlozheniyami i dobyvayutsya kak na sushe, tak i na dne akvatorii (rek, ozer, na shel'fe morei).
V ryadu ryhlyh osadochnyh porod (gliny - peski - gravii - gal'ka - valuny) fizicheskie svoistva uvelichivayutsya sleduyushim obrazom: ot 0,01 do 100 mm - srednii diametr tverdyh chastic, ot edinic do tysyachi ommetrov - udel'noe elektricheskoe soprotivlenie, neznachitel'no - plotnost'. Umen'shayutsya estestvennaya, inogda vyzvannaya polyarizuemost', gamma-aktivnost', skorost' rasprostraneniya uprugih voln, inogda magnitnaya vospriimchivost'.
Dlya raschleneniya perechislennyh ryhlyh porod, poiskov i razvedki teh ili inyh iz nih mozhno ispol'zovat' elektricheskie profilirovaniya (EP, EP, VP) i zondirovaniya (VEZ, VEZ-VP), seismorazvedku MPV, gamma-s'emku, inogda gravimagnitorazvedku. Obychno primenyayut odnovremenno ne bolee dvuh metodov.
Skal'nye stroitel'nye materialy: izverzhennye (granity, granodiority, gabbro, diabazy, bazal'ty i dr.), metamorficheskie (gneisy, kvarcity, peschaniki, mramor i dr.) i osadochnye (izvestnyaki, dolomity, mramor, mel i dr.) porody shiroko ispol'zuyutsya v stroitel'stve. Dlya izverzhennyh i metamorficheskih porod harakterny vysokie plotnosti, skorosti rasprostraneniya uprugih voln, udel'nye elektricheskie soprotivleniya, hotya razrushennye raznosti etih porod mogut otlichat'sya ponizhennymi znacheniyami perechislennyh parametrov. Magnitnaya vospriimchivost' u nih izmenyaetsya v zavisimosti ot petrografo-tektonicheskih osobennostei. Radioaktivnost' vozrastaet ot metamorficheskih k ul'traosnovnym, osnovnym i kislym porodam.
Mestorozhdeniya skal'nyh karbonatnyh porod otnosyatsya k osadochnym i metamorficheskim tipam. Karbonatnye porody, po sravneniyu s izverzhennymi i metamorficheskimi, imeyut men'shie, a po sravneniyu s osadochnymi - bol'shie znacheniya sleduyushih fizicheskih svoistv: plotnosti, skorosti rasprostraneniya uprugih voln, udel'nogo elektricheskogo soprotivleniya, magnitnoi vospriimchivosti. Oni otlichayutsya nizkoi gamma-aktivnost'yu.
Fiziko-geologicheskie modeli pri izuchenii skal'nyh stroitel'nyh materialov byvayut raznymi: ot gorizontal'no i pologo zalegayushih plastov do moshnyh lakkolitov. Poetomu kompleksy geofizicheskih metodov razlichayutsya. Plastovye krutosloistye zalezhi izuchayut gravimagnitorazvedkoi, elektricheskim i elektromagnitnym profilirovaniem, gamma- i emanacionnoi s'emkoi, a pologo zalegayushie - metodami gravimagnitorazvedki, elektricheskimi i elektromagnitnymi zondirovaniyami, seismorazvedkoi.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
