Модель месторождения

В практике поисков месторождений полезных ископаемых широко используется принцип геологической аналогии, который основан на том, что месторождения, сформированные в близких геологических условиях, обладают чертами сходства условий залегания. Это дает возможность создавать эталонные модели месторождения, обладающие всеми основными свойствами реальных объектов. Как показывает практика поисковых работ, использование эталонов-аналогов помогает в решении ряда конкретных поисковых задач.

Научно-методической основой применения принципа аналогии являются типовые прогнозно-поисковые модели, состоящие из сопряженных и соподчиненных элементов рудоносного пространства. Эти элементы определяют геологические обстановки локализации объекта поисков, они включают геологические предпосылки, поисковые критерии и другие показатели, характеризующие наличие и степень проявления рудообразующих процессов. На основе этих элементов выделяются свойственные данному геолого-промышленному типу характеристики месторождений, которые помогают определить систему поисковых критериев и признаков и наметить совокупность поисковых методов. Иными словами, прогнозно-поисковые модели дают ответ на вопросы: как выглядит скопление рудного вещества, в какой геологической обстановке и по каким признакам оно может быть обнаружено и оценено?

Моделирование объектов поисков является важной частью геологоразведочного процесса — от ранних до конечных его стадий. На каждой стадии выявляется определенный комплекс признаков в соответствии с масштабом (детальностью) проводимых работ; при этом проводится сопоставление получаемых результатов с эталоном, оценка надежности построений, корректировка самой модели.

Основные элементы прогнозно-поисковых моделей:

• ассоциации горных пород, рудоносные формации, их части (фации, фазы и т. п.) в закономерных сочетаниях, определяемых структурой или (и) палеотектонической обстановкой месторождения; совокупность перечисленных факторов определяет условия нахождения объекта;
• наличие и уровни концентраций косвенных (минеральных, химических, физических) индикаторов данного типа оруденения, выявляемых на основе применения минералогических, геохимических и геофизических поисковых методов;
• совокупность прямых признаков (минеральных, физических, химических), указывающих на наличие данного вида полезного ископаемого;
• изменение характеристик элементов модели в зависимости от геологической обстановки (признаки скрытого оруденения, влияние перекрывающих толщ, уровень эрозионного среза, пострудные дислокации и регенерация рудных тел и т. д.).

Содержательные характеристики моделей иллюстрируются на примере медно-никелевых месторождений (табл. 2.4.1; рис. 2.4.1).

Таблица 2.4.1 Характеристика моделей сульфидных медно-никелевых месторождений (по В.И. Кочневу-Первухову и А.И. Кривцову, с упрощениями)

Рис. 2.4.1. Прогнозно-поисковая модель месторождения медно-никелевых платиноносных руд: 1 — вулканогенные образования; 2 — осадочные и вулканогенно-осадочные породы; 3-5 — рудоносный интрузив; 3 — лейкократовые; 4 — мезократовые; 5 — меланократовые породы; 6 — позиция малосульфидных платиноидных руд; 7 — зоны внутриинтрузивных вкрапленных руд; 8 — придонные тела массивных и экзоконтактовых прожилково-вкрапленных руд.

Основные элементы прогнозно-поисковых моделей отражаются в графической форме системой планов и разрезов, демонстрирующих взаимосвязь элементов для данного типа месторождений и могут быть представлены в виде частных моделей, которые объединяют соответствующие группы критериев и признаков: геолого-структурная, метасоматическая, рудно-минералогическая, геохимическая и геофизическая.

Например, для месторождений олово-силикатного геолого-промышленного типа они выглядят следующим образом (рис. 2.4.2).

Рис. 2.4.2. Прогнозно-поисковая модель месторождений олово-силикатного промышленного типа (поА.Б. Павловскому и др., с упрощением): Модели: I — геолого-структурная, II — метасоматическая, III — рудно-геохимическая, IV — геофизические графики на срезах; 1 — терригенные породы; 2 — трубки взрыва кислого состава; 3 — граниты; 4 — гранодиорит-порфиры, кварцевые диоритовые порфириты; 5 — разрывные нарушения; 6 — рудные тела: а — жильные, б — прожилково-вкрапленные зоны и штокверки; 7—10 — фации локальных метасоматитов: 7 — подрудных, 8 — рудовмещающих, 9 — надрудных, 10 — фланговых; 11 — границы распространения минеральных типов оруденения: С — сульфидно-сульфосольного, К — колчеданного, X — хлоритового, Т — турмалинового, Г — грейзенового; положение определяющих эрозионный срез геохимических ассоциаций: а — Аu-Аg, б — Pb-Zn-Ag, в — Sn-Cu-As, г — W-Mo; на графиках: Δg — поле силы тяжести, ΔΤα — магнитное поле, ρ — удельное сопротивление, η — поляризуемость.

Геолого-структурная модель (I). Отображает литологические, магматические, структурные и морфологические критерии локализации месторождений олово-силикатного типа.

Литологические и магматические критерии. Оловорудные объекты располагаются среди терригенных пород, как правило, характеризующихся флишоидным строением, полимиктовым составом с преобладанием аркозов. Оруденение парагенетически связывается с пестрыми по составу интрузивными телами диорит-монцогранодиорит-гранитной формации.

Структурные и морфологические критерии. Месторождения формируются в рудно-магматической системе, наложенной на вмещающие образования. Система возникла на разломе, по которому внедрялись гранитоиды, их внедрение вызвало формирование конусообразной структуры, обращенной вершиной вниз. Разрывные нарушения, составляющие остов структуры, имеют в разрезе пучковое расположение и контролируют положение рудных тел. В нижней части структуры преобладают штокверковые рудные тела, в верхней — жилы.

Метасоматическая модель (II). Рудовмещающее пространство отчетливо ограничено границей распространения фаций локальных метасоматитов. Внизу слабо развита подрудная грейзеновая фация, сменяющаяся выше зоной рудовмещающих окварцованных и серицитизированных пород, в которой локализованы основные рудные тела. Далее по восстанию зона постепенно переходит в пропилитоподобную с затухающей оловянной минерализацией. Эта фланговая фация локальных метасоматитов окружает центральную часть во всем объеме рудно-магматической структуры.

Рудно-геохимическая модель (III). Объединяет минералогические и геохимические критерии и демонстрирует хорошую дифференцированность оруденения во всем объеме рудно-магматической системы.

Минералогические критерии. Концентрации минералов олова тяготеют к центральной части структуры, где образуют эндогенную рудную колонну. В нижней ее части расположена убогая грейзеновая минерализация с касситеритом, сменяющаяся выше продуктивными касситерит-турмалиновым и касситерит-хлоритовым минеральными типами руд. На верхних горизонтах и на флангах олово-силикатные руды сменяются сульфидными с пониженным содержанием олова. В осевой части развито преимущественно колчеданно-полиметаллическое оруденение, которое в верхнерудной части и на флангах сменяется сульфосольно-полиметаллическим.

Геохимические критерии. На месторождениях олово-силикатного типа отмечается четкая геохимическая зональность: для подрудной части характерно присутствие вольфрама и молибдена; для рудной части — олова, меди и мышьяка; надрудную часть отличают серебро-полиметаллические геохимические аномалии. На периферии рудного поля геохимическую зональность продолжают ореолы золота и серебра, а на еще большем удалении — ореолы ртути и сурьмы.

Геофизическая модель (IV). На геофизических графиках видно изменение величин плотности (Δg), магнитной восприимчивости (ΔΤα), удельного сопротивления (ρ) и поляризуемости (η) пород рудно-магматической системы, различающиеся над месторождением, его флангами и периферии. Для надрудного и верхнерудного срезов характерна положительная гравитационная аномалия, совмещенная с переменным магнитным полем. На рудном срезе в поле силы тяжести на фоне положительных значений отмечаются две локальные положительные аномалии на флангах месторождения и отрицательная аномалия над его продуктивной частью. Подрудный срез характеризуется глубоким минимумом силы тяжести, осложненным на периферии локальными положительными аномалиями. Общее близкое к нулевым значениям магнитное поле над месторождением образует положительную аномалию с минимумом над продуктивной частью. Слабоповышенное удельное электрическое сопротивление совмещено с положительной аномалией поляризуемости с минимумом в центральной части и максимальными значениями на флангах.

Выявление характерных черт различного по рудоносности частей месторождений — надрудных, рудных и подрудных — способствует эффективному их прогнозу, поискам и оценке.

Так, надрудные части месторождений олово-силикатного типа обычно не содержат прямых признаков присутствия рудных тел на глубине, поэтому при их поисках следует обращать внимание на наличие пропилитизированных пород, сульфидизации и окварцевания, колчеданной и полиметаллической минерализации, надрудных литогеохимических ореолов серебро-полиметаллических аномалий с появлением на периферии рудного поля ореолов ртути и сурьмы, положительные гравитационные и переменные магнитные аномалии.

Рудные части месторождений рассматриваемого типа отличаются наличием: жил в верхних и центральных частях и штокверков в нижних, зон турмалинитов и хлоритовых метасоматитов, сопряженных с рудными телами, рудных литогеохимических ореолов олова, меди и мышьяка, отрицательной аномалии поля силы тяжести над центральной частью на фоне положительных значений, продуктов гипергенеза сульфидной минерализации при интенсивных процессах окисления с образованием вторичных минералов железа, меди и мышьяка.

Подрудные части отвечают рудным полям и месторождениям с глубоким уровнем эрозионного среза, близким к выклиниванию рудных тел. Для подрудных частей оруденения олово-силикатного типа характерно появление признаков практически безрудной грейзенизации с молибденитом и вольфрамитом. Вольфрам и молибден присутствуют в геохимических полях. Подрудный срез характеризуется глубоким минимумом силы тяжести, отражающим наличие гранитов, в отдельных случаях вскрываемых на глубоких горизонтах.

Итак, на базе комплексного описания формируются графические прогнозно-поисковые модели месторождений, отражающие позиции рудных тел относительно различных частей (надрудных, рудных, подрудных, фланговых) околорудного пространства и возможности их обнаружения при различных вариантах расположения эрозионного среза.

Таким образом, прогнозно-поисковые модели используются при обосновании благоприятных обстановок выявления месторождений, способствуют повышению эффективности поисков и оценки промышленных перспектив выявленных месторождений.