Целенаправленные среднемасштабные прогнозно-металлогенические исследования с составлением прогнозно-металлогенических карт м-ба 1:200000 (ПМК-200) имеют важное значение для определения реальных перспектив рудоносных территорий. Эти исследования, основанные на углубленном металлогеническом анализе, позволяют дать наиболее объективное обоснование оптимальных направлений крупномасштабных и детальных работ, в том числе геологических съемок м-ба 1:50 000. Однако в настоящее время вопрос о государственном статусе ПМК-200 и введении работ по их составлению в общую стадийность геологоразведочного процесса является дискуссионным. Наиболее реально производство ПМК-200 по специальным заданиям и преимущественно за счет средств заказчиков, получивших лицензию на право проведения поисковых работ в конкретных регионах.
Вопросы организации среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований наиболее отчетливо были сформулированы в концепции металлогенического картирования в СССР, разработанной во ВСЕГЕИ под руководством академика А.Д. Щеглова [29]. Одним из важнейших направлений металлогенических исследований, согласно этой концепции, принято среднемасштабное прогнозно-металлогеническое картирование – основной инструмент решения задач по переоценке и развитию известных горнорудных районов, выявлению потенциальных возможностей открытия новых рудных районов и месторождений.
Работы по составлению ПМК-200 – это особый вид исследований, требующий от специалистов глубоких и специальных знаний в различных областях геологических наук и прежде всего в области геологии месторождений рудных полезных ископаемых. Создание геологии месторождений рудных полезных ископаемых. Создание ПМК-200 не должно отождествляться с составлением карт полезных ископаемых и закономерностей их размещения, входящих в полистный комплект Госгеолкарты – 200. В то же время работы по ПМК-200 являются естественным развитием геологосъемочных работ рудоперспективных регионов. Если полистные карты полезных ископаемых и закономерностей их размещения м-ба 1:200 000 служат решению федеральных и региональных проблем развития минерально-сырьевой базы с перспективной оценкой площадей на все виды полезных ископаемых, то ПМК-200 решают задачи комплексной оценки хорошо изученных перспективных регионов и целостных тектонических структур на профилирующие виды минерального сырья, в том числе на нетрадиционные высокорентабельные типы месторождений полезных ископаемых, для обеспечения сырьевой базы действующих или планируемых горнорудных предприятий.
Среднемасштабные прогнозно-металлогенические карты составляются для целостных геологических структур и металлогенических таксонов (рудных районов или перспективных частей металлогенических зон) и должны отличаться глубиной проработки специальных вопросов.
Целью среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований является выявление закономерностей размещения и формирования месторождений полезных ископаемых в пространстве и во времени, выделение перспективных рудоносных площадей – рудных узлов и в отдельных случаях - рудных полей. Главным методом таких исследований служит комплексный анализ характерных особенностей геологического развития рудоносных и потенциально рудоносных территорий, базирующийся на установлении связей геологических и рудных формаций, включающий изучение тектонического режима их формирования, глубинного строения литосферных блоков и всей совокупности геохимических процессов, ведущих к формированию рудных концентраций, а также сравнительное изучение месторождений в целях их классификации и выделения наиболее перспективных промышленных типов.
Основополагающим принципом составления ПМК-200 является структурно-вещественный подход к исследованиям геологических объектов определенного уровня в историческом аспекте. С точки зрения методологии металлогенических исследований, в основу ставится комплексность оценок объектов и событий, причем предусматривается применение всех возможных современных методов исследований (различные собственно геологические дисциплины, геофизика, геохимия) и взаимоувязанная оценка территорий на комплекс полезных ископаемых.
Такие комплексные металлогенические исследования в разные годы проводились на территории важнейших рудных регионов бывшего СССР. Наиболее удачный опыт составления среднемасштабных (и крупномасштабных) прогнозно-металлогенических карт связан со специализированными исследованиями в области урановой геологии, в результате которых были составлены карты ураноносности для районов Казахстана и Средней Азии, Забайкалья, Дальнего Востока, Якутии и других районов). Хорошо выделены зоны, медно-молибденового оборуденения Сомхато-Карабахской зоны, мусковитого – Чупино-Лоухского района Карелии, сурьмяного –Адыча-Таранской зоны Якутии. Прогнозно-металлогенические карты среднего масштаба составлены для Кодаро-Удоканского района и других территорий.
Анализ полученных результатов указывает на разнообразие методических приемов прогнозных построений, используемых различными коллективами, на большие различия в содержании представляемых итоговых документов. Эти обстоятельства диктуют необходимость более строгого подхода к проведению прогнозно-металлогенических исследований, разработки единых требований их организации, выполнения и оформления итоговых документов.
Вместе с тем, стандартизация прогнозно-металлогенических карт м-ба 1:200 000 должна требовать прежде всего соблюдения общих принципов их построения, тогда как набор входящих в комплект карт, их содержание и технология составления могут существенно различаться в зависимости от геодинамического положения анализируемых регионов, их геолого-геохимических и структурно-тектонических особенностей, формационных типов имеющихся и ожидаемых месторождений полезных ископаемых.
Составление ПМК-200 должно базироваться главным образом на углубленном ретроспективном анализе имеющихся картографических, химико-аналитических и других материалов по региональным (и детальным) геологосъемочным, геофизическим, геохимическим и прогнозно-металлогеническим работам. Полевые исследования и лабораторные работы (специализированные маршруты, геохимическое картирование, изучение региональных метасоматических и гипергенных образований, доизучение рудоносных площадей (участков) и рудных объектов) могут предусматриваться при необходимости в ограниченных объемах и требуют серьезного обоснования их постановки.
Научно-методическое обеспечение прогнозно-металлогенических исследований м-ба 1: 200 000 связано с решением широкого круга вопросов по совершению критериев прогнозирования и методических приемов их отображения на картах, регламентированию методики количественного прогноза, повышению качества геолого-геофизических и минералого-геохимических основ прогнозирования и рудно-формационного анализа.
Прогноз месторождений полезных ископаемых основывается на двух главных научных положениях:
1) месторождения полезных ископаемых являются закономерным результатом геологической эволюции и контролируются факторами, отображающими особенности состава и строения земной коры;
2) взаимодействие геологических факторов предопределяет металлогеническую специализацию блоков земной коры, при этом в последовательно суживаемых ареалах – от региональных металлогенических провинций и зон к локальным рудоносным узлам и участкам – происходит сокращение количества формационных типов месторождений, обособление профилирующих рудных формаций и минеральных типов оруденения.
Первое положение вытекает из известного эволюционного принципа металлогенической науки, заложенного Ю.А. Билибиным (1955г.). Второе определяет наиболее эффективный путь прогнозирования от общего к частному (метод последовательных приближений), конкретная реализация которого заложена в стадийности геологоразведочных работ. В основе второго положения существенное значение имеют прогнозно-поисковые комплексы, предусматривающие соответствие между стадиями работ и выявляемыми рудными объектами, между объектами и определяющими их прогнозно-поисковыми признаками, между признаками и устанавливающими их методами исследований [24].
Прогнозно-металлогенические карты м-ба 1:200 000 занимают вполне определенное место в системе металлогенического картографирования (табл.1). Согласно существующим представлениям, основным объектом изучения при прогнозно-металлогенических работах м-ба 1: 200 000 являются структурно-металлогенические зоны и их отдельные части – рудные районы, объектом прогноза – рудные узлы и поля.
В последние годы в качестве научной основы регионального прогноза определился формационный анализ, включающий комплексное исследование геологических обстановок и связанных с ними рудных образований. Формационные критерии прогноза базируются на целом ряде исходных научных положений, среди которых особенно важны следующие:
1) состав и структура геологических формационных подразделений предопределяют потенциальную их рудоносность;
2) потенциальная рудоносность формационных подразделений находится в прямой связи со степенью и направленностью дифференциации их вещества;
3) сходные ассоциации геологических формаций определяют родственные комплексы полезных ископаемых с сопоставимыми масштабами оруденения.
В процессе мелкомасштабных прогнозно-металлогенических исследований на основе формационного анализа устанавливаются главные пространственно-временные закономерности размещения полезных ископаемых, разрабатываются вопросы связи геологических и рудно-формационных комплексов, выявляются ведущие рудоконтролирующие факторы, производится типизация геологических и геодинамических рудоносных обстановок на уровне структурно - металлогенических зон.
При среднемасштабном прогнозировании детализируются вопросы связи геологических и рудных формаций, разрабатываются геолого-генетические модели рудообразующих процессов с привлечением целого комплекса петрологических, литологических, геофизических, геохимических и других данных, существенно уточняются критерии прогнозной оценки на отдельные формационные типы оруденения с конечной целью выделения более локальных перспективных площадей, производится типизация геологических обстановок проявления оруденения различной формационной принадлежности на уровне рудных районов. Проведение целенаправленных полевых и камеральных исследований, ориентированных на выявление систематизированного комплекса критериев прогноза, составляет сущность среднемасштабного геолого-минерагенического картирования.
Необходимость выделения и обоснования большого количества ведущих и второстепенных факторов рудоконтроля различных формационных типов месторождений заставляет отказаться от традиционно применяемой схемы составления среднемасштабных про-
гнозно-металлогенических карт, на которых обычно совмещаются структурно-формационная основа, факторы рудоконтроля и металлогеническое районирование. Целесообразнее и (эффективнее) прогнозно-металлогенические исследования м-ба 1: 200 000 завершать составлением комплекта главных и вспомогательных кар.
Специализированной основой прогнозно-металлогенических карт м-ба 1 :200 000 остается карта геологических формаций (или структурно-формационная карта), отражающая развитие геологических формаций в пространстве и времени. На базе этой карты производится объективной выделение конкретных рудоносных структур в пределах анализируемых участков земной коры. Подготовка структурно-формационной основы сопровождается составлением серии вспомогательных карт или схем м-ба 1: 200 000 или 1: 50 000: региональной геохимической специализации геологических формаций (и локальных аномалий), региональной гидротермально-метасоматической зональности, глубинного строения, геофизических полей, регистрационных полезных ископаемых, при необходимости – геоморфологической, гидрогеологической, геологических формаций, платформенного чехла, кор выветривания и др.
Анализ и обобщение всех исходных материалов позволяют перейти к составлению итоговой карты закономерностей размещения полезных ископаемых[1], на которой в специальных условных обозначениях отражаются главные и второстепенные критерии прогнозной оценки оруденения различных рудно-формационных или геолого-промышленных типов, на их основе проводится металлогеническое районирование и выделяются перспективные площади. Карта закономерностей размещения полезных ископаемых сопровождается схемами металлогенического районирования и прогнозной оценки территорий, при необходимости – металлогенограммой и другими схемами металлогенического содержания.
Комплекты прогнозно-металлогенических карт должны составляться полистно в рамках трапеций м-ба 1:200 000, но при этом объединяться в группы листов с непременным условием охвата целостных структур, соответствующих отдельным рудным районам или структурно – металлогеническим зонам в их естественных геологических границах.
Таблица 1
Прогнозно-металлогенические исследования рудных и потенциально рудных структур (территорий)
| Масштаб исследований | Объект | Градации количественной оценки объектов | ||
| изучения | прогноза | рудных | потенциально рудных | |
| Обзорные 1: 2 500 000 и мельче | Металлогеническая мегапровинция (территория страны) | Металлогеническая провинция, область | Металлогенический потенциал | Металлогенический потенциал |
| Региональные мелкомасштабные 1: 2 500 000 – 1 : 1000 000 | Металлогеническая провинция (субпровинция), металлогеническая область | Структурно-металлогеническая зона, рудный район | Раздельно: категорийные запасы Р1, Р2,Р3 | Металлогенический потенциал, (Р3) |
| Региональные среднемасштабные 1 : 500 000 – 1: 200 000 | Структурно-металлогеническая зона, рудный район | Рудный узел, рудная зона, рудное поле | То же | Р3, (Р2) |
| Крупномасштабные 1: 50 000 (1: 25 000 ) | Рудный район, рудный узел, рудная зона, | Рудное поле, месторождение | Р2, (Р3) | |
Технология среднемасштабного металлогенического картографирования предусматривает составление типового комплекта взаимоувязанных карт, включающего:
- основополагающую карту геологических формаций;
- серию вспомогательных (специализированных) карт: глубинного строения, региональных геохимической специализации геологической формации, региональной метасоматических формаций, кор выветривания, а при необходимости и в зависимости от геологических обстановок и ряда других карт – отложений (осадочных формаций) платформенного чехла, продуктивных горизонтов (поверхностей) покровного комплекса, строения докембрийского фундамента и т.д.;
- итоговую карту закономерностей размещения (и прогноза) полезных ископаемых.
Карта геологических формаций, синтезирующая результаты формационного анализа материалов региональных геологических исследований, геологосъемочных работ м-ба 1:200 000 (и 1: 50 000), Госгеолкарты-200, служит геологической основой для большинства вспомогательных карт и итоговой карты закономерностей размещения полезных ископаемых.
Вспомогательные карты направлены главным образом на выявление и относительную оценку отдельных минерагенических факторов и критериев прогноза. Большинство этих карт, сопровождающих построение прогнозно-металлогенической основы, соответствует рабочему м-бу 1: 200 000. В окончательном виде из соображений экономии средств и времени, а также удобства пользования материалами вспомогательные карты генерализируются до м-ба 1: 50 000 и размещаются в зарамочном поле главных карт комплекта ПМК-200 – карты геологических формаций или карты закономерностей размещения полезных ископаемых. Это позволяет более полно и обоснованно раскрыть содержание и обеспечить максимальную информативность главных карт.
Карта закономерностей размещения (и прогноза) полезных ископаемых, являясь итоговым документом в комплекте ПМК-200, ассимилирует и отражает всю необходимую информацию карты геологических формаций и всех вспомогательных карт.
В совокупности все карты комплекта ПМК – 200 должны иметь необходимое и достаточное аэрокосмофотографическое, геофизическое, минералого-геохимическое и специальное прогнозно-металлогеническое наполнение, что достигается комплексным набором исходных картографических материалов, представительностью химико-аналитических и других фактических данных. Не следует перегружать и усложнять комплекты ПМК – 200 первичным фактическим материалом и даже производными, но малоинформативными данными. Карты должны наполняться результатами комплексной интерпретации (переинтерпретации) исходных данных в виде интегральных характеристик (критериев) рудоносности геологических тел и тектонических структур. Структурно-формационная основа металлогенических и прогнозных построений реализуется на картах геологических формаций, а специальная прогнозно-металлогеническая нагрузка – на картах закономерностей размещения полезных ископаемых и серии вспомогательных карт.
При составлении и оформлении комплекта ПМК-200 должны использоваться наставления и приложения действующей Инструкции по Госгеолкарте-200 [6], Методического руководства по оценке прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых [16], Методических пособий по прогнозно-металлогеническим исследованиям [22, 23],монографий по принципам и критериям прогнозирования, по вопросам прогнозно-металлогенического (и формационного) анализа, классификации геологических и рудных формаций, металлогенического районирования [1, 11, 12, 21 и др.], а также других руководящих документов [9, 18, 25, 26]. Особенно это касается типизации и номенклатуры геологических и рудных формаций, способов и приемов изображения на картах различных формационных, металлогенических и прогнозных критерий.
Единство принципов составления карт и унификация технических средств отображения на них различных элементов геологической, геофизической, геохимической и прогнозно-металлогенической информации обуславливают определенную стандартизацию содержания комплектов ПМК-200, возможность сопоставления и воспроизведения основных итоговых документов и специальных материалов. При оформлении карт необходимо однообразить способы и приемы изображения следующих главных элементов:
- петрографического (вещественного) состава и литологических (фациальных) особенностей горнопородных ассоциаций и геологических формаций;
- морфокинетических и динамических характеристик разрывных нарушений;
- масштабности и рудно-формационной (геолого-промышленной) принадлежности рудных объектов – коренных и россыпных месторождений и рудопроявлений;
- прямых и косвенных поисковых признаков полезных ископаемы х: пунктов минерализации, локальных (точечных) геохимических аномалий, геохимических и шлиховых ореолов и потоков рассеяния полезных компонентов и их спутников, аэрогаммаспектрометрических, гамма-спектрометрических и радиоактивных аномалий и ореолов, локальных геофизических аномалий, ареалов гидротермально-метасоматических и гипергенно-измененных пород;
- минерагенических факторов 1-го и 2-го рода, контролирующих размещение рудных объектов и рудоносных площадей в пространстве и времени;
- границ рудных районов, узлов и полей, определившихся и прогнозируемых.
Изобразительные средства – цветовая раскраска, различные типы крапа, штриховки и геометрических значков, буквенная и цифровая символика, их комбинации – должны выбираться с таким расчетом, чтобы наиболее выразительные их них несли наибольшую прогнозно-металлогеническую информацию, отображали наиболее существенные закономерности размещения объектов полезных ископаемых и минерагенические факторы, их обуславливающие.
Карта геологических формаций (КГФ) отображает обобщенную информацию о геологическом строении и истории геотектонического развития территорий (прил. 1.1, 1.2, 3.1, 3.2). Все сведения по распространению и внутреннему строению геологических формаций[2] в дальнейшем используются при составлении карты закономерностей размещения полезных ископаемых.
Формационный анализ при прогнозно-металлогенических исследованиях м-ба 1:200 000 применим, прежде всего, для территорий с развитием сложнодислоцированных комплексов в пределах складчатых поясов, срединных массивов, древних щитов. Полихронность и полиформационность геологических образований в указанных объектах являются ведущим фактором для проведения формационного анализа. Для площадей с относительно однообразным строением (развиты одна - две геологические формации) на КГФ следует отражать характерные неоднородности в строении и составе формаций.
Для геодинамических обстановок, связанных с образованием молодых и древних платформ, наложенных впадин различного происхождения, молодых платформенных чехлов в пределах складчатых областей, щитов или срединных массивов, КГФ может быть замена или дополнена литолого-фациальной картой (картами) продуктивных горизонтов или поверхностей. Эти карты используются преимущественно для анализа позиции экзогенных месторождений как сингенетических, так и эпигенетических. В специфических обстановках они целесообразны и при анализе гидротермального оруденения – в случаях его проникновения в осадочный чехол и наличия в чехле литологических ловушек.
Картографическое изображение результатов формационного анализа направлено на обобщение геологических ситуаций в пределах рудных районов (или отдельных частей металлогенических зон), на выявление прогнозно-металлогенических факторов, а в конечном итоге – на познание закономерностей размещения месторождений и проявлений различных полезных ископаемых, на прогнозирование и разработку научных основ их поисков. Прагматический подход к выделению геологических формаций и их картографированию допускает определенную детализацию одних геологических подразделений и обобщение других.
При составлении КГФ в полном объеме учитывается связь геологических формаций с рудными формациями, геолого-промышленными типами месторождений, рудосопровождающими процессами. Необходимость выявления геологических обстановок, эквивалентных определившимся рудным районам, узлам и отдельным месторождениям, требует, чтобы формационный анализ носил сравнительный характер, учитывал основные типы геолого-тектонических (геодинамических) обстановок и их рудоносность.
Целевое назначение литолого-фациальных карт (заменяющих в определенных обстановках карты геологических формаций) – выявление закономерностей распространения первичных литологических и фациальных прогнозных факторов, а для эпигенетических руд – и путей движения рудоносных вод. На этих картах должны быть графически отображены следующие информативные данные: фациальной и литологической гетерогенности продуктивных горизонтов, их проницаемости, характера распределения возможных осадителей руд (органическое вещество и др.); геохимической зональности и окислительно-восстановительной обстановки; состава размываемых образований как возможных источников рудного вещества; глубины залегания и мощности продуктивных горизонтов; элементов палеогеографических и палеогидрогеологических реконструкций (положение палеоберега, направления сноса обломочного материала и движения подземных вод).
Карта геологических формаций составляется на основе традиционной геологической карты либо геологических карт дочетвертичных или погребенных образований м-ба 1: 200 000. Изданные государственные геологические карты в пределах рудоносных территорий в связи с проведением здесь больших объемов геолого-прогнозных, поисковых и поисково-разведочных работ, разномасштабных геологических съемок, широкого комплекса геофизических и геохимических работ, картировочного бурения на закрытых площадях быстро устаревают и нуждаются в пополнении новыми материалами, редактировании и пересоставлении с учетом всех новейших данных и представлений. Эта проблема и должна быть решена составлением КГФ м-ба 1: 200 000 для отдельных рудоносных площадей.
При анализе сложнопостроенных двух – и трехъярусных территорий платформенный чехол для закрытых или частично закрытых районов должен сниматься. В этих целях помимо данных картировочного бурения следует привлекать аэрокосмические, региональные геофизические, геохимические и другие материалы.
Трансформация геологических карт в формационные требует использования данных по опорным стратиграфическим разрезам, сведений по литологии, фациальной принадлежности и геохимии осадочных и вулканогенно-осадочных толщ, петрохимических и геохимических материалов по интрузивным образованиям. При этом следует иметь в виду, что геотектоническая позиция и формационная принадлежность многих образований в рамках даже нескольких номенклатурных планшетов в ряде случаев трудно определимы. Для устранения возможных ошибок необходимо привлечение материалов по смежным территориям, а также использование в качестве исходных данных обзорных и мелкомасштабных металлогенических и формационных карт металлогенических провинций и зон [12].
Исходные картографические материалы для составления погоризонтных литолого-фациальных карт м-ба 1: 200 000 должны включать прежде всего обзорные мелкомасштабные металлогенические и литолого-фациальные карты, позволяющие оценить ситуацию всего региона, определить ожидаемые рудно-формационные (геолого-промышленные) типы месторождений, наметить продуктивные стратиграфические горизонты или рудоносные уровни.
Для подготовки литолого-фациальных карт необходимо иметь:
- геологические карты м-ба 1: 200 000;
- регистрационные карты полезных ископаемых с данными по геохимии, гидрохимии, радиометрии и т.д.;
- журналы-каталоги скважин с документацией;
- результаты интерпретации геофизических полей;
- разрезы по имеющимся глубоким скважинам;
- литолого-фациальные характеристики продуктивных горизонтов;
- сведения о содержании органических веществ, эпигенетических изменениях, о гидрогеологическом режиме и химизме подземных вод и др.;
- каталог скважин с результатами спектральных анализов и радиометрических промеров.
Прагматический подход к выделению формаций как обособленных крупных геологических тел, отвечающих определенным стадиям и этапам геотектонического развития, сохраняет свою правомочность при любых воззрениях не геодинамическую принадлежность анализируемой территории. Установленный набор геологических формаций, их последовательность в разрезе, латеральная зональность являются фактологической основной для геотектонических построений. В результате анализа и синтеза геологической карты, разрезов, стратиграфических колонок, проведения палеотектонических и палеогеографических реконструкций и других исследований должны быть выявлены направленность и характер смены процессов осадконакопления, магматизма и метаморфизма, рубежи и динамика структурно-тектонических перестроек. При этом следует учитывать конвергентность ряда геологических формаций и возможность формирования сходных образований в различных геодинамических средах [21].
Отправные позиции формационного анализа при среднемасштабных металлогенических исследованиях несмотря на различные подходы - генетический и парагенетический – к пониманию и выделению геологических формаций, сводятся к следующему [22]:
- выделение формаций как обобщающих элементов геологических объектов, определение металлогенической специализации формаций;
- выделение закономерных рядов формаций (горизонтальных и вертикальных), характеризующих естественно-исторические циклы, этапы и стадии развития геологических структур и районов;
- выделение рудоносных и рудовмещающих комплексов и структур.
Такая методика, основанная на анализе геологических карт и разрезов, палеотектонических и других реконструкциях, позволяет доказуемо определить направленность процессов как геологических, так и рудных.
Систематика геологических формаций определяется принадлежностью территорий к тем или иным геодинамическим обстановкам. Наряду с устоявшимися названиями формаций, такими как флишевая, молассовая, угленосная, допустимо их наименование по составу, например, терригенная или карбонатно - глинистая. При необходимости следует добавлять в название формаций сведения по условиям их формирования (континентальная, морская), а также данные по возрасту (девонская) или по геохимическим особенностям (редкометалльная).
При выделении геологических формаций как основы прогнозно –металлогенических карт м-ба 1: 200 000 следует прежде всего учитывать позицию ожидаемых промышленных типов месторождений и выработанные для них прогнозные факторы. Степень расчленения продуктивных отложений по составу и фациальной
принадлежности должна соответствовать масштабу карты, согласуясь с параметрами установленных металлотектов, и отвечать реальной изученности.
Вопросы плотности буровой сети, документации и опробования керна, проведения опережающих геофизических работ имеют первостепенное значение для обеспечения унифицированного подхода к методике составления литолого-фациальных карт и достоверности прогнозных выводов.
Основные требования к КГФ определяются необходимостью достоверного отражения геологического строения территорий и закономерностей распространения геологических формаций в пространстве и времени. Составление карт геологических формаций регламентируется прежде всего общими требованиями к подготовке геологических карт м-ба 1: 200 000 [6]. Принципы построения и особенности легенд к картам геологических формаций определяются необходимостью сравнительной характеристики выделяемых на карте осадочных, вулканогенно-осадочных и интрузивных формаций, метаморфических, гидротермально-метасоматических и других образований по возрасту, генезису, геохимическим особенностям, геотектонической позиции и т.д.
Технологическая схема составления КГФ м-ба 1: 200 000 предусматривает:
- сбор исходных геологических карт, колонок, разрезов, корреляционных схем и т.д.;
- сводку всех карт в единый масштаб – 1 : 200 000;
- ознакомление с материалами по сопредельным территориям, обзорным прогнозно-металлогеническим исследованиям;
- выделение геологических формаций, группировку их в латеральные и вертикальные ряды, построение предварительного варианта легенды;
- выяснение геохимической характеристики геологических формаций, введение ее в легенду;
- сопоставление геологических формаций с тектоническими эпохами и стадиями развития, с региональными гидротермально-метасоматическими и рудными формациями; окончательное составление легенды;
- проведение при необходимости и возможности увязочных и контрольных маршрутов с посещением опорных разрезов, контактов и т.п., внесение необходимых изменений и дополнений на карту и в легенду;
- раскраску карты, индексацию формаций по возрасту и составу.
В случае представления литолого-фациальных карт, технология их составления дополнительно должна включать:
- выделение продуктивных литолого-стратиграфических образований (комплексов);
- обработку документации скважин, результатов гамма- и электрокаротажа, геохимического опробования и т.д.;
- составление погоризонтных литолого-фациальных карт продуктивных комплексов, на которых отражаются все основные элементы геологического строения продуктивных горизонтов: распространение, рельеф подошвы, глубина залегания, мощность, литологические и фациальные границы, особенности состава, контуры зон эпигенетических изменений, линии тектонических нарушений.
Основные требования к литолого-фациальным картам определяются необходимостью отражения палеофациальных обстановок, благоприятных для рудообразования. Поэтому на карте и в легенде наряду с типовыми обозначениями для такого рода документов должны быть показаны и специфические, отражающие условия локализации ожидаемых типов месторождений. В практике геолого-прогнозных работ принято цветовой закраской показывать фациальную принадлежность геологических образований (в синих и голубых тонах – бассейновых фаций, в желтых и коричневых – континентальных), штриховыми знаками – усредненный литологический состав зон седиментации, а также областей сноса (питания), цветным крапом – геохимическую среду (красным – окислительную, голубым или зеленым – глеевую, синим, или черным – восстановительную). Участки скопления органики и некоторые другие образования показывают внемасштабными знаками.
Прагматический подход к составлению литолого-фациальных карт позволяет резко ограничить круг решаемых задач, конкретизировать их в зависимости от специализации территорий на те или иные виды полезных ископаемых. В масштабе этих карт могут быть показаны не только контуры рудных полей и месторождений, но и отдельные рудные тела. При надлежащих фактических данных карты могут служить основой прогнозных построений, включая оценку масштабов возможного оруденения и определение прогнозных ресурсов.
Построение легенд к КГФ целесообразно в форме таблиц, которые позволяют наиболее наглядно сопоставить различные геологические процессы и явления. По времени образования и отношению к геотектоническим эпохам и стадиям последовательно должны быть сопоставлены стратифицированные и интрузивные формации, отражена их геохимическая специализация, уровня развития, типы региональных гидротермально-метасоматических формаций и, наконец, рудных формаций.
На КГФ предусматривается изображение геологических формаций цветом, а на вспомогательных картах – штриховыми знаками. Индексация геологических формаций дается по возрасту входящих в их состав геологических тел. Для интрузивных формаций отражается состав пород в соответствии с требованиями к геологическим картам [6]. Закраска производится по возрастной шкале для стратифицированных и по составу для интрузивных формаций.
Карта глубинного строения (КГС) имеет целью показать на уровне формализованных физических объектов, характеризуемых плотностными, магнитными и другими параметрами, объемное положение основных структурно – формационных комплексов, их границ, выделить зоны повышенной проницаемости и др. Главными объектами изучения при среднемасштабных исследованиях являются первые 1-2 км разреза консолидированной коры - основного вместилища потенциальных геологических ресурсов полезных ископаемых, и более глубокие этажи литосферы – для выявления глубинных факторов рудоконтроля. Важным элементом интерпретации геофизических данных является геофизическое районирование, в основу которого должны быть положены следующие основные операции:
- расшифровка блоковой структуры земной коры заданной глубины, отражающей плотностные различия геологических образований и опосредованно усредненный их состав;
- выделение разломов разных типов;
- выявление скрытых магматических тел с определением глубины их залегания, рельефа кровли, избыточной плотности, магнитных характеристик;
- обнаружение структур центрального типа.
В областях развития платформенного чехла или в орогенных впадинах на первое место следует ставить задачи выяснения рельефа подстилающих рудоносные горизонты отложений, определения глубин залегания рудоносных горизонтов, их структурного положения и др.
Исходными материалами для составления КГС являются:
- геологические структурно-формационные, тектонические, геодинамические карты м-ба 1:200 000 слаболитифицированной и литифицированной частей осадочного слоя, гранитно-метаморфического слоя;
- карты гравитационного поля м-ба 1: 200 000 в изолиниях с сечением 1 миллиралл;
- карты аномального магнитного поля м-ба 1: 200 000 в изолиниях с сечением 10-20 нТл и одномасштабные карты графиков;
- материалы электроразведки;
- материалы сейсмических и сейсмологических профильных исследований;
- материалы аэрокосмических съемок, включая многозональную съемку;
- материалы петрофизических исследований всех комплексов горных пород, выведенных на современный эрозионный уровень или вскрытых скважинами; данные плотностного, магнитного, акустического и других видов каротажа;
- данные глубинных геолого-геофизических построений предшествующих исследований.
Интерпретация геофизических и геологических материалов предопределяет районирование территории с расшифровкой ее блоковой структуры, получение структурно-вещественной характеристики блоков и их частей, выделение систем главнейших разрывных и складчатых нарушений, зон повышенной проницаемости, рельефа поверхностей раздела. Районирование с выделением блоков проводится по распределению плотностных и магнитных неоднородностей, структурных особенностей основных границ раздела земной коры с учетом положения имеющихся систем разрывных нарушений.
Для выяснения структурно-вещественных особенностей верхней части земной коры (8-10 км) используются информационные технологии геолого-геофизического моделирования сложнопостроенной среды [2, 7, 28 и др.]. Существуют разнообразные программные комплексы, реализующие на современной технической базе оригинальные алгоритмы решения прямых и обратных задач геофизики в автоматическом и полуавтоматическом режиме работы [8, 27 и др.]. Однако опыт их использования при прогнозно-металлогенических исследованиях еще предстоит освоить. Качество любых модельных построений полностью определяется качеством и полнотой используемых материалов. Поэтому в процессе интерпретации все отклонения модельных построений от совокупности исходных данных и оптимальных оценочных характеристик должны получить соответствующее объяснение.
Теоретический геологический разрез строится до глубины 8-10 км, при этом учитывается максимум геологических сведений о приповерхностной части. Глубинность определяется повышенной дифференцированностью геолого-геофизических характеристик среды, максимальным сосредоточением здесь большинства плотностных, магнитных и других неоднородностей, наиболее обоснованной экстраполяцией на эти глубины физических параметров приповерхностных геологических образований. Этой же глубине, как правило, соответствует положение опорной сейсмической границы - подошвы приповерхностной оболочки коры (граница А).
Полученные модели и разрезы требуют заверки геологическими методами с привлечением опорного, параметрического глубокого и сверхглубокого бурения. При сопоставлении данных количественных расчетов и результатов глубокого бурения определяется соответствие теоретических построений реальной геологической ситуации по стволу скважины.
За основу при составлении КГС принимается слоисто-блоковая модель земной коры, поэтому основными элементами карты являются блоки[3] различных порядков и разделяющие их межблоковые зоны [2].
В большинстве случаев выделенный блок состоит из закономерно сопряженных геологических тел, имеющих специфические черты строения, состава и физических характеристик. К таким телам следует отнести слои и линзы покровных осадочных и вулканогенных образований, вулкано-тектонические структуры, формационные тела стратифицированных, метаморфических и магматических комплексов, линейные зоны смятия, коллизионные структуры, разрывные нарушения, разграничивающие блоки и секущие их, в том числе надвиговые поверхности. Среди физических характеристик показываются плотностные и магнитные неоднородности в виде градаций уровней полей, локальных аномалий, их осей, зон градиентов и других признаков. Сейсмические характеристики, помимо изображения их на разрезах, могут быть даны на КГС в качестве дополнительной информации о расслоенности коры, степени ее нарушенности, структурных особенностях, глубинах основных границ раздела и др.
Объекты картографического изображения на КГС требуют разработки легенды, как правило, имеющей и самостоятельное значение при оценке глубинных параметров территорий. Легенда строится с учетом наиболее полного описания глубинного строения выявленных блоков земной коры, слагающих их тел и особенностей сопряжения блоков.
Наиболее информативной является матричная форма легенды. В вертикальной крайней ее графе приводится типизация выделенных блоков земной коры по ряду признаков: плотностной характеристике, степени сиаличности коры, типу коры (одно-, двух- и трехслойная) и др. В последовательно смещаемых вправо графах дается характеристика блоков: формационный состав слагающих их образований; типы структур, сформированных ими; проявленность в физических полях и морфологические особенности; интегральные физические характеристики; расслоенность и нарушенность коры; типы разрывных структур в блоках – их морфология, глубинность, преобладающие азимуты и углы падения, наличие надвиговых и шарьяжных нарушений и др.
Не включенные в матрицу обозначения, как правило, несут не привязанную к определенным типам блоков информацию: области с аномально высоким или низким магнитным полем, локальные контрастные магнитные и гравитационные аномалии, зоны с аномальными значениями электропроводимости и граничных скоростей; кольцевые и концентрические структуры, локальные купола, солянокупольные структуры, тела рифов, палеовулканов; зоны смятия и дайковые пояса, локальные зоны тектоно-магматической активизации, глубинной перестройки коры и др. В изолиниях приводятся данные о глубинах выявления слоев (горизонтов, границ кровли или подошвы магматического тела) верхней части земной коры.
Рассмотренный вариант легенды применяется главным образом при составлении и представлении КГС в м-бе 1 : 200 000. В случае, когда КГС помещается в зарамочном пространстве КГФ в м-бе 1 : 500 000, легенда строится в упрощенном виде (прил. 1.3, 3.3.)
Наряду с легендой КГС можно сопроводить мелкомасштабными схемами районирования магнитного и гравитационного полей, сейсмическими профилями с изображением структуры основных границ разделов земной коры, скоростными разрезами, схемами внутреннего строения платформенных, субплатформенных и покровных структур.
Основные изобразительные средства на КГС – цвет, тональность, крап и наложенные цветные и черные штриховые обозначения. Цветовая раскраска используется для выделения основных характеристик глубинного строения – плотностных параметров блоков и типов земной коры, тональность отражает вариации этих характеристик. Крапом показывается формационная нагрузка, цветной штриховкой – дополнительная информация главным образом геофизического содержания, а также структурные элементы карты - концентрические и кольцевые структуры, зоны смятения, палеовулканы и др. Особым знаком (например, двойной цветной линией) обозначаются межблоковые зоны с указанием глубины их проникновения, угла падения, возможной связи с определенными магматическими проявлениями и пр.
Имеющиеся глубокие и сверхглубокие скважины обязательно отмечаются на карте. В зарамочном поле либо в тексте пояснительной записки к карте прилагаются масштабный разрез (колонка) скважины и сопровождающие его результаты геофизических каротажных исследований (плотностного, магнитного, акустического каротажа) или данные петрофизических исследований образцов керна.
Необходимым дополнением к КГС являются глубинные геолого-геофизические разрезы, на которых изображаются элементы глубинного строения земной коры с детализацией верхних 8-10 км. Предпочтительно построение разрезов по линиям сейсмических профилей, обеспеченных кондиционными ( в выбранном масштабе изображения) данными магнитометрических и гравиметрических наблюдений. Результаты количественных методов интерпретации физических полей представляются в виде физической модели с данными наблюденных и теоретических кривых Δg и (ΔТ), полученных от модели. Верхняя часть разреза отражает конфигурацию и пространственное положение формационных тел, нижняя часть несет существенно геофизическую информацию. Специальными знаками на разрезах изображаются ранжированные по значимости, глубинности, степени проявленности разрывные нарушения, зоны аномальных значений расслоенности и нарушенности коры, ее сейсмической активности, теплового потока и др.
Геолого-тектонические особенности площадей в значительной мере влияют на методические приемы построения КГС, тип и характер изображаемых на ней объектов. Учитывая многообразие геологических обстановок, невозможно дать конкретные методические рекомендации по составлению КГС для всех их типов.
Определенные сложности имеет изучение глубинного строения платформенных областей и главная из них – практически полная недоступность прямых исследований складчатого метаморфического фундамента. Чехол платформы, как правило, имеет многоярусное строение с горизонтами и слоями, различающимися по наборам пород, степени литификации, дислоцированности, физическим свойствам. Наиболее информативными для познания структуры чехла платформ являются сейсмические и гравиметрические методы геофизических исследований, которые совместно с данными параметрического бурения могут дать наглядное представление о вертикальной и латеральной зональности размещения пологозалегающих осадочных образований. Рекомендуется послойное изучение главных составляющих чехла платформ и их фундамента. Интерпретация физических полей в этом случае осуществляется путем последовательного исключения влияния вышележащих слоев [3].
В числе вспомогательных карт региональной геохимической специализации геологических формаций (КРГС) представляется одной из наиболее важных. Она является разновидностью полиэлементных геохимических карт, основные принципы составления которых впервые были сформулированы А.Е.Ферсманом и в дальнейшем развиты А.А.Беусом, А.А. Смысловым и другими исследователями [5, 20]. Основными документами, регламентирующими составление КРГС, являются «Методические рекомендации по составлению легенд к полиэлементным геохимическим картам» [15] и «Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений» [5].
Применительно к прогнозно-металлогеническим исследованиям м-ба 1:200 000 составление КРГС преследует следующие задачи:
- выявить геохимически специализированные геологические образования;
- оконтурить аномальные геохимические зоны с нарушенным первичным распределением рудных элементов в связи с наложением эпигенетических процессов;
- провести геохимическое районирование территории и наметить региональную геохимическую зональность;
- дать количественную оценку рудоносности выделенным аномальным геохимическим зонам.
Основными данными для составления КРГС являются результаты геохимического картирования путем отбора проб коренных горных пород или элювия (с полной ретроспективой имеющихся результатов геохимического картирования). В качестве элементарного объекта геохимического картирования м-ба 1 : 200 000 принимается геологическая формация. Обязательным условием, определяющим достоверность КРГС, является систематическое опробование всех геологических формаций, выделяющихся в масштабе карты.
Каждая формация должна быть равнозначно охарактеризована с заданной точностью параметрами распределения элементов. Ведущим критерием оценки оптимального количества проб является коэффициент вариаций содержаний. По данным количественных определений для большинства химических элементов коэффициент вариации обычно не превышает 60%. Это позволяет, применив количественные методы анализа, ограничить индивидуальную геохимическую выборку 30 пробами. При использовании приближенно - количественного спектрального анализа число проб на одну выборку целесообразно увеличить до 50. Хотя пропорциональная зависимость между площадью развития геологической формации и количеством проб для ее достоверной характеристики отсутствует, плотность опробования достаточно больших (свыше 50 км2) полей развития однотипных геологических формаций оптимально может быть принята от 1 до 4 проб на 1см2 карты, но при необходимости может быть разрежена.
Основным методом анализа проб является приближенно-количественный спектральный анализ, дополненный экспрессными количественными методами определения индикаторных элементов: рентгеноспектральным, пламенно-фотометрическим, атомно-абсорбционным и др.
Математическая обработка аналитических данных должна включать определение параметров распределения элементов (оценки средних, дисперсий, коэффициентов вариации, фоновых и аномальных значений), вычисление матрицы ранговых коэффициентов корреляции, факторный анализ. Перечисленные операции выполняются с исключением и без исключения аномальных значений. В первом случае будет выявлена первичная геохимическая специализация геологической формации, во втором случае учитывается влияние эпигенетических, в частности рудоформирующих процессов.
Основные принципиальные положения, которые учитываются при разработке легенды и составлении КРГС, сводятся к следующему.
Рудообразование является закономерным следствием мобилизации и концентрации рудных элементов в ходе геологической истории. Процессы концентрирования могут возникнуть уже при сингенезе (осадконакоплении и магматизме), обусловив формирование геохимически специализированных геологических образований (горных пород, формаций, комплексов). Однако наиболее высокая степень концентрации рудных элементов связана с эпигенетическими, в частности рудоформирующими процессами.
Рудоформирующие процессы, приводящие к образованию месторождений полезных ископаемых, сопровождаются мобилизацией подавляющего большинства химических элементов рудоформирующей системы, фиксируясь так называемыми зонами (аномалиями) нарушенного первично-конституционного распределения. Эти зоны по сравнению с фоновым геохимическим полем имеют целый ряд особенностей:
- изменяется первичный ассоциативность химических элементов в геологических образованиях, обусловленная нарушением связей рудных элементов с петрогенными компонентами, а также с другими микроэлементами геохимических ассоциаций магматического, осадочного и метаморфического происхождения; возникают новые связи, соответствующие геохимическим парагенезисам определенных эндогенных и экзогенных эпигенетических процессов;
- возрастает неоднородность распределения рудных элементов, выражающаяся в полимодальности дифференциальных кривых распределения и увеличении природной дисперсии с соответствующим возрастанием коэффициента вариации (до 100% и более);
- изменяется первичная форма нахождения многих рудных элементов (в частности, изоморфная и др.), что обычно приводит к повышению доли подвижных легковыщелачиваемых форм (до 40% и более);
- происходит заметное перераспределение рудных элементов по геологическому разрезу с их выносом их геохимически специализированных (материнских) формаций в первично неспециализированные толщи, которые могут стать рудовмещающими: в процессе такого перераспределения (мобилизации) возникают полярно сопряженные зоны вышефоновой концентрации и нижефоновой деконцентрации (положительные и отрицательные аномалии).
Перечисленные геохимические особенности зон нарушенного распределения элементов фиксируются на обширных площадях (до нескольких сотен квадратных километров), в пределах которых локализуются отдельные месторождения или их группы (локальные концентрации).
Таким образом, основываясь на изложенных методологических принципах, на КРГС должны найти отражение (прил. 1.4, 3.4):
- геохимически специализированные геологические формации;
- площадные геохимические аномалии зон нарушенного распределения, особенно участки эпигенетически повышенной концентрации рудных элементов;
- локальные концентрации рудных элементов, в частности месторождения и рудопроявления.
К числу наиболее важных геохимических критериев, которые необходимо учитывать при прогнозно-металлогенической интерпретации КРГС, относятся:
- тип первичной геохимической специализации, учитывающий геохимический спектр, уровень накопления и ассоциативность вышекларковых элементов;
- полифакторность распределения химических элементов, связанная с нарушением их первичной ассоциативности, распадом доминантной (породной) ассоциации и возникновением новых ассоциаций, соответствующих определенным рудным геохимическим парагенезисам;
- аномально повышенная вариантность распределения рудных элементов и их геохимических индикаторов;
- относительно высокое количество подвижных легковыщелачиваемых форм элементов;
- развитие сопряженных зон вышефоновой концентрации и нижефоновой деконцентрации рудных элементов;
- наличие геохимических ореолов рудной природы с неглубоким эрозионным вскрытием.
Дополнительная прогнозно-геохимическая информация может быть получена при изучении особенностей распределения элементов-примесей в минералах, а также при использовании изотопных исследований.
Комплексное применение геохимических критериев позволяет более обоснованно – на количественной основе – оконтуривать перспективные площади для постановки поисковых работ.
Геологической основой для КРГС может служить геолого-формационная карта. На ней специальными значками должен быть отображен вещественный состав геологических формаций. Геологическая основа вычерчивается в черно-белом варианте.
В качестве основной геохимической характеристики геологических формаций используются ассоциации рудных элементов, установленные на основе корреляционного и факторного анализов. Для каждой формации, развитой в пределах конкретного геологического блока территории, оценивается средневзвешенное (по формационной ассоциации пород) фоновое содержание элементов и рассчитываются их кларки концентрации (Кк) по отношению к кларку земной коры, что обеспечивает сопоставление данных по различным территориям. Таким образом, каждое формационное тело получает усредненную геохимическую характеристику в виде ранжированного по величине Кк ряда вышекларковых элементов, что при учете объема конкретного геологического блока позволяет ориентировочно оценить возможные геохимические ресурсы.
Объединенные на основе факторного анализа ассоциативные группы вышекларковых элементов классифицируются в соответствии с типовыми геохимическими ассоциациями рудных элементов (табл.2). В их представлено 20 наиболее часто встречающихся природных парагенезисов элементов. Отнесение конкретной ассоциации к тому или иному типу (подтипу) основывается конкретной ассоциации к тому или иному типу (подтипу) основывается только на совокупности взаимоскоррелированных вышекларковых элементов геологических формаций, развитых в конкретном геологическом блоке территорий.
Для каждой из выделенных ассоциаций оценивается интегральный уровень накопления Rк, рассчитанный как среднегеометрическое равного числа преимущественно главных (типоморфных) элементов ассоциации.
В соответствии с типом (подтипом) каждая из выделенных ассоциаций имеет свой индекс и цвет (см. табл.2). Интенсивность цвета контролируется величиной Rк: в пределах значений 1-2,5 (низкая специализация); 2,5-5 (средняя специализация) и более 5 (высокая специализация). При R,> 5 закраска контура акцентируется крапом или штриховкой соответствующего цвета. В некоторых случаях, когда Rк зависит в основном от концентрации одного элемента, его символ проставляется справа от индекса ассоциации. Геохимически неспециализированные блоки (Rк < 1,2) закрашиваются серым цветом. При отсутствии геохимических данных участок карты оставляется незакрашенным.
Таблица 2
Основные типы геохимических ассоциаций
| Ассоциация | Группа | Состав | |
| Главные элементы | Второстепенные элементы | ||
| Группы простых ассоциаций | |||
| Литофильная (Л) | Редкоземельная (Л3) | Y TR Zr Nb | Th U Be Sc Ta Hf P Sr Ba Ga |
| Редкометалльная | Sn Be W | Th U Ta Nb Y TR Sc Li Rb Cs F | |
| Щелочноземельная (Л1) | Sr Ba | P B F Rb Li Cs Ti Be Y TR Zr Nb Sc | |
| Халькофильная (Х) | Золото-мышьяковая (Х3) | Au Ag As Sb Hg | Bi Te Se Pb Zn Cu Ti Ga Ge In |
| Медно-молибденовая (Х2) | Mo Cu | As Bi Pb Zn Sn Ag Au Cd Se Te Ga Ge In Re | |
| Медно-полиметаллическая (Х2) | Zn Pb Cu | Ag Cd Hg In Mo As Sb Bi Ga Ge Ti Se Te Re Au Pt | |
| Сидерофильная (С) | Титан-железо-марганцевая (С2) | Ti Mn Fe | V Ni Co Cr Sc Ga |
| Хром –кобальт-никелевая (С1) | Ni Co Cr | Fe Mn Ti Pt Pd Os Ir | |
| Группы сложных ассоциаций | |||
| Хальколитофильная (ХЛ) | Молибден–вольфрамовая (Х2Л2) | Mo Bi Sn W Be | Cu Zn Pb As Se U Th TR Zr P F Re Sc |
| Сидеролитофильная (СЛ) | Титан–циркониевая (С2Л2) | Ti Zr | Y TR Nb Ta Th U Sc Ba Sr F P |
| Литохалькофильная (ЛХ) | Олово-полиметаллическая (Л2Х1) | Sn Pb Zn | Cu Ag In Bi As Au Se Te Ga Ge Ti Be Y TR SC |
| Сидерохалькофильная (СХ) | Кобальт-медная (С1Х1) | Co Cu | Pb Zn Ag Au As Se Pt Ni Mn |
| Литосидерофильная (ЛС) | Фосфор–железо-марганцевая (Л1С2) | P Fe Mn | V Cr Ni Co Ba B F Y TR Sc U Th |
| Халькосидерофильная (ХС) | Медно-никелевая (Х1С1) | Cu Ni | Co Ti V Pt Pd Rh Rn Au Ag As Se Te Sb Zn Pb Mo |
| Сидерохальколитофильная (СХЛ) | Ванадий-молибден-урановая (С2Х2Л2) | V Mo U | Cr Ni Cu Zn Pd Cd Sb As Se Re Ag Au Pt Y TR W Ba |
| Халькосидеролитофильная (ХСЛ) | Медь–хром-циркониевая (Х1С2Л3) | Cu Cr Zr | As Go Nb Sr Rb |
| Сидеролитохалькофильная (СЛХ) | Марганец–барий-полиметаллическая (С2Х1Л1) | Mn Ba Pb Zn | Ag Cd Ti Sb Cu As Zn Ga Ge Te Au Mo Co V |
| Литосидерохалькофильная (ЛСХ) | Вольфрам–медь–железо-марганцевая (Л2С2Х1) | W MoFe Mn Cu | Te Bi Ti Cr Ag Ni Sb Cd Sn Ge Zn V Ba Sr Be Ti |
| Хальколитосидерофильная (ХЛС) | Полиметалльно–фосфорно-ванадиевая (Х1Л1С1) | Cu Zn P Ti V | Pb Sc Mn Cr |
| Литохалькосидерофильная (ЛХС) | Фосфор-мышьяк-марганцевая (Л1Х3С2) | Mn V As Cu P | Cr Ni Co Ge Ga Se Te Y TR Sc Be B |
Кроме типа синтетической (первичной) специализации геологических формаций на КРГС показывают зоны нарушенного первично-конституционного распределения, т.е. разного рода площадные геохимические аномалии, связанные с эпигенетическими, в том числе рудоформирующими процессами. Из них наибольшее значение в качестве прямых прогнозно-поисковых признаков оруденения имеют участки эпигенетически повышенной концентрации рудных элементов (положительные концентрационные аномалии). Эти аномалии изображаются на КРГС в форме совмещенных (аддитивных) ореолов по парагенетически связанной группе рудных элементов, характеризующих определенную рудную формацию. Построение аддитивных ореолов производится на основе анализа моноэлементных геохимических карт путем совмещения (наложения) этих карт. Границы аномалий оконтуриваются сплошными линиями, цвет которых соответствует геохимическому типу ассоциаций. В разрывах контура должны быть показаны индексы соответствующих рудных элементов.
Локальные концентрации (месторождения, рудопроявления и точки минерализации) показываются знаками с учетом их генезиса, масштаба оруденения и геохимического типа ассоциаций рудных элементов. Форма знака локальных концентраций обозначает генетический тип, размер отвечает масштабу оруденения (или уровню накопления рудных элементов), цвет закраски знака соответствует геохимическому типу рудной ассоциации. Индекс, проставляемый справа от знака локальных концентраций, должен отражать основные сопутствующие (в скобках) компоненты рудного проявления.
Легенда к КРГС строится в табличной форме и включает следующую информацию (прил. 1.4, 3.4):
- условные знаки геологических формаций с возрастными индексами;
- наименование геологических формаций;
- тип геохимической ассоциации в цветовом выражении с индексом ассоциации, отражающим уровень ее специализации;
- состав геохимической ассоциации, включающий основные сопутствующие (в скобках) рудные элементы;
- генетические и геохимические типы локальных концентраций.
Условные знаки, характеризующие зоны нарушенного распределения (участки нарушенной первичной ассоциативности элементов, их аномально повышенной вариантности, аномальной концентрации и др.), располагаются в зарамочном поле таблицы.
Решение задач, поставленных перед КРГС, позволяет в целом определить металлогеническую специализацию территорий и оконтурить потенциально рудоносные геологические структуры (области, районы, зоны) с выделением внутри них рудоперспективных геохимических аномалий.
Региональные метасоматические формации (РМФ) впервые выделены и закартированы в областях каледонской и варийской складчатости в Казахстане. На щитах и в чехлах платформ их изучение только начинается.
Для составления карт региональных метасоматических формаций (КРМФ) необходимы специальные полевые работы. При наличии материалов по проведенным ранее работам требуются дополнительные полевые исследования (увязочные маршруты и др.) при ретроспективе уже имеющихся результатов, полученных при геологосъемочных работах.
Метасоматические формации являются продуктом деятельности гидротермальных систем и могут быть связаны с рудой. В комплекте ПМК-200 КРМФ способствуют металлогеническому районированию и прогнозной оценке площадей.
Исходными материалами для составления КРМФ являются результаты специальных полевых и камеральных работ. При полевых работах картирование РМФ проводится по относительно равномерной сети наблюдений из оптимального расчета не менее одной точки наблюдений на 1 см2 карты для получения каменного материала по всем выделяемым в масштабе карты геологическим подразделениям. В каждой точке берутся шлифы из наиболее распространенной породы и из всех других с признаками эпигенетической минерализации – с прожилками, миндалинами, примазками и т.п. Шлифы сопровождаются геохимической пробой из преобладающей породы, а в отдельных точках – сериями проб из участков с различной степенью ее замещения новообразованными минералами.
Изучение обнажений, керна скважин и элювиально-делювиальных высыпок дает возможность составить представление о широте проявления эпипород, степени замещения ими исходных образований и возможности их картирования. Поэтому использование коллекции шлифов, отобранных при предыдущих работах, не позволяет полностью отказаться от полевых работ. Другой особенностью картирования РМФ является, по возможности, исключение из опробования породы с признаками выветривания.
При камеральных работах в каждом шлифе определяются исходная порода и набор эпигенетических минералов – их размер, формы выделения, взаимоотношения друг с другом, относительные количества и другие особенности. При анализе карты фактического материала, проводимого путем составления промежуточных схем распространения минералов – индикаторов, оконтуриваются эпипородные тела и их ассоциации, соответствующие формациям. Эта работа может быть выполнена с помощью ЭВМ [13, 14].
Объектом картографирования служат гидротермально-измененные горные породы. Изучению подлежат как полнопроявленные метасоматиты, так и незначительная вкрапленность новообразованных минералов. При этом выделяются одинаковые по составу и структуре[4] эпигенетически минеральные ассоциации – эпипороды. Они сохраняют названия соответствующих им полнопроявленных метасоматитов – пропилит, березит, грейзен и т.д. вне зависимости от степени проявления новообразованных минералов.
Отдельные эпипороды занимают площади в десятки кв. км. Эпипороды различных видов группируются в эпипородные ассоциации, охватывающие площади в сотни кв.км. В этих ассоциациях эпипороды одного вида слагают зоны, сменяющие друг друга по горизонтали и вертикали. С позиции концепции об уровнях организации вещества эпипородные ассоциации, имеющие определенный состав и структуру, относятся к формациям. Метасоматические формации, в которых основная масса вещества представлена слабо проявленными, но занимающими большой объем эпипородами, получили название региональных метасоматических формаций. Наименования отдельных РМФ составляются из названий эпипород, определяющих характер этих формаций : пропилит-березитовая, калишпатофир – аргиллизитовая и т.д.
Региональные метасоматические формации группируются в три генетических класса: 1) вулканогенные, возникающие в процессе вулканической и поствулканической деятельности; 2) плутоногенные, связанные с определенными интрузиями; 3) тектоногенные, контролируемые крупными разрывными нарушениями без видимой связи с магматическими образованиями. Кроме того, существуют РМФ, занимающие промежуточное положение – вулканогенно-плутоногенные, плутоногенно-тектоногенные и вулканогенно-тектоногенные, в становлении которых равноценную роль играют два генетических фактора. В ряде случаев на особенности РМФ заметное влияние оказывают вмещающие породы, в связи с чем выделяются апокарбонатная, апофиоолитовая, апориолитовая и другие формации. Количество выделенных разными исследователями видов РМФ составляет примерно полтора десятка (наиболее распространенные из них приведены в табл. 3). В каждом регионе могут быть выявлены только для него характерные разновидности и даже новые виды РМФ.
Образование РМФ зависит от истории геологического развития крупных блоков земной коры. Например, в условиях стабилизационно-активизационного режима развития складчатых систем формируется скарново-грейзеновая РМФ, а реннегеосинклинального (раздвигового) – пропилит-серпентинитовая. Более тесно РМФ связаны с локальными элементами геологических обстановок. Так, образование скарново-грейзеновой формации обусловлено кислым интрузивным магматизмом, который не сопряжен с вулканической деятельностью (закрытая система), в то время как пропилит-фельд-шпатолит-грейзеновая формация контролируется открытой системой сопряженного интрузивного и эффузивного магматизма; калишпатофир-аргиллизитовая РМФ отмечает субаэральным условиям, а альбитофир - березитовая более характерна для субаквального режима.
Конкретным видам РМФ сопутствует определенный набор рудных формаций. Это обусловлено парагенетической связью между РМФ и полезными ископаемыми – их возникновением в едином процессе развития термодинамических систем. Характер рудоносности РМФ зависит от особенностей термодинамических систем и геохимической специализации геологических образований, по которым РМФ развиваются: рудоносность вулканогенных РМФ зависит главным образом от специализации вулканитов, плутоногенных – от интрузий, тектоногенных – от глубоких горизонтов земной коры и мантийных источников. С РМФ одного вида могут быть связаны несколько рудных формаций (табл.4). Рудоносность РМФ для конкретного региона устанавливается путем изучения рудных объектов, геохимических особенностей метасоматитов и вмещающих их пород.
Таблица 3
Основные виды региональных метасоматических формаций
| Вулканогенные | Плутоногенные | Тектоногенные | |
| Фельдшпатофир-вторично-кварцитовая | Пропилит-фельдшпатолит-грейзеновая | Пропилит-березитовая | |
| Апориолитовая калиш-патофир-аргиллизитовая | Апогранитовая скарновогрейзеновая | Апоофиолитовая пропилит-серпентинитовая | |
| Апоандезитовая альбито-фир-березитовая | Скарново-пропилитовая | Апокарбонатная кремнистая (кварц-альбит-баритовая) | |
| Апоандезитовая цеолит-пропилитовая | Пропилитоидно-биотититовая | Апопсамитовая аргиллизитоидная | |
|
Вулканогенно-плутоногенные Пропилит-вторично-кварцитовая |
Плутоногенно-тектоногенные Пропилит-оксеталитовая | ||
Положение оруденения в РМФ определяется эволюцией гидротермальных растворов, от которой зависит строение РМФ – их зональность и стадийные взаимоотношения отдельных зон. Гидротермальное оруденение при прочих благоприятных условиях возникает в результате резкого изменения физико-химического состояния растворов, которое происходит на термодинамических барьерах при переходе подкритического флюида в истинный раствор, подземном вскипании и т.д. Рубежи таких изменений фиксируются в РМФ резкой сменой эпипород. В связи с этим оруденение занимает определенные места в зональности РМФ. Закономерное положение оруденения в зональности РМФ подчеркивается выносом рудных элементов из периферических зон и их концентраций в промежуточных и центральных [19].
Особенности картирования РМФ в различных геолого-тектонических обстановках разработаны на материалах по фанерозойским складчатым областям. Трудности картирования возникают в районах развития сильнометаморфизованных пород щитов и срединных массивов. Они заключаются в отсутствии четких различий между эпигенетическими новообразованными минеральными ассоциациями (эпипородами) и метаморфизованными исходными породами, которые также содержат новообразованные (метаморфогенные) минералы. Единственным отличием эпипород от метаморфических пород является особенность структуры.
Таблица 4
Региональные метасоматические формации и связанное с ними оруденение
| Формация | Околорудные метасоматиты | Тип оруденения |
| Фельдшпатофир -вторично-кварцитовая | Вторичные кварциты | (Au, Ag) |
| Альбитофир - березитовая | Березиты | (Pb, Zn, Cu) |
| Калишпатофир -аргиллизитовая | Аргиллизиты, березиты | (U, Mo) (Zr, Th, TR) (Au, Ag) |
| Пропилит -вторично-кварцитовая | Вторичные кварциты, березиты | (Cu, Mo) (Au) (TH, TR) (корунд) |
| Пропилит - фельдшпатолит-грейзеновая | Грейзены | (Sn, W) (W, Mo) |
| Цеолит - пропилитовая | Березитоиды | (Cu, Au) |
| Скарново - грейзеновая | Скраны, грейзены | (Sn, W) (W, Mo) (Be) (F) |
| Скарново - пропилитовая | Скраны, фельдшпатиты, фельдшпатолиты | (Fe) (Co) (Au) |
| Пропилитоидно -биотититовая | Березиты, адуляториты, биотититы | (Sn) |
| Пропилит - березитовая | Березиты, эйситы, калишпатиты | (U, Mo), (Cu) (Cu, Pb, Zn, Au, Ag) (Hg) |
| Пропилит - серпентинитовая | Серпентиниты, березиты, | (Au) (асбест) |
| Пропилит - оксеталитовая | Березиты, оксеталиты | (Cu, Pb, Zn) (Au) (Mo) |
| Кременистая - кварц-альбит-баритовая | Кварц-баритовые метасоматиты, альбититы | (Pb, Zn) |
| Аргиллизитоидная | Аргиллизитоиды | (Cu) |
Примечание. В скобках указан минеральный тип месторождения.
Специфические структуры метаморфических сланцев характеризуются ориентированным расположением минералов относительно направления динамической нагрузки. Такие породы некоторые исследователи называют метаморфо-метасоматическими. Когда эпипороды претерпевают динамометаморфизм, проявляются структуры рассланцевания, сходные со структурами метаморфических сланцев. Во всех случаях наложения друг на друга эпипородных к метаморфогенных минеральных ассоциаций при составлении КРМФ необходимо выделять и картировать минеральные ассоциации, возникающие только в условиях жесткого каркаса исходных пород.
Для чехлов платформы методика картирования региональных эпигенетических изменений не разработана. Однако возможности фиксировать эпигенетическую (аутигенную) минерализацию в исходных осадочных породах и картировать ее в среднем масштабе имеются. Это утверждение основано на том, что нет принципиальной разницы между конечными продуктами гидротермальных термодинамических систем в складчатых областях, с ведущей ролью здесь температурного градиента, и гидродинамическими системами в чехлах платформ, где этот градиент не играет заметной роли. В обоих случаях возникают эпигенетические изменения вмещающих пород, а при определенных условиях и оруденения. Поэтому можно утверждать, что картирование аутигенной минерализации в породах чехлах может быть использовано для прогнозирования гидатогенного оруденения. Это подтверждается опытом работ по поискам гидрогенного уранового оруденения и результатами изучения некоторых полиметаллических месторождений. В условиях чехла платформы при картировании РМФ возникает задача – как отличить диагенетические и катагенетические (метаморфогенные) новообразования от таковых, связанных с привносом-выносом вещества при фильтрации воды по горизонтам пористых пород.
Существенные трудности возникают при попытке отличить продукты гидротермальной аргиллизации от кор выветривания. Основное их отличие – место глинистых образований в метасоматической зональности и отношение к современному или древнему рельефу.
Определенные затруднения в составлении и сопоставлении КРМФ имеют место в связи с разночтениями содержания таких постоянно употребляемых терминов, как пропилит, березит, лиственит, оксеталит и некоторых другие. Эти разночтения сложились исторически вследствие генетического подхода к выделению и классификации метасоматических образований. Избежать подобных осложнений позволяет концепция об уровнях организации вещества и структурно-вещественный принцип изучения эпипород.
Карты региональных метасоматических формаций составляются на структурно-формационной основе. Геологические границы, тектонические нарушения и литология наносятся черным цветом, границы метасоматических образований и их индексы – синим. Эпипороды выделяются цветовой раскраской. Для наглядности контуры РМФ можно подчеркнуть утолщенными цветными линиями. Площади совместного развития эпипород показываются чередованием вертикальных полос, закрашенных в цвета совмещенных эпипород. На участках предположительного нахождения эпипород оставляют незакрашенные горизонтальные полоски. Пропилиты и скарны принято красить в зеленые цвета, кварц-светлослюдистые метасоматиты – в красные (грейзены), оранжевые (вторичные кварциты и березиты) и желтые (аргиллизиты), полевошпатовые метасоматиты – в сиреневые и лиловые. Чтобы избежать путаницы в оттенках одного цвета, окраска эпипород должна сопровождаться индексами: например, березит гидрослюдистый – Бг, березит серицитовый – Бс, попилит пренитсодержащий – Пп и т.д. Места обнаружения особо важных для региона типоморфных минералов (турмалин, корунд и т.п.) отмечаются значками.
Легенды для КРМФ составляются в традиционном варианте. На них показываются РМФ и входящие в них эпипороды, а также некоторые другие элементы (прил. 1.5, 3.5). На КРМФ могут быть внесены в соответствующей легенде месторождения, рудоуправления и пункты рудной минерализации гидротермального генезиса. Степень замещения исходных пород эпипородами (интенсивность метасоматического процесса) показывать на картах м-ба 1:200 000, как правило, не удается (ее отмечают на картах более крупного масштаба усилением окраски соответствующих участков). На КРМФ выделяются ареалы распространения РМФ, с которыми связаны определенные рудно-формационые типы оруденения, что дает возможность проводить металлогеническое районирований по прямым признакам.
На карты закономерностей размещения полезных ископаемых м-ба 1:200000 с карт РМФ выносятся зоны развития эпипород, являющихся околорудными образованиями, и сопряженные с ними эпипороды безрудных периферических зон. Границы между этими зонами фиксируют положение термодинамических барьеров, контролирующих оруденение.
С корами выветривания связан ряд ископаемых, роль которых в балансе минерального сырья достаточно существенна. К ним относятся накопления железных и марганцевых руд, бокситов, силикатных руд никеля и кобальта, месторождения редких земель, каолина и фосфатного сырья, элювиальные россыпи золота, платины, алмазов, касситерита, и других минералов. Некоторыми исследователями к самостоятельному формационному типу относятся зоны окисления полиметаллических, медноколчеданных и золото-сульфидных месторождений.
Задачи и методы изучения кор выветривания отражены в специальном Методическом пособии [4]. Обобщение материалов по рудоносным корам выветривания и разработка методики их оценки применительно к конкретным видам минерального сырья предложены Б.М.Михайловым [17].
В зависимости от имеющихся материалов и практических нужд сведения по корам выветривания могут быть представлены в полном объеме в м-бе 1:200 000 или в упрощенном варианте в м-бе 1: 500 000 в качестве поясняющих схем и картам геологических формаций. Для зон сочленения плитных и складчатых комплексов могут быть составлены совмещенные карты (схемы) кайнозойских образований и мезозойских кор выветривания.
Карта кор выветривания (ККВ) составляется в целях прогнозной оценки территорий на комплекс полезных ископаемых, генетически связанных с процессами гипергенного выветриванияи метасоматоза. На ней отражается информация о распространении, мощности, составе, геохимических особенностях и рудоносности продуктов выветривания. В рабочем варианте рекомендуется подготовка карт в м-бе 1 : 200 000 с последующим уменьшением до м-ба 1 : 500 000 и размещением в зарамочном пространстве карты геологических формаций.
При составлении карт кор выветривания должны быть использованы:
- первичная документация буровых скважин и горных выработок, данные каротажа и результаты опробования керна;
- карты кор выветривания различного масштаба, составленные по материалам геологосъемочных, поисковых и специализированных прогнозно-металлогенических работ;
- информация о рудоносности кор, содержащаяся в кадастрах полезных ископаемых территориальных геологических предприятий;
- сведения о зональности кор, минералогическом и химическом составе элювия, содержащиеся в отчетах по геологосъемочным работам м-бов 1 : 50 000 – 1 : 200 000 и другим исследованиям;
- результаты изучения зоны окисления рудных объектов;
- геологические и геохимические карты с данными о распространении в субстрате геохимически специализированных формаций, рудных и аномальных ореолов рассеяния.
На основе существующих геоморфологических карт может быть составлена схема геоморфологического строения м-ба 1 : 500 000, отражающая распространение разновозрастных поверхностей выравнивания и ассоциирующих с ними кор выветривания, а также последующую их эволюцию - захоронение под чехлом перекрывающих отложений или трансформацию и деградацию под влиянием эрозионно-денудационных процессов различной продолжительности и интенсивности.
Коры выветривания как верхняя часть зоны гипергенеза, представленная элювиальными и иллювиальными продуктами поверхностного преобразования материнских пород, характеризуют эпохи континентальных перерывов. Интенсивное разложение горных пород и руд приводит к активной водной миграции подвижных рудных элементов и сопровождается образованием элювиальных россыпей в связи с накоплением устойчивых минералов вблизи коренных источников.
Обилие минералов и проницаемых пород с высокими сорбционными свойствами (глинистые минералы, гидроокислы железа и марганца, остаточные накопления органического вещества) создает чрезвычайно благоприятную среду для возникновения эпигенетических, наложенных по отношению к корам выветривания рудных концентраций. Эпигенетические процессы связаны с циркуляцией подземных и грунтовых вод в последующие после образования кор выветривания геологические эпохи (особенно в базальных горизонтах).
Множество типов рудных накоплений в корах выветривания, связанных как с формированием кор, так и с последующими их преобразованиями (в том числе значительным вторичным обогащением зоны окисления рудных месторождений, особенно оксидных шляп), указывает на весьма неоднозначную практическую значимость выявляемых в связи с корами выветривания рудных проявлений и геохимических ореолов. Это обуславливает необходимость их типизации в зависимости от этапов развития кор выветривания [4, 17].
Для прогнозной оценки рудоносности кор выветривания необходимы данные по следующим элементам:
- рельефу подошвы кор как указателю направленности движения подземных вод;
- составу пород фундамента и их рудоносности как источнику рудного вещества;
- стратификация кор с выделением их базальных слоев, наиболее благоприятных для обнаружения рудных концентраций;
- типизации проявлений полезных ископаемых, связанных с зонами гипергенеза, как указателю их практической значимости.
Изучение состава и строения кор выветривания помогает решению различных задач картирования и прогнозной оценки подстилающего складчатого комплекса.
В упрощенном варианте на ККВ показываются области распространения кор, их мощность, состав, полезные ископаемые (прил. 1.6, 3.6).
В полном объеме на ККВ следует отражать:
- распространение, мощность, состав, возраст, геохимические и минералогические особенности, формационную принадлежность кор;
- перекрывающие отложения, сведения о составе фундамента;
- проявления полезных ископаемых, данные по геохимии;
- элементы прогнозной оценки.
Коры выветривания могут подразделяться по составу – каолиновые, гидрослюдистые, кремнистые и др., и генезису – на элювиальный, иллювиальный и карстовый формационные типы, а также формацию рудных шляп [17].
Элювиальная глинистая формация обычно наиболее широко распространена и является нередко единственным объектом исследований. Разновозрастные коры выветривания этой формации практически не отличаются по составу элювиальных продуктов, поведению породообразующих окислов и могут картироваться в виде единого элювиальных продуктов, поведению породообразующих окислов и могут картироваться в виде единого элювиального покрова. Формацию рекомендуется разделять при картировании по степени диспергированности субстрата на два горизонта – глинистый и глинисто-дресвяный, отражая области их распространения на карте разным цветом. Локально распространенные коры выветривания керолит-нонтронит-охристого состава по гипербазитам и каолинит-гидрослюдисто-вермикулитового профиля по щелочным пироксенитам, биотитовым метасоматитам и карбонатитам следует показывать контурами с цветной штриховкой. Мощность глинистой формации отражается изопахитами, проведенными через 20 м. Целесообразно выделять зоны развития линейных и линейно-площадных кор выветривания повышенной мощности (более 40 м).
Латеритная и карстовая формации, а также формация рудных шляп развиты обычно на ограниченных участках, но имеют большое практическое и поисковое значение. Они должны изображаться контурами с цветной штриховкой и указанием мощности в метрах. Иллювиальные формации могут быть показаны на карте также цветной штриховкой.
Геологическое строение субстрата отражается в упрощенном виде на основе карты геологических формаций с выделением геохимически специализированных образований и сопровождающих их рудных месторождений. Связанные с корами выветривания проявления полезных ископаемых изображаются знаком с указанием символа химического элемента или минерала. Среди элементов геоморфологнического строения на ККВ могут быть показаны эрозионно-тектонические уступы, ограничивающие разновозрастные поверхности выравнивания, и неотектонические поднятия.
Перспективные площади оконтуриваются с учетом геологических предпосылок, прямых и косвенных поисковых признаков на конкретный тип оруденения. При этом, в зонах развития элювиальной глинистой формации перспективными следует рассматривать участки, субстрат которых содержит аномальные концентрации полезных компонентов, а элювиальный покров хорошо развит и имеет повышенную мощность. Продуктивность карстовой формации на тот или иной вид минерального сырья определяется палеогеографическими условиями формирования карстовых полей и их сохранностью. Она зависит от геохимических особенностей карстующихся пород, содержания в них и в контактирующих с ними образованиях рудных компонентов. Карстовые депрессии, размещенные в пределах золоторудных зон, перспективны на обнаружении золотоносных россыпей. Формация рудных шляп оценивается обычно в совокупности с первичным оруденением. Исключение составляют зоны окисления золото-сульфидных месторождений, которые могут иметь самостоятельное промышленное значение.
Для изображения выносимой на карту информации по корам выветривания используются цветовая закраска и различная по цвету и форме штриховка: коричневые изопахиты элювиальной глинистой формации; раскраска полей развития глинистого и глинисто-дресвяного горизонтов элювиальной глинистой формации (и участков ее отсутствия) - соответственно в желтый, зеленый (и бледно – лиловый) цвет; штриховка и цветные линии – для отражения контуров распространения рудоносных кор выветривания и др.
Карта закономерностей размещения полезных ископаемых (КЗПИ) является итоговой в комплекте прогнозно-металлогенической карты м-ба 1 : 200 000 и должна содержать информацию об объектах полезных ископаемых, их поисковых признаках, металлогенических факторах первого и второго рода, рудоносных площадях различных таксономических категорий (прил. 2.1, 2.2, 4.1, 4.2). Металлогеническое районирование в этом масштабе должно быть направлено на выделение рудных районов и узлов, как определившихся, так и потенциальных (прогнозируемых), а также на уточнение границ металлогенических зон, обычно охватывающих территорию нескольких номенклатурных планшетов и выделенных при предшествующих мелкомасштабных металлогенических работах.
Объекты полезных ископаемых систематизируются на уровне рудных формаций, что позволяет получить представление об их практической значимости и возможных масштабах. Это дает основание для сопоставления изучаемых территорий с промышленными рудными районами и обеспечивает единство методического подхода к анализу фактического материала для различных геологических обстановок. Необходимо подчеркнуть важность предварительной выработки профилирующих для металлогенической провинции (или зоны) полезных ископаемых и представляющих их рудно-формационных типов с целью исключения заведомо не имеющих значения объектов, которые создают излишнюю загруженность КЗРП.
Вспомогательные схемы м-ба 1: 500 000 в зарамочном пространстве КЗПИ должны главным образом выявлять и графически изображать прогнозные факторы второго рода (прил. 4.3, 4.4). Набор этих схем зависит от геолого-тектонической и геодинамической позиции изучаемой территории, конкретных типов рудных формаций, от степени разработанности этих вопросов и, наконец, личных воззрений авторов.
Карты закономерностей размещения полезных ископаемых должны отражать: прогнозную оценку района по профилирующим, нетрадиционным и новым типам месторождений полезных ископаемых; оконтуривание или уточнение границ определившихся рудных районов и узлов; уточнение положения металлогенических зон, выделенных при ранее проведенных мелкомасштабных работах; выявление новых потенциально рудных узлов или районов[5].
Отражая результаты комплексного металлогенического анализа имеющейся информации по геолого-тектонической позиции объектов полезных ископаемых (на уровне рудных формаций), их минералогии, геохимии и других данных, КЗПИ должны графически отображать сведения по прямым и косвенным признакам различных видов и типов месторождений и проявлений полезных ископаемых, прогнозным факторам первого и второго рода, а также по тем элементам глубинного строения, палеофациальной зональности, региональной гидротермально-метасоматической и геохимической зональности, гипергенным и другим процессам, которые по отдельности или в совокупности, прямо или косвенно влияют (указывают) на размещение объектов полезных ископаемых в пространстве и времени. Учитывая сложность отображения этих данных на одной карте, а также сведений по металлогенической и поисковой изученности территорий, рекомендуется приводить часть данных на вспомогательных схемах м-ба 1: 500 000, а в случае необходимости – на металлогенограмме, разрезах или таблицах в зарамочном поле основной карты (прил. 2.1, 4.1).
Для составления КЗПИ необходима аналитическая и статистическая, в том числе автоматизированная обработка практически всей имеющейся информации по геологии, геохимии и полезным ископаемым района. Рудная нагрузка, прямые и косвенные поисковые признаки, металлогеническое районирование, наполняющие КЗРП, в том или ином виде присутствуют в разных картографических документах и других материалов, среди которых наиболее важным являются:
- мелкомасштабные или обзорные (1: 500 000 и мельче) структурно-формационные и металлогенические (прогнозно-металлогенические, минерагенические) карты и обобщающие работы, содержащие рудно-формационную типизацию объектов полезных ископаемых с выделением металлогенических зон с профилирующими типами месторождений [1, 11, 12, 25 и др.];
- средне- и крупномасштабные карты полезных ископаемых с каталогами объектов полезных ископаемых;
- средне-, крупномасштабные и детальные карты и схемы, составленные по результатам поисковых работ, включая карты шлихового и геохимического опробования;
- детальные картографические и прочие материалы по месторождениям и рудопроявлениям, содержание сведения по геологической позиции объектов, структурно-тектоническому и литолого-фациальному контролю, минералого-геохимическому составу руд, типам околорудных изменений, рудно-формационной принадлежности и др.
Для решения генетических вопросов и построения моделей рудообразования для тех или иных типов месторождений необходимо использование современной базы аналитических данных, особенно по изотопному составу серы, кислорода, свинца, урана и других элементов. Для месторождений зоны гипергенеза, в первую очередь инфильтрационных, нужны сведения по динамике и геохимии подземных вод (палеовод).
Геолого-тектонические и региональные минералого-геохимические факторы рудоконтроля выносятся на КЗПИ с одномасштабных карт геологических формаций и со вспомогательных карт – глубинного строения, региональной геохимической специализации геологических формаций, региональных метасоматических формаций и др. Для выявления прогнозных факторов второго рода, кроме того, полезны металлогенограммы, блок-диаграммы, опорные геолого-геофизические разрезы, различного рода таблицы, показывающие соотношение полезных ископаемых с теми или иными особенностями геологического строения района.
Теоретико-эмпирической основой построения КЗПИ являются геолого-генетические и прогнозно-поисковые модели металлогенических зон, рудных районов, узлов и месторождений. Методической основной ее составления является картографирование профилирующих для района объектов полезных ископаемых, ореолов их рассеяния, ореолов сопутствующих элементов, геологических тел (формаций), тектонических структур и других элементов геологического строения, гидротермальных изменений и других факторов, прямо или косвенно определяющих локализацию полезных ископаемых на уровне рудных районов, узлов и полей (прогнозные критерии первого рода), а также палеореконструкции условий образования геологических тел, тектонических структур и концентраций полезных ископаемых (прогнозные критерии второго рода).
В качестве объектов прогнозирования на среднемасштабных металлогенических картах должны выступать потенциально рудные узлы и рудные поля, ограничивающие перспективные на обнаружение новых месторождений полезных ископаемых площади размером в сотни-десятки квадратных километров.
Объекты среднемасштабного прогнозно-металлогенического анализа может быть определен как металлогеническая зона или крупный ее фрагмент (рудный район), учитывая, что комплект металлогенических карт м-ба 1 : 200 000 может охватить территорию в первые десятки тысяч квадратных километров.
На примере редкометалльного оруденения (Mo, Sn, W, Uи др.) сделана попытка сравнительной оценки параметров иерархического ряда рудно-металлогенических подразделений в составе рудных провинций (табл.5).
В металлогеническом отношении рудная провинция – это относительно самостоятельно развивающийся блок земной коры (срединный массив, складчатая система, чехол, фундамент и т.п.) с определенным уровнем рудных запасов и закономерной совокупностью расположенных в его пределах месторождений. В геохимическом смысле – это блок с дифференциально распределенными геохимическими ресурсами соответствующих металлов, подготовленными всей историей геологического развития к рудообразованию.
Рудные области (металлогенические зоны) и районы в пределах рудной провинции имеют разное содержание и являются объектами мелкомасштабного прогнозирования. Рудные узлы занимают особое место, так как отвечают единичной рудоформирующей системе или единичной совокупности родственных и чужеродных систем. Узловой характер распределения месторождений – это фактическая реальность, данная нам в наблюдениях.
Если в региональных рудно-металлогенических подразделениях - провинциях, областях – общее количество металлов, рассеянных в породах, в тысячи - сотни раз превышает суммарные запасы месторождений тех же металлов (Q>Z), а в локальных рудно-металлогенических подразделениях – рудные тела, месторождения - количество привнесенного рудообразованием металла на порядки превышает их исходное количество (Z>Q), то в рудных узлах геохимические ресурсы и рудные запасы соразмерны (Q≈Z). Естественно, что по отношению к химическим элементам различной природной распространенности эти соотношения будут колебаться (районы, узлы, поля), но в целом следует принять, что локальные рудно-металлогенические подразделения – это объемы привноса рудного вещества извне. Они всегда могут быть охарактеризованы средневзвешенным кларком концентрации (Кс) больше 1 (реально больше 10). Региональные металлогенические подразделения также характеризуются сверхкларковыми содержаниями, но для них Кс близок 1 (реально 1-5), а его средневзвешенная по объему величина оценивается менее надежно. Здесь главным показателем является большое значение коэффициента вариации содержаний, т.е. степень сингенетической и эпигенетической вариации дифференцированности распределения микроэлементов [А.А.Смыслов, 1975 г.]. Иначе говоря, региональные рудно-металлогенические подразделения – это блоки перераспределения рудных компонентов с региональными зонами их выноса и привноса, с участками ненарушенного первично-конституционного распределения и т.п.
Таблица 5
Ориентировочные оценочные параметры иерархического ряда пространственных металлогенических категорий (таксонов)
(по Е.В. Плющеву, В.В. Шатову [19])
|
Ранговый порядок |
Металлогеническая категория | S, км2 | Н, км | V, км3 | Q, т | Z, т | Cj, % | Q/Z |
| 7 | Рудная (металлогеническая) провинция | 105 | 10 | 106 | 109 | 106 | - | 103 |
| 6 | Рудная (металлогеническая) зона | 104 | 10 | 105 | 108 | 106 | - | 102 |
| 5 | Рудный район | 103 | 1 | 103 | 106 | 105 | - | 10 |
| 4 | Рудный узел | 102 | 1 | 102 | 105 | 105 | 10-4 | 1 |
| 3 | Рудное поле | 10 | 10-1 | 1 | 103 | 104 | 10-3 | - |
| 2 | Рудный участок (месторождение) | 1 | 10-1 | 10-1 | 102 | 104 | 10-2 | - |
| 1 | Рудное тело | 10-1 | 10-2 | 10-3 | 1 | 103 | 10-1 | - |
Примечание: S, H, V – геометрические параметры территорий (площадь, глубина, объем); Q - геохимические ресурсы металла; Z - промышленные запасы металла; Сj– средневзвешенное содержание металла (10-7·Z/V). Геохимические ресурсы Qоценены на весь объем таксона Vдля металла с кларком концентраций Кc=10-4%.
Рудные узлы (и поля), их площадная и объемная конфигурация, внутренняя структура, реальная и потенциальная рудоносность (формационные и морфоструктурные типы оруденения) являются главными элементами среднемасштабных металлогенических карт. К сожалению, систематика и типизация рудных узлов, их характеристика как самостоятельных металлогенических подразделений еще не сделана, что требует постановки специальных крупномасштабных прогнозно-металлогенических исследований. Однако имеются работы по объемному моделированию рудных узлов [Е.В. Плющев, В.В.Шатов, 1982г.], что позволило предложить общий подход к количественной оценке рудных узлов по отдельным видам полезных ископаемых.
На КЗПИ должны быть изображены следующие элементы:
- объекты полезных ископаемых, профилированные для данной территории и являющиеся предметом прогнозирования;
- прямые и косвенные признаки оруденения;
- прогнозные (металлогенические) факторы;
- металлогеническое районирование и прогноз.
При необходимости карта может быть дополнена металлогенограммой, более детальными или уменьшенными до м-ба 1:500 000 врезками, схемами и разрезами, иллюстрирующими закономерности формирования и размещения рудных узлов, полей или отдельных месторождений. Допустимо составление двух и более карт в соответствии со спецификой геологического строения района и наличием полезных ископаемых различных генетических типов (месторождения складчатого основания, платформенного чехла и др.).
Объекты полезных ископаемых на карте показываются в виде знаков различной формы, размера и цвета (прил. 2.2, 2.4, 4.2, 4.5). Форма знака указывает на принадлежность объекта к той или иной рудной формации, размер – на масштаб объекта с подразделением на крупные, средние и малые месторождения, проявления и пункты минерализации. Основные полезные компоненты показываются цветом и дополняются символами, а для многокомпонентных руд – индексами около знаков рудных объектов. Номенклатурна рудных формаций может быть позаимствована из монографии, составленной коллективом сотрудников ВСЕГЕИ под редакцией Д.В. Рундквиста [11].
Индексы главных рудных компонентов выбираются в соответствии с инструкцией по составлению Госгеолкарты – 200 [6]. Знаки месторождений и рудопроявлений закрашиваются в соответствии с их группировкой по рудным комплексам или рудоформирующим системам. Под рудным комплексом понимаются естественные ассоциации родственных групп рудных формаций, закономерно связанные с одной или сочетанием нескольких геологических формаций. Это понятие по смыслу близко к рудной серии С.С. Смирнова, рудному комплексу Д.И. Горжевского, рудной формации В.С. Кормилицына и П.А. Строны, металлогенической формации А.И. Кривцова.
Объединение рудных формаций – их группировка в рудные комплексы – является одной из задач опережающего металлогенического анализа и существенно определяется конкретными тектоническими и другими структурно-вещественными особенностями района и должно обосновываться моделями рудообразующих процессов. В качестве эмпирико-теоретической основы для подобных построений могут быть использованы мелкомасштабные исследования по металлогении, проведенные ранее, а также существующие сводные работы по региональной минерагении [1, 10, 11, 16 и др.], изданные карты полезных ископаемых м-ба 1 : 200 000 и др.
Прогнозные факторы первого рода могут быть подразделены на несколько групп: формационные, стратиграфические, литолого-фациальные, магматические, метаморфо - метасоматические, структурно-тектонические, геоморфологические, геофизические, геохимические.
Формационные факторы объединяют геологические тела формационного уровня организации вещества (осадочные, вулканические, интрузивные, метаморфические), которые на основании принятой модели рудогенеза рассматриваются в качестве рудовмещающих, рудоносных, рудогенерирующих или рудообразующих формаций [10]. Они являются главными для среднемасштабных прогнозно-металлогенических карт и в значительной мере синтезируют такие традиционно выделяемые факторы, как литологические, магматические, метаморфо - метасоматические, стратиграфические, а также отчасти тектонические и геоморфологические. В случае необходимости отражения внутреннего строения и состава геологических тел формационного уровня организации целесообразно выделение дополнительных факторов рудоконтроля с их дифференциацией по традиционной схеме.
Стратиграфические факторы включают свиты, подсвиты и другие стратифицированные подразделения (толщи, пачки, слои) осадочных и вулканогенно-осадочных образований, в которых локализуются или могут локализоваться сингенетические стратифицированные или эпигенетические стратиформные концентрации полезных ископаемых. К этим факторам также относятся поверхности несогласий, перерывы в осадонакоплении, выклинивания геологических тел.
Литолого-фациальные факторы представляют собой ассоциации горных пород и фаций, отражают минеральный и химический состав пород, их текстуры и физические свойства, благоприятные для образования повышенных концентраций полезных компонентов.
Магматические факторы соответствуют интрузивным и вулканическим телам, с которыми, согласно принятой модели рудогенеза, предполагается генетическая или парагенетическая связь оруденения, а также вулканическим постройкам и их частям, дайковым сериям, интрузивным телам того или иного состава, ассоциирующим с рудными накоплениями.
Метаморфо - метасоматические факторы отражают состав и строение метаморфических и метасоматических образований, контролирующих минерализацию объектов полезных ископаемых.
Структурно-тектонические факторы отвечают разрывным нарушениям различных рангов и кинематики, складчатым структурам, их сочетаниям, важным с точки зрения локализации рудных районов, узлов, полей и отдельных месторождений.
Геоморфологические факторы охватывают элементы рельефа земной поверхности (речные долины, террасы, поверхности пенепленов, карстовые формы и др.), влияющие на формирование и размещение экзогенных рудных концентраций и оказывающие воздействие на разрушение (уничтожение) или сохранение ранее возникших месторождений любого генезиса, а также являющиеся специфическими признаками некоторых типов эндогенных объектов (воронки проседания над зонами сульфидных руд и др.).
В качестве геофизических факторов выделяются особенности глубинного строения (например, плотностная дифференциация блоков, глубинные разломы, залегания гранитоидов на глубине и др.), а геохимических - специализация геологических формаций и др.
К прогнозным факторам могут быть отнесены также геофизические, геохимические и шлиховые аномалии, которые обычно рассматриваются как прямые или косвенные поисковые признаки.
Прогнозные факторы второго ряда, непосредственно не картируемые на местности, отражают реконструируемые геологические обстановки, а также условия образования и сохранения рудных концентраций. Реконструкции осуществляются на основе применения тех или иных геолого-генетических моделей формирования месторождений полезных ископаемых, а также моделирование других геологических процессов. Среди факторов второго рода выделяются геотектонические (геодинамические), палеогеографические, палеогидрогеологические, эрозионного среза и вреза и др.
Факторы прогнозной оценки целесообразно подразделять на первостепенные, второстепенные и третьестепенные. Для большинства эндогенных и экзогенных месторождений первостепенным фактором является формационный, который на КЗПИ отображается в цветовой закраске или крапе. Факторы более низкого ранга могут показываться цветным крапом или цветной широкой штриховкой, реже – цветной закраской.
Карта прогноза в практике прогнозно-металлогенических работ представляется в разных вариантах:
1) карта (схема) сожжет быть совмещена с КЗПИ, на которой помимо определившихся рудных районов, узлов и т.д. выделяются потенциальные районы, узлы и т.п., являющиеся ключевыми при прогнозе;
2) карта (схема) прогноза м-ба 1 : 500 000 помещается в зарамочном поле КЗПИ с выделением площадей, перспективных на тот или иной вид полезных ископаемых и рекомендуемых для проведения поисковых и других работ (прил. 2.5, 4.10);
3) карта (схема) прогноза, совмещаемая со схемой металлогенического районирования или выполненная в виде отдельной накладки из прозрачного материала; как та, так и другая карта (схемы) могут быть составлены в одном масштабе с КЗПИ – 1 : 200 000 или в более мелком 1 : 500 000; на карту (схему) металлогенического районирования выносятся границы структурно-металлогенических зон, рудных районов, узлов и в исключительных случаях рудных полей.
Прогнозная карта (схема) должна отражать результаты оценки степени перспективности выделенных категорий рудоносных площадей (районов, узлов, зон, полей) для выявления новых месторождений полезных ископаемых, а также степени достоверности проведенной прогнозной оценки.
Прогнозная оценка рудоносных площадей должна быть представлена в ранжированном и количественном выражениях. Ранжированная оценка в общем случае включает четыре грации перспективности, представляющие экспертную оценку степени сходства прогнозируемого объекта с эталонной моделью (табл.6). Количественное выражение степени перспективности по существу уточняет ранжированную оценку и является цифровой мерой сходства оцениваемого объекта с эталоном.
Таблица 6
Категории площадей и участков по степени перспективности
| Буквенный индекс | Перспективность | Критерии рудоносности |
Прогнозно-поисковая изученность |
| А | Высокоперспективные | Прямые признаки промышленного оруденения – наличие объектов полезных ископаемых и их прямых поисковых признаков; практически определившиеся границы рудоносных площадей (участков) с очевидным промышленным потенциалом | Недоизучены главным образом на глубину |
| Б | Перспективные | Косвенные поисковые признаки рудной минерализации, металлогенетические факторы 1-го рода (металлотекты); отдельные прямые признаки оруденения (рудопроявления, пункты минерализации, рудные геохимические аномалии и др.); недостаточно определившиеся или неопределившиеся границы рудоносных площадей (участков) | Недостаточно изучены с поверхности и слабо изучены на глубину |
| В | С неясными перспективами | Металлогенические факторы 2-го рода, основанные на палеоконструкциях, геолого-тектоническом или геодинамическом моделировании и т.д.; редкие косвенные и прямые поисковые признаки рудной минерализации; границы потенциально рудоносных площадей плохо контурируются | Слабо изучены с поверхности и на глубину |
| Г | Бесперспективные | Практически отсутствуют поисковые признаки и металлогенические факторы рудной минерализации; по всем известным оценочным параметрам рудоносность не установлена и не предполагается | Достаточно (для оценки) изучены с поверхности и на глубину |
Оцененные (переоцененные) прогнозные ресурсы по результатам среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований классифицируются главным образом по категории Р3. В отдельных случаях на участках, где проведены кондиционные ГСР-50, общие или специализированные поиски, прогнозные ресурсы можно классифицировать по категории Р2. Геолого-экономическая оценка прогнозных ресурсов категории Р3 проводится в исключительных случаях, когда масштабы ресурсов и качество полезных ископаемых могут свидетельствовать о возможности открытия на прогнозной территории промышленно значимого месторождения. Геолого-экономическая оценка при этом выполняется на основе районных оценочных кондиций или прямым расчетом.
Выделение потенциально рудоносных объектов и оценка их прогнозных ресурсов базируются на следующих принципах [16]:
1. Принцип вероятностного подобия – геологическим обстановкам со сходными структурно-вещественными и историко-эволюционными характеристиками свойственно близкое по типу и масштабу оруденения.
2. Принцип обратной зависимости частоты встречаемости рудоносных объектов от их размеров – в пределах относительно крупных запасов полезных ископаемых сосредоточена в первых нескольких объектах убывающего рангового ряда, наиболее часто встречаются объекты средних или иных промежуточных (между максимальными и минимальными) размеров.
3. Принцип взаимосвязи характеристик рассеяния и концентрации элементов – масштабы накопления промышленных концентраций элементов в месторождениях и в пределах рудоносных площадей различного иерархического уровня определяются кларками концентраций элементов в земной коре.
4. Принцип системности – эталонные и оцениваемые объекты должны быть соизмеримы и относиться к одному иерархическому уровню, равно как и сопоставляемые при прогнозировании вещественные, структурные, временные и другие критерии рудоносности.
Для оценки прогнозных ресурсов перспективных площадей (объектов) на основе среднемасштабного прогнозно- металлогенического картографирования могут использоваться различные оценочные параметры (параметрические данные):
- геометрические параметры оцениваемых перспективных территорий: длина, периметр, площадь, объем объектов прогноза – выходов рудоносных формаций или ассоциаций пород, а также благоприятных пликативных, инъективных или дизъюнктивных структур и др.; определяются по КЗПИ с использованием первичных геохимических и геофизических карт;
- глубина прогноза (оценки), принимаемая на основе прогнозирования глубины распространения оруденения по геолого-геофизическим данным или аналогии с определившимися рудными районами, узлами или полями;
- прогнозируемые средние содержания основных компонентов, устанавливаемые по результатам опробования или экстраполируемые с эталонных объектов;
- параметрические характеристики геохимических ореолов и потоков рассеяния: геометрические параметры, интенсивность, продуктивность, статистики распределения содержаний металлов в ореолах (средние, дисперсии и др.); параметры ореолов метасоматических измененных пород и геофизических аномалий; пространственные размеры, интенсивность и др.; эта информация снимается с геохимических и геофизических карт, карт региональных метасоматических формаций с использованием результатов геохимического опробования, геофизических измерений, минералого-петрографических исследований, статистических обработок, математических расчетов;
- коэффициенты перехода от геохимических ресурсов и интенсивности геофизических аномалий к промышленным запасам, которые определяются в результате математических расчетов;
- удельная рудоносность (удельная продуктивность, коэффициент рудоносности) – принимается по сходству оцениваемых потенциально рудоносных объектов с эталонными (модельными) рудоносными и вычисляется как количество полезных ископаемых на единицу длины, площади или объема;
- коэффициенты подобия, в определенной мере отражающие достоверность прогноза и степень сходства (аналогии) оцениваемых территорий с эталонными объектами по геологической обстановке, степени эрозионного среза, характеру и интенсивности распределения оруденения или гидротермально-метасоматических образований, соотношению главных полезных компонентов и т.д.; величина коэффициентов подобия определяется на основе анализа и оценке степени сходства минерагенических факторов (по информативности, значимости, надежности) в количественных (метрических), порядковых (ранговых) или номинальных (кодовых) значениях (показателях).
В зависимости от перечисленных исходных оценочных параметров перспективных территорий, характера и полноты информации по эталонам объекта выбираются наиболее надежные методы оценки прогнозных ресурсов [9, 16]. При хорошей геолого-геофизической и минералого-геохимической изученности оцениваемых площадей наиболее целесообразно проводить оценку прогнозных ресурсов методом прямых расчетов по параметрам рудовмещающей среды или методами, использующими парметрические характеристики, которые получены в результате геохимических и геофизических съемок. В случае недостаточности сведений о параметрах потенциальной рудоносности объектов, что является почти рядовым случаем, а также для контроля других методов оценки приходится производить оценку прогнозных ресурсов методом аналогии (в т.ч. экспертных оценок) с использованием экстраполяционных зависимостей с модельными объектами.
Таблица 7
Достоверность прогноза полезных ископаемых на перспективных площадях и участках
| Цифровой индекс | Относительная достоверность прогноза | Критерии надежности оценки ископаемых на перспективных площадях и участках |
| I | Высокая (надежная) | Расчеты ресурсов основаны главным образом на надежно установленных – измеренных или экстраполированных – оценочных параметрах определившихся рудоносных площадей (участков); параметрические характеристики документально обоснованы на картах, планах, схемах, разрезах, матрицах и т.д. |
| II | Средняя (средней надежности) | Расчеты ресурсов основаны преимущественно на предполагаемых оценочных параметрах потенциально рудоносных площадей (объектов); параметрические данные получены при анализе удельной рудоносности (продуктивности) площадей (участков), интерпретации и оценке гидротермально-метасоматических, геохимических и геофизических аномальных полей и локальных максимумов (минимумов), региональном анализе геологических карт, схем, разрезов, использовании косвенных сведений по параметрам предполагаемой рудоносности |
| III | Низкая (малонадежная) | Расчеты ресурсов основаны на комплексных оценочных параметрах провинциального или регионального масштабов, региональных кларков металлов, различных эмпирических или статистических коэффициентах, структурно-геометрических закономерностях, корреляционных зависимостях и связях и др.; эти сведения могут быть получены из справочной литературы, анкетированием, экспертизой, статистической и математической обработкой материалов и т.д. |
Примечание. На картах прогноза цифровой индекс может комбинироваться с буквенным индексом перспективных площадей, например АI, БII, ВIII и т.д.
Прогнозная оценка территорий по результатам прогнозно-металлогенических исследований м-ба 1 : 200 000 должна завершаться составлением сводной таблицы общих ресурсов – всех учтенных прогнозных ресурсов и запасов соответствующих категорий изученности или разведанности. При этом должны охватываться как потенциальные рудоносные районы и узлы, так и известные определившиеся рудные районы и узлы. Общие ресурсы должны быть дифференцированы по видам полезных ископаемых и типам рудных объемов – формационных или геолого-промышленных.
Контроль правильности оценок прогнозных ресурсов, определение погрешности и достоверности оценок, повышение их надежности – важные и пока трудно решаемые вопросы. Не полностью они разрешены и в Методических рекомендациях [9]. Достоверность прогноза в первую очередь предопределяется степенью изученности территорий, надежностью оценочных параметров и точностью расчетных формул, в совокупности достаточных или недостаточных для однозначных оценок (табл. 7).
В настоящее время достоверность учитываемых точечных оценок прогнозных ресурсов в целом невелика, и ее повышение следует связывать с необходимостью представления и учета интервальных оценок прогнозных ресурсов – минимально и максимально возможных [9].
По желанию заказчика при соответствующие финансировании составлять комплекты ПМК-200 можно с использованием современных компьютерных технологий. В последние годы появились многочисленные публикации по переходу на машинные технологии составления карт геологического содержания на основе Географических информационных систем – ГИС-технологий (Отечественная геология, 1995, №11; Разведка и охрана недр, 1995, №10; [6] и др.).
ГИС-технологии базируются на применении современных персональных электронно-вычислительных машин (ПВМ), обеспеченных соответствующим инструментарием – программными продуктами. В настоящее время созданы многочисленные отечественные и зарубежные программные системы для формирования различных банков данных, обработки информации, а также для составления и оцифровки карт геологического содержания, в том числе программные продукты, разработанные в СпецИКЦ РГ ВСЕГЕИ и в других геологических подразделениях (ГлавНИВЦ, ЦНГРИ, Зарубежгеология и др.). Современные ПВМ и программные продукты позволяют автоматизировать науко- и трудоемкие операции при составлении главных и вспомогательных карт комплекта ПМК-200.
Общий алгоритм создания главных и вспомогательных карт комплекта ПМК-200 на основе компьютерных ГИС-технологий в общих чертах включает операций:
1. Приобретение цифровых моделей топоосновы м-ба 1 : 200 000 и ее нагрузка согласно картографическим требованиям, изложенным в [6] (гл. 3.1), осуществляемая программной поддержкой – Geodraw(a), ARC/INFOи др.
2. Приобретение в банке ГРАВИМАГ цифровых моделей карт аэромагнитной съемки м-ба 1 : 200 000 (имеются на всю территорию России) и гравиметрической съемки этого масштаба (имеются на большую часть Европейской России и частично на Азиатскую часть); недостающие цифровые модели геофизических карт можно изготовить на основе бумажных носителей с помощью программной поддержки – GEORUN, SURFERи др.; при помощи этих же программных средств изготавливаются цифровые модели аэроспектрометрических карт.
3. Создание банков данных: полезных ископаемых и их поисковых признаков; аналитических геохимических, минералогических, петрографо-минералогических материалов; карт фактического материала по результатам геохимического, петрографо-минералогического опробования; другой информации, необходимой для создания карты геологических формаций и вспомогательных карт комплекта ПМК-200; для создания банков данных рекомендуется принятая в отрасли система ADK.
4. Создание банка цифровых моделей геологических карт м-бов 1 : 50 000 – 1 : 200 000 для составления удовлетворяющие современным требованиям геологической основы м-ба 1 : 200 000, если такая, как итог ГПД-200, отсутствует; построение легенды сводной карты.
5. Составление по геологической основе карты геологических формаций с использованием банков данных литологической, петрографической, минералогической, геохимической, геофизической и другой необходимой информации.
6. Составление регистрационной карты полезных ископаемых и их поисковых признаков, включая карты геохимического и шлихового опробования.
Операции 4-6 выполняются программными средствами – Geodraw, ARC/INFO, ГИС PARK.
7. Создание схем интерпретации геофизических материалов и карт глубинного строения на основе многовариантного последовательного совмещения цифровых моделей геофизических карт с геологической основой и картой геологических формаций; интеллектуальная обработка материалов с построением схем и карт производится с применением программных средств - ГИС PARK, Polyarc/ADKи подобных ГИС.
8. Создание карт региональной геохимической специализации геологических формаций, карт региональных метасоматических формаций, карт кор выветривания в интерактивном режиме с применением обрабатывающих программ - ГИС PARK, Polyarc/ADK, с использованием банков данных, указанных в п.3; при создании карт региональной геохимической специализации геологических формаций, естественно, необходимо применять совмещение на ПВМ цифровых моделей карт геологических формаций, геофизических карт, карт фактического материала и др.
9. Завершающий этап среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований – создание собственно прогнозно-металлогенической карты (или карты закономерностей размещения полезных ископаемых) путем многократного совмещения цифровых моделей карты геологических формаций со всеми вспомогательными картами, а при необходимости и с исходными геологическими и геофизическими картами с подключением баз данных; этот глубокий интеллектуальный процесс, требующий высокого профессионализма, проводится в интерактивном режиме с использованием программного обеспечения - ГИС PARK, Polyarc, ARC/INFO, ADK; после создания цифровой модели прогнозно – металлогенической карты на цветных принтерах получают цветной макет на бумажном носителе, проводят ее осмотр и уточнение с последующей корректировкой цифровой модели карты; окончательную редакцию, контрольную визуализацию и корректировку лучше всего выполнять в ARC/INFOверсия 7.0 на платформе SUN.
Вопросы организации и производства среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований с составлением ПМК-200 привлекают постоянное внимание специалистов, занимающихся решением проблем развития (расширения) минерально-сырьевой базы России и совершенствования ее структуры в отдельных регионах или горнорудных районах.
Как показал обширный опыт прогнозирования и выявления промышленных месторождений различных полезных ископаемых, лучшие результаты и в кратчайшие сроки достигнуты при проведении целенаправленных комплексных прогнозно-металлогенических исследований с применением рассмотренной технологии производства работ и составления карт.
Учитывая дефицит многих видов минерального сырья и необходимость улучшения структуры запасов некоторых полезных ископаемых, целесообразно предусмотреть в ряде определившихся рудных и перспективных районов постановку специализированных среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований. Эти работы должны выполняться с ограниченным объемом полевых исследований и базироваться главным образом на глубоком ретроспективном анализе всех имеющихся материалов по геологосъемочным работам м-бов 1 : 50 000 – 1 : 200 000, региональным геофизическим и минералого-геохимическим исследованиям, поисковым и поисково-оценочным работам. При этом необходимо учитывать все современные тектонические и металлогенические концепции и применять только рациональные технологии обработки и интерпретации разноплановой информации, в том числе в автоматическом режиме.
Реальное проведение среднемасштабных прогнозно-металлогенических исследований и составление комплектов ПМК-200, относящихся, несомненно, к категории наукоемких производств, возможно при выделении специальных заданий, комплексировании исследований научных и производственных организаций, при выполнении работ на средства заказчика.
1. Геологическое строение СССР и закономерности размещения полезных ископаемых. Т. 10. Геологическое строение и минерагения СССР. Кн.2. Закономерности размещения полезных ископаемых СССР/ Под ред. Г.А. Габриэлянца, А.И. Кривцова, В.М.Терентьева. – Л., Недра, 1989. 619 с.
2. Глубинное строение и вопросы металлогении Восточного Казахстана. – Л., Недра, 1983. 152 с.
3. Глубинное строение и геодинамики литосферы. – Л. Недра, 1983. 276с.
4. Изучение и картирование зон гипергенеза. Метод. пособие по геологической съемке/ Под ред. Б.М. Михайлова. – СПб, Недра, 1995. 189 с.
5. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений / Сост.: С.В.Григорян, А.П. Соловьев, М. Ф. Кузин. – М., Недра, 1983. 191 с.
6. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации м-ба 1 : 200 000. – М., Роскомнедра, 1995. 244 с.
7. Корбунов А.И., Петровский А.П. Методы и результаты комплексной интерпретации геофизических данных / Интерпретация гравитационных и магнитных полей – Киев, АН УССР, 1992. С. 156-161.
8. Компьютерный прогноз месторождений полезных ископаемых / В.В.Марченко, Н.В. Межеловский, Э.А. Немировский и др. – М., Недра, 1990. 288 с.
9. Контроль оценок прогнозных ресурсов рудоносных объектов. Метод. реком./Науч. ред. Ю.В. Богданов. – Л., ВСЕГЕИ, 1990. 104 с.
10. Кривцов А.И. Прикладная металлогения. – М., Недра, 1989. 288 с.
11. Критерии прогнозной оценки территорий на твердые полезные ископаемые. Изд. 2-е, перераб. и доп./ Под ред. Д.В. Рундквиста. – Л., Недра, 1986. 751 с.
12. Металлогения СССР. Комплект карт м-ба 1: 1 000 000 – 1:2 500 000, 1982-1986/ Гл.ред. Д.В. Рундквиста, В.М. Волков, В.И. Смирнов. – Л., ВСЕГИЕ, 1984 -1989, 11 карт.
13. Методика изучения гидротермально – метасоматических образований/ Е.В. Плющев, О.П. Ушаков, В.В. Штатов, Г.М. Беляев. – Л.Недра, 1981. 262 с.
14. Методические рекомендации по геолого-геохимическому изучению гидротермально – метасоматических образований при ГСР-50 с общими поисками/ Сост.: Е.В. Плющев, В.В. Штатов, Г.М. Беляев – СПб., ВСЕГЕИ, 1992. 64 с.
15. Методические рекомендации по составлению легенд к поэлементным геохимическим картам/ Под ред. А.А. Смыслова, В.А. Рудника, Л.А. Полуниной. – Л., ВСЕГЕИ, 1985. 140 с.
16. Методическое руководство по оценке прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых/ Гл. ред. В.М. Волков. Изд. 2-е, перераб. Ч.1: Принципы и методы оценки/ Отв. ред. А.И. Кривцов. – М., Мингео СССР, 1989, 183 с.; Ч.2: Оценка прогнозных ресурсов твердых горючих полезных ископаемых, черных и легирующих металлов/Отв. ред. В.С. Быкадаров, В.Т. Покалов. – М., ВИЭМС, 1988. 200 с.; Ч.3: Оценка прогнозных ресурсов цветных металлов/Отв. ред. И.Ф. Мигачев, В.Т. Покалов. М., ВНИИзарубежгеология, 1989. 208 с.; Ч. 4: Оценка прогнозных ресурсов неметаллических полезных ископаемых/Отв. ред. Н.Н. Ведерников. – М., ВНИИзарубежгеология, 1989. 183с.; Ч. 5: Оценка прогнозных ресурсов редких элементов/ Отв. ред. В.В. Иванов. – М., ВНИИзарубежгеология, 1989. 167 с.
17. Михайлов Б.М. Рудоносные коры выветривания. – Л. Недра, 1986. 238 с.
18. Организация и производство геологического доизучения ранее занятых площадей в м-бе 1 : 200 000, составление и подготовка к изданию Государственной геологической карты России м-ба 1 : 200 000 и требования к ее содержанию и качеству. Материалы науч. – практич. семинара. – М. – СПб., ВСЕГЕИ, 1995. 80 с.
19. Плющев Е.В., Шатов В.В. Геохимия и рудоносность гидротермально-метасоматических образований. – Л. Недра, 1985. 247 с.
20. Принципы и методы геохимических исследований при прогнозировании и поисках рудных месторождений. Метод. реком./ Под ред. А.А. Смыслова, В. А. Рудника, Н.М. Динкова, А.И. Панайотова. – Л. Недра, 1979. 247 с.
21. Принципы и методы оценки рудоносности геологических формаций/ Под ред. Д.В.Рундквиста: Магматические формации/ Ред. В.Л. Масайтис. – Л., Недра, 1983. 259 с.; Региональные метаморфо-метасоматические формации/ Ред. В.В. Жданов. – Л. Недра, 1983. 280 с.; Осадочные формации/ Ред. Н.Н. Предтеченский. – Л., Недра, 1984. 228 с.
22. Прогнозно-металлогенические исследования при региональных геолого-съемочных работах. Метод. пособие по геол. съемке/Н.В. Кочкин, Е.В. Альперович, О.П.Апольский и др. Вып. 13. – Л., Недра, 1985. 280 с.
23. Прогнозно-металлогенические исследования при глубинном геологическом картировании. Метод. пособие по геол. съемке/М.Л. Сахновский, П.А. Литвин, Б.М. Михайлов и др. Вып. 21. – Л., Недра, 1988. 312 с.
24. Прогнозно-поисковые комплексы / Отв.ред. А.И. Кривцов. Вып. 1-33.М., ЦНИГРИ, 1983-1989.
25. Рекомендуемая легенда к комплекту карт «Металлогения СССР» / Под ред. Д.В. Рундквиста, К.А. Маркова, В.А. Трофимова. – Л., ВСЕГЕИ, 1979. 69 с.
26. Сборник руководящих материалов по геолого-экономической оценке месторождений полезных ископаемых. – М., ГКЗ СССР, 1985 (т. 1, 576 с.), 1986 (т.2. 530 с.).
27. Сейсмогравитационное моделирование при изучении литосферы/ Отв. ред. В.И. Старастенко, А. Шванцара. – Киев, Наукова Думка, 1994. 291 с.
28. Филатов В.Г., Жбанков Ю.В., Трайнин П.Н. Способы пространственной обработки и интерпретации гравитационных и магнитных полей. – М., ВИЭМС, 1991. 88с.
29. Щеглов А.Д., Терентьева В.М., Марков К.А. Проблемы и концепция прогнозно-металлогенических исследований // Сов. геология. – 1991. - №2. С. 41-50.
МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОСТАВЛЕНИЯ ПРОГНОЗНО-МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКИХ КАРТ МАСШТАБА 1:200 000 РУДНЫХ И ПОТЕНЦИАЛЬНО РУДНЫХ РАЙОНОВ
Редактор Т.С. Лысенко
Технический редактор Д.Г. Воробьева
ЛП №000014 от 28.08.98
Подписано в печать 21.05.99. Формат 60х90/16. Гарнитура Таймс.
Печать офсетная. Печ. л. 5,5. Уч.-изд. л.7,0. Тираж 100 экз. Заказ 2075.
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А.П.Карпинского (ВСЕГЕИ).
199106, Санкт - Петербург, Средний пр., 74.
Санкт – Петербургская картографическая фабрика ВСЕГЕИ.
199178, Санкт – Петербург, Средний пр., 72.
Тел. 321-8121, факс 321-8153.
[1] В качестве синонима может быть предложено другое название – карта металлогенического районирования и прогноза, однако оно еще не вошло в практику геолого-прогнозных и металлогенических работ, поэтому не используется.
[2] Под геологическими формациями понимаются крупные геологические тела, разделенные поверхностями несогласий или другими резкими ограничениями, сложенные комплексами пород, однотипных по происхождению и продолжительности формирования (не менее яруса), и отвечающие эпохам с определенным тектоническим режимом или их отдельным стадиям.
[3] Под блоком понимается структурно-обособленный сегмент земной коры со специфическими особенностями геологического строения и, как следствие, спецификой геофизических характеристик (параметров физических полей, скоростных разрезов, дифференциации коры, петрофизических свойств и т.д.).
[4] Под структурой понимается сочетание формы, размера и взаимоотношения эпигенетических минералов.
[5] Составляются для различных геолого-тектонических обстановок – для складчатых областей и щитов со свойственным им маломощным осадочным покровом, для платформ и отдельных продуктивных поверхностей в их пределах. С учетом разнообразия полезных ископаемых, как эндогенных, так и экзогенных, свойственных этим обстановкам, КЗПИ могут представляться в разных вариантах, но при соблюдении главных принципах и методических приемов.