Розробка технології прямих пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині фазово-спектральними методами наведеної поляризації

Размещено на http://www.allbest.ru/

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

УДК (542.8+550.837.81):553.41

Спеціальність 04.00.22 - геофізика

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата геологічних наук

Розробка технології прямих пошуків самородної міді В трапових утвореннях Волині фазово-спектральними методами Наведеної поляризації

Нурмухамедов

Володимир Гарифович

Київ

2008



ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Робота виконана на кафедрі геофізики геологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Науковий керівник: доктор геологічних наук, професор

Вижва Сергій Андрійович,

Київський національний університет імені Тараса Шевченка,

декан геологічного факультету

Офіційні опоненти: доктор геолого-мінералогічних наук, старший науковий співробітник

Кулик Сергій Миколайович,

Інститут геофізики імені С.І. Субботіна НАН України,

головний науковий співробітник, м. Київ.

кандидат геолого-мінералогічних наук,

старший науковий співробітник

Деревська Катерина Ігорівна,

Інститут геологічних наук НАН України,

старший науковий співробітник, м. Київ

Захист відбудеться 6 березня 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.32 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 90, ауд. 324.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03033, м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий 4 лютого 2008 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 26.001.32

кандидат фізико-математичних наук І. В. Тішаєв



ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Для забезпечення та розвитку економіки України необхідна потужна мінерально-сировинна база, і зокрема міді, яка за обсягом застосування посідає третю позицію серед металів, поступаючись лише залізу та алюмінію. Відповідно до "Загальнодержавної програми розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2010 року" річні потреби в міді зростатимуть від 159,3 тис. т у 2006 р. до 171,5 тис. т у 2010 р. На цей час Україна розвіданих покладів міді не має. Проте відомо понад 150 рудопроявів міді, деякі з них кваліфікують як потенційні родовища.

Нині північно-західну частину Волино-Подільської плити визначають як дуже перспективну для виявлення промислових родовищ самородної міді (В.Л. Приходько та ін., 1993; Д.С. Гурський та ін., 1995, 2005; В.Г. Мельничук, 2004). Саме тут з 2000 р. відновлено пошукові роботи на самородну мідь, розпочаті ще у 1991 р.

Традиційні геологічні методи пошуків родовищ, в основу яких покладено буріння по мережі пошукових свердловин, виявилися економічно неефективними. Проте відомо, що під час пошуків корисних копалин важливу роль відіграють геофізичні методи, які дають змогу ефективно зменшувати вартість і тривалість пошукових робіт. Однак до початку робіт технології пошуків самородної міді геофізичними методами ще не існувало. Тому в зв'язку зі зростаючим попитом на мідь та початком державного фінансування робіт визначено необхідність розробки та впровадження нової сучасної геофізичної технології пошуків родовищ самородної міді.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. В основу роботи покладено результати досліджень автора, отримані під час виконання геолого-геофізичних робіт, замовниками яких були Міністерство геології УРСР та Державна геологічна служба України (№ державної реєстрації НР У-2000-50/13, НР-39-87-96/1, 1-86-243-Г/23 і 39-84-97/9, 39-92-8/8, 39-80-76/28, 39-89-10/14). Автор був керівником геофізичних робіт, відповідальним виконавцем та співавтором цих геолого-геофізичних досліджень.

Метою досліджень є розробка технології геофізичних досліджень при пошуках рудопроявів і родовищ самородної міді у трапових утвореннях Волині.

Основні завдання досліджень. Для досягнення цілей вирішувалися такі завдання щодо пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині.

1. Вивчення стану проблеми.

2. Аналіз результатів лабораторних досліджень міденосних зразків трапів.

3. Розробка технології геофізичних досліджень.

4. Апробація розробленої технології та аналіз результатів застосування фазово-спектральних методів наведеної поляризації (НПФС).

Об'єкт наукових досліджень - cамородномідне зруденіння в трапових утвореннях Волині.

Предмет наукових досліджень - зв'язки фізичних властивостей міденосних трапових утворень і параметрів фазових методів наведеної поляризації (НПФ) з процесами рудоутворення.

Методи досліджень. Для вирішення поставлених завдань використовували:

1) мінералого-петрографічні дослідження для визначення речовинного складу гірських порід, складу, вмісту й розмірів рудних включень;

3) метод нейтронно-активаційного аналізу для визначення вмісту міді;

4) лабораторні методи вивчення фізичних властивостей вулканогенних порід для визначення фазово-частотних характеристик (ФЧХ) наведеної поляризації (НП), питомого електричного опору, густини, магнітної сприйнятливості, величини та напрямку вектора залишкової намагніченості;

5) петрофізичні дослідження для встановлення змін фізичних властивостей міденосних трапових порід, пов'язаних із рудоутворенням;

6) наземні електророзвідувальні дослідження фазово-частотними методами наведеної поляризації для прямих пошуків самородної міді.

Додатково залучено дані гравімагнітних зйомок, профільних сейсморозвідувальних робіт, геофізичних досліджень свердловин. Використано математичне моделювання гравімагнітних полів і результати інтерпретації матеріалів геофізичних досліджень. Для завірення результатів пошукових геофізичних робіт проведено буріння свердловин.

Наукова новизна виконаних досліджень полягає у тому, що вперше:

1) на основі вивчених ФЧХ визначені частотні діапазони поляризаційної здатності всіх рудних електронопровідних мінералів (магнетиту, ільменіту та самородної міді), що містяться в трапових утвореннях Волині;

2) виявлені зв`язки фізичних властивостей міденосних порід трапової формації з їх петрографічним складом, ступенем епімагматичних змінень вулканітів, мінеральним складом, вмістом та розмірами рудних включень;

3) розроблені геолого-геофізичні моделі міденосних трапових утворень Волині;

4) розроблені технологія прямих наземних геофізичних пошуків самородної міді методами НПФС і технологія обробки та інтерпретації матеріалів польових робіт.

Практичне значення отриманих результатів. Запропоновану технологію робіт методами НПФС використовують для прямих пошуків родовищ самородної міді в трапових утвореннях Волині, її можна застосовувати в інших регіонах з подібною геологічною будовою.

Особистий внесок здобувача. Винесені на захист основні результати робіт отримані здобувачем особисто [6-10, 12, 16-19]. Внесок здобувача у наукових працях, виконаних у співавторстві, виражений таким чином. У роботах із застосування методів зондування становленням поля у ближній зоні (ЗСБ) і НПФ для вивчення осадово-вулканогенних товщ та інших утворень автор брав безпосередню участь у запровадженні методів, організації польових досліджень, отриманні, обробці та аналізі результатів електророзвідувальних досліджень та формулюванні висновків [1, 5, 11, 13]. У працях [2-4, 14, 15] дисертанту належать ідеї з вдосконалення технології розробленого К. О. Гурою і П. І. Грищуком (1996, 1998) порівняльного способу інтерпретації магнітних аномалій, придатного для визначення геометричних параметрів поляризованих об'єктів, і проведення апробації удосконаленої технології.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та окремі результати виконаних досліджень доповідані на: міжнародній геофізичній конференції "Анізотропія. Фрактали. Проблеми практичного застосування" (Київ, 1994); міжнародних наукових конференціях "Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" (Київ, 2001, 2004, 2005); науково-виробничій нараді геологів-знімальників України "Актуальні питання вивчення та картування осадових комплексів складчастих областей і платформенного чохла України" (Світлодарськ, 2003); міжнародному геофізичному науково-практичному семінарі "Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых" (Санкт-Петербург, Російська Федерація, 2005); всеукраїнській науковій конференції "Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища" (Київ, 2006, народній конференції "Геоінформатика: теоретичні та прикладні аспекти" (Київ, 2007); науково-технічній конференції Іркутського державного технічного університету (Іркутськ, Російська Федерація, 2007); міжнародній науково-технічній конференції "Прикладна наука сьогодні: здобутки та проблеми" (Київ, 2007).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 19 наукових праць, серед яких 10 статей в наукових журналах (з них 5 одноосібних) і 9 робіт - у матеріалах українських, російських і міжнародних наукових конференцій, семінарів і нарад, а також у 6 виробничих звітах.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, 4 розділів, висновків та списку використаних джерел з 148 найменувань. Загальний обсяг роботи 201 сторінка, у ній наведено 4 таблиці та 79 рисунків.

Автор висловлює щиру подяку науковому керівнику - д. геол. н., проф. С.А. Вижві за постійну увагу та допомогу в роботі; співробітникам ПДРГП "Північгеологія" - гол. геологу В.Л. Приходьку, гол. геофізику Л.М. Шимківу, директору Центру геофізичних досліджень І.О. Качану, співробітникам Правобережної геофізичної партії - гол. геологу Б.М. Дзюбі, пров. геофізику В.А. Ахметшину та геофізику Л.С. Железняк за допомогу і постійну підтримку під час виконання роботи, а також цінні зауваження в процесі обговорення отриманих результатів, геофізику О.В. Поплавській за допомогу в оформленні роботи. Здобувач вдячний також канд. фіз.-мат. наук, співробітнику Київського національного університету імені Тараса Шевченко доц. М.В. Реві за поради і зауваження у процесі підготовки роботи.

Особливу вдячність автор висловлює д. геол.-мін. н., гол. наук. співробітнику Львівського відділення УкрДГРІ, проф. Р.С. Сейфулліну, к. т. н., пров. наук. співробітнику КВ Інституту геофізики НАНУ С.А. Дещиці, к. геол.-мін. н., пров. наук. співробітнику Інституту геофізики НАНУ А.М. Глевасській, д. геол.-мін. н., пров. наук. співробітнику Інституту геологічних наук НАНУ І.В. Орищенку, пров. геофізику Центральної лабораторії ПДРГП "Північгеологія" М.О. Васильченку за допомогу в лабораторних дослідженнях.



ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, наведено цілі та завдання досліджень, показано наукову новизну отриманих результатів, їх практичне значення, особистий внесок здобувача, апробацію дисертаційної роботи.

У першому розділі висвітлено короткий геологічний нарис території поширення трапових утворень Волині, складений за матеріалами Є.К. Лазаренка (1960), Б.Я. Воловник (1977), І.І. Чебаненка (1990), В.Л. Приходька (1993, 2005), Д.С. Гурського (1995, 2005), В.А. Шумлянського (1999, 2001, 2002), К.І. Деревської (2001, 2002), А.А. Носової (2005).

У рифеї-венді внаслідок утворення висхідного потоку "гарячої" мантії плита "Балтика" відокремилась від інших плит. На її західній окраїні під дією плюма, що відокремився, виникли прояви рифтогенного магматизму, в результаті чого утворилася Волинська трапова провінція. До трапової формації відносять три світи: заболотівську базальтову с прошарками туфів, бабинську туфову, місцями з потоком базальтів, і ратнівську, що складається з чергування базальтових потоків, лавобрекчій та прошарків туфів.

Джерелом міді є толеїтова магма, де її вміст сягає близько 0,012%. У процесі охолодження лавових потоків мідь за відсутності підземних вод кристалізувалася у вигляді дрібних кристалів у зрощеннях з титаномагнетитом, магнетитом та ільменітом (гістеромагматичнй етап рудоутворення). У подальшому ці рудні акцесорні мінерали з підвищенням рівня підземних вод у процесі епімагматичних змін окиснювалися з утворенням гематиту, титаномагнетиту, лімоніту та інших оксидів і гідроксидів. При цьому вивільнялася мідь, яка під дією нагрітих підземних вод вилуговувалася, переносилась і в результаті відновлення гематитового заліза (перетворення його у вторинний магнетит) перевідкладалась у формі більших виділень. Частина покладів самородної міді має пластоподібний багатоярусний характер. Поблизу стрімких розломів, близьких до вертикальних, поширені лінійні поклади, що у вузлах перетину мають стовпоподібний характер. Самородномідна мінералізація зазвичай приурочена до амігдалоїдних базальтів і туфів у вигляді вкраплень, дендритів і прожилків або самородків у лавобрекчіях.

Серед порід, які складають кристалічний фундамент, є як сильномагнітні утворення і породи з високим значенням густини типу габбро, діабазів, діоритів, так і практично немагнітні та більш легкі утворення у вигляді лептитів і гранітоїдів. Кристалічні породи фундаменту різної основності, що залягають на глибині 600 м і більше, утворюють гравімагнітні поля, які є низькочастотним фоном для гравімагнітних збурень від порід вулканогенно-осадового чохла.

Трапові утворення осадово-вулканогенного чохла мають вищі порівняно з осадовими породами значення магнітних властивостей, густини, питомого електричного опору і поляризаційної здатності (t_з = 0,5 с), за винятком туфів, які характеризуються низькими опором та густиною.

Фізичні властивості гірських порід свідчать про можливість використання геофізичних методів для картування порід фундаменту й осадово-вулканогенних утворень платформного чохла.

Було проведено аналіз застосування геофізичних методів для картування трапових утворень та пошуків самородної міді.

Різновекторність залишкового намагнічування трапів навіть у межах одного базальтового потоку, дрібноблокова будова трапової товщі, наявність складчастих структур, неоднорідність намагнічування трапів, широкий розвиток процесів епімагматичних змін, різні рівні ерозійних зрізів (зокрема, у вендський час) тощо обумовлюють складний мозаїчний рисунок магнітного поля над трапами.

На картах залишкових гравітаційних аномалій переважно відображені зони розвитку кристалічних порід різної основності, а також блокова будова поверхні кристалічного фундаменту. Внесок у гравітаційне поле за рахунок вулканогенних утворень трапового покриву незначний.

Відсутність кореляції ділянок підвищеного вмісту самородної міді з гравімагнітними полями унеможливлює запланувати проведення детальних гравімагнітних зйомок для виявлення змінних зон та ділянок трапових утворень, які характеризуються, зазвичай, значно меншими показниками густини та намагнічування. Дані раніше виконаних гравімагнітних площинних досліджень слід використовувати комплексно, разом з іншими геолого-геофізичними методами для виявлення структур, що контролюють самородномідне зруденіння.

За даними сейсмічного методу МВХ-СГТ чітко простежуються відклади могилів-подільської та канилівської серій, що залягають на вулканічних породах трапового покриву. В самій траповій товщі окремі потоки базальтів та зони їх виклинювання фіксуються ділянками впевненого відбиття. Порушеннями в кореляції меж відбиття картуються розломи. В хвильовому полі трасуються також тектонічно ослаблені зони пологого залягання, утворення яких пов'язане із зсувними структурами, що виникли у процесі формування Ратнівського горсту.

До початку пошукових робіт на самородну мідь існував невеликий досвід проведення електророзвідувальних робіт методами ЗСБ і НП з метою картування і розчленування трапових утворень. Різкий контраст електропровідності в осадово-вулканогенних породах дає можливість використання методу ЗСБ для розчленування трапової товщі. Скупчення вкрапленої міді не зменшують опір вмісних порід і тому не відображені у даних ЗСБ.

Результати небагатьох робіт методом НП, виконаних до початку пошуків самородної міді, засвідчили, що дослідження НП на одній частоті (як правило, 0,3 Гц) чи на одній часовій затримці (0,5 с) не приводять до виявлення скупчень самородної міді за її вмісту в рудах менше 1-2 %, однак дають змогу розділяти за поляризаційною здатністю та опором різні за складом вулканогенні утворення.

Досвід знаходження самородномідної мінералізації імпульсним методом НП у свердловинах був одержаний у 1950-х роках у США А. Шіллінгером та

Л. Бейконом під час детальної розвідки унікального родовища самородної міді на руднику Осцеола (Н.Г. Алахверді, 1967). Для виявлення міді дослідники обрали режим робіт з тривалістю зарядки у 5 або 3,5 с з вимірюванням різниці потенціалів НП через 10 мс після вимкнення струму. Застосування методу НП збільшило "коефіцієнт виявлення" рудних тіл від 34 до 72 %. Цей успіх, на

думку Н.Г. Алахверді, пов'язаний з тим, що вміст магнетиту та ільменіту, які також характеризуються підвищеною поляризаційною здатністю, поза рудними зонами цього родовища незначний.

Незважаючи на вдале застосування методу НП у свердловинах, використання його для наземних досліджень з вимірами різниці потенціалів НП через 10 мс після вимкнення струму неможливе через наявність тривалішої в часі (порівняно з каротажем) зони індукції.

Отже, до початку пошукових робіт практично не існувало технології наземних геофізичних досліджень щодо виявлення скупчень самородної міді.

Ідея застосування для пошуків самородної міді диференціальної методики НП виникла на основі аналізу даних лабораторних досліджень комплексного питомого електричного опору, виконаних 1995 р. у США компанією ZONGE на 8 рудних зразках гірських порід трапової формації, відібраних у межах Гірницького рудного вузла на Жирицькій ділянці. Незважаючи на малу кількість зразків та негативний висновок щодо застосування фазового методу НП для пошуків самородної міді, зроблений геофізиками фірми PHELPS DODGE, на замовлення якої були виконані лабораторні дослідження, дисертант все ж припустив, що існує диференціальний параметр НП, який залежить від вмісту самородної міді. Цим параметром є кут нахилу (швидкість зміни) зсуву фаз (поляризаційної здатності) в інтервалі частот приблизно від 0,8 до 8-10 Гц, тобто до зони впливу індукційних явищ.

Про можливість використання різного характеру спаду НП для вивчення мінерального складу і структури рудних включень висловився ще у 1952 р.

В.Н. Дахнов. Дослідження 1950 - 1960-х років показали, що електронопровідні мінерали характеризуються повільним спадом НП (В.О. Комаров, 1958; Г.П. Нечаєва, 1966; В.В. Кормільцев, 1968; В.М. Пузанов, 1968; Р.Д. Умишев, 1968 та ін.). Однак на думку В.О. Комарова (1980), було незрозумілим, як з цього факту отримати інформацію про склад і текстуру електронних провідників. Проте вже з другої половини 1970-х років часові та фазово-частотні характерристики НП почали використовувати для вирішення деяких геологічних завдань, зокрема, для виділення рудних утворень, представлених електронними провідниками, серед піритизованих, графітизованих чи серпентинізованих порід, а також для пошуків масивних руд у межах аномальних зон НП, зумовлених наявністю порід з розсіяною мінералізацією (А.П. Карасьов, Р.С. Сейфуллін та ін., 1971, 1972, 1977; О.М. Шаповалов, 1972, 1976; В.Г. Брестлавцев, 1976; В.В. Кормільцев, 1980; В.І. Лемец та ін., 1986 та ін.). Дослідження 1970 - 1980-х років не залишили сумнівів у тому, що мінеральний склад, кількість,

розміри і текстура електронопровідних включень можуть визначати часові та частотні параметри НП.

У другому розділі розроблено запропоновану автором ідею можливості виявлення самородної міді фазовими методами НП за допомогою кутів нахилу ФЧХ в інтервалі частот від 0,8 до 8-10 Гц. Для цього дисертант зініціював проведення циклу лабораторних досліджень, метою яких було визначення впливу рудних електронопровідних мінералів трапових утворень на поведінку ФЧХ, а також встановлення зв'язків фізичних властивостей вулканогенних порід з їх петрографічним складом та змінами, пов'язаними з процесами рудоутворення. Для цього була відібрана колекція з 85 міденосних зразків порід трапової формації з 19 свердловин (66 зразків), розташованих на ділянках Рафалівська та Жиричі, та кар'єру (19 зразків) поблизу с. Іванчі (Рафалівська ділянка). У Карпатському відділенні Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України С.А. Дещицею під методичним керівництвом Р.С. Сейфулліна та дисертанта в інтервалі частот від 0,06 до 128 Гц вивчали поляризаційні характеристики міденосних порід трапової формації. Значення уявного питомого електричного опору зразків (_у) отримані в Інституті геологічних наук І.В. Орищенком. У лабораторії фізичних властивостей ПДРГП "Північгеологія" автором були визначені густинні та магнітні властивості вулканогенних порід. Петрографічні описи міденосних трапів, визначення ступеня їх змінності та характеристик рудних мінералів, наявних у вулканітах, виконані А.М. Глевасською в Інституті геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України по шліфах та аншліфах з використанням методу порошкової магнітографії. Вміст самородної міді визначений у Центральній лабораторії ПДРГП "Північгеологія" М.О. Васильченком методом нейтронно-активаційного аналізу.

Поляризаційні властивості міденосних гірських порід трапової формації досліджені по кривих (f) ФЧХ, представлених графіками залежності кута зсуву фаз між струмом генератора і різницею потенціалів електродів приймальної лінії від логарифму частоти (рис. 1-4).

Як показали лабораторні дослідження міденосного зразка лавобрекчії базальтів (13,37 %), мідь поляризується максимально на частотах f = 20ч40 Гц (у роботах КазВІРГа - 39 Гц). Однак польові дослідження в цьому діапазоні частот спотворені зоною індукції (становлення поля), вплив якої стає суттєвим починаючи з 2-4 Гц. В інтервалі частот, менших за 2-4 Гц (де мідь поляризується слабше, ніж на f = 20ч40 Гц), низький вміст міді (менше 1-2%) не створює практично помітних аномалій на фоні інтенсивної та змінної по площі та розрізу поляризації від магнетитів трапових утворень. Дослідження на одній частоті дають змогу, як зазначалося вище, лише розділяти за поляризаційною здатністю та опором різні за складом вулканогенні утворення.

Разом з тим, за даними виконаних лабораторних досліджень поляризаційних властивостей міденосних порід трапової формації, підтверджується виявлена дисертантом можливість знаходження скупчення самородної міді, оскільки

наявність міді навіть у невеликій кількості зумовлює зміну нахилу всієї кривої (f), і тим сильніше, чим більший вміст міді та менші розміри її вкрапленості (див. рис. 2). Кут нахилу ділянки кривої (f) від 0,8 Гц до зони виникнення індукційних явищ, що оцінюється за його тангенсом, названо швидкістю (V) зміни з частотою кута зсуву фаз, яку обчислюємо за формулою

= [(f₂) - (f₁)]/(lg f₂ - lg f₁).

Якщо провести дотичну до ділянки кривої (f) в інтервалі частот від 0,8 до 10 Гц, то відносна амплітуда кута зсуву фаз на частоті 0,06 Гц (? ) між нею та гілкою низькочастотної ділянки, що піднімається від 0,8-1,5 Гц у бік зменшення частоти, залежить від густини (пористості) вулканітів (див. рис. 1). Спочатку зі зменшенням пористості (збільшенням густини від 1,90 до 2,55 г/см³) поляризаційна здатність падає. За густини від 2,55 до 2,70 г/см³ крива залежності має перегин. З подальшим зростанням густини за відсутності пористості (чи її малих значень) поляризаційна здатність різко зростає.

Наявність ільменіту помітно змінює характер найбільш низькочастотного (менше 0,5-1,0 Гц) інтервалу ФЧХ, яка починає спадати зі зменшенням частоти по увігнутій кривій і тим стрімкіше, чим вище вміст ільменіту (див. рис. 3). Максимально ільменіт поляризується на частоті, меншій за 0,06 Гц.

Магнетит поляризується в широкому діапазоні частот. Чим більша концентрація його в породі й чим дрібніша вкрапленість, тим нижче розміщується вся крива (f), тобто тим вища поляризаційна здатність вулканітів (див. рис. 4). Найбільший вміст магнетиту (близько 2,5%) спостерігається в незмінених базальтах, у лавобрекчіях - близько 1%, у туфах - менше 0,6%.

Існує залежність крутості високочастотної ( f >10 Гц) гілки ФЧХ, обумовленої електродинамічними (індукційними) явищами, від опору зразків, а також вмісту і розмірів рудних включень. За невеликого вмісту дрібнозернистих електронопровідних мінералів (самородної міді, магнетиту та ільменіту) у зразках з опором менше 1000 Омм "індукційна" гілка розміщується, як правило, нижче "мідної" дотичної. Чим менше опір вулканітів та більші вміст і розміри рудних включень, тим стрімкіший спад гілки ФЧХ, зумовленої індукційними явищами.

Поляризаційна здатність незмінених вулканітів, яка залежить від вмісту магнетиту і розмірів його зерен, найвища. Зони змінених вулканогенних утворень, що контролюють самородномідне зруденіння, характеризуються, як правило, меншими значеннями поляризаційної здатності, оскільки в процесі епімагматичних змін частина магнетитів, окиснюючись, перетворюється у практично неполяризовані гематити, лімоніти та інші оксиди та гідроксиди.

Питомий електричний опір в міру епімагматичних змін зменшується від 3000-8000 до 1500-500 Омм.

Тріщинуваті базальти зон тектонічних порушень мають найнижчі значення опорів - від 300 до 1300 Омм. У них, як правило, мідь відсутня. Самородна мідь утворюється в ділянках, що прилягають до подібних зон. Опір туфів змінюється від кількох десятків Ом на метр до 100 Ом м, рідше більше. Для лавобрекчій характерний опір у кілька сотень Ом на метр.

Магнітна сприйнятливість (ж) порід трапової формації залежить від сумарного вмісту породоутворювальних і вторинних магнетитів. У процесі епімагматичних змін унаслідок окиснення акцесорних рудних мінералів, у тому числі магнетитів, магнітна сприйнятливість базальтів у цілому дещо зменшується від 3600-6000 до 3500-4000?10^-5 од. СІ.

Густина афанітових базальтів, що разом з амігдалоїдами складають основну масу трапів, у процесі змінень зменшилася від 2,87 до 2,76 г/см³. Густина мигдалекам'яних базальтів за автометасоматичних змін зменшувалася від 2,84 до 2,72 г/см³, а за наявності парагідротермальних перетворень збільшувалася до 2,76 г/см³ унаслідок відкладення у пустотах і тріщинах вторинних мінералів.

Таким чином, дані лабораторних досліджень електричних, магнітних і густинних властивостей гірських порід засвідчують, що змінені вулканіти, які вміщують самородну мідь, найбільш контрастно мають відображатись у вигляді понижених значень опору та поляризаційної здатності, а наявність міді - фіксуватися нахилом ділянки кривої ФЧХ у спектрі частот від 0,8 до 8 - 10 Гц, тобто до зони індукційних явищ.

Розроблено 15 моделей міденосних утворень трапової товщі Волині, представлених горизонтами афанітових і мигдалекам'яних базальтів, туфів і лавобрекчій. Кожну автометасоматично і парагідротермально змінену вулканогенну породу підрозділено за ступенем зміни на трапові утворення з незначною кількістю вторинних мінералів і з помітно більшим їх вмістом, перелік яких відображений у назві породи. В свою чергу, більш слабозмінені вулканіти розділені на відносно щільні та проникливі (тріщинуваті, пористі, брекчійовані). Для кожної моделі визначено узагальнені дані щодо вмісту самородної міді, а також ільменіту, породоутворювального та вторинного магнетитів, розмірів зерен самородної міді, а також наведено відомості про питомий електричний опір, густину, магнітну сприйнятливість, залишкову намагніченість і характер поведінки ФЧХ.

За перспективністю на самородну мідь моделі розділені на високоперспективні, перспективні, малоперспективні та неперспективні. За результатами аналізу до високоперспективних відносять парагідротермально змінені лавобрекчії, до перспективних - автометасоматично змінені амігдалоїди і туфи.

У третьому розділі автор обґрунтовує технологію геофізичних досліджень під час пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині.

Метод НП є прямим геофізичним методом пошуків самородної міді, оскільки лише її можна виявити за аномальними кутами нахилу ФЧХ у низькочастотному спектрі частот від 0,8 Гц до зони індукційних явищ. Рекомендується використовувати фазовий метод НП як найбільш захищений від завад, що важливо в умовах високого рівня телуричних завад на території північно-західної України. Як указано вище, наявність самородної міді зумовлює нахил всієї кривої (f), а інтервал частот від 0,8 до 2-4 Гц є тою невеликою частиною ФЧХ міденосних трапових утворень, яка найбільш вільна від поляризаційних явищ унаслідок наявності ільменіту, пористості та електродинамічних ефектів, і тому рекомендується для використання (щонайменш на двох частотах) під час пошуків скупчень самородної міді.

Магнетит, як показано вище, поляризується у широкому діапазоні частот. Разом з тим дослідження для картування різних за складом вулканогенних утворень рекомендується проводити на частоті 0,3 Гц, оскільки на цій частоті вплив ільменіту та самородної міді на поляризаційну здатність мінімальний.

Польові геофізичні роботи необхідно виконувати в два етапи.

Під час досліджень території з глибиною залягання трапів до 50-100 м метою першого (пошукового) етапу робіт є виявлення фазово-спектральним методом наведеної поляризації в модифікації серединного градієнта (СГ-НПФС) по мережі 200Ч50 м рудоконтролювальних структур, а також ділянок підвищеної швидкості зміни з частотою кута зсуву фаз , ймовірно пов'язаних зі скупченням самородної міді. На другому етапі методом СГ-НПФС по мережі 100Ч25 м деталізують виявлені аномальні зони та ділянки для визначення оптимальних місць закладання свердловин завірного пошукового буріння. За допомогою фазово-спектрального методу НП у модифікації зондування дипольно-осьовою установкою (ДОЗ-НПФС) визначають глибину залягання перспективних об'єктів, що поляризуються.

У місцях зі складними умовами заземлення рекомендується попередньо за допомогою методу ЗСБ виділяти за зниженими опорами рудоконтролювальні зони та ділянки, а потім в їх межах методом СГ-НПФС виявляти скупчення самородної міді за аномальними значеннями швидкості зміни з частотою кута зсуву фаз . У процесі облаштування заземлень рекомендується вживати заходи щодо зниження опорів заземлень, за потреби не виключене буріння неглибоких свердловин.

За глибини залягання трапів понад 50-100 м через неможливість застосування методів НП, унаслідок необхідності застосування живильних ліній значних розмірів і появи індукційних явищ на низьких частотах, рекомендується методом ЗСБ у комплексі з сейсморозвідкою МВХ-СГТ по опорних профілях виділяти низькоомні та низькошвидкісні рудоконтролювальні структури, серед яких пошуковим бурінням виявляти самородномідну мінералізацію.

Польовим роботам має передувати підготовчий етап, упродовж якого на основі комплексної обробки та інтерпретації матеріалів попередніх геолого-геофізичних досліджень визначають перспективні на самородну мідь структури.

В розділі проаналізовані різноманітні способи обробки даних методу ЗСБ, деякі способи згладжування вихідних даних зареєстрованих сигналів становлення поля е (t), а також технології розділення електродинамічних та електрохімічних процесів.

Для обробки матеріалів польових робіт методами СГ-НПФС і ДОЗ-НПФС розроблені програми, в яких передбачені обчислення коефіцієнтів установок (за координатами приймальних електродів та електродів живлення), а також уявного опору _у та швидкості зміни с частотою кута зсуву фаз. У методі ДОЗ-НПФС за незбіжності азимутів розносів з напрямком профілів на розрізи виносяться проекції точок запису, а для побудови карт _у, _у і програмно вибирають максимальні за

абсолютною величиною значення. Параметри _у, _у и вводять у програму SURFER для побудови карт, вертикальних розрізів і графіків згаданих параметрів.

Пошарову інтерпретацію _у(R/2) і поляризаційної здатності, перерахованої за формулою з_у (R/2) = -2,8 _у (R/2), рекомендується проводити за допомогою програми IPI-1D, розробленої на кафедрі геофізики Московського державного університету ім. М.В. Ломоносова.

Внаслідок подібності для однакових за формою тіл графіка вертикальної складової магнітного поля ?Z за вертикального намагнічення з графіком горизонтальної складової поля НП за горизонтально поляризуючого поля (центральна половина лінії АВ в установці серединного градієнта) рекомендується (В.А. Белаш, 1961, 1964; В.О. Комаров та ін., 1966) використовувати для визначення геометричних параметрів поляризованих об'єктів способи, розроблені для інтерпретації ?Z-аномалій. Зокрема, можна застосувати розроблений у 1996 р. К.О. Гурою та П.І. Грищуком порівняльний спосіб експрес-інтерпретації магнітних аномалій, удосконалений у 2002-2006 р. за участю автора. Для визначення надлишкової поляризаційної здатності слід використовувати для різних за формою тіл формули В.О. Комарова та ін. (1966).

У четвертому розділі автором подано результати апробації розробленої технології та проведено аналіз результатів застосування фазово-спектральних методів НП під час пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині. Прикладом успішного застосування методів НПФС є результати електророзвідувальних досліджень, виконаних у межах Рафалівського рудного вузла. Зокрема, на площі пошуково-оцінювальної ділянки, де проведено буріння свердловин зі щільністю мережі приблизно 1 свердловина на 0,1 км², застосовані методи НПФС на чотирьох частотах: 0,3; 0,9; 1,5; 2,1 (2,7) Гц. У центральній частині застосовано метод СГ-НПФС для мережі 200Ч50 м, у крайових частинах ділянки - рідко проведені спостереження методом ДОЗ-НПФС с кроком 200-400 м. За даними електророзвідки побудовані карти ізоом _у, поляризаційної здатності

а - ізоом _у (Омм), = 0,3 Гц; б - зсувів фаз ?_у (град), = 0,3 Гц; в - швидкостей зсувів фаз , ₁ = 0,9 Гц,

₂ = 1,5ч2,7 Гц (суцільною лінією - за допомогою установки СГ, пунктиром - ДОЗ); 1 - свердловина пошуково-оцінювального буріння; 2 - точки спостереження методом СГ-НПФС; 3 - ізолінії розподілу сумарної продуктивності міді, метровідсотки

_у і швидкості . Для кожної свердловини розрахована сумарна продуктивність (у метровідсотках) ратнівської товщі за формулою

Р =

де , m_і - відповідно вміст самородної міді (%) та потужність (м) і-го рудного інтервалу; n - кількість рудних інтервалів у свердловині.

Побудовано карту продуктивності, яку поєднано з картами поляризаційної здатності (_у) та швидкості зміни з частотою кута зсуву фаз () (рис. 5).

Зіставлення отриманих геолого-геофізичних матеріалів як для наведеного прикладу, так і для всієї площі пошукових робіт засвідчує, що змінені тою чи іншою мірою вулканіти, які вміщують самородну мідь, відображаються зниженими значеннями поляризаційної здатності та опору, а наявність міді фіксується аномальними швидкостями зміни з частотою кута зсуву фаз (поляризаційної здатності).



ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється в аналізі вперше вивчених ФЧХ та інших фізичних властивостей 85 зразків міденосних трапових утворень Волині у зіставленні з даними їх мінералого-петрографічних досліджень та результатами польових геолого-геофізичних робіт. Це дало змогу розробити технологію прямих пошуків самородної міді фазово-спектральними методами наведеної поляризації. Основні результати полягають у такому.

1. Вперше експериментально встановлено, що кожен електронопровідний рудний мінерал гірських порід трапової формації поляризується у своєму спектральному діапазоні частот. Так, самородна мідь максимально поляризується на частотах 20-40, ільменіт - на частотах менше 0,06-1,0 Гц, магнетит - у широкому інтервалі частот. Чим більший вміст рудних мінералів і менші розміри їх вкрапленості, тим вищою є їхня поляризаційна здатність.

2. За даними електророзвідувальних робіт, виконаних на значній території, достовірно встановлено, що польові дослідження методом НПФ на одній частоті не забезпечують виявлення скупчень самородної міді, але дають змогу картувати за поляризаційною здатністю та питомим опором порід різні за складом вулканіти, зони тектонічних порушень, а також ділянки та зони змінених порід, що контролюють самородномідне зруденіння.

3. Картування трапових утворень рекомендується проводити на частоті 0,3 Гц, поляризаційна здатність порід на якій залежить переважно від вмісту магнетиту, що встановлено вперше. Найбільша кількість магнетиту міститься у незмінених базальтах. У процесі епімагматичних перетворень і рудоутворення магнетит окиснюється, а поляризаційна здатність змінених трапів зменшується.

4. Вперше встановлено і доведено, що скупчення самородної міді можна виявляти фазово-спектральними методами наведеної поляризації за аномальними значеннями швидкості зміни з частотою кутів зсуву фаз (поляризаційної здатності) в інтервалі частот від 0,8 до 2-4 Гц, для чого рекомендується виконувати польові виміри цих кутів в указаному діапазоні як мінімум на двох частотах.

5. Уперше створено 15 геолого-геофізичних моделей міденосних трапових утворень Волині. До високоперспективних належать парагідротермально змінені лавобрекчії, до перспективних - автометасоматично перероблені амігдалоїди та туфи.

6. Польові роботи методами НПФС рекомендується виконувати у два етапи. Метою першого, пошукового, етапу є виявлення рудоконтролювальних структур, а серед них ділянок і зон, припустімо пов'язаних зі скупченням самородної міді. Подальшими роботами другого етапу деталізують виявлені аномальні ділянки та зони, уточнюють їх природу, встановлюють глибину залягання ймовірних покладів самородної міді та визначають оптимальні місця закладання свердловин завірного буріння. Перед польовими роботами треба виконувати підготовчий етап з визначення перспективних структур і ділянок за матеріалами попередніх геолого-геофізичних досліджень.

7. За допомогою розробленої геофізичної технології прямих пошуків самородної міді на території близько 200 км² виявлені перспективні зони та ділянки, у межах яких завірним бурінням багатьох десятків свердловин знайдені рудопрояви самородної міді.

СПИСОК ДРУКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нурмухамедов В.Г., Качан І.О., Дзюба Б.М., Гриценко М.М., Полюхович П.Н.. Застосування методу становлення поля в ближній зоні для геологічного картування та пошуку "сліпих" покладів корисних копалин // Мінеральні ресурси України. - 1996. - №1. - С. 18-21.

2. Гура К.О., Грищук П.І., Нурмухамедов В.Г. Удосконалення порівняльного методу для інтерпретації магнітних аномалій // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Геологія. - 2003. - Вип. 26/27. - С. 87-92.

3. Грищук .П.І., Гура К.О., Нурмухамедов В.Г. Виділення слабоінтенсивних магнітних аномалій та їх інтерпретація // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Геологія. - 2005. - Вип. 34/35. - С. 65-69.

4. Грищук П.І., Булах Є.Г., Нурмухамедов В.Г. Застосування трансформацій гравімагнітного поля способом осереднення при виділенні та інтерпретації малоамплітудних аномалій // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Геологія. - 2006. - Вип. 38/39. - С. 34-39.

5. Вижва С.А., Нурмухамедов В.Г., Качан І.О., Рева М.В., Расовський В.М.. Використання методів ВЕЗ-НПФ та ВЕЗ для оцінки фільтраційних властивостей карбонатних порід верхньої крейди і виявлення ділянок карстоутворення (на прикладі ділянки "Рафалівська") // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Геологія. - 2006. - Вип. 38/39. - С. 87-90.

6. Нурмухамедов В.Г. Поляризационные свойства трапповых образований Волыни и опыт применения фазово-спектрального метода вызванной поляризации при поисках самородной меди // Геофиз. журн. - 2007. - № 4. - С. 121-146.

7. Нурмухамедов В.Г. О физических свойствах трапповых образований Волыни и применении фазово-спектрального метода вызванной поляризации при поисках самородной меди // Мінеральні ресурси України. - 2007. - № 1. -

С. 17-18.

8. Нурмухамедов В.Г. Використання фазово-спектрального методу наведеної поляризації для пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині // Геоінформатика. - 2007. - № 3. - С. 93-102.

9. Нурмухамедов В.Г. Физические свойства трапповых образований Волыни и опыт применения фазово-спектрального метода вызванной поляризации для поисков самородной меди // Мінеральні ресурси України. - 2007. - № 3. - С. 22-29.

10. Нурмухамедов В.Г. Досвід застосування фазових методів наведеної поляризації при пошуках самородної міді в трапових утвореннях Волині // Вісн. Київ. ун-ту. Сер. Геологія. - 2007. - Вип. 41/42. - С. 106-108.

11. Нурмухамедов В.Г., Дзюба Б.М., Гриценко Н.Н., Євсеєв В.П., Железняк Л.С., Полюхович П.Н., Ахметшин В.А. Досвід застосування на Україні деяких сучасних технологій геофізичних досліджень // Анізотропія. Фрактали. Проблеми практичного застосування: Міжнар. геофіз. конф. Київ, 26-28 верес.

1994 р. - К.: НПЦ "Київ. ун-т", 1994. - С. 64-65.

12. Нурмухамедов В.Г. Применение фазово-частотных характеристик вызванной поляризации при поисках самородной меди в трапповых образованиях Волыни // Геофізичний моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: ІІ Міжнар. наук. конф. Київ, 8-10 жовт. 2001 р. - К.: НПЦ "Київ. ун-т", 2001. - С. 54-55.

13. Нурмухамедов В.Г., Качан И.А., Дзюба Б.М., Ахметшин В.А., Гриценко Н.Н., Михайлов Ю.Н. Использование электроразведочных методов при картировании осадочных и осадочно-вулканогенных толщ Волыно-Подолии и поисках связанных с ними полезных ископаемых // Актуальні питання вивчення та картування осадових комплексів складчастих областей і платформенного чохла України. Картування прикордонних територій: ІІ Наук.-виробн. нарада геологів-зйомщиків України. Світлодарськ, Донецька обл., 8-13 верес. 2003 р. - К., 2003. - С. 157-162.

14. Грищук П.І., Гура К.О., Нурмухамедов В.Г. Виділення слабоінтенсивних магнітних аномалій та їх інтерпретація // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: V Міжнар. наук. конф. Київ, 7-

9 жовт. 2004 р. - К.: НПЦ "Київ. ун-т", 2004. - С. 78-80.

15. Грищук П.І., Булах Є.Г., Нурмухамедов В.Г. Застосування трансформацій гравімагнітного поля способом осереднення при виділенні та інтерпретації малоамплітудних аномалій // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: VI Міжнар. наук. конф. Київ, 6-8 жовт. 2005 р. - К.: ВГЛ "Обрії", 2005. - С. 68-69.

16. Нурмухамедов В.Г. Физические свойства меденосных трапповых образований Волыни // Моніторинг небезпечних геологічних процесів та екологічного стану середовища: Всеукр. наук. конф. Київ, 21-24 верес. 2006 р. - К.: ВГЛ "Обрії", 2006. - С. 137-139.

17. Нурмухамедов В.Г. О физических свойствах трапповых образований Волыни и применении фазово-спектрального метода вызванной поляризации при поисках самородной меди // Ефективність геофізичних і геохімічних методів при геологорозвідувальних роботах на тверді корисні копалини: Наук.-виробн. семінар. Біла Діброва, 23-27 жовт. 2006 р. - К., 2006. - С. 76-80.

18. Нурмухамедов В.Г. Комплексирование геофизических методов при поисках объектов трубочного типа в закрытых районах Волыно-Подолии // Ефективність геофізичних і геохімічних методів при геологорозвідувальних роботах на тверді корисні копалини: Наук.-виробн. семінар. Біла Діброва, 23-27 жовт. 2006 р. - К., 2006.- С. 50-54.

19. Нурмухамедов В.Г. Поиски самородной меди в трапповых образованиях Волыни фазово-спектральным методом вызванной поляризации // Прикладна геологічна наука сьогодні: здобутки та проблеми: Міжнар. наук.-тех. конф. Київ, 5-6 лип. 2007 р. - К., 2007. - С. 167-169.



АНОТАЦІЇ

Нурмухамедов В.Г. Розробка технології прямих пошуків самородної міді в трапових утвореннях Волині фазово-спектральними методами наведеної поляризації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за фахом 04.00.22 - геофізика. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2008. поляризаційний магнетит волинь

Встановлено частотні ділянки поляризаційної здатності самородної міді, ільменіту та магнетиту, що містяться в трапових утвореннях Волині. Показано, що дослідження на одній частоті дають змогу картування різних за складом вулканітів, тектонічних порушень та зон змінених порід. Уперше виявлено можливість виявлення скупчень самородної міді за нахилом (швидкості зміни із частотою) кутів зсуву фаз (поляризаційної здатності). Вперше складено геолого-геофізичні моделі міденосних трапових утворень і визначено їх перспективність на мідь. Польовими роботами фазово-частотними методами наведеної поляризації за розробленою технологією доведено, що рудоконтролювальні структури відображаються на частоті 0,3 Гц зниженими значеннями поляризаційної здатності та опору, а наявність міді фіксується аномальною швидкістю в діапазоні частот від 0,8 до 2-4 Гц.

Ключові слова: трапові утворення, самородна мідь, фізичні властивості, поляризаційна здатність, метод НП, диференційна методика.

Нурмухамедов В.Г. Разработка технологии прямых поисков самородной меди в трапповых образованиях Волыни фазово-спектральными методами вызванной поляризации. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.22 - геофизика. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2008.

В пределах Волыно-Подольской плиты выявлены многочисленные проявления самородномедной минерализации, которая локализуется в позднепротерозойских трапповых образованиях волынской серии венда максимальной мощностью до 450 м. Источником меди является толеитовая магма, содержащая медь в количестве около 0,012 %. По мере остывания лавовых потоков медь в процессе гистеромагматического этапа рудообразования кристаллизовалась в виде очень мелких кристаллов в срастании с титаномагнетитом, магнетитом и ильменитом. В процессе автометасоматических и парагидротермальных изменений в результате окисления (разрушения) титаномагнетита, магнетита и ильменита образовывались маггемит, гематит, титаногематит, лимонит и другие оксиды и гидроксиды, при этом высвобождалась медь, которая выщелачивалась нагретыми растворами, переносилась и в процессе восстановления гематитового железа (превращения его во вторичный магнетит) переоткладывалась в виде более крупных выделений в миндалинах и трещинах. Часть рудных залежей самородной меди имеет пластообразный многоярусный характер. Они размещаются в амигдалоидных базальтах, лавобрекчиях и туфах базальтов. Вблизи крутопадающих разломов, сопровождающихся интенсивной трещиноватостью, распространены линейные рудные залежи, которые в узлах пересечения зон разломов имеют столбообразный характер.

Проведен анализ фазово-частотных характеристик (ФЧХ) 85 меденосных образцов трапповых образований Волыни, их электрического сопротивления, плотности, магнитной восприимчивости, величины и направления векторов остаточной намагниченности. Анализ выполнен на основе данных микроскопических исследований петрографического состава вулканитов, степени постмагматических изменений, минерального состава, содержания и размеров рудных включений, а также результатов полевых геолого-геофизических работ.

Эспериментально установлено, что каждый электронопроводящий рудный минерал горных пород трапповой формации поляризуется в своей спектральной области частот. Так, самородная медь максимально поляризуется на частотах 20-40 Гц, ильменит - на частоте менее 0,06 Гц, магнетит - в широком спектре частот. Чем больше содержание рудных минералов и меньше размеры их вкрапленности, тем выше поляризуемость.

Лабораторными и полевыми исследованиями выявлено, что поляризуемость на частотах 20-40 Гц искажена электродинамическими эффектами (зоной индукции), появление которых начинается с 2-4 Гц при полевых работах и примерно с 10 Гц при лабораторных исследованиях. Крутизна высокочастотной ветви ФЧХ, обусловленной электродинамическими явлениями, зависит от сопротивления образцов, а также содержания и размеров рудных включений. Чем меньше сопротивление вулканитов и больше содержание и размеры рудных включений, тем круче спад ветви ФЧХ, обусловленной индукционными явлениями.

Амплитуда воздымающейся от 0,8-1,5 Гц в сторону уменьшения частот ветви ФЧХ зависит от плотности (пористости) вулканитов. Вначале с увеличением плотности с 1,9 до 2,55 г/см³ поляризуемость уменьшается. При плотности от 2,55 до 2,70 г/см³ кривая зависимости имеет перегиб. С дальнейшим ростом плотности поляризуемость резко возрастает.

Наличие ильменита заметно изменяет характер наиболее низкочастотного (менее 0,5 - 1,0 Гц) интервала ФЧХ, которая начинает спадать с уменьшением частоты по вогнутой кривой и тем круче, чем больше содержание ильменита.

Магнетит поляризуется в широком диапазоне частот. От содержания и размеров его вкрапленности зависит положение всей кривой ФЧХ. Чем больше концентрация магнетита в породе и чем мельче его вкрапленность, тем ниже находится вся кривая (f), то есть тем выше поляризуемость вулканитов.

Установлено, что исследования на одной частоте вне зоны индукции не приводят к выявлению скоплений самородной меди, но позволяют по поляризуемости и сопротивлению картировать различные по составу трапповые образования, области измененных вулканогенных пород и зоны тектонических нарушений. Картирование траппов рекомендуется проводить на частоте 0,3 Гц, поляризуемость на которой в большей мере зависит от содержания магнетита. Наибольшее количество магнетита содержится в неизмененных базальтах. Уменьшение поляризуемости эффузивов в процессе постмагматических изменений и рудообразования связано с окислением магнетита. Присутствие меди вызывает наклон ФЧХ, который тем сильнее, чем больше содержание меди и меньше размеры ее вкрапленности. Интервал частот от 0,8 Гц до области индукционных явлений является той небольшой частью ФЧХ меденосных вулканитов, которая в наибольшей степени свободна от вызванной поляризации за счет ильменита, плотности (пористости) и электродинамических эффектов. Угол наклона ФЧХ, оцениваемый по его тангенсу, назван скоростью изменения с частотой угла сдвига фаз.

...