Опыт применения АМТ-МВП при картировании золотоносных кварцевых жил на Чукотке

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 550.379

¹ - Национальный Минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург,

² - Phoenix-Geophysics LTD, Торонто, Канада.

Опыт применения АМТ-МВП при картировании золотоносных кварцевых жил на Чукотке

Е.Ю. Ермолин1, О. Ингеров2, А.А. Савичев1

Аннотация

зондирование магниовариационный профилирование типпер

Комплекс геохимических и геофизических методов применен для поисков эпитермальных золотоносных кварцевых жил в условиях Чукотской тундры (крайний Северо-Восток России). Особенностью изучаемой территории являлся тот факт, что золоторудые жилы не выходят на поверхность и залегают на глубинах не менее 50-120 м. В этих условиях традиционные методы сопротивлений и вызванной поляризации оказались бессильны. В качестве альтернативы летом 2013 г были применены технологии аудиомагнитотеллурического зондирования (АМТ) и магнитовариационного профилирования (МВП). Анализ данных АМТ-МВП показал их высокую чувствительность к изменениям геоэлектрического разреза в широком интервале глубин. Анализ разрезов фазы типпера и индукционных векторов позволил надёжно картировать не только хорошо проводящие объекты (зоны метасоматических изменений, пачки пепловых туфов), но и зоны изоляторов (кварцевые золотоносные жилы, неизменённые дайки дацитов и лавы базальтов). В результате работ 2013 г получено наглядное отображение известной золотоносной кварцевой жилы в откликах АМТ-МВП. Спрогнозировано положение её северной части, смещенной на восток. Прогнозируемое положение жилы было успешно подтверждено бурением в начале 2014 г.

Ключевые слова: Эпитермальные золотоносные жилы, магнитотеллурика, типпер.

Annotation

Keywords: epithermal gold-bearing veins, magnetotelluric, tipper.

Рис. 1. Геологическая схема участка

За последнее десятилетние значительно возрос объем применения 5-ти компонентных измерений естественного переменного электромагнитного поля Земли для решения рудных задач. 5-ти компонентные измерения реализуют два метода. Первый метод - магнитотеллурическое зондирование (АМТ), основанное на измерении 4-х горизонтальных компонент поля (Ех, Еу, Нх, Ну) [1]. Второй метод - магнитовариационное профилирование (МВП), основанный на измерении 3-х ортогональных магнитных компонент (Нх, Ну, Нz) [6]. Использование в полевой практике с начала 21-го столетия прецизионных треног для установки магнитных датчиков позволило без существенных затрат одновременно реализовать методы АМТ-МВП. Метод АМТ способен хорошо восстанавливать горизонтальную расслоинность разреза. Метод МВП обладает повышенной чувствительностью к вертикальным границам. Поэтому сочетание этих методов позволяет достаточно детально восстановить геоэлектрический разрез, то есть решать довольно широкий круг задач. Кроме того, обработка данных АМТ-МВП легко реализуется совместно.

В данной работе перед АМТ-МВП была поставлена задача поисков эпитермальных золото-серебряных месторождений на Чукотке. Исследуемая площадь расположена в позднемеловых вулканитах Охотского - Чукотского вулканического пояса. Упрощенная геология участка работ показана на Рис. 1б. Мощность рудовмещающей толщи составляет до 1300 м. Она состоит из лав порфировых андезитов (PA) и их туфов. Их перекрывают фельзиты (FELS - риолит, дацит-риолит лапилиевые туфы) и более поздние порфировые микродиориты (PMd). По простиранию жилы часто контролируются дайками порфировых дацит-андезитов (PDA), реже - дацитов (DAC). Объекты поисков - маломощные (до 3-5 м) малосульфидные кварцевые жилы, имеющие высокие (10-30 ppm) содержания золота и Ag/Au ~ 12:1. Площадь делится на две части (Западный и Восточный) крупным разрывным нарушением ССВ-простирания. По данным геохимических съёмок и в результате бурения на участке была локализована крутопадающая кварцевая жила с Au-Ag минерализацией (профили 1 и 2, пикеты 840). Мощность жилы до 3 метров. Глубина до верхней кромки жилы на юге - 100 м, на севере 120 метров. При разбуривании северной части участка жила была потеряна. Целью работ АМТ-МВП было: 1 - оценить возможности АМТ при картировании известной жилы; 2 - определить положение северной части жилы в плане и разрезе; 3 - дать прогноз положения новых жильных зон.

Полевые работы методами AMT-MВП были выполнены с использованием 5-ти канальных автоматизированных регистраторов пятого поколения MTU-5A [4]. Особенностью работ являлось использование прецизионных треног Tri3/30, позволяющих устанавливать магнитные датчики на любом грунте, в любое время года, не причиняя вредного экологического воздействия на окружающую среду. Более подробно методика полевых работ АМТ-МВП рассмотрена в работе [5]. Всего выполнено 297 точек AMT-МВП по 8-ми профилям и 55 точек MVP по дополнительным профилям. Расстояние между пикетами составляло 40 м, расстояние между профилями 250-400 м. Было задействовано восемь 5-ти канальных систем (полный вес геофизического оборудования составлял около 600 кг), полный состав экспедиции составлял 10 человек. Слабый уровень естественного ЕМ-поля, характерный для заполярных широт, существенно осложнял проведение полевых работ. Все измерения выполнялись по методике с опорным базовым пунктом. Полевые работы, обработка и интерпретация данных АМТ была выполнена в полевом лагере в течение 35 дней. Исследования методами кажущегося сопротивления и вызванной поляризации (ВП) выполнялись с использованием неполяризующихся электродов и регистраторов МTU-5A. Измерения выполнялись в зоне срединного градиента. Длина генераторного диполя составила 1 км. Длина измерительных диполей и шаг по профилю - 20 м. Результаты ВП и Рк вдоль 2-х профилей показали слабую связь функций отклика с геологическим строением подпокровных отложений (Рисунок 3-a-I, 3-б-I). В виду этого, исследования методами ВП были остановлены.

Анализ данных. Наиболее результативным оказался анализ фазовых параметров АМТ-МВП. На рисунке 2a показана карта фазы эффективного импеданса на частоте 300 Гц. Особое внимание привлекает вытянутая центральная субмеридиональная зона пониженных значений фазы импеданса (профиль 1 и 2, пикеты 800-880). Именно в этой зоне локализована известная (по данным бурения) золотоносная жила (оранжевый цвет). Данная зона пониженных значений фазы импеданса на севере смещается на восток на 80-120 метров. Смещение аномалии пониженных значений фазы импеданса (и результаты 2D инверсии) позволили прогнозировать положение жилы в северо-восточном направлении. Аномалия была разбурена в начале 2014 года и жила с промышленными содержаниями золота была найдена (жёлтый контур на рисунке 2). При рассмотрении карты индукционных векторов на частоте 7200 Гц (рисунок 2b) в южно-центральной части можно наблюдать зону разворота векторов, соответствующую положению известной дайки. Вектора резко меняют свою ориентацию с СЗ на СВ прямо над верхней кромкой дайки. На севере данная зона разворота векторов смещается на восток на 100-120 метров (прерывистая синяя линия). Данный факт также независимо подтверждает смещение всей структуры на восток в северной части участка. Аномалия пониженных значений фазы импеданса на самом южном профиле не вызывала сильного ажиотажа в 2013 году, т.к. была обнаружена лишь одним профилем АМТ-МВП. Тем не менее, данная аномалия была разбурена в 2014 году и в результате ещё одна золотоносная жила была обнаружена. На карте амплитуды типпера на частоте 7200 Гц (Рисунок 2с), известные жилы проявляются в градиентных зонах.

Рис. 2. Карты инвариантной фазы импеданса на частоте 300 Гц (а), индукционных векторов (б) и амплитуды типпера (с) на частоте 7200 Гц (б). Оранжевая жила - данные бурения на 2013 г, жёлтые жилы - результаты бурения 2014 года

Результаты 2D инверсии были получены для всех профилей с совместным использованием кривых кажущегося сопротивления, фазы импеданса (ТЕ-мода и TM-мода) в диапазоне частот от 10 000 до 50 Гц и амплитудой типпера в диапазоне частот от 10 000 до 3000 Гц. В среднем, MRS составила 1-1.3% для всех профилей. Геоэлектрические разрезы вдоль профилей 1 и 2 показаны на рисунке 3-a,б-II. Для наилучшего понимания геоэлектрических разрезов были выполнены измерения удельного электрического сопротивления (УЭС) основных типов пород участка. Основные результаты обобщены в таблице на рисунке 3-b-V. По результатам этих измерений можно сделать вывод, что основными проводниками на разрезах являются слои туфов и сильно изменённых пород. А зоны повышенного УЭС отвечают андезитовым дайкам и свежим лавам андезитобазальтов.

Рис. 3. Сопоставление результатов АМТ-МВП и ВП вдоль профилей 2 (а) и 1 (б). Синие метки вверху разрезов индукционных векторов (a,б-IV) - зоны изолятора

На геоэлектрических разрезах известному положению жильной зоны соответствует зона повышенных значений удельного электрического сопротивления. Причём на разрезе 2 жильная зона узкая и соответствует узкой зоне повышенного сопротивления (пикеты 760-960). На разрезе 1 жильная зона намного шире и соответствует широкой зоне повышенных значений УЭС (пикеты 600-1120). Очень примечателен тот факт, что по падению главной жильной зоны расположен глубинный канал с повышенным значением УЭС. Указанный глубинный канал проявляется на обоих профилях.

Аномальные объекты достаточно хорошо проявляются на разрезах фазы типпера как вертикальные градиентные зоны. Это утверждение было доказано на основании 2D моделирования в предыдущих работах авторов [2,3]. В результате анализа фазы типпера вдоль профилей 1 и 2 (Рисунок 3-a,b-III) оказалось, что положение известных жил соответствует вертикальным градиентным зонам. То есть тип кривых фазы типпера резко меняется при прохождении над аномальным объектом. Это видно как на профиле 2 (пикеты 760-880), так и на профиле 1. По градиентным зонам на профиле 1 можно выделить как минимум два аномальных объекта. Первая мелкая жила проявляется на высоких частотах (8000-10000 Гц) при переходе от пикета 760 к пикету 840. Вторая жила, более крупная, проявляется как вертикальная зона градиента фазы типппреа на частотах 300-3000 Гц при переходе от пикета 920 к 960.

Помимо известной жильной зоны, следует отметить перспективность ещё как минимум двух зон. На востоке участка профиль 1 (пикеты 1320-1400) и профиль 2 (пикет 1280-1360) пересекают крутопадающую зону повышенного УЭС. Данная зона имеет схожее простирание с известной центральной жильной зоной. Восточной зоне соответствуют ярко выраженные зоны вертикального градиента на псевдоразрезах фазы типпера. Это видно как на профиле 1, так и на профиле 2. Вторая перспективная зона находится на западе (профиль 1, район пикета 320).

Наиболее понятным и простым в плане экспресс-анализа являются разрезы индукционных векторов (рисунок 3-a,b-IV). На разрезах индукционные вектора смотрят на проводник, т.е. от диэлектрика. Таким образом, аномальным зонам изоляторов соответствует зоны разворота векторов (вектора меняют свою ориентацию с запада на восток). Локальным зонам изолятора могут соответствовать зоны уменьшения амплитуды векторов на фоне крупных (региональных) проводников. Выделенные авторами зоны изоляторов вдоль профилей 1 и 2 обозначены голубыми прямоугольниками в верхней части разрезов (рисунок 3-a,b-IV) и пронумерованы от 1 до 4.

В первую очередь следует отметить, что положение известной жильной зоны надёжно фиксируется зоной изолятора №1 как на профиле 1 (ярко выраженный разворот векторов), так и на профиле 2 (локальный разворот векторов между пикетами 780 и 800). Зона изолятора №2 надёжно показывает положение дацитовой дайки как на обоих профилях. Зона изолятора №3 появляется как локальный минимум амплитуды векторов. Эта зона соответствует выявленной на геоэлектрическом разрезе и по фазе типпера «Восточной зоне». Зона изолятора № 4 хорошо проявляется как точка разворота векторов на профиле 1 и зона ярко выраженного локального минимума индукционных векторов на профиле 2. Следует отметить, что данная зона, хоть и не была выделена в результате 2D инверсии, но именно этой зоне соответствует ось комплексной литогеохимической аномалии, что делает её весьма перспективной. Ярко выраженная зона изолятора №5, выделенная на разрезе вдоль профиля 2, находится между двумя проводящими объектами в верхней части геоэлектрического разреза и не является перспективной.

Выводы

Применение методики АМТ-МВП позволило определить положение известной, не выходящей на поверхность золотоносной жилы, и спрогнозировать её смещение на восток в северной части площади, что впоследствии было подтверждено бурением. Известные золотоносные зоны выделяются аномалиями повышенного сопротивления в интервале глубин 150-500 м, а также градиентными зонами на псевдоразрезах фазы типпера и точкам разворота индукционных векторов. Крупные жильные зоны имеют узкие глубинные каналы, характеризующиеся высоким значением удельного электрического сопротивления. В результате работ АМТ-МВП на участке было выявлено ещё две потенциальные золотоносные зоны.

Для условий регионов с плохо развитой инфраструктурой и ранимой экологией (таких как Чукотка) технология AMT-MVP среди геофизических является оптимальной для прогноза маломощных слепых золотоносных кварцевых жил. Существенную роль в производительности и измерений играет применение прецизионных треног для установки индукционных датчиков.

Библиографический список

1. Berdichevsky, M.N. and Dmitriev, V.I. [2008] Models and methods of magnetotellurics. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 563 pp.

2. Ermolin E., Ingerov O., Ingerov I., [2014] Evalution of 3-D ore bodies parameters using tipper frequency response 76-th EAGE Conference and Exhibition 2014, 16-19 June 2014, We P05 10.

3. Ingerov O., Ingerov I., Ermolin E. [2013] Mapping of thin conductive dikes and veins overlaid by sediments using methods of Audiomagnetotellurics (AMT) and Magnetovariational Profiling (MVP), SEG Technical Program Expanded Abstracts 2013: pp. 1601-1605., SEG Houston 2013 Annual Meeting.

4. Ingerov O. et al. [2009]. Non-grounded Surface Electroprospecting Technique. 70th EAGE annual Conference. Amsterdam #6149

5. Ingerov O., and Ermolin E., [2011] The results of AMT survey at Patomsky crater. 73rd European Association of Geoscientists and Engineers Conference and Exhibition 2011 - Incorporating SPE EUROPEC 2011, 6, pp. 4325-4329

6. Rokityansky I.I. [1982] Geoelectromagnetive Investigation of the Earth Crust and Mantle. Spinger-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, 378 p.

Размещено на Allbest.ru