Прогнозирование и поиски МПИ

Прогнозирование и поиск месторождений полезных ископаемых (МПИ) является сложнейшим геологоразведочным и научно-исследовательским процессом, в основе которого лежит ряд фундамен­тальных научных положений и практических подходов.

Одним из определяющих является принцип «последовательных при6лижений» или «от общего к частному», который определяет рациональ­ную последовательность, стадийность геологоразведочных работ, на­правленных на локализацию потенциально рудоносных участков недр, экономически приемлемых для эксплуатации в современных условиях.

Это предполагает необходимость изучения на начальных стадиях геологоразведочных работ в мелком масштабе огромных по площади территорий экспрессными относительно дешевыми методами, позволяющими получить общее представление об особенностях их геологического строения и закономерностях размещения известных МПИ. Ведущими здесь являются обзорные космические методы Д3.

По мере локализации перспективных площадей и увеличения детальности исследований наращивается арсенал ДМИ космическими съёмками вы­сокого разрешения, аэро- и наземными методами ДЗ в комплексе с другими, как правило, более дорогими, прогнозно-поисковыми методами геологии, геофизики, геохимии.

Другим ключевым положением является учение о критериях рудоносности (нефтегазоносности), под которыми понимается совокупность всех данных, указывающих на возможность выявления МПИ

По своему назначению критерии делятся на предпосылки и признаки. Под предпосылками понимается совокупность всех данных (магматиче­ских, стратиграфических, литологических, структурных, геодинамических и т.д.), указывающих на возможность образования МПИ в данных геологи­ческих обстановках. А к признакам относятся данные, указывающие на на­личие МПИ в пространственно и геологически локализованных объектах (например, высокие содержания или самородные формы выделения золо­та, высокое содержание углеводородов в породах, водах или газах и т.д.).

Таким образом, любые методы, в том числе и ДМИ, позволяющие изучить геологическое строение геоблоков, особенности их вещественного (химического, физического, минералогического и т. д.) состава, по сути яв­ляются прогнозно-поисковыми методами, направленными на выделение и локализацию перспективно рудоносных (нефтегазоносных) участков недр.

И вот здесь следует особо обратить внимание на следующее обстоя­тельство. Локализованные, перспективные участки недр только в том случае (и в тех границах) будут являться промышленными месторождениями полезных ископаемых, если их качество и количество в соответствии со способом добычи и переработки в современных нормативно-законодательных и экономических условиях позволят организовать рен­табельное производство.

Поэтому оценка промышленной значимости перспективно рудонос­ных (нефтегазоносных) участков проводится в основном с применением тяжёлых энерго- и материалоёмких горнобуровых работ с целью обеспе­чения возможности комплексных геолого-геофизико-геохимических наблюдений во всём оцениваемом объёме. Дистанционные методы здесь используются как косвенные, вспомогательные.

Следовательно, границы промышленных залежей и месторождений имеют, как правило, не геологический, а экономический характер, и с изме­нением условий (цены, нормативы и т. п.) могут очень сильно меняться, вплоть до "исчезновения" известных и "возникновения" новых месторождений.

Основой прогнозно-поисковых построений являются геологические и структурно-тектонические карты, значение в создании которых ДМИ показанов начале этой главы. Здесь же рассмотрены роль и место ДМИ в комплексе прогнозно-поисковых работ на твёрдые полезные ископаемые, нефть и газ.

Основной объём космической информации применяемой с целью про­гноза и поисков полезных ископаемых (в металлогеническихисследование ях) используется для выявления структурных факторов, контролирующих оруденение. Значительная часть этих вопросов решается при построении государственных геологических карт соответствующего масштаба. Ма­териалы мелко - среднемасштабныхгеологических карт, как правило, являются основой при анализе предпосылок рудоносности.

Вместе с тем, при анализе обзорных материалов космосъёмок выявля­ется значительно больший объём информации чем тот, который отражается на Госгеолкартах. Весь этот объем информации может и должен быть использован в металлогенических исследованиях. В связи с этим была из­дана Космогеологическаякарта линейных и кольцевых структур террито­рии СССР масштаба 1:5 000 000, на которой показаны все выявленные ли­нейные и кольцевые структуры. Основная часть этих структур не картируется аэро- и наземными методами, В первую очередь к ним относятся глобальные кольцевые структуры Земли — нуклеары.

Нуклеарами по определению Е. А. Павловского и М. З. Глуховского (Кац и др ., 1988 ) называются докембрийские структурно-вещественные комплексы, обладающие центральной симметрией, которые формируют первые сиалические ядра материковой коры, В настоящее время в пределах древних платформ выделяется 33 нуклеара. Выявление и изучение нуклеаров стало возможным лишь с появлением космических снимков глобального уровня генерализации, при которых они достаточно отчётливо выражены. Изучение нуклеаров имеет очень важное значение, так как позволяет по-ново­му подойти к проблемам структурного и минерагеническогорайонирования фундамента древних платформ.

 

Нуклеары континентов Земли

Наименование нуклеаров	Размеры по максимальной оси, км	Метод выявления
1. Северо-Американский	3800	Г, М, КС
2. Колорадский	200	М, Г
3. Свеконорвежский	900	КС, Г
4. Свекофеннокарельский	1300	КС, Г
5. Кольсео=Лапландский	550	KC
6. Прибалтийский	500	КС, Г
7. Скифский (Днепровский)	1000	М, Г
8. Сарматский (Верхневолжский)	1000	М
9. Прикаспийский	750	КС, М, Г
10. Обский	1500	КС, М, Г
11. Хета-Оленёкский	1100	КС, Г, М
12. Оленёкский	500	КС, Г, М
13. Тюнгский	500	КС, Г
14. Вилюйский	750	КС, Г
15. Ангарский	900	М, КС
16. Витимо-Олёшинский	800	Г, КС
17. Алдано-Становой	1300	Г, М, КС
18. Амурский	1400	КС, Г
19. Синокорейский	600	Г, М
20. Северо-Китайский	800	Г, М
21. Южно-Китайский	1200	Г, М
22. Индокитай	750	Г
23. Амазонский	3200	М
24. Западно-Африканский	3600	Г
25. Аравийско-Нубийский	2200	Г, КС
26. Центрально-Африканский	2800	Г, КС
27. Сомалийско - Аравийский	1700	КС, Г
28. Танзанийский	1400	Г
29. Южно-Африканский	2400	Г
30. Дарваро-Мозамбикско-Пилсбарский	1700	КС, Г
31. Индо-Австралийский (Северо-Австралийский)	2400	Г
32. Иилгарнский	1200	Г
33. Юклинский (Гоулер)	1200	Г

Примечание: КС - космические снимки, Г - геолого-геофизические и М- геолого-морфо­логические данные.

К информации, выделяемой по космосъёмкам и имеющей металлоге-ническое значение, откосятся линейные и кольцевые структуры, площадные (складчато-блоковые) объекты, литолого - стратиграфическиекомплексы, зоны дробления и гидротермального метаморфизма пород. Кроме того, поматериалам космосъёмок, в комплексе с геологическими и геофи­зическими данными, выделяются также разнопорядковые зоны сжатия, растяжения и сдвига, выявление которых важно при металлогенических построениях.

С помощью космосъёмок при металлогенических исследованиях и поисковых работах на рудные полезные ископаемые решаются следующие задачи:

- выявление скрытых структур и структур наложенного типа, имеющих важную в металлогеническом районировании роль;

- ускоренное доизучение геологических объектов, контролирующих
размещение рудной минерализации, и выявление вулканоплутонических
структур иневскрытых плутонов как объектов для постановки поисков
рудных полезных ископаемых;

- выявление разломных рудоконтролирующих и рудоконцентрирующих зон глубинного происхождения:

- изучение узлов повышенной тектонической проницаемости - линейных, кольцевых, очаговых и др.

Проведены многочисленные исследования, показывающие однознач­ную приуроченность различных рудных месторождений (ртути, сурьмы,

золота, алмазов, железа, серы, олова и др.) к космоструктурам различного

порядка. Это используется для локализации перспективных площадей, что даёт ощутимый экономический эффект (до 20% и более) и значительно со­кращает сроки выявления месторождений.

Наряду с решением задач выявления и картирования предпосылок рудоносности космо- аэрометоды используются при прямых поисках полезных ископаемых.

Непосредственное изучение рудоносных пород или геохимических аномалий основано на измерении спектрометрических яркостных характеристик горных пород и минералов в различных частях спектра. Особенно эф­фектна многозональные космосъёмки высокого разрешения, полученые и получаемые в оптическом диапазоне с помощью аппаратуры MSS и ТМ (Landsat), HRV (Spot), МСУ-Э (Ресурс МКФ-6М (Салют).

Многозональные сканерные снимки используются для вы явления рудоносных гидротермально изменённых ожелезнённых пород, для поисков и картирования боксито- и никеленосных латеритов, для оконтуривания кимберлитовых трубок, для поисков гидротермальных месторождений меди, молибдена, ртути урана, золота и др. Для прогноза качественных показате­лей полезных ископаемых привлекаются данные ИК- и радиационного зондирования, люминесцентной, флуоресцентной и лазерной съёмок.

Максимальный эффект при прямых поисках рудных месторождений даёт аэрогаммасъёмка, выполняемая одновременно с одного носителя (одной геофизической станцией) совместно с другими геофизическими (магнитометрия, электрометрия) и геохимическими методами. Наиболь­шее применение она находит в труднодоступных, малоосвоенных и слабоизученных районах с проявленными на поверхности признаками рудоносности.

Аэрогаммасъёмка используется при поисках месторождений урана, редких земель_э тантала и ниобия, олова_э вольфрама, молибдена, меди, золота, алмазоносных кимберлитов, бокситов и фосфоритов и др.

Перед постановкой аэрогеофизических методов поисков производит­ся анализ материалов космосъёмок и других региональных данных по району с целью локализации перспективных площадей. Проведение аэрогеофизических методов сопровождается комплексом наземных геолого-геохимико-геофизических работ, выполняемых с целью разбраковки и опе­ративной оценки выявляемых аэроаномалий.

Весьма интересным направлением применения ДМИ припоисках МПИ является измерение спектрометрических яркостных характеристик растительности и установления корреляции между ними и геохимическимиособенностями субстрат (почв, горных пород). Листья деревьев, произрастающих на почвах с повышенным содержанием меди, молибдена, свинца, цинка и других элементов, имеют отличные спектральные характе­ристики, по сравнению с листьями деревьев, растущих на площадях отсут­ствия рудной минерализации. При этом установлено, что эти отличия наи­более заметны поздним летом и ранней осенью перед опаданием листь­ев.

Выделяемые по данным космосъёмок критерии рудоносности необ­ходимо ранжировать в соответствии с иерархией структурных уровней оруденения (провинция, район, узел, поле, месторождение) и масштаб­ным уровнем ожидаемых месторождений (уникальное, крупное, среднее, мелкое),

Так в работе (Перцов, Гальперов и др., 1999) на основе анализа космоснимков регионального уровня генерализации (масштаб 1:1000000) рассмотрены космоструктурные критерии локализации таких рудных супергигантов как Витватерсранд (ЮАР, золото, уран, платиноиды), Керк-Ленд и Керр Эдисон (Канада, золото), Мурунтау (Узбекистан, золото), Гаискос (Южный Урал, медь), Печенгский рудный район (Кольский полуостров, медь, никель), Пыркакайский рудный узел (Северная Чукотка, олово), и показано, что для крупнейших рудных объектов в ранге рудного района или узла независимо от вида полезного ископаемого существуют общие структурные критерии контроля (стандартный⁰ набор), выявляемые на основе материалов Д3.

Дистанционные методы поисков нефтяных и газовых месторождений начали широко применять с 1950-х годов в США и с 1960-х годов в СССР. Большой опыт работ накоплен в России (а том числе по Западно-Сибирскому бассейну), США, Канаде, Западной Европе, Южной Америке, Африке, Азии, Австралии. Эти Методы играют важную роль, как при региональных прогнозных работах, так и при доразведке и эксплуатации место­рождений.

Вопросы применения ДМИ при нефтегазопоисковых работах в связи с высокой актуальностью проблемы рассматривается в большом числе публикаций,

К важнейшим направлениям использования ДЗ в нефте-газовой гео­логии следует отнести следующее: уточнение геологического (тектониче­ского) строения чехла нефтегазоносн бассейнов; анализ их глубинного строения; геодинамических анализ областей нефтегазонакопления; поиск потенциальных ловушек и путей миграции углеводородов; прямой поиск скоплений углеводородов; нефтегеологическое и нефтегазопроводное рай­онирование.

Постоянное развитие дистанционных методов предполагает расширение их возможностей при решении нефтегазопоисковых задач. Однако, их реализация зависит от многих факторов и, прежде всего, от правильности выбора общего направления исследований,

Проблема комплексного применения ДМИ и геолого-геохимико-геофизических методов предусматривает постоянное уточнение вопросов очерёдности использования дистанционных исследований, их места в общем комплексе геолого-разведочных работ и наиболее рационального со­четания. При решении этой проблемы возникает необходимость примене­ния многозональной съёмки в оптическом диапазоне, а также инфракрас­ной, радиолокационной, лазерной, гамма-спектрометрической и других современных видов съёмок, использующих смежные с оптической зоны спектры.

В целом в соответствии со стадийностью геологоразведочного процес­са на нефть и газ, и в зависимости от целевого назначения, выполняются обзорные (масштаб 1:1000000; 1:500000 и мельче), региональные (масштаб 1:200000, 1:100000) и детальные (масштаб 1:50000=1:25000 и крупнее) аэро-космо-геологические исследования, которые при детальных работах дополняются наземными ДМИ,

Как правило, аэрокосмические исследования осуществляются в три этапа: камеральный предполевой с предварительным анализом материалов ДЗ; полевой, связанный с наземной поверкой результатов дешифрирования; и камеральный, заключительный по окончательному дешифрирова­нию материалов ДЗ и их комплексной интерпретации с геолого-геохимико-геофизическими данными.