К вопросу о структуре слабых магнитных полей месторождений золота жильного типа, локализованных в осадочных породах (на примере Любавинского месторождения Забайкалья) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

к ВОПРОСУ О СТРУКТУРЕ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТА ЖИЛЬНОГО ТИПА, ЛОКАЛИЗОВАННЫХ В ОСАДОЧНЫХ ПОРОДАХ (НА ПРИМЕРЕ ЛЮБАВИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ЗАБАЙКАЛЬЯ)

Б. Г. МОРДАНОВ, 3. А. МЫШКО, Л. Я. ЕРОФЕЕВ

(11редставлеиа кафедрой геофизических методой разведки)

Значительная часть месторождения золота жильного типа приурочена к осадочным и осадочно-метаморфическим породам, где рудные тела представлены маломощными кварцевыми жилами с бедным содержанием сульфидов. На таких месторождениях геофизические методы, в особенности широко применяемые электроразведочные, не дают положительных результатов.

За последние годы установлена высокая эффективность применения детальной магнитной съемки при изучении рудных полей ряда месторождений золота, локализованных в интрузивных породах.

В связи с этим нами были начаты специальные магнитометрические исследования на месторождениях золота, рудные поля которых расположены в осадочных породах. Целью проводимых работ являлось выяснение основных черт структуры магнитных полей с последующей оценкой возможностей применения детальной, магнитной съемки для изучения месторождений такого типа.

В данной статье пойдет речь только о первой части вопроса, т. е. о структуре магнитного поля. В качестве примера был выбран Николаевский участок, являющийся восточным флангом Любавинского золоторудного месторождения Восточного Забайкалья.

В пределах участка развиты сильно метаморфизированные осадочные породы: песчаники-алевролиты и сланцы пермского возраста. В тектоническом отношении участок приурочен к зоне глубинного разлома широтного простирания и является частью южного крыла синклинальной складки. Разлом фиксируется цепочкой штоков гранитов, поясом даек кварцевых порфиров, гранит-порфиров и сосредоточением рудной минерализации в пределах полосы, шириной около 1 км.

На участке характерно отсутствие выходов на поверхность штоков гранитов, падение пород на север и приуроченность рудных тел к пологим трещинам оперения широтных сбросов. Нарушения встречаются продольные и диагональные, реже поперечные. Основные рудные зоны имеют переменное простирание от 330 до 260°, непостоянную мощность от нескольких см до 1—2 м и выполаживаются с глубиной. Золото распределено в виде вкрапленности и намечается приуроченность его к мелким продольным или косоугольным трещинам, а также к области резких изменений мощности жил. Коренные породы участка ¡перекрыты рыхлыми отложениями, мощность которых изменяется от 0,5 до 2 м на водоразделах и от 10 до 12 м в долинах.

Магнитная съемка была проведена магнитометром М-23 на площади 2 кв. км. по сети 50X5 м и 100x5 м с точностью ±4у. Для выяснения

характера изменения приращения вертикальной составляющей напряженности магнитного .поля на участке Николаевском были применены статистические методы анализа, позволившие оценить:

1) величину и сложность изменения амплитуды приращения вертикальной составляющей;

2) формы изменения напряженности магнитного поля;

3) анизотропию магнитного поля.

Оценка изменения величины амплитуды приращения вертикальной составляющей—АZ была выполнена следующим образом. Значения № были сгруппированы в статистические ряды. Интервал группирования для построения рядов определялся по формуле Стерджесса:

А^шах-А2щ 1Т1

А

1+3,322 ^УУ

(где N — число значений в статистическом ряду) и оказался равным 5 м. По статистическим рядам построены полигоны распределения для шести профилей и для участка в целом (рис. 1, а).

Диапазон изменения амплитуд приращения .вертикальной составляющей напряженности магнитного поля (без учета аномалии над штоком гранитов) составляет 60у, наибольшее значение +35у, наименьшее—25у. У 90% всех значений к! изменение амплитуд происходит лишь в интервале от —10 до 10у, т. е. в пределах 20у.

Полигоны .распределения амплитуд по ¡профилям несколько различны. Для западных профилей форма полигонов распределения отличается незначительной положительной асимметрией и близка к плосковершинной. На полигонах распределения центральной части уже четко намечаются 2 максимума при слабой отрицательной (относительно среднего) асимметрии. Для восточных профилей характерно бимодальное распределение с резко выраженным правым максимумом, благодаря чему форма полигонов становится островершинной.

Графики накопленных частот, построенные на нормальном вероятностном трафарете, согласно критерию Колмогорова (Ж 1,35), могут быть отнесены к прямьим, что свидетельствует о близости эмпирического распределения к нормальному.

Для оценок сложности изменения амплитуды была вычислена нормированная энтропия по формуле (1):

ЛГ—1

-2/П-1ПМ- ——

211

\х\Ы

где п — число точек измерения на .профиле, для которого определялась энтропия, р —вероятность класса группирования, N — число классов в распределении.

Нормированная энтропия—Я, характеризующая сложность изменения амплитуд Ы, составляет на участке 0,81—0,87. Наибольшее значение энтропии 0,85—0,87 наблюдается на крайних восточном и западном профилях, где полигоны распределения по характеру различны. Однако колебания энтропии невелики, лежат в пределах 0,06, что свидетельствует об однородности изменения .амплитуд А2 на участке в целом.

Изучение формы изменения напряженности магнитного поля проводилось следующим образом. По профилям рассчитывались автокорреляционные функции

2 --^ср) С^ + т—*ср)

-,

2 (Х1—А-Ср)2

где хср — среднее значение А2 на профиле, х1— значение Ь.2 в г'-той точке (г'= 1 2 3... /V); N — число точек;

т — интервал корреляции, т = Дх-р;

Ах— интервал дискретизации, равный шагу измерения;

р — масштабный коэффициент.

ЯП)

т. т 80 о

-20

-20

Н'0,84 П*И0б

д 2 (гамм)

20

н = 0.87 П--201

Н= 0,82 П-20/

Н= 0,8 < П» 173

го

Н'0,83 ПЧЧЗ

л 2 (г они)

1.0

0.5

и 1\.

у.' У\

Л

л

(м\

Рис. 1, а. Полигоны распределения амплитуд наблюденного магнитного поля. I, II... VI—порядковые номера профилей, VII — суммарный полигон, п — число точек измерений на профиле, п' число точек в интервале группирования, Н — энтропия.

б. Автокорреляционные функции. 1— Я(х) наблюдённого поля А2, 2 — Я' (т) преобразованного поля

Поскольку в магнитном поле золоторудных месторождений жильного типа, изученных ранее, имел место ряд устойчивых периодических составляющих, то вычисление функции автокорреляции R(т) проводилось до больших интервалов сравнения т (0,8 длины профиля), что при вычислении по таким R{т) спектральной плотности равносильно построению периодограмм. Нами спектральная плотность не вычислялась, параметры периодических изменений АZ (амплитуда и период) определялись непосредственно по графику R(т) так, как это рекомендуется в работе [2].

Для получения информации о спектральном составе изменений АZ периодические составляющие необходимо вычесть из общего спектра, что осуществлялось таким путем: по автокорреляционной кривой R(х) выделялась периодическая функция, определялись ее средние амплитуда— А и период — Т, по которым на кальке строилась косинусоида. Последняя накладывалась на график AZ и путем горизонтального перемещения подбиралось визуально наилучшее совпадение кривых, т. е. положение, при котором коэффициент взаимной корреляции был наибольшим.

Вычитанием косинусоиды из графика АZ получали кривую AZ' и для нее вычислялась автокорреляционная функция ^'(т). Если в ее характере наблюдалась периодическая составляющая, то процесс выделения продолжался тем же способом, т. е. определялись А' и Т', строилась новая периодическая составляющая, вычиталась из АZ' и по оставшимся значениям вычислялась ^"(т) и т. д.

Как правило, уже при одном вычитании периодической составляющей функция автокорреляции принимала вид монотонно убывающего до нуля графика, который при дальнейшем увеличении т оставался близким к нулю (рис. 1, б).

По функциям R'(t) в интервале т, равном 15% длины реализации, построена средняя функция автокорреляции, которая была аппроксимирована показательной функцией у=\е ^^ (рис. 2, а) и по ней вычислен график спектральной плотности (рис. 2, б).

В результате спектрального анализа выделены две периодические

)([9))

о

Рис. 2, а Автокорреляционные функции: 1 — средняя по участку, 2 — теоретическая; б —График спектральной плотности 5(со).

О 100. 200

а

составляющие с частотой 0,0008 колеб./метр. и 0,0014 колеб./метр., что соответствует ширине аномалий 300—800 м.

Амплитуда аномалий составляет 6—8 т- е. 1/10 изменения амплитуды АЪ по планшету.

Кроме выделенных периодических изменений здесь имеют место одиночные изменения напряженности, которые на планах графиков выступают в весьма очевидной форме. Области поля, где проявляются такие аномалии, мы не включали в объем статистической выборки, так как они представляют собой яркие «неоднородности». Это аномалии над штоком гранитов (ширина 160 м и интенсивность +340у) и над сближенными дайками основного состава (ширина аномалии 40 м, интенсивность +100у).

Установить в общем фоне изменений какие-либо черты в высокочастотной части спектра затруднительно: спектральная плотность плавно убывает с увеличением частоты. Так представляется поле в высокочастотной части, если его изучать в одном сечении, т. е. двухмерном пространстве. Анализируя поле в трехмерном пространстве (что количественно осуществить практически невозможно), можно чисто качественно, обнаружить и в этой части изменений напряженности ряд характерных возмущений.

Это линейно-вытянутые аномальные зоны с отношением длин осей от 1 : 1000 и более. Ширина аномалий непостоянна и колеблется от 0,5 до 20 м. Амплитуда варьирует в пределах —10 и —25 у. Преобладающее простирание северо-восточное, протяженность от нескольких метров до километров. Распределение таких аномалий на площади сравнительно равномерное, так как участок расположен целиком в пределах рудного поля.

Для оценки анизотропии поля была поставлена, микромагнитная съемка на 10 площадках размерами 20ХЙ0 м с шагом 2 м. Площадки сняты в области развития песчано-сланцевой толщи, интрузии гранодио-рита и дайкощого пояса. Планы изодинам были обработаны деривимет-ром: через 0,5 см измерены азимуты направлений изодинам с точностью 2°. По этим данным построены распределения в виде розы-диаграммы направлений изодинам Ы (рис. 3).

Для песчано-сланцевой толщи характер распределения направлений близок к равномерному. Однако намечаются два небольших максимума, отвечающие азимутам 15° и 345°, т. е. преобладает субмеридиональное направление. Дайковый пояс по розе-диаграмме характеризуется двумя максимумами с азимутами 0° и 50°. Для массива гранитов четко локализуется основной крупный максимум с азимутом 350°. В целом наблюденное магнитное поле оказалось анизотропным.

Таким образом, по результатам магнитной съемки на Николаевском

О

Рис. 3. Роза-диаграмма направлении изодинам над поясом даек.

участке отмечены незначительные изменения приращения амплитуд вертикальной составляющей напряженности магнитного ноля: 90% всех значений № лежат ¡в пределах —10 и +10 гам;м. Однако в характере изменений магнитного поля намечаются определенные закономерности, заключающиеся в следующем:

1. Закон распределения амплитуд наблюденного магнитного поля близок к нормальному. Сложность изменения амплитуд, оцениваемая энтропией (Н = 0,81—0,87), по участку почти одинакова, спектр характеризуется глубоким минимумом.

2. Магнитное ноле участка анизотропно с преобладанием двух довольно четко выраженных направлений изодинам к! субмеридионального и северо-восточного.

3. В составе магнитного поля имеют место периодические составляющие с частотой 0,0008—0,0014 к/м, отвечающие аномалиям шириной 300—800 м с амплитудой 6—8 у.

4. На фоне слабого магнитного поля проявляются площадные аномалии интенсивностью +340 у и узкие линейно-вытянутые аномалии с амплитудой —10—25 у.

Л И Т ЕР А ТУРА

1. Б. В. Шили и, Количественная оценка сложности геофизических и геологических карт. «Разведка и охрана недр», 1966, № 5.

2. М. Г. Серебренников, Л. А. Первозва некий. Выявление скрытых периодичностей. Изд. «Наука» ФМЛ, М., 1965.