Геолого-структурное моделирование при локальном прогнозе кимберлитов на закрытых территориях: на примере Накынского поля Якутии тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.11, кандидат геолого-минералогических наук Новиков, Константин Валерьевич

• Новиков, Константин Валерьевич
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Новиков, Константин Валерьевич

Введение.- 3

Глава I. Краткий очерк геологического строения Накынского кимберлитового поля.- 8

Глава 2. Геоинформационные базы данных по геологическим признакам- 18

2.1. Геологические признаки в керне.- 18

2.2. База данных по геологическим признакам в керне.- 29

Глава 3. Рудовмещающие структуры и морфология Майского и Мархинского месторождений.- 42

3.1. Крупномасштабный площадной и трехмерный анализ баз данных по геологическим признакам в керне.- 42

3.2. Результаты анализа Майского месторождения.- 43

3.3. Результаты анализа Мархинского рудопроявления.- 53

3.4. Сравнительный анализ Майского и Мархинского дайковых тел . -

Глава 4. Комплексное моделирование рудоконтролирующих структур . - 64

4.1. Поисковые модели рудоконтролирующих структур и их тектонические признаки.- 64

4.2. Флюидоразрывные признаки рудовмещающих структур.- 70

4.3. Фотолюминесценция кальцитов и баритовая минерализация как признаки флюидного магматизма.- 79

Глава 5. Выделение признаков рудоконтролирующих структур по разным сетям бурения.- 84

5.1. Исследование признаков в керне по сети 800x800 м.- 86

5.2. Исследование признаков в керне по сети 400x400 м.- 92

5.3. Исследование признаков в керне по сети 200x200 и 100x100 м.- 97

5.4. Проведение прогноза на примере участка Северный.- 104

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геолого-структурное моделирование при локальном прогнозе кимберлитов на закрытых территориях: на примере Накынского поля Якутии»

Актуальность проблемы. В настоящее время остро стоит проблема обнаружения новых коренных месторождений алмазов в пределах закрытых территорий. Месторождения, которые сравнительно легко было обнаружить - уже найдены. Остаются лишь месторождения слабоконтрастные по геологическим признакам и физическим свойствам, которые и являются объектом современных поисков. В настоящее время применяется большое количество методов поиска и разведки коренных месторождений, однако ни один из них не является исчерпывающим, поэтому результат может дать только их грамотное комплексное применение и интерпретация результатов на современном техническом уровне. Особенно актуально данная проблематика выражена на закрытых территориях, которые недоступны для изучения традиционными геологическими методами. Вся информация о строении подобных территорий извлекается, как правило, из геофизических данных и материалов бурения, причем последнее является наиболее однозначным и достоверным.

В данной работе приведены результаты исследования вмещающих кимберлиты пород и кимберлитоконтролирующих структур, на основании обработки и интерпретации данных, полученных путем изучения керна скважин поискового и разведочного бурения.

Целью работы являлось создание геолого-структурных образов кимберлитоконтролирующих структур основе анализа баз данных по качественным и количественным геологическим показателям, собранных по специализированной документации керна вмещающих кимберлиты осадочных пород.

Согласно поставленной цели решались следующие задачи:

- создание специализированных геоинформационных баз данных по признакам, наблюдаемым в керне;

- создание прогнозных трехмерных моделей известных в Накынском

-3 поле кимберлитовых тел на основании разведочного и оценочного бурения для уточнения рудовмещающих структур и морфологии алмазоносных кимберлитов;

- создание поисковых моделей структур, вмещающих алмазоносные кимберлиты;

- оценка влияния сетей поискового бурения на обнаружение различных проявлений рудовмещающих структур;

- выделение перспективных на кимберлиты локальных участков в центральной части Накынского поля.

Существо работы отражено в следующих защищаемых положениях:

1. Для выделения и картирования тектонических структур и проявлений магматизма в центральной части Накынского поля разработана технология создания специализированных баз данных по геологическим признакам, выявленным в результате специальной документации керна.

2. Крупномасштабный площадной и объемный анализ распределения флюидоразрывных, тектонических признаков и признаков вторичной минерализации в пределах месторождений позволяет картировать элементы рудовмеъцающих структур, подводящие каналы и раздувы кимберлитовых тел.

3. Сформирована поисковая модель кимберлитоконтролирующих структур, включающая в себя тектонические и флюидоразрывные признаки, выявленные по данным бурения, а также вторичную минерализацию.

4. Анализ распределения геологических признаков в керне по разным сетям поискового бурения на закрытой территории Накынского поля позволяет выделять: по сети 800x800 м крупные магистральные разломы; по сети 400x400 м уточнять строение крупных разломов, картировать рудоконтролирующие структуры и ареалы флюидного магматизма, выделять перспективные для обнаружения кимберлитов площади; по сетам

200x200 и 100x100 м уточнять внутренне строение рудоконтролирующих структур и выделять локальные перспективные участки.

Фактический материал. Основанием для подготовки диссертации стал фактический материал, представленный специальной документацией керна около 1910 поисковых и разведочных скважин, собранный в ходе полевых исследований в Накынском кимберлитовом поле в период с 1998 по 2008 гг., проводимых под руководством проф. П.А. Игнатова в рамках хоздоговорных работ с Ботуобинской геологоразведочной экспедицией АК «АЛРОСА». На основании полевой документации была создана электронная база данных. В работе использовалась документация П.А. Игнатова, Я.И. Штейна, К.Ю. Бушкова (РГГРУ), Р.В. Еремеева (ЯНИГП ЦНИГРИ) и автора.

На основании фактического материала была создана электронная база, которая послужила основой для последующего анализа. В работе также использован опубликованный и фондовый материал по данному району.

Научная новизна. В результате проведенных исследований впервые получены следующие научные результаты:

1. создана база данных по скважинам, керн по которым задокументирован группой под руководством проф. Игнатова П.А. с использованием однотипного подхода;

2. разработана методика первичной обработки баз данных по результатам изучения керна поисковых и разведочных скважин;

3. обоснованы прогнозные трехмерные геологические модели Майского и Мархинского месторождений.

4. создана комплексная поисковая модель контролирующих кимберлиты структур, которая может являться основой для прогноза.

5. показаны возможности выявления признаков структур, связанных с кимберлитами, которые устанавливаются по разным сетям поискового бурения (800x800 м, 400x400 м, 200x200 м и 100x100м). Практическая значимость. В настоящее время накоплен колоссальный геологический материал, обработать который без специальных информационных средств и современных компьютерных технологий не представляется возможным. Автором предложена и обоснована методика обработки и анализа баз данных по геологическим признакам, выявляемым при специальной документации керна. Анализ баз данных позволяет выполнять выделение перспективных на обнаружение коренных месторождений алмазов участков. В основании анализа лежит впервые сформированная модель рудоконтролирующих структур. На основе установленных закономерностей выделен ряд локальных площадей, перспективных на коренные месторождения алмазов в границах участка «Северный»;

Апробация диссертации. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на VII международной конференция «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, РРГРУ, 2007), на конференции «Прогноз, поиски, оценка рудных и нерудных месторождений - достижения и перспективы» (Москва, ФГУП ЦНИГРИ, 2008), IX международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, РГГРУ, 2009) ИПКОН РАН, 2009, на V Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (Москва, РГГРУ, 2010). Все материалы конференций опубликованы в качестве тезисов докладов.

Результаты исследований вошли в четыре отчета, выполненных по договорным работам с Ботуобинской ГРЭ и ЯНИГП ЦНИГРИ (г. Мирный) и две научные статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК РФ изданиях.

Публикации. Основные положения диссертации и в 8 работах, в том числе двух статьях и 6 тезисах докладов.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 132 страницы, состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 68 рисунков, 5 таблиц и список литературы, включающий 95 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения», Новиков, Константин Валерьевич

Заключение

В настоящей работе по результатам документации тектонических, магматических и флюидоразрывных признаков в керне и вторичной минерализации, отработана методика создания и анализа электронных баз данных. По данным специализированной документации керна обоснованы трехмерные прогнозные модели кимберлитовых даек Майской и Мархинской. Их анализ послужил основой для создания комплексных обобщающих поисковых моделей рудоконтролирующих структур Накынского поля, включающих в себя тектонику, флюидный магматизм и вторичную минерализацию. Исследованы вопросы зависимости результатов анализа данных по методике исследования специальной документации керна от сети бурения.

Применение на практике данной методики позволит существенно увеличить объем информации, извлекаемой при геологоразведочном процессе на закрытых территориях.

По результатам анализа базы данных по признакам в керне выделен ряд перспективных на обнаружение кимберлитов участков.

Автор видит следующие направления для развития рассматриваемой методики. Электронные базы данных, созданные по результатом специализированной документации керна, открывают возможности количественной оценки и компьютерной обработки данных. Перспективными направлениями являются: дополнение баз данных результатами вещественных анализов, такими как, фотолюминесценция, рентгенфлуоресцентный, изотопный и структурно-петрофизический анализы, фотографиями шлифов и штуфов; статистическая обработка геологических признаков в керне; применение автоматических систем прогноза в виде разработки алгоритмов распознавания рудоконтролирующих структур по данным исследования керна.

Список литературы диссертационного исследования кандидат геолого-минералогических наук Новиков, Константин Валерьевич, 2010 год

1. Саго G-1 and Kopylova Maya G. The hypabyssal 5034 kimberlite of the gahcho kue cluster, southeastern slave craton, northwest territories, Canada: a granite-contaminated group-i kimberlite. // The Canadian Mineralogist. 2004. Vol. 42, pp. 183-207

2. Cowie P.A. A healing-reloading feedback control on the growth rate of seismic faults // S. Struct, Geol. 1998. Vol. 20. № 8. 3. 1075 -1087.

3. M. Kirkley, T. Mogg, L. McBeen Snap Lake field Trip guide // 8 th International Kimberlite Conference. De Beers Canada. Victoria. 1-12 p. 2003. Vancouver.

4. McCallum M.E. The Snap Lake kimberlite sheet complex, Northwest territories, Canada. // Proceedings Eighth International Kimberlite Conference, Saskatoon, 2003.

5. Segall, P. and Pollard, D.D., 1980, Mechanics of discontinuous faulting: Journal of Geophysical Research, v. 85, p. 4337-4350.

6. Sibson R. H., Spott J. Stress/fault controls on containment and release of overpressured fluids: Examles from gold-quartz vein systems in Juneav, Alaska, Victoria, Australia and Otgo, New Zeland // Ore Gqol. Reviows. 1988/№ 13. P. 293-306. 1998.

7. Sylvester A.G. Strike-slip faults. Geological society of America Bulletin, V. 100, p. 1666-1703/November, 1988.

8. Tchalenko, J.S., Similarities between shear zones of different magnitude. // Geol Soc. of Amer. Bull., 1970, vol.81, n.6.

9. Бирюков В.И., Денисов М.Н., Казаков Е.К. и др. Рациональная сеть предварительной разведки (Методическое пособие). М.: Недра, 1978.

10. Бушев А.Г., Вержак В.В., Тюленев В.М., Рогожин A.A. Основы поисков месторождений алмазов в кимберлитах по ореолам люминесцирующих минералов (на примере Архангельских месторождений). М. ВИМС. 1998. 40 с.

11. Н.Бушев А.Г., Габлин В.А., Квитко Т.Д., Соломанов В.Н. Люминесценция карбонатов и ее поисковое значение. Материалы по геологии урана, редких и редкоземельных металлов. Вып. 137. ДСП. М., 1995. С. 167-173.

12. Бушев А.Г., Горобец Б.С. Сидоренко Г.А. и др. Поиски и оценка месторождений камнесамоцветного и кварцевого сырья люминесцентными методами. Метод. рекомендации. ВИМС. НСОММИ. М. 1991.46 с.

13. Бушков К.Ю. Структура Накынского кимберлитового поля и признаки скрытых сдвиговых кимберлитоконтролирующих структур. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва, 2006 г.

14. Ваганов В.И. Алмазные месторождения России и мира. М. Геоинформмарк. 2000. 369 с.

15. Волков В.Н. Введение в разведку полезных ископаемых. СПб.: 2006.

16. Гзовский М.В. Основы тектонофизики. М.: Наука, 1975. 536 с.

17. Гладков A.C., Борняков С.А., Манаков А. В., Матросов В. А. Тектонофизические исследования при алмазопоисковых работах:- 122методическое пособие. М.: Научный мир, 2008 г.

18. Гладков A.C. Внутреннее строение и кинематика зон кимберлитовмещающих разломов Сибирской платформы. В сб. Области активного тектоногенеза в современной и древней истории Земли. Т. 1. М. Мат. XXXiX тект. совещ. М. ГЕОС. 2006. 157-159 с.

19. Горобец Б.С., Гафт M.JL, Подольский A.M. Люминесценция минералов и руд. М. МГ СССР. 1989. 53 с.

20. Граханов С.А., Шаталов В.И., Штыров В.А. и др. Россыпи алмазов России. Новосибирск: «ГЕО». 2007. 457 с.

21. Дейт К. Дж. Введение в системы баз данных. 7-е издание. М.: издательский дом «Вильяме», 2001. 1072 с.

22. ЗО.Зинчук H.H. Постмагматические минералы кимберлитов. М.: Недра, 2000.

23. Игнатов П.А., Бушков К.Ю., Новиков КВ., Васильев И.Д. Изучение фотолюминесценции вторичных кальцитов для установления околотрубочных ореолов. Отчет по работам в 2007 г. Москва, 2007 г. Фонды ЯНИГП ЦНИГРИ.

24. Игнатов П.А., Бушков К.Ю., Новиков КВ., Толстов A.B. Ареал брекчий базитов Накынского кимберлитового поля. // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2010. №2.

25. Игнатов П.А., Бушков К.Ю., Толстов A.B., Яныгин Ю.Т. Геологические и минералого-геохимические признаки структур, контролирующих алмазоносные кимберлиты Накынского поля Якутии. // Руды и металлы. 2006. № 4. 2006, с. 59-66.

26. Игнатов П.А., Бушков К.Ю., Штейн Я.И. Толстов A.B., Яныгин Ю.Т. Геологические и минерально-геохимические признаки структур, контролирующих алмазоносные кимебрилиты Накынского поля Якутии. Москва, Руды и металлы, №4,2006 г.

27. Игнатов П.А., Бушков К.Ю., Штейн Я.И., Толстов A.B., Яныгин Ю.Т. О новом структурно-морфологическом типе месторождений кимберлитов Якутской провинции // Тезисы докладов. Судак, 2004г.

28. Игнатов П.А., Новиков КВ., Васильев И.Д. Изучение структуры потенциальных кимберлитовых полей на основе анализа нарушений в раннепалеозойских осадочных толщах. Отчет по работам в 2007 г. Москва, 2007 г. Фонды БГРЭ.

29. Игнатов П.А., Новиков К.В., Толстов A.B., Разумов А.Н. Морфология кимберлитов Майского месторождения в Накынском поле Якутии по результатам компьютерного моделирования. // Руды и металлы, №4, 2009. стр. 62-66

30. Игнатов П.А., Штейн 4 Я.И. Типы локальных структур, контролирующих кимберлиты центральной Якутии // Руды и металлы. №6. 1997. С. 61-66.

31. Игнатов П.А., Штейн Я.И., Черный С.Д., Яныгин Ю.Т. Новые приемы оценки локальных площадей на коренные месторождения алмазов. // Руды и металлы. № 5. 2001. С. 32-43.

32. Илупин И.П., Ваганов В.И., Прокопчук Б.И. Кимберлиты. Справочник. М. Недра. 1990. 248 с.

33. Киселев А.И., Ярмолюк В.В., Егоров К.Н. и др. Среднепалеозойский базитовый магматизм северо-западной части Вилюйского рифта: состав, источники, геодинамика. Петрология. 2006, том 14, № 6, с. 626648.

34. Киселев А.И., Ярмолюк В.В., Егоров К.Н. Природа «калиевых базальтов» и «пикритобазальтов» в эксплозивных брекчиях и интрузивах среднепалеозойских базитов в Мирнинском и Накынском кимберлитовых полях Якутии. // Геология рудных месторождений. 2008. № 4.

35. Коннолли Т., Берг К. Базы данных. Проектирвоание, реализация и сопровождение. Теория и практика. 3-е издание. М.: издательский дом «Вильяме», 2003.1440 с.

36. Копылова А.Г., Земнухов A.JL, Томшин М.Д. Петрохимические особенности щелочных базитов Накынского кимберлитового поля // Отечественная геология. 2005. № 5. С.65-73.

37. Костровицкий С.И. Физические условия, гидравлика и кинематика заполнения кимберлитовыз трубок. 1976.

38. Костровицкий С.И. Егоров К.Н. Механизм образования каналов кимберлитовых трубок // Вулканология и сейсмология. 1982. № 1. С. 3 -12.

39. Костровицкий С.И. Минералогия и геохимия кимберлитов западной Якутии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Иркутск, 2009.

40. Костровицкий С.И. Основные механизмы формирования кимберлитовых тел. // Новые идеи в науках о Земле. М. МГГА.1997 С.79.

41. Косыгин Ю.А., Юшманов В.В., Маслов Л.Ф. К вопросу о механизме формирования и локализации концентрических комплексов. Геология и геофизика. № 6. 1981. С. 20-27.

42. Милашев В.А., Структуры кимберлитовых полей. Л.: Недра, 1979 г.

43. Мясников Ф.В. Прогнозирование коренных алмазных месторождений на основе статистического анализа геолого-минералогических данных. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. Москва — 2009

44. Новиков КВ., Игнатов П.А. Применение ГИС-технологий для анализа тектонических и других нарушений осадочных пород, вмещающих кимберлиты.// Доклады 6-й Международную школу молодых ученых. Москва, ИПКОН РАН, 2009.

45. Портнов A.M. Флюидный диапиризм как причина формирования кимберлитовых трубок и карбонатитовых массивов. Докл. АНСССР. 1979. т. 246. N2. С. 416-420.

46. Портнов A.M., Бушев А.Г., Горобец Б.С., Рогожин A.A. Люминесцентные ореолы месторождений полезных ископаемых. В сб. Прикладная минералогия в решении проблем прогнозирования,поисков и оценки месторождений полезных ископаемых. М. ВИМС. 2001. С.36.

47. Портнов A.M., Горобец Б.С. Люминогены — индикаторы режимов минералообразования в стратифицированной земной коре. Докл. АН СССР. 1981. Т. 261. №2.

48. Ротман А.Я. Ассоциации калиевых пород в алмазоносных районах. // Прогнозирование и поиски коренных алмазных месторождений. Симферополь-Судак: Изд. Центр фирмы «Крым-Фарм-Трейдинг». 1999. С. 79-84

49. Ротман А.Я. Магматизм алмазоносных районов востока Сибирской платформы // Глубинный магматизм, его источники и плюмы. Труды VI международного семинара. Иркутск-Мирный. Изд-во Института географии СО РАН. 2006. С. 124-155.

50. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2003.

51. Семинский К.Ж. Пространственно-временные взаимоотношения между тектоническими нарушениями в разрывных зонах. // Геология и геофизика, 1991. №3. с 74-84.

52. Семинский К.Ж., Гладков A.C., Лунина О.В., Тугарина М.А. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Прикладной аспект. Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2005. 244 с.

53. Стоянов С.С. Механизм формирования разрывных зон. М.: Недра, 1977. 144 с.

54. Томшин M.Д., Яныгин Ю.Т. Базиты Вилюйской палеорифтовой системы. // Геология и тектоника платформ и орогенных областей северо-востока Азии. Мат. Свещ. Том II. ИГГ СО РАН. Якутск. С. 118120.

55. Томшин М.Д. Фомин A.C., Корнилова В.П., Черный С.Д., Яныгин Ю.Т. Особенности магматических формаций из Накынского кимберлитового поля Якутской провинции. // Геология и геофизика. Том 39. № 12, 1998. С. 1678-1689.

56. Уткин В.П. Сдвиговые дислокации и методика их изучения. М.: Наука, 1980. 144 с.

57. Уткин В.П. Сдвиговые дислокации, магматизм и рудообразование. М.: Наука, 1989, 166 с.

58. Уткин В.П., Митрохин А.И., Неволин П.Л. и др. Роль сдвиговых зон в распределении золотой минерализации южного Приморья. // Тектоника земной коры и мантии. Тектонические закономерности размещения полезных ископаемых. T. II. М. Геос. 2005. С. 291-295.

59. Фролов A.A., Лапин A.B., Толстов A.B., Зинчук H.H., Белов C.B., Бурмистров A.A. Карбонатиты и кимбрелиты (взаимоотношения, минерагения, прогноз). М.: НИА-Природа, 2005. 540 с.

60. Хаин В.Е., Михайлов А.Е. Общая геотектоника. М.: Недра, 1985, 326 с.

61. Харькив А.Д., Зинчук H.H., Крючков А.И. Коренные месторождения алмазов мира. М.: Недра. 1998. 555 с.

62. Цыганов В.А. Надежность геолого-поисковых систем. М. Недра. 1994. 299 с.

63. Цыганов В.А., Микоев И.И., Черный С.Д. Локальные критерии структурного контроля кимберлитового магматизма Западной Якутии. Сов. геология. 1988. N 7.

64. Шаталов В.И., Тарабукин В.П., Боланев B.C., Томшин М.Д. Уточнение возраста кимберлитов Накынского поля. Отечественная геология. № 4. 1999. С.3-4.