ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2014, № 6, с. 539-553
УДК 553.068.5
ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ ИСКОПАЕМЫХ РЕДКОМЕТАЛЬНО-ТИТАНОВЫХ РОССЫПЕЙ
НА ПРИМЕРЕ ЗАУРАЛЬЯ
© 2014 г. Р. М. Чефранов, А. В. Лаломов, А. А. Бочнева, А. В. Чефранова,
Д. П. Хрущев*, О. П. Федоров**
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017Москва, Старомонетный пер., 35; E-mail: roman_chefr@bk.ru *Институт геологических наук НАН Украины Украина, 01601 Киев, ул. О. Гончара, 55б **ОАО "НПЦМониторинг" 628012Ханты-Мансийск, ул. Студенческая, 2 Поступила в редакцию 22.08.2012 г.
Представлены результаты исследований Умытьинской редкометально-титановой россыпи Зауральской россыпной провинции Западной Сибири (Ханты-Мансийский АО). На основании литологи-ческих особенностей в россыпевмещающих олигоценовых отложениях выделены три горизонта, отличающиеся условиями формирования и характером россыпной металлоносности. Проведен ли-толого-фациальный анализ пород верхнего горизонта. Сопоставление полученных результатов с геофизической информацией, представленной данными гамма- и электро-каротажей, позволило определить геолого-геофизические критерии поисков и разведки редкометально-титановых россыпных концентраций. Установлено, что гамма-активность россыпевмещающих отложений имеет высокую и устойчивую корреляционную связь с их составом, в том числе с содержанием минералов цирконий-титановой ассоциации, и позволяет выявлять отдельные участки развития россыпных тел, преимущественно мелководно-морского типа. Электрические свойства пород менее представительны для локального прогноза, но позволяют судить о россыпном потенциале отдельных горизонтов отложений. На основании выделенных критериев дана прогнозная оценка россыпной металлоносности глубоко залегающих горизонтов продуктивной толщи Умытьинской россыпи.
DOI: 10.7868/S0024497X14060032
Данная работа является продолжением серии статей, посвященных поискам и разведке редко-метально-титановых россыпей в пределах Зауральской россыпной провинции [Патык-Кара и др., 2009; Лаломов и др., 2010a].
При поисках и разведке россыпей указанного типа необходимо проведение палеофациального анализа, позволяющего устанавливать условия формирования и параметры локализации россыпных тел. Для глубоко залегающих россыпей, изучаемых по данным бурения, составление па-леофациальных реконструкций на основе классического текстурно-литологического анализа пород часто оказывается невозможным в связи с отсутствием ориентированных образцов ненарушенного керна. Для решения этой проблемы, особенно актуальной для нашей страны, где в силу геолого-исторических и палеоклиматических причин преобладают древние россыпные месторождения, большой интерес представляет разрабатываемая методика микропалеофациального анализа [Лаломов и др., 2010б], а также геолого-
геофизические критерии палеофациальных реконструкций и оценки россыпной металлоносно-сти, рассматриваемые в настоящей статье.
Актуальность геофизических исследований связана с тем, что изучение свойств пород по кер-новым данным часто затруднено из-за сложности извлечения керна из слабосцементированных пород. Благодаря массовости каротажных данных, их доступности и относительной простоте обработки они часто служат единственным геолого-геофизическим источником информации, на основании которой судят о геологическом разрезе, целесообразности дальнейших исследований и оперативных работ в скважине, а результаты анализа керна используются при корректировке интерпретации материалов геофизических исследований [Итенберг, 1987].
Данные геофизических методов разведки тер-ригенных толщ чаще всего используются при поисково-оценочных работах на нефть и газ. При поисках и разведке редкометально-титановых россыпей результаты обработки геофизической
информации сводятся к предположению о повышенной металлоносности отдельных интервалов разреза скважины на основании радиометрических аномалий. Выявление новых критериев оценки условий формирования и локализации россыпей на основании геолого-геофизической информации, помимо применения при прямых поисково-разведочных работах на участках их развития, могут способствовать пересмотру значительных объемов фондовых материалов по поискам на нефть и газ в плане ориентации их на оценку россыпной минерализации.
ЗАДАЧИ И ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ
В работе поставлены следующие задачи: 1) Провести вертикальное расчленение толщи россыпевмещающих олигоценовых отложений Умытьинского участка в прогнозно-поисковых целях; 2) выполнить литолого-фациальный анализ верхнего горизонта продуктивных отложений с определением параметров локализации в них россыпных тел; 3) выявить критерии оценки россыпной металлоносности на основании имеющейся геолого-геофизической информации, ориентируясь на полученные результаты литолого-фациальных исследований; 4) Определить возможности применения установленных критериев для оценки россыпного потенциала глубоко залегающих горизонтов.
Основой работы послужили результаты следующих аналитических процедур: 1) текстурного анализа (макроскопическое описание) россыпе-вмещающих отложений в 75 шурфах и канавах (проведен авторами); 2) гранулометрического и сокращенного минералогического анализа (на титановые минералы и циркон) — 676 проб по 45 шурфам и 9 скважинам (проведен в лабораториях ИГЕМ РАН и ОАО "Центральная геофизическая экспедиция", г. Новосибирск); 3) сокращенного геохимического анализа на оксиды титана и циркония — 1033 проб по 306 шурфам и 22 скважинам (проведен в лаборатории ОАО "Центральная геофизическая экспедиция"); 4) геофизического гамма-каротажа (ГК) и электрического каротажа методами поля самопроизвольного (ПС) и кажущихся сопротивлений (КС) 56 скважин (проводились посредством панели УПК-77 и прибора КСП-38 ЗАО "Тарская ГКП").
Схема расположения горных выработок приведена на рис. 1. Следует отметить их неравномерное распределение, а также неполное опробование отдельных интервалов скважин, что наложило существенный отпечаток на методику исследования.
КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РОССЫПНОЙ РЕДКОМЕТАЛЬНО-ТИТАНОВОЙ МЕТАЛЛОНОСНОСТИ РЕГИОНА
Умытьинская россыпь относится к Мансийской площади Зауральской редкометально-тита-новой россыпной провинции Западной Сибири. В административном плане она располагается на юго-востоке Советского района Ханты-Мансийского АО. Россыпи исследуемой части Зауралья связаны с олигоценовыми и, в меньшей степени, с меловыми терригенными отложениями. Основным источником сноса материала служили кристаллические породы Уральского складчатого пояса, от раннего мела до конца олигоцена подвергавшиеся процессам интенсивного химического выветривания [Сигов, 1971], что приводило к разложению в них породообразующих силикатов и неустойчивых акцессориев, в то время как устойчивые к выветриванию минералы накапливались в корах выветривания.
Распространение меловых терригенных толщ в Зауральском регионе ограничивается узкой полосой Восточно-Уральского предгорного прогиба. Начавшееся во второй половине мела и продолжавшееся до конца эоцена эпейрогеническое прогибание Зауралья привело к консервации кор выветривания Урала. В этот период Западно-Сибирский бассейн представлял собой мелководное внутреннее море [Ахметьев, 2002]. В течение оли-гоцена началось медленное поднятие Уральского региона и, в результате активизировавшейся эрозии в бассейн поступали новые большие массы минералогически зрелого обломочного материала, как непосредственно с кор выветривания кристаллических пород Урала, так и в результате размыва ранее сформированных промежуточных коллекторов. Эволюция Западно-Сибирского бассейна в палеогене шла по пути последовательной регрессии с периодами стабилизации береговой линии [Ахметьев, 2004]. Это отражено в концентрической зональности россыпных проявлений, формировавшихся в эти периоды, их омоложении от периферии плиты к центру [Патык-Кара, 2008].
Сокращение площади Западно-Сибирского бассейна и изменение его конфигурации определялось тектоническими движениями, проявившимися на севере приуральской части ЗападноСибирской плиты в развитии системы локальных сводово-купольных структур Северо-Сосьвин-ско—Хуготского вала [Патык-Кара и др., 2009]. Положительные тектонические движения, имевшие место в течение олигоцена в области этих структур, выводили в зону эрозии отложения более ранних этапов и фиксировали береговую линию отступающего бассейна в обрамлении поднятий. В результате этого происходил интенсивный перемыв насыщенного устойчивыми минералами терригенного материала и образование россыпей. Формирование россыпевмещаю-
60° 70° 63°55' 64°00' 64°05'
Рис. 1. Общее строение исследуемого региона и места отбора проб.
1 — скважины; 2 — открытые горные выработки (шурфы и канавы); 3 — границы Умытьинского участка; 4 — водотоки; 5 — Уральский складчатый пояс (У); 6—7 — области, перспективные на выявление россыпей: 6 — мезозойского комплекса, 7 — олигоцен-миоценового комплекса; ЗСП — Западно-Сибирская плита. На врезке расположение редкоме-тально-титановой россыпной металлоносности в Зауральском регионе.
щих олигоценовых отложений Умытьинского участка отвечает фазе (или фазам) стабилизации береговой линии, контролируемой Мансийской и Даниловской сводово-купольными структура-
ми. Наиболее существенное влияние оказали Ле-мьинский и Северо-Умытьинский выступы Даниловской структуры, которые имеют, скорее всего, тектоническую природу и образовались за
Таблица 1. Гранулометрический состав отложений выделенных горизонтов куртамышской свиты Умытьинского участка и содержание в них минералов тяжелой фракции (т.ф.) по классам крупности
Характеристика Гранулометрический класс, мм
>1.0 1.0-0.5 0.5-0.25 0.25-0.1 0.1-0.05 0.05-0.01 <0.01
Нижнекуртамышский горизонт
Усредненный гран. состав Содержание т.ф. в классе*, % Доля от общего содержания т.ф., %
Усредненный гран. состав Содержание т.ф. в классе*, % Доля от общего содержания т.ф., %
0.8
0.6
7.2
56.3 0.35/1.1 41.5
Среднекуртамышский горизонт
0.3
1.0
15.7
69.7 0.3/0.5 68.5
Верхнекуртамышский горизонт
14.4 3.18/13
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.