ВЕСТНИК ЮЖНОГО НАУЧНОГО ЦЕНТРА Том 10, № 1, 2014, стр. 25-34
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 553.98:550.4
ОПЫТ ВЫЯВЛЕНИЯ И ИЗУЧЕНИЯ ЗОН ЭНДОГЕННОЙ ФЛЮИДИЗАЦИИ КОМПЛЕКСОМ ДИСТАНЦИОННЫХ И ГАЗОГЕОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ
© 2014 г. Д.Б. Давыденко1, Е.Д. Давыденко1, В.С. Исаев2, А.В. Клещенков1, А.В. Мохов1, С.Г. Парада1
Поступила 17.05.2013
Для площадей Восточного Донбасса выполнены математические преобразования спектрозональ-ных космических снимков с использованием технологии дистанционной флюидоиндексации. Полученные аномалии индекса флюидонасыщения (ИФ) интерпретируются как обусловленные эндогенной флюидизацией верхних горизонтов литосферы. Рекогносцировочные наземные работы проведены в пределах Россошанского ареала на Северо-Россошанской площади. По результатам наземных газогеохимических исследований в пределах аномалий ИФ получены первые данные об их газовом составе. По результатам геологических наблюдений впервые для Восточного Донбасса обнаружены высококалиевые риолиты и сопутствующие рудоносные метасоматиты, приведены их краткие петрографические и петрохимические характеристики. Установлено, что выявленные вулканиты и метасоматиты, а также известные объекты рудной минерализации, представляющие в совокупности продукты эндогенной флюидизации земной коры, располагаются в контурах выявленных аномалий ИФ, что способствует рассмотрению таких аномалий в качестве потенциальных рудных узлов. Это дает ключ к выделению по аномалиям ИФ потенциально перспективных на флюидогенное оруденение золота и других металлов участков в пределах закрытых рыхлыми отложениями территорий.
Ключевые слова: Восточный Донбасс, дистанционное зондирование, спектрозональные космо-снимки, математические преобразования, газогеохимия, высококалиевый риолит, рудоносный мета-соматит, золотое оруденение.
Геологические объекты, связанные с зонами эндогенной флюидизации, могут представлять интерес при поисках флюидогенных рудных месторождений, прежде всего золота. Подобные месторождения золота обнаружены и эксплуатируются, например, на площадях украинской части Донбасса. В Ростовской области ПГО "Южгеология" установлено несколько рудопроявлений золота (Керчикское, Чернореченское, Барило-Крепинское, Галутинское). Промышленно значимые золоторудные объекты здесь пока не разведаны. Одной из причин сложившейся ситуации является значительно меньшая обнаженность коренных пород в Восточном Донбассе по сравнению с Нагольным кряжем, где и сосредоточены известные золоторудные
1 Институт аридных зон Южного научного центра РАН (Institute of Arid Zones of the Southern Scientific Centre of the Russian Academy of Sciences), 344006, Ростов-на-Дону, пр. Чехова, 41, тел. (863) 263-78-82, e-mail: segripa@rambler.ru
2 Южно-Российский государственный политехнический университет (Новочеркасский политехнический институт) (South-Russia State Polytechnical University (Novocherkassk Polytechnical Institute)), 346428, Ростовская обл., г. Новочеркасск, ул. Просвещения, 132.
месторождения Донбасса. Отсутствие в поисковом комплексе ПГО "Южгеологии" дистанционного метода, обеспечивающего эффективное прогнозирование погребенных и слепых золоторудных объектов, в значительной мере снижает вероятность обнаружения месторождений золота в Ростовской области.
В отделе геологии Института аридных зон Южного научного центра Российской академии наук (ИАЗ ЮНЦ РАН) в последние 8 лет осуществляются работы по формированию поискового комплекса [1-8], включающего как обработку спектрозональ-ных космических снимков, так и наземные газогеохимические исследования. Физико-химическими предпосылками для разработки такого комплекса является установленный факт повышенного содержания природных газов в рудных месторождениях [9]. Целесообразность использования газовых компонент в качестве геохимических индикаторов при проведении поисково-разведочных работ для решения отдельных вопросов геологического строения месторождений, а также для локализации рудных тел была подтверждена работами ряда
исследователей [9-11]. Положительный опыт применения этих методов был получен в различных геолого-структурных условиях. Вместе с тем в практике геологоразведочных работ в нашей стране данное направление широкого применения не получило. Несколько иная ситуация сложилась за рубежом. Опираясь во многом на работы советских исследователей, с середины 70-х годов прошлого века в таких странах, как Великобритания, США, Китай, Австралия, активно развивали атмогеохи-мические методы, ориентированные на выявление зон повышенного флюидонасыщения, которые рассматривались как потенциально рудоносные площади [12; 13]. Эти исследования эффективно применялись при поиске и разведке полиметаллических и золоторудных месторождений, не выходящих на земную поверхность. Принципиально новым методическим аспектом разрабатываемой нами технологии является выявление на первых этапах крупных по площади зон и ареалов повышенного углеводородонасыщения [2-5]. Информативность использования подобного критерия связана с тем обстоятельством, что метан является одним из наиболее распространенных газов рудных месторождений [9]. Основой для получения информации о крупных площадных аномалиях углеводородо-насыщения являются результаты математической обработки спектрозональных космических снимков. Наземные атмогеохимические исследования спектра природных газов проводятся в пределах аномалий флюидонасыщения углеводородами на последующем этапе. В литературе сообщений о
разработке и использовании для обнаружения рудных объектов подобного поискового комплекса нами не встречено. В настоящей статье изложены концептуальные положения новой технологии, а также результаты экспедиционных работ в пределах северной части Россошанской площади, выполненных в 2012 г. сотрудниками ИАЗ ЮНЦ РАН.
Исследованная территория относится к Донецкой металлогенической субпровинции (Доно-Днеп-ровская провинция), которая совпадает с площадями Донецкого складчатого сооружения (ДСС). Рудоносность связана с тектоно-магматической активизацией ДСС. Рудовмещающими являются отложения среднекаменноугольного возраста. Установленные проявления золотого оруденения связываются с магматическими породами анде-зит-трахиандезитовой формации позднепермско-го - юрского возраста [14-16]. Рудные узлы в пределах рассматриваемого региона до настоящего времени не выделены. На площадях Восточного Донбасса перспективными считаются Керчикское, Барило-Крепинское, Галутинское и Черноречен-ское рудопроявления (рис. 1). Кроме этого, здесь выявлены многочисленные пункты минерализации и геохимические аномалии, что позволяет ожидать обнаружения в рассматриваемом регионе крупных золоторудных месторождений [14].
Специалистами ОАО "Южгеология" в качестве основного рудоконтролирующего фактора, определяющего выбор площадей для постановки поисковых работ, рассматриваются поперечные субмеридиональные поднятия, сопровождающи-
Рис. 1. Схема ареалов эндогенной флюидизации на площади Керчикского рудного района (результаты первого этапа исследований; региональные аномалии поля индекса флюидонасыщения метаном)
1 - ареалы эндогенной флюидизации, рассматриваемые как площади рудогенеза (I - Галутинский, II - Барило-Крепинский, III - Кадамовский, IV - Керчикский, V - Россошанский); 2 - площади, выделенные по результатам геологоразведочных работ в качестве перспективных на обнаружение золота (1 - Галутинская, 2 - Тузловская, 3 - Барило-Крепинская, 4 - Болдыревская, 5 - Аютинская, 6 - Кадамовская, 7 - Кондаковская); 3 - Керчикское рудопроявление; 4 - южная граница "открытого" Донбасса; 5 - контуры Северо-Россошанской площади для проведения исследований второго этапа; 6 - шкала интенсивности аномалий флюидонасыщения (а - минимальные, б - максимальные значения поля)
еся аналогично ориентированными разрывными нарушениями, подвижки вдоль которых активизировались в киммерийское время. Гидротермально-метасоматический фактор является не менее важным. Кроме того, в процессе изучения Керчикского рудопроявления установлено, что общая повышенная флюидонасыщенность пород характерна для всей площади рудного поля [14]. Выше уже упоминалось, что подобное явление вовсе не является частным случаем, хотя обычно остается вне поля зрения специалистов по поискам.
С учетом наличия указанных признаков к началу 2000-х годов выявлено 7 перспективных площадей (см. рис. 1) для постановки специализированных работ на золото [16]. Основным критерием при этом служило наличие в пределах выделяемой площади первичных и вторичных ареалов рассеивания, рассматриваемых в качестве индикатора золото-полиметаллического оруденения. При выборе этих площадей данные дистанционных методов (в том числе и геофизических) фактически не учитывались. Используемые специалистами ОАО "Южгео-логия" критерии не давали возможности объективно оценить потенциальную рудоносность участков с большими мощностями рыхлых отложений, что в определенной мере препятствовало оптимальному выбору поисковых площадей.
Практика применения метода дистанционной флюидоиндексации (МДФ), развиваемая в ИАЗ ЮНЦ РАН для решения прогностических задач, направлена на выявление аномалий насыщения верхних горизонтов литосферы флюидами (в качестве основного среди них принят метан). По результатам математической обработки космических снимков Landsat-7 рассчитывается индекс [1; 2; 17], величина которого зависит от содержания метана в припочвенном горизонте. Этот параметр назван индексом флюидонасыщения легкими углеводородами (ИФЛ). Первоначально этот параметр предназначался для прогнозирования нефтегазоносных объектов [1-3; 17]. Значительно позже наметилась возможность применения его для поиска рудных месторождений [4], и указанная технология использована нами для выявления объектов эндогенной минерализации на площадях Восточного Донбасса.
В качестве первого этапа решения сформулированной выше задачи в пределах названного региона (общая площадь около 9500 км2) выполнены преобразования спектрозональных космических снимков с использованием метода дистанционной флюидоиндексации (МДФ). Полученные при этом аномалии ИФЛ (зональный вариант)
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.