Стерлигов Борис Васильевич
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Актуальность работы определяется необходимостью совершенствования методики статистического анализа больших объемов (в пределах нескольких трапеций масштаба 1:1000000) геолого-геофизических данных при выделении участков под поиски золоторудных месторождений. Количественная оценка пространственно-корреляционных связей между золоторудными месторождениями и рудоконтролирующими структурами (РС) по данным комплексных геолого-геофизических исследований позволит более эффективно оконтуривать новые перспективные площади.
Практическая задача прогноза золоторудных объектов тесно связана с изучением глубинного строения земной коры, а именно - с трехмерным моделированием рудоконтролирующих структур, позволяющим на качественно новом уровне выделять перспективные площади, в т.ч. - для территорий, перекрытых осадочным чехлом. Реализация поставленной задачи востребована как в известных районах (Северо-Енисейский золоторудный район), так на вновь изучаемых территориях.
Цель исследования. Целью исследования является выявление пространственно-корреляционных связей между золоторудными месторождениями и различными элементами строения земной коры (рудоконтролирующих структур и комплексов) методами статистического анализа геолого-геофизических данных.
Задачи исследования. Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:
1. Создание искусственных моделей типичных геологических ситуаций для определения статистических критериев обнаружения пространственно-корреляционных связей между золоторудными месторождениями и рудоконтролирующими структурами.
2. Разработка методики классификации пространственно-корреляционных связей между золоторудными месторождениями и рудоконтролирующими структурами и её реализация на примере Енисейского кряжа.
3. Создание трехмерных физико-геологических моделей рудоконтролирующих структур региона Енисейского кряжа.
4. Оценка надежности выявления рудоконтролирующих структур и изучение закономерностей пространственного распределения приуроченных к ним золоторудных месторождений Енисейского кряжа.
Методика исследования для решения поставленных задач включает в себя несколько этапов. На первом этапе, опираясь на результаты стохастического моделирования типичных геологических ситуаций, автором разработана методика обнаружения, количественной оценки и классификации пространственно-корреляционных связей между золоторудными месторождениями и геолого-тектоническими элементами строения земной коры (рудоконтролирующими структурами). На втором этапе исследований по комплексу геолого-геофизических данных: глубинного сейсмического зондирования (ГСЗ) вдоль геотраверсов "Батолит" и "Шпат"; магнитотеллурического зондирования (МТЗ и АМТЗ) вдоль геотраверса "Батолит"; цифровых гравиметрических, магнитометрических и геологических карт масштабов 1:200000 и 1:1000000, создана плотностная модель Енисейского кряжа. На третьем этапе, на базе созданной модели, проведена апробация разработанной методики стохастического анализа геолого-геофизических данных для выявления участков, перспективных под поиски золоторудных месторождений. На заключительном четвертом этапе проведен анализ построенных карт перспективных площадей с предшествующими построениями.
Защищаемые положения сводятся к следующему:
1. Разработанное автором оригинальное программное обеспечение, позволяет генерировать искусственные типичные модели геологических ситуаций и рудоконтролирующих структур.
2. Новый алгоритм анализа топологических характеристик геолого-тектонических объектов применен на множестве искусственных моделей рудоконтролирующих структур, позволил:
разработать метод определения минимально допустимого размера выборки (количества) эталонных объектов, необходимого для решения задач на золото;
классифицировать установленные корреляционные связи между пространственными положениями золоторудных месторождений и рудоконтролирующими структурами;
определить ограничения на топологические характеристики рудоконтролирующих структур, с точки зрения возможности обнаружения корреляционных связей с золоторудными месторождениями.
3. Построена новая трехмерная плотностная модель земной коры Енисейского кряжа и сопредельных территорий на площади 300000 км2 по результатам комплексной интерпретации площадных гравитационных материалов масштаба 1:1000 000, результатов 2D плотностного моделирования, сейсмических профилей "Батолит" и "Шпат". Уточнено глубинное строение татарско-аяхтинских γNP1ta и глушихинских γNP2gl гранитов Енисейского кряжа, выделены участки вероятного развития офиолитовых пород.
4. Выделено 29 участков, перспективных для поисковых работ на золоторудные объекты, общей площадью 1811км2 по результатам предложенной методики стохастического анализа комплекса геолого-геофизических данных территории Енисейского кряжа площадью 75730 км2 и построенной автором трехмерной физико-геологической модели. Полученные результаты являются существенно более детальными по сравнению с результатами предшествующих исследований.
Научная новизна полученных результатов состоит в следующем:
1. Построены новые трехмерные глубинные физико-геологические модели строения земной коры Енисейского кряжа и сопредельных территорий.
2. По разработанной автором методике стохастического анализа геолого-геофизических данных, в пределах Енисейского кряжа выделены новые участки, перспективные под поиски золоторудных объектов.
3. Применение разработанной методики, позволило в четыре раза уменьшить площадь участков, выделяемых под поиски золоторудных объектов, по сравнению с предыдущими исследованиями, что существенно снижает объемы поисковых работ и экономические затраты на их проведение.
Практическая значимость выполненной работы состоит в построении новой физико-геологической модели изучаемого региона, подтверждающей гипотезу покровно-складчатого строения Енисейского кряжа (Верниковский В.А, 2003, 2007). Результаты исследований автора позволяют сократить объемы поисковых работ на золотоносность, вследствие предложенной методики стохастического анализа геолого-геофизических данных. Построенные прогнозные карты позволяют выделить на Енисейском кряже новые участки, перспективные под поиски золоторудных месторождений. Пространственное положение выделенных перспективных участков на поиски золота не противоречит трехмерной физико-геологической модели глубинного строения Енисейского кряжа.
Некоторые результаты полученные автором, вошли в "Методические рекомендации по прогнозу рудных объектов на основе геофизического картирования элементов палеосистем тепломассопереноса", которые получили одобрение Научно-редакционного совета Федерального агентства по недропользованию (протокол N 18 заседания Бюро Научно-редакционного совета по геологическому картированию Федерального агентства по недропользованию (НРС Роснедра) от 27 мая 2009 г.).
Личный вклад автора заключается в разработке оригинального программного обеспечения, позволяющего генерировать искусственные типичные модели геологических ситуаций. На основе использования авторской программы проведен анализ пространственных связей между золоторудными месторождениями (аппроксимируемыми индивидуальными точками), и рудоконтролирующими структурами (аппроксимируемыми эллипсами или отрезками). Автором проведена обработка и переинтерпретация площадных гравиметрических и магнитных данных, построена трехмерная плотностная модель Енисейского кряжа, проведена её геологическая интерпретация подтверждающая гипотезу его покровно-складчатого строения.
В ходе написания диссертационной работы, автором проведена обработка и интерпретация геофизических данных и подготовлен ряд разделов к отчету по теме: "Разработать методические рекомендации по прогнозу погребенных крупных рудных объектов в обрамлении кристаллических щитов" (Черкасов С.В., Ткачев А.В., Рундквист Д.В., Арбузова Е.Е., Чурикова Т.Г., Вишневская Н.А., Стерлигов Б.В., Мельникова Е.В., 2008).
Данная работа является результатом пятилетних исследований автора. Для анализа глубинного строения земной коры региона Енисейского кряжа использовались следующие материалы: данные электромагнитных исследований методом магнитотеллурического зондирования вдоль профиля "Батолит"; данные ГСЗ вдоль профилей "Батолит" и "Шпат"; гравиметрическим данные Δg (редукция Буге, плотность промежуточного слоя 2.67 и 2.30 г/см3, в пределах листов P45, P46, P47, O45, O46, O47, N45, N46, N47) и данные аэромагнитных съемок ΔT (в пределах тех же листов).
Апробация работы. Промежуточные результаты докладывались на третьей международной конференции "Геоинформационные системы в геологии" (Москва, 2006), на 22-ом собрании наук о земле (Нанси, 2008), на международной конференции "Инженерная и рудная геофизика" (Геленджик, 2009), на международной конференции "Современная геология: история, теория и практика" (Москва, 2009) и на Генеральной Ассамблее EGU (Вена, 2010).
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 132 страницы, 53 рисунка, 3 таблицы и список литературы из 101 наименования.
Работа выполнена под научным руководством к.г.-м.н., доцента Л.А. Золотой, которой автор выражает глубокую искреннюю благодарность за консультации и помощь при написании работы. Большую помощь в проведении исследований автору оказал к.г.-м.н. С.В. Черкасов, которому автор выражает глубокую признательность за предоставленные материалы, советы при проведении геологической интерпретации, консультации и неоценимую помощь при написании работы, а также сотрудников АНО "Российско-Французской Металлогенической Лаборатории" и Государственного геологического музея им. В.И. Вернадского РАН. Автор благодарит к.г.-м.н. Фельдмана И.С. (ООО "ЕМГЕО") за предоставленные материалы по электромагнитным исследованиям.
Автор выражает искреннюю благодарность профессору Университета Орлеана Ян Чену, исследователям Шарлю Гюмьё и Люку Барбансону за существенную помощь при проведении статистического моделирования и консультации при написании работы. Автор благодарит сотрудников Французской Геологической Службы (BRGM, Франция) Гийома Мартелета и Даниэля Касарда, за помощь при проведении интерпретации и предоставленное программное обеспечение.
|
