Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района

Целью исследований были анализ и обобщение материалов физических свойств горных пород и руд Криворожского железорудного района и прилегающих территорий. Изучены и систематизированы сведения по дифференциации плотностных и магнитных характеристиках протерозойских и архейских метаморфизованных осадочн...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2015
Hauptverfasser:	Свистун, В.К., Пигулевский, П.И., Кирилюк, А.С.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2015
Schriftenreihe:	Геотехнічна механіка
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135816
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района / В. К. Свистун, П. И. Пигулевский, А. С. Кирилюк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 67-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-135816
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1358162025-02-23T17:41:57Z Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района Петрофізична характеристика формацій и груп криворізького залізорудного району Petrophysical characteristics of formations and groups of krivoy rog iron ore district Свистун, В.К. Пигулевский, П.И. Кирилюк, А.С. Целью исследований были анализ и обобщение материалов физических свойств горных пород и руд Криворожского железорудного района и прилегающих территорий. Изучены и систематизированы сведения по дифференциации плотностных и магнитных характеристиках протерозойских и архейских метаморфизованных осадочно-вулканогенных, ультраметаморфических и интрузивных пород. В статье применена единая методика обработки результатов измерений физических свойств по территории всего Среднеприднепровского региона. Информация для исследований была собрана из производственных геологических и геофизических отчетов и литературных источников. Анализ имеющихся фактических геолого-геофизических материалов по Криворожскому железорудному району показал, что густота расположения пробуренных на площади скважин неравномерна и соответствует масштабам от 1:100000 до 1:50000. В результате изучения физических свойств кристаллических пород была выполнена петрофизическая классификация пород. Выделены петроплотностные и петромагнитные группы пород с учетом закономерных связей между физическими свойствами, составом и текстурой пород, отражающие условия их образования, литогенеза и метаморфизма. Использование существующей системы геолого-геофизических критериев выделения формаций позволило конкретизировать возможности использования петрофизики при изучении тектоники и структурновещественных комплексов Криворожского железорудного района и прилегающих территорий. Изложенные в статье результаты исследований позволяют построить петроплотностные и петромагнитные карты латеральной изменчивости физических свойств горных пород, оценить изменения физических параметров с глубиной и влияние их на наблюдаемые на поверхности земли аномальные эффекты. 2015 Article Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района / В. К. Свистун, П. И. Пигулевский, А. С. Кирилюк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 67-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1607-4556 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135816 552.122/.123:553.31 ru Геотехнічна механіка application/pdf Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Целью исследований были анализ и обобщение материалов физических свойств горных пород и руд Криворожского железорудного района и прилегающих территорий. Изучены и систематизированы сведения по дифференциации плотностных и магнитных характеристиках протерозойских и архейских метаморфизованных осадочно-вулканогенных, ультраметаморфических и интрузивных пород. В статье применена единая методика обработки результатов измерений физических свойств по территории всего Среднеприднепровского региона. Информация для исследований была собрана из производственных геологических и геофизических отчетов и литературных источников. Анализ имеющихся фактических геолого-геофизических материалов по Криворожскому железорудному району показал, что густота расположения пробуренных на площади скважин неравномерна и соответствует масштабам от 1:100000 до 1:50000. В результате изучения физических свойств кристаллических пород была выполнена петрофизическая классификация пород. Выделены петроплотностные и петромагнитные группы пород с учетом закономерных связей между физическими свойствами, составом и текстурой пород, отражающие условия их образования, литогенеза и метаморфизма. Использование существующей системы геолого-геофизических критериев выделения формаций позволило конкретизировать возможности использования петрофизики при изучении тектоники и структурновещественных комплексов Криворожского железорудного района и прилегающих территорий. Изложенные в статье результаты исследований позволяют построить петроплотностные и петромагнитные карты латеральной изменчивости физических свойств горных пород, оценить изменения физических параметров с глубиной и влияние их на наблюдаемые на поверхности земли аномальные эффекты.
format	Article
author	Свистун, В.К. Пигулевский, П.И. Кирилюк, А.С.
spellingShingle	Свистун, В.К. Пигулевский, П.И. Кирилюк, А.С. Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района Геотехнічна механіка
author_facet	Свистун, В.К. Пигулевский, П.И. Кирилюк, А.С.
author_sort	Свистун, В.К.
title	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
title_short	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
title_full	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
title_fullStr	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
title_full_unstemmed	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
title_sort	петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2015
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/135816
citation_txt	Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района / В. К. Свистун, П. И. Пигулевский, А. С. Кирилюк // Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. — Дніпропетровск: ІГТМ НАНУ, 2015. — Вип. 122. — С. 67-79. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series	Геотехнічна механіка
work_keys_str_mv	AT svistunvk petrofizičeskaâharakteristikaformacijigruppkrivorožskogoželezorudnogorajona AT pigulevskijpi petrofizičeskaâharakteristikaformacijigruppkrivorožskogoželezorudnogorajona AT kirilûkas petrofizičeskaâharakteristikaformacijigruppkrivorožskogoželezorudnogorajona AT svistunvk petrofízičnaharakteristikaformacíjigrupkrivorízʹkogozalízorudnogorajonu AT pigulevskijpi petrofízičnaharakteristikaformacíjigrupkrivorízʹkogozalízorudnogorajonu AT kirilûkas petrofízičnaharakteristikaformacíjigrupkrivorízʹkogozalízorudnogorajonu AT svistunvk petrophysicalcharacteristicsofformationsandgroupsofkrivoyrogironoredistrict AT pigulevskijpi petrophysicalcharacteristicsofformationsandgroupsofkrivoyrogironoredistrict AT kirilûkas petrophysicalcharacteristicsofformationsandgroupsofkrivoyrogironoredistrict
first_indexed	2025-11-24T04:31:37Z
last_indexed	2025-11-24T04:31:37Z
_version_	1849644755433029632
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 67 УДК 552.122/.123:553.31 Свистун В.К., инженер (ДГЭ «Днепрогеофизика») Пигулевский П.И., д-р геол. наук, ст. науч. сотр. (ИГ НАН Украины) Кирилюк А.С., инженер (ИППЭ НАН Украины) ПЕТРОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМАЦИЙ И ГРУПП КРИВОРОЖСКОГО ЖЕЛЕЗОРУДНОГО РАЙОНА Свистун В.К., инженер (ДГЕ «Дніпрогеофізика») Пігулевський П.Г., д-р геол. наук, ст. наук. cпівр. (ІГ НАН України) Кирилюк О.С., інженер (ІППЕ НАН України) ПЕТРОФІЗИЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ФОРМАЦІЙ И ГРУП КРИВОРІЗЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО РАЙОНУ Svistun V.K., M. Sc. (Tech.) (DGT «Dneprogeophisika») Pigulevskiy P. I., D. Sc. (Geol.), Senior Researcher (IG NAS of Ukraine) Kyrylyuk O.S., M. Sc. (Tech.) (IPPE NAS of Ukraine) PETROPHYSICAL CHARACTERISTICS OF FORMATIONS AND GROUPS OF KRIVOY ROG IRON ORE DISTRICT Аннотация. Целью исследований были анализ и обобщение материалов физических свойств горных пород и руд Криворожского железорудного района и прилегающих террито- рий. Изучены и систематизированы сведения по дифференциации плотностных и магнитных характеристиках протерозойских и архейских метаморфизованных осадочно-вулканогенных, ультраметаморфических и интрузивных пород. В статье применена единая методика обработки результатов измерений физических свойств по территории всего Среднеприднепровского региона. Информация для исследова- ний была собрана из производственных геологических и геофизических отчетов и литера- турных источников. Анализ имеющихся фактических геолого-геофизических материалов по Криворожскому железорудному району показал, что густота расположения пробуренных на площади скважин неравномерна и соответствует масштабам от 1:100000 до 1:50000. В ре- зультате изучения физических свойств кристаллических пород была выполнена петрофизи- ческая классификация пород. Выделены петроплотностные и петромагнитные группы пород с учетом закономерных связей между физическими свойствами, составом и текстурой пород, отражающие условия их образования, литогенеза и метаморфизма. Использование суще- ствующей системы геолого-геофизических критериев выделения формаций позволило кон- кретизировать возможности использования петрофизики при изучении тектоники и струк- турно- вещественных комплексов Криворожского железорудного района и прилегающих террито- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 68 © В.К. Свистун, П.И. Пигулевский, А.С. Кирилюк, 2015 рий. Изложенные в статье результаты исследований позволяют построить петроплотностные и петромагнитные карты латеральной изменчивости физических свойств горных пород, оце- нить изменения физических параметров с глубиной и влияние их на наблюдаемые на по- верхности земли аномальные эффекты. Ключевые слова: формация, комплекс, физические свойства, плотность, намагничен- ность. ВВЕДЕНИЕ. На современном этапе прогнозирования месторождений по- лезных ископаемых наиболее эффективными признаны методы всестороннего комплексного анализа геологических, геофизических и геохимических данных. Такие данные накоплены в Днепропетровской геофизической экспедиции (ДГЭ) «Днепрогеофизика» за последние 50–60 лет в результате планомерных, систематических исследований недр Земли. Они позволяют получить информа- цию о геологическом строении как приповерхностных частей земной коры, так и о ее глубинных структурах и процессах, происходящих в верхней мантии. Одним из направлений обобщения и анализа комплексной информации яв- ляется создание петрофизических карт и изучение на их основе сложной, но за- кономерной связи физических характеристик геологических формаций с исто- рией развития земной коры, с процессами осадконакопления, магмообразова- ния и метаморфизма. Вопросы тектоники, стратиграфии, магматизма и метаморфизма докембрия Криворожского железорудного района (Кривбасса) и его обрамления (рис. 1) разработаны недостаточно полно, что связано как со сложностью геологического строения региона в целом, так и гипотетичностью концепций тектонического развития Криворожско-Кременчугской структурно- формационной зоны. Обзор тектонических схем предыдущих исследований приведен в работах Б.З. Берзенина, Н.М. Доброхотова, Г.И. Каляева, Н.Я. Азарова [1,2]. В целом район Кривбасса имеет многоярусное строение, в котором выделяются докембрийский, палеозойский, мезозойский и кайнозойский структурные этажи. Определению дифференциации по плотности и магнитным характеристикам протерозойских и архейских метаморфизованных осадочно-вулканогенных, ультраметаморфических и интрузивных пород, обусловленной разными усло- виями их образования и интенсивностью метаморфических процессов посвя- щена настоящая статья. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПУТИ ЕЕ РЕШЕНИЯ. В 60–90-е годы прошлого столетия в Криворожском железорудном районе было выполнено достаточное количество кондиционных геологических и геофизических крупномасштабных съемок, сопровождавшихся отбором образцов из керна скважин и обнажений для последующего определения их физических свойств. Анализ ранее выполненных работ показал, что изучение физических свойств пород производственными организациями выполнялось бессистемно, по различной методике, что привело к наличию ряда существенных недостатков в ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 69 этих работах. К – Криворожско-Кременчугский глубинный разлом; С – Криворожская (Саксаганская) структура. 1 – плагиограниты и плагиомигматиты биотитовые, амфибол-биотитовые; 2 – граниты и мигматиты биотитовые, амфибол-биотитовые порфиробластические; 3 – плагиограниты и плагиомигматиты, амфиболиты и диориты 4 – аплито-пегматоидные граниты, граниты био- титовые, амфибол-биотитовые, равномернозернистые и порфиробластические, плагиомигма- титы биотитовые, амфибол-биотитовые; 5 – аплито-пегматоидные граниты, граниты биоти- товые, амфибол-биотитовые, равномернозернистые и порфиробластические; 6 – граниты ап- лито-пегматоидные, граниты биотитовые, амфибол-биотитовые порфиробластические, пла- гиомигматиты биотитовые, амфибол-биотитовые;7 – гнейсы и кристаллосланцы биотитовые, амфибол-биотитовые, амфиболовые, амфиболиты; 8 – габброиды; 9 – амфиболиты и сланцы плагиоклаз-амфибол-хлоритовые, плагиоклаз-амфиболовые гранатсодержащие, актинолити- ты, силикатно-магнетитовые кварциты; 10 – железистые кварциты, кварциты силикатно- магнетитовые, богатые железные руды; 11 – метапесчаники, кварциты, сланцы слюдисто- хлоритовые, мраморы, кальцифиры, офикальциты, гнейсы та сланцы биотитовые, гранат- биотитовые, слюдисто-графитовые, линзы железистых кварцитов; 12 – метапесчаники, мета- конгломераты, метаалевролиты, сланцы слюдистые; 13 – гнейсы амфиболовые, биотитовые, гранат-биотитовые, амфиболиты, амфиболовые сланцы; 14 – литологические границы; 15 – разломы I и II рангов, установленные по материалам бурения; 16 – разломы разных рангов, предполагаемые по геофизическим полям Рисунок 1 - Фрагмент геолого-формационной карты строения Криворожского железорудного района (по материалам Кичурчака В.М., Пигулевского П.И., 2003) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 70 Основные из них следующие:  отсутствовала единая система отбора образцов;  измерение физических параметров производилось различной аппарату- рой;  скважины, из которых отбирались образцы, неравномерно располагались по площадям исследований;  исследуемые образцы были различного срока хранения, выборки по отде- льным разновидностям пород не всегда были представительными;  не определялась пористость пород и т.д. Также в эти годы были выполнены работы по обобщению физических свойств пород Кривбасса – Баклановым Н.И., 1963; Купчинским Е.П., 1971; Бу- рьяном Н.Р., 1985; Клюевой В.Ф., 1988, Золотаревой Л.И., 1992 и др. Этимира- ботами наиболее полно были изучены и обобщены физические свойства (плот- ностные и магнитные) пород Криворожской, Анновской и Петровской син- формных структур. В работе Н.Р. Бурьяна были обобщены и результаты иссле- дований партии руднично-шахтной геофизики МЧМ УССР. Фрагмент геолого-формационной карты строения Криворожского желе- зорудного района (по материалам Кичурчака В.М., Пигулевского П.И., 2003) приведен на рис. 1. В 1979–1985 гг. отрядом оперативного анализа Центральной геофизической партии ДГЭ «Днепрогеофизика» (Золотарева Л.И. и Клюева В.Ф.)по отдельным участкам работ были составлены каталоги фактического материала 1:50000 с привязкой к листам государственной разграфки, но при этом, уточнение наиме- нований пород не проводилось. В небольшом объеме изучение физических свойств пород проводилось кри- ворожскими геологами и на этапе геологического изучения площади (ГИП-1) – при ее подготовке под бурение Криворожской сверхглубокой скважины (СГ-8) и в процессе ее бурения [2]. МЕТОДИКА РАБОТ. Несмотря на то, что каталоги отчетов содержали раз- нородные, иногда разноречивые сведения, они все же позволили сохранить большое количество первичного материала (в архивах материалы уничтожены) и облегчили авторам настоящей статьи работу по поиску, сбору и переобобще- нию материалов определений физических свойств горных пород. Для повышения геологической эффективности накопленной информации по переобработке и дополнительному анализу результатов измерений физических свойств [5,6] была применена единая для всего Среднеприднепровского регио- на методика обработки [3,5]. Онаучитывала иметодические подходы применен- ные авторами в работе [4]. Анализ имеющихся геологических материалов по Криворожскому желе- зорудному району показал, что густота расположения пробуренных на площади скважин соответствовала разным масштабам(в большинстве случаев 1:50000. Результаты изучения физических свойств кристаллических пород с после- дующим составлением петрофизических карт включали в себя обобщение ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 71 имеющихся разномасштабных и разнонаправленных исследований. Для получения картины дифференциации физических свойств геологиче- ских образований, слагающих изучаемую площадь,исследования выполнялись в два этапа. На первом этапе была выполнена петрофизическая классификация пород, предусматривающая выделение петроплотностных и петромагнитных групп пород с учетом закономерных связей между физическими свойствами, составом и текстурой пород, отражающих условия их образования, литогенеза и метаморфизма. На втором, при построении петрофизических карт, по воз- можности более полно отразить физическую латеральную неоднородность гео- логических образований. При этом ставились задачи:  отразить наиболее существенные закономерности изменения физической характеристики пород разного генезиса и состава;  использовать петрофизическую характеристику для выяснения общности или различия условий образования, литогенеза, метаморфизма разных геологи- ческих формаций для внесения корректив в существующую схему формацион- ного расчленения пород докембрия. Полученные средние значения плотности и намагниченности пород для раз- личных комплексов позволили в дальнейшем разделить места распространения богатых и бедных железных руд, а также построить петрофизические карты от- дельно по плотности и намагниченности пород. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. Структурно-тектоническая позиция Кривбасса в структуре земной ко- ры Западно-Ингулецко-Криворожско-Кременчугской шовной зоны. Западно-Ингулецко-Криворожско-Кременчугская шовная зона (ЗИККШЗ) [1] является источником железорудного потенциала Украины и повышенной сейсмичности в центральной части УЩ. Она состоит с трех структурно- формационных зон: – Западно-Ингулецкой (Кировоградской), которая прилега- ет с востока к Ингульскому мегаблоку; – Ингулецко-Криворожской, располо- женной между Криворожско-Кременчугским и Ингулецким разломами; – Кри- ворожско-Кременчугской, западной границей которой является Криворожско- Кременчугский глубинный разлом (ККГР). К нему приурочена Криворожско- Кременчугская структурно-формационная зона (СФЗ), которая пересекает УЩ в меридиональном направлении и отражает разновозрастной полициклический характер развития с многоярусной складчатостью, которая, в свою очередь, усложняется поперечными блочными разрывами. СФЗ достаточно хорошо изу- ченная поскольку в ее границах находится самые большие в мире докембрий- ские железорудные бассейны (Криворожский и Кременчугский). Между Криворожским и Кременчугским синклинориями вдоль глубинного разлома прослеживаются фрагменты складчатых структур, сложенных непол- ными разрезами криворожской серии, которые очень хорошо прослеживаются в гравитационном и магнитном полях и в их трансформантах. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 72 Согласно принятой схеме формационного расчленения УЩ [1,4] на изучае- мой территории выделяются 4 структурно-формационных комплекса, отлича- ющихся по вещественному составу, степени регионального метаморфизма и ультраметаморфизма. К этим подразделениям относятся архейские прогеосинклинальные ком- плексы (3500–2500 млн. лет), широко представленные на всей территории УЩ, раннепротерозойские протогеосинклинальные комплексы (2600–1900 млн. лет), развитые в пределах Западно-Ингулецкой и Криворожско-Кременчугской структурно-формационной зон, раннепротерозойские орогенные комплексы (2100–1700 млн. лет), проявляющихся в пределах антиформных структур и позднепротерозойские платформенные интрузивные комплексы (1600–1000 млн. лет), развитые в проницаемых зонах. Каждый из структурно-формационных комплексов включает ряд формаций и групп формаций, петрофизическая характеристика которых приведена ниже. В пределах Криворожско-Кременчугской структурно-формационной зоны в составе раннепротерозойских миоэвгеосинклинальных комплексов выделяются четыре группы формаций: метавулканогенная андезит-базальтовая, кремнисто- джеспилитовая, кремнисто-сланцево-карбонатная, метаконгломерат- метапесчаниковая. Породы комплекса несогласно залегают на размытой по- верхности архейских гранитоидов и метаморфизованы в условиях зеленослан- цевой фации метаморфизма. В районе Кривбасса метавулканогенная андезит-базальтовая группа пред- ставлена метаандезит-базальтовой формацией, кремнисто-джеспилитовая – двумя формациями: джеспилит-кремнисто-сланцевой и кремнисто-карбонатно- метапесчаниковой; кремнисто-сланцево-карбонатная – также двумя – карбонатно-терригенной и метаконгломерат-метапесчаниковой. Миогеосинклинальные комплексы на рассматриваемой территории пред- ставлены лишь одной – флишоидной метаалевролит-метапесчаниковой форма- цией флишоидной группы. Метаандезит-базальтовая (мб3) формация. В пределах описываемой территории образования данной формации наблю- даются только в замыкании основной Криворожской структуры. К главным членам формации относятся диабазовые метапорфириты, метаандезиты, амфи- болиты, амфибол-хлоритовые, кварц-хлоритовые и биотит-кварц-хлоритовые туфосланцы, второстепенные представлены кварц – биотитовыми и кварц- серицитовыми сланцами, метагравелитами и метапесчаниками. При этом хло- ритовые, амфиболовые, биотит-кварцевые сланцы и метапесчаники занимают верхние части разреза формации, тогда как в ее нижней части преобладают вулканогенные образования. Мощность формации достигает 1,2 км, первичный состав отвечает пикритам, толеитам, оливиновым базальтам, коматиитам и ан- дезито-базальтам с прослоями терригенных пород и туфогенного материала. Физические свойства пород формации на площади исследований изучены ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 73 лишь по единичным образцам, поэтому здесь приводится характеристика, за- имствованная из производственных отчетов ДГЭ «Днепрогеофизика» по анало- гичным работам на соседних площадях,где образования формации характери- зуются высокой плотностью (2.75–3.34 г/см 3 ), неизменные их разновидности – слабой намагниченностью (до 50 х 10 -3 А/м), измененные – широким диапазо- ном намагниченности (112–96800 х 10 -3 А/м) и фактора Q (от 0.18 до 98.62). Породы формации, вероятно, относятся к первично- немагнитным образовани- ям, т.к. для неизменных их разновидностей значения фактора Q близки по ве- личине к вычисленным для пород архейского комплекса. На картах физических полей (рис. 2, 3) формации выделяется неоднозначно. Площадь ее распространения в южном замыкании Криворожской структуры находится в переходной зоне градиентов поля Δgа и в зоне отрицательного по- ля Zа, связанного с влиянием нижней границы железистых кварцитов Кривбас- са. Джеспилито-кремнисто-сланцевая (дс3) формация. Она с несогласием залегает на породах андезит-базальтовой формации или на размытой поверхности архейских комплексов и отвечает по объему сакса- ганской и скелеватской свитам криворожской серии. К главным членам формации относятся железистые кварциты, филлитовид- ные, серицит-хлоритовые сланцы, железные руды, метапесчаники. Второсте- пенные представлены амфибол-тальковыми, тальк-карбонатными, метаконгло- мератами и метагравелитами. Формация имеет упорядоченный разрез. В осно- вании подразделения резко преобладают метапесчаники, метаконгломераты и метагравелиты, в верхних горизонтах – железистые кварциты, сланцы и желез- ные руды. Грубообломочные образования пользуются ограниченным распро- странением в пределах описываемой территории. Эти образования установлены в центральной и южной частях Кривбасса (рис. 1), где картируются вдоль во- сточного борта Криворожской структуры, от широты Девладовской зоны раз- ломов до рудника им. К. Либкнехта, а также вскрыты рядом скважин в преде- лах замыкания основной синклинали на простирании Лихмановской структуры, в районе Ингулецкого ГОКа. С повышением стратиграфических уровней грубообломочные образования сменяются метапесчаниками и филлитовидными сланцами, с которыми про- странственно связаны метакоматиты. В верхней части разреза наблюдается ритмичное чередование железистых кварцитов и сланцев. Мощность ритмов изменяется от первых десятков до 150– 200 м. Мощность формации варьирует от 1.4 до 2.0 км. По количеству определений физических свойств описываемая формация яв- ляется наиболее детально изученной. Общее количество определений составля- ет 2184 при величинах отдельных выборок до 200-350 и даже 880 образцов. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 74 1 – положительные изолинии; 2 – нулевые; 3 – отрицательные Рисунок 2 – Фрагмент карты локальных аномалий гравитационного поля Криворожского железорудного бассейна (с обрамлением) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 75 1 – положительные изолинии; 2 – нулевые; 3 – отрицательные Рисунок 3 - Фрагмент карты аномального магнитного поля Za Криворожского железорудного бассейна (с обрамлением) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 76 По количественным характеристикам все породы формации можно разде- лить на три группы. Первая – наиболее высокоплотные и высокомагнитные по- роды со средними величинами плотности, превышающими 3.0 г/см 3 и значени- ями магнитной восприимчивости и естественной остаточной намагниченности, измеряющимися десятками и сотнями тысяч единиц. Это железистые кварциты и сланцы, окисленные железистые породы, богатые железные руды и сланцы амфибол- хлоритовые. Фактор Q для этой группы пород также достигает значи- тельных величин – от 2.72 до 6.64 ед. Вторая группа – породы высокоплотные (σср.= 2.80–2.95 г/см 3 ) слабомагнит- ные или практически немагнитные. Это сланцы тальковые, тальксодержащие, филлитовидные кварц-серицит-биотитовые. Фактор Q низкий. И, наконец, третья группа – породы пониженной плотности (2.67–2.71 г/см 3 ), практически немагнитные – включает в себя кварциты безрудные, мета- песчаники и метагравелиты. В физических полях четко фиксируется положение верхних горизонтов формации по простиранию интенсивных аномалий (рис. 2, 3), представленных высокоплотными и высокомагнитными железистыми породами. Кремнисто-карбонатно-метапесчаниковая (кк3) формация. В пределах Криворожской структуры кремнисто-карбонатно-метапесчаниковая формация пользуется повсеместным развитием (рис. 1). Наиболее полный разрез формации наблюдается в Саксаганском районе, где она характеризуется большой пестротой литологического состава и фациальной изменчивостью и наращивает разрез джеспилит-кремнисто-сланцевой формации. Главными членами формации являются метапесчаники,безрудные кварциты, сланцы хлоритовые, магнетит-хлоритовые, биотитовые, серицитовые, углероди- стые, доломитовые, мрамора. К второстепенным членам относятся седиментацион- ные брекчии, железные руды и кварц-карбонатные породы. Рудные члены формации дважды чередуются в разрезе, причем наибольшим развитием они пользуются в нижней его части. В верхней части разреза преобла- дают метапесчаники, разнообразные углеродистые сланцы, карбонатные породы, доломитовые мрамора. По объему формация соответствует гданцевской свите кри- ворожской серии и имеет мощность до 1.6 км. Реконструкция первичного состава показывает, что она представлена толщей пород, в основании которой преобладают кластогенные породы с редкими слоями хемогенных карбонатов и переотложенных кор выветривания, богатые железные руды, а выше по разрезу развиты, в основ- ном, пелиты с телами хемогенных доломитов и примесью углеродистого вещества. Выборки определений физических свойств почти по всем разновидностям по- род формации достаточно представительны, но при этом в процессе сбора материа- лов авторам не удалось найти данных первичных определений магнитных свойств образцов, поэтому иххарактеристики заимствованы с соседних площадей. По плотности породы формации можно разделить на две группы: средней плот- ности (2.71–2.78 г/см 3 ) –сланцы биотитовые графитсодержащие, карбонатные по- роды, кварциты безрудные, метапесчаники – и повышенной плотности (2.87 г/см 3 ) ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 77 – сланцы кварц – хлорит-серицитовые. Особняком стоят железистые породы с колебаниями значений плотности от 3.10 до 3.42 г/см 3 и довольно высокими магнитными характеристиками (2500–7000 х 10 -3 А/м). По магнитным характеристикам формацию в целом следует, по-видимому, от- носить к слабомагнитной. Повышенные магнитные свойства отмечаются лишь у сланцев кварц- хлорит- серицитовых и, теоретически, у карбонатных пород. Для измененных разновидностей всех пород формации характерны повышен- ные значения фактора Q. В целом же, большая пестрота литологического состава сильная фациальная изменчивость формации служат причиной значительной нестабильности ее физи- ческих характеристик. А поскольку породы формации залегают непосредственно на породах джеспи- лит-кремнисто-сланцевой формации; аномальный эффект ее «складывается» с эф- фектом последней и в физических полях разделить эти две формации практически невозможно (рис. 2, 3). Метаконгломерат-метапесчаниковая (мм3) формация. Формация картируется в приосевой части Криворожской структуры и по объе- му отвечает глееватской свите криворожской серии. Породы формации залегают с перерывом на образованиях кремнисто-карбонатно-метапесчаниковой формации. В ее строении принимают участие метаконгломераты, метапесчаники, метаалевриты, сланцы кварц-биотитовые, гранат-биотитовые, переслаивающиеся между собой в вертикальном разрезе и замещающие друг друга по латерали. В пределах изучае- мой территории в составе толщи наблюдается крупное линзовидное тело конгломе- ратов, прослеживающееся от Рудничного Управления им. Кирова на север до Руд- ничного Управления им. Ленина. По физическим свойствам образования формации очень однородны. Все они относятся к группе пород средней плотности (2.70–2.80 г/см 3 ) практически немаг- нитных. Магнитное поле невыразительное, сглаженное, в поле Δg –это участки от- носительно пониженных значений фона (по сравнению с аномалиями над желези- стыми кварцитами), осложненные наличием отдельных локальных аномалий ин- тенсивностью до 0.5–1.5 мГал (рис. 2). Выводы. В результате обобщения и комплексногоанализа информации по пет- рофизическим свойствам горных пород Кривбасса были выделены группы пород, которые соответствуют определенным геологическим формациям. Они были по- ложены авторами в основу построения петрофизических карт для изучения слож- ной, но закономерной связи физической характеристики геологических формаций с историей развития земной коры, с процессами осадконакопления, магмообразова- ния и метаморфизма. Проведенными исследованиями установлена существенная дифференциация по плотности и магнитным характеристикам протерозойских и архейских метаморфи- зованных осадочно-вулканогенных, ультраметаморфических и интрузивных пород, обусловленная разными условиями их образования и интенсивностью метаморфи- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 78 ческих процессов. Использование существующих систем формационных геологи- ческих критериев выделения формаций, совместно с использованной авторами схемой классификации петрофизических параметров, позволяют конкретизировать возможности использования петрофизики при изучении структурно-вещественных комплексов. Изложенные в статье результаты исследований будут применены при построе- нии петроплотностных и петромагнитных карт латеральной изменчивости физиче- ских свойств горных пород, при оценке изменения физических параметров с глуби- ной и их влияния на наблюдаемые аномальные эффекты на поверхности земли. ______________________________________ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Геолого-геофизическая модель Криворожско-Кременчугской шовной зоны Украинского щита / Н. Я. Азаров, А. В. Анциферов, Е. М. Шеремет [и др.]. – К.: Наукова Думка, 2006.– 196 с. 2. Криворожская сверхглубокая скважина СГ-8 / Н.С. Курлов, Е.М. Шеремет, Н.А. Козарь [и др.] – До- нецк: Ноулидж, 2011. – 555 с. 3. Петрохімія і петрофізика гранітоїдів Українського щита та деякі аспекти їх практичного використан- ня / М.І. Толстой, Ю.Л. Гасанов, Н.В. Костенко [и др.]. – К.: ВПЦ «Київський університет», 2003. – 329 с. 4. Пігулевський П. Г. Особливості геологічної будови верхнього шару земної кори південно-східної ча- стини УЩ / П. Г. Пігулевський // Вісник Київ. ун-ту. Геологія. – 2011. – Вип. 55. – С. 67–72. 5. Пигулевский П.И. Геолого-геофизическая модель Приазовского мегаблока Украинского щита (ана- лиз, моделирование, результаты) / П.И. Пигулевский, В.К. Свистун. - Донецк: Ноулидж, 2014. – 207 с. 6. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых / Под ред. Н. Б. Дортман. – М.: Недра, 1984. – 455с. REFERENCES 1. Azarov, N.Ya., Antsiferov, A.V., Sheremet, Ye.M. and Pigulevskiy, P.I. (2006), Geologo-geofizicheskaja mode' Krivorozhsko-Kremenchugskoj shovnoj zony Ukrainskogo shhita [Geological-geophysical model of the Kri- voy Rog-Kremenchug suture zone of the Ukrainian Shield], Naukova Dumka, Kiev, Ukraine. 2. Kurlov, N.S., Sheremet, E.M. and Kozar, N.A. (2011), Krivorozhskaja sverhglubokaja skvazhina SG-8 [Kri- voy Rog ultradeep well SG-8], Noulidzh, Donetsk, Ukraine. 3. Tolstoj, M.I., Gasanov, Ju.L. and Kostenko, N.V. (2003), Petrohimija i petrofizyka granitoidiv Ukrainskogo shhyta ta dejaki aspekty ih praktychnogo vykorystannja [Petrochemestry and Petrophysics of granitoids Ukrainian shield and some aspects of their practical use], Kyivsky universytet, Kiev, Ukraine. 4. Pigulevskij, P.G. (2011), ―Features of the geological structure of the upper layer of the crust the south-eastern part of the US‖, Visnyk Kyiv. un-tu, no.55, pp. 67–72. 5. Pigulevskij, P.I. and Svistun, V.K. (2014), Geologo - geofizicheskaja model Priazovskogo megabloka Ukrainskogo shhita (analiz, modelirovanie, rezultaty) [Geological and geophysical model of Azov megablockof Ukrainian Shield (analysis, simulation, results)], Noulidzh, Donetsk, Ukraine. 6. Dortman, N.B. (1984), Fizicheskie svojstva gornyh porod I poleznykh iskopaemykh [Physical properties of rocks and minerals], Nedra, Moscow, SU. _____________________________ Об авторах Свистун Владимир Кириллович, начальник экспедиции, Днепропетровская геофизическая экспедиция «Днепрогеофизика» (ДГЭ «Днепрогеофизика» ), Днепропетровск, Украина, dpge@ukr.net Пигулевский Петр Игнатьевич, доктор геологических наук, старший научный сотрудник, Институт геофизики Национальной академии наук Украины (ИГ НАНУ) , Киев, Украина, pigulev@ua.fm Кирилюк Александр Степанович, инженер, Институт проблем природопользования и экологии Наци- ональной академии наук Украины (ИППЭ НАНУ), Днепропетровск, Украина. About the authors Svistun Vladimir Kirillovich, Master of Science (M. Sc.), Head of expedition, Dnepropetrovsk geophysical ex- pedition «Dneprogeophisika» (DGE «Dneprogeophisika»), Dnepropetrovsk, Ukraine, dpge@ukr.net Pigulevskiy Petr Ignatyevich, Doctor of Geological Sciences (D. Sc), Senior Researcher of Institute of Geo- physics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IG NASU), Kiev, Ukraine, pigulev@ua.fm Kyrylyuk Аlexandr Stepanovich, M. Sc (Tech), Engineer of Institute of Nature Management Problems and ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2015. №122 79 Ecology under the National Academy of Sciences of Ukraine (INMPE NASU), Dnipropetrovsk, Ukraine, 20kiril20@gmail.com _______________________________ Анотація. Метою досліджень були аналіз та узагальнення матеріалів фізичних властивостей гірничих порід і руд Криворізького залізорудного району та прилеглих територій. Вивчені і систе- матизовані відомості щодо диференціації щільністних та магнітних характеристиках протерозой- ських і архейских метаморфизованних осадово-вулканогенних, ультра-метаморфічних та інтрузи- вних порід. У статті застосована єдина методика обробки результатів вимірювань фізичних властивос- тей на території всього Середньопридніпровського регіону. Інформація для досліджень була зіб- рана з виробничих геологічних і геофізичних звітів та літературних джерел. Аналіз наявних фак- тичних геолого-геофізичних матеріалів по Криворізькому залізорудному району показав, що гус- тина розташування пробурених на площі свердловин нерівномірна і відповідає масштабам від 1: 100000 до 1: 50000. У результаті вивчення фізичних властивостей кристалічних порід була виконана петрофізи- чна класифікація порід. Виділено петрощільністні і петромагнітні групи порід з урахуванням зако- номірних зв'язків між фізичними властивостями, складом і текстурою порід, що відображають умови їх утворення, літогенезу і метаморфізму. Використання існуючої системи геолого- геофізичних критеріїв виділення формацій дозволило конкретизувати можливості використання петрофізики при вивченні тектоніки і структурно-речових комплексів Криворізького залізо- рудного району та прилеглих територій. Викладені у статті результати досліджень дозволяють по- будувати петрощільністні і петромагнітні карти латеральної мінливості фізичних властивостей гірничих порід, оцінити зміни фізичних параметрів з глибиною і вплив їх на спостережувані на поверхні землі аномальні ефекти. Ключові слова: формація, комплекс, фізичні властивості, щільність, намагніченість. Abstract. Analysis and synthesis of physical properties of rocks and ores in the Krivoy-Rog iron ore district and its adjacent areas were in the focus of this research. Information about differentiation of density and magnetic characteristics of Proterozoic and Archean metamorphosed sedimentary and volcan- ic, ultrametamorphic and intrusive rocks was studied and systematized. An integrated technique was used for processing results of measurements of physical properties for the entire Srednepridneprovsky region. For the purpose of this research, information was collected from the production part of geological and geophysical reports and other literature. Analysis of the available geological and geophysical maps of Krivoy Rog iron ore district has showed that location density of the wells drilled in the area is nonuniform and corresponds to the scale from 1:100,000 to 1: 50,000. Physical properties of crystalline rocks were studied resulting in petrophysical classification of the rocks which were divided into petrodensity and petromagnetic groups with taking into account regular dependence between physical properties and rock composition and texture which reflect conditions of the rock formation, lithogenesis and metamorphism. Using of the existing system of geological and geophysi- cal criteria for identifying formations helps concretizing a possibility of using rock physics in the study of tectonics and structural-lithological units in the Krivoy Rog iron-ore district and its adjacent areas. The presented results of research allow making petrodensity and petromagnetic maps of lateral variability of the rock physical properties, estimating changes in physical parameters with depth and their impact on the earth anomalous effects observed on the surface. Keywords: formation, complex, physical properties, density, magnetization. Статья поступила в редакцию 22.03.2015 Рекомендовано к печати д-ром геол. наук Л.И. Пимоненко

Петрофизическая характеристика формаций и групп криворожского железорудного района

Institution

Ähnliche Einträge