Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита

Наведено об’ємну геоелектричну модель Кіровоградського рудного району. Розглянуто аспекти зв’язку уранових проявів альбітитової формації, золоторудних родовищ і проявів графіту з аномаліями підвищеної електропровідності на глибинах 0—100 м, 0,1—2,5 км, 2,5—20 км, 25—30 км и 50—120 км....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Николаев, И.Ю., Бурахович, Т.К., Шеремет, Е.М.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України 2013
Schriftenreihe:	Геофизический журнал
Online Zugang:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98855
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:	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита / И.Ю. Николаев, Т.К. Бурахович, Е.М. Шеремет // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 127-139. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-98855
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-988552025-02-09T15:40:58Z Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита Об’ємна геоелектрична модель Кіровоградського рудного району центральної частини Українського щита Three-dimensional geoelectric model of the Kirovograd ore area of the central part of the Ukrainian Shield Николаев, И.Ю. Бурахович, Т.К. Шеремет, Е.М. Наведено об’ємну геоелектричну модель Кіровоградського рудного району. Розглянуто аспекти зв’язку уранових проявів альбітитової формації, золоторудних родовищ і проявів графіту з аномаліями підвищеної електропровідності на глибинах 0—100 м, 0,1—2,5 км, 2,5—20 км, 25—30 км и 50—120 км. The authors give their 3D geoelectric model of the Kirovohrad ore district and consider aspects related to the association of uranium manifestations of albitite formation, gold fields and manifestations of graphite with anomalies of increased electrical conductance at the depths in the range of 0—100 m, 0,1—2,5 km, 2,5—20 km, 25—30 km and 50—120 km. Приведена созданная авторами объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района. Рассмотрены аспекты связи урановых проявлений альбититовой формации, золоторудных месторождений и проявлений графита с аномалиями повышенной электропроводности на глубинах 0-100 м, 0,1-2,5 км, 2,5-20 км, 25-30 км и 50-120 км. 2013 Article Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита / И.Ю. Николаев, Т.К. Бурахович, Е.М. Шеремет // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 127-139. — Бібліогр.: 23 назв. — рос. 0203-3100 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98855 550.83:553.411 ru Геофизический журнал application/pdf Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Наведено об’ємну геоелектричну модель Кіровоградського рудного району. Розглянуто аспекти зв’язку уранових проявів альбітитової формації, золоторудних родовищ і проявів графіту з аномаліями підвищеної електропровідності на глибинах 0—100 м, 0,1—2,5 км, 2,5—20 км, 25—30 км и 50—120 км.
format	Article
author	Николаев, И.Ю. Бурахович, Т.К. Шеремет, Е.М.
spellingShingle	Николаев, И.Ю. Бурахович, Т.К. Шеремет, Е.М. Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита Геофизический журнал
author_facet	Николаев, И.Ю. Бурахович, Т.К. Шеремет, Е.М.
author_sort	Николаев, И.Ю.
title	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита
title_short	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита
title_full	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита
title_fullStr	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита
title_full_unstemmed	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита
title_sort	объемная геоэлектрическая модель кировоградского рудного района центральной части украинского щита
publisher	Інститут геофізики ім. С.I. Субботіна НАН України
publishDate	2013
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/98855
citation_txt	Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита / И.Ю. Николаев, Т.К. Бурахович, Е.М. Шеремет // Геофизический журнал. — 2013. — Т. 35, № 4. — С. 127-139. — Бібліогр.: 23 назв. — рос.
series	Геофизический журнал
work_keys_str_mv	AT nikolaeviû obʺemnaâgeoélektričeskaâmodelʹkirovogradskogorudnogorajonacentralʹnojčastiukrainskogoŝita AT burahovičtk obʺemnaâgeoélektričeskaâmodelʹkirovogradskogorudnogorajonacentralʹnojčastiukrainskogoŝita AT šeremetem obʺemnaâgeoélektričeskaâmodelʹkirovogradskogorudnogorajonacentralʹnojčastiukrainskogoŝita AT nikolaeviû obêmnageoelektričnamodelʹkírovogradsʹkogorudnogorajonucentralʹnoíčastiniukraínsʹkogoŝita AT burahovičtk obêmnageoelektričnamodelʹkírovogradsʹkogorudnogorajonucentralʹnoíčastiniukraínsʹkogoŝita AT šeremetem obêmnageoelektričnamodelʹkírovogradsʹkogorudnogorajonucentralʹnoíčastiniukraínsʹkogoŝita AT nikolaeviû threedimensionalgeoelectricmodelofthekirovogradoreareaofthecentralpartoftheukrainianshield AT burahovičtk threedimensionalgeoelectricmodelofthekirovogradoreareaofthecentralpartoftheukrainianshield AT šeremetem threedimensionalgeoelectricmodelofthekirovogradoreareaofthecentralpartoftheukrainianshield
first_indexed	2025-11-27T13:57:48Z
last_indexed	2025-11-27T13:57:48Z
_version_	1849952176077537280
fulltext	ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 127 Введение. Наблюдаемые в земной коре природные явления обусловлены взаимодей- ствием экзогенных и эндогенных процессов, связанных с восходящими потоками газовых и жидких флюидов от внедрившихся в кору диапиров или разогретых участков мантии («астеносферы»). Это ведет к формированию углерод-, сульфид- и железосодержащих ме- тасоматитов, а также к образованию рудных и нефтегазовых месторождений. Очевидно, упомянутые образования имеют повышенную электропроводность, поэтому становится по- нятным интерес геологов к выделению высоко- проводящих зон в коре и мантии. На основе комплекса геофизических иссле- дований в работе [Кашкевич, 2000] показано, что графитизированные глубинные разломы докембрийского кристаллического фундамен- та проявляются в виде интенсивных локальных аномалий низкого сопротивления (единицы омметров при фоне 5—10 тысяч омметров, даже если объемное содержание графитового вещества составляет около 1 %), формирую- щих протяженные региональные аномалии. В качестве источника аномалий проводимости и естественного электрического поля рассма- триваются тонкие протяженные углеродистые пленки на границах зерен пород, сформиро- вавшиеся на глубине 3—5 км в период актив- ных тектонических движений за счет посту- пления углеродсодержащих флюидов. УДК 550.83:553.411 Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита © И. Ю. Николаев1, Т. К. Бурахович2, Е. М. Шеремет1, 2013 1Украинский государственный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт горной геологии, геомеханики и маркшейдерского дела, НАН Украины, Донецк, Украина 2Институт геофизики НАН Украины, Киев, Украина Поступила 3 сентября 2012 г. Представлено членом редколлегии О. Б. Гинтовым Наведено об’ємну геоелектричну модель Кіровоградського рудного району. Розглянуто аспекти зв’язку уранових проявів альбітитової формації, золоторудних родовищ і проявів гра- фіту з аномаліями підвищеної електропровідності на глибинах 0—100 м, 0,1—2,5 км, 2,5—20 км, 25—30 км и 50—120 км. The authors give their 3D geoelectric model of the Kirovohrad ore district and consider aspects related to the association of uranium manifestations of albitite formation, gold fields and manifesta- tions of graphite with anomalies of increased electrical conductance at the depths in the range of 0—100 m, 0,1—2,5 km, 2,5—20 km, 25—30 km and 50—120 km. Данные глубинных магнитотеллурических и магнитовариационных исследований пока- зывают, что и земная кора, и верхняя мантия Украинского щита (УЩ) и граничащих с ним территорий являются существенно неоднород- ными в геоэлектрическом отношении. Здесь выявлены многочисленные локальные и реги- ональные аномалии электропроводности. Их природа также может быть разной. Высокая электропроводность может быть связана как с ионной, так и с электронной проводимостью, в основном, сульфидов и графитов при условии их связности, или с той и другой одновремен- но. Возможным объяснением природы высокой электропроводности является наличие углеро- да в виде графита, создающего непрерывную пленку на гранях зерен породы. Известная региональная Кировоградская аномалия повышенной электропроводности центральной части УЩ прослеживается в пре- делах восточной части Ингульского мегаблока и южной части Голованевской шовной зоны [Азаров и др., 2006]. Кировоградский рудный район (КРР) территориально совпадает с цен- тральной частью Ингульского мегаблока УЩ. Ингульский (Кировоградский) мегаблок обла- дает симметричной структурой и ограничен шовными зонами — Голованевской на западе и Ингулецко-Криворожской (ИКШЗ) на востоке. Кировоградский рудный район (рис. 1) из- вестен на УЩ урановыми проявлениями альби- И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 128 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 титовой формации, локализацией золоторуд- ных месторождений и проявлений графита. Проблема пространственной связи рудных месторождений этого района с глубинными неоднородностями литосферы, детальное гео- логическое описание Мичуринского, Лелеков- ского и Новоконстантиновского рудных полей и их глубинной структуры продемонстрирова- но в статье [Старостенко и др., 2010]. Изуче- ние геодинамического развития литосферы Украины и анализ его роли в формировании месторождений полезных ископаемых позво- лило авторам статьи [Старостенко и др., 2011] сделать вывод о том, что между строением зон разломов и проникновением в верхние слои земной коры рудного вещества существует прямая связь. Интерес к геодинамическо- му развитию Ингульского мегаблока УЩ (по геолого-геофизическим и тектонофизическим данным) в связи с его металлогеническими осо- бенностями неоднократно поднимался в рабо- тах [Гинтов, Мычак, 2011; Гинтов, 2012; Мычак, Рис. 1. Область построения геоэлектрической модели Кировоградского рудного поля УЩ на схеме геологического строе- ния Ингульского мегаблока Украинского щита [Гинтов, Мычак, 2011]: 1 — осевые линии Голованевской (на западе) и Ингулецко-Криворожской (на востоке) шовных зон; 2 — трансрегиональный тектонический шов Херсон—Смоленск; 3 — границы зоны Кировоградского разлома; 4 — точки МТЗ и МВП; 5 — границы геоэлектрической модели. ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 129 2012]. Приуроченность золоторудных место- рождений к аномалиям повышенной электро- проводности отмечалась в работе [Белявский и др., 2004]. Однако до настоящего времени связь полезных ископаемых с глубинными аномалиями повышенной электропроводности не рассматривалась из-за отсутствия объемной геоэлектрической модели. Построение объемной геоэлектрической модели Кировоградского рудного района (см. рис. 1) основывалось на анализе магнито- вариационных параметров поля геомагнитных вариаций ( =150 с), типперов и магнитотеллу- рических зондирований (МТЗ) в диапазоне пе- риодов магнитотеллурического поля до 4000 с в 58 пунктах региона [Ингеров, 1987, 1988; Ин- геров, Рокитянский, 1993; Азаров и др., 2006]. В 2011 г. УкрНИМИ НАН Украины (И. Ю. Ни - колаев) и Институтом геофизики НАН Украины (Г. Н. Зайцев и А. Н. Кушнир) были выполнены полевые экспериментальные магнитотеллуриче- ские и магнитовариационные исследования по шести профилям субширотного простирания. УкрНИМИ НАН Украины пройдены Кирово- градский (8 пунктов), Клинцовский (7 пунктов) и Бобринецкий (6 пунктов) профили, Инсти- тутом геофизики НАН Украины — профили Северный, Южный и Клинцовский (10 пунктов) (рис. 2, 3). Для выполнения работ использовались цифровые пятикомпонентные длиннопериод- ные станции LEMI-410 и LEMI-417, разработан- ные в Львовском центре Института космических исследований. В качестве датчиков теллуриче- ского поля использовались диполи длиной 100 м, чувствительные элементы которых представ- ляли неполяризующиеся электроды LEMI-701 для долговременных измерений, регистрация магнитного поля осуществлялась трехкомпо- нентными феррозондовыми магнитометрами. Амплитудные и фазовые значения импедан- са и кривые кажущегося сопротивления для меридионального (ρxy) и широтного (ρyx) направ- лений определялись с помощью программного комплекса PRC_MTMV (Система обработки магнитотеллурических и магнитовариацион- ных данных), разработанного И. М. Варенцо- вым (Россия, г. Троицк, ИГЕМИ РАН), который позволяет обрабатывать данные всевозможных одноточечных, синхронных, выполненных по методу «удаленной базы» (remote refference, или сокращенно RR), МТ- и МВ-записей, по- лученных различной цифровой (и аналоговой) аппаратурой [Varentsov et al., 1997]. Обработка экспериментальных данных проходила в два этапа: препроцессинг временных рядов, по- лученных станциями на каждом пункте наблюдений, заключающийся в проре- живании данных с целью отбраковки раз- личных импульсных помех, связанных с предпусковой автокалибровкой станций, а также промышленными помехами в опе- ративной близости от станции; непосредственная обработка оптимизи- рованного ряда для построения ампли- тудных и фазовых значений импеданса, кривых ρxy и ρyx. На основе экспериментальных наблюдений геомагнитных вариаций на периоде =150 с были построены схемы модулей индукционных параметров (субширотной) и (субмери- диональной) компонент (рис. 4). Анализ кривых магнитотеллурического зондирования показывает, что центральная Рис. 2. Пример наблюденных индукционных параметров по данным 2011 г. Компоненты индукционных параметров: 1 — Re, 2 — Im. И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 130 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 часть УЩ содержит области с высокой элек- тропроводностью на разных глубинах. По магнитовариационным данным территория характеризуется резкими латеральными не- однородностями с градиентами, которые зна- чительно меньше пространственной длины волны электромагнитного поля. Это вызвано в значительной степени неоднородным в го- ризонтальном плане распределением электро- проводности пород. Большинство объектов поиска в рудной и структурной электроразведке при геофизиче- ских исследованиях скважин, региональных и глобальных геоэлектрических исследованиях земной коры и мантии Земли, как правило, яв- ляются сложными трехмерными структурами, поэтому основным способом анализа и интер- претации экспериментальных данных должно быть трехмерное моделирование. Инструментом для создания и расчета электрических и магнитных компонент маг- нитотеллурического поля, типперов и кривых кажущегося удельного электрического сопро- тивления (ρк) послужила широко распростра- Рис. 3. Пример наблюден- ных кривых МТЗ по на- блюдениям 2011 г. Компо- ненты: 1 — ρxy, 2 — ρyx. ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 131 ненная программа 3D моделирования Р. Макки [Randall et al., 1994]. Для учета влияния неоднородного распреде- ления электропроводности приповерхностного проводящего слоя в 3D модели были заложены параметры электропроводности осадочных от- ложений, суммарная продольная проводимость которых находится в пределах от 3 См на УЩ до 200 См на его северном и южном склонах. Распределение ρк по слоям и мощности слоев приняты условно, исходя из данных о значе- ниях суммарных продольных проводимостей осадочных отложений и глубины до консоли- дированного фундамента. На магнитотеллурическое поле в локальной области большое влияние оказывают геоэлек- трические свойства и параметры глубинного «нормального» горизонтально-слоистого раз- реза и региональной латерально-неоднородной структуры Кировоградской аномалии высокой электропроводности, внутри которой располо- жен исследуемый объект. Методика построения моделей глубинной электропроводности и методы трехмерного мо- делирования квазистационарных полей, кото- рые применены в настоящей работе, описаны в монографии [Азаров и др., 2006]. Региональная Кировоградская аномалия и локальные аномальные области рассматри- вались [Бурахович, Кулик, 1999; 2007; Беляв- ский и др., 2001; Азаров и др., 2006] на фоне хорошо известного для УЩ одномерного раз- реза, который характеризуется параметрами: 1=10 Ом м, h1=1 км; 2=2000 Ом м, h2=159 км; 3=600 Ом м, h3=40 км; 4=250 Ом м, h4=50 км; 5=100 Ом м, h5=70 км; 6=50 Ом м, h6=80 км; 7=20 Ом м, h7=100 км; 8=10 Ом м, h8=100 км; 9=5 Ом м, h9=160 км; 10=1 Ом м, h10=200 км; 11=0,1 Ом м, h11=∞ км. Для построения локальной модели рас- пределения ρк пород земной коры и верхней мантии КРР была сформирована область мо- делирования, которая состоит из 48256 парал- лелепипедов. Ось х направлена на восток, ось — на север, ось z — к центру Земли. В соот- ветствии с направлением осей расположены ячейки (32×58×26), каждая из которых харак- теризуется однородным распределением ρк. Рис. 4. Схемы модулей индукционных параметров (субширотной) и (субмеридиональной) компонент. И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 132 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 Эта область была разделена на аномальную, содержащую локальные неоднородности, и окружающую ее нормальную (горизонтально- слоистую) среды. Горизонтальные размеры ячеек в аномальной области модели были рав- ны и составляли 5 км, ячейки, расположенные на окраинах области моделирования, характе- ризуются большими размерами (до 150 км) для более точного описания затухания аномальных полей. Вертикальные размеры ячеек изменя- лись от 10 м (в верхних) до 5 км (в глубинных) слоях. Это объясняется необходимостью соиз- мерять размеры ячеек с пространственными длинами электромагнитных волн на различных периодах магнитотеллурического поля. Грани- цы глубинных аномальных объектов описыва- лись ячейками с размерами 2 км и более. Такое сложное описание модели связано с резкими изменениями параметров электропроводности региона и, следовательно, необходимостью подробно описать границы раздела на разных глубинах и расстояниях от исследуемой ано- мальной структуры. Прежде всего были рассчитаны и проанали- зированы индукционные параметры для моде- ли, которая состоит только из неоднородного поверхностного слоя на фоне «нормального» разреза. Субширотные протяженные неодно- родные проводящие структуры Днепровско- Донецкой и Причерноморской впадин значи- тельно отразились на северной составляющей индукционного параметра \| \|. В то же время восточная составляющая \| \| получилась мень- шей по величине и к тому же ее распределение более однородно. Такое распределение вели- чин существенно отличается от наблюдаемых (рис. 4), т. е., действительно, в недрах консо- лидированной коры должны присутствовать аномалии высокой электропроводности. Следующий шаг заключался во введении в локальную модель региональных глубинных объектов высокой проводимости, составляю- щих результаты двумерного, квазитрехмерно- го пленочного и трехмерного моделирования [Белявский и др., 2001; Бурахович, Кулик, 2007]. При более детальном представлении рас- четы модулей индукционных параметров для этой модели недостаточно удовлетворяют на- блюдаемым данным (см. рис. 4). Они не отра- жают мозаичный характер наблюденных по- лей и показывают, что в локальную геоэлектри- ческую модель необходимо ввести дополни- тельные проводники в верхние части разреза земной коры, которые имеют субширотную ориентацию в северной, субмеридиональную в западной и с северо-запада на юго-восток в центральной части планшета. Расчеты модулей индукционных параме- тров для локальной модели региональных глу- бинных объектов Кировоградской аномалии высокой проводимости показали, что конфи- гурации изолиний индукционных параметров и их значения в аномалиях электропроводно- сти представляют собой разветвленную сеть проводников, которые могут быть приурочены к отдельным частям Звенигородско-Братской, Субботско-Мошоринской, Смелянской, Леле- ковской, Конкской, Первомайской и Кирово- градской разломных зон. В результате расчетов этой модели получены магнитовариационные данные, удовлетворяющие наблюдаемым па- раметрам. Для этой же модели были рассчита- ны ρк в широком диапазоне периодов от 0,16 до 4000 с. Получены кривые МТЗ, которые сравнивались с наблюдаемыми данными в 58 пунктах. В 46 пунктах имеется хорошее соот- ношение рассчитанных и экспериментальных данных, расположенных в разных частях план- шета (рис. 5). В районе Первомайской зоны разломов параметры геоэлектрической модели, постро- енной в данной работе, нельзя считать окон- чательными, так как эта хорошо проводящая структура только частично попадает в планшет моделирования. Как неоднократно указыва- лось авторами, Первомайский глубинный раз- лом характеризуется низкими значениями ρ от первых десятков до 100 Ом·м, и его прово- димость вызвана субвертикальными телами (мощностью до 10 км), которые имеют галь- ваническую связь с поверхностными отложе- ниями [Бурахович, Кулик, 1999, 2007; Азаров и др., 2006]. В итоге была получена объемная модель распределения удельного электрического со- противления в земной коре и верхней мантии КРР. Она представлена в виде глубинных гори- зонтальных срезов на глубинах от 0 до 100 м, от 100 м до 2,5 км, от 20 до 25 км, от 25 до 30 км, от 50 до 120 км (рис. 6, 7). Связь полезных ископаемых КРР с анома- лиями повышенной электропроводности на различных глубинах. Глубина от 0 до 100 м. Первые 100 м геоэлектрической модели в основном отражают распределение поверх- ностных осадочных отложений на северном и южном склонах УЩ (рис. 6, а). На западе планшета в самой верхней части разреза про- являются высокопроводящие зоны в районе Емиловской и Звенигородско-Братской зон ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 133 разломов. Эти зоны высокой электропровод- ности (значение удельного электрического сопротивлении которых достигают 10 Ом·м на фоне среднего значения 2000 Ом·м для всего УЩ) имеют гальваническую связь с проводя- щими поверхностными образованиями. Из анализа рис. 6, а следует отсутствие ка- кой-либо связи проявлений полезных ископае- Рис. 5. Наблюдаемые и рассчитанные кривые МТЗ для трехмерной геоэлектрической модели земной коры и верхней мантии Кировоградского рудного района УЩ: 1, 2 — наблюдаемые кривые МТЗ (1 — , 2 — ); 3, 4 — модель «земная кора» (3 — , 4 — ); 5, 6 — модель «земная кора и верхняя мантия» (5 — , 6 — ). И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 134 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 мых с рассматриваемыми аномалиями, так как аномалии, скорее всего, обусловлены обвод- ненностью трещиноватых зон поверхностных отложений. Рис. 6. Аномалии удельного электрического сопротивления в интервале глубин 0—100 м (а), 0,1—2,5 км (б), 20—25 км (в) и 25—30 км (г) на схеме геологического строения Ингульского мегаблока Украинского щита [Гинтов, Мычак, 2011]: 1 — осевые линии Голованевской (на западе) и Ингулецко-Криворожской (на востоке) шовных зон; 2 — трансрегиональный тектонический шов Херсон—Смоленск; 3 — границы зоны Кировоградского разлома; 4 — дайки кимберлитов нижне- протерозойского возраста; 5 — дайки субщелочных пикритоидов (калиевая ветвь); 6—8 — месторождения (6 — урана, 7 — золота, 8 — графита); 9—11 — аномалии удельного электрического сопротивления интенсивностью (9 — 50 Ом·м, 10 — 1 Ом·м (штрихом указаны границы проводящих приповерхностных отложений), 11 — 10 Ом·м); 12 — границы геоэлектрической модели. Глубина от 100 м до 2,5 км. На этих глубинах (рис. 6, б) появляется сеть проводящих каналов с ρ ≈ 50 Ом·м, которые в большинстве случаев совпадают с отдельными частями глубинных ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 135 разломных зон УЩ и с зонами метасоматиче- ской проработки пород. Западная субмери- диональная структура высокой проводимости Рис. 7. Геоэлектрический срез на глубине 100 км по данным МТЗ: 1 — пункт МТЗ на профиле; 2 — трансрегиональный тектонический шов Херсон—Смоленск; 3 — тектонические нарушения (разломы: I — Первомайский, II — Кирово- градский, III — Западно-Ингулецкий, IV — Криворожско-Кременчугский); 4 — геологические границы массивов (КН — Корсунь-Новомиргородский, НУ — Новоукраинский); 5 — границы проводника 50 Ом·м на глубине 50—120 км по данным 3D моделирования. на севере совпадает с Гнилотикичской частью Первомайской, а южнее — с Звенигородско- Братской зонами разломов. Восточная субме- И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 136 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 ридиональная структура сложного строения совпадает с простиранием отдельных частей Кировоградской зоны. Северная субширотная структура высокой электропроводности совпа- дает с положением в пространстве Смелянской зоны разломов. Южнее простирается еще одна проводящая структура сложной конфигура- ции, вытянутая с северо-запада на юго-восток вдоль Нерубаевско-Лозоватской зоны раз- ломов. Еще южнее расположена целая серия проводящих объектов различной ориентации, приуроченная к Звенигородско-Братской и Ки- ровоградской зонам разломов. С зонами метасоматической проработки по- род, приуроченными к вышеотмеченным раз- ломам, пространственно связаны калиевые и натриевые метасоматиты с локализующимся в них урановым оруденением (рис. 8). В ассоциации с метасоматически изменен- ными породами прослежены определенные количества электропроводящих минералов — пирита, пирротина, галенита, магнетита, иль- менита. Глубина от 20 до 25 км. Характер распреде- ления удельного электрического сопротивле- ния на глубине от 20 до 30 км совпадает с рас- пределением ρ региональной Кировоградской аномалии электропроводности (см. рис. 6, в). Фиксируется только западная часть полномас- штабной региональной аномалии в виде фи- гуры с двумя контурами значений удельного электрического сопротивления: внутренним (ρ=10 Ом·м) и внешним (ρ=50 Ом·м). Переход от внешнего к внутреннему контуру приурочен к Кировоградской зоне разломов практически на всем ее протяжении в границах УЩ. Западная граница аномалии электропроводности приу- рочена к межрегиональному тектоническому шву Херсон—Смоленск, субширотные грани- цы проводящей структуры — к Смелянской (на севере), Субботско-Мошоринской, Леле- ковской, Глодосской, Новоконстантиновской и Марьевской зонам. Месторождения урана альбититовой фор- мации, золоторудные месторождения и дайки алмазоносных и неалмазоносных кимберлитов расположены на границе внутреннего и внеш- него контуров аномалии повышенной электро- проводности, совпадающей. Часть месторож- дений и проявлений урана локализованы в вы- шеотмеченных субширотных зонах разломов. Глубина от 25 до 30 км. Четче всего высокая электропроводность (ρ=50 Ом·м) региональ- ной Кировоградской аномалии проявилась в интервале глубин 25—30 км (см. рис. 6, г). Она представляет собой вытянутую с юга на северо-северо-восток структуру (западным ограничением которой является Кировоград- ская разломная зона), только на юге УЩ из- меняющую свое простирание на субширотное вдоль Конкской зоны. Северной границей в пределах Ингулецко-Криворожской зоны УЩ служит зона разломов субширотного прости- рания. Южная субширотная граница северной части до Кировоградской зоны совпадает со Смелянской зоной разломов. Значительная часть месторождений урана альбититовой формации, золоторудные место- рождения и проявления кимберлитовых даек расположены на границе той части высокопро- водящей Кировоградской аномалии, которая совмещается с глубинной частью Кировоград- ской зоны разломов. Однако часть рудопрояв- лений урана находится за пределами аномалии и тяготеет к менее глубинным субширотным проводящим объектам (см. рис. 6, б). Глубина от 50 до 120 км. С целью иссле- дования геоэлектрических неоднородностей верхней мантии КРР И. Ю. Николаевым были проведены переинтерпретация эксперимен- тальных данных, рассмотренных в монографии [Азаров и др., 2006], и анализ данных МТЗ и АМТЗ, полученных УкрНИМИ НАН Украины в 2011 г. в районе Ингульского мегаблока УЩ. По результатам 1D инверсии вдоль серии про- филей построены геоэлектрические разрезы до глубины 60, 200 км и глубже. Начиная с глубины 50 км и до 120 км можно выделить несколько участков с низкоомными аномалиями в районе построения трехмер- ной геоэлектрической модели (рис. 7). Одна- ко, как и по результатам 1D инверсии, осевой частью аномалии является Кировоградская зона разломов. Наиболее низкоомный уча- сток этой аномалии находится в южном огра- ничении Ингульского мегаблока и приурочен к веерообразно сходящимся зонам глубинных разломов — Западно-Ингулецкого и Кирово- градского, трансрегиональному разлому Хер- сон—Смоленск, Первомайской зоне разломов. Кроме того, наблюдается локальная область северо-восточного простирания в централь- ной части планшета, расположенная в райо- не глубокого прогиба раздела М, по данным [Старостенко и др., 2010] со ссылкой на работу [Соллогуб, 1986], где ныне и установлено рас- положение месторождений КРР. В трехмерную модель в интервале глубин от 50 до 120 км были заложены проводники с удельным электрическим сопротивлением ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 137 50 Ом·м. Подобные параметры были приняты и для проводника в центральной части планше- та. На глубине от 50 до 70 км северная граница субширотного проводника (юг планшета) до- ходит до 47,5◦ с.ш., а от 70 до 120 км — почти до 48◦ с.ш. Анализ расчета электромагнитных полей трехмерной геоэлектрической модели земной коры и верхней мантии показал, что вклад ман- тийного проводника невелик и проявляется на кривых МТЗ в области периодов более 625 с. Только на кривых МТЗ в пунктах Северный-1, 1692, 1632, 1605—1607, 1689—1691 (центр план- шета) и 282, 611, 688, 1687 (юг планшета) вве- дение в модель проводника в верхней мантии улучшило соответствие наблюденных и рас- считанных значений ρ . Типперы, рассчитанные для =2000 с, в цен- тральной части планшета в среднем равны 0,1, в то время как наблюденные параметры, по данным [Рокитянский, 1975], часто выше 0,3. Следовательно, вряд ли существует еди- ный проводник в верхней мантии в централь- ной части планшета. Скорее всего, можно предположить существование нескольких ло- кальных неоднородностей в этом интервале глубин, пространственное расположение (см. рис. 7) которых соответствует участкам, где были зарегистрированы перечисленные выше наблюденные кривые МТЗ. Возле г. Киро- вограда, в зоне пересечения Кировоградской и Субботско-Мошоринской зон разломов, выделяется проводник субмеридионально- го простирания размером 30×15 км. Две суб- широтные проводящие зоны фрагментарно проявляются вдоль трансекта Херсон—Смо- ленск. Северная характеризуется размером 15×50 км (кстати, над этим участком в земной коре выделен проводник на глубине 5—20 км с 10 Ом·м), южная — размером 15×40 км. Раз- меры этих зон в широтном направлении поч- ти такие же, как и ширина Новоукраинского массива. Из-за отсутствия эксперименталь- ных наблюдений в области больших перио- дов, к сожалению, трудно установить, суще- ствуют ли в северном направлении вдоль шва Херсон—Смоленск такие же изолированные проводящие тела в верхней мантии. В южной части планшета существенных различий между значениями наблюденных и рассчитанных типперов для моделей (аномаль- ная кора или аномальные кора и мантия) не на- блюдалось. И это естественно, так как параме- тры глубинного проводника в верхней мантии трудно определить под поверхностными отло- жениями, проводимость которых доходила в этой части планшета до 200 См и более, а в зем- ной коре в районе Кировоградской аномалии от 600 до 1000 См. В рамках эквивалентности рассчитанные модели удовлетворяют наблю- денным данным. Однако с учетом анализа ρк в области больших периодов, северная грани- ца мантийного проводника должна проходить южнее 47,20◦ с.ш. Восточнее 32◦ в.д. она дохо- дит до 47,40◦ с.ш. (см. рис. 6). Максимальное внедрение с юга на север наблюдается вдоль Кировоградской аномалии, в зоне глубинных разломов — Западно-Ингулецкого и Кирово- градского. Заключение. В большинстве случаев элек- трические параметры горных пород, слагаю- щих верхнюю часть разреза, позволяют кон- тролировать рудопроявления за счет метасо- матических изменений околорудных пород — графитизации, сульфидизации, ожелезнения и окварцевания. Так, в пределах КРР выделяется разветвлен- ная сеть проводников с низким сопротивле- нием, которые приурочены к отдельным ча- стям Звенигородско-Братской, Субботско- Мошоринской, Смелянской, Лелековской, Конкской, Первомайской и Кировоградской разломных зон. По данным МТЗ сопротивление гранитов Новоукраинского, Уманского, Долинского, Корсунь-Новомиргородского массивов 1000— 3000 Ом·м, а гнейсов, в которых они располо- жены 100—1000 Ом·м. Низкие значения сопро- тивления могут быть обусловлены широким распространением среди них метасоматически измененных разностей. Часть месторождений и рудопроявлений урана альбититовой формации тяготеет к ано- малиям повышенной электропроводности на глубине 0,1—2,5 км, природа которых, скорее всего, обусловлена наличием электропроводя- щих минералов (пирита, пирротина, галенита, магнетита, ильменита) в зонах метасоматиче- ской проработки пород. На глубинах от 2,5—20 км до 25—30 км вы- сокая электропроводность контролируется Ки- ровоградской разломной зоной, которая играет решающую роль в локализации месторожде- ний урана альбититовой формации, золоторуд- ных месторождений и кимберлитовых даек. Формирование урановой и золоторудной ми- нерализации обусловлено метасоматической проработкой пород, вероятнее всего, за счет мантийных флюидов, несущих тепло и рудные компоненты и образующих аномалии высокой И. Ю. НИКОЛАЕВ, Т. К. БУРАХОВИЧ, Е. М. ШЕРЕМЕТ 138 Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 электропроводности на глубине 20—30 км. Эти зоны «наиболее интенсивного проявления взаимодействия флюидов с вмещающими по- родами» [Шумлянская, 2008; Цветкова и др., 2012] отличаются высокой проницаемостью. Аномалии повышенной электропроводнос- ти на верхнекоровых глубинах отражают сле- ды воздействия колонны мантийных флюи- дов на верхние этажи земной коры, которые, скорее всего, проявили себя после становле- ния Корсунь-Новомиргородского плутона. В пользу этого предположения свидетельствует приуроченность даек кимберлитов и продук- тов мантийного магматизма к тем же зонам, что и проявления урана альбититовой формации и локализация месторождений золота. Азаров Н. Я., Анциферов А. В., Шеремет Е. М., Гле- васский Е. Б., Есипчук К. Е., Кулик С. Н., Бура- хович Т. К., Пигулевский П. И., Николаев Ю. И., Николаев И. Ю., Сетая Л. Д., Захаров В. В., Курлов Н. К. Геолого-геофизическая модель Криворожско-Кременчугской шовной зоны Украинского щита. — Киев: Наук. думка, 2006. — 196 с. Белявский В. В., Бобров А. Б., Гошовский С. В., Чупри- на И. С., Шумлянский В. А. Геоэлектрические мо- дели золоторудных месторождений Украинского щита и Донбасса. — Киев: Логос, 2004. — 248 с. Белявский В. В., Бурахович Т. К., Кулик С. Н., Су- хой В. В. Электромагнитные методы при изуче- нии Украинского щита и Днепровско-Донецкой впадины. — Киев: Знання, 2001. — 227 с. Бурахович Т. К., Кулик С. Н. Квазитрехмерная гео- электрическая модель Кировоградской аномалии электропроводности // Геофиз. журн. — 1999. — 21, № 2. — С. 120—125. Бурахович Т. К., Кулик С. Н. Трехмерная модель Ки- ровоградской аномалии электропроводности // Геофиз. журн. — 2007. — 29, № 1. — С. 45—55. Гинтов О. Б. Докембрий Украинского щита и тек- тоника плит // Геофиз. журн. — 2012. — 34, № 6. — С. 3—21. Гинтов О. Б., Мычак С. В. Геодинамическое разви- тие Ингульского мегаблока Украинского щита по геолого-геофизическим и тектонофизическим данным. I // Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 3. — С. 102—118. Ингеров А. И. Карта магнитных параметров МТЗ и МВП Ю-В части УЩ. — 1:1000000. Укргеолфонд, № 50034. — 1988. Ингеров А. И. Результаты региональных исследо- ваний МТЗ вдоль геотраверса Ужгород-Воро- шиловград: Отчет Центр. геофиз. экспедиции «Укргеология» № 248/87. — 1987. Ингеров А. И., Рокитянский И. И. Украинский щит // Литосфера Центральной и Восточной Европы: Список литературы Обобщение результатов исследований. — Киев: Наук. думка, 1993. — 257 с. Кашкевич М. П. Геофизический образ графитизи- рованных глубинных разломов: Дис. … канд. геол.-мин. наук. — Санкт-Петербург: СПбГУ, 2000. — 124 с. Мычак С. В. Напряженно-деформированное состоя- ние и кинематические характеристики верхней части земной коры в районе Мичуринского ме- сторождения (Кировоградский рудный район) Украинского щита // Геофиз. журн. — 2012. — 34, № 2. — С. 125—133. Рокитянский И. И. Исследование аномалий электро- проводности методом магнитовариационного профилирования. — Киев: Наук. думка, 1975. — 279 с. Соллогуб В. Б. Литосфера Украины. — Киев: Наук. думка, 1986. — 184 с. Старостенко В. И., Гинтов О. Б., Кутас Р. И. Геоди- намическое развитие литосферы Украины и его роль в формировании и размещении месторож- дений полезных ископаемых // Геофиз. журн. — 2011. — 33, № 3. — С. 3—22. Старостенко В. И., Казанский В. И., Попов Н. И., Дрогицкая Г. М., Заяц В. Б., Макивчук О. Ф., Три- польский А. А., Чичеров М. В. От поверхностных структур к интегральной глубинной модели Кировоградского рудного района (Украинский щит).1 // Геофиз. журн. — 2010. — 32, № 1. — С. 3—33. Цветкова Т. А., Шумлянская Л. А., Бугаенко И. В. Сверхглубинные флюиды Восточно-Европей- ской платформы. Геологическая среда, минера- генические и сейсмотектонические процессы: XVIII Междунар. конф. 24—29 сентября 2012. — Воронеж: Научная книга, 2012. — С. 392—395. Шумлянская Л. А. Мантийные блоки и зоны повы- шенной проницаемости Украинского щита // Геофиз. журн. — 2008. — 30, № 2. — С. 135—144. Randall L., Macki J., Torquil S., Theodore R. Madden ОБЪЕМНАЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КИРОВОГРАДСКОГО РУДНОГО РАЙОНА ... Геофизический журнал № 4, Т. 35, 2013 139 Three-dimentional electromagnetic modeling us- ing finite difference equations: The megnetotel- luric example // Radio Sci. — 1994. — 29, № 4. — P. 923—935. Varentsov Iv. M., Golubev N. G., Martanus E. R., Soko- lova E. Yu., Nalivaiko K. L. Magnetotelluric process- ing system PRC-MTMV and its applications // Rus- sian—German Seminar «Actual Problems in Deep EM Studies» (Extended Abstracts). — Moscow: OIFZ RAN, 1997. — P. 51—52.

Объемная геоэлектрическая модель Кировоградского рудного района центральной части Украинского щита

Institution

Ähnliche Einträge