Иванова Ирина Игоревна, Гурьев Владимир Андреевич, Долгушин Александр Павлович1АО “Сибирский Научно-Исследовательский Институт Геологии, Геофизики и Минерального сырья”
Построение интегрированной геолого-геофизической 3-D модели медно-молибденового месторождения порфирового типа
Введение
Важное место в общем комплексе мер, направленных на эффективное применение геофизики в задачах поиска руд, занимает анализ конкретной геологической ситуации и выбор оптимального комплекса геофизических исследований. Чаще всего выбор геофизических методов определяется классической схемой разведки руд или повторяется комплекс работ проводимых на других объектах без учета геологических особенностей, что может привести как к малой эффективности проводимых геофизических исследований, так и к их избыточности. Поэтому зачастую заказчики работ согласны корректировать текущее (предлагаемое ими) техническое задание, но при обосновании экономической эффективности и повышении качества геологического прогноза при выполнении геофизических работ.
Обосновать экономическую эффективность, т.е. минимальные финансовые и временные затраты на решение геологической задачи, можно с помощью предварительного математического моделирования, на основе геологических данных, ретроспективных геофизических исследований. Учитывая современное развитие компьютерных и программных технологий, существует возможность создания качественной априорной трехмерной модели месторождения. В данной работе в качестве примера для применения такой методики взято медно-молибденовое месторождение.
Морфологически рудное тело представляет собой крупный медно-молибденовый линейновытянутый штокверк, локализованный в узле пересечения субмеридиональных и субширотных разломов. Он сформирован в гранодиоритпорфирах и частично, во вмещающих их гранодиоритах и кварцевых диоритах. Верхняя граница рудного тела в геофизических полях определяется развитием зоны выщелачивания и окисления (картируется на глубине 30-60 м). Руды прожилково-вкрапленные пирит-халькопиритовые. Глубже выделяются зоны вторичного сульфидного обогащения и первичные руды, данные зоны представляют основную промышленную ценность.
Методика создания трехмерной модели состоит из нескольких этапов (Рис.1):
1) Подготовка данных, включающих материалы геологических и геофизических исследований, в том числе, информацию по ГИС (КС и ГК), а также результаты наземных геофизических съемок методами ВЭЗ-ВП и магниторазведки;
2) Одномерное моделирование данных, построение карт и серии геологических 2D-разрезов;
3) Выполнение трехмерного моделирования геофизических данных;
4) Выявление зависимостей (корреляции между геофизическими и геологическими параметрами);
5) Построение прогноза эффективности применения дальнейших геофизических измерений.
Рисунок 1. Схема строения 3D геолого-геофизической модели
Данные и методы
На участке работ проводились геофизические работы методом ВЭЗ-ВП, магниторазведка и каротажные исследования скважин. Геофизические работы методом ВЭЗ-ВП проводились с целью определения морфологии зоны сульфидной минерализации, а также прослеживания зон тектонических нарушений, изучения фланга участков.
Качественная интерпретация материалов ВЭЗ-ВП заключалась в выделении аномальных интервалов и участков по кривым ВЭЗ-ВП и вертикальным разрезам сопротивлений и поляризуемости, которые строились с помощью программы Surfer. По искажениям кривых ВЭЗ-ВП и нарушениям корреляции в поле сопротивлений устанавливалось ориентировочное положение тектонических нарушений.
Количественная интерпретация проводилась по палеткам А.М. Пылаева с учетом параметрических данных, полученных методами каротажа скважин, совмещенных с точками ВЭЗ-ВП. Тектонические нарушения выделялись по методике Н.И. Пичугина, а определение верхней кромки сульфидной минерализации по точке перегиба графика поляризуемости.
В результате определены:
1) Глубина до верхней границы распространения сульфидной минерализации;
2) Значения поляризуемости и сопротивлений на различных горизонтах разрезов;
3) Мощность коры выветривания и глубина до пород с высоким электрическим сопротивлением (Рис. 2).
Рисунок 2. Результаты интерпретации данных ВЭЗ.
а) кажущееся сопротивление,б) кажущаяся проводимость, в) оцифрованная геофизическая интерпретация.
Далее выполнялось 2D-моделирование и 3D-моделирование (Рис.3), ставшее важнейшим инструментом интерпретации практических данных, сделав геофизические методы гораздо более надежным способом решения задач структурного геокартирования и поисковочно-оценочных исследований на различные виды минеральных ресурсов [1].
Обобщенная характеристика геофизического разреза месторождения по полученным показателям выглядит следующим образом. Зона окисления характеризуется пониженными значениями поляризуемости, сопротивлений и радиоактивности и является наиболее благоприятным объектом для выделения ее геофизическими методами.
Рисунок 3. Объемная модель с распределением кажущегося электрического сопротивления
Заключение
Новое качество в геологической интерпретации может быть получено при оперировании многопараметрическими объемными моделями геологической среды [1]. На основе ретроспективных геолого-геофизических исследований, включающих ВЭЗ-ВП, каротаж и литологию скважин была построена 3D модель медно-молибденового месторождения по параметру сопротивления и вызванной поляризации.
Используя полученные результаты моделирования, можно построить оптимальный комплекс геофизических исследований. Например, наличие контраста по электрическому сопротивлению рудного объекта относительно вмещающей среды позволяет применить методику зондирования становления поля. Также можно конкретизировать необходимый и достаточный масштаб съемки, направление профилей и обозначить контур исследований.
Таким образом, проведение предварительного трехмерного математического моделирования, позволит повысить экономической эффективности и качество геологического прогноза при выполнении геофизических работ.