Физико-геологические (геофизические) модели рудоносных площадей и месторождений полезных ископаемых

Успехи прогнозирования поисков рудных месторождений зависят от создания наиболее достоверных геофизических моделей их формирования. Физико-геологическое моделирование используется для решения следующих задач:

• 1) создание региональных геофизических моделей минерагенических зон, рудных районов, рудных узлов, рудных полей (рис. 5−7);
• 2) оценка прогнозных ресурсов минерагенических зон, рудных районов, рудных узлов. рудных полей, аномалий, месторождений, рудопроявлений (рис. 12, 20);
• 3) изучение геофизических критериев, признаков прогнозирования промышленного оруденения для различных геологических структур (рис. 43);
• 4) построение физико-геологических моделей с целью совершенствования методики прогнозно-поисковых и оценочных работ (рис. 29);
• 5) выявление геофизических полей, отражающих локализацию отдельных месторождений, рудных тел и рудных столбов (рис. 49, 50, 63−65):
• 6) выявление внутренних структур месторождений и рудных тел на флангах и глубоких горизонтах на стадиях поисковых и разведочных работ.

В итоге создание типовых физико-геологических моделей позволяет более уверенно выявлять закономерности размещения отдельных рудоносных геологических структур и месторождений в физических полях — магнитных, гравитационных, электрических, сейсмических, радиометрических. По выявляемым свойствам, структурам геофизических полей, петрофизическим данным уточняются закономерности и причины связи физических полей, месторождений и намечаются рациональные пути их интерпретации. Решение этих задач позволяет моделировать конкретные рудоносные площади и месторождения.

Физико-геологическая модель рудного района, рудной зоны, рудного поля, месторождения включает систему абстрактных возмущающих тел, обобщенные размеры, форму, физические свойства и взаимоотношения которых аппроксимируют с необходимой для решаемых задач детальностью физико-геологических обстановок. Эти составляющие модели являются её элементами [Прогнозно-металлогенические…, 1988].

При глубинном геологическом картировании (ГГК) физико-геологическая составляющая общей модели служит основой для выбора комплекса геофизических методов, которые обеспечивают решение задач прогнозно-минерагенических исследований и поисков месторождений полезных ископаемых. Они также служат основой интерпретации результатов геофизических работ при выделении рудоконтролирующих структур и геологических тел, изучении их формы, внутреннего строения, при выделении объектов прогнозирования и при оценке прогнозных ресурсов. Основой для создания таких моделей служат геолого-структурные и петрофизические модели объекта, а также хорошо изученные геофизическими методами эталонные объекты. Дополнительными задачами ГГК является выяснение влияния мощности покровных отложений, поскольку геологические элементы моделей рудных полей и месторождений часто сопоставимы с показателями мощности покровного чехла.

При разработке физико-геологической модели исходную геолого-структурную модель иногда приходится генерировать с целью объединения элементов, мало различающихся по физическим свойствам. Если в целевое назначение модели входит также выбор комплекса каротажных методов и их интерпретация, то при разработке этой части физико-геологической модели генерализации не требуется. Но при любом целевом назначении физико-геологической модели необходимы детальные сведения о физических свойствах элементов исходной геолого-структурной основы. Для составления петрофизической модели необходимы результаты измерения физических свойств и каротажа скважин на эталонных объектах. Одни и те же литологические комплексы пород в разных регионах могут существенно различаться по петрофизическим параметрам. Надо учитывать возможность отклонения реальных конкретных физических параметров пород от осредненных значений при разработке средних значений физических свойств пород. Внимательно изучается петрофизическая зональность объекта, дисперсия физических свойств, изменчивость их по латерали и вертикали разрезов.

Моделирование физических полей осуществляется путем качественного анализа геофизических данных по эталонным объектам, последующего его обобщения на основе петрофизической модели или расчетным путем. При построении той части физико-геологической модели, которая предназначена для выбора каротажных работ на их интерпретации, используется качественный анализ данных каротажа на эталонных объектах и их обобщение на основе петрофизической модели. Необходимо учитывать влияние помех от неоднородности физических свойств покровных отложений, вмещающей среды и самого рудного объекта.

Натурные модели выбираются в пределах изучаемой минерагенической зоны по результатам геофизических работ на эталонном объекте. На рудоперспективных площадях рекомендуется составлять несколько натурных моделей.

Примерами регионального и детального физико-геологического моделирования рудных районов, рудных полей и месторождений могут служить графические материалы, представленные на рис. 1,2, 14−17, 20−22, 29, 37−39, 41−43, 49, 50. Методика математического моделирования, основанная на подборе неоднородно намагниченных моделей, позволяет определять неоднородную намагниченность по латерали и на глубину. Тогда можно оценивать и горизонтальные и вертикальные размеры объекта и решать задачи локального прогнозирования, давать оценку перспектив магнитных аномалий при поисках скрытого оруденения, оценку глубоких горизонтов и флангов месторождений, оценку основных параметров рудных тел и прогнозных ресурсов [Моделирование…, 2008]. При поисках слепых и погребенных месторождений рекомендуется проводить картирование возмущающего объекта на основе расчетной намагниченности и по латерали и по падению.

Исследования показали, что приуроченность рудных тел и окружающих метасоматитов в рудных полях определяется их нахождением в аномалиях физических полей с различными значениями напряженности в породах. Размеры и интенсивность аномалий физических полей разного знака и напряженности, их постоянная пространственная сближенность согласуются с интенсивностью и масштабами прошедших рудообразующих процессов.