ПРИМЕНЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ ПОИСКАХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ХРОМИТОВЫХ РУД (НА ПРИМЕРЕ ШОРЖИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ В РЕСПУБЛИКЕ АРМЕНИИ)

APPLICATIONS OF GEOPHYSICAL METHODS IN PROSPECTING FOR CHROMITE ORE DEPOSITS (ON THE EXAMPLE OF SHORZHA DEPOSIT IN THE REPUBLIC OF ARMENIA)

Raffi Karamyan

ph.D student of Yerevan State University,

Armenia, Yerevan

Robert Minasyan

doctor of Geology and Mineralogy, Professor of Yerevan State University,

Armenia, Yerevan

АННОТАЦИЯ

В работе рассмотрены результаты применения геофизических методов при поисках хромитовых руд на территории Шоржинского месторождения в Республике Армения. Предложен рациональный комплекс полевых методов и рекомендации по обработке полученных материалов.

ABSTRACT

The paper discusses the results of the application of geophysical methods in prospecting for chromite ore deposits on the territory of Shorzha deposit in the Republic of Armenia. It has been proposed rational complex of field methods and recommendation for processing of received materials.

Ключевые слова: хромитовое оруденение; петрофизическая модель; геофизические методы; аномалия; тренд-анализ.

Keywords: chromite mineralization; petrophysical model; geophysical methods; anomaly; trend analysis.

Район, где выполнены поисковые геофизические работы, охватывает юго-западные склоны Севанского хребта, являющегося водоразделом между бассейном оз. Севан и речной системой правых притоков р. Куры, который в литературе известен как Шоржинское месторождение хромитов. В геологическом строении исследованной территории принимают участие ультраосновные породы послеверхнемелового возраста, а также верхнемеловые и среднеэоценовые осадочные и вулканогенные образования. Территория месторождения в основном сложена породами габбро-перидотитовой формации [1; 4; 5]. Массив вытянут в широтном направлении. К западу, постепенно суживаясь, он принимает форму дайкообразной протрузии и зажат между верхнесенонскими известняками, развитыми в северо-восточной, южной и юго-западной частях. К востоку массив постепенно расширяется и ограничивается породами эоценовой толщи, представленной, главным образом, туфами и туфобрекчиями. Дуниты и перидотиты являются главной частью протрузии. Скопления хромита в основном приурочены к дунитам. Рудные тела имеют линзообразные и гнездообразные формы, вытянутые в меридиональном направлении. Размеры рудных тел невелики. Линзообразные тела достигают длины 10–20 м.

Геофизические исследования, проведенные на известных в мире хромитовых месторождениях, показали что в частности, наблюдается различие в магнитной восприимчивости хромитовых руд и вмещающих пород, что достаточно, чтобы над крупными скоплениями хромитов наблюдались магнитные аномалии. В ряде случаев установлены отрицательные аномалии полей  с интенсивностью (-100 ÷ -300) нТл. Чаще над хромитовыми рудными телами, для этих же составляющих, наблюдаются локальные минимумы с интенсивностью (-200 ÷ -500) нТл. Аналогичные аномалии наблюдаются также на участках неравномерно распределенного магнетита в пределах зон нарушений и зон распространения дунитов и гарцбургитов. По этой причине выделение рудных аномалий становится довольно сложной задачей и потому магниторазведка, чаще всего, применяется с гравиразведкой, что обусловлено наличием значительной избыточной плотности (1–1,5 г/см³) хромитов по отношению к вмещающим породам.

В состав руд исследованного участка кроме хромита, входят хромовые шпинелиды, хромовые хлориты, хромовые гранаты и магнетит. Присутствие магнетита и титаномагнетита в хромитовых рудах создает поляризуемость, достигающую у некоторых образцов 30–32 %. Средняя поляризуемость хромитоносных образцов составляла 10–14 %. Поскольку мощность хромитовых рудных тел невелика, а мощность рудовмещающих дунитов, содержащих вкрапленность электронно-проводящего магнетита достигает 20–60 метров, то исследование по методу ВП сводилось к оценке возможностей поисков и прослеживания, сопровождающих рудные тела ореолов рудной вкрапленности в измененных дунитах.

В данной работе, в частности, рассмотрены результаты площадных съемок, выполненных методами магниторазведки и электроразведки (метод вызванной поляризации – ВП) на участке Кутак обнаруженного Ш. Хачатряном. Здесь распространены в основном серпентинизированные дуниты, перидотиты (гарцбургиты), серпентиниты, листвениты и глинистые известняки. Последние распространены, в основном, на северо-западе и юго-западе месторождения. В отличие от других пород, которые в основном ультраосновного состава и обладают высокими магнитными свойствами, известняки слабо намагничены или вообще немагнитны. Поэтому в пределах распространения известняков геомагнитное поле равнозначно нормальному магнитному полю Земли или региональному аномальному магнитному полю, характерному для данной площади.

Ожидалось, что заниженные или отрицательные значения ∆T магнитного поля T и участки с низкими электросопротивлениями и повышенными ВП должны быть связаны с накоплениями хромитов или с их рудными телами. Следует отметить, что работы методом ВП на Шоржинском месторождении были выполнены и ранее [2; 3; 6].

При площадной магниторазведке на участке Кутак расстояние между профилями было 10 м, а между точками – 5 м. Измерены абсолютные значения полного вектора Т геомагнитного поля. На основании результатов измерений рассчитаны величины DТ=Т_изм-Т_кт, где Т_изм – величина рядовых измерений, а Т_кт – значение поля в контрольной точке. По полученным данным значений DТ составлена карта изодинам (рис. 1). Как видно из карты, основная отрицательная аномалия установлена в юго-западной части изученной площади, интенсивность которой колеблется в среднем в пределах (-300 ÷ -600) нТл. Как уже отмечалось, на исследуемой площади тип хромитового оруденения является вкрапленным, которое неравномерно распределено в основном в пределах серпентинитов.

На рис. 2 приведен пример [2; 5] графиков изменения значений кажущейся поляризуемости (η_к) и кажущегося удельного сопротивления (ρ_к) в зависимости от геологического строения исследуемой территории. На графике η_к весьма четко выделяется участок хромитоносных дунитов, в пределах которого поляризуемость составляет в среднем 6–12 %. Максимальные значения η_к до 22 % установлены над хромитовой рудой, благодаря присутствию в ней высокого содержания магнетита и титаномагнетита. Как видно из графика, значения ρ_к фиксируют переход от измененных перидотитов к дунитам. В целом полученные результаты показывают, что при исследовании хромитовых залежей, в частности на территории Шоржинского хромитового рудного поля, в комплекс геофизических исследований необходимо включить электроразведочный метод вызванной поляризации (ВП).

В заключении следует отметить, что при анализе окончательных картографических материалов (в особенности по данным площадной магниторазведки) нами использован тренд-анализ карт, как один из способов статистического метода множественной регрессии. Для описания тренда и снятия регионального фона из измеренного поля аппроксимирующая функция нами принята параболической (иногда и более высокого порядка), что позволяет в отдельных случаях уточнить плановое положение искомых локальных рудных аномалий.

Особый интерес представляет рекомендация авторов работы [7], когда при решении задачи поисков хромитов предлагается в качестве поискового признака базироваться на создании петрофизической модели не самого рудного тела, а на модели вмещающих пород.

Рисунок 1. Карта изодинам DТ для участка Кутак

Рисунок 2. Графики изменения η_к и ρ_к на Шоржинским месторождении хромита: 1 – измененные серпентинизированные перидотиты, 2 – измененные серпентинизированные дуниты с вкрапленностью хромита, 3 – измененные серпентиниты, 4 – диабазиты

Список литературы:

1. Абовян С.Б. Геология и полезные ископаемые северо-восточного побережья озера Севан. Изд. АН Арм. ССР, Ереван 1961 г. – 250 с.
2. Бадалян С.В., Матевосян А.Ш. Некоторые данные сравнительного изучения месторождений Севано-Амасийского рыдного пояса методом вызбанной поляризации, Известия АН Арм. ССР, Науки о Земле, 1, 1969 г. – С. 35–42.
3. Газарян Г.О. Результаты применения метода вызванной поляризации на хромитовом меторождении. Методика и техника разведки, Сборник № 49, Ленинград 1965 г. – С. 123–129.
4. Геворкян Г.М. О некоторых закономерностях размещения хромитовых рудных тел на примере Шоржинского месторождения, Известия АН Арм. ССР, Науки о Земле, 4, 1966 г. – С. 46–55.
5. Гуюмджян О.П., Харазян Э.Х., Хачатрян Ш.В. Карбонатиты Шоржинского рудного поля (Севанский хребет Армения). Ученые Записки ЕГУ, Геология и география, № 2, 2009 г. – С. 3–12.
6. Маркосян Г.В., Карамян Р.А. Продуктивность применения магниторазведки в хромитовых месторождениях (на примере Шоржинского месторождения), Ученые Записки ЕГУ, Геология и география, № 3, 2011, С. 14–19.
7. Федченко Т.А., Кременецкий А.А. и др. Поисковая геолого‐геофизическая модель для поисков и разведки месторождений хромитовых руд: сайт – URL: http://www.earthdoc.org/publication/publicationdetails/?publication=66437 (Дата обращения: 23.09.2015).