Введение .................................................................................................................................... 3
Глава 1. Характеристика колчеданных месторождений ....................................................... 5
1.1. Классификация колчеданных месторождений Урала .......................................... 5
1.2 Модель формирования месторождений Уральского типа. ................................. 14
Глава 2. Петрофизические особенности колчеданных руд ................................................ 18
Глава 3. Геофизические методы при изучении колчеданных месторождений ................ 25
3.1. Краткое геолого-геофизическое описание месторождений Яман-Касы, медно-
колчеданного месторождения на Южном Урале и Приорское. ......................................... 25
Глава 4. Геофизические работы при поиске колчеданных медно-цинковых руд на
участке Уткинский ................................................................................................................. 31
4.1. Геолого-географическое описание участка работ .............................................. 31
4.2. Последовательность применения геофизических методов при поисках рудных
залежей на участке Уткинский.............................................................................................. 33
Глава 5. Результаты работ ..................................................................................................... 35
Заключение.............................................................................................................................. 48
Список литературы ................................................................................................................. 49
Медь – это металл, который используется человеком ещё с глубокой древности.
По уровню потребления она занимает третье место. Её свойства весьма разнообразны:
она обладает высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью,
хорошей обрабатываемостью под давлением, а также способностью образовывать
востребованные промышленные сплавы с цинком, алюминием, никелем, железом и др.[1]
Основным источником меди являются колчеданные месторождения.
Колчеданными месторождениями называются залежи сернистых (сульфидных)
соединений металлов в недрах Земли, имеющие промышленное значение. К данным
месторождениям приурочены руды, которые сложены преимущественно сульфидами
железа. Руды этих месторождений являются важным сырьевым источником меди,
цинка, свинца, серы, барита, золота, серебра, редких и рассеянных элементов[12].
Колчеданные месторождения, распространенные на всех континентах,
формировались с позднего архея и до настоящего времени.
Представления о генезисе этих месторождений менялись по мере их изучения.
Изначально существовала гидротермальная теория рудообразования колчеданных
месторождений, согласно которой данные месторождения рассмотрены как
гидротермально-метасоматические образования, связанные с орогенными
гранитоидными интрузиями и посторогенными малыми интрузиями. Некоторые
исследователи связывали образование колчеданных месторождений с гипотезой
рудных магм, т.е. как следствие инъекции сульфидного расплава.
Большой вклад в познание геологии сульфидных колчеданных месторождений и
их генезиса внёс Александр Николаевич Заварицкий – профессор кафедры рудных
месторождений и петрографии Ленинградского горного института, а также автор
работы в трѐх томах о горе Магнитной, принесшей ему мировую известность [4]. В
1936 году А.Н. Заварицкий выдвинул гипотезу, согласно которой вулканические очаги
являются источником рудоносных гидротермальных растворов. Концепция связи
колчеданных месторождений с вулканизмом и гидротермально-осадочного генезиса
колчеданных руд получила дальнейшее развитие в работах Б.И.Вейц (1953г.),
Т.Ватанабе (1956г.), К.Офтедаля(1958г.), В.И.Смирнова (1959г.) и др. [27]
По литературным данным, в мире известно более 1300 месторождений
различных типов, в которых заключено около 1,5 млрд. т меди. Россия обладает около
15% разведанных запасов, занимая 9-е место в мире. Основные запасы меди размещены
на Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье [1].
Крупные месторождения медно-колчеданных руд являются основой
минерально-сырьевой базы металлургической промышленности России, поставляя в
первую очередь медь и цинк, а также такие металлы как свинец, золото, серебро и т.д.
В связи с всё более возрастающими потребностями промышленной отрасли России
особенно остро стоит вопрос поисков новых крупных месторождений и увеличение
запасов известных.
На одном из колчеданных месторождений Южного Урала летом проводились
геофизические исследования с целью поиска колчеданных медно-цинковых руд, в
которых автор принимал участие. Целью данной работы является выбор оптимального
комплекса геофизических методов на разных стадиях поисков колчеданных медно-
цинковых руд и оценка его эффективности.
Перед автором стояли следующие задачи:
1) Поиск и обобщение имеющейся информации о колчеданных
месторождениях: изучение классификации колчеданных месторождений по генезису,
типам, формациям и т.д.; изучение модели формирования колчеданных
месторождений, роли гидротермальных процессов при их образовании;
2) С учетом петрофизических особенностей колчеданных руд формирование
физической модели, характерной для Уральского типа месторождений. Определение
набора методов, которыми могут быть найдены данные руды;
3) Сравнение геофизических полей на различных колчеданных месторождениях;
4) Изучение геологии исследуемого участка и описание методики
геофизических работ, выполненных на нём;
5) Интерпретация полученных результатов.
При решении поставленных задач автором изучен, проработан и использован
большой объём различных научных статей, публикаций и книг.
В данной работе рассмотрена общая информация о колчеданных
месторождениях: их классификация, модель формирования, петрофизические
особенности рудных минералов и вмещающих пород. С учѐтом петрофизических
особенностей колчеданных руд, а также сравнения геофизических полей над
месторождениями подобного генезиса выбран оптимальный комплекс геофизических
методов при поисках рудных залежей на участке Уткинский.
На первом этапе работ проведена магниторазведка в масштабе 1:10000. На
втором этапе на всей площади участка Уткинский проведена электроразведка ВП-СГ.
На основе результатов площадных электроразведочных работ выявлена перспективная
рудоносная структура, на отдельном участке которой проведены точечные
электрические зондирования в модификации электротомографии для определения
геометрических параметров и положения в пространстве потенциально рудоносных объектов.
По результатам работ построены карты графиков и изолиний аномального
магнитного поля, кажущегося сопротивления и кажущейся поляризуемости. Для
подчеркивания особенностей поля, связанных со структурными элементами,
тектоническими нарушениями и т.д., построены трансформанты геофизических полей.
На основании комплексного анализа исходных геофизических полей и трансформант
построена структурно-интерпретационная схема. По результатам ТЭЗ-ВП построены
геоэлектрические разрезы по трём профилям, которые послужили основой для
создания трёхмерной модели строения рудной зоны.
При поисках колчеданных месторождений в настоящее время используют
различные геофизические методы: гравиразведку, электроразведку, магниторазведку,
сейсморазведку. Проведённый анализ известных месторождений показал, что
электроразведка (ВП), единственная, является методом прямых поисков.
Геофизические работы на участке Уткинский и последующие буровые работы
подтвердили высокую эффективность предложенного комплекса геофизических
методов (магниторазведка, электроразведка методом ВП-СГ и ТЭЗ-ВП).
1. Баранников А.Г. Поиски и разведка ведущих геолого-промышленных типов
месторождений полезных ископаемых: учебное пособие/ А.Г.Баранников;
Урал.гос.горный ун-т. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2011. - 183 с.
2. Бородаевская М.Б., Горжевский Д.И., Кривцов А.И. и др. Колчеданные месторождения
мира. Под ред. акад. В.И. Смирнова. М., Недра, 1979, 284 с
3. Бродовой В.В., Никитин А.А. Комплексирование методов разведочной геофизики:
Справочник геофизика. - М.: Недра, 1984. - 384 с.
4. Вестник Российской академии наук, 2009, том 79, No4, с. 320-325
5. Викентьев И.В. Условия формирования и метаморфизм колчеданных руд - М.:
Научный мир, 2004. - 344 с.
6. Виноградов А.М. Геополя и колчеданы Южного Урала. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. - 187 с.
7. Дортман Н.Б. Петрофизика: Справочник. В трех книгах. Книга первая. П 29 Горные
породы и полезные ископаемые. - М.: Недра, 1992. - 391 с.: ил.
8. Зайков В.В., Мелекесцева И.Ю. Минералы золота и серебра в рудных фациях золото-
колчеданно-полиметаллических месторождениях Баймакского рудного района, Южный
Урал. 2011. - 20 с.
9. Колчеданные месторождения - геология, поиски, добыча и переработка руд. Материалы
Всероссийской научной конференции (V Чтения памяти С.Н. Иванова). Екатеринбург:
Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2013. - 200 с.
10. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации - Л.: «Недра», 1980. - 190 с.
11. Контарь Е.С. Геолого-промышленные типы месторождений меди, цинка, свинца на
Урале (геологические условия размещения, история формирования, перспективы).
Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2013. - 199 с.
12. Контарь Е.С. Урал в мировом балансе колчеданных руд. 5 чтения памяти Иванова С.Н.
13. Кузнецова Т. Минеральные типы руд месторождений колчеданного семейства. Москва, 9 с.
14. Кунаев М.С., Садыков Д.Ш. Анализ геофизических характеристик ряда месторождений
полезных ископаемых Казахстана. - Алматы, 2007 г., 384 с.
15. Масленникова С.П. и др. Геохимическая зональность палеогидротермальных труб
медно-цинково-колчеданного месторождения Яман-Касы (Южный Урал) по данным
плазменного масс-спектрометрического лазерного анализа (LA-ICP-MS) сульфидов.
Уральский минералогический сборник, 2002г., №12
...