Локальне прогнозування і прямі пошуки родовищ корисних копалин

Під прямими методами пошуків і розвідки корисних копалин розуміють методи, що дозволяють одержувати безпосередню (пряму) інформацію про корисні копалини. У цих методах корисні копалини виступають не тільки метою, але й об'єктом вивчення. Безпосередньо досліджуваними величинами в прямих пошуках можуть бути склад, фізичні властивості та інші характеристики корисних копалин.

Здатністю прямо оцінювати наявність чи відсутність корисних копалин за їх фізичними характеристиками, складом чи фізичними полями володіє цілий ряд геофізичних методів. До них насамперед відносяться методи, засновані на вивченні фізичних характеристик, що прямо залежать від складу порід - радіометричні, ядерно-фізичні методи, у меншій мірі - методи магніторозвідки, а також деякі різновиди електророзвідувальних методів - метод природного поля, зарядженого тіла, еквіпотенціальних ліній, викликаної поляризації, деякі інші. Однак максимальною інформативністю у відношенні корисних копалин володіють геохімічні методи, оскільки безпосередньо досліджуваною величиною тут є компоненти речовини корисних копалин і гірських порід - хімічні елементи. Не випадково саме ці методи є необхідною складовою частиною комплексу пошукових геофізичних методів для багатьох, особливо рудних, корисних копалин.

Пряма інформація про корисні копалини може бути отримана геофізичними методами в тому випадку, коли відповідні аномальні фізичні поля створюються самими корисними копалинами. Подібна ситуація виникає, коли тіла корисних копалин володіють відповідними фізичними властивостями, більш ніж на 15 – 25 % відмінними від вміщуючи порід, і розмірами, здатними викликати в даних умовах необхідний аномальний ефект.

Однак у більшості випадків фізичні властивості руд різних корисних копалин не виділяються настільки різко на тлі фізичних властивостей вміщуючи порід. Спостережені при цьому аномалії геофізичних полів виявляються нечіткими і найчастіше співвідносяться за формою і величиною з аномаліями, викликаними іншими геологічними об'єктами (неоднорідностями порід, порожнинами, жилами та ін.). В розглянутих умовах можна говорити лише про деяку ймовірність відповідності родовища тієї чи іншої корисної копалини спостереженим аномаліям геофізичних полів. У таких випадках геологічна інтерпретація геофізичних полів носить вірогідний характер і по геофізичним даним можливо лише локальне прогнозування покладів корисних копалин.

Для оцінки ймовірності виявлення родовища визначеного типу необхідно визначити розміри і величину очікуваної від нього геофізичної аномалії і розглянути можливість її виділення в спостереженому полі на тлі аномалій, зв'язаних з іншими геологічними об'єктами. Розглянуті задачі є відповідно прямими і зворотними задачами локального прогнозування. Прямі задачі локального прогнозування в принципі можна вирішити шляхом розгляду прямих геофізичних задач для типових родовищ корисних копалин. Однак при цьому виникають труднощі, пов'язані з унеможливленим урахуванням впливу наносів, ореолів розсіяння корисної копалини, метасоматозу, метаморфізму та інших факторів. Більш точні результати розв’язання прямих задач локального прогнозування покладів отримують за допомогою параметричних (еталонних) геофізичних зйомок на ділянках з відомими родовищами різних корисних копалин. Проводячи параметричні дослідження на досить великих ділянках, можна не тільки визначити форму, розміри й величину покладів за аномаліями геофізичних полів, але й оцінити можливості їхнього виділення на тлі аномалій, зв'язаних з іншими геологічними об'єктами. Проводячи параметричні дослідження на багатьох відомих родовищах, можна оцінити ймовірність прояву покладів тих чи інших корисних копалин у вигляді аномалій у різних геофізичних полів. За результатами цих робіт можна вибрати найбільш ефективні методи для прогнозування родовищ різних корисних копалин у даних геологічних умовах.

З метою прогнозування зазвичай використовується певний комплекс геофізичних методів, що дозволяє вирішувати цю задачу найбільше ефективно. Необхідність у комплексуванні виникає, насамперед, через розходження в геологічній будові різних площ. Так, наприклад, відомо, що кімберлітові трубки, а також поклади ряду корисних копалин (заліза, міді, нафти, газу та ін.) виявляються у виді аномалій магнітного поля. Однак на ділянках розвитку сильно намагнічених трапів і ефузивів застосування магніторозвідки для пошуку розглянутих родовищ неефективно.

Для ефективного рішення зворотної задачі локального прогнозування покладів тієї чи іншої корисної копалини на деякій площі необхідно, щоб усі, наявні тут у - виявлені і ще невідомі промислові поклади, проявлялися у вигляді аномалій в різних геофізичних полях. Комплекс, що задовольняє зазначеній умові, називається оптимальним для даного регіону. Методи, віднесені до оптимального комплексу, повинні доповнювати один одного і аномалії, виділенні над відомими промисловими покладами роздільно кожним методом, частково збігаючись, у сукупності перекривають все різноманіття відомих родовищ.

У багатьох випадках з метою прискорення і здешевлення робіт при локальному прогнозуванні корисних копалин можуть послідовно застосовуватися два комплекси методів. Перший вирішує задачу пошукового локального прогнозування, а другий - детального локального прогнозування. На першому етапі (пошукового локального прогнозування) виділяються аномалії геофізичних полів, пов'язані з масивами гірських порід і структурних елементів, з якими можуть бути зв'язані родовища тих чи інших корисних копалин. На другому етапі (детального локального прогнозування) здійснюється пошук аномалій геофізичних полів, пов'язаних безпосередньо з покладами корисних копалин на перспективних ділянках, виділених в результаті пошукового локального прогнозування. Наприклад, при пошуках родовищ апатиту магматичного походження спочатку шукають за допомогою магніторозвідки зони контактів інтрузивних тіл з вміщуючими породами, а потім здійснюють пошук апатитових тіл у цих зонах за допомогою гравірозвідки (апатит має надлишкову густину у 0,2-0,3 г/см³).

Для пошукового і детального прогнозування застосовуються, як правило, різні комплекси, обумовлені для кожного регіону на основі експериментальних параметричних досліджень відомих родовищ різних типів і розмірів, приурочених до тих чи інших геологічних структур. Одночасно вивчаються різні геологічні структури, що не мають покладів руд корисних копалин.

При проведенні параметричних досліджень слід визначати ефективність рішення прямої задачі кожним методом роздільно для родовищ різних класів (великих, середніх і дрібних). Виділені на деякій площі аномалії геофізичних полів (включаючи невпевнені рішення) повинні бути оцінені по надійності й значимості. При цьому повинні враховуватися такі фактори, як перевищення аномалії над рівнем фону, форма, розмір і положення аномалії, апріорна геолого-геофізична інформація, аналогії із сусідніми родовищами, розміри запасів корисної копалини тощо.

Під зворотною задачею локального прогнозування покладів тієї чи іншої корисної копалини геофізичними методами розуміється задача прогнозного висновку про наявність (відсутність) на площі досліджуваного регіону корисної копалини на основі аналізу спостережених геофізичних полів методами з залученням наявної на даній площі апріорної геолого-геофізичної інформації. При детальному локальному прогнозуванні може ставитися задача оконтурення покладів й оцінювання глибини її залягання. Очевидно, що зворотна задача локального прогнозування покладів корисних копалин вирішується неоднозначно, тому що подібні за формою, розмірами і величиною геофізичні аномалії, можуть бути обумовлені й іншими геологічними об'єктами.

Величини, що визначають ефективність окремих геофізичних методів і їхнього оптимального комплексу при прогнозуванні покладів корисних копалин, є статистичними і можуть бути визначені тільки на основі даних буріння, тобто після перевірки аномалій.

При пошуках і розвідці корисних копалин, які суттєво не впливають на геофізичні поля, геофізичні дослідження використовують для виявлення структурних елементів, сприятливих утворенню родовищ корисних копалин. Подальша розвідка здійснюється із застосуванням геохімічних методів і гірських виробок (свердловин та ін.).