Application of the data of space decoding for the study of ore-controlling structures of the Lebedinsky ore-placer cluster, South Yakutia

Full Text

Бурное развитие методов дистанционного зондирования Земли из космоса (Геологические …, 1975; Аэрокосмические …, 2000; Бондур, Зверев, 2007) поставило вопрос об использовании космических снимков при прогнозно-металлогенических исследованиях. Появилась уникальная возможность исследовать особенности строения любых участков земной поверхности с помощью материалов разного масштаба и вида (Анализ …, 1979; Трифонов, 2010; Разработка …, 2018; Yousefi et al., 2018). Дистанционное зондирование играет значительную роль при прогнозных и поисковых работах на различные виды полезных ископаемых, особенно для закрытых и удаленных территорий. В данных космодешифрирования прямо или косвенно отражается ряд известных факторов контроля рудоносных таксонов на разных иерархических уровнях, а также выявляются новые, ранее неизвестные, что позволяет выделять площади, перспективные для рудолокализации (Перцов и др., 1974; Моралев и др., 1995; Поцелуев и др., 2012; Graham et al., 2018).

Прогнозирование новых рудных объектов в Сибирском регионе, особенно в Южной Якутии, сопряжено с многими сложностями. Одно из основных — крайне низкая обнаженность территории, что затрудняет геологическое картирование (Молчанов и др., 2013; Кукушкин и др., 2018). В настоящей статье для Лебединского рудно-россыпного узла (ЛРУ) приведены оригинальные данные космодешифрирования, выполненного при проведении поисковых работ ФГУП ЦНИГРИ и «Алдангеологии» в 2013–2015 гг.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

На первом этапе работ был проведен анализ дистанционных, геофизических, геохимических и других материалов на площадь двух 1:1000000 листов О‑51 и О‑52, охватывающих практически весь Алданский щит. В результате: ‒ были установлены региональные структурные признаки, потенциально влияющие на процессы рудообразования; ‒ подтверждена определяющая роль MZ тектоно-магматического этапа; ‒ были выделены участки, благоприятные для формирования таксонов ранга «золоторудный район» (рис. 1, 2).

 

Рис. 1. Контуры работ по этапам, показанные на гидрографической схеме Южной Якутии. 1 — первый этап; 2 — второй этап; 3 — третий этап.

 

Рис. 2. Схема перспективных участков Южной Якутии по результатам анализа дистанционных, геофизических, геологических и др. материалов различного разрешения для локализации золотого оруденения в рангах: а — район; б — узел; в — поле.

1 — участки с различной степенью перспективности от слабоперспективных до высокоперспективных; 2 — известные месторождения: а — малые, б — средние, в — крупные; 3 — рудопроявления; 4 — границы субъектов РФ; 5 — реки.

 

На втором этапе работы проводились на площади Центрально-Алданского района (рис. 2б). По результатам анализа космоснимков более высокого разрешения, комплекта геологических карт, геофизических, геохимических и других данных были выделены перспективные площади ранга «золоторудный узел».

Работы третьего этапа были проведены на площади 455 км2 в пределах Лебединского рудно-россыпного узла (рис. 2в). На этом этапе анализировались материалы с максимальным разрешением, учитывая различные предпосылки и признаки золотого оруденения (Крейтер, 1960; Иванов, 2016; Некрасов, 2018).

В результате построена дистанционная основа космодешифрирования, которая содержала материалы для дистанционной прогнозно-поисковой модели. Выделены перспективные участки, большинство из которых хорошо коррелируется с известными рудными полями (Бойцов и др., 2006; Молчанов и др., 2018), на одном из выделенных новых участков в пределах Колтыкон-Самодумовского рудного поля (рис. 3) было проведено детальное дешифрирование. Этот участок был выбран ввиду хорошей дешифрируемости и наличия благоприятных металлогенических признаков. На этапах 1–3 был применен опыт дистанционного зондирования Ю.Н. Серокурова и В.Д. Калмыкова (Серокуров и др., 2008; Серокуров, Калмыков, 2013).

Территория ЛРУ характеризуется плохой (70%) и удовлетворительной (30%) обнаженностью; последняя отмечается лишь в пределах вершин и водораздельных частей гольцов, плохая — на склонах и в долинах водотоков. Естественные обнажения горных пород редки. Мощность элювиально-делювиальных отложений в среднем от 1 до 3 м, у подножия крутых склонов увеличивается до 10 м. Мощность аллювиальных образований в долинах достигает 20 м. Территория расположена в зоне развития многолетней мерзлоты, при этом ее мощность (по данным бурения) может достигать 300 м. Площадь покрыта растительностью горно-таежного типа, а также перекрыта мхом и ягелем.

 

Рис. 3. Схема космодешифрирования Колтыкон-Самодумовского рудного поля. 1, 2 — очагово-купольные (магматические) формы, отчетливо и слабо проявленные; 3, 4 — линейные зоны разломов (линеаменты), отчетливо и слабо проявленные; 5, 6 — структурные линии, соответствующие геологическим границам, отчетливо и слабо проявленные; 7 — участок зоны Мятежной (рис. 4).

 

Для подготовки дистанционной основы космодешифрирования территории были подобраны космоснимки (landsat, yandex, google, bing, here) с высоким разрешением масштаба 1:25 000 и 1:10 000, сделанные в летний и зимний периоды. Снимки применялись многоканальные, спутник LandSat‑7, разрешение 15 м на точку (1 канал), инфракрасная камера с разрешением 30 м (6 каналов), температурный сенсор (дальний ИК‑диапазон) с разрешением 60 м. Их анализ показал, что наиболее информативны снимки летнего периода, по которым и были составлены космосхемы.

Выделение рудоконтролирующих структур в ЛРУ затруднено в связи с высокой залесенностью площади. Наиболее благоприятна для дешифрирования северная часть ЛРУ. Опыт в области геолого-геоморфологического картирования для решения геолого-поисковых задач на площадях с низкой обнаженностью показал недостаточность применения одного-двух методов для достоверной интерпретации аэрокосмических данных и необходимость использования комплекса методов геометризации и дешифрирования линеаментов и других структур (Томсон, Фаворская, 1968; Поцелуев и др., 2012; Graham et al., 2018).

В процессе исследования на основании дешифровочных признаков и данных о строении региона были уточнены геологические границы, выявлены предполагаемые рудоконтролирующие разломы. При составлении дистанционной основы прогнозирования золоторудных месторождений Лебединского рудно-россыпного узла применялся подход, опирающийся на принцип аналогий и предусматривающий первоначальное выявление рудолокализующих структур в пределах уже известных рудоносных площадей.

Схема (рис. 3) построена с применением ArcGIS10.2 в системе координат 21 зоны Пулково 1942 в проекции Гаусса Крюгера. В пределах Лебединского узла выделены три основных типа дешифрируемых объектов:

‒ очагово-купольные кольцевые формы магматической природы, обладающие радиально-концентрическим строением и возникшие в процессе MZ тектоно-магматической активизации;

‒ линейные зоны разломов (линеаменты) северо-восточного и северо-западного простирания, принадлежащие к Томмот-Эльконской и Юхухтинской зонам глубинных разломов (Кац и др., 1986); менее выражены линейные зоны разломов субмеридионального простирания Орто-Салинской системы;

‒ структурные линии, соответствующие геологическим границам.

К очагово-купольным магматическим формам при дешифрировании по фототону, рельефу и микрорельефу, характерной форме, геоморфологическим признакам отнесены кольцевые и полукольцевые структуры, вероятнее всего, отражающие MZ тектоно-магматическую активизацию. Эти объекты обычно имеют бóльшую площадь, чем выходы на дневную поверхность мезозойских интрузивов (штоков, лакколитов, силлов) монцонит-сиенитовой, сиенит-порфировой, фергусит-щелочносиенитовой, лейцит-щелочнотрахитовой и других формаций (Максимов и др., 1982; Молчанов и др., 2013).

В центральной части площади, между ручьями Золотой, Еловый и Турук, проявлены объекты полукольцевой формы, отражающие выходы на поверхность сиенитовых силлов (рис. 4). Эти объекты осложнены линеаментами радиальной направленности (радиальными разломами) и полукольцевыми разломами. Именно здесь, в полукольцевой зоне разломов, канавой и скважинами вскрыта мощная минерализованная дайка сиенит-порфиров — рудная зона Мятежная, по которой посчитаны прогнозные ресурсы категорий Р1 и Р2. Минерализованная дайка прослежена в геологических маршрутах, и перспективы выявления протяженного рудного тела велики.

Линейные зоны разломов (линеаменты), выделяемые на космосхеме, фиксируют разломы как глубинные, так и более высоких порядков. К глубинным относятся хорошо выраженные разломы северо-восточного и северо-западного, реже меридионального (Фасталович, Петровская, 1940) простирания, Томмот-Эльконской и Юхтинской, Орто-Салинской и др. систем.

 

Рис. 4. Сопоставление данных космодешифрирования с геологическим строением Колтыкон-Самодумовского рудного поля (по данным ГДП‑200, В.А. Луконин и др., 1964 г.). 1 — техногенные (рыхлые) отложения; 2 — верхнечетвертичные образования нерасчлененные (аллювий пойм, русел); 3 — мезозойский вулкано-плутонический комплекс, дайки и силлы эгириновых бостонитов; 4 — колтыконский комплекс: а — дайки, пластовые интрузии роговообманковых сиенит-порфиров, б — субщелочных и щелочных лампроитов — минетт, вогезитов, керсантитов; 5 — лебединский комплекс — штоки, лакколиты щелочнополевошпатовых эгирин-авгитовых сиенитов; 6 — верхнеселегдарский комплекс — силлы роговообманковых, биотит-роговообманковых сиенит-порфиров, вогезитов; 7 — ороченский комплекс — силлы, лакколиты субщелочных и кварцсодержащих сиенит-порфиров, бостонитов; 8 — венд-кембрийская система, усть-юдомская свита — доломиты, битуминозные с прослоями оолитоподобных реже глинистых, известковистых доломитов; 9 — протерозойский магматический комплекс, ранний протерозой, граниты нерасчлененные щелочно-полевошпатовые, двуполевошпатовые; 10 — архей, федоровская серия нерасчлененная — роговообманковые, гиперстен-диопсид-роговообманковые, биотитовые, биотит-амфиболовые кристаллические сланцы, реже гнейсы, линзы кальцифиров мраморов; 11 — геологические границы: а — достоверные, б — предполагаемые; 12 — зоны мраморизации; 13 — зоны скарнирования; 14 — пирит-анкеритовые, пирит-анкерит-гематитовые, кварц-анкерит-гематитовые жилы-залежи; 15 — участок зоны Мятежной на схематическом плане (рис. 5); 16 — разрывные нарушения: а — установленные, б — предполагаемые под рыхлыми отложениями; остальные условные обозначения см. на рис. 5.

 

Согласно классификации А.И. Суворова и А.В. Пейве (1977) глубинные разломы разделены на мезоглубинные (корово-мантийные) и гипоглубинные (коровые). Основанием отнесения разломов к корово-мантийным являются данные магнитотеллурического зондирования, выявившие Центрально-Алданскую техносферную воронку (Абрамов, 1985). На большей части территории разломы перекрыты рыхлыми отложениями и непосредственно не картируются. Соответственно, выделены две группы разломов: неперекрытые четвертичными отложениями и скрытые под ними.

Разломы высоких порядков выделяются по комплексу признаков и имеют относительно небольшие размеры, амплитуду перемещения и обычно развиваются самостоятельно, реже могут слагать более масштабные зоны разломов. Подразделяются они также на две группы: неперекрытые четвертичными отложениями и скрытые под ними. Часто линеаменты дистанционной основы отражают положение скрытых рудоносных разломов, определяющих положение золотоносных минерализованных зон.

Структурные линии, соответствующие геологическим границам (контактам пород архейско-протерозойского кристаллического фундамента, венд-кембрийского осадочного чехла, мезозойских интрузивов), на космосхеме проявлены в различной степени. К северу от ручья Кыллах хорошо дешифрируются пластовые интрузивы. К сожалению, на большей части территории расшифровать структурные линии, отражающие геологические границы, не удается из-за интенсивной залесенности.

Проведено дешифрирование космосхем, их наложение, разбраковка и сопоставление с основными элементами геологического строения исследуемой территории, а также с данными региональных геофизических съемок.

Установленные при космодешифрировании элементы строения северной части площади Лебединского рудно-россыпного узла в комплексе с геофизическими и геохимическими данными были учтены при планировании геологических и шлиховых маршрутов, заложении горных выработок и скважин, а также при построении макета структурно-формационной основы прогнозирования.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЗАВЕРОЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАБОТ

По результатам космодешифрирования в пределах участка Мятежный отчетливо прослеживается полукольцевая морфоструктура (силл ортофиров, представленных плагиоклаз-калишпат-кварцевыми агрегатами с крупными вкрапленниками K–Na полевого шпата и интенсивным проявлением сульфидной минерализации), располагающаяся вдоль ручья Золотой. Этот полукольцевой объект пересекает линейная зона разломов СЗ простирания, предположительно контролирующая мощную дайку сиенит-порфиров. Силл ортофиров так же нарушен многочисленными разломами меридионального, СВ и СЗ простирания, которые прослеживаются и за пределами интрузива.

С целью заверки выделенных форм в период полевых работ «ФГУП ЦНИГРИ» в 2013–2015 гг. (Иванов и др., 2016) были проведены геологические маршруты в пределах Малокуранахского, Колтыкон-Самодумовского, Таежного и Верхнеякокутского рудных полей. Решались задачи: геологического обследования территории, выявления и прослеживания выделенных на дистанционной основе линейных структур, опробования потенциально золотоносных крутопадающих разрывных структур, зон гидротермально-метасоматически измененных пород, а также зон контактов мезозойских щелочных интрузивов и выбор мест заложения горных выработок.

В геологических маршрутах по зонам, выявленным на дистанционной основе прогнозирования, систематически наблюдались свалы жильного кварца и ожелезненных, калишпатизированных, пиритизированных метасоматически-измененных пород. В частности, на Колтыкон-Самодумовском рудном поле и повсеместно на флангах зоны Мятежной, отмечались свалы минерализованных ортофиров.

В ходе маршрутов отбирались штуфные пробы массой 1–2 кг и пробы-протолочки 7–15 кг. Сколки использовались для изготовления шлифов и аншлифов, для проведения анализов пробирно-атомно-абсорбционным методом на золото и атомно-абсорбционным ‒ на серебро. Отбор проб-протолочек проводился для изучения минерального состава руд и метасоматически-измененных пород, а также для получения материала для специализированных минералогических и изотопно-геохимических исследований. Отобранные пробы дробились вручную до фракции ‒0.074 мм, после чего промывались на лотке до серого шлиха.

 

Рис. 5. Схематический геологический план поискового участка Мятежный. 1 — магнезиальные и известково-магнезиальные скарны; 2 — крутопадающие золоторудные зоны; 3 — канавы (а) и скважины (б) поисковых работ ФГУП ЦНИГРИ 2013–2015 гг.; 4 — канавы (а), шурфы (б), скважины (в) предшественников; 5 — разрывные нарушения: а — установленные, б — предполагаемые под рыхлыми отложениями; остальные условные обозначения см. на рис. 4.

 

На основании положительных признаков оруденения по зоне Мятежной задана бульдозерная канава. Канавой на значительном протяжении вскрыта пластовая интрузия ортофиров, в низах переходящая в роговообманковые сиенит-порфиры, и далее контактирующая с венд-кембрийскими доломитами (рис. 5). Разрез осложняется двумя мощными секущими дайками сиенит-порфиров и маломощными крутопадающими зонами дробления.

Рудная минерализация в ортофирах представлена вкраплениями окисленного пирита, пирит-кварцевыми маломощными прожилками, гематитизацией в виде гнезд чешуйчатого гематита. В дайке сиенит-порфиров, вскрытой ближе к восточному окончанию канавы, отмечаются минерализованные фрагменты базитовых даек (лампрофиров). Зоны дробления часто выполнены рыхлым бурым карбонат-кварц-лимонитовым материалом.

По данным бороздового опробования выделяются несколько минерализованных интервалов: 1) непосредственно сам силл ортофиров с параметрами — 8 м и средним содержанием золота 0.72 г/т, 25 м — и средним содержанием золота 2.87 г/т, при максимальном 40.3 г/т в залежеобразном рудном теле у контакта с доломитами; 2) субвертикальные зоны дробления с параметрами — мощность 6 м, среднее содержание золота 1.77 г/т; мощность 3.2 м, среднее содержание золота — 8.05 г/т (максимальное 24.2 г/т); 3) дайка сиенит-порфиров — мощность 34 м, среднее содержание золота 2.1 г/т.

Серией профилей неглубоких (до 150 м) скважин зона прослежена на глубину. Это позволило в комплексе с данными опробования поверхности и геофизическими данными оценить прогнозные ресурсы золота данной рудной зоны согласно действующим требованиям (Методические рекомендации …, 2007): 4.59 т по категории Р1 и — с экстраполяцией за внешние контуры оценочных выработок на флангах зоны — 8.2 т по категории Р2 (Иванов и др., 2016).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Структура и геолого-геохимические особенности пространственного развития оруденения зоны Мятежной нуждаются в дополнительных исследованиях как с поверхности, так и на глубину, несмотря на, казалось бы, достаточную ее изученность ранее проведенными поисковыми работами. По данным космодешифрирования дайка сиенит-порфиров прослеживается на СЗ и ЮВ. Перспективы выявления нового, крупного рудного тела на флангах зоны Мятежной достаточно велики; более того, аналогичные минерализованные радиальные разломы, проявленные в виде крутопадающих зон дробления, прослеживаются и на продолжении дайки сиенит-порфиров.

Комплекс использованных методов, основанный на космодешефрировании разномасштабных снимков, показал свою эффективность для поисково-оценочных работ на коренное золото и может быть рекомендован для применения в подобных работах (включая и другие твердые полезные ископаемые) для закрытых территорий складчатых и платформенных областей востока России.

ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ

Работа выполнена при частичной поддержке проекта РФФИ № 18–05–70041.

About the authors

D. N. Kuprikov

LLC “GeoSolutions”; Institute of Geology of ore deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of Russian Academy of Sciences (IGEM RAS)

Author for correspondence.
Email: dkuprikov@bk.ru
Russian Federation, Moscow

I. V. Vikentyev

Institute of Geology of ore deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of Russian Academy of Sciences (IGEM RAS)

Email: dkuprikov@bk.ru
Russian Federation, Moscow

References

Supplementary files