способ поиска алмазоносных площадей

Формула изобретения

Способ поиска алмазоносных площадей, включающий формальное дешифрирование космических снимков малого и среднего разрешения для фиксации линейных, кольцевых и площадных элементов ландшафта и определение контуров алмазоносных зон и районов, отличающийся тем, что первоначально выделяют зоны по протяженным сотни км (и широким десятки км) пучкам однонаправленных линеаментов, сопровождаемые кольцевыми структурами диаметром до 250 км, в них выделяют зональнопроявленные кольцевые образования диаметром 170-200 км, осложняемые радиальными разломами, по которым и определяют границы алмазоносных районов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к дистанционным способам поисков потенциально алмазоносных площадей и может быть использовано на первых стадиях прогнозных и поисковых работ по материалам космического зондирования.

Известные способы выделения таксонов такого ранга основаны на геологическом и минералогическом картировании, геохимическом опробовании, измерениях поля силы тяжести, намагниченности, электропроводности, скорости прохождения волн и т.д. При этом проводится геологическое обследование территорий по заранее намеченной сети, отбираются минералогические и геохимические пробы из коренных и аллювиальных отложений, делаются замеры различными приборами. Последующая обработка данных позволяет оконтуривать участки с наличием тех признаков, которые признаны информативными при изучении эталонов. Конечным результатом поисков служат ареалы тел, сложенных алмазосодержащими породами [1]

Основными недостатками этого способа являются трудоемкость и продолжительность достижения цели, а также низкая точность полученных результатов, так как перечисленные методы в своем большинстве освещают лишь особенности состава и строения верхней части земной коры. Процессы же алмазообразования, по мнению подавляющего числа исследователей, связаны с глубинными, подкоровыми неоднородностями. Последние на современной поверхности проявляются специфическими аномалиями и традиционными методами не всегда улавливаются. Кроме того, необходимы высокоточные измерения на значительных площадях, выполненные по регулярной сети наблюдений. К тому же, традиционные методы каждый по отдельности дают множество ложных аномалий, и лишь в совокупности достигается более или менее положительный результат.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ выявления алмазоносных площадей по результатам дешифрирования космических снимков малого и среднего разрешения, предполагающий выделение признаков, связанных с алмазообразованием [2] Способ включает:

формальное дешифрирование космических снимков (схемы линейных кольцевых и площадных элементов);

разделение полученной информации по отдельным признакам (плотность линеаментов, колец разных размеров, узлов пересечения и т.д.) и при необходимости изображение их в изолинейной форме;

оценку информативности признаков по формулам относительно эталонов и ранжирование их по значимости;

совмещение части информативных признаков и надежное оконтуривание эталона и похожих на него площадей.

Недостатком данного способа являетcя необходимость привязываться к эталонам, которых достаточно немного. При этом надежность прогнозных построений обусловлена разработанностью способов выделения информативных признаков на используемом фактическом материале. Кроме того, достаточно велика вероятность получения ложных аномалий, так как не обеспечивается полнота структурных построений.

Техническим результатом изобретения является повышение точности определения за счет полноты выделения структурных построений.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе поиска алмазоносных площадей, включающем формальное дешифрирование космических снимков малого и среднего разрешения для фиксации линейных, кольцевых и площадных элементов ландшафта и определение контуров алмазоносных зон и районов, первоначально выделяют зоны по протяженным (сотни км) и широким (десятки км) пучкам однонаправленных линеаментов, сопровождаемым кольцевыми структурами диаметром до 250 км, в них выделяются зонально проявленные кольцевые образования диаметром 170-200 км, осложняемые радиальными разломами, по которым и определяют границы алмазоносных районов.

Материалы космических съемок обладают такими уникальными свойствами, как обзорность, способность к генерализации на разных уровнях, равномерность в передаче информации. С их помощью возможны выявление как приповерхностных, так и глубинных геологических образований и структур, их систематизация и ранжирование, установление связей с уже известными алмазоносными объектами. Все это позволяет резко сократить уже на первых этапах работ поисковые площади, сконцентрировать наземные исследования на достаточно локальных участках.

Геологическая сущность эмпирически установленного явления заключается в том, что алмазовмещающие породы (кимберлиты и лампроиты) в пределах древних платформ контролируются крупнейшими линейными зонами нарушений земной коры, представляющими собой рифтогены, формирующиеся за счет энергии ядра Земли и мантии. В их пределах образуются мантийные диапиры, обеспечивающие локальное проникновение в земную кору глубинного вещества, которое либо выносит алмазы с больших глубин, либо способствует его росту в промежуточных камерах вследствие различных процессов. Отражение этих процессов в верхних частях земной коры и на современной поверхности происходит в виде сочетания тектонических нарушений. Повышение температуры и миграция свободных флюидов приводят, как правило, к изменениям физико-механических свойств субстрата (разуплотнение и размагничивание пород, изменение их упругих и проводящих свойств, состава), что отражается в тоновых и цветовых характеристиках ландшафта. Полное выделение в материалах космического зондирования именно этих элементов и позволяет наиболее точно выявлять в перспективе границы алмазоносных районов.

На фиг. 1 представлен образ алмазоносных зон по результатам дешифрирования снимков малого разрешения, где: 1 пучки однонаправленных линеаментов, отфильтрованные со схем дешифрирования космических снимков малого разрешения: А в Южной Африке, Б в Восточной Сибири; 2 кольцевые структуры диаметром 150-250 км; 3 известные районы промышленной алмазодобычи; на фиг. 2 образ алмазоносных зон по результатам снимков среднего разрешения, где: 1 внешний контур мантийных "очаговых" структур по комплексу данных в различных районах: 1) Архангельский алмазоносный район (север европейской части России); 2) Мало-Ботуобинский алмазоносный район (Восточная Сибирь); 3) алмазоносный район Орапа (Южная Африка); 4) - алмазоносный район Эллендейл (северо-западная Австралия); 2 контуры "ядра" и средней зоны "очаговых" структур.

3 линеаменты и кольцевые элементы, определяющие внутреннее строение "очаговых" структур; 4 тела ультраосновных и основных пород; 5 тела промышленно алмазоносных пород.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. На всю территорию древних платформ, нуждающихся в оценке, подбираются космические снимки малого разрешения (до 1:2500000), обеспечивающие значительный обзор и необходимую генерализацию. Они подвергаются стандартному дешифрированию, предусматривающему выделение линейных и кольцевых элементов ландшафта. Затем из сводной схемы отфильтровываются протяженные и широкие пучки линеаментов, сопровождаемые кольцевыми, часто сплошно построенными структурами диаметром от 150 до 250 км. Контуры этих структур и принимаются в качестве благоприятных для зон потенциального алмазообразования. Их площадь, как правило, не превышает 20-30% от оцениваемой (фиг. 1).

Космические снимки среднего разрешения подвергаются дешифрированию только в пределах этих зон. Наряду со стандартным дешифрированием, выделением линеаментов, кольцевых структур, площадных выделов проводится и обработка изображений на ЭВМ. Интерпретация результатов заключается в выделении признаков крупной радиально-кольцевой структуры диаметром 170-200 км. Для этого качественными методами выделяются линейные и кольцевые структуры определенного размера и сочетания, тоновые и цветовые аномалии на трансформированных изображениях. Количественные методы применяются для выделения аномалий плотности линеаментов, оценки различных параметров, их взаимоотношений между собой и кольцевыми структурами, систематизации площадных выделов. В совокупности эти параметры позволяют надежно выделять местоположение наддиапирового пространства, которое и рассматривается как площадь района потенциального алмазообразования.

Совокупный образ алмазоносного района представляет собой зональный круг с ядром диаметром 50-70 км и окружающими его зонами шириной 30-60 и 50-70 км. Отделяются друг от друга эти зоны сгущениями дуговых элементов, а внутри характеризуются отличными параметрами взаимоотношений более мелких элементов ландшафта, тоновыми характеристиками. Обязательным элементом строения структур являются радиальные линеаменты, часто сопровождаемые гирляндами мелких (10-20 км) кольцевых структур (фиг. 2). Алмазоносные кимберлиты и лампроиты тяготеют к ядрам вышеописанных структур или располагаются в пограничных зонах между ядром и средней зоной, а также средней зоной и внешней зоной, в участках их пересечения с радиальными структурами.

Точность выделения благоприятных площадей предлагаемым способом доказана нами при изучении алмазоносных площадей с помощью материалов космических съемок в Восточной Сибири, на юге Африки, севере Европы, северо-западе Австралии. В качестве эталонов при этом использовались площади известных промышленно алмазоносных районов: Мало-Ботуобинского, Далдыно-Алакитского и Зимнебережного в России; Кимберли, претория Джваненг и Орапа в ЮАР и Ботсване, Западный и Восточный Кимберли в Австралии.

Предлагаемый способ с успехом может быть использован на начальных этапах прогнозной оценки обширных территорий с целью экспрессной оценки и локализации участков для постановки наземных прогнозных и поисковых работ. Его применение гарантирует выбраковку до 70% неперспективных площадей на каждом этапе, что существенно сокращает сроки и стоимость всего комплекса работ.