способ поиска коренных месторождений алмазов и оценки их прогнозных параметров

Формула изобретения

Способ поиска и оценки прогнозных параметров коренных месторождений алмазов в пределах известных алмазоносных районов и кимберлитовых полей, включающий вынесение ранее открытых кимберлитовых трубок на прогнозную геологическую схему (карту) и наложение на них решеток напряжений ротационного поля Земли с последующим отнесением перспективных участков проявленности кимберлитового магматизма к структурным узлам с использованием шлихоминералогических, геофизических, геологических и геохимических критериев проявленности коренной алмазоносности, отличающийся тем, что первоначально выделяют генетические группы комагматичных трубок, выполняют структурные построения для каждой из выделенных групп с последующей корреляцией этих структур с элементами разрывной тектоники и современной гидросети, определяют местоположение локальных перспективных участков для каждой из выделенных групп, а для оценки прогнозных параметров коренных месторождений алмазов используют установленные закономерности в их изменении для известных кимберлитовых трубок этого кимберлитового поля.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к структурно-петрологическим способам поисков кимберлитовых трубок и может быть использовано при проведении прогнозных и поисковых работ на коренные источники алмазов. Объединение поисков кимберлитовых трубок и оценки их прогнозных параметров обусловлено решением общей задачи - поисков не просто кимберлитовых трубок, а месторождений алмазов, отнесение к которым зависит от ряда факторов, в том числе и экономических.

Известные способы выделения локальных площадей проявленности кимберлитового магматизма основаны на учете размещения ранее открытых диатрем, проведении анализа мега-, макро- и микротрещиноватости с учетом комплекса имеющихся шлихоминералогических, поисково-опробовательских, геохимических и геофизических данных в интересующем районе с последующим прогнозом размещения кимберлитовых трубок в виде изометричных и линейных групп (Милашев В. А. Трещиноватость, блоковое строение платформенного чехла и локализация диатрем. - СПб. , ВНИИОкеанология, 1997, глава 15, с. 134-136).

Основными недостатками этого способа являются недостаточная достоверность и низкая точность полученных результатов, особенно на закрытых территориях, так как используемые при этом параметры значительно изменяются в посткимберлитовый период из-за влияния не связанных с кимберлитообразованием процессов, особенно в верхней части земной коры. При этом, процессы алмазообразования, по общепринятому мнению, связаны с глубинными неоднородностями, которые на современной поверхности традиционными методами не всегда фиксируются. Кроме того, необходимы высокоточные определения трещиноватости на значительных площадях, выполненные по регулярной сети наблюдений. Помимо этого, каждый из традиционных методов дает множество ложных аномалий, что требует дополнительных трудоемких операций по их разбраковке.

Наиболее близким но технической сущности и достигаемому результату является способ выделения перспективных участков проявленности кимберлитового магматизма с использованием решеток напряжений ротационного поля Земли (2. Bardet M. G. Note sur relation probable entre les lignes de fractures profondes de disjonction continentale et venues diamantiferes d. e l"Afrique // Chron. Mines O - M. Paris, 1956. N 235 - 236. P. 34 - 38). Способ включает вынесение ранее открытых кимберлитовых трубок в пределах известного алмазоносного района и наложение на них решеток напряжений ротационного поля Земли с последующим отнесением перспективных участков проявленности кимберлитового магматизма к структурным узлам с использованием шлихоминералогических, геофизических, геологических и геохимических критериев проявленности коренной алмазоносности.

Недостатками этого способа являются низкая достоверность и точность выделения локальных площадей проявленности кимберлитового магматизма, что связано с гипотетичностью расположения глубинных разломов в виде правильной геометрической сети, ориентированной под углом 45^o к современному направлению север - юг, неучетом относительного возраста проявленности кимберлитового магматизма и петрологических особенностей вещественного состава кимберлитов, что вместе взятые приводят к неверному определению параметров ротационной решетки и неправильному накладыванию ее на прогнозную геологическую карту. Доказательством этого может служить открытие новых кимберлитовых тел в кимберлитовом поле Лесная Гвинея (Африка) после опубликования прогнозной схемы размещения кимберлитов, разработанной автором этого способа. Локализация новых кимберлитовых тел не вписывалась в рамки предложенного способа и не вытекала из предложенной схемы.

Целью изобретения является повышение достоверности и точности поисков коренных месторождений алмазов.

Указанная цель достигается тем, что в способе поиска коренных месторождений алмазов и оценки их прогнозных параметров в пределах известных алмазоносных районов и кимберлитовых полей, включающем вынесение ранее открытых кимберлитовых трубок на прогнозную геологическую схему (карту) и наложение на них решеток напряжений ротационного поля Земли с последующим отнесением перспективных участков проявленности кимберлитового магматизма к структурным узлам с использованием шлихоминералогических, геофизических, геологических и геохимических критериев проявленности коренной алмазоносности, первоначально выделяют генетические группы комагматичных трубок, выполняют структурные построения для каждой из выделенных групп с последующей корреляцией этих структур с элементами разрывной тектоники и современной гидросети, определяют местоположение локальных перспективных участков для каждой из выделенных групп, а для оценки прогнозных параметров коренных месторождений алмазов используют установленные закономерности в их изменении для известных кимберлитовых трубок этого кимберлитового поля.

Первоначальное выделение генетических групп комагматичных трубок основано на установленном нами закономерном двухфазном строении всех известных кимберлитовых трубок (Фомин А. С. , Серенко В. П. , Колесников Г. В. и др. Геология и динамика формирования кимберлитовых трубок Якутской алмазоносной провинции. -Геология, закономерности размещения, методы прогнозирования и поисков месторождений алмазов. - Мирный, 1998, с. 155 - 157). Первая, субвулканическая фаза внедрения, представлена порфировыми кимберлитами (дайковая и штоковая фации). Вторая, вулканическая фаза, - автолитовыми кимберлитовыми брекчиями (диатремовая фация) и кимберлитовыми туфобрекчиями (кратерная фация). В результате проведенных исследований вещественного состава и алмазоносности порфировых кимберлитов и автолитовых кимберлитовых брекчий установлено закономерное изменение указанных параметров в направлении от порфировых кимберлитов к автолитовым брекчиям (параллельные тренды дифференциации от первой фазы внедрения ко второй). Эти изменения касаются содержания породообразующих минералов: ксенокристов мантийного оливина, эвгедрального собственно кимберлитового оливина, минералов-спутников алмаза: пиропа, пикроильменита, хромшпинелидов, ксенолитов мантийных пород, породообразующих окислов и "показательных" микроэлементов. Кроме этого, кимберлитовые породы выделенных генетических групп характеризуются индивидуальными особенностями состава основной (связующей) массы, химизма минералов-спутников алмаза, а также содержанием и кристалло-морфологией самого алмаза. Выделение генетических групп трубок позволяет выбрать оптимальную схему структурных построений, что обеспечивает повышение достоверности поисков.

После этого проводятся структурные построения для каждой из выделенных групп. Структурные построения позволяют получить близкую к реальной решетку напряжений, что повышает достоверность и точность поисков. Для уточнения структурных построений осуществляется их корреляция с известными элементами разрывной тектоники и современной гидросетью. Их проведение обеспечивает необходимую точность завершающих операций.

На следующем этапе выделяются локальные перспективные участки, аналогичные по геологическим, геофизическим и шлихоминералогическим особенностям участкам с известной проявленностью коренной алмазоносности посредством использования решеток напряжений ротационного поля Земли, имеющих геометрические параметры ромба с различающимися сторонами, диагоналями и углами для каждой из выделенных генетических групп кимберлитовых тел, что позволяет повысить достоверность и точность поисков коренных месторождений алмазов.

Оценка прогнозных параметров коренных месторождений алмазов производится на основе результатов ранее проведенного анализа изменчивости этих параметров и установленных закономерностей для известных кимберлитовых трубок этого же кимберлитового поля. В настоящее время такие определения целесообразно выполнить лишь для первой генетической группы, которая объединяет промышленно значимые кимберлитовые тела. При этом используется установленный нами факт совпадения алмазоносности, морфоструктурных и вещественно-индикационных параметров для известных трубок первой генетической группы.

На фиг. 1 представлена прогнозная геологическая схема, а на фиг. 2 - выделенный фрагмент этой схемы, где: 1 - ранее открытые кимберлитовые трубки первой генетической группы; 2 - ранее открытые кимберлитовые трубки второй и третьей генетических групп; 3 - структурные линии ротационной решетки напряжений для трубок всех групп; 4 - элементарная ячейка трубок всех групп; 5 - разломы, выделенные по геологическим и геофизическим данным; 6 - гидросеть исследуемого района (сплошные тонкие линии); 7 - структурные узлы ротационной решетки для трубок всех групп; 8 - локальные площади, перспективные на кимберлиты всех генетических групп.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

Пример. В одном из регионов в кимберлитовом поле в результате комплексных геолого-геофизических поисковых работ обнаружено 33 кимберлитовые трубки. Эти трубки (1, 2) выносятся на прогнозную геологическую схему (фиг. 1). Затем по каждой трубке на основании анализа особенностей геологического строения, текстурно-структурных признаков, минералогических, петрохимических, геохимических особенностей состава кимберлитов выделяют две фазы внедрения (субвулканическую, представленную порфировыми кимберлитами, и вулканическую, выполненную автолитовыми кимберлитовыми брекчиями).

Проводят сравнение вещественного состава каждой из выделенных фаз внедрения (минералогических, петрохимических и геохимических признаков, а также химизма минералов - спутников алмаза, алмазоносности и кристалло-морфологических особенностей алмаза) и выделяют генетические группы комагматичных кимберлитовых трубок (1, 2) по закономерному изменению всех вышеперечисленных параметров от первой фазы ко второй. Полученные данные: первая группа - 5 трубок; вторая и третья группы - 28 трубок.

На прогнозной геологической схеме (фиг. 1) осуществляют структурные построения для трубок первой группы и на фиг. 2 - для второй и третьей групп, путем соединения прямыми линиями (3) ранее открытых кимберлитовых трубок каждой группы. При этом вторая и третья группы образуют близкие структуры и, поэтому, рассматриваются совместно. В результате этих построений для трубок всех групп получаются четырехугольники (4), близкие но своей форме к ромбу.

Стороны и диагонали полученных таким образом четырехугольников (4) сравниваются с пространственным положением элементов известных разломов (5) и современной гидросети (6). В случае их заметного расхождения вводят корректировки в выполняемые структурные построения путем перенесения вершин четырехугольника до получения наилучшего совпадения с элементами 5 и 6.

Полученная таким образом структурная ротационная решетка, состоящая из ячеек (4), может быть воспроизведена на прозрачной жесткой основе для последующего наложения на прогнозную геологическую схему (фиг. 1, 2).

Наложение производят путем совмещения вершин ромбов ротационной решетки, являющихся структурными узлами (7), с известными кимберлитовыми трубками (1, 2) соответствующих групп.

Определение перспективных локальных площадей (8) производят по местоположению структурных узлов (7) ротационной решетки в пределах исследуемого кимберлитового поля с использованием шлихо- минералогических, геофизических, геологических и геохимических критериев проявленности коренной алмазоносности.

На завершающей стадии на локальных площадях (8) производят определение основных параметров прогнозируемых кимберлитовых трубок первой группы (форма, размеры, вещественно-индикационные параметры кимберлитов, алмазоносность, кристалло-морфологические свойства самих алмазов) по аналогии с ранее обнаруженными трубками.

Точность и достоверность выделения локальных площадей, перспективных на кимберлиты, предлагаемым способом доказана нами при изучении алмазоносных районов Западной Якутии, а также при тестовой проверке на кимберлитовых полях в других регионах. В результате на локальных площадях (8) было найдено две кимберлитовые трубки.

Применение способа позволяет сократить сроки опоискования, повысить рентабельность геологопоисковых и геологоразведочных работ, что приводит в конечном итоге к значительному сокращению финансовых затрат на их производство.