В условиях пандемии не каждый недропользователь готов организовать масштабные наземные геофизические работы. Это связано как с неопределённостью в дальнейшей стоимости ресурсов, так и c рисками срыва работ по причине COVID-19. При этом хочется покрыть большие площади съёмкой, получить материал и спланировать работы на следующий полевой сезон. Одним из выходов является применение геофизических методов с использованием БПЛА (беспилотных летательных аппаратов). Для реализации исследований достаточно минимального состава команды (от 2-х человек) и небольшого времени для выполнения работ. Последний фактор является немаловажным с учётом обязательной обсервации полевой команды.
Поиски и разведка золота во все времена являлись актуальными. Наиболее богатые промышленные руды относятся к LS-типу эпитермальных месторождений с преобладанием кварцево-жильного оруденения (Hedenquist et al., 2000). Главной привлекательностью этих руд являются высокие концентрации золота и то, что металл находится в свободной форме (легко извлекается). Основная часть крупных и средних LS-эпитермальных месторождений сосредоточена на Дальнем Востоке России. Южная часть Камчатки обладает относительно развитой инфраструктурой и открытие месторождения в этой части региона весьма перспективно.
Автор поставил перед собой задачу выполнить обработку и интерпретацию данных магниторазведки, полученных с использованием БПЛА на участке «Асачинский» (юг п-ва Камчатка). Цель исследований заключалась в локализации участков, перспективных на наличие золотосеребряных LS-эпитермальных кварцевых жил.
Методика
Работы методом магнитной съёмки на БПЛА были выполнены с использованием комплекса «Геоскан Геофизика». В течение 8-ми рабочих дней была покрыта площадь 31 кв. км с расстоянием между линиями полёта равным 50 метров. Съёмка выполнена по методике с огибанием рельефа. Предварительно была сделана аэрофотосъёмка местности при помощи беспилотного самолёта. Это позволило максимально точно выдерживать высоту полёта равной 40-ка метрам. В полевых работах принимали участие 2 сотрудника ГК (группы компаний) Геоскан (1 инженер-геофизик и 1 рабочий). Общий вид оборудования показан на рисунке 1. Более подробно с оборудованием можно ознакомиться на сайтах ГК Геоскан и сервисной геофизической компании «ДЖИ М Сервис». Основными преимуществами комплекса и магнитометра являются следующие характеристики: общая девиационная ошибка не превышает 0,3 нТл; частота измерений составляет 1000 Гц. За 1 полёт квадрокоптер, снаряжённый магнитометром (при превышениях от 400 до 500 метров на 1 километр), пролетает от 15 до 20 км (при средней скорости 10 метров в секунду). Важным фактором является то, что магнитометр прикреплён на тросе на расстоянии 20-ти метров от квадрокоптера. Это практически исключает ошибки измерений, связанные с влиянием БПЛА (Senchina et al., 2020).
Рисунок 1. Беспилотный летательный аппарат – квадрокоптер Геоскан 401 и квантовый магнитометр Geoscan Geoshark.
Обработка данных выполнена сотрудниками сервисной геофизической компании ООО «ДЖИ М Сервис» с использованием собственного программного продукта «MagGM» в течение 3-х рабочих дней. По результатам сравнения значений поля в точках пересечения рядовых и секущих маршрутов СКО (среднее квадратическое отклонение) составило 2,3 нТл. Карта аномального магнитного поля, карта вертикальной производной и карта полного горизонтального градиента показаны на рисунке 2. Следует отметить, что карты на рисунке 2 представлены без каких-либо процедур сглаживания. Выполнены лишь учёт вариаций геомагнитного поля, нормировка на опорные полёты и учёт нормального поля Земли. Измерения вдоль линий полёта не были разрежены (шаг вдоль линии полёта составляет 1 метр). Гладкость результата (особенно карты вертикальной производной магнитного поля) и низкие значения СКО свидетельствуют о высоком качестве данных.
Рисунок 2. Результаты обработки данных аэромагниторазведки БПЛА. Слева - карта аномального магнитного поля; по центру - карта вертикальной производной аномального магнитного поля; справа - карта полного горизонтального градиента аномального магнитного поля
После обработки данных автор выполнил их геологическую интерпретацию. Работу на этой стадии можно разделить на несколько этапов, которые выполнялись параллельно:
- Качественная интерпретация – линеаментный анализ карты аномального магнитного поля и её различных трансформаций (Fernandez-Popova et al., 2020);
- Количественная интерпретация в рамках 3D моделей с использованием 2-х алгоритмов: программы Median Tomo (Штокаленко и др., 2014) и программы 3Д инверсии ZondGM3D (ZondSoftware.com);
На каждом этапе автор сравнивал результат с особенностями геологического строения (геологической картой).
Результат
Результатом интерпретации стала схематическая структурная схема участка, изображенная на рисунке 3. Для отображения структурных особенностей автор вынес линеаменты магнитного поля на карту значений эффективной намагниченности (результат 3Д инверсии данных) на глубине 200 м. Участок разделён на блоки и для удобства повествования блоки обозначены цифрами.
Рисунок 3. Схематическая структурная схема участка, совмещённая с основными особенностями геологического картирования. Латинскими буквами a-g показаны основные структурные особенности. Контур «g» – жильная зона №1 и её северное продолжение – жильная зона №5.
На рисунке 3 можно выделить несколько особенностей:
Особенность «a» - наличие зоны с вертикальным смещением. Возможно, в какой-то момент геологической истории блоки 1, 5, 3, 4, 6 были приподняты, а затем опустились. На геологической карте только вдоль границы «a» сосредоточены субвулканические формации андезито-базальтов. Вероятно, возраст андезито-базальтов можно отнести к возрасту этой концентрической зоны разломов с вертикальным смещением.
Особенность «b» - концентрическая структура на севере участка. На геологической карте обозначены три купольные структуры. Только северная купольная структура находит отражение в магнитном поле.
Особенность «с» - ярковыраженная зона СВ простирания. Конкренто эта зона перекрыта рыхлыми отложениями и не показана на геологической карте. Учитывая то, что в СВ напрвлении жилы «раздуваются», данная зона может иметь важную рудоконтролирующую роль.
Особенность «d» - зоны меридионального простирания. Эти зоны, предположительно контакты блоков или разломы, совпадают с простиранием жильных тел, временами совпадают с жильными телами (зона №25, расположеная по центру блока 4) или проходят параллельно жильными зонам. Изучение этих зон меридионального простирания рекомендуется поставить в приоритет для дальнейших ГРР. Основной рекомендацией является поиск крепких блоков, которые секут эти меридиональные зоны. Наиболее оптимальным кажется использование наземной гравиметрической съёмки. По аномалии Буге можно определить положение плотного блока; если он пересекается зоной меридионального простирания, то именно эту область следует рассматривать как наиболее перспективную. Схожим образом было найдено эпитермальное месторождение в Японии (Craig et al., 1998). В случае указанного месторождения по результатам наземной гравиметрической съёмки был обнаружен крепкий блок в фундаменте. Бурение позволило открыть крупное эпитермальное месторождение близкое по возрасту с объектами участка «Асачинский».
Особенность «e» - пересечение «зоны меридионального простирания» с СВ зоной «с». Если руководствоваться главным структурным критерием из фондовых материалов по этому участку (пересечение меридиональных разломов и разломов СВ простирания), то область «с» кажется одной из самых перспективных. В пределах таких локальных участков недропользователь может брать на себя риски и сразу выполнять буровые работы. К сожалению, поисковый объект – тонкая жила (мощность от первых дециметров до первых метров) зачастую перекрыт, и обнаружить его с использованием бурения крайне сложно. Снизить риски и эффективно спроектировать буровые скважины могут помочь наземные геофизичесие методы, геоэлектрохимия и литогеохимические поиски по вторичным ореолам рассеяния (Putikov et al., 2017, 2019; Senchina, 2020; Sokolova et al., 2019). Группа исследователей в работе (Ermolin et al., 2018) продемонстрировала, как проявляются LS-эпитеральные месторождения в геофизических полях и какие методы могут быть эффективны для детальных работ в случае, если жильная зона перекрыта 120-ти метровой толщей вулканитов.
Особенность «f» - если начинать исследовать меридиональные зоны, расположенные восточнее жильной зоны №25, то, возможно, следует начать в районе области «f», т.к. в этой области зона разлома СВ простирания (особенность «с») пересекает контакт блоков разной магнитной восприимчивости меридионального простирания.
Особенность «g». Параллельно жильной зоне №1 с западной части следует отметить две меридиональные зоны, обнаруженные по смене характера магнитного поля.
Заключение
В краткие сроки (8 рабочих дней) командой из 2-х человек выполнены работы методом магнитной съёмки с применением БПЛА на площади 30 кв. км. Обработка данных завершена в течении 3-х рабочих дней. В результате комплексной интерпретации данных магниторазведки и имеющейся геолого-геофизической информации была построена схематическая структурная карта участка. По структурным критериям определены наиболее перспективные на наличие AuAg оруденения области. Даны рекомендации по направлению дальнейших геологоразведочных работ.
Источник: «Инженерная и рудная геофизика 2021» — Геленджик, Россия, 26 - 30 апреля 2021 г.
Е.Ю. Ермолин* (сервисная геофизическая компания ООО «ДЖИ М Сервис»)