Изучение геологического строения перспективной рудоносной площади в Северной Карелии по данным аудиомагнитотеллурических зондирований

Выполнена оценка возможности применения метода аудиомагнитотеллурических зондирований (АМТЗ) при изучении геологического строения Тикшеозерского массива (Северная Карелия). Рассмотрены геологические особенности Тикшеозерского массива и его рудоносность. По результатам обработки данных АМТЗ и электротомографии (ЭТ) построено пять вариантов геоэлектрических моделей – разрезы по 2D инверсии данных ТМ и ТЕ мод, эффективного импеданса, ЭТ, а также по данным комплекса ЭТ и эффективного импеданса. Основными моделями для геологической интерпретации стали разрезы, построенные по данным инверсии кривых эффективного импеданса, а также с привлечением данных ЭТ. Анализ результатов инверсии показал высокую степень неоднородности в верхней части разреза. Были выделены разрывные нарушения, по которым могли перемещаться магматические расплавы. По результатам работ выделена проводящая потенциально рудоперспективная зона.
Работа включает в себя 57 страниц, 5 глав, 31 иллюстрацию, 23 литературных и фондовых источника.

В данной выпускной квалификационной работе рассмотрено геологическое строение Тикшеозерского массива. Предварительное рассмотрение геологического строения и учет результатов предыдущих работ упростили процесс интерпретации результатов инверсии данных АМТЗ.
Выполнена обработка данных АМТЗ, полученных по профилю широтного направления. В результате анализа первичных данных было определено преобладание двухмерно-неоднородного строения глубинной части участка. Однако по мере приближения к приповерхностной части разреза растет степень влияния трехмерных неоднородностей на измеренные данные. Кроме того, анализ данных АМТЗ показал влияние статических смещений на кривые зондирования.
Чтобы учесть сложную структуру и влияние трехмерных неоднородностей в верхней части разреза кроме данных TM и TE мод в ходе инверсии использовались эффективные кривые. Для более надежной оценки верхней части разреза и уменьшения влияния статических смещений была выполнена двухмерная инверсия эффективных кривых (АМТЗ) в комплексе с данными электротомографии. Таким образом, результатом инверсии стали пять вариантов геоэлектрических разрезов до глубин 0.3-1 км. Первые три разреза (TM и TE моды, электротомография) были использованы в ходе интерпретации для первоначальной оценки геологического строения, а два других разреза (эффективные кривые, результат совместной инверсии) являются ключевыми моделями и служат опорой для итоговой интерпретации по изучению строения Тикшеозерского массива и определения границы с подстилающим его архейским фундаментом.
На основании полученных результатов было установлено неоднородное строение Тикшеозерского массива. Зоны, характеризующиеся низкими значениями удельного сопротивления, скорее всего, связаны с участками пересечения разнонаправленных разломов. На геоэлектрических разрезах выделены разломы, часть из которых совпадает с разломами, выделенными по результатам предшествующих работ. Некоторые разломы ранее обнаружены не были. Что касается высокоомных блоков, то они отвечают массивным кристаллическим пород, которые не были подвержены разрушениям и вторичным преобразованиям. В целях оценки достоверности результатов интерпретации были привлечены данные по скважинам, которые показали положительную корреляцию с данными АМТЗ и электротомографии.
Одним из ключевых результатов интерпретации является определение наиболее перспективного участка, который потенциально связан с рудоносной структурой. Данная рудоносная структура – это проводящая зона, пересекаемая профилем в интервале 2-3 км. Для проверки ее природы необходимо провести бурение скважин глубиной в 0.5 км на данном интервале. В целях детализации строения данной структуры следует провести дополнительные работы методами АМТЗ и электротомографии с повышением разрешающей способности, и, как следствие, локализацией данной структуры. Кроме того, в целях оценки наличия вкрапленных руд необходимо использовать данные метода вызванной поляризации.
Таким образом, метод АМТЗ повысил качество оценки глубинных структур, а тензорные измерения в данном методе позволили более детально рассмотреть неоднородное строение исследуемого массива. Привлечение данных электротомографии позволило уточнить геологическое строение приповерхностной части разреза и провести более объективную интерпретацию.

Опубликованные источники:
Бердичевский М.Н. Электрическая разведка методом магнитотеллурического профилирования. М.: «НЕДРА», Москва, 1967г. 254с.
Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. М.: «Научный мир», Москва, 2009г. 677с.
Ваньян Л.Л., Бутковская А.И. Магнитотеллурические зондирования слоистых сред. М.: «НЕДРА», 1980г. 228с.
Варламов Д.А., Ковальская Т.Н., Котельников А.Р., Калинин Г.М. Минеральные ассоциации Тикшеозерского массива (Северная Карелия, Россия). IX Международный симпозиум. Национальный музей «Земля и люди», бул. «Черни връх» 4, София 1421, Болгария, 16-18 октября 2017г.
Жамалетдинов А.А. Магнитотеллурический метод изучения строения массивов горных пород. А.: Учебное пособие. Апатиты, 2014г. 103с.
Жданов М.С. Обратные задачи магнитотеллурического зондирования неоднородных проводящих сред. Докл. АН СССР, 1991, том 318, номер 1, С. 76–81.
Жданов М.С. Теория обратных задач и регуляризации в геофизике. М.: «Научный мир», Москва, 2007г. 712с.
Иващенко В.И., Голубев А.И. Золото и платина Карелии: формационно-генетические типы оруденения и перспективы. П.: Карельский научный центр РАН, Петрозаводск, 2011г. 369с.
Инструкция по электроразведке. Л.: Недра, 1984. 534с.
Калинин Г.М., Ковальская Т.Н., Варламов Д.А., Котельников А.Р. Моделирование постмагматических процессов Тикшеозерского массива (Северная Карелия, Россия). // Российский государственный геологоразведочный университет имени Серго-Орджоникидзе, Москва, 2020г. С. 184-187.
Ковтун А.А., Успенский Н.И. Геоэлектрика. Естественное поле. С.: ВВМ, СПб., 2008г. 122с.
Кулешевич Л.В. Минеральные виды Северной Карелии: рудные минералы Тикшеозерско-Елетьозерского комплекса и связанных с ним метасоматитов. // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН, 2019г. С. 334–338.
Куликов В.А., Каминский А.Е., Яковлев А.Г. Совместная двумерная инверсия данных электротомографии и аудиомагнитотеллурических зондирований при решении рудных задач. // Записки Горного института. 2017. Т. 223. С. 9–19.
Кухаренко А.А., Орлова М.П., Богдасаров Э.А. Щелочные габброиды Карелии. Л.: ЛГУ, 1969. 184с.
Щипцов В.В., Бубнова Т.П., Гаранжа А.В., Скамницкая Л.С., Щипцова Н.И. Геолого- технологическая и экономическая оценка ресурсного потенциала карбонатитов Тикшеозерского массива (формация ультраосновных – щелочных пород и карбонатитов). // Минерально-сырьевые ресурсы. 2006г. С. 159-170.
Vozoff. K., The magnetotelluric method: in Nabighian, M. N., Ed., Electromagnetic methods in applied geophysics: Society of Exploration Geophysicists, 1991. P. 641-711.
Simpson F., Bahr K. Practical Magnetotellurics // Cambridge university press, 2005. 254p.
Фондовые источники:
Клюнин C.Ф., Паничев В.Ф. Отчет о результатах групповой геологической съемки и геологического доизучения площади м-ба 1 : 50 000 и общих поисков м-ба 1 : 10 000–1 : 25 000 апатитовых руд (Северо-Карельский объект), проведенных в 1981–1987 г.г. ТГФ. Мончегорск, 1987г.
Трофимов Н.Н., Голубев А.И., Путинцева Е.В. и др. Отчет об оценке перспектив новых источников элементов платиновой группы в Республике Карелия. г ТГФ РК. Петрозаводск. 2002г.
Холодилов Н.Р. Отчет о результатах поисковых работ на апатит и другие полезные ископаемые в пределах Тикшеозерской группы массивов Северной Карелии за 1985–1988 г.г. Лист Q-36-XIV. ТГФ. Л., 1988г.
Шлыков А.А. Мануал по программе обработки данных метода магнитотеллурических зондирований EMP. 66c.
Каминский А.Е. Мануал по программе двумерной инверсии данных метода магнитотеллурических зондирований ZondMT2D. 123c.
Каминский А.Е. Мануал по программе двумерной инверсии данных метода сопротивлений и вызванной поляризации ZondRes2D. 170c.