Молодёжная Лаборатория прогнозно-металлогенических исследований
Целью работы Лаборатории прогнозно-металлогенических исследований является формулирование научно обоснованных рекомендаций для постановки поисково-оценочных и геологоразведочных работ, а также развития элементов транспортно-коммуникационных сетей в пределах Арктической зоны Российской Федерации, на основе создания прогнозно-поисковых моделей полезных ископаемых с использованием нейросетевых технологий и комплексного современного пространственно-статистического геоинформационного анализа данных о геологическом строении, металлогении, геофизических и геохимических полях, структурах, рельефе и данных дистанционного зондирования Земли, в контексте формирования потенциальных и развития известных минерально-сырьевых центров.
Учитывая высокие перспективы обнаружения новых месторождений твердых полезных ископаемых (ТПИ), в том числе стратегических, в Арктической зоне Российской Федерации (АЗРФ), принимая во внимание слабую изученность, сложность и крайнюю неоднородность геологического строения, различную историю развития территорий в пределах региональных структур, с целью составления научного обоснования для постановки поисково-разведочных и оценочных работ возникает необходимость проведения современных дистанционных прогнозно-поисковых металлогенических и минерагенических исследований, а также создания разномасштабных, в зависимости от степени изученности, прогнозно-поисковых моделей локализации ТПИ разных промышленных и геолого-генетических типов.
Важнейшим источником информации для достижения поставленной цели, учитывая значительную площадь проводимых исследований, являются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), включая радарную, радиолокационную, мульти- и гиперспектральную съемки, получаемые с использованием космических аппаратов. Кроме того, для достижения наиболее достоверного результата, необходимо применить инновационные технологии обработки данных ДЗЗ.
В рамках первого года реализации темы, с учетом общепринятых требований к созданию ГИС проектов, разработана структура распределенной базы геоданных, реализованной в виде атрибутивных таблиц и тематических слоев картографических материалов с растровыми и векторными изображениями (руководитель направления к.г.-м.н. С.А. Устинов). В единой системе координат для всей территории АЗРФ, соответствующей площади 58 листов государственной геологической карты масштабом 1:1 000 000, собраны и оцифрованы топографические, геологические, тектонические, геофизические, металлогенические и другие карты масштабами от 1:1 000 000 до 1:200 000 с участками детализации. Вся информация визуализирована в среде программного обеспечения QGIS. Подготовлена цифровая модель рельефа на всю АЗРФ. База данных и ГИС-проект «АЗРФ» являются универсальной основой для проведения различных тематических исследований в данном регионе с акцентом на прогноз полезных ископаемых, а также важным инструментом для реализации всех задач, поставленных в рамках реализуемой темы.
С использованием собранных в рамках ГИС проекта данных для отдельных территорий в границах АЗРФ на основе комплексного прогнозно-металлогенического анализа и обработки данных ДЗЗ получены разноплановые результаты, позволяющие прогнозировать различные геолого-генетические типы ТПИ.
Пример картографической визуализации обобщенной геологической схемы территории АЗРФ в среде созданного ГИС-проекта. Красной линией показана принятая граница АЗРФ, черные контуры – субъекты Российской Федерации
В частности, получены результаты комплексного анализа разломной тектоники Кольского полуострова и Таймыро-Североземельского орогена, выполненные в региональном масштабе (руководитель направления к.г.-м.н. В.А. Минаев). На основе цифровой модели рельефа, генерализированной для различных масштабных уровней, выделены линеаменты ручным и автоматическим способами. Полученные результаты в комплексе с литературными данными позволили провести тектонофизические реконструкции с использованием модели сдвига, созданной П.Л. Хэнкоком. На основе результатов данных реконструкций определены предполагаемые участки тектонических структур, обладавшие наибольшей гидравлической активностью на момент внедрения базит-ультрабазитовых массивов и дайковых комплексов пегматитовых поясов (для Кольского полуострова) и в процессе позднепалеозойско-раннемезозойского тектоно-минерагенического цикла (для Таймыро-Североземельского орогена), с которыми связаны рудные месторождения дефицитных видов стратегического минерального сырья. Выделены участки, перспективные на обнаружение новых рудных объектов.
Региональный дистанционный анализ разломной тектоники Кольского полуострова и оценка её роли в рудообразовании: А – классифицированные сегменты всей разломной сети протерозойского возраста заложения и тренды плотностей линеаментов северо-восточного простирания; Б – схема плотности пересечений сегментов разломов между собой и с сегментами трендов плотностей линеаментов северо-восточного простирания проницаемых и повышенной проницаемости. 1 – непроницаемые сегменты; 2 – слабопроницаемые сегменты; 3 – сегменты средней проницаемости; 4 – проницаемые сегменты; 5 – сегменты повышенной проницаемости; 6 – месторождения металлических полезных ископаемых магматического генезиса; 7 – рудопроявления металлических полезных ископаемых магматического генезиса
Для восточного склона Полярного Урала в результате обработки данных ДЗЗ Landsat 8 построены карты распространения гидротермально-метасоматических изменений, сопровождающих золоторудную минерализацию: гидроксил-(Al-OH, Mg-OH) и карбонат-содержащих пород, оксидов двух- (магнетит) и трехвалентного железа (гематит), оксидов и гидроксидов железа (лимонит) (руководитель к.г.-м.н. Ю.Н. Иванова). На основании полученных результатов сделаны важные выводы о том, что на площадях, перспективных на золоторудную минерализацию в пределах восточного склона Полярного Урала, должны быть локализованы интрузии основного состава, с которыми генетически связано золотое оруденение, и проявлены метасоматические ореолы значительной площади (более 30 км2) с повышенными значениями индексов оксида железа (III) и оксида железа (II), и в меньшей степени – оксидов и гидроксидов железа (лимонит), а также гидроксил-(Al-OH, Mg-OH) и карбонат-содержащих минералов.
Схемы развития ассоциаций вторичных минералов для Щучьинской зоны Полярного Урала, полученные в результате обработки космоснимков Landsat 8: а – гидроксил-(Al-OH, Mg-OH) и карбонат-содержащие, б – оксиды трехвалентного железа (гематит), в – оксиды и гидроксиды железа (лимонит), г – оксиды двухвалентного железа (магнетит). Концентрации индикаторных групп гидротермальных изменений показаны цветными точками: минимальные – желтый цвет, средние – оранжевый и максимальные – красный. 1-7: месторождения (а), рудопроявления (б): 1 – Mo, 2 - Fe, 3 - Au, Au-Fe, 4 - Cu, 5- Pb-Zn, 6 - As-Mo-Au, 7 – Ti; 8–9 – радиальные (8) и дуговые (9) линеаменты, 10 - зона березитизации, 11-12 – дайки основного (11) и кислого (12) состава.
Кроме того, так как одним из самых востребованных видов ТПИ сегодня остается золото, проведена оценка перспектив и прогноз выявления россыпных месторождений золота в пределах АЗРФ (руководитель направления к.г.-м.н. О.В. Владимирцева). В качестве источника или промежуточного коллектора крупных по запасам россыпей рассмотрены терригенные толщи в составе отложений палеогенового и неогенового (третичного) возраста. Сделан вывод о том, что поиски продуктивных россыпей золота следует вести, в том числе с учетом положения третичных золотоносных коллекторов и реконструкции вероятной локализации таких коллекторов в прошлом. Особенно актуально это в контексте исследований в АЗРФ, как наименее изученной с геологической точки зрения части страны. Дополнительно для локальных участков – россыпи ручья Ветвистый и его притока в пределах Нижнеселленяхского потенциального россыпного узла северной части Верхояно-Колымской складчатой области проведены детальные исследования, которые показали, что вещественный состав гипогенного золота, а также отсутствие корреляционных связей между пробностью, формой и размерами шлихового золота указывают на множественность коренных источников, в определенное время питавших промежуточный коллектор. Полученные результаты в дальнейшем лягут в методическую основу для создания прогнозно-поисковых моделей россыпных месторождений золота в АЗРФ с источником питания в виде терригенных третичных осадочных отложений.
Все полученные в рамках первого года функционирования Лаборатории результаты в дальнейшем будут детализированы и расширены. Планируется получить результаты комплексного прогнозно-металлогенического анализа других опорных площадей АЗРФ для создания обобщенных разномасштабных весовых прогнозно-поисковых моделей, которые легко могут быть дополнены специализированной информацией о геофизических и геохимических полях, а также другими данными, в зависимости от искомого типа рудной минерализации. Это, помимо прочего, позволит сформулировать научно обоснованные рекомендации для постановки поисково-оценочных и геологоразведочных работ в пределах перспективных участков, известных и потенциальных минерально-сырьевых центров АЗРФ. Кроме того, проведенная работа позволит разработать рекомендации по оптимальному развитию транспортно-коммуникационных сетей АЗРФ на основе анализа выявленного комплекса главных геолого-экономических факторов.