Разработана технология трехмерного моделирования верхней части земной коры для поиска слепых рудных тел

Ученые Геологического института Кольского научного центра РАН и Воронежского государственного университета построили трехмерную модель, с высокой точностью отражающую строение корневых зон интрузий основных и ультраосновных пород Воронежского кристаллического массива, с которыми связаны известные сульфидные медно-никелевые месторождения и возможные проявления металлов платиновой группы.

Традиционный поиск месторождений полезных ископаемых строится по принципу «от поверхности вглубь». Геологи изучают выходы коренных пород на поверхность, ищут характерные окисленные «шляпы» рудных тел, проводят геохимическую съемку и фиксируют локальные магнитные аномалии. Если на поверхности или на небольшой глубине удается зафиксировать рудную минерализацию или геохимический шлейф, геологи начинают изучать перспективную зону на глубину. Однако, если рудное тело «слепое» (не имеет выхода на поверхность) и скрыто под 2-3 км сплошных пород, традиционные методы его не «видят».

Авторы разработали технологию трехмерного плотностного моделирования верхней части земной коры, позволяющую прослеживать магматические системы на километры вниз. В основе технологии — геофизический метод гравиметрии, фиксирующий микроскопические отклонения гравитационного поля, которые создают породы разной плотности.

Чтобы перевести эти аномалии в геологическую картину, алгоритм опирается на жесткие физические ограничения и масштабную цифровую базу данных, собранную по образцам пород из более чем 5000 скважин региона. Моделирование ведется поэтапно: сначала исключаются помехи от осадочного чехла, затем строится региональная модель литосферы до глубины 80 км и лишь на финальном этапе — детальная трехмерная модель верхней коры до 16 км.

Ключевая особенность подхода — использование нормальной плотностной модели литосферы, что позволяет оперировать не относительными, а абсолютными значениями плотности пород и гарантированно согласовывать региональные и детальные модели без геологических разрывов. При этом предусматривается последовательная детализация среды по мере приближения к поверхностной части изучаемого разреза.

Воронежский кристаллический массив, ставший полигоном для исследования, обладает реальным рудным потенциалом. Задача новой 3D-методики — помочь найти скрытые, «слепые» продолжения известных рудных зон. Чтобы понять, где именно на доступной глубине магма остановилась и образовала богатую ловушку, нужно отследить ее путь от ее глубинных корней. Таким образом, глубинная модель, по мнению ученых, может стать надежным навигатором, указывающим направление к перспективным рудным объектам.

Исследователи подчеркивают: предложенная ими методика формирует принципиально новый многостадийный подход к интерпретации данных гравиметрии. Практическая реализация такого многоуровневого подхода стала возможной благодаря повсеместному использованию ГИС-технологий, обеспечивающих точную привязку всех пространственных операций в реальных географических координатах. Итоговая трехмерная модель, представленная в абсолютных значениях плотности, позволяет изучать морфологию и прослеживать на глубинные уровни относительно крупные интрузивные образования. Созданные модели с высокой точностью отражают реальное геологическое положение изучаемых объектов, предоставляя недропользователям надежную основу для целенаправленного и экономически обоснованного поиска скрытых запасов.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации