Полезных ископаемых

Дистанционные методы перспективны при выявлении особенностей размещения полезных ископаемых. На основе комплексной интерпретации данных дешифрирования и материалов геолого-геофизических сьемок могут быть установлены поисковые геологические критерии распределения залежей нефти, бурых углей, железных и полиметаллических руд, мергельно-меловых пород и других видов минерального сырья.

Нефть. Определенные успехи достигнуты в дистанционном прогнозировании и поисках залежей нефти. Это наглядно подтверждено на примере Припятского прогиба, расположенного в пределах запада Русской плиты. Здесь основной объем притоков нефти сконцентрирован в межсолевом и подсолевом карбонатном нефтеносных комплексах девонских отложений. К настоящему времени выявлено 62 промышленных месторождения нефти, большая часть из которых сосредоточена в Северо-Припятском регионе в четырех зонах нефтенакопления: Судовицко-Березинской, Оземлинско-Первомайской, Александровско-Дубровской, Речицко-Вишанской и Червонослободско-Малодушинской.

Анализ материалов дистанционного зондирования при нефтепоисковых работах в условиях Припятского прогиба позволяет уточнить положение неотектонически активных разломов разного ранга, выделить блоки подсолевых отложений и локальные структуры, различающиеся по амплитуде и направлению позднеолигоцен-антропогеновых движений, а также наметить зоны повышенной трещиноватости чехла, с которыми связано улучшение коллекторских свойств продуктивных горизонтов.

В. И. Гридиным, а позднее Н. А. Капельщиковым, А. В. Матвеевым и др., на основе аэрокосмогеологических построений выполнено неотектоническое районирование территории Припятского прогиба, установлены структурные формы, контролирующие залежи углеводородов. В отличие от традиционных геолого-геофизических материалов по данным интерпретации КС Северо- и Южно-Припятский суперрегиональные разломы фиксируются в виде зон линеаментов шириной в несколько километров. Обнаруживается закономерное распределение линеаментной сети в Припятском прогибе. Сопоставляемые с герцинскими разломами линеаменты в большинстве случаев имеют традиционное для прогиба субширотное (287) и северо-западное (304) направления. Другое устойчивое их простирание – северо-восточное (34), хотя количество таких линеаментов значительно меньше. Устанавливается ритмичность в распределении региональных линейных структур, подчеркивающаяся делимостью земной коры с "шагом" 20–35 км для субширотных и северо-западных и

30–50 км для северо-восточных систем.

Линейные структуры расчленяют Припятский прогиб на крупные блоки, испытывающие дифференцированные позднеолигоцен-антропо­геновые деформации суммарной амплитудой до 150–170 м. По мнению В. И. Гридина при эффективной мощности продуктивных горизонтов в первые десятки метров подобные движения могли оказать определенное влияние на переформирование залежей углеводородов. Л. Н. Розановым установлена ведущая роль новейшей разломной тектоники в формировании современного плана размещения месторождений нефти и газа. В связи с этим, выявленные по данным дешифрирования особенности неотектонической активности структурных форм чехла, следует учитывать при оценке нефтеносности Припятского прогиба.

Региональными аэрокосмогеологическими исследованиями установлена приуроченность известных месторождений нефти к умеренно активной неотектонической зоне, ограниченной Северо-Припятской и Гродненско-Мозырской субрегиональными линейными структурами (рис. 21). В тектоническом плане ей соответствует Речицко-Шатил­ковская и северная часть Червонослободско-Малодушинской ступени. Суммарные амплитуды позднеолигоцен-антропогеновых движений составляют на этой территории 60–90 м. Такой размах деформаций заметно ниже по сравнению с южной структурной зоной Припятского прогиба, где амплитуды подобных движений достигают 100–120 м и более.

По-видимому, умеренная активность неотектонических процессов способствует оптимальной раздробленности платформенного чехла и как следствие – концентрации нефти и газа при наличии изолирующих осадочных толщ. Интенсивные новейшие деформации нарушают герметичность чехла, что приводит к расформированию месторождений. Экспериментальными исследованиями путем высокоточного нивелирования на геодинамических полигонах Припятского прогиба установлено, что разломы, контролирующие залежи углеводородов, отличаются современной активностью. На земной поверхности в подобных зонах наблюдаются сосредоточенные в узкой полосе аномальные изменения градиентов вертикальных движений.

оз. Червоное

В рассматриваемой неотектонической зоне структуры подсолевого и межсолевого карбонатных комплексов, с которыми связаны нефтяные месторождения, отражаются в виде локальных новейших структурных форм. Последние обнаруживаются на МДС фотоаномалиями, в сов-ременном рельефе которым в основном соответствуют положительные деформации геоморфологических уровней надпойменных террас Припяти, Днепра и Березины. На КС системой фотоаномалий, соот-ветствующих Речицкой, Тишковской, Осташковичской, Сосновской, Давыдовской локальным структурам, подчеркивается Речицко-Вишанская зона поднятий. По результатам дешифрирования выявляются также ранее неизвестные системы продольных неотектонических аномалий, интерпретируемые как возможные зоны нефтенакопления.

При аэрокосмогеологических построениях в связи с поисками нефтяных залежей помимо новейшего эндогенного режима следует учитывать особенности проявлений гляцигенных процессов. По данным А. А.Трофимука, В. И. Астахова и других исследователей региональные оледенения и связанные с ними зоны гидратообразования существенно воздействовали на ход процессов миграции и аккумуляции углеводородов. Ледниковые нагрузки приводили к отжатию флюидов из глинистых и других пород и перемещению пластовых вод, нефти и газов в проницаемых толщах в направлении движения ледников. На территории Припятского прогиба такие явления возможно оказали заметное влияние на формирование известных нефтяных залежей по периферии наревского, березинского и сожского ледниковых покровов.

В Центральноевропейском нефтегазоносном бассейне большинство выявленных к настоящему времени крупнейших месторождений нефти (в области Северного моря – Статфьорд, Брент, Найниан и др.) расположены в пределах осевой зоны валообразного гляциоизостатического поднятия, существовавшего 18–12,5 тыс. лет назад. Менее крупные залежи нефти концентрируются в подобных зонах вдоль рек Нейсе, Одра и Варта, а также в Люблинско-Львовской области. Приуроченность нефтяных залежей к периферии плейстоценовых оледенений и осевым зонам валообразных поднятий свидетельствует о перспективной нефтегазоносности этих территорий.

Детальными аэрокосмогеологическими исследованиями выявляются зоны трещиноватости, которые контролируют распределение продуктивных отложений подсолевых и межсолевых комплексов с повышенными коллекторскими свойствами. Установлена определенная зависимость между такими локальными структурными осложнениями чехла и новейшими тектоно-геодинамическими процессами. Более высокие коллекторские свойства отложений терригенного подсолевого комплекса отмечены в основном в сводовых частях поднятий, а подсолевого карбонатного и межсолевого – в зонах разломов, отличающихся заметной активизацией в позднеолигоцен-антропогеновое время. Участки возможного развития коллекторов, связанные с трещиноватостью пород, в определенной степени находят свое отражение в новейшем структурном плане и тем самым проявляются в особенностях ландшафта земной поверхности и на МДC.

Бурый уголь. Практическое значение имеют дистанционные методы при прогнозе залежей бурого угля. Подобный анализ выполнен по МДС на территории юго-запада Беларуси, охватывающей в тектоническом отношении западную часть Припятского прогиба, Полесскую седловину и юго-восток Подлясско-Брестской впадины. Буроугольные формации (мощность 1–80 м) данного региона датируются верхним олигоценом, средним миоценом и приурочены к депрессионным зонам палеозойских, среднеюрских и неогеновых отложений. Образование таких зон связано с активизацией локальных структурных форм чехла, проявлениями соляного тектогенеза и карстовыми процессами, обусловившими характер предугленосной поверхности.

Характер новейшего структурного плана региона оказывал заметное влияние на условия образования и сохранения залежей бурого угля, а также на отражение в ландшафте этих особенностей. Поэтому структурное дешифрирование МДС перспективно для выяснения закономерностей формирования буроугольных формаций.

Региональными аэрокосмогеологическими исследованиями установлены новейшие тектонические структуры, представляющие интерес для целенаправленного поиска угольных залежей. На западном склоне Полесской седловины оконтуривается узел Балтийско-Украинского суперрегионального линеамента субмеридианального простирания с Березовской кольцевой структурой высокого порядка. В рельефе кровли донеогеновой поверхности этой территории соответствуют замкнутые понижения с амплитудами 20 м и более, связанные с развитием карстовых воронок, а также фрагмент древней долины сходной амплитуды. Рассматриваемый структурный узел приурочен к площади распространения верхнеолигоцен-миоценовых отложений, где в местах сочленения линеаментов отмечаются углепроявления.

В зоне широтного Припятского суперрегионального линеамента системы эшелонированных локальных разрывных нарушений контролируют Житковичскую, Бриневскую и Погост-Хвоенскую угольные залежи, в пределах которых расположены Пасековская и другие мелкие кольцевые структуры. В узле пересечения Припятского разлома с Лунинецкой кольцевой структурой среднего диаметра по данным бурения установлена серия изометричных в плане понижений донеогенового рельефа с амплитудой 20–40 м. В рассматриваемой зоне неотектонические движения носили малоамплитудный положительный характер, что привело к отложению маломощных осадков верхнего олигоцена и миоцена с редкими углепроявлениями.

В связи с прогнозом угленосности поисковое значение приобретает зона, контролируемая Свислочско-Паричским и Старобинским региональными разломами, фиксируемыми на КС, в гравиметрических полях и приуроченная к системе известных локальных тектонических нарушений. С разломами согласуется распределение погребенных речных долин и древнего карста. Широкое развитие здесь локальных кольцевых структур, по-видимому, связано с активизацией пликативных дислокаций платформенного чехла. На востоке исследуемой территории в пределах распространения фаменской соленосной толщи устанавливается довольно четкая связь углепроявлений с присклоновыми частями поднятий по кровле соленосных отложений.

Региональный анализ особенностей новейшей тектоники на основе космической информации и геолого-геофизических материалов позволили наметить в юго-западной части Беларуси перспективные площади на выявление буроугольных залежей, в пределах которых могут быть проведены детальные исследования с использованием АФС и морфометрических построений.

В качестве примера рассмотрим район Погост-Хвоенской угольной залежи (рис. 22). В пределах выделенной здесь по AФC кольцевой структуры обращает на себя внимание секущий по своду структуры локальный разлом, слабо проявившийся в чехле, но оказавший заметное влияние на образование и сохранение буроугольной залежи. Скважинами на своде и крыльях этой структуры вскрыта деформированная поверхность неоген-палеогеновых отложений, отражающаяся в ландшафте. По-видимому, на новейшем этапе развития рассматриваемый участок испытывал дифференцированные трансформации. Причем, в конце палеогенового – начале неогенового периодов данная структура находилась под влиянием отрицательных движений, о чем свидетельствует буроугольная залежь, образовавшаяся в ее периферийной части.

Рис. 22.Припятский прогиб. Отражение Пасековской кольцевой структуры в районе Погост–Хвоенской угольной залежи на карте остаточного рельефа (А), схеме дешифрирования аэрофотоснимков (Б) и геологическом профиле (В):

1– остаточный рельеф;2– западины; структурные линии, отображающие деформации:3– дизъюнктивные;4– пликативные отложения;5– четвертичные;6– олигоцен–миоценовые;7– среднепалеогеновые;8– пески;9– алевриты;10– глина;11– углистость;12– бурый уголь

Металлические полезные ископаемые. Структурные построения на основе геолого-геофизической интерпретации аэрокосмических данных эффективны при прогнозировании железных и полиметаллических рудопроявлений в кристаллическом фундаменте. Поисковое значение в пределах Белорусской антеклизы представляет центральный фрагмент зоны сочленения Белорусско-Прибалтийского чарнокит-гранулитового пояса с Центрально-Белорусским протопрогибом и примыкающая к нему Околовская протогеосинклиналь. Здесь выявлены Новоселковское месторождение и ряд рудопроявлений ильменит-магнетитовых руд, Околовское месторождение и Рубежевичское проявление железистых кварцитов, ряд колчеданных проявлений и многочисленные геохимические аномалии. Несмотря на повсеместное перекрытие фундамента осадочными породами от верхнепротерозойского до четвертичного возраста мощностью 120–650 м, его структурные формы проявляются в геодинамических особенностях современного рельефа и на МДC.

На основе дистанционного изучения новейшей тектоники и особенностей локализации рудных проявлений в кристаллическом фундаменте Белорусской антеклизы сделан вывод об унаследованном развитии древних рудоконтролирующих структур. Конформность структурных планов наиболее отчетливо обнаруживается в наиболее приподнятой сводовой части антеклизы, где фундамент во многих местах залегает непосредственно под четвертичным покровом.

Унаследованный характер развития структур фундамента отмечается и в других областях древнематерикового оледенения, в частности, в Карело-Кольском регионе. Здесь выделенные на КС новейшие структурные формы в главнейших чертах повторяют размещение архейских и протерозойских структур фундамента, а также девонских рифтогенных образований с месторождениями железа, флогопита и апатит-нефелиновых руд.

В пределах Белорусской антеклизы, фиксируемые на КС суперрегиональные линейные структуры, ограничивают крупные блоки кристаллического фундамента. Структурообразующее значение имеет Балтийско-Украинский суперлинеамент. Его фрагмент вдоль линии Ивацевичи – Кореличи – Вилейка – Поставы, разделяет Центрально-Белорусский протопрогиб и Белорусско-Прибалтийский чарнокит-гранулитовый пояс.

Балтийско-Украинский и Брестско-Велижский суперрегиональные линеаменты контролируют положение Околовской грабен-синклинали, прослеживаемой с юго-запада на северо-восток на расстояние порядка 100 км. Это наиболее продуктивная на магнетитовые и колчеданные руды структура Белорусской антеклизы. С ней связаны Околовское месторождение железистых кварцитов, Рудьмянское, Деревнянское, Униховское, Мирское, Рубежевичское, Столбцовское, Раевщинское и Пуховщинское рудопроявления железа, меди, никеля, цинка, свинца и других цветных и редких металлов.

Отмечается связь рудопроявлений прежде всего с региональными линейными структурами, имеющими азимуты простираний 34 и 45⁰. К разломам с подобным направлением приурочены практически все известные проявления руд в пределах Околовской грабен-синклинали. При этом наибольшей перспективностью отличаются участки пересечения северо-восточных линейных структур с Налибокской линеаментной зоной, трассирующейся вдоль линии Столбцы – Ивье по азимуту 315⁰. Эта зона шириной около 14 км объединяет Налибокский, Неманский и Савонский региональные разломы, установленные по комплексу аэрокосмических и геолого-геофизических материалов.

По данным бурения в пределах рассматриваемых дизъюнктивов наряду с брекчированием, рассланцеванием и милонитизацией наблюдается интенсивная порфиробластическая калишпатизация и карбонатизация пород. Важным фактом является обнаружение здесь магнетитовых сульфидных и редкометальных проявлений. К последним можно отнести Рудьмянское в Столбцовском районе Минской области перспективное на магнетитовые руды. Рудопроявление расположено в одноименной структурно-формационной зоне и приурочено к участку пересечения Неманского разлома с северо-восточным дизъюнктивом.

Тектоническая активность линейных структур в пределах Рудьмянского рудоуправления подчеркивается наложенными гидротермально-метасоматическими процессами, проявившимися здесь в широком развитии скарнирования вмещающих толщ. Пройденными в пределах рудопроявления скважинами встречены окисленные железные руды в верхней части фундамента и тела колчеданных, сульфидных и магнетитовых руд. При изучении керна установлены проявления мышьяка, благородных металлов, никеля, кобальта, меди и свинца.

К региональному разлому северо-восточного направления (азимут 34 и 45º) приурочено Околовское месторождение железистых кварцитов (Столбцовский район Минской области). Структура месторождения представляет собой синклиналь и проявляется в новейшем структурном плане в виде зоны эшелонированных линеаментов шириной до 1,5–2 км, трассирующейся на северо-восток на расстояние порядка 10 км. В магнитном поле эта зона выражена серией локальных положительных аномалий такой же ориентировки. Отмечается сопряженность зоны линеаментов с положительной аномалией гравитационного поля.

Ведущее направление рудоконтролирующих структур в пределах Кореличского блока – субмеридиональное. Одноименная группа железорудных проявлений локализуется на участках пересечений разломов, ориентированных по азимуту 17º с линейными структурами, имеющими простирание 270 и 287º. Известное Новоселковское месторождение ильменит-магнетитовых руд приурочено к системе дизъюнктивов 17 и 270º.

К поисковым критериям железных и полиметалических рудопроявлений в кристаллическом фундаменте относятся кольцевые структуры магматогенной природы. Дешифрируемые на территории исследований подобные объекты имеют диаметр порядка 6–13 км и контролируют плановое расположение интрузивных образований, залегающих на некоторой глубине от поверхности фундамента. Кольцевые структуры сходного генезиса (Мирская, Боровиковская и т. п.) тяготеют к области распространения амфиболитов гуменовщинской толщи, где широко развиты интрузии гранитов, плагиогранитов жуховичского комплекса. В пределах развития плагиогнейсов яченской толщи интрузивные породы встречаются реже и изометричные объекты представлены здесь единично. Магматогенные кольцевые структуры контролируют положение ряда точек минерализации колчеданных формаций и, в частности, Мирского рудопроявления (Кореличский район Гродненской области).

Мел и мергель. Дистанционными исследованиями устанавливаются геологические критерии размещения мергельно-меловых залежей. В Беларуси последние приурочены к местам неглубокого залегания коренных верхнемеловых отложений, а также связаны с вторичными выходами мергельно-меловых пород в виде отторженцев (гляциодислокаций) среди антропогеновых образований.

Залежи первого типа известны в юго-восточной части Оршанской впадины (месторождение цементного сырья «Коммунарское»), где мергельно-меловые породы перекрыты песчано-глинистыми отложениями палеоген-неогенового и четвертичного возраста мощностью от 2,5 до 25 м. Здесь широко развиты карстовые формы современного рельефа диаметром 10–50 м и глубиной до 3,5 м.

На основе дешифрирования AФC масштаба 1:10 000 и данных бурения выявлена связь между карстом земной поверхности и погребенными карстовыми формами. Последние необходимо учитывать при подсчете запасов полезного ископаемого и оценке горнотехнических условий его добычи.

Фиксируемые на МДС скопления западин тяготеет к площадям неглубокого залегания карстующихся толщ. Причем, глубина карстовых форм в приповерхностном слое мергельно-меловых пород обычно не превышает нескольких метров и в целом соответствует глубине механических воронок в современном рельефе. Количество воронок на единицу площади можно использовать в качестве показателя глубины залегания поверхности карстующихся пород: глубина меньше там, где плотность западин увеличена. Наиболее отчетливо эта закономерность проявляется на участках со значительным расчленением поверхности мергельно-меловых отложений.

Другие поисковые критерии мергельно-меловых залежей для площадей, подвергшихся значительному гляцигенному воздействию. По данным Э. А. Левкова такие месторождения в западной и центральной частях Беларуси имеют длину до 1–3,5 км, ширину от нескольких десятков до 200–400 м и мощность до 40–60 м. Вскрышные породы представляют собой разнообразные антропогеновые или находящиеся во вторичном залегании палеоген-неогеновые отложения мощностью от первых дециметров до 15–25 м.

Для обнаружения подобных мергельно-меловых залежей следует учитывать особенности локализации гляциодислокаций на участках положительных структурных форм фундамента и чехла, в приразломных зонах. Среди гляцигенных геодинамических признаков можно выделить фрагменты ледниковых ложбин, скибовые формы и отторженцы, достаточно отчетливо проявляющиеся в рельефе и на АФС. Ведущее поисковое значение имеют складчато-чешуйчатые дислокации с крупными запасами мергельно-меловых пород. Подобные залежи выявлены у Волковыска, Порозово, Мира, Березы и в других местах Республики Беларусь.

Другие полезные ископаемые. Аэрокосмическими исследованиями устанавливаются в современном рельефе Припятского прогиба проявления структурных форм девонских соленосных формаций, к которым приурочены залежи каменных и калийных солей. В пределах Старобинского месторождения калийных солей И. А. Тяшкевичем на основе дешифрирования МДС (радиолокационных, многозональных) выявлены неотектонические блоки, разрывные и складчатые дислокации верхней толщи чехла, сопоставляемые со структурными формами верхнефаменских соленосных отложений. В данном случае поисковый интерес представляют новейшие структуры, обнаруживающие связь с синклиналями и мульдами, интенсивно развивавшимися одновременно с накоплением калийных солей.

Перспективными в отношении поисков подземных минеральных вод являются участки значительной трещиноватости кристаллического фундамента Белорусской антеклизы, дешифрируемые в виде фотоаномалий эшелонированных систем линеаментов. Признаками артезианских пресных вод нередко служат погребенные ложбины ледникового выпахивания и, входящие в их состав, замкнутые переуглубления. Водоносные горизонты здесь обычно перекрыты и подстилаются водоупорными моренными пластами. Ледниковые ложбины, заполненные разновозрастными четвертичными отложениями, имеют поисковое значение при прогнозе песков, песчано-гравийного материала, глин и иного строительного сырья.

Таким образом, комплексный анализ аэрокосмических и геолого-геофизических данных позволяет выявить новые геологические критерии размещения залежей нефти, бурых углей, железных и полиметаллических руд, мергельно-меловых пород и других полезных ископаемых.