5. Использование материалов дистанционного зондирования при прогнозе и поисках полезных ископаемых

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

Нефть. Определенные успехи достигнуты в дистанционном прогнозировании и поисках нефти залежей нефти. Это наглядно подтверждено на примере Припятского прогиба, расположенного в пределах запада Русской плиты. Здесь основной обьем притоков нефти сконцентрирован в межсолевом и подсолевом карбонатном нефтеносных комплексах девонских отлсжений. К настоящему времени выявлено 62 промышленных месторождений нефти, большая часть из которых сосредоточена в Северо-Припятском регионе в четырех зонах нефтенакопления:

Судовицко-Березинской, Оземлинско-Первомайской, Александровско-Дубровской, Речицко-Вишанской и Червонослободско-Мало-душинской. 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 супер-региональные 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 традиыионное 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, подчеркивающая делимостью земной коры с "шагом" 20 – 35 км для субширотных и северо-западных и 30 – 50 км для северо-восточных систем. Линейные структуры расчленяют прогиб на крупные блоки, испытывающие дифференцированные позднеолигоцен-антдопогеновые 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 месторожний 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-Шатил-ковская 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 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.

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 современном рельефе которым в основном соответствуют положительные деформации геоморфологических уровней над-пойменных террас Припяти, Днепра и Березины. На КС системой фотоаномалий, соответствующих Речицкой, Тишковской, Осташко-вичской, Сосновской, Давыдовской локальным структурам, под-черкивается Речицко-Вишанская зона поднятий. По результатам дешифрирования выявлены также ранее неизвестные системы продольных неотектонических аномалий, интерпретируемые как возможные зоны нефтенакопления. Аэрокосмогеологическими исследованиями подобные аномалии обнаружены на моноклинальных склонах Речицко-Вишанской и Малодушинской зон поднятий и к настоящему времени частично проверены геофизическими и буровыми работами. Полученные промышленные притоки нефти на северном крыле Золотухинского месторождения, на Дубровской площади, расположенной к северу от Осташковичкого месторождения, а также на ряде других площадей (Демеховской, Северо-Золотухинской и др.) подтверждают наличие здесь локальных поисковых объектов.

При аэрокосмогеологических построениях в связи с поисками нефтяных залежей помимо новейшего эндогенного режима следует учитывать особенности проявлений гляциогенных процессов. По данным А.А.Трофимука, В.И. Астахова и других исследователей региональные оледенения и связанные с нимим 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 геодинамические построения по МДС перспективны для изучения региональных и детальных структурных 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, Бриневскуюи 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 калиеносно-галитовой толщи устанавливается довольно четкая связь углепрояалений с присклоновыми частями поднятий по кровле верхнефаменских 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 морфологических построений.

В качестве примера рассмотрим район Погост-Хвоенской угольной залежи (рис. 22). В пределах выделенной здесь по AФC кольцевой структуры обращает на себя внимание секущей по своду структуры локальный разлом, слабо проявившийся в чехле, но оказавший заметное влмяние 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.

Металлические полезные ископаемые. Геодинамические пост-роения 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 рудопроявление 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 геодинамики 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 Кореличская линементная зона вдоль линии Ивацевичи-Кореличи-Вилейка-Поставы, где она разделяет Центрально-Белорусский протопрогиб и Белорусско-Прибалтийский чарнокит-гранулитовый пояс. Балтийско-Украинский и Брестско-Велижский суперрегиональные линеаменты контролируют положение Околовской грабен-син-клинали, 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 пределых 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 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. Тектоно-геодинами-ческая активность линейных структур подчеркивается наложением 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 45⁰) 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 17⁰ с линейными структурами, имеющими простирание 270 и 287⁰. Известное Новоселковское месторождение ильменит-магнетитовых руд приурочено к системе дизъюнктивов 17 и 270⁰.

К тектоно-геодинамическим признакам 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 пуховичского комплекса. В пределах развития плагиогнейсов яченской толщи интрузивные породы встречаются реже и изометричные объекты представлены реже. Кольцевые структуры магматогенной природы контролируют положение ряда точек минерализации колчеданных формаций и, в частности, Мирского рудопроявления (Кореличский район Гродненской области).

Мел и мергель. Дистанционными исследованиями выявлены геодинамические признаки 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 установлена связь между карстом земной поверхности или механическими воронками просасывания и погребенными карстовыми депрессиями. Последние необходимо учитывать при подсчете запасов полезного ископаемого и оценке горнотехнических условий его добычи. Фиксируемые в рельефе и на МДС скопления подобных западин тяготеет к площадям неглубокого залегания карстующихся толщ. В пределах западин глубина составляет 2,5 – 6 м, а между ними – 4 – 25 м. Причем, западины развиты шире на участках залежей с более песчанистыми разностями вскрышных пород. Глубина карстовых форм в приповерхностном слое мергельно-меловых пород обычно не превышает нескольких метров и в целом соответствует глубине механических воронок просасывания 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 геодинамические признаки мергельно-меловых залежей для площадей, подвергшихся значительному гляцигенному воздействию. По данным Э.А. Левкова известные месторождения в западной и центральной частях Беларуси имеют длину от нескольких метров до 1 – 3,5 м, ширину от нескольких до 200 – 400 м и мощность до 40 – 60 м. Вскрышные породы представляют собой разнообразные антропогеновые или находящиеся во вторичном залегании палеоген-неогеновые отложения незначительной мощности от первых дециметров до 13,5 м, ширину от нескольких до 200 – 400 м и мощность до 40 – 60 м. Для обнаружения подобных залежей следует учитывать осо-бенности 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 исследо-ваниями 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.Я. Тяшкевичем на основе дешифрирования МДС (радиолокационных, многозональных) выявлены неотектонические блоки, разрывные и складчатые дислокации верхней толщи чехла, индицирующие особенности тектоники 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 фундамента Белоруссокй антеклизы, дешифрируемые в виде фотоаномалий эшелонированных систем линеаментов. Признаками артезианских пресных вод нередко служат ложбины ледникового выпахивания и, выходящие 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, анализ новейшей геодинамики на основе комплексной интерпретации аэрокосмических и геолого-геофизических данных позволяет установить тектоно-геодинамические критерии размещения известных залежей нефти, бурых углей, железных и полиметаллических руд, мергельно-меловых пород и других полезных ископаемых.