Исследование Земли из Космоса, 2020, № 4, стр. 51-62
Структурный контроль золоторудной минерализации центральной части Малоуральского вулкано-плутонического пояса (Полярный Урал) по результатам анализа мультиспектральных снимков космического аппарата Landsat 8
Ю. Н. Иванова a, b, *, Р. И. Выхристенко a, И. В. Викентьев a, b
a Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук
Москва, Россия
b Российский университет дружбы народов
Москва, Россия
* E-mail: jnivanova@yandex.ru
Поступила в редакцию 08.01.2020
Аннотация
Впервые для центральной части Малоуральского вулкано-плутонического пояса, включающего перспективный на выявление золоторудных месторождений Манюкую-Ворчатинский рудный узел, с помощью многоспектрозональных космических снимков космического аппарата дистанционного зондирования Земли Landsat 8 было проведено дешифрирование, а также сопоставление этой территории с Тоупугол-Ханмейшорским рудным районом. Выявлены схожие закономерности геологического строения и размещения месторождений и рудопроявлений в системе морфоструктур, что поможет разработать прогнозно-поисковые признаки (геологические, морфологические) золоторудной минерализации. В результате дешифрирования космических снимков были выделены три структуры: Новогодненская структура (Тоупугол-Ханмейшорский рудный район) представляет собой моногенную структуру, образованную под влиянием одного ведущего геологического процесса, тогда как морфоструктуры № 1 и № 2 (центральная часть Малоуральского вулкано-плутонического пояса) – более крупные, со сложным строением, длительным и многоэтапным развитием. Для морфоструктур № 1 и № 2 были оценены глубины образования магматических очагов, составляющие ~12 км и ~16 км, соответственно. Тектоновулканическая реконструкция обнаружила, что корневые (очаговые) части морфоструктур № 1 и № 2 погружались в ходе развития магматического процесса на юг и затем на ЮЗ, соответственно. Поиски золоторудной гидротермальной минерализации на севере восточного склона Полярного Урала следует проводить на периферии центров крупных морфоструктур сложного строения и длительного развития с признаками “телескопированности”, локализованных в участках сгущения линеаментов СЗ и/или СВ направлений и в пределах разломных региональных зон протяженностью до сотен км.
ВВЕДЕНИЕ
Полоса вулканитов силуро-девонского возраста Малоуральской структурно-фациальной зоны, располагающаяся к востоку от Главного Уральского разлома, является перспективной на выявление золоторудной минерализации, что доказывают открытия месторождений в 1995 г. Новогоднее-Монто (Au-Fe-скарновое), а в 2002 г. – Петропавловского (Au-порфировое) в Тоупугол-Ханмейшорском рудном районе (Лючкин и др., 2006; Кениг, Бутаков, 2013; Soloviev et al., 2013; Ivanova et al., 2017; Викентьев и др., 2017). Это обусловило дальнейшие поисково-оценочные работы на этой территории. В 2010–2012 гг. к юго-западу от вышеуказанной площади в результате оценочного бурения Полярная партия ИМГРЭ (Д.И. Смирнов и др.) выявила 3 рудопроявления на территории Манюкую-Варчатинского рудного узла: Полярная Надежда, Геохимическое и Благодарное (рис. 1). Для рудопроявления Полярная Надежда оценены ресурсы золота, равные 20 т по категории Р2 (Кременецкий и др., 2012). Поэтому мы провели анализ космоснимков этой площади, чтобы проанализировать геолого-структурные особенности локализации золоторудных проявлений этой территории с учетом выявленных при космодешифрировании линеаментов и концентрических структур.
Рис. 1.
Положение Манюкую-Варчатинского рудного узла и Тоупугол-Ханмейшорского рудного района в структурах Полярного Урала. Структурная основа по (Черняев и др., 2005) с изменениями: 1–3 – месторождения (1), рудопроявления (2) и россыпи (3) золота; 4 – V-Fe-Cu-(Au) рудопроявление; 5 – Cu-Zn-колчеданное рудопроявление; 6 – Центрально-Уральская мегазона; 7 – базальт-андезитовый комплекс; 8 – офиолиты; 9 – Малоуральская структурно-фациальная зона; 10 – населенные пункты; 11–13 – границы: 11 – рис. 2а, 12 – рис. 2б, 13 – рис. 4.
![](/issues/iszem/2020/vol_2020/iss_4/IsZem2004008Ivanova/IsZem2004008Ivanova-F1.gif)
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
Малоуральский вулкано-плутонический пояс (ВПП) (Ямало-Ненецкий автономный округ) в среднем палеозое (O3–C1) представлял собой либо островную дугу (O3–D1), которая в раннем девоне сменилась окраинно-континентальным ВПП (Язева, Бочкарев, 1984), либо островную дугу, сформировавшуюся на гетерогенном основании (Кузнецов, Романюк, 2014; Соболев и др., 2018). В северной и западной части Малоуральской зоны локализованы офиолитовые габбро-гипербазитовые массивы: Войкаро-Сыньинский и Рай-Из, окаймленные на юге-востоке полосой габбро-амфиболитов. Восточнее расположены ордовикско-девонские островодужные плутонические и осадочно-вулканогенные комплексы, объединенные в Малоуральскую зону. В пределах этой зоны (восточнее габбро-амфиболитов) выходят на поверхность вулканогенные толщи (О3–D2) с маломощными прослоями осадочных пород, прорванные интрузивами пестрого состава (от габбро до гранитоидов) (Государственная…, 2007). В эйфеле и вплоть до пермской коллизии с Восточно-Европейским континентом надсубдукционная система Полярного Урала развивалась, скорее всего, как зрелая островная дуга (Викентьев и др., 2017).
Тоупугол-Ханмейшорский рудный район расположен в северной части Малоуральского ВПП (Лючкин и др., 2006). Он сложен вулканогенно-осадочными породами базальт-андезито-базальтовой формации, прорывающиеся интрузивами собского (D1-2) (кварцевые диоритовые порфириты, кварцевые диориты, гранодиориты, дайки диоритовых порфиритов), конгорского (D1-2) (дайки монцодиоритовых порфиритов, порфировидные габбро-долериты) и малоханмейского (C1-2) (лампрофиры и долеритовые порфириты) интрузивных комплексов (Соболев и др., 2020). Они особенно широко распространены в пределах месторождений Новогодненского рудного поля (Викентьев и др., 2017).
Манюкую-Варчатинский рудный узел сложен вулканогенными и вулканогенно-осадочными породами малоуральской свиты (S2–D2), прорванными интрузивными телами собского и конгорского комплексов. Свита характеризуется фациальной невыдержанностью и сложена разнообломочными туфами и вулканомиктами пироксен-плагиоклазовых андезибазальтов с редкими потоками базальтов, андезибазальтов, отдельными пластами туфопесчаников и туффитов. Изредка встречаются биогермы, сложенные рифогенными известняками. В разрезе малоуральской свиты выделяются три толщи (нижняя – вулканогенно-туфогенная, средняя – тонкослоистых осадочных, туфогенно-осадочных и туфогенных пород и верхняя – вулканогенно-туфогенная) (Шишкин и др., 2007; Кремененцкий и др., 2012). Нижняя толща представлена субаэральными агломератовыми и бомбовыми туфами, туфобрекчиями, кластолавами и лавами, слагающими вулканические постройки преимущественно базальт-андезитового состава. Очевидно, это руины центральных частей древних вулканических аппаратов. Один из таких центров извержения слагает горный массив Манюкую; аналогичные образования частично слагают хр. Дзоляварчаты. Средняя толща распространена в районе ручья Элькошор, в районе рудопроявлений Элькошорское и Третья Рудная Горка и на правобережье среднего течения р. Танью. Верхняя толща развита на правобережье р. Танью. Она представлена пирокластическими и вулканогенно-осадочными породами и лавами. Для них характерно широкое развитие грубой пирокластики (бомбовые туфы, туфобрекчии, туфоконгломераты). В целом петрогеохимический состав и петрографические особенности вулканических и туфогенных пород свиты указывают на то, что они произошли в результате эксплозивной деятельности вулканов центрального типа в островодужной палеогеодинамической обстановке (Шишкин и др., 2007). Чередование в разрезе пачек существенно вулканогенных и осадочных пород указывает на периодическую активизацию вулканической деятельности в период накопления пород свиты.
Интрузивные комплексы включают образования собского (D1-2) и конгорского (D1-2) комплексов. Собский комплекс состоит из крупных интрузивов габбро, диоритов и тоналитов. К конгорскому комплексу отнесены небольшие интрузивы и дайковые образования, встречающиеся среди полей вулканитов: габбро, габбро-диориты, диориты, монцодиориты (Шишкин и др., 2007; Соболев и др., 2018).
Для Малоуральского ВПП продукты контактового метаморфизма представлены довольно широко в виде зон ороговикования, осложненных скарнированием, эпидотизацией, березитизацией, окварцеванием, альбитизацией, сульфидизацией. Эпидотовые и эпидот-гранатовые скарны вмещают магнетитовые и сульфидно-магнетитовые тела. С процессами контактового метаморфизма связаны месторождения и рудопроявления скарново-магнетитовых руд (Новогоднее-Монто, Первая Рудная Горка, Третья Рудная Горка, Магнетитовое и др.) (см. рис. 1). Скарнирование, как правило, проявлено вблизи контакта кварцевых диоритов собского комплекса с вулканогенно-осадочными породами. На отдельных участках наблюдается развитие кварц-серицитовых метасоматитов – филлизитов (березитов), сопровождающихся интенсивной халькопиритовой минерализацией (рудопроявления Элькошорское, Манюкую) (Шишкин и др., 2007).
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В процессе дешифрирования нами была использована трехканальная мозаика, составленная из сцен космического аппарата дистанционного зондирования Земли (КА ДЗЗ) Landsat 8 при комбинации каналов 7-5-3 и 10-7-3 в растровом формате MrSID. Были использованы следующие сцены:
LC08_L1TP_165013_20180820_20180829_01_T; LC08_L1TP_166013_20170707_20170716_01_T1; LC08_L1TP_166014_20180827_20180911_01_T1; LC08_L1TP_166013_20180726_20180731_01_T1. Разрешение на местности ~30 м, площадь около 35 000 м2. Дешифрирование проводилась в программе ArcGis. При обработке многоспектральных космоснимков (КС) основное внимание уделялось выявлению дизъюнктивных нарушений (линейных, дуговых, кольцевых и радиально-концентрических). Наиболее четко линеаменты выражаются при каналах растра RGB = 1 : 2 : 2 по резкой границе фототона и рисунку речной сети.
Дешифрирование космоснимков основывалось на комплексном подходе, включающем морфоструктурный анализ (Иванова и др., 2019; Куприков, Викентьев, 2019): снятие информативных структурных показателей рельефа и гидрографической сети с различных изображений земной поверхности; выявление главнейших морфоструктурных элементов в масштабе 1 : 200 000; сопоставление с имеющимися геологическими картами, данными геофизических работ (карты магнитных и гравитационных полей, масштаб 1 : 200 000 – как для изучаемой площади (Шишкин и др., 2007), так и для сопредельных территорий) для уточнения внешних контуров морфоструктур, элементов их внутреннего строения.
РЕЗУЛЬТАТЫ ДЕШИФРИРОВАНИЯ КОСМОСНИМКОВ
Дешифрирование КС в пределах Тоупугол-Ханмейшорского рудного района позволило выделить кольцевые, дуговые и радиальные линеаменты (рис. 2, а), а также крупную структуру (Новогодненская) овальной формы размером 6 на 10 км, вытянутую в северо-восточном направлении, и мелкие кольцевые структуры, осложняющие ее.
Рис. 2.
Схема дешифрирования космоснимков для Тоупугол-Ханмейшорского рудного района (а) и центральной части Малоуральского ВПП (б): 1–3 – линеаменты: 1 – концентрические морфоструктуры 1 и 2-го порядков; 2 – кольцевые (a) и дуговые (б) морфоструктуры центрального типа 3-го порядка; 3 – радиальные; 4 – контуры Манюкую-Варчатинского рудного узла (а) и Тоупугол-Ханмейшорского рудного района (б), 5 – контуры: морфоструктур № 1 и № 2 (а), структура СВ простирания (б); 6 – субвулканические тела: Тоупугол-Ханмейшорского рудного района по (Прямоносов и др., 2001) (a), Манюкую-Варчатинского рудного узла по (Шишкин и др., 2007) (б); 7–23 – рудные месторождения, рудопроявления и пункты минерализации: 20, 22 – рудные месторождения, 7–9, 11, 13, 15, 17–19, 21, 23 – рудопроявления, 10, 12, 14, 16 – пункты минерализации (7 – Fe–Cu–Au, 8 – Fe–Cu, 9, 10 – Fe–Ti–V, 11 – Cu–Au, 12 – Cu–Mo, 13 – Cu–Pd–Au, 14 – Cu–Zn, 15 – Cu–Zn, 16, 17 – Cu, 18 – Mo–Cu, 19 – Pt, 20, 21 – золото-кварцевый/порфировый тип; 22, 23 – скарно-магнетитовый тип с золотом, 24–26 – границы: 24 – рис. 3а (а) и 3б (б), 25 – рис. 4.
![](/issues/iszem/2020/vol_2020/iss_4/IsZem2004008Ivanova/IsZem2004008Ivanova-F2.gif)
Месторождения и рудопроявления рудного района приурочены к центральной части Новогодненской структуры – морфоструктуры центрального типа, ассоциирующие с линеаментами СЗ направления.
Дешифрирование КС позволило выделить в пределах центральной части Малоуральского ВПП аналогичные элементы – кольцевые, дуговые и радиальные линеаменты. На рис. 2б представлены две крупных структуры овальной формы.
Морфоструктура № 1 имеет размер 54 на 48 км и вытянута в СВ направлении. Ее осложняют более мелкие кольцевые (около 7 км), дуговые и радиальные линеаменты. Морфоструктура № 2 вытянута в СЗ направлении и имеет размеры немного меньшие (48 на 38 км), чем морфоструктура № 1.
К морфоструктуре № 1 приурочено большинство рудопроявлений, которые локализованы в основном на ее периферии (Cu, Au, Zn, Fe, Ti, V). Рудопроявления Благодарное, Геохимическое и Полярная Надежда также принадлежат морфоструктуре № 1. Некоторые рудопроявления Fe, Cu, Mo принадлежат к морфоструктуре № 2.
Морфоструктуры № 1 и № 2 представляет собой вулкано-плутонические гетерогенные структуры 1-го порядка, вероятно, образованные под влиянием нескольких геологических процессов, и осложняются концентрическими структурами 2-го порядка (меньшего диаметра) и дуговыми линеаментами, создающими признаки “телескопированности” (ср., например, Горный и др., 2014).
На рис. 2, б четко выделяется серия коротких по простиранию радиальных линеаментов СВ простирания, сосредоточенных в полосе шириной 25 км при общей длине первые сотни км. Эти линеаменты образуют “зону” СВ направления, возможно, отражая дизъюнктивные нарушения и сложное блоковое строение территории, а также, вероятно, играя рудоконтролирующую роль.
Важными характеристиками системы кольцевых структур центральной части Малоуральской ВПП являются положение ее центроида и глубина заложения магматического очага, с периодами активности которого, по всей видимости, было связано образование кольцевых структур. Характер расположения центроидов колец основной кольцевой структуры позволяет восстановить характер и траекторию перемещения очага, формирующего данные структуры (Ананьев и др., 2010). По тектоновулканическим расчетам (Ваганов и др., 1985; Аэрокосмические…, 2000) выяснено, что вулканические взрывы, локализуясь в самых верхних горизонтах земной коры, на глубине менее 3.5 км, могут привести к образованию кальдер с диаметром воронки до 10 км. Поэтому для Новогодненской структуры глубина центроида, импульсировавшего заложение кольцевых структур, составляет 4 км (рис. 4, а) и отвечает малоглубинному очагу, с которым было связано рудообразование на Петропавловском месторождении (Викентьев и др., 2017). Полученные данные не противоречат результатам (Соболев и др., 2018). Так, рассчитанные по геобарометрам (Johnson, Rutherford, 1989; Ridolfi et al., 2010) давления, отвечающие условиям кристаллизации роговой обманки, свидетельствуют о формировании пород конгорского и собского интрузивных комплексов в относительно малоглубинных условиях (4–12 км и 8–14 км соответственно). Используя для морфоструктур № 1 и № 2 тот же расчетный подход (Ваганов и др., 1985; Аэрокосмические…, 2000; Ананьев и др., 2010), по которому видимый диаметр структуры на поверхности в 2–4 раза больше, чем глубина очага (нами принята средняя величина 3), можно заключить, что магматические камеры располагались на глубинах 12 и 16 км – в средних и нижних частях земной коры. Эти кольцевые структуры 1-го порядка, вероятно, были сформированы в периоды тектонической активизации, сопровождавшей импульсы магматической деятельности этих нижнекоровых очагов, а осложняющие структуры более высокого порядка маркируют позицию промежуточных малоглубинных очагов (см. например, Горный и др., 2014).
Предполагаем, что развитие процесса для центральной части Малоуральского ВПП шло по восходящей, а положение центроидов в плане соответствует области очага. Последовательное соединение центроидов показывает траекторию (проекция на горизонтальную плоскость) пульсационно-поступательного развития эндогененной системы (рис. 3, б). Полученная в результате такой тектоновулканической реконструкции траектория указывает на то, что в целом со временем положение последовательно формировавшихся очагов смещалось на юг и затем на ЮЗ (для морфоструктур № 1 и № 2, соответственно) в ходе эволюции магматического процесса.
Рис. 3.
Морфометрические модели кольцевых структур Новогодненского рудного поля (а) и морфоструктур № 1 и № 2 центральной части Малоуральского ВПП (б): 1 – проекция на дневную поверхность траектории изменения положения магматического очага для Малоуральского ВПП (б); 2 – центроиды кольцевых структур и их номера; 3 – основные кольцевые структуры и их номера; 4 – главные линеаменты.
![](/issues/iszem/2020/vol_2020/iss_4/IsZem2004008Ivanova/IsZem2004008Ivanova-F3.gif)
Рис. 4.
Прогнозная карта на золото-медно-порфировый тип оруденения. Условные обозначения: 1–4 – рисковые зоны, 5 – линеаменты, 6 – рекомендованная область проведения оценочных работ.
![](/issues/iszem/2020/vol_2020/iss_4/IsZem2004008Ivanova/IsZem2004008Ivanova-F4.gif)
Как видно на рис. 3, б, для ЮВ части территории удалось дешифрировать гораздо меньше линеаментов, по сравнению с сопредельной площадью. Это связано скорее всего, с наличием мощного покрова мезозойских отложений (около 1200 м) (Брадучан и др., 2015, лист Q-43), тогда как СЗ часть территории имеет чехол мощностью около 200 м (Шишкин и др., 2007; Зылева и др., 2014).
СОПОСТАВЛЕНИЕ ТОУПУГОЛ-ХАНМЕЙШОРСКОГО РУДНОГО РАЙОНА И ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ МАЛОУРАЛЬСКОГО ВПП
Мы сопоставили полученную морфоструктурную карту центральной части Малоуральского ВПП с более северной территорией – Тоупугол-Ханмейшорским рудным районом (Ivanova et al., 2017; Викентьев и др., 2017) (см. рис. 2, а, б). Выявлены схожие закономерности геологического строения и размещения золоторудной минерализации:
1. Исследуемые территории приурочены к тектоно-магматической структуре сложного строения и длительного развития.
2. Рудные районы и узлы локализованы в области пересечения региональных долгоживущих зон тектонических нарушений СВ и СЗ направлений.
3. Интрузивные образования представлены полифазными и разновозрастными комплексами, с которыми связана скарново-магнетитовая и золоторудная минерализации.
4. Внутреннее строение кольцевых морфоструктур осложнялось пересечением концентрических и (или) дуговых разломов, радиальными разрывными нарушениями СВ и СЗ простирания различных рангов, а также участками сосредоточения мелких кольцевых структур.
5. Месторождения и рудопроявления локализованы внутри крупных кольцевых структур осложненных концентрическими структурами 2-го порядка и дуговыми линеаментами, а также образованных под влиянием нескольких геологических процессов.
Кроме того, выявлены и некоторые различия:
1. Новогодненская структура имеет размеры намного меньше, чем морфоструктуры № 1 и № 2 (6 на 10 км, 54 на 44 км и 48 на 38 км соответственно).
2. Кольцевые и дуговые морфоструктуры сопровождаются менее протяженными радиальными линеаментами (до 20 км – для Новогодненской структуры и до 50 км – для морфоструктур № 1 и № 2).
3. Новогодненская морфоструктура – вулкано-плутоническая моногенная структура 2-го порядка – вероятно, образованная под влиянием одного ведущего геологического процесса.
ПРОГНОЗНО-ПОИСКОВЫЙ ПРИЗНАК НА ЗОЛОТО-МЕДНО-ПОРФИРОВЫЙ ТИП МИНЕРАЛИЗАЦИИ ДЛЯ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ПОЛЯРНОГО УРАЛА
В работе (Иванова, Бочнева, 2016) на основе разработанной методики прогнозирования оруденения для южной части Малоуральского ВПП Полярного Урала приведена прогнозная карта для золото-медно-порфировой минерализации с указанием на ней рисковых зон и линеаментов (совмещение прогнозной и морфоструктурных карт) (рис. 4). По мере увеличения насыщенности цветов возрастает степень уверенности в прогнозе золото-медно-порфировой минерализации, т.е. вероятность обнаружения оруденения.
Зона с наиболее высоким значением прогноза образует компактный район, расположенный на юго-востоке исследуемой территории, и составляет небольшую площадь ~ 115 км2.
Таким образом, золото-медно-порфировую минерализацию в пределах прогнозной площади следует искать в пределах внешних кольцевых разломов крупных морфоструктур 1-го порядка, ассиметричного и сложного строения, с длительным развитием и признаками “телескопированности”. Кроме того, в пределах кольцевых структур должны присутствовать непротяженные линеаменты СЗ и/или СВ направлений (см. рис. 2, а и 4). Этот морфоструктурный прогнозно-поисковый признак может быть применен в дальнейшем для поисков золото-медно-порфировой минерализации для северной части восточного склона Полярного Урала.
В пределах рекомендуемой области необходимы дальнейшие крупномасштабные (в т. ч. полевые) работы, которые рекомендуется проводить совместно с геофизическими и геохимическими исследованиями.
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ КОСМОСНИМКОВ ЗА РУБЕЖОМ ДЛЯ ПОИСКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ МИНЕРАЛИЗАЦИИ
Дешифрирование космоснимков и морфоструктурный анализ широко используются во всем мире, в том числе и в Арктике, для поиска и прогнозирования различных видов полезных ископаемых (например, Pour, 2012; Sarapää, Sarala 2013; Graham et al., 2018). Ученые из Алжира (Saibi et al., 2018) показали, как геофизические данные (аэромагнитная съемка) интегрируются с информацией ДЗЗ с целью анализа геологического строения территории долины Айнак-Логар (Афганистан), расположенной в 30 км к югу от Кабула. Эта область имеет перспективы на выявление кобальтовой, хромитовой и медной минерализации. Для выделения геоструктурных особенностей и геоморфологических характеристик изучаемой площади, а также их связи с оруденением были использованы методы дистанционного зондирования и геофизические данные. Последние получены от Геологической службы США и обработаны в программе Geosoft Oasis Montaj Ver. 8. Данные дистанционного зондирования анализировались с использованием картографического устройства Earth Resource (ER) Ver. 7. Были применены мультиспектральные изображения КА Landsat 8 при комбинации каналов RGB = 7 : 4 : 2 (SWIR-VNIR composite), RGB = 5 : 4 : 3 (SWIR-NIR-VIR composite) и RGB = 7 : 4 : 8 (SWIR-NIR-Panchromatic composite), которые накладывались на затененные карты рельефа для улучшения возможности дешифрирования линеаментов, которые были выделены вручную на основе фотографических характеристик (форма: размер, рисунок, тень, тон и текстура) и геоморфологических особенностей.
На основе распределения линейных структур по направлениям были построены розы-диаграммы, имеющие в основном СВ и СЗ простирание, которые хорошо коррелируются с разломами на геологической карте. Кроме того, была использована геофизическая карта для уточнения внешних границ линеаментов, согласующиеся с геологическими картами.
Исследователи из Ирана (Yousefi et al., 2018) применяют данные радиометра ASTE и мультиспектральные КС КА Landsat-8 (каналы растра RGB = 5 : 2 : 1, а также комбинация каналов R = = 11 : 10, G = 6 : 7, B = 4 : 2 для обнаружения зон гидротермальных изменений (окварцевание, аргиллизация и ожелезнение) с целью картирования литологических границ вмещающих пород, распределения Fe3+ минералов (ярозит и гематит), выделения линеаментов на примере золоторудного месторождения Заршуран (близок типу Карлин). Выделенные в процессе дешифрирования разрывные нарушения были также сопоставлены с геологической картой и визуально определены во время полевых работ. Морфоструктурный анализ выявил главную структуру СЗ направления и второстепенные разломы СВ простирания, которые тесно связаны с гидротермальными изменениями и золоторудной минерализацией. Дешифрирование проводилась в программе Environment for Visualizing Images (ENVI) (версия 5.1). Полученные результаты могут быть использованы для прогнозно-поисковых работ в региональном масштабе на золоторудный тип минерализации.
Ученые из Польши (Nawaz et al., 2019) также используют изображения КА OLI Landsat 8 (каналы растра RGB = 6 : 5 : 3) с целью поиска зон метасоматических изменений и геологического картирования на территории Пакистана (офиолитовый пояс Вазиристан). Эта площадь является перспективной для выявления колчеданной, медной, хромитовой и марганцевой минерализации. Территория характеризуется сухим климатом, отсутствием растительного покрова, обширными и четкими обнажениями, что является хорошими условиями для дешифрирования, но при этом прогнозные и прогнозно-поисковые работы затруднены здесь из-за отсутствия инфраструктуры и военных действий. В качестве вспомогательного материала выступала геологическая карта Северного Вазиристана в масштабе 1 : 50 000. Исследователями были выявлены основные геологические признаки (стратиграфические, литологические, геоморфологические, структурные, метасоматические и т.д.) с целью поиска оруденения при дешифрировании космоснимков. В целом результаты этих исследований можно применять для выделения литологических зон и границ метасоматических изменений. Авторы также рекомендуют использовать данные дистанционного зондирования совместно с полевыми и геофизическими материалами (магнито- и гравиразведка) для получения более точных и надежных результатов.
Исследователи из Мичиганского технологического университета, США (Kumar et al., 2020) использовали спектральные данные AVIRIS-NG, такие как SAM, SID и SIDSAMtan с целью картирования зон гидротермальных изменений на месторождении золота Хутти-Маски, Индия. Район исследования представляет собой позднеархейский зеленокаменный пояс вулканического происхождения. Золоторудная минерализация локализована в Восточном кратоне Дхарвар на юге Индии. В результате проведенных работ было установлено, что северная часть области в основном состоит из мусковита, тогда как южная сложена хлоритом, гетитом, мусковитом и каолинитом, что указывает на пропилитовые изменения. Большая часть этих минералов связана с измененными метавулканическими породами и мигматитами. Полученная ими карта гидротермальных изменений поможет лучше понять связь ассоциации этих минералов с золотом в этом районе.
Таким образом, анализ литературы позволил сделать вывод, что в настоящее время КС, которые в основном находятся в открытом доступе, все чаще применяются для поиска и прогнозирования минерализации (морфоструктурный анализ, выделение зон гидротермальных изменений и др.). Анализ многоспектральных космоизображений активно используется в синтезе с другими методами (например, геологическими и геофизическими). Подобные дистанционные методы незаменимы и, в то же время, эффективны в местах со сложными климатическими условиями (постоянный ледниковый покров, пустынные территории, болотистая местность и др.) и отсутствием инфраструктуры – для районов Крайнего Севера и, в особенности Арктических территорий.
ВЫВОДЫ
В результате анализа изображений КА Landsat 8 в центральной части Малоуральского вулкано-плутонического пояса были выделены две крупные морфоструктуры № 1 и № 2 овальной формы, характеризующиеся сложным строением, длительным и многоэтапным развитием. Известные рудопроявления в основном локализованы на периферии этих морфоструктур. Выделенные радиальные зоны в основном имеют СВ и СЗ направление и длину до 50 км и 30 км, соответственно. Вероятно, они представляют собой активизированные структуры, отвечающие ослабленным участкам земной коры, которые фиксируют разломы фундамента и контролируют размещение рудных узлов.
В процессе дешифрирования многоспектральных изображений в пределах центральной части Малоуральского ВПП была выделена зона СВ направления шириной до 25 км и длиной около 105 км, насыщенная дизъюнктивными нарушениями, которая имеет сложное блоковое строение и, вероятно, играет рудоконтролирующую роль. Она, скорее всего, образовалась позднее морфоструктур № 1 и № 2, так как при пересечении с кольцевыми структурами концентрические и радиальные линеаменты рассекают их как без видимых смешений, так и с разрывами, а также с обрезаниями и смещениями отдельных частей кольцевых разломов (Космическая…, 1983).
Морфометрическое моделирование позволило оценить глубины образования магматических очагов для морфоструктур № 1 и № 2, составляющих порядка 12 км и 16 км, соответственно.
По результатам тектоновулканической реконструкции предполагается, что в ходе развития магматического процесса корневые (очаговые) части морфоструктур № 1 и № 2 погружались на юг и затем на ЮЗ, соответственно.
Проведенный анализ зарубежного опыта применения космоснимков обогащает методику подобных исследований с целью поиска и прогнозирования рудной минерализации. Данные многоспектральных космоизображений активно применяются совместно с другими методами, и они порой являются единственными источником информации в местах со сложными климатическими и географическими условиями, прежде всего, для районов Крайнего Севера.
Таким образом, на основании полученных в ходе исследования результатов, можно сделать вывод, что золоторудную гидротермальную минерализацию на севере восточного склона Урала следует искать на периферии внутренней части крупных морфоструктур сложного строения с признаками “телескопированности”; она локализуется в участках сгущения линеаментов СЗ и/или СВ направлений и в пределах трансрегиональных разломных зон протяженностью до сотен км. При этом локальные очаговые структуры, расположенные за пределами этих морфоструктур, могут не сопровождаться значительной минерализацией вообще.
Список литературы
Ананьев Ю.С., Поцелуев А.А., Житков В.Г. Космоструктурные модели золоторудных объектов Западной Калбы // Известия Томского политех. ун-та. 2010. Т. 317. № 1. С. 35–42.
Аэрокосмические методы геологических исследований / Под ред. А.В. Перцова. СПб.: ВСЕГЕИ, 2000. 316 с.
Брадучан Ю.В., Василенко Е.П., Воронин А.С., Горелина Т.Е. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Серия Западно-Сибирская. Лист Q-43 – Новый Уренгой. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2015. 320 с.
Ваганов В.И., Иванкин П.Ф., Кропоткин П.Н. и др. Взрывные кольцевые структуры щитов и платформ. М.: Наука, 1985. 200 с.
Викентьев И.В., Мансуров Р.Х., Иванова Ю.Н. и др. Золото-порфировое Петропавловское месторождение (Полярный Урал): геологическая позиция, минералогия и условия образования // Геология рудных месторождений. 2017. Т. 59. № 6. С. 501–541.
Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А. Особенности минералогической зональности рудно-магматических систем, вмещающих кварцево-жильные месторождения золота (по материалам спутниковой спектрометрии) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2014. Т. 11. № 3. С. 140–156.
Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (3-е покол.). Серия Уральская. Лист Q-41 − Воркута. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2007. 541 с.
Зылева Л.И., Коновалов А.Л, Казак А.П., Жданов А.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Серия Западно-Сибирская. Лист Q-42 – Салехард: Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2014. 396 с.
Иванова Ю.Н., Бочнева А.А. Прогнозирование перспективных площадей на золото-медно-порфировый тип оруденения на основе анализа поисковых признаков и их функциональных и корреляционных взаимосвязей // Геоинформатика. 2016. № 2. С. 41–50.
Иванова Ю.Н., Выхристенко Р.И., Викентьев И.В. Геологическая позиция и структурный контроль оруденения Тоупугол-Ханмейшорского района (Полярный Урал) по результатам дистанционного зондирования // Исследование Земли из космоса. 2019. № 3. С. 66–76.
Кениг В.В., Бутаков К.В. Месторождения рудного золота Новогоднее-Монто и Петропавловское – новый золоторудный район на Полярном Урале // Разведка и охрана недр. 2013. № 11. С. 22–24.
Космическая информация в геологии / Под ред. А.В. Пейве. М.: Наука, 1983. 536 с.
Кременецкий А.А. Обоснование поисковых и поисково-ревизионных работ на рудное золото в пределах Манюкую-Варчатинского рудного узла (рудопроявления: Полярная Надежда, Геохимическое и Благодарное). Масштаб 1 : 10000. М.: ФГУП ИМГРЭ, 2012. 45 с.
Кузнецов Н.Б., Романюк Т.В. Палеозойская эволюция Полярного Урала: Войкарский бассейн с корой океанического типа существовал не менее 65 млн. лет // Бюлл. МОИП, отд. геол. 2014. Т. 89. Вып. 5. С. 56–70.
Куприков Д.Н., Викентьев И.В. Применение данных космодешифрирования для изучения рудоконтролирующих структур Лебединского рудно-россыпного узла, Южная Якутия // Исследование Земли из космоса. 2019. № 3. С. 45–57.
Лючкин В.А., Толоконников А.В., Водоватов О.В. и др. Золоторудные месторождения Новогодненского рудного поля на Полярном Урале // Алмазы и благородные металлы Тимано-Уральского региона. Мат. конф. Сыктывкар, 2006. С. 186–189.
Прямоносов А.П., Степанов А.Е., Телегина Т.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 200 000 (издание второе). Серия Полярно-Уральская. Лист Q-41-XII. Объяснительная записка. Салехард: Комитет природных ресурсов по Ямало-Ненецкому автономному округу, 2001. 231 с.
Соболев И.Д., Викентьев И.В., Травин А.В., Бортников Н.С. Каменноугольный магматизм Полярного Урала // Доклады Российской академии наук. Науки о Земле. 2020. Т. 494. № 2. С. 1–6.
Соболев И.Д., Соболева А.А., Удоратина О.В. и др. Девонский островодужный магматизм Войкарской зоны Полярного Урала // Геотектоника. 2018. № 5. С. 39–74.
Черняев Е.В., Черняева Е.И., Седельникова А.Ю. Геология золото-скарнового месторождения Новогоднее-Монто (Полярный Урал) // Скарны, их генезис и рудоносность (Fe, Cu, Au, W, Sn, …). Мат. конф. XI Чтения А.Н. Заварицкого. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2005. С. 131–137.
Шишкин В.А, Астапов А.П., Кабатови Н.В. др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1 : 1 000 000 (третье поколение). Серия Уральская. Лист Q-41 – Воркута. Объяснительная записка. СПб.: ВСЕГЕИ, 2007. 541 с.
Язева Р.Г., Бочкарев В.В. Войкарский вулкано-плутонический пояс (Полярный Урал). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. 156 с.
Kumar C., Chatterjee S., Oommen T. Mapping hydrothermal alteration minerals using high-resolution AVIRIS-NG hyperspectral data in the Hutti-Maski gold deposit area, India // International Journal of Remote Sensing. 2020. V. 41. № 2. P. 794–812.https://doi.org/10.1080/01431161.2019.1648906
Graham G.E., Kokaly R.F., Kelley K.D. et al. Application of imaging spectroscopy for mineral exploration in Alaska: a study over porphyry Cu deposits in the Eastern Alaska Range // Econ. Geol. 2018. V. 113(2). P. 489–510. https://doi.org/10.5382/econgeo.2018.4559
Ivanova J.N., Vikentyev I.V., Sobolev I.D. et al. Gold-porphyry mineralization of the Toupugol-Khanmeyshorsky ore district (the Polar Urals, Russia): geochronology and geological controls on ore genesis. 14th SGA Biennial Meeting, Quebec, Canada. 2007. V. 1. P. 363–366.
Johnson M.C., Rutherford M.J. Experimental calibration of the aluminum-in-hornblende geobarometer with application to Long Valley caldera (California) volcanic rocks // Geology. 1989. V. 17. № 9. P. 837–841. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1989)017
Nawaz A., Magiera J., Inż. Remote sensing based geological mapping and mineral exploration of the area of North Waziristan // 15th SGA Biennial Meeting 2019 “Life with Ore Deposits on Earth”. Glasgow. UK. 2019. V. 3. P. 1378–1381.
Pour B.A., Hashim M. The application of ASTER remote sensing data to porphyry copper and epithermal gold deposits // Ore Geology Review. 2012. V. 44. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2011.09.009
Ridolfi F., Renzulli A., Puerini M. Stability and chemical equilibrium of amphibole in calc-alkaline magmas: an overview, new thermobarometric formulations and application to subduction-related volcanoes // Contrib. Mineral. Petrol. 2010. V. 160. № 1. P. 45–66. https://doi.org/10.1007/s00410-009-0465-7
Saibi H., Bersi M., Mia B.M. et al. Applications of Remote Sensing in Geoscience // Recent Advances and Applications in Remote Sensing. 2018. https://doi.org/10.5772/intechopen.75995
Sarapää O, Sarala P. Rare earth element and gold exploration in glaciated terrain: example from the Mäkärä area, northern Finland // Geochem. Explor. Environ. Anal. 2013. V. 13(2). P. 131–143. https://doi.org/10.1144/geochem2012-136
Soloviev S.G., Kryazhev S.G., Dvurechenskaya S.S. Geology, mineralization, stable isotope geochemistry, and fluid inclusion characteristics of the Novogodnee-Monto oxidized Au-(Cu) skarn and porphyry deposit, Polar Ural, Russia // Mineral. Deposita. 2013. V. 48(5). P. 603–627. https://doi.org/10.1007/s00126-012-0449-9
Yousefi T., Aliyari F., Abedini A., Calagari A.A. Integrating geologic and Landsat-8 and ASTER remote sensing data for gold exploration: a case study from Zarshuran Carlin-type gold deposit, NW Iran // Arabian J. Geoscience. 2018. 11:482.https://doi.org/10.1007/s12517-018-3822-x
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Исследование Земли из Космоса