Файл: Геофизические признаки некоторых недавно открытых больших (N40 га) кимберлитовых трубок на концессии Альто Куйло в северовосточной Анголе .docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.11.2023
Просмотров: 34
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Геофизические признаки некоторых недавно открытых больших (N40 га) кимберлитовых трубок на концессии Альто Куйло в северо-восточной Анголе ☆
Wayne Petit
BHP Billiton World Exploration Inc., 6 Hollard Street, Marshalltown, Johannesburg, 2001, South Africa
Аннотация:
В данной статье представлено сравнение геофизических откликов нескольких крупных кимберлитовых комплексов, обнаруженных и очерченных на концессии Альто Куйло в алмазных полях северо-восточной Анголы в 2005-2008 годах. Несколько геофизических методов использовались в сочетании с геохимическими и минералогическими методами определения приоритетов для руководства разведочное, очерчивание и бурение образцов, с целью быстрой идентификации и оценки кимберлитовых тел. Кимберлиты были размещены через песчаники и сланцы супергруппы Кароо, имеют эпохи извержения одновременно с меловой формацией Калонда, где преобладают пески, и покрыты слабо консолидированными отложениями группы Калахари с преобладанием песка. Учитывая, что некимберлитовые литологии с преобладанием песка имеют магнитную прозрачность, съемка на магнитном градиентометре с низким разрешением на вертолете с высоким разрешением оказалась исключительно эффективной при распознавании кимберлитовых мишеней даже для аномалий низкой амплитуды (например, 1–2 нТл). Магнитные данные вертолета определили примерно 244 вероятных кимберлитовых цели, а бурение 103 целей подтвердило 80 новых кимберлитов площадью более 5 га. Большинство кимберлитов принимают форму хорошо сохранившихся кратерных объектов, содержащих полный спектр литологий кимберлитовых кратеров. Наземные гравитационные и электромагнитные исследования проводились на всех кимберлитах, приоритетных для последующего исследования. Геофизические отклики были основаны на измерениях магнитной восприимчивости и плотности, которые обычно собирались на всех буровых колоннах. Геофизические сигнатуры, разрешенные тремя независимыми геофизическими методами, были удивительно переменными и предположительно были получены в основном из материалов фаций кратеров, которые демонстрируют характерно изменяющиеся литологии. Геофизические интерпретации определяли ориентацию буровых работ на всех этапах программы в Альто Куйло, от разведки до оценки. В сочетании с методами геохимической и минералогической расстановки приоритетов геофизические характеристики магнитных, гравитационных и электромагнитных данных обеспечивают надежную основу для разведочного, разграничительного и мини-бурения проб кимберлитов, захороненных под 10–70 м вскрыши. Значительная изменчивость в геофизических ответах от кимберлитов, которые похожи по размеру, структуре и геометрии, подчеркивает важность применения всех трех независимых геофизических методов для эффективного достижения целей исследования и оценки кимберлитов. Эффективность междисциплинарного подхода к оценке кимберлитов продемонстрирована в быстрой оценке кластера крупных кимберлитов, обнаруженных в проекте Альто Куйло.
-
Введение
В ноябре 2004 года BHP Billiton World Exploration Inc., в сотрудничестве с Endiama и Moyoweno (Ендиама и Мойоену) , создала совместное предприятие с Petra Diamonds Ltd ( Петра Алмазы) для разведки алмазов по лицензии на разведку Petra в Анголе. BHP Billiton согласилась финансировать и осуществлять программу разведки кимберлита на концессии Альто Куйло. Лицензия занимает площадь 2700 кв.км. и расположен на северо-востоке Анголы, в самом сердце известных кимберлитовых полей, примерно в 80 км к юго-западу от города Сауримо. Географическое положение и широкая геологическая обстановка показаны на рис.1. Альто Куило Кимберлитовый кластер расположен в кратоне Касай, как определено Jelsma et al. (этот объем), и в пределах коридора Лукапа, который содержит основные кимберлитовые скопления в Анголе и ДР Конго, модифицированные из Roman'ko et al. (2005). Рабочая программа, проводившаяся в период с июня 2005 года по апрель 2008 года, была разработана для тщательного исследования объекта на наличие потенциальных алмазоносных кимберлитовых трубок. Мульти-методические геофизические исследования были необходимы, чтобы вести бурение и были неотъемлемой частью программы.
2. Геологическая обстановка на Альто Куйло
По оценкам, в Альто-Куйло магнитный архейский гранит-гнейсовый фундамент кратона Касаи лежит между 350 и 650 м ниже поверхности. Контроль глубины фундамента осуществляется от пересечения одной скважины и моделирования глубины до магнитного фундамента. Это перекрывается магнитно-прозрачными пластами сланца и песчаника Кароо каменноугольного возраста.
Рис. 1. Расположение концессии Альто Куйло в алмазных полях северо-восточной Анголы.
Похоже, что в собственности нет базальта и доломита эпохи Кароо. Кароо перекрывается последовательностью покрова, состоящей из неуплотненных флювиильных и эоловых песков формации Калонда, группы Калахари и четвертичных отложений. Толщина покрова посткару в области фокуса составляет от 10 до 70 м. Эта геологическая среда обеспечивает идеальные условия для обнаружения даже слабомагнитных тел, которые проникают на небольшие глубины, поскольку даже самые тонкие мелкие отклики легко отличимы от широких откликов магнитного фундамента.
Как более полно описано в Eley et al. (2008), кимберлиты провинции Альто Куйло были размещены между 146 и 111 млн лет назад во время мелового периода. Кимберлиты, прорывавшиеся через осадки Кару, были размещены во время осаждения доминирующей в песке формации Калонда и покрыты плохо консолидированными отложениями, в которых преобладает песок, формации Калахари. По-видимому, было очень мало или вообще не было эрозии после размещения и до осаждения покровных образований. В результате кимберлитовые кратеры, как правило, необычайно хорошо сохранились, и их склонность к изменению объясняется предполагаемой некомпетентностью песков формации Калонда во время размещения. Кимберлитовая фациальная кратер также неоднократно разбавляется предполагаемым калондоэквивалентным песком. Изображения кратеров можно сравнить с таковыми в кимберлитовом кластере Форт-ла-Корн в Канаде, описанными Berryman et al. (2004) и Zonneveld et al. (2004), где значительные объемы алмазоносных градуированных кимберлитовых пластов встречаются в крупных кимберлитовых комплексах.
В нескольких местах в фрации кратера Альто-Куйло были обнаружены песок (ФКП) и вторичный отложения вулканического кимберлита и эрозия (ОВК). Однако большинство кимберлитов расположено под прикрытием в промежутках между по существу северными потоками речных стоков. Поэтому при проведении буровых испытаний этих целей необходимо руководствоваться в первую очередь интерпретацией их геофизических сигнатур, подчеркивая важнейшую роль, которую должна играть геофизика в разведке кимберлитов.
3. Бортовые геофизические подписи на Альто Куйло
3.1. Фиксированные магнитные данные крыла
Исследование трехосного магнитометра с фиксированным крылом было проведено для Petra в 1997 году компанией Fugro Airborne Surveys (Фугро воздушные съемки) по всей лицензии Альто Куйло. Авиационные линии были ориентированы с севера на юг и располагались на расстоянии 250 м друг от друга, а номинальная высота датчика составляла 75 м над поверхностью земли. Этот опрос выявил ряд крупных потенциальных откликов кимберлита, среди множества мелких вероятных особенностей кимберлита. Подмножество данных о неподвижном крыле представлено в оттенках серого на рис. 2а в виде второй вертикальной производной (ВП2) общей магнитной интенсивности (ОМИ), приведенной к полюсу (ПКП). Однако аномалии при съемке с фиксированным крылом не были достаточно хорошо разрешены, чтобы позволить расположить скважины для немедленных испытаний на бурение. Кроме того, некоторые очень тонкие, большие магнитные элементы не были определены в качестве целей в этом наборе данных.
3.2. Вертолет магнитных данных
В целях отслеживания аномалий неподвижного крыла в середине 2005 г. было получено исследование горизонтального магнитного градиентометра на вертолете низкого уровня, охватывающее около 40% территории северной части. Этот опрос заменил обычные последующие наземные магнитные исследования. Опрос проводился для совместного предприятия Fugro Airborne Surveys (Фугро воздушные съемки) с использованием их собственной системы MIDAS. Средняя высота датчика была на 20 м выше опасности, а расстояние между линиями составляло 100 м. Основной блок размером 5 км на 5 км был заполнен до 50 м межстрочного расстояния, но наличие покрытия в 50 м ограничивает преимущество градиентометра, проводящего исследования на линиях, расположенных на расстоянии ближе 100 м друг от друга.
Для сравнения с данными обзора неподвижного крыла эквивалентное подмножество магнитных данных вертолета с разнесенными на 100 м линиями показано на рис. 2b, также в виде ВП2 ПКП. Несколько крупных потенциальных кимберлитовых аномалий, ранее выявленных при съемке с неподвижным крылом, гораздо более детально отображены в данных вертолета. Кроме того, обнаружено несколько тонких текстурных особенностей с диаметрами порядка 1000 м. Пример показан на рис. 2b, где кимберлит AC70 проявляется в виде тонкой текстуры ( 1 нТл) на магнитном изображении вертолета. Эти магнитные подписи будут полностью замаскированы даже в умеренно «загруженной» магнитной геологической среде.
3.3. Аэромагнитные цели
Всего 62 кимберлитовых мишени были идентифицированы в данных аэромагнитной съемки неподвижного крыла. Помимо улучшения разрешения этих целей, данные вертолетной съемки определили еще 182 цели. Многие из них меньше, чем цели с неподвижным крылом, но некоторые имеют диаметр порядка 1000 м и чрезвычайно тонкие, и не были признаны в данных обзора фиксированного крыла. Площади поверхности мишеней кимберлитового типа в проект Альто Куйло графически обозначены на рис. 3 относительно совокупного числа мишеней. Имеется 5 целей с площадью поверхности более 100 га, 39 целей с площадью более 20 га и 152 цели с площадью более 7 га. Более 100 целей были испытаны к декабрю 2007 года, что привело к открытию 80 подтвержденных новых кимберлитов в Альто Куйло.
В этой «тихой» магнитной обстановке поисковое бурение на магнитных объектах было чрезвычайно успешным при обнаружении новых кимберлитов. Важной последующей задачей было определить, какие из кимберлитов входят в число наиболее оправданных дальнейших работ по разграничению с точки зрения экономических целей проекта. Для этого требовалось пробурить хотя бы одну целевую скважину с узким диаметром алмаза (УДА) в каждой трубе с целью анализа тяжелых минералов и отбора проб микроалмазов (см. Rogers and Grütter, этот выпуск). Благоприятные кимберлитовые трубки, на что указывают их геохимия и минералогия, были затем запланированы для бурения большого диаметра, чтобы собрать мини-объемный образец (МОО) для получения оценки качества алмаза.
4. Измерения и контрасты физических свойств в Alto Cuilo
4.1. Плотность
Измерения удельного веса (УВ) были проведены на репрезентативных образцах керна, взятых через каждые 3 м вдоль керна (обычно 10–20 см керна). Метод определения влажного УВ представляет собой вес в воздухе против веса в воде без какой-либо сушки образцов. В таблице 1 приведены сводные данные о средней плотности влаги («на месте») для преобладающих пластов на Альто-Куйло. Результаты не предсказывают измеримый контраст между кимберлитом и литологией хозяина Кароо. Однако в более глубоких кратерах неконсолидированные фации кратера, вероятно, будут сопоставляться с консолидированными отложениями Кару. В этих ситуациях могут быть получены незначительные аномалии от краткости до незначительной гравитации. Кроме того, свежий магматический кимберлит показывает самые высокие значения УВ и может поддерживать локальный высокий уровень гравитации там, где он расположен на более мелких уровнях.
4.2. Магнитная восприимчивость
Петрографические исследования показывают, что кимберлитовый магнетизм исходит из микроскопического (менее 200 м) первичного магнетита, находящегося в кимберлитовая матрица (Eley et al., 2008). Обычные измерения магнитной восприимчивости (МВ) проводились с интервалами 1 м на всех скважинных скважинах с использованием калиброванного ручного измерителя магнитной восприимчивости (тип Exploranium Kappameter модель KT9). Восприимчивость является полезным показателем кимберлитовой фации, как показано на рис. 4. В трубах, представляющих интерес на массивных пластах ОВК в Альто-Куйло, значения MВ могут достигать 2–4 × 10–3 SI (рис. 4b) Разбавление песка в более крупные кратеры могут уменьшить это на порядок до среднего значения 0,4 × 10 -3 СИ (рис. 4а). Более глубокие массивные вулканикластические, пирокластические и магматические кимберлитовые единицы обычно имеют более согласованные значения MВ около 1–1,5 × 10–3 SI. Смысл Альто Куйло заключается в том, что скопления мелких массивных слоев ОВК внутри или вокруг кратеров будут доминировать над магнитной сигнатурой.
а) магнитные данные с фиксированным крылом; б) магнитные данные вертолета
Рис. 2. (а, б) Аэромагнитные сигнатуры на Альто-Куйло. Показаны подмножество данных осмотра неподвижного крыла (а) и эквивалентное подмножество данных вертолета (b). Оба изображения имеют вторую вертикальную производную (ВП2) от общей магнитной интенсивности (ОМИ), приведенной к полюсу (ПКП). Целевые числа и культурные особенности указаны. Желтые крестики указывают на места обнажения кимберлита.
Кимберлитовые мишени Альто Куйло по областями
Как идентифицировано в магнитных данных вертолета
площадь поверхность(га)
совокупное количество целей
Рис. 3. Предполагаемые площади поверхности кимберлитовых мишеней, идентифицированные по магнитным данным вертолета на Альто-Куйло.
4.3. Удельное сопротивление
Удельные сопротивления пласта не измерялись напрямую. Тем не менее, согласованные результаты гладкой инверсии модели Zonge 2D дают хорошую оценку фактического удельного сопротивления породы и восстанавливают значения удельного сопротивления около 1–3 Ом.м для выветрившегося, переработанного кимберлита или ОВК и 100–400 Ом.м для вскрыши Калахари. Восстановленные удельные сопротивления для сланцев и песчаников Kaроо находятся в диапазоне от 1 до 20 Ом.м. Это означает, что контраст удельного сопротивления между хозяином Кароо и кимберлитом является небольшим или незначительным.
5. Наземные геофизические подписи на Альто Куйло
Наземные магнитные исследования считались в основном избыточными на Альто-Куйло, поскольку съемка на градиентометре на низком уровне вертолета дает данные сопоставимого качества и разрешения, достаточные для надежного определения границ кимберлитовых целей. Гравитационный и магнитотеллурический методы были развернуты на земле над приоритетными кимберлитовыми трубками для определения границ и бурения МОО. Межстрочный интервал составлял либо 100 м, либо 200 м, в зависимости от размеров цели, а станции располагались на расстоянии 25 м или 50 м друг от друга.
Данные гравитации собирали с использованием гравиметра Scintrex CG3 с низким сносом и прецизионной цифровой системы GPS Leica. Точные данные о местности важны для снижения шума в исправленной аномалии Буге. Плотность восстановления 2,0 г/см3 была выбрана для минимизации корреляции между топографией и гравитационной аномалией.
Магнитотеллурический метод с естественным источником звука (ММЕИЗ) был выбран из-за его способности исследовать до глубины до 500 м и его свободы от громоздких контуров передатчика и генераторов тока, которые предлагают логистические проблемы. Используемый массив представлял собой линейный разброс длиной 100 м с двумя встроенными диполями электрического поля (Ех) 50 м, двумя диполями электрического поля (Ey) длиной 25 м и расположенными по центру ортогональными линиями (Hx) и поперечной линией (Hy) датчики магнитного поля. Катушки Zonge ANT6 использовались для датчиков поля H и латунных кольев для электродов поля. Приемник Zonge GDP32 использовался для записи значений тензорного поля на 30 частотах в диапазоне от 3 Гц до 8 кГц. Время считывания составляло 20–25 мин на каждой станции для получения желаемых уровней шума в данных. Тм мода измерялась с помощью Ex-ориентированного Ю–З с 50 м диполем, а Te мода была измерена с Ey-ориентированным С–В с 25 м диполем.
Измерения и контрасты физических свойств, описанные выше, определяют геофизические признаки, которые можно ожидать от кимберлитовой геологии. Более подробное обсуждение этой темы освещено в Macnae (1995). Фактические геофизические сигнатуры, полученные с помощью каждого из трех методов независимого поля, проиллюстрированы здесь для нескольких крупных кимберлитов (максимальный диаметр 600–1200 м), которые были исследованы в программе МОО на Альто Куйло. Предполагаемые подписи были получены в некоторых случаях, но неожиданные подписи также встречались.
5.1. Кимберлит AC42
Кимберлит AC42 иллюстрирует случай большого кратера (диаметром 1000 м), заполненного ОВК и ФКП. Кратер AC42 хорошо очерчен в улучшенной версии магнитных данных вертолета, показанной на рис. 5а. Применяемый фильтр - это первая вертикальная производная (ВП1) ОМИ, приведенная к полюсу с удаленным трендом первого порядка. Амплитуда магнитной аномалии повышена на юге и востоке, где река эрозия (см. рис. 5в) привела к тому, что массивные блоки ОВК оказались ближе к поверхности земли и, следовательно, ближе к бортовому магнитному датчику.
таб.1средняя плотность на месте (влажная) основных литологий Альто Куйло.
Средняя сырая насыпная плотность на месте (без образцов)
Идентичность скважины; кратер фациальный песок; переотложенный вулканический кимберлит; пирокластический кимберлит; магматический кимберлит; кантри рок брекчия; кароо; формирование кароо( сланц, песчаник сланц, ламинированный сланц, сланц, песчаник, песчаник сланц, сланц.)
а) АС016-11 УДА ( магнитная восприимчивость СИ10-3 и глубина м) кратер фациальный песок, песчаный ОВК, пирокластический кимберлит.
б) АС004-04 УДА ( магнитная восприимчивость СИ10-3 и глубина м) УДА, пирокластический кимберлит, ПК вены кальцита.
Там также может быть геологический и структурный контроль над этими ответами. Кратер производит сильную гравитационную низкую аномалию, которая указывает на положение вентиляционного отверстия вблизи минимальных значений силы тяжести, что подтверждается при бурении. Остаточная аномалия Буге (удаленная тенденция второго порядка) показана на рис. 5б.
5.2. Кимберлит AC70
В отличие от кимберлита AC42, кимберлитовая труба AC70 имеет аналогичный диаметр (примерно 1000 м) и глубину покрытия, но магнитная сигнатура, показанная на рис. 6a, нечеткая и не дает очевидных целей бурения. AC70 также не имеет заметной гравитационной сигнатуры, проиллюстрированной остаточной аномалией Бугера в 0,2 мгла на рис. 6b. В этом случае именно ММЕИЗ позволяет более четко представить данные о наличии крупного кратера с ОВК и заполненным песком кратером. Это видно из срезов глубины 3D и 2D модели инверсии удельного сопротивления, показанных на рис. 6c и d соответственно.
Данные ММЕИЗ были первоначально смоделированы с использованием алгоритма гладкой инверсии Zonge 2D, взвешенного по стартовой модели 1D, в скалярном режиме только (то есть без включения данных фазы) и используя только данные режима Tm. Уровни ошибок в данных амплитуды режима Tm были установлены на уровне 5% (уровни ошибок в данных фазы были установлены на уровне 50 мрад). Полученные модели обеспечивают достаточную структуру, чтобы четко указывать местоположение кратера кимберлита (рис. 6d) и точно отображать контакт между вскрышей и литологией хозяина Кару. Они также указывают на переход от сланцев к песчаникам с глубиной в скале Кару. Инверсионное моделирование, включающее скалярные данные в режиме Te и данные о фазах из обоих режимов, не значительно улучшило информацию в 2D-моделях.
а) магнитная аномалия вертолета ( ВП сводится к полосу, первый удален тренд порядок)(в ОМИ аномалия 20 нТ на ободе юго-западе и - 2 нТ аномалия на большей части кратера)
б) Аномалия Бугера ( 2.0 г/сс плотость уменьшения; второй удален тренд порядок)( 0.8 мГал остаточная аномалия
с) Высота Земли (получено из гравитационного контроля местности)(70 м из топографических рельефа)
Рис. 5. Магнитная (а) и гравитационная (б) подписи кимберлита AC42 и соответствующая цифровая модель местности (в). Гравитационные станции обозначены как открытые круги. Существующие (желтые) и предлагаемые (красные) скважины обозначены цветными кружками. Выбранные контуры гравитации показаны пунктирными линиями.
Особенности, связанные с кимберлитами, имеют тенденцию быть плохо сформированными в двумерных моделях из-за трехмерного характера трубы. Трехмерная магнитотеллурическая инверсия без ограничений с полной областью, то есть инверсия, использующая все частоты как в режимах Tm, так и в Te, а также данные по кажущемуся сопротивлению и фазе, по-видимому, дает значительно улучшенное изображение истинной геометрии кимберлитового кратера (рис. 6c). Кратер AC70 скрыт под 40–80 м укрытия и заполнен слоистыми и неуплотненными песками на глубине почти 400 м около центра кратера. Данные МВ указывают на наличие блока ОВК на глубине от 75 м до 90 м. И эта единица, и истинная глубина песчаного заполнителя более точно отображаются в 3D-модели ММЕИЗ. Однако усилия и время, необходимые для генерации трехмерных моделей, значительно больше, чем для генерации двумерных моделей, и поэтому трехмерное инверсионное моделирование обычно не использовалось.
5.3. Кимберлит АС16
Пример секций 2D модели ММВИЗ взят из обзора ММВИЗ над кимберлитом AC16. Три алгоритма моделирования обычно использовались для сравнения на каждой строке данных ММВИЗ. Полученные три разреза глубины удельного сопротивления для линии 5400 представлены на рис. 7. Статически скорректированное преобразование Бостика (рис. 7в) указывает местоположение кратера, а также указывает возможную геометрию корня. Статистически скорректированная 1D модель (рис. 7б) вызывает наслоение, но все же указывает местоположение кратера. 2D-модель (рис. 7а) наилучшим образом изолирует случаи появления массивных слоев RVK вокруг края кратера. Во всех трех типах моделей удельного сопротивления известная палеотопографическая высота постоянно отображается над кратером АС16, точный картируется базальный контакт перекрывающих пород и указывается переход от песков Калахари и Калонда к сланцу Кару и песчанику Кару.
Геофизическая сигнатура большого (1,0 × 1,3 км) эллиптического кратера AC16 показана в плане на рис. 8. 2D-модель удельного сопротивления на глубине 100 м показана на рис. 8a, а 2D-модель удельного сопротивления с глубины 300 м на рис. 8б. Местонахождение наземной разведочной линии 5400 указано.
Глубина залегания над кратерным комплексом составляет 20–40 м. Разделы глубины удельного сопротивления показывают до 20 м палео-рельефа над кратером, хотя причина развития этого палео-высоты неясна. Значительное истончение неуплотненных песков над АС16, что подтверждается перехватами бурового ограждения, вероятно, в значительной степени объясняет высокую гравитационную сигнатуру, идентифицированную по этой трубе. Это единственная известная положительная гравитационная сигнатура на большом кимберлитовом комплексе в Альто-Куйло. Считается, что локальные максимумы остаточной гравитации вокруг края кратера указывают на локальные максимумы в палео-рельефе. Однако там, где эти высокие локальные гравитационные аномалии совпадают с локальными положительными магнитными аномалиями, указываются более толстые и более мелкие массивные единицы ОВК, которые встречаются при бурении.
5.4. Кимберлит AC09
AC09 - еще один большой (диаметр 700 м) кимберлит. В этом случае труба находится в пойме реки, которая откинула большую часть вскрыши, и труба заглублена только на 4–20 м глубиной. Кольцо магнитных сильных аномалий, показанное на рис. 9а, отмечает подтвержденное бурением расположение мелких и достаточно толстых (до 140 м) массивных слоев ОВК вокруг края кратера. Разбавленные и залегающие песчаные фации ОВК в центре кратера дают общий тонкий магнитный максимум над кимберлитом. Реакция остаточной гравитации AC09 показана на рис. 9б. В этом кратере есть необычная слабая высокая аномалия центральной гравитации, которая не была объяснена бурением до настоящего времени, но большие сланцевые блоки Кару встречались в нескольких скважинах, и один из возможных источников этого отклика - клочок каменной породы. Расположение силы тяжести вблизи центра трубы может также соответствовать наличию магматической пробки или «лавового озера», расположенного вблизи поверхности, так как магматический кимберлит демонстрирует наибольшую плотность плотности по сравнению с ОВК и ВК. Тем не менее, нет соответствующего магнитного отклика в поддержку этой интерпретации.
6. Резюме и обсуждение
Более крупные кимберлиты в Альто-Куйло демонстрируют некоторые сходства со звездным кимберлитом форта кимберлитов мелового века в центральной части Саскачевана, где было зарегистрировано около 70 отдельных случаев кимберлита. Звезда была тщательно пробурена для керна и подробно описана в Zonneveld et al., 2004. Раннее извержение Джоли-Фу, одно из по меньшей мере четырех идентифицированных извержений кимберлита в комплексе Star vent / pipe, вторглось в «слабо литифицированный сланец, алевролит». и песчаник кантюарской свиты », что привело к гораздо большие габариты, чем у питателя, ширина которого может быть всего 200 метров. Было сформировано положительное рельефное кольцо тефры, развивающееся с более поздним вулканизмом и эрозией в тефровый конус с
80 м положительного рельефа. Фации на входе в кратеры включают в себя транспортируемый по течению кимберлитовый песчаник и конгломерат, которые транспортируются по течению, и кратеры исключительно полны и хорошо сохранились. Исключительная толщина до 400 м ВК встречается внутри вентиляционных отверстий. Боковые обширные градуированные кимберлитовые слои в звёздах являются алмазоносными, и существует потенциал для больших объемов, содержащих драгоценные камни. Магнитная аномалия вертолета низкого уровня над звездной трубой является относительно слабой и сложной, что в значительной степени определяется распределением кимберлитовых слоев только из верхней части тела кимберлита. Расположение зоны фидера не видно в магнитных данных в звездах (Leroux, 2005).
На вертолетных магнитных исследованиях на низкоуровневых вертолетах Альто Куйло было обнаружено более 80 новых слабо магнитных покрытых кимберлитовых трубок, многие из которых демонстрируют удивительно законченные и хорошо сохранившиеся изображения кратеров. Кимберлиты проникают через магнитно-прозрачные осадки Кару и были размещены во время осаждения доминирующей в песке формации Калонда, в которой они, как правило, находятся. Как правило, они погружены под 10 - 70 м немагнитного покрытия, а магнитный фундамент расположен на глубине, превышающей 350 м ниже поверхность. В результате дискретные магнитные аномалии, возникающие из мелких источников, легко отличимы от широких откликов фундамента. В других частях алмазных полей северо-восточной Анголы последовательности Кару и покровов размыты, и магнитное основание обнажено. В таких условиях магнитные отклики от кимберлитов Альто Куйло будут маскироваться множеством схожих или намного более высоких амплитудных откликов, относящихся к магнитному фундаменту.
Единственный известный источник мелкого магнетизма в проекте Альто Куйло - это микроскопические первичные зерна магнетита, расположенные либо в кимберлитовой матрице, либо в детритном материале, полученном в результате выветривания и эрозии кимберлита. Связанные с кратерами осадочные процессы сконцентрировали магнетит и, по-видимому, другие тяжелые минералы в отдельных единицах в пределах кратеров. Агрегаты ОВК могут быть массивными или интеркалированными слоями песков кратерной фации. В некоторых случаях пески формации Калонда значительно разбавили концентрацию зерен магнетита в фации кратера. Эти факторы во многом определяют характер магнитных откликов более крупных кимберлитов в Альто-Куйло.
а) магнитная аномалия вертолета б) остаточная аномалия Бугера
с) 3д модель плотности на 370м д) 2д модель плотности на 370м
Рис. 6. Магнитная (a), гравитационная (b) и электромагнитная (c, d) подписи кимберлита AC70. Срезы модели удельного сопротивления на глубине 370 м показаны для 3D-инверсии (c) и 2D-инверсии (d). Станции Gravity и ММЕИЗ обозначены незакрашенными кружками. Границы кратера, интерпретируемые по магнитным данным вертолета, обозначены пунктирной линией. Пунктирные линии представляют собой линии магнитной аномалии. Желтые кружки указывают на существующие отверстия УДА.
Измерения магнитной восприимчивости на сердечнике помогают в идентификации кимберлитовой фации. В Альто Куйло магнитные восприимчивости массивных слоев ОВК имеют тенденцию повышаться относительно пирокластических или магматический кимберлит. Это отличается от результатов, полученных в Экати, например, где магнитная восприимчивость магматического кимберлита на полный порядок выше, чем у вулканического пластика кимберлита, и доминирует в магнитных откликах (Lockhart et al., 2004). Низкоуровневые магнитные данные вертолета обеспечивают тонкую детализацию распределения кимберлитовой фации. При высоких значениях Куйло магнитные аномалии возникают из более мелких и / или более толстых интервалов массивных слоев ОВК, которые обычно расположены вокруг кратера кратера.
а) 2д инверция степень магнитной аномалии
б) 1д инверция ; с) преобразование Бостика
Рис. 7. Моделированные участки глубины удельного сопротивления на линии разведки 5400 через кимберлит AC16; взвешенная 2D модель инверсии (a), 1D модель инверсии (b) и глубинное преобразование Бостика (c). Указаны основные пласты и их восстановленные номинальные удельные сопротивления, а также степень магнитной аномалии вертолета.
Магнитотеллурические данные подтверждают этот вывод. Природно-звуковые магнитотеллурические исследования в естественных источниках позволили сопоставить чрезвычайно малые контрасты удельного сопротивления между кимберлитом и вмещающей породой на глубинах свыше 400 м в относительно проводящей местности. Более проводящие зоны, связанные с кимберлитовыми комплексами, по-видимому, соответствуют массивным выветрившимся слоям ОВК, расположенным в или по периметру хорошо сохранившихся кратеров. Полнодоменная 3D-инверсия может значительно улучшить геометрическую форму и точность глубины моделей удельного сопротивления, полученных из 2D-съемок ММЕИЗ.
Низкие значения плотности гравитации Буге между 0,2 и 0,8 мг были измерены при высоких значениях Куйло для большинства более крупных кимберлитовых комплексов, определенных для оценки. Низкие гравитационные аномалии успешно указали на относительно небольшие участки вентиляционных отверстий под большими сохранившимися кратерами, захороненными под слоем около 50 м. Исключением является положительная аномалия остаточной гравитации, полученная по AC16, которая в значительной степени приписывается мелкой палео-топографической высоте над кратером. Гравитационные данные могут отображать отдельные объекты в крупных кратерных комплексах и таким образом повышают достоверность общей интерпретации геофизических сигнатур.
а) удельное сопротивление на глубине 100 м б) на 300 м
Рис. 8. (a, b) Геофизические подписи над кимберлитом AC16. Положительная аномалия остаточной гравитации (максимальная амплитуда
0,2 мГал) прозрачно накладывается на вторую вертикальную производную (ВП2) магнитных данных вертолета, приведенную к полюсу (амплитуды аномалий 2–5 нТл), наложенную на цифровую модель рельефа (дренаж коричневого цвета) ). 2D-модель удельного сопротивления на глубине 100 м перекрывается в a, а 2D-модель с глубины 300 м - в b. Расположение сечения ММЕИЗ на рис. 7 указано стрелками. Предлагаемые и существующие скважины обозначены цветными и аннотированными символами. Аллювиальные разведочные ямы обозначены зелеными символами, а кустарные раскопки - светло-зелеными полигонами.
Геофизические признаки некоторых недавно открытых больших (N40 га) кимберлитовых трубок на концессии Альто Куйло в северо-восточной Анголе ☆
Wayne Petit
BHP Billiton World Exploration Inc., 6 Hollard Street, Marshalltown, Johannesburg, 2001, South Africa
Аннотация:
В данной статье представлено сравнение геофизических откликов нескольких крупных кимберлитовых комплексов, обнаруженных и очерченных на концессии Альто Куйло в алмазных полях северо-восточной Анголы в 2005-2008 годах. Несколько геофизических методов использовались в сочетании с геохимическими и минералогическими методами определения приоритетов для руководства разведочное, очерчивание и бурение образцов, с целью быстрой идентификации и оценки кимберлитовых тел. Кимберлиты были размещены через песчаники и сланцы супергруппы Кароо, имеют эпохи извержения одновременно с меловой формацией Калонда, где преобладают пески, и покрыты слабо консолидированными отложениями группы Калахари с преобладанием песка. Учитывая, что некимберлитовые литологии с преобладанием песка имеют магнитную прозрачность, съемка на магнитном градиентометре с низким разрешением на вертолете с высоким разрешением оказалась исключительно эффективной при распознавании кимберлитовых мишеней даже для аномалий низкой амплитуды (например, 1–2 нТл). Магнитные данные вертолета определили примерно 244 вероятных кимберлитовых цели, а бурение 103 целей подтвердило 80 новых кимберлитов площадью более 5 га. Большинство кимберлитов принимают форму хорошо сохранившихся кратерных объектов, содержащих полный спектр литологий кимберлитовых кратеров. Наземные гравитационные и электромагнитные исследования проводились на всех кимберлитах, приоритетных для последующего исследования. Геофизические отклики были основаны на измерениях магнитной восприимчивости и плотности, которые обычно собирались на всех буровых колоннах. Геофизические сигнатуры, разрешенные тремя независимыми геофизическими методами, были удивительно переменными и предположительно были получены в основном из материалов фаций кратеров, которые демонстрируют характерно изменяющиеся литологии. Геофизические интерпретации определяли ориентацию буровых работ на всех этапах программы в Альто Куйло, от разведки до оценки. В сочетании с методами геохимической и минералогической расстановки приоритетов геофизические характеристики магнитных, гравитационных и электромагнитных данных обеспечивают надежную основу для разведочного, разграничительного и мини-бурения проб кимберлитов, захороненных под 10–70 м вскрыши. Значительная изменчивость в геофизических ответах от кимберлитов, которые похожи по размеру, структуре и геометрии, подчеркивает важность применения всех трех независимых геофизических методов для эффективного достижения целей исследования и оценки кимберлитов. Эффективность междисциплинарного подхода к оценке кимберлитов продемонстрирована в быстрой оценке кластера крупных кимберлитов, обнаруженных в проекте Альто Куйло.
-
Введение
В ноябре 2004 года BHP Billiton World Exploration Inc., в сотрудничестве с Endiama и Moyoweno (Ендиама и Мойоену) , создала совместное предприятие с Petra Diamonds Ltd ( Петра Алмазы) для разведки алмазов по лицензии на разведку Petra в Анголе. BHP Billiton согласилась финансировать и осуществлять программу разведки кимберлита на концессии Альто Куйло. Лицензия занимает площадь 2700 кв.км. и расположен на северо-востоке Анголы, в самом сердце известных кимберлитовых полей, примерно в 80 км к юго-западу от города Сауримо. Географическое положение и широкая геологическая обстановка показаны на рис.1. Альто Куило Кимберлитовый кластер расположен в кратоне Касай, как определено Jelsma et al. (этот объем), и в пределах коридора Лукапа, который содержит основные кимберлитовые скопления в Анголе и ДР Конго, модифицированные из Roman'ko et al. (2005). Рабочая программа, проводившаяся в период с июня 2005 года по апрель 2008 года, была разработана для тщательного исследования объекта на наличие потенциальных алмазоносных кимберлитовых трубок. Мульти-методические геофизические исследования были необходимы, чтобы вести бурение и были неотъемлемой частью программы.
2. Геологическая обстановка на Альто Куйло
По оценкам, в Альто-Куйло магнитный архейский гранит-гнейсовый фундамент кратона Касаи лежит между 350 и 650 м ниже поверхности. Контроль глубины фундамента осуществляется от пересечения одной скважины и моделирования глубины до магнитного фундамента. Это перекрывается магнитно-прозрачными пластами сланца и песчаника Кароо каменноугольного возраста.
Рис. 1. Расположение концессии Альто Куйло в алмазных полях северо-восточной Анголы.
Похоже, что в собственности нет базальта и доломита эпохи Кароо. Кароо перекрывается последовательностью покрова, состоящей из неуплотненных флювиильных и эоловых песков формации Калонда, группы Калахари и четвертичных отложений. Толщина покрова посткару в области фокуса составляет от 10 до 70 м. Эта геологическая среда обеспечивает идеальные условия для обнаружения даже слабомагнитных тел, которые проникают на небольшие глубины, поскольку даже самые тонкие мелкие отклики легко отличимы от широких откликов магнитного фундамента.
Как более полно описано в Eley et al. (2008), кимберлиты провинции Альто Куйло были размещены между 146 и 111 млн лет назад во время мелового периода. Кимберлиты, прорывавшиеся через осадки Кару, были размещены во время осаждения доминирующей в песке формации Калонда и покрыты плохо консолидированными отложениями, в которых преобладает песок, формации Калахари. По-видимому, было очень мало или вообще не было эрозии после размещения и до осаждения покровных образований. В результате кимберлитовые кратеры, как правило, необычайно хорошо сохранились, и их склонность к изменению объясняется предполагаемой некомпетентностью песков формации Калонда во время размещения. Кимберлитовая фациальная кратер также неоднократно разбавляется предполагаемым калондоэквивалентным песком. Изображения кратеров можно сравнить с таковыми в кимберлитовом кластере Форт-ла-Корн в Канаде, описанными Berryman et al. (2004) и Zonneveld et al. (2004), где значительные объемы алмазоносных градуированных кимберлитовых пластов встречаются в крупных кимберлитовых комплексах.
В нескольких местах в фрации кратера Альто-Куйло были обнаружены песок (ФКП) и вторичный отложения вулканического кимберлита и эрозия (ОВК). Однако большинство кимберлитов расположено под прикрытием в промежутках между по существу северными потоками речных стоков. Поэтому при проведении буровых испытаний этих целей необходимо руководствоваться в первую очередь интерпретацией их геофизических сигнатур, подчеркивая важнейшую роль, которую должна играть геофизика в разведке кимберлитов.
3. Бортовые геофизические подписи на Альто Куйло
3.1. Фиксированные магнитные данные крыла
Исследование трехосного магнитометра с фиксированным крылом было проведено для Petra в 1997 году компанией Fugro Airborne Surveys (Фугро воздушные съемки) по всей лицензии Альто Куйло. Авиационные линии были ориентированы с севера на юг и располагались на расстоянии 250 м друг от друга, а номинальная высота датчика составляла 75 м над поверхностью земли. Этот опрос выявил ряд крупных потенциальных откликов кимберлита, среди множества мелких вероятных особенностей кимберлита. Подмножество данных о неподвижном крыле представлено в оттенках серого на рис. 2а в виде второй вертикальной производной (ВП2) общей магнитной интенсивности (ОМИ), приведенной к полюсу (ПКП). Однако аномалии при съемке с фиксированным крылом не были достаточно хорошо разрешены, чтобы позволить расположить скважины для немедленных испытаний на бурение. Кроме того, некоторые очень тонкие, большие магнитные элементы не были определены в качестве целей в этом наборе данных.
3.2. Вертолет магнитных данных
В целях отслеживания аномалий неподвижного крыла в середине 2005 г. было получено исследование горизонтального магнитного градиентометра на вертолете низкого уровня, охватывающее около 40% территории северной части. Этот опрос заменил обычные последующие наземные магнитные исследования. Опрос проводился для совместного предприятия Fugro Airborne Surveys (Фугро воздушные съемки) с использованием их собственной системы MIDAS. Средняя высота датчика была на 20 м выше опасности, а расстояние между линиями составляло 100 м. Основной блок размером 5 км на 5 км был заполнен до 50 м межстрочного расстояния, но наличие покрытия в 50 м ограничивает преимущество градиентометра, проводящего исследования на линиях, расположенных на расстоянии ближе 100 м друг от друга.
Для сравнения с данными обзора неподвижного крыла эквивалентное подмножество магнитных данных вертолета с разнесенными на 100 м линиями показано на рис. 2b, также в виде ВП2 ПКП. Несколько крупных потенциальных кимберлитовых аномалий, ранее выявленных при съемке с неподвижным крылом, гораздо более детально отображены в данных вертолета. Кроме того, обнаружено несколько тонких текстурных особенностей с диаметрами порядка 1000 м. Пример показан на рис. 2b, где кимберлит AC70 проявляется в виде тонкой текстуры ( 1 нТл) на магнитном изображении вертолета. Эти магнитные подписи будут полностью замаскированы даже в умеренно «загруженной» магнитной геологической среде.
3.3. Аэромагнитные цели
Всего 62 кимберлитовых мишени были идентифицированы в данных аэромагнитной съемки неподвижного крыла. Помимо улучшения разрешения этих целей, данные вертолетной съемки определили еще 182 цели. Многие из них меньше, чем цели с неподвижным крылом, но некоторые имеют диаметр порядка 1000 м и чрезвычайно тонкие, и не были признаны в данных обзора фиксированного крыла. Площади поверхности мишеней кимберлитового типа в проект Альто Куйло графически обозначены на рис. 3 относительно совокупного числа мишеней. Имеется 5 целей с площадью поверхности более 100 га, 39 целей с площадью более 20 га и 152 цели с площадью более 7 га. Более 100 целей были испытаны к декабрю 2007 года, что привело к открытию 80 подтвержденных новых кимберлитов в Альто Куйло.
В этой «тихой» магнитной обстановке поисковое бурение на магнитных объектах было чрезвычайно успешным при обнаружении новых кимберлитов. Важной последующей задачей было определить, какие из кимберлитов входят в число наиболее оправданных дальнейших работ по разграничению с точки зрения экономических целей проекта. Для этого требовалось пробурить хотя бы одну целевую скважину с узким диаметром алмаза (УДА) в каждой трубе с целью анализа тяжелых минералов и отбора проб микроалмазов (см. Rogers and Grütter, этот выпуск). Благоприятные кимберлитовые трубки, на что указывают их геохимия и минералогия, были затем запланированы для бурения большого диаметра, чтобы собрать мини-объемный образец (МОО) для получения оценки качества алмаза.
4. Измерения и контрасты физических свойств в Alto Cuilo
4.1. Плотность
Измерения удельного веса (УВ) были проведены на репрезентативных образцах керна, взятых через каждые 3 м вдоль керна (обычно 10–20 см керна). Метод определения влажного УВ представляет собой вес в воздухе против веса в воде без какой-либо сушки образцов. В таблице 1 приведены сводные данные о средней плотности влаги («на месте») для преобладающих пластов на Альто-Куйло. Результаты не предсказывают измеримый контраст между кимберлитом и литологией хозяина Кароо. Однако в более глубоких кратерах неконсолидированные фации кратера, вероятно, будут сопоставляться с консолидированными отложениями Кару. В этих ситуациях могут быть получены незначительные аномалии от краткости до незначительной гравитации. Кроме того, свежий магматический кимберлит показывает самые высокие значения УВ и может поддерживать локальный высокий уровень гравитации там, где он расположен на более мелких уровнях.
4.2. Магнитная восприимчивость
Петрографические исследования показывают, что кимберлитовый магнетизм исходит из микроскопического (менее 200 м) первичного магнетита, находящегося в кимберлитовая матрица (Eley et al., 2008). Обычные измерения магнитной восприимчивости (МВ) проводились с интервалами 1 м на всех скважинных скважинах с использованием калиброванного ручного измерителя магнитной восприимчивости (тип Exploranium Kappameter модель KT9). Восприимчивость является полезным показателем кимберлитовой фации, как показано на рис. 4. В трубах, представляющих интерес на массивных пластах ОВК в Альто-Куйло, значения MВ могут достигать 2–4 × 10–3 SI (рис. 4b) Разбавление песка в более крупные кратеры могут уменьшить это на порядок до среднего значения 0,4 × 10 -3 СИ (рис. 4а). Более глубокие массивные вулканикластические, пирокластические и магматические кимберлитовые единицы обычно имеют более согласованные значения MВ около 1–1,5 × 10–3 SI. Смысл Альто Куйло заключается в том, что скопления мелких массивных слоев ОВК внутри или вокруг кратеров будут доминировать над магнитной сигнатурой.
а) магнитные данные с фиксированным крылом; б) магнитные данные вертолета
Рис. 2. (а, б) Аэромагнитные сигнатуры на Альто-Куйло. Показаны подмножество данных осмотра неподвижного крыла (а) и эквивалентное подмножество данных вертолета (b). Оба изображения имеют вторую вертикальную производную (ВП2) от общей магнитной интенсивности (ОМИ), приведенной к полюсу (ПКП). Целевые числа и культурные особенности указаны. Желтые крестики указывают на места обнажения кимберлита.
Кимберлитовые мишени Альто Куйло по областями
Как идентифицировано в магнитных данных вертолета
площадь поверхность(га)
совокупное количество целей
Рис. 3. Предполагаемые площади поверхности кимберлитовых мишеней, идентифицированные по магнитным данным вертолета на Альто-Куйло.
4.3. Удельное сопротивление
Удельные сопротивления пласта не измерялись напрямую. Тем не менее, согласованные результаты гладкой инверсии модели Zonge 2D дают хорошую оценку фактического удельного сопротивления породы и восстанавливают значения удельного сопротивления около 1–3 Ом.м для выветрившегося, переработанного кимберлита или ОВК и 100–400 Ом.м для вскрыши Калахари. Восстановленные удельные сопротивления для сланцев и песчаников Kaроо находятся в диапазоне от 1 до 20 Ом.м. Это означает, что контраст удельного сопротивления между хозяином Кароо и кимберлитом является небольшим или незначительным.
5. Наземные геофизические подписи на Альто Куйло
Наземные магнитные исследования считались в основном избыточными на Альто-Куйло, поскольку съемка на градиентометре на низком уровне вертолета дает данные сопоставимого качества и разрешения, достаточные для надежного определения границ кимберлитовых целей. Гравитационный и магнитотеллурический методы были развернуты на земле над приоритетными кимберлитовыми трубками для определения границ и бурения МОО. Межстрочный интервал составлял либо 100 м, либо 200 м, в зависимости от размеров цели, а станции располагались на расстоянии 25 м или 50 м друг от друга.
Данные гравитации собирали с использованием гравиметра Scintrex CG3 с низким сносом и прецизионной цифровой системы GPS Leica. Точные данные о местности важны для снижения шума в исправленной аномалии Буге. Плотность восстановления 2,0 г/см3 была выбрана для минимизации корреляции между топографией и гравитационной аномалией.
Магнитотеллурический метод с естественным источником звука (ММЕИЗ) был выбран из-за его способности исследовать до глубины до 500 м и его свободы от громоздких контуров передатчика и генераторов тока, которые предлагают логистические проблемы. Используемый массив представлял собой линейный разброс длиной 100 м с двумя встроенными диполями электрического поля (Ех) 50 м, двумя диполями электрического поля (Ey) длиной 25 м и расположенными по центру ортогональными линиями (Hx) и поперечной линией (Hy) датчики магнитного поля. Катушки Zonge ANT6 использовались для датчиков поля H и латунных кольев для электродов поля. Приемник Zonge GDP32 использовался для записи значений тензорного поля на 30 частотах в диапазоне от 3 Гц до 8 кГц. Время считывания составляло 20–25 мин на каждой станции для получения желаемых уровней шума в данных. Тм мода измерялась с помощью Ex-ориентированного Ю–З с 50 м диполем, а Te мода была измерена с Ey-ориентированным С–В с 25 м диполем.
Измерения и контрасты физических свойств, описанные выше, определяют геофизические признаки, которые можно ожидать от кимберлитовой геологии. Более подробное обсуждение этой темы освещено в Macnae (1995). Фактические геофизические сигнатуры, полученные с помощью каждого из трех методов независимого поля, проиллюстрированы здесь для нескольких крупных кимберлитов (максимальный диаметр 600–1200 м), которые были исследованы в программе МОО на Альто Куйло. Предполагаемые подписи были получены в некоторых случаях, но неожиданные подписи также встречались.
5.1. Кимберлит AC42
Кимберлит AC42 иллюстрирует случай большого кратера (диаметром 1000 м), заполненного ОВК и ФКП. Кратер AC42 хорошо очерчен в улучшенной версии магнитных данных вертолета, показанной на рис. 5а. Применяемый фильтр - это первая вертикальная производная (ВП1) ОМИ, приведенная к полюсу с удаленным трендом первого порядка. Амплитуда магнитной аномалии повышена на юге и востоке, где река эрозия (см. рис. 5в) привела к тому, что массивные блоки ОВК оказались ближе к поверхности земли и, следовательно, ближе к бортовому магнитному датчику.
таб.1средняя плотность на месте (влажная) основных литологий Альто Куйло.
Средняя сырая насыпная плотность на месте (без образцов)
Идентичность скважины; кратер фациальный песок; переотложенный вулканический кимберлит; пирокластический кимберлит; магматический кимберлит; кантри рок брекчия; кароо; формирование кароо( сланц, песчаник сланц, ламинированный сланц, сланц, песчаник, песчаник сланц, сланц.)
а) АС016-11 УДА ( магнитная восприимчивость СИ10-3 и глубина м) кратер фациальный песок, песчаный ОВК, пирокластический кимберлит.
б) АС004-04 УДА ( магнитная восприимчивость СИ10-3 и глубина м) УДА, пирокластический кимберлит, ПК вены кальцита.
Там также может быть геологический и структурный контроль над этими ответами. Кратер производит сильную гравитационную низкую аномалию, которая указывает на положение вентиляционного отверстия вблизи минимальных значений силы тяжести, что подтверждается при бурении. Остаточная аномалия Буге (удаленная тенденция второго порядка) показана на рис. 5б.
5.2. Кимберлит AC70
В отличие от кимберлита AC42, кимберлитовая труба AC70 имеет аналогичный диаметр (примерно 1000 м) и глубину покрытия, но магнитная сигнатура, показанная на рис. 6a, нечеткая и не дает очевидных целей бурения. AC70 также не имеет заметной гравитационной сигнатуры, проиллюстрированной остаточной аномалией Бугера в 0,2 мгла на рис. 6b. В этом случае именно ММЕИЗ позволяет более четко представить данные о наличии крупного кратера с ОВК и заполненным песком кратером. Это видно из срезов глубины 3D и 2D модели инверсии удельного сопротивления, показанных на рис. 6c и d соответственно.
Данные ММЕИЗ были первоначально смоделированы с использованием алгоритма гладкой инверсии Zonge 2D, взвешенного по стартовой модели 1D, в скалярном режиме только (то есть без включения данных фазы) и используя только данные режима Tm. Уровни ошибок в данных амплитуды режима Tm были установлены на уровне 5% (уровни ошибок в данных фазы были установлены на уровне 50 мрад). Полученные модели обеспечивают достаточную структуру, чтобы четко указывать местоположение кратера кимберлита (рис. 6d) и точно отображать контакт между вскрышей и литологией хозяина Кару. Они также указывают на переход от сланцев к песчаникам с глубиной в скале Кару. Инверсионное моделирование, включающее скалярные данные в режиме Te и данные о фазах из обоих режимов, не значительно улучшило информацию в 2D-моделях.
а) магнитная аномалия вертолета ( ВП сводится к полосу, первый удален тренд порядок)(в ОМИ аномалия 20 нТ на ободе юго-западе и - 2 нТ аномалия на большей части кратера)
б) Аномалия Бугера ( 2.0 г/сс плотость уменьшения; второй удален тренд порядок)( 0.8 мГал остаточная аномалия
с) Высота Земли (получено из гравитационного контроля местности)(70 м из топографических рельефа)
Рис. 5. Магнитная (а) и гравитационная (б) подписи кимберлита AC42 и соответствующая цифровая модель местности (в). Гравитационные станции обозначены как открытые круги. Существующие (желтые) и предлагаемые (красные) скважины обозначены цветными кружками. Выбранные контуры гравитации показаны пунктирными линиями.
Особенности, связанные с кимберлитами, имеют тенденцию быть плохо сформированными в двумерных моделях из-за трехмерного характера трубы. Трехмерная магнитотеллурическая инверсия без ограничений с полной областью, то есть инверсия, использующая все частоты как в режимах Tm, так и в Te, а также данные по кажущемуся сопротивлению и фазе, по-видимому, дает значительно улучшенное изображение истинной геометрии кимберлитового кратера (рис. 6c). Кратер AC70 скрыт под 40–80 м укрытия и заполнен слоистыми и неуплотненными песками на глубине почти 400 м около центра кратера. Данные МВ указывают на наличие блока ОВК на глубине от 75 м до 90 м. И эта единица, и истинная глубина песчаного заполнителя более точно отображаются в 3D-модели ММЕИЗ. Однако усилия и время, необходимые для генерации трехмерных моделей, значительно больше, чем для генерации двумерных моделей, и поэтому трехмерное инверсионное моделирование обычно не использовалось.
5.3. Кимберлит АС16
Пример секций 2D модели ММВИЗ взят из обзора ММВИЗ над кимберлитом AC16. Три алгоритма моделирования обычно использовались для сравнения на каждой строке данных ММВИЗ. Полученные три разреза глубины удельного сопротивления для линии 5400 представлены на рис. 7. Статически скорректированное преобразование Бостика (рис. 7в) указывает местоположение кратера, а также указывает возможную геометрию корня. Статистически скорректированная 1D модель (рис. 7б) вызывает наслоение, но все же указывает местоположение кратера. 2D-модель (рис. 7а) наилучшим образом изолирует случаи появления массивных слоев RVK вокруг края кратера. Во всех трех типах моделей удельного сопротивления известная палеотопографическая высота постоянно отображается над кратером АС16, точный картируется базальный контакт перекрывающих пород и указывается переход от песков Калахари и Калонда к сланцу Кару и песчанику Кару.
Геофизическая сигнатура большого (1,0 × 1,3 км) эллиптического кратера AC16 показана в плане на рис. 8. 2D-модель удельного сопротивления на глубине 100 м показана на рис. 8a, а 2D-модель удельного сопротивления с глубины 300 м на рис. 8б. Местонахождение наземной разведочной линии 5400 указано.
Глубина залегания над кратерным комплексом составляет 20–40 м. Разделы глубины удельного сопротивления показывают до 20 м палео-рельефа над кратером, хотя причина развития этого палео-высоты неясна. Значительное истончение неуплотненных песков над АС16, что подтверждается перехватами бурового ограждения, вероятно, в значительной степени объясняет высокую гравитационную сигнатуру, идентифицированную по этой трубе. Это единственная известная положительная гравитационная сигнатура на большом кимберлитовом комплексе в Альто-Куйло. Считается, что локальные максимумы остаточной гравитации вокруг края кратера указывают на локальные максимумы в палео-рельефе. Однако там, где эти высокие локальные гравитационные аномалии совпадают с локальными положительными магнитными аномалиями, указываются более толстые и более мелкие массивные единицы ОВК, которые встречаются при бурении.
5.4. Кимберлит AC09
AC09 - еще один большой (диаметр 700 м) кимберлит. В этом случае труба находится в пойме реки, которая откинула большую часть вскрыши, и труба заглублена только на 4–20 м глубиной. Кольцо магнитных сильных аномалий, показанное на рис. 9а, отмечает подтвержденное бурением расположение мелких и достаточно толстых (до 140 м) массивных слоев ОВК вокруг края кратера. Разбавленные и залегающие песчаные фации ОВК в центре кратера дают общий тонкий магнитный максимум над кимберлитом. Реакция остаточной гравитации AC09 показана на рис. 9б. В этом кратере есть необычная слабая высокая аномалия центральной гравитации, которая не была объяснена бурением до настоящего времени, но большие сланцевые блоки Кару встречались в нескольких скважинах, и один из возможных источников этого отклика - клочок каменной породы. Расположение силы тяжести вблизи центра трубы может также соответствовать наличию магматической пробки или «лавового озера», расположенного вблизи поверхности, так как магматический кимберлит демонстрирует наибольшую плотность плотности по сравнению с ОВК и ВК. Тем не менее, нет соответствующего магнитного отклика в поддержку этой интерпретации.
6. Резюме и обсуждение
Более крупные кимберлиты в Альто-Куйло демонстрируют некоторые сходства со звездным кимберлитом форта кимберлитов мелового века в центральной части Саскачевана, где было зарегистрировано около 70 отдельных случаев кимберлита. Звезда была тщательно пробурена для керна и подробно описана в Zonneveld et al., 2004. Раннее извержение Джоли-Фу, одно из по меньшей мере четырех идентифицированных извержений кимберлита в комплексе Star vent / pipe, вторглось в «слабо литифицированный сланец, алевролит». и песчаник кантюарской свиты », что привело к гораздо большие габариты, чем у питателя, ширина которого может быть всего 200 метров. Было сформировано положительное рельефное кольцо тефры, развивающееся с более поздним вулканизмом и эрозией в тефровый конус с
а) магнитный вертолет ВП1 б) гравитационный Бугер
Рис. 9. Остаточные магнитные (а) и гравитационные (б) сигнатуры кимберлита AC09. Первая вертикальная производная (ВП1) аномалии Бугера накладывается на цифровую модель местности вертолета (дренаж синим цветом, рельеф 60 м). Гравитационные станции обозначены незакрашенными кружками. Белые кружки указывают на существующие алмазные скважины узкого диаметра. Магнитные ответы выделены жирными черными линиями и штриховкой. Пунктирная линия указывает на высокую аномалию центральной гравитации.
В сочетании с методами геохимической и минералогической расстановки приоритетов геофизические подписи в магнитных, гравитационных и магнитотеллурических данных послужили надежной основой для разведочного, разграничительного и мини-бурения образцов недавно обнаруженного погребенного кимберлитового кластера, расположенного в ангольской провинции премиум-класса кимберлит. Эффективность междисциплинарного подхода к оценке кимберлитов продемонстрирована в быстрой оценке этого кластера новых кимберлитов, обнаруженных в проекте Альто Куйло.
Существуют значительные различия в геофизических признаках практически одинаковых кимберлитов в одном и том же кластере на Альто-Куйло. Этот момент подчеркивает важность регулярного применения всех трех независимых геофизических методов для эффективного достижения целей разведки и оценки кимберлита в любой конкретной геологической обстановке. Предыдущий автор (Гобба, 1989) пришел к аналогичному выводу и подчеркнул важность использования междисциплинарного группового подхода к интеграции геохимических, минералогических и геофизических наборов данных, чтобы ускорить обнаружение и сократить время проектного цикла.
Подтверждения
Автор выражает благодарность за поддержку BHP Billiton и Petra Diamonds и их партнеров за эту работу, которую они предпринимают, и за предоставленное ими разрешение на публикацию данных и результатов на 9-й Международной кимберлитовой конференции. Герман Грюттер оказал ценную помощь, понимание и моральную поддержку при подготовке этой рукописи. Джим Дэвидсон и Эндрю Роджерс из Petra Diamonds рассмотрели содержание рукописи и дали важные советы. Невилл Браун из Geophysical Systems and Services и Грег Саймонс из Greg Symons Geophysics и их полевые команды искренне благодарны за их усилия и терпение в получении высококачественной земли геофизические данные в Анголе. Невилл потратил много часов на создание и уточнение моделей магнитотеллурических данных по инверсии Зонга. Роб Эллис предоставил экспертный вклад в виде трехмерных инверсионных моделей магнитотеллурических данных. Пилоты и члены экипажа авиационных исследований Fugro признаны за безопасное проведение вертолетных исследований низкого уровня и предоставление аэромагнитных данных высокого качества для проекта.
Литература
Berryman, A.K., Scott Smith, B.H., Jellicoe, B.C., 2004. Geology and diamond distribution of the 140/141 kimberlite, Fort a` la Corne, central Saskatchewan, Canada. Lithos 76, 99–114.
Eley, R., Grütter, H., Louw, A., Tunguno, C., Twidale, J., 2008. Exploration Geology of the Luxinga Kimberlite Cluster (Angola) with Evidence Supporting the Presence of Kimberlite Lava. Extended Abstract submitted to the Ninth International Kimberlite Conference.
Gobba, J.M.,1989. Kimberlite exploration in Tanzania. Journal of African Earth Sciences 9 (314), 565–578.
Jelsma, H., Barnett, W., Richards, S., Lister, G., this volume. Tectonic setting of Kimberlites. Lithos. doi:10.1016/j.lithos.2009.06.030.
Leroux, D.C., 2005. Amended technical Review of the Shore Gold Inc. Diamond Exploration Project, Fort à la Corne, Saskatchewan, Canada. Report No. 881 prepared for Shore Gold Inc. by A.C.A. Howe International Ltd., Mining and Geological Consultants.
Lockhart, G., Grütter, H.S., Carlson, J., 2004. Temporal and geomagnetic relationship of Ekati economic kimberlites. Lithos 77, 665–682.
Macnae, J., 1995. Applications of geophysics for the detection and exploration of kimberlites and lamproites. Journal of Geochemical Exploration 53, 213–243. Rogers, A.J., Grütter, H.S., 2009, this issue. Fe-rich and Na-rich megacryst clinopyroxene and garnet from the Luxinga kimberlite cluster, Lunda Sul, Angola. Proceedings of the 9th International Kimberlite Conference. Lithos 112S, 942–950.
Roman'ko, E.F., Egorov, K.N., Podvysotskii, V.T., Sablukov, S.M., D'yakonov, D.B., 2005. A new diamondiferous kimberlite region in Southwestern Angola. Doklady Earth Sciences 403A (6), 817–821.
Zonneveld, J.-P., Kjarsgaard, B.A., Harvey, S.E., Heaman, L.M., McNeil, D.H., Marcia, K.Y., 2004. Sedimentologic and stratigraphic constraints on emplacement of the Star Kimberlite, east–central Saskatchewan. Lithos 76, 115–138.