Peculiar features of correlation between petrophysical signatures of rocks and distribution of geophysical heterogeneities in the Monchegorsk ore area (Kola Peninsula, northeastern Baltic Shield)

The current article presents stratified data on physical properties of rocks and ores from the Monchegorsk ore area (Kola region). The constructed petrodensity and petromagnetic maps reflect peculiar features of changes in petrophysical parameters of both Paleoproterozoic intrusive rocks and host ro...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Філатова, В.Т.
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:Russian
Published: Subbotin Institute of Geophysics of the NAS of Ukraine 2021
Subjects:
Online Access:http://journals.uran.ua/geofizicheskiy/article/view/239969
Description
Summary:The current article presents stratified data on physical properties of rocks and ores from the Monchegorsk ore area (Kola region). The constructed petrodensity and petromagnetic maps reflect peculiar features of changes in petrophysical parameters of both Paleoproterozoic intrusive rocks and host rocks at the Archean basement of the area. To assess the complementarity degree of physical properties of the rocks and geophysical fields, we additionally analyzed the structure of geophysical anomalies (Δg, ΔZ) in the study area. It allowed constructing a distribution scheme for geophysical heterogeneity in the area and assessing their nature. The conducted studies showed that nickel-bearing and potentially nickel-bearing intrusions in the Monchegorsk ore area were highly dense, but composed of weakly magnetic rocks. Layering of the gabbro-labradorite massif of the Main Ridge is reflected in petrophysical parameters, i. e. endocontact gabbro and gabbronorite show an increased density and magnetic susceptibility compared to leucocratic gabbro and labradorite in the core of the intrusion. Thus, petrophysical data indicate a general increase in the basicity of the rocks towards the bottom of the intrusion. The discrepancy between intense geophysical anomalies and physical parameters of near-surface rocks of the block adjacent to the gabbro-labradorite massif of the Main Ridge in the southeast was revealed. This fact indicates a layer of dense rocks under the supracrustal basement rocks (a complex of gneisses and amphibolized volcanic-sedimentary rocks) and rocks of the Imandra-Varzuga structure. This layer can be composed of potentially nickel-bearing rocks of the Imandra complex, including intrusions of the clinopyroxene-wehrlite formation series exposed in some areas. According to the configuration pattern of the identified axes of local magnetic anomalies, the Archean blocks are considered isolated areas given the uniform pattern they create, i. e. Belomorian — isometric structures, Kola — linearly extended. Therefore, during transformation of the structural plan in the Paleoproterozoic, the Archean blocks gave differentiated responses to the emerging stress-strain state of the environment and were subject to heterogeneous deformations. The performed work, including integrated results of petrophysical studies with the analysis of the structure of geophysical anomalies in the ore region, is relevant in substantiating a strategy for prospecting for new ore occurrences and patterns of their localization, as well as for developing criteria for predicting industrial ores in the region. At the same time, the studies carried out make it possible to answer questions related to the reconstruction of the geodynamic settings that took place during the formation of the region’s crust. Приведены результаты исследований по систематизации полученных данных о физических свойствах горных пород и руд , развитых в Мончегорском рудном районе (Кольский регион). Построенные петроплотностная и петромагнитная карты отражают особенности изменения петрофизических параметров как интрузивных пород, сформировавшихся в палеопротерозое, так и вмещающих пород архейского фундамента района. Для оценки степени комплементарности физических свойств пород и геофизических полей дополнительно выполнен анализ структуры геофизических аномалий (∆g, ∆Z ) , наблюдаемых в пределах исследуемой территории , что позволило построить схему распределения геофизических неоднородностей района и оценить их характер. Согласно исследованиям в Мончегорском рудном районе никеленосные и потенциально никеленосные интрузии обладают повышенной плотностью, но сложены слабо-магнитными породами. Расслоенность габбро-лабрадоритового массива Главного хребта отражена в петрофизических параметрах: эндоконтактные габбро и габбро-нориты имеют повышенную плотность и магнитную восприимчивость по сравнению с такими параметрами лейкократовых габбро и лабрадоритов ядерной части интрузива. Таким образом, петрофизические данные указывают на общее увеличение основности пород к придонной части интрузии. Выявленные несоответствия интенсивных геофизических аномалий и физических параметров приповерхностных пород блока, примыкающего с юго-востока к габбро- лабрадоритовому массиву Главного хребта, указывают на то, что под супракрустальными породами фундамента (комплекс гнейсов и амфиболитов по вулканогенно-осадочным породам) и породами Имандра-Варзуги залегаете пласт плотных пород. Он может быть сложен потенциально никеленосными породами Имандровского комплекса с включением интрузий клинопироксенит-верлитового формационного ряда, обнаженных на отдельных участках. Архейские блоки по характеру конфигурации выявленных осей локальных магнитных аномалий выделяются как обособленные области по однородности создаваемого рисунка: Беломорский — изометричные структуры, Кольский — линейно-протяженные. Следовательно, в период перестройки структурного плана в палеопротерозое архейские блоки реагировали дифференцированно на возникающее напряженно-деформированное состояние среды и подвергались неоднородным деформациям. Выполненная работа, включающая комплексирование результатов петрофизических исследований с анализом структуры геофизических аномалий в пределах рудного района, актуальна при обосновании стратегии поисков новых рудопроявлений и закономерностей их локализации, а также для разработки критериев прогнозирования промышленных руд в районе. При этом результаты исследований позволяют отвечать на вопросы, связанные с реконструкцией геодинамических обстановок, имевших место при формировании земной коры региона. Наведено результати досліджень щодо систематизації отриманих даних стосовно фізичних властивостей гірських порід і руд, поширених у Мончегорському рудному районі (Кольський регіон). Побудовано петрогустинну й петромагнітну карти, які відображають особливості зміни петрофізичних параметрів як інтрузивних порід, що сформувалися в палеопротерозої, так і вмісних порід архейського фундаменту району. Для оцінювання ступеня комплементарності фізичних властивостей порід і геофізичних полів додатково виконано аналіз структури геофізичних аномалій (∆g,∆Z ) , які спостерігають у межах досліджуваної території , що дало змогу побудувати схему розподілу геофізичних неоднорідностей району та оцінити їх характер. Згідно з дослідженнями, у Мончегорському рудному районі нікеленосні та потенційно нікеленосні інтрузії мають підвищену густину, але складені слабомагнітними породами. Розшарування габро-лабрадоритового масиву Головного хребта відображене у петрофізичних параметрах: ендоконтактні габро і габро-норити мають підвищену густину і магнітну сприйнятливість порівняно з такими параметрами лейкократових габро і лабрадоритів ядерної частини інтрузиву. Таким чином, петрофізичні дані вказують на загальне збільшення основності порід до придонної частини інтрузії. Виявлені невідповідності інтенсивних геофізичних аномалій і фізичних параметрів приповерхневих порід блока, що примикає з південного сходу до габро-лабрадоритового масиву Головного хребта, вказують на те, що під супракрустальними породами фундаменту (комплекс гнейсів і амфіболітів по вулканогенно-осадових породах) і породами Імандра-Варзуги залягає пласт щільних порід. Цей пласт може бути складений потенційно нікеленосними породами Імандрівського комплексу із включенням інтрузій клінопіроксеніт-верлітового формаційного ряду, відслонених на окремих ділянках. Архейські блоки за характером зміни виявлених осей локальних магнітних аномалій виділено як відособлені райони за однорідністю створюваного малюнка: Біломорський — ізометричні структури, Кольський — лінійно-протяжні. Отже, в період перебудови структурного плану в палеопротерозої архейські блоки реагували диференційовано на виникнення напружено-деформованого стану середовища і зазнавали неоднорідних деформацій. Виконана робота, що охоплює комплексування результатів петрофізичних досліджень з аналізом структури геофізичних аномалій у межах рудного району, актуальна при обґрунтуванні стратегії пошуків нових рудопроявів і закономірностей їх локалізації, а також для розробки критеріїв прогнозування промислових руд у районі. При цьому результати дослідження дають можливість відповідати на питання, пов’язані з реконструкцією геодинамічних обстановок, що існували під час формування земної кори регіону.