nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2025-48-2-204-223KWATNNnznistu-403Research ArticleГеофизикаGeophysicsРазработка методики и оптимального комплекса геофизических исследований при выделении перспективных областейDevelopment of a methodology and an optimal complex of geophysical studies when identifying ore gold promising areas within Kaspinsky ore clusterhttps://orcid.org/0009-0008-3888-5779ТрофимовИ. В.TrofimovI. V.

Трофимов Илья Владимирович - младший научный сотрудник, институт «Сибирская школа Геонаук» Иркутский национальный исследовательский технический университет.

Иркутск

Ilya V. Trofimov - Juinior Researcher, Siberian School of Geosciences.

Irkutsk

itrofimov@geo.istu.eduhttps://orcid.org/0009-0007-7394-1978ВальковаЕ. Д.ValkovaE. D.

Валькова Евгения Денисовна - инженер департамента геоинформатики, институт «Сибирская школа геонаук».

Иркутск

Evgeniya D. Valkova - Engineer of the Geoinformatics Department, Siberian School of Geosciences.

Irkutsk

evalkova@geo.istu.eduhttps://orcid.org/0009-0000-2806-1954ЛазурченкоА. В.LazurchenkoA. V.

Лазурченко Антон Витальевич - младший научный сотрудник департамента геофизики, институт «Сибирская школа геонаук».

Иркутск

Anton V. Lazurchenko - Junior Researcher of the Geophysics Department, Siberian School of Geosciences.

Irkutsk

alazurchenko@geo.istu.eduhttps://orcid.org/0009-0000-5271-1128СтепановА. П.StepanovA. P.

Степанов Александр Петрович - ведущий инженер департамента геоинформатики, институт «Сибирская школа геонаук»

Иркутск

Aleksandr P. Stepanov - Lead Engineer of the Geoinformatics Department, Siberian School of Geosciences.

Irkutsk

stepanovap@geo.istu.eduhttps://orcid.org/0000-0002-1751-6682ДавыденкоА. Ю.DavydenkoA. Yu.

Давыденко Александр Юрьевич - доктор физико-математических наук, профессор департамента геофизики, институт «Сибирская школа геонаук», Иркутский национальный исследовательский технический университет, профессор кафедры динамической геологии, Иркутский государственный университет.

Иркутск

Aleksandr Yu. Davydenko - Dr. Sci. (Phys. & Math.), Professor of the Geophysics Department, Siberian School of Geosciences, Irkutsk National Research Technical University, Professor of the Department of Dynamic Geology, Irkutsk State University.

Irkutsk

davydenko@gmail.comИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian FederationИркутский национальный исследовательский технический университет; Иркутский государственный университетРоссияIrkutsk National Research Technical University; Irkutsk State UniversityRussian Federation202524072025482204223Copyright © Трофимов И.В., Валькова Е.Д., Лазурченко А.В., Степанов А.П., Давыденко А.Ю., 20252025Трофимов И.В., Валькова Е.Д., Лазурченко А.В., Степанов А.П., Давыденко А.Ю.Trofimov I.V., Valkova E.D., Lazurchenko A.V., Stepanov A.P., Davydenko A.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/403

В статье представлены результаты применения комплекса геофизических методов для изучения Каспинского рудного узла в Красноярском крае. Цель исследования заключалась в оценке эффективности различных современных методов при решении задачи выделения границ интрузивных массивов и анализе тектонических нарушений, которые играют ключевую роль в формировании золото-сульфидно-кварцевого оруденения. Геофизический комплекс включал в себя беспилотную магниторазведку (комплекс SibGIS UAS), бесконтактное измерение электрического поля (аппаратный комплекс БИКС) и электромагнитное зондирование с вызванной поляризацией (аппаратно-программный комплекс «Марс»). Магниторазведка позволила выделить малые диоритовые массивы Ольховского комплекса и их контакты с карбонатными отложениями, а также выявить тектонические нарушения. Электроразведочные работы способствовали анализу мелких разломов и распределения вызванной поляризации, что важно для поиска зон минерализации. Также в рамках исследования была выполнена трехмерная каскадная инверсия магниторазведочных данных для локализации интрузивных тел. В результате проведенной работы был сделан вывод о том, что представленная методика не является оптимальной, комплекс геофизических методов является избыточным. В дальнейших исследованиях предлагается исключить метод бесконтактного измерения электрических полей из-за малого количества полезной информации и проблем в интерпретации по сравнению с методом электромагнитного зондирования и вызванной поляризации. Помимо этого, основным изменением в методике является последовательность этапов выполнения работ. Полученные в результате проведенного исследования данные послужили одной из основ для постановки буровых работ поискового этапа.

The article presents the application results of a set of geophysical methods to study the Kaspinsky ore cluster in the Krasnoyarsk Krai. The purpose of the study was to evaluate the efficiency of various modern methods when solving the problem of identifying the boundaries of intrusive massifs and analyzing tectonic disturbances that play a key role in the formation of gold-sulfide-quartz mineralization. The geophysical complex included unmanned magnetic exploration (SibGIS UAS complex), non-contact electric field measurement (BIKS non-contact measurement of electric field hardware complex) and electromagnetic sensing with induced polarization (Mars hardware and software complex). Magnetic exploration allowed to identify small diorite massifs of the Olkhovsky complex and their contacts with carbonate deposits, as well as to identify tectonic faults. Electrical exploration contributed to the analysis of small faults and distribution of induced polarization, which is important when searching for mineralization zones. Also, the study included a three-dimensional cascade inversion of magnetic exploration data for intrusive body localization. Conducted work resulted in the conclusion that the presented methodology is not optimal and the complex of geophysical methods is redundant. It is proposed to exclude the method of non-contact measurement of electric fields in further researches due to the small amount of useful information and interpretation problems as compared with the method of electromagnetic sensing and induced polarization. In addition, the main change in the methodology is the sequence of work stages. The data obtained as a result of the conducted research served as one of the bases for setting up drilling operations at the exploration stage.

метод электромагнитного зондирования и вызванной поляризациибеспилотная магниторазведкаКрасноярский крайКаспинский рудный узелтрехмерная каскадная инверсияelectromagnetic sounding and induced polarization methodunmanned magnetic explorationKrasnoyarsk KraiKaspinsky ore clusterthree-dimensional cascade inversionReferencesЕрофеев Л.Я., Орехов А.Н. Геолого-геофизические условия на золоторудных полях Сибири // Известия Томского политехнического университета. 2014. Т. 324. № 1. C. 80–86. EDN: RWQLIZ.Erofeev L.Ya., Orekhov A.N. Geological and geophysical conditions at Siberian golden ore fields. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. 2014;324(1):80-86. (In Russ.). EDN: RWQLIZ.Гусев А.И. Геолого-генетическая модель Синюхинского золото-медно-скарнового месторождения // Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых: материалы науч. конф. Томск: Изд-во ТПУ, 2000. С. 104–108.Gusev A.I. Geological and genetic model of the Sinyukhinsky gold-copper-skarn deposit. In: Poiski i razvedka mestorozhdenii poleznykh iskopaemykh: materialy nauch. konf. = Prospecting and exploration of mineral deposits: Proceedings of the scientific conference. Tomsk: Tomsk Polytechnic University; 2000, p. 104-108. (In Russ.).Соловьев Г.А. Петрофизическая классификация рудных месторождений // Геология и разведка. 1991. № 6. С. 22–29.Soloviev G.A. Petrophysical classification of ore deposits. Geologiya i razvedka. 1991;6:22-29. (In Russ.).Ерофеев Л.Я., Орехов А.Н. Магнито-геологические модели золоторудных тел и возможности магнитометрии при их разведке // Минерагения Северо-Восточной Азии: материалы II Всеросс. науч.-практ. конф. Улан-Удэ: Экос, 2011. С. 46–47.Erofeev L.Ya., Orekhov A.N. Magnetogeological models of gold ore bodies and magnetometry potential in their exploration. In: Minerageniya Severo-Vostochnoi Azii: materialy II Vseross. nauch.-prakt. konf. = Minerageny of North-East Asia: proceedings of the 2nd All-Russian scientific and practical conference. Ulan-Ude: Ekos; 2011, p. 46-47. (In Russ.).Приходько А.Ю. Условия формирования золоторудных месторождений по геофизическим данным // Геофизические исследования на твердые полезные ископаемые: тезисы докладов Междунар. геофизической конф. (г. Санкт-Петербург, 2–6 октября 2006 г.). СПб.: Издательство Welcome, 2006. С. 284–285.Prikhod’ko A.Yu. Formation conditions of gold ore deposits according to geophysical data. In: Geofizicheskie issledovaniya na tverdye poleznye iskopaemye: tezisy dokladov Mezhdunar. geofizicheskoi konf. = Geophysical research for solid minerals: abstracts of the International geophysical conference. 2–6 October 2006, St. Petersburg. St. Petersburg: Izdatel’stvo Welcome; 2006, p. 284-285. (In Russ.).Чупров В.В. [и др.]. Геолого-геофизическая классификация рудных объектов при общих и детальных поисках // Советская геология. 1982. № 4. С. 24–28.Chuprov V.V., et al. Geological and geophysical classification of ore objects in general and detailed exploration. Sovetskaya geologiya. 1982;4:24-28. (In Russ.).Паршин А.В., Будяк А.Е., Блинов А.В., Костерев А.Н., Морозов В.А., Михалев А.О. [и др.]. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях. Часть 2 // География и природные ресурсы. 2016. № S6. С. 150–155. https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(150-155). EDN: XQRZBR.Parshin A.V., Bydyak A.E., Blinov A.V., Kosterev A.N., Morozov V.A., Mikhalev A.O., et al. Low-altitude unmanned aeromagnetic survey in management of large-scale structuralgeological mapping and prospecting for ore deposits in composite topography. Part 2. Geografia i prirodnye resursy. 2016;S6:150-155. (In Russ.). https://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(150-155). EDN: XQRZBR.Паршин А.В., Гребенкин Н.А., Морозов В.А., Ржевская А.К., Шикаленко Ф.Н. Первые результаты методических работ по применению беспилотных аэрогеофизических технологий на стадии поисков месторождений Урана // Разведка и охрана недр. 2017. № 11. С. 59–64. EDN: YTHJUE.Parshin A.V., Grebenkin N.A., Morozov V.A., Rzhevskaya A.K., Shikalenko F.N. The first results of methodological work on the application of bespilot airborne geophysical technologies at the stage of prospecting of uranium deposits. Prospect and protection of mineral resources. 2017;11:59-64. (In Russ.). EDN: YTHJUE.Снегирёв Н.В., Гаченко С.В., Паршин А.В. Сравнительный анализ информативности маловысотной магниторазведки с применением беспилотных летательных аппаратов и наземной магниторазведки // Науки о Земле и недропользование. 2023. Т. 46. № 2. С. 182–189. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2023-46-2-182-189. EDN: CLAMAG.Snegirev N.V., Gachenko S.V., Parshin A.V. Comparative analysis of low-altitude magnetic survey sensitivity using unmanned aerial vehicles and land magnetic survey. Earth sciences and subsoil use. 2023;46(2):182-189. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2686-9993-2023-46-2-182-189. EDN: CLAMAG.Сапунов В.А., Денисов А.Ю., Савельев В.В., Киселёв С.Е., Нархов Е.Д., Сергеев А.В. [и др.]. Модернизация наземных оверхаузеровских магнитометров POS для использования на беспилотных аэроносителях коптерного типа // Инженерная и рудная геофизика 2020: материалы 16-й науч.-практ. конф. совместно с семинаром «Инженерная и рудная геология 2020» (г. Пермь, 14–18 сентября 2020 г.). Пермь: ЕАГЕ «Геомодель», 2020. С. 99. https://doi.org/10.3997/2214-4609.202051124. EDN: DQTTXQ.Sapunov V.A., Denisov A.Y., Savelyev V.V., Kiselev S.E., Narkhov E.D., Sergeev A.V., et al. Modernization of ground-based overhauser POS magnetometers to use on small unmanned copter-type aerial vehicles. In: Inzhenernaya i rudnaya geofizika 2020: materialy 16-i nauch.-prakt. konf. sovmestno s seminarom «Inzhenernaya i rudnaya geologiya 2020» = Engineering and ore geophysics 2020: proceedings of the 16th scientific and practical conference in combination with the seminar “Engineering and Ore Geology 2020”. 14–18 September 2020, Perm. Perm: Geomodel; 2020, р. 99. (In Russ.). https://doi.org/10.3997/2214-4609.202051124. EDN: DQTTXQ.Sapunov V., Bondarev E., Denisov A., Narkhov E., Sergeev A., Fedorov A., et al. UAV overhauser sensors and magnetometers: results and development prospects // Developments and Advances in Defense and Security. Proceedings of MICRADS 2024 / eds Á. Rocha, A. Vaseashta. Springer, 2025. Vol. 423. P. 331–345.Sapunov V., Bondarev E., Denisov A., Narkhov E., Sergeev A., Fedorov A., et al. UAV overhauser sensors and magnetometers: results and development prospects. In: Rocha Á., Vaseashta A. (eds). Developments and Advances in Defense and Security. Proceedings of MICRADS 2024. Springer; 2025, vol. 423, p. 331-345.Parshin A.V., Tsirel V.S., Rzhevskaya A.K. Guidelines for low-altitude aeromagnetic surveys (Russian Federal Agency for Subsoil Use, 2018) – the main points and the authors’ comments // GeoBaikal 2018: conference materials (Irkutsk, 11–17 August 2018). European Association of Geoscientists & Engineers, 2018. P. 1–7. https://doi.org/10.3997/22144609.201802012.Parshin A.V., Tsirel V.S., Rzhevskaya A.K. Guidelines for low-altitude aeromagnetic surveys (Russian Federal Agency for Subsoil Use, 2018) – the main points and the authors’ comments. In: GeoBaikal 2018: conference materials. 11–17 August 2018, Irkutsk. European Association of Geoscientists & Engineers; 2018, p. 1-7. https://doi.org/10.3997/22144609.201802012.Давыденко А.Ю. Определение остаточной и индуктивной намагниченности объектов на основе каскадной инверсии данных магнитных съемок // Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных магнитных и электрических полей: сборник науч. трудов. Пермь: Изд-во ГИ УроРАН, 2025. Вып. 1. С. 95–99. EDN: XTVUJG.Davydenko A.Yu. Determination of residual and inductive magnetization of objects based on cascade inversion of magnetic survey data. In: Theoretical and Practical Issues of Geological Interpretation of Gravitational Magnetic and Electric Fields: Collected scientific papers. Perm: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Mining Institute; 2025, vol. 1, p. 95-99. (In Russ.). EDN: XTVUJG.Давыденко А.Ю. Инверсия магнитного поля на основе эластичной сети и векторного сканирования для оценки магнитной восприимчивости и остаточной намагниченности трехмерных объектов // Вопросы теории и практики геологической интерпретации геофизических полей: материалы 47-й сессии Междунар. науч. семинара Д.Г. Успенского – В.Н. Страхова (г. Воронеж, 27–30 января 2020 г.). Воронеж: ИПЦ «Научная книга», 2020. С. 105– 110. EDN: SSQCEL.Davydenko A.Yu. Magnetic field inversion based on elastic net and vector scanning to estimate 3D object magnetic susceptibility and remanent magnetizatio. In: Materialy 47-i sessii Mezhdunar. nauch. seminara D.G. Uspenskogo – V.N. Strakhova = Materials of the 47th session of D.G. Uspensky – V.N. Strakhov International scientific seminar. 27–30 January 2020, Voronezh. Voronezh: Nauchnaya kniga; 2020, р. 105-110. (In Russ.). EDN: SSQCEL.Zou H., Hastie T. Regularization and variable selection via the elastic net // Journal of the Royal Statistical Society B. (Statistical Methodology). 2005. Vol. 67. Iss. 2. 301–320. https://doi.org/10.1111/j.1467-9868.2005.00503.x.Zou H., Hastie T. Regularization and variable selection via the elastic net. Journal of the Royal Statistical Society B (Statistical Methodology). 2005;67(2):301-320. (In Russ.). https://doi.org/10.1111/j.1467-9868.2005.00503.x.Бобачев А.А. Особенности электрического поля в воздухе при низкочастотных бесконтактных электрических зондированиях // Разведка и охрана недр. 2002. № 10. С. 36–40.Bobachev A.A. Electric field features in the air during low-frequency contactless electrical sounding. Prospect and protection of mineral resources. 2002;10:36-40. (In Russ.).Груздев А.И., Бобачев А.А. Особенности применения бесконтактных измерений в методе сопротивлений // Инженерная, угольная и рудная геофизика-2015. Современное состояние и перспективы развития: материалы конф. (г. Сочи, 28 сентября – 2 октября 2015 г.). М.: Изд-во ЕАГО, 2015. С. 178–183. EDN: UMRFSR.Gruzdev A.I., Bobachev A.A. Application features of non-contact measurements in resistance method. In: Inzhenernaya, ugol’naya i rudnaya geofizika-2015. Sovremennoe sostoyanie i perspektivy razvitiya: materialy konf. = Engineering, coal and ore geophysics-2015. Current status and development prospects: conference proceedings. 28 September – 2 October 2015, Sochi. Moscow: Interregional Public Organization Euro-Asian Geophysical Society; 2015, p. 178-183. (In Russ.). EDN: UMRFSR.Груздев А.И. Сравнение различных методик контактных и бесконтактных измерений в условиях средней полосы России // Инженерные изыскания. 2014. № 9-10. С. 32–37. EDN: TEGEUV.Gruzdev A.I. Comparison of different methods of contactand non-contact measurements in the midland of Russi. Engineering Survey. 2014;9-10:32-37. (In Russ.). EDN: TEGEUV.Трофимов И.В., Башкеев А.С., Савченко В.А., Коншин И.О. Опыт комплексирования бесконтактной технологии метода сопротивлений и геофизической съемки с применением беспилотных летательных аппаратов при поисках коренного золота в Бодайбинском синклинории // Науки о Земле и недропользование. 2024. Т. 47. № 3. С. 248–261. https://doi.org/10.21285/2686-9993-2024-47-3-248-261. EDN: PQZKDATrofimov I.V., Bashkeev A.S., Savchenko V.A., Konshin I.O. Integration experience of resistivity method contactless technology and unmanned aerial vehicle measurements in primary gold prospecting in Bodaibo synclinorium. Earth sciences and subsoil use. 2024;47(3):248-261. (In Russ.). https://doi.org/10.21285/2686-9993-2024-47-3-248-261. EDN: PQZKDA.Пат. № 2574861, Российская Федерация, G01V 3/08. Способ измерения и обработки переходных процессов с заземленной линией при импульсном возбуждении поля электрическим диполем с целью построения геоэлектрических разрезов и устройство для осуществления этого способа с помощью аппаратно-программного электроразведочного комплекса (АПЭК «МАРС») / Ю.А. Давыденко, А.Ю. Давыденко, И.Ю. Пестерев, С.В. Яковлев, М.А. Давыденко, А.В. Комягин [и др.]. Заявл. 01.08.2012; опубл. 10.02.2016. Бюл. № 4.Davydenko J.A., Davydenko A.J., Pesterev I.J., Jakovlev S.V., Davydenko M.A., Komjagin A.V., et al. Method of measuring and processing transient processes with grounded line during pulse field excitation with electric dipole to construct geoelectric sections and apparatus for carrying out said method using hardware-software electrical logging system (APEK «MARS»). Patent RF, no. 2574861; 2016. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.