Preview

Науки о Земле и недропользование

Расширенный поиск
Том 41, № 3 (2018)
Скачать выпуск PDF

Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых 

9-21 21
Аннотация
Цель. Изучить динамику разрывообразования и типы дизъюнктивных структурных ловушек для рудных растворов при знакопеременных движениях в разломных зонах при сдвиге, транспрессии и транстенсии. Методы. Моделирование выполнено в лаборатории тектонофизики Института земной коры СО РАН. Эксперименты проведены на установке «Разлом», которая позволила задавать не только направление, но и скорость перемещения штампов, на двух скоростях: 10-4 и 10-5 м/с. Исследования выполнены на базе экспериментов физического моделирования с использованием эквивалентного материала - водной суспензии монтмориллонитовой глины с вязкостью 106-107 Па·с. Каждый опыт проводился в два этапа. На первом этапе эксперимента воспроизводились обстановки, соответствующие сдвигу, сдвигу с растяжением (транстенсия) или сдвигу со сжатием (транспрессия). На втором этапе опыта моделировалось структурообразование при противоположном перемещении штампов экспериментальной установки, то есть при сдвиге с обратным знаком, транспрессии или транстенсии. Результаты. В серии из 8 опытов изучены парагенезы разрывов с акцентом на структуры растяжения, которые могут быть благоприятными для локализации кимберлитовых тел. Закономерности формирования дизъюнктивов рассмотрены с позиции образования в моделях известных разрывов парагенеза сдвиговой зоны. Структуры растяжения, благоприятные для рудоотложения, более характерны для опытов, проведенных на медленной скорости. Другим фактором, влияющим на формирование внутренней структуры разломных зон, является вектор относительного перемещения штампов, от которого зависят динамические обстановки первого и второго этапов. Рассмотрены комбинации обстановок правого и левого сдвигов, транстенсии - транспрессии, и транспрессии - транстенсии. Выводы. Установлено, что скорость деформирования существенно влияет на специфику структурообразования. При знакопеременных движениях в зонах разломов от нее зависят не только ширина зоны и расстояние между системами разрывов, но и специфика набора элементов структурного парагенеза. Наиболее амплитудные структуры растяжения разных типов формируются вблизи основных швов дизъюнктивов, для области которых характерна наибольшая величина дилатансии. Особенно отчетливо дилатансия проявлена в разломных зонах, которые на первом этапе формируются в обстановке транспрессии, а на втором - транстенсии. В таких зонах наблюдается наибольшие размеры дизъюнктивных структурных ловушек, связанных с разрывами разных типов - е , R и Y .
22-34 26
Аннотация
Цель. Оценка и анализ амплитудно-частотного состава фоновых микросейсмических колебаний и их возможных сезонных вариаций на территории Байкальской сейсмической зоны. Методы. В работе применялся метод спектральных отношений вертикальных и горизонтальных компонент микросейсм (H/V-отношения) или метод Накамуры. В качестве исходного анализируемого материала использовались записи непрерывной сейсмической регистрации, полученные 23 короткопериодными сейсмическими станциями Байкальского филиала ФИЦ «Единая геофизическая служба Российской академии наук», расположенными на территории Байкальской сейсмической зоны. С целью исключения случайных ошибок, связанных с техногенными помехами, землетрясениями, промышленными взрывами и пр., для анализа выбирались длительные участки сейсмических записей продолжительностью не менее 1 ч. Результаты. Были получены кривые H/V-отношений и их сезонные вариации, характеризующие амплитудно-частотный состав фоновых микросейсмических колебаний в частотном диапазоне от 0,5 до 10 или 20 Гц в зависимости от типа регистрирующей аппаратуры. Выводы. Полученные кривые H/V-отношений условно можно разделить на две группы: стабильные и со значительными сезонными вариациями. К первой группе относятся станции с устойчивыми амплитудно-частотными характеристиками микросейсмического сигнала, не зависящими от сезона. Ко второй группе относятся станции, для которых получены кривые H/V-отношений со значительными сезонными вариациями. Сопоставление положения сейсмических станций и полученных кривых H/V-отношений показало существование зависимости амплитудно-частотных характеристик микросейсмического сигнала от локальных условий их в районе установки станций (на выходе скальных пород фундамента, в зоне крупных активных разломов или во впадинах с мощным осадочных чехлом).
35-49 23
Аннотация
Цель. Провести комплексный анализ трещиноватости и сравнить результаты двух принципиально различных методов реконструкции полей тектонических напряжений на основе геолого-структурных данных участка Тажеран в Прибайкалье. Методы. В работе применен новый подход к парагенетическому анализу статистических замеров «немой» трещиноватости, позволяющий восстановить напряженное состояние локального объема горных пород и установить его принадлежность к зоне разлома определенного морфогенетического типа и ориентировки. Вторым способом реконструкции полей напряжений являлся кинематический метод на основе анализа векторов смещений по разрывам. Результаты. Проведен анализ 22 массовых замеров элементов залегания трещин (по 100 шт.) и 158 замеров штрихов скольжения в 16 пунктах наблюдения. Получено 70 решений парагенетического метода и 26 решений кинематического метода о полях напряжений локального ранга. Трещинные парагенезисы формировались в полях сжатия, сдвига и растяжения примерно в равном количестве, следы смещений больше проявлены в сдвиговых полях. Сравнение итогов по каждому пункту наблюдений показало, что большая часть решений кинематического метода (22 из 26) имеет аналогичное по типу и ориентировке решение парагенетического метода о поле напряжений первого или второго порядка. Выводы. Результаты реконструкции локальных полей напряжений двумя методами сопоставимы и в целом дополняют и частично подтверждают друг друга. Восстановленные разными методами идентичные поля напряжений предположительно относятся к одному этапу. Остальные - преимущественно парагенетические - решения свидетельствуют о полях напряжений на ранних стадиях развития мелких разломных зон в пределах участка. Рекомендуется комплексное применение парагенетического и кинематического методов.
50-61 26
Аннотация
Цель. Анализ нефтегазоносности Сибирской платформы (СП) на основе исследования глобальных историко-генетических и геологических аспектов онтогенеза углеводородов. Методы. Интерпретация геодинамических, структурно-тектонических, литолого-фациальных факторов нефтегазоносности Сибирской платформы путем изучения особенностей месторождений углеводородов на ее территории. Анализ следующих наиболее важных глобальных предпосылок нефтегазоносности юга СП: 1) огромных площадей распространения рифейско-вендско-кембрийских отложений на территории СП в обширных рифейских осадочно-породных бассейнах; 2) литолого-фациального состава пород, наличия мощных пластов каменных солей, присутствия многочисленных водорослево-археоциатовых биогермов в рифей-венд-кембрийских отложениях как убедительных доказательств благоприятной палеогеографической и палеоклиматической обстановки этих периодов, обусловленных положением Земли в зоне низких широт; 3) длительности рифейского этапа развития СП (более 1 млрд лет), отличающегося формированием разнообразных по кинематике и масштабам типов структурных зон, в том числе многочисленных рифтов; 4) существования на территории СП инкратонных и перикратонных рифтов - наиболее проницаемых структур литосферы, создающих оптимальные условия транзита глубинных флюидных потоков и играющих важнейшую роль в процессах нафтидогенеза; 5) наличия разновозрастных генетических типов природных резервуаров с набором литогеодинамических комплексов, сформированных на разных геотектонических стадиях развития породно-осадочных бассейнов. Результаты. На основе обобщения геолого-геофизической информации последних лет проанализированы глобальные геологические и историко-генетические предпосылки нефтегазоносности СП, создающие максимально благоприятные условия онтогенеза углеводородов. Выводы. Перечисленные предпосылки подтверждены доказанной и перспективной нефтегазоносностью рифей-венд-кембрийских отложений юга СП, к которым приурочены многочисленные месторождения углеводородов.

ТЕХНОЛОГИИ РАЗВЕДКИ И РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

62-77 43
Аннотация
Цель. Обосновать компоновку бурового оборудования и схему поверхностной обвязки устья при бурении скважин с очисткой забоя саморазрушающейся пеной по замкнутому циркуляционному циклу. Методы. На основании обзора и анализа технологии и технических средств произведена разработка схем обвязки оборудования для бурения скважин пенами. Оборудование применимо для различных глубин скважин, способов получения пены для геологоразведочного бурения. Результаты разработки апробированы при бурении производственных скважин. Результаты. Обеспечено оптимальное регулирование расхода воздуха, пенообразователя и получение необходимого давление нагнетания пены. Разработаны специальные компрессорно-дожимные устройства, монтирующиеся на гидравлической части насосов типа 11ГРИ или НБ-4 и исполняюшие роль второй ступени компрессора, которые позволяют нейтрализовать отрицательное действие вредного пространства при работе на сжимаемой среде. Приготовление пены в специальных поверхностных пеногенераторах позволяет получить пену высокого качества, более рационально расходовать пенообразующий раствор. Обусловлена возможность регулирования кратности пены при предварительном ее получении путем подбора оптимального соотношения расхода воздуха и пенообразователя или изменения конструктивных параметров пеногенератора. Выводы. С использованием предлагаемых технологических схем обвязки оборудования (компрессора низкого давления и бурового насоса со смонтированными на нем аэраторами, камерами сжатия, бустерами, а также компрессорами высокого давления для вспенивания общего потока) для конкретных геолого-технических условий бурения с пеной достигается оптимальный режим безаварийной проходки осложненных горизонтов с регулированием гидростатического давления.
78-92 29
Аннотация
Цель. Исследования направлены на изучение геологического строения Ковыктинского газоконденсатного месторождения (ГКМ) Иркутской области, выявление и оконтуривание зон, неоднородного строения продуктивных отложений парфёновского горизонта чорской свиты венда, а также оценку необходимости пересмотра петрофизической модели коллекторов, представленной в 2013 году при пересчете запасов углеводородов парфёновского горизонта Ковыктинского ГКМ. Методы. Анализ распределения подсчетных параметров (эффективной толщины, коэффициента открытой пористости) и промысловых характеристик (дебитов) коллекторов парфёновского горизонта по площади месторождения и по разрезу. Сопоставление дифференциальных распределений эффективных толщин и пористости коллекторов до и после деления Ковыктинского ГКМ на зоны с различным типом разреза парфёновского горизонта. Результаты. Приведены сведения об особенностях строения пород-коллекторов парфёновского горизонта Ковыктинского ГКМ. Установлено три типа разреза парфёновского горизонта. Выполнено ранжирование скважин Ковыктинского ГКМ по типу разреза парфёновского горизонта и результатам испытания его в открытом стволе и/или в колонне. Определены направления дальнейшего изучения особенностей строения коллекторов парфёновского горизонта. Выводы. В парфёновском горизонте существуют коллекторы с улучшенными и ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами. Наличие различных по свойствам и составу коллекторов в отложениях парфёновского горизонта выявило необходимость в пересмотре петрофизической модели и методического обеспечения комплексной интерпретации материалов геофизического исследования скважин, представленных при пересчете запасов углеводородов Ковыктинского ГКМ в 2013 году.
93-105 40
Аннотация
Цель. Изучение возможностей регрессионного и дисперсионного анализов при количественной интерпретации гравитационных аномалий. Методы. Рассматриваются возможности использования метода главных компонент и сингулярного разложения матриц при трансформации и инверсии гравитационных полей на примере Уланбаатарской и Налайхской межгорных впадин (Монголия). Результаты. С использованием регрессионного и дисперсионного анализов получены количественные характеристики мощности рыхлых отложений исследуемых структур. Максимальная мощность отложений Уланбаатарской впадины составляет 100-200 м, Налайхской - 600 м. Полученные оценки подтверждаются результатами инверсии гравитационного поля исследуемых впадин с помощью других методов. Выводы. Результаты трансформации и инверсии гравитационного поля осадочных отложений малой мощности (100-200 м) при замене бесконечных по протяженности прямоугольных призм на параллелепипеды, ограниченные по простиранию, меняются незначительно и остаются в первоначальных пределах (при сохранении величины недостатка плотности осадков). У впадины, заполненной мощной толщей осадков, происходит значительное увеличение этой характеристики (с 600 м до 900 м) при сохранении недостатка плотности осадков. Подобные вариации осадочной толщи исследуемых объектов можно объяснить величиной угла видимости отдельно взятых геометрических тел, аппроксимирующих линзы осадков. Применение метода главных компонент аппарата дисперсионного анализа при выделении региональной и локальной (остаточной) составляющих гравитационного поля и инверсии аномального поля силы тяжести с использованием сингулярного разложения матриц регрессионного метода исследований вполне возможно и достаточно эффективно.

ГИПОТЕЗЫ, СООБЩЕНИЯ, ДИСКУССИЯ 

106-118 50
Аннотация
Цель. Обосновать необходимость учета фрактальности среды при оконтуривании рудных зон, тел, проведении геометризации месторождений полезных ископаемых. Найти условия совместимости детерминистской теории слоисто-струйчатого геохимического поля профессора П.К. Соболевского в условиях фрактальной среды. Методы. Обзор литературных источников и исследований в области синергетики, фрактальной геометрии. Математическая обработка и анализ фрактальных геологических систем. Результаты. В самоорганизующейся динамической системе доминируют нелинейные связи, а положение каждого фрактала в условиях «детерминированного хаоса» случайно и непредсказуемо. Существующее детерминистское представление о месторождении как о геохимическом поле (П.К. Соболевский), удовлетворяющем условию конечности, однозначности, непрерывности, плавности и имеющем слоисто-струйчатую структуру, входит в противоречие с дискретностью распределения полезных компонентов, неоднозначностью данных (для конкретной точки пространства). Противоречие можно устранить, если рассматривать геохимическое поле не в точке, а в некотором объеме, относя содержание полезного компонента или другие показатели к центру этого объема. Метод изолиний вошел практически во все области научного знания, он нагляден, достаточно информативен, и от него нельзя отказаться. Выводы. Методическая основа геометризации, включающая системный подход в научных исследованиях, должна быть дополнена и фрактальным анализом, ныне являющимся неотъемлемой частью синергетики. Это позволит более рационально подходить к обоснованию и выбору технологических решений для отработки геологического объекта. При адаптации теории геохимического поля не к точке, а к определенному объему пространства недр возникает случайная компонента, поэтому оперировать необходимо со случайными пространственными полями, где главенствующими становятся вероятностные методы, теория случайных функций, геостатистика.

ПАМЯТЬ О НИХ СОХРАНИМ 

119-130 7
Аннотация
Статья посвящена памяти выдающегося сибирского геоморфолога Геннадия Феодосьевича Уфимцева - доктора геолого-минералогических наук, профессора - признанного специалиста в области новейшей тектоники, геоморфологии и физической географии. Его отличали широта научных интересов, энциклопедичность знаний, увлеченность и страстность в работе. Эти качества обеспечили ему успех в науке - он автор и соавтор более 700 научных работ. Им выполнены многочисленные монографические исследования по новейшей тектонике Дальнего Востока, Байкальской рифтовой зоны, горных поясов континентов, морфотектонике Евразии и структуре рельефа Земли. Г.Ф. Уфимцев - один из инициаторов нового научного направления - эстетической геоморфологии, рассматривающей сложные многогранные связи между человеком и рельефом земной поверхности, в том числе воздействие рельефа на элементы культуры этносов, на национальный характер и устойчивое развитие общества. Особое направление деятельности ученого - каталогизация и описание геоморфологических памятников - объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО. Г.Ф. Уфимцев возглавлял Ассоциацию геоморфологов России, был членом Русского географического общества и национальным делегатом в Международной геоморфологической ассоциации. За выдающиеся результаты в изучении горного рельефа и популяризаторскую деятельность Г.Ф. Уфимцев был удостоен золотой медали им. Н.М. Пржевальского - одной из самых почетных наград Русского географического общества, которая была утверждена еще в 1891 г.


ISSN 2686-9993 (Print)
ISSN 2686-7931 (Online)