Preview

Науки о Земле и недропользование

Расширенный поиск
Том 42, № 3 (2019)
Скачать выпуск PDF

Гидрогеология и инженерная геология 

268-278 14
Аннотация
Процесс и механизм таяния антарктического ледового щита и его влияние на глобальное изменение уровня моря являются основными проблемами, вызывающими общемировую обеспокоенность и горячие споры в течение последних лет. Теория глобального потепления элегантно объясняет повышение уровня моря из-за парникового эффекта CO2 как следствие человеческой деятельности, ускоряющей дегляциацию Антарктики. Однако наблюдения показывают, что подледниковая вода, такая как озеро Восток под антарктическим ледяным покровом, возникшая вследствие таяния грунта, является важным источником воды, способствующим повышению уровня моря. Кроме того, подледниковое таяние способно уменьшить опору ледяных шельфов, что может привести к истончению ледника, его сокращению и отступлению от существующей линии границы. Мы посчитали, что высокий тепловой поток в горных породах под ледниковым щитом приводит к его термическому нагреву и таянию и тем самым может объяснить глобальное повышение уровня моря. Мы считаем, что наиболее важными причинами таяния базального льда являются вулканические воздействия вследствие эффекта рифтинга, высокий тепловой поток и другие геотермальные ресурсы. Эти недавние находки таяния льда под Антарктидой подчеркивают необходимость более глубокого понимания подледниковых геотермальных источников, их гидрологического взаимодействия с морскими окраинами и возможной роли в глобальном изменении климата.

Геоэкология 

279-286 6
Аннотация
В статье рассматривается геоэкологическое состояние территории поселка Вершино-Дарасунский Забайкальского края с целью установления степени его загрязнения, а также бывшей промплощадки мышьяковистого завода мышьяком и тяжелыми металлами. Все аналитические работы проводились в аккредитованной лаборатории Иркутского национального исследовательского технического университета по аттестованным методикам. Объектами исследования являлись природные и техногенные объекты промплощадки бывшего мышьяковистого завода. В работе представлены результаты проведенных исследований по определению содержания мышьяка и тяжелых металлов в остатках разрушенных сооружений завода, грунте промплощадки и в отвалах огарков. Во всех пробах содержание мышьяка и тяжелых металлов превосходит нормативное в десятки и сотни раз. На основании полученных мониторинговых данных была построена карта ореолов распределения содержаний мышьяка на территории поселка Вершино-Дарасунский. Также был рассчитан суммарный показатель загрязнения почвы промплощадки бывшего мышьяковистого завода в поселке Вершино-Дарасунский, равный 553,61, что соответствует категории загрязнения почв «чрезвычайно опасная». В связи с этим возникает острая необходимость проведения реабилитационных мероприятий по ликвидации последствий накопленного экологического ущерба на природно-технологическом комплексе исследуемой территории.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕ-МЫХ 

287-302 11
Аннотация
Целью данной статьи является демонстрация возможностей современной аэрогеофизической съемки при поисках промышленно значимых объектов медно-никелевого оруденения различных типов на Дальнем Востоке России. Успешному решению поставленной задачи способствовали использование инновационных технологий съемки и определенные физико-геологические модели оруденения. Комплекс геофизических методов включал магниторазведку, гамма-спектрометрию и зондирование становлением поля. Особенностью комплекса является электроразведочная технология, позволяющая выделять электрические неоднородности размером в несколько десятков метров на глубине в первые сотни метров. Съемка выполнена в масштабе 1:25000 на территории со сложным геологическим строением, где преобладающими являются древние (архейские) породы. Геофизические поля характеризуются чрезвычайно сложным строением, обусловленным продолжительной геологической историей при ярко выраженных тектонических процессах и многообразном магматизме. Для объективной интерпретации и локализации поисковых объектов осуществлен статистический анализ геофизических данных различными способами и выполнена количественная интерпретация магнитного и электрометрического полей в формате 1-3D. По совокупности полученной информации произведено объемное геологическое картирование до глубины 300 м и локализованы рудные объекты различных типов. На площади выделено восемь структурно-вещественных комплексов, включая рудовмещающие основные-ультраосновные и гипербазитовые образования. Отмеченные комплексы формируют два крупных тектонических блока с разной металлогенической обстановкой, обусловленной крупной глубинной интрузией основного состава - источника медно-никелевого оруденения. Разрывные нарушения образуют три системы с резко отличающимися элементами залегания - дорудную, синрудную (рудоконтролирующую) и пострудную. Территория характеризуется широким развитием минерализованных зон разного генезиса и параметров. По специфическим геолого-геофизическим показателям обособлено два рудоконтролирующих комплекса медно-никелевого оруденения - первого (типичного) и второго (метасоматического) типов. Особого рода рудные объекты могут располагаться в отложениях кор выветривания. Собственно рудные объекты локализованы на основе физико-геологических моделей - ассоциации рудоконтролирующих образований со специфическими геофизическими характеристиками. Всего выделено двенадцать перспективных участков, из которых четыре отнесены к первоочередным.
303-311 4
Аннотация
Целью данной работы является сравнение аномальных откликов от эффектов вызванной поляризации в методах переходных процессов для гальванической и индукционной установок. Под гальванической понимается установка с использованием горизонтальной электрической линии в конфигурации «линия-линия», а под индукционной - незаземленные контуры в конфигурации «петля-петля». Учет быстро протекающей индукционно-вызванной поляризации, проявляющейся при наличии в среде поляризующихся объектов, позволяет избежать ложных аномалий по удельному электрическому сопротивлению и выделить аномалии по поляризуемости. Сравнение производится с помощью численного моделирования в рамках одномерной модели с учетом частотной дисперсии удельного электрического сопротивления, описываемой формулой Cole-Cole. В рамках примененной модели аномальный вклад вызванной поляризации для гальванической установки оказался больше, чем аномальный вклад индукционно-вызванной поляризации для индукционной установки. Вклад эффектов вызванной поляризации практически не спадает со временем в отличие от эффектов индукционно-вызванной поляризации.
312-323 4
Аннотация
Цель данной статьи заключается в исследовании полиметаллического рудопроявления на Горном Алтае, выполненном в условиях естественного залегания с помощью микроустановок (измерительных установок с малым шагом) для качественного определения геоэлектрических характеристик рудных тел. Для определения геоэлектрических характеристик рудопроявления изучаемая среда возбуждалась последовательностью разнополярных импульсов тока в генераторным диполе, а электромагнитное поле регистрировалось приемной линией по технологии электромагнитного зондирования и вызванной поляризации. Для построения моделей среды применялась инверсия нестационарных электромагнитных полей в рамках одномерных и трехмерных моделей с учетом эффекта вызванной поляризации. Зоны с аномальными поляризационными характеристиками, полученные в результате одномерной инверсии, коррелируют с зонами повышенного содержания серебра и меди, установленными при детальном геохимическом опробовании канавы. В процессе трехмерного моделирования использовались граничные условия, когда геометрия рудных тел задавалась по геологическому разрезу, а их свойства - по данным одномерной инверсии. В результате нескольких итераций аномалии поляризационных параметров пространственно совпадали с положением рудных тел на геологическом разрезе. Расположенная за пределами электроразведочного профиля аномалия времени релаксации соответствует известной рудной жиле, которая не задавалась в начальном приближении, что говорит о высокой чувствительности технологии электромагнитного зондирования и вызванной поляризации к поляризационным характеристикам среды. Исследование микроустановками рудопроявлений с сульфидной минерализацией позволяет получать информацию о поляризационных характеристиках, пространственном положении, угле падения и размере рудных объектов. Данный подход может использоваться в процессе комплексной интерпретации геолого-геофизических данных площадных электромагнитных зондирований, поставленных с целью выявления перспективных рудопроявлений и оптимизации поискового бурения и горных работ.

ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

324-335 19
Аннотация
Проведено исследование естественного напряженно-деформированного состояния нижних горизонтов шахты Юго-Западная Дарасунского месторождения с целью уточнения геомеханических условий для обеспечения безопасности ведения горных работ. Летом 2019 г. заложена серия наблюдательных станций горного давления. Проведены натурные измерения по заложенным станциям методом щелевой разгрузки по методике Института горного дела УрО РАН в авторском варианте сегментированной щели. В местах заложения станций отобраны образцы горных пород для испытаний прочностных и упругих свойств в соответствии с требованиями стандартов Российской Федерации. Методом решения обратной геомеханической задачи по зафиксированным проявлениям горного давления в динамических формах реконструировано напряженное состояние массива горных пород в потенциально удароопасных участках массива горных пород шахты. Проведен расчет гравитационных и тектонических компонент поля природных напряжений. Проведен сравнительный анализ полученных результатов с ранее установленными для средних условий Дарасунского месторождения. По результатам исследований подтвержден гравитационно-тектонический характер естественного напряженно-деформированного состояния массива горных пород Дарасунского месторождения. Вместе с тем установлено, что поле природных напряжений дискретно рассредоточено: выделяются локальные участки повышенных тектонических напряжений с вероятностью проявления горного давления в динамических формах, средненапряженные участки без видимых проявлений горного давления и разгруженные участки приконтурного массива горных пород. Для инженерных геомеханических расчетов предложена дифференцированная оценка естественного напряженно-деформированного состояния. Напряжения рекомендуется рассчитывать в зависимости от конкретных горно-геологических условий на основе установленных зависимостей распределения природных напряжений.
336-348 2
Аннотация
Цель работы - исследование параметров тампонажных отверждаемых газожидкостных смесей для использования их при ликвидации геологических осложнений в процессе бурения скважин: для предупреждения и ликвидации поглощений, сохранения устойчивости интервалов слабосвязанных пород, при вскрытии многолетнемерзлых пород. В ходе работы были исследованы смолы на основе суммарных сланцевых фенолов, расширяющиеся смеси на основе фенолформальдегидной смолы ФРВ-1А и отвердителя ВАГ-3; основные свойства пенопластов на основе смолы М-19-62. Изучены такие свойства композиций пенопластов, как вязкость, время отверждения, фильтруемость через пористую среду, прочность и изменение ее во времени, прочность сцепления с поверхностями породы и металла обсадных труб (адгезия), сроки схватывания, изменение объема смеси после полимеризации, вязкости и упругих свойств. В ходе работы были проведены лабораторные исследования, а также отработаны технологии применения пенопластов на производственных скважинах. В результате отображено повышение качества тампонирования за счет предупреждения преждевременного отверждения газожидкостной смеси при одновременном снижении энергоемкости нагнетания и продавливания. Разработана схема тампонирования зон осложнений пенопластами. На основании проведенных исследовательских работ определены составы отверждаемых газожидкостных смесей и их технологические параметры для применения в различных геолого-технических условиях бурения скважин. Сделан вывод о том, что применение разработанных отверждаемых газожидкостных смесей способствует обеспечению более высокой производительности процесса бурения и уменьшению стоимости строительства скважин.

ТЕХНОЛОГИЯ ОБОГАЩЕНИЯ И ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ 

349-357 7
Аннотация
Целью работы являлось изучение центробежно-отсадочного способа обогащения золотосодержащих руд как принципиально нового способа гравитационного обогащения, определение основных факторов, влияющих на процесс обогащения в центробежном поле методом отсадки, выявление способов улучшения основных показателей обогащения методов отсадки в центробежном поле. По заранее разработанной методике были проведены натурные испытания центробежно-отсадочной машины, работающей по принципу отсадки в центробежном поле, в промышленных условиях на золотоизвлекательных фабриках при осуществлении доизвлечения золота из хвостовых продуктов обогащения золотоизвлекательной фабрики № 1 (крупность Р80 0,074 мм) и доизвлечения золота из сливов второй стадии гидроциклонирования золотоизвлекательной фабрики № 2. В результате выявлена возможность доизвлечения золота способом отсадки в центробежном поле из отвальных хвостов цианирования и сливов двойного гидроциклонирования. Установлено, что основными факторами, влияющими на процесс разделения методом отсадки в центробежном поле, являются частота вращения отсадочной камеры, частота и амплитуда пульсации подвижного конуса и давление подрешетной воды. Оформлен патент на изобретение центробежно-отсадочного концентратора. Полученные результаты позволяют полагать, что способ отсадки в центробежном поле в ряде случаев может быть предпочтительным при гравитационном обогащении на стадиях предварительного и контрольного обогащения. Высокий выход концентрата не позволяет применять настоящий способ на действующих предприятиях в основных переделах обогащения, в связи с чем необходимо добиться снижения выхода концентрата до 5-10 %.
358-365 6
Аннотация
Руды сурьмяных месторождений содержат сульфидные (антимонит, джемсонит, буланжерит и др.) и окисленные формы металла (стибиконит, валентинит, сервантит и др.). Сульфидные формы извлекаются хорошо, а окисленные являются упорными ко всем процессам обогащения, и в настоящий момент нет технологий по получению окисленного концентрата сурьмы надлежащего качества. Исходя из литературных источников, из всех известных способов извлечения окислов сурьмы из сурьмяных руд самым эффективным на сегодняшний день является флотация. Для флотации сурьмяных руд применяют раздельную флотацию: сульфидную и окисленную. Низкая эффективность флотации окисленных форм сурьмы в присутствии известных собирателей, модификаторов и активаторов наводит на необходимость разработки новых эффективных реагентов с разработкой режимных параметров флотационного обогащения. В данной работе предлагается использование нового комплексного реагента-собирателя при флотации сурьмяной руды месторождения Жипхоша и приводится квантово-химический расчет для определения наличия взаимодействия реагента с минералами окисленных форм сурьмы. Установлено, что применение комплексного собирателя КР-1 при флотации (в соотношении 1:1:0,2) приводит к повышению флотационных свойств окислов сурьмы путем более эффективного воздействия на поверхность мономинерала (линз, пленок). Этот факт доказан при выполнении квантово-химического расчета, в котором рассчитанная энергия взаимодействия между мономинералом и реагентом составила 24,1 кДж/моль, что характерно для донорно-акцепторных взаимодействий. На пробе сурьмяной руды месторождения Жипхоша с содержанием сурьмы 2 % подтверждена эффективность применения комплексного собирателя КР-1 для флотации окисленных минералов металла. Извлечение сурьмы возрастает на 9,1 % при качестве концентрата 40 %, хвосты при этом снижаются с 1,42 до 1,12 %.

ГЕММОЛОГИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ 

366-374 2
Аннотация
Целью данного исследования стало определение причин разрушения полированной облицовочной плитки из гранитных пегматитов, использованной для облицовки полов в закрытом помещении. Материалом для исследования явилась полированная облицовочная плитка из разнозернистой, крупно-гигантозернистой слюдисто-кварц-полевошпатовой породы. При исследовании использован метод микроскопический в проходящем свете (микроскоп OLYMPUS BX51 и микроскоп стереоскопический лабораторный Steindorff 170-BD-LED-E). Проведена оценка природных особенностей гранитных пегматитов, влияющих на устойчивость облицовочной плитки при эксплуатации. В результате определены минеральный состав и структурно-текстурные особенности гранитных пегматитов, процентное содержание минералов, их размер и взаимоотношения. Установлено, что на устойчивость исследуемой плитки влияет свойство кристаллических сред, связанное с внутренним строением минералов. Исследуемая облицовочная плитка состоит из плагиоклаза, микроклина, кварца, мусковита, биотита, граната. Структура - разнозернистая, от мелкозернистой до гигантозернистой (кристаллически зернистой). Наблюдается перемежаемость участков мелкозернистого строения, среднезернистого и крупно-гигантозернистого строения. Минералы в основном относятся к твердым (их твердость - 6-7 по шкале Мооса), исключение составляют слюды (твердость которых составляет 2-3 по шкале Мооса). Два из установленных минералов - мусковит и плагиоклаз - обладают весьма совершенной и совершенной спайностью соответственно. В основе проявления спайности лежит анизотропия сил сцепления закономерно расположенных структурных единиц в кристаллических решетках минералов. Весьма совершенная спайность слюд является плоскостью скольжения, что отрицательно влияет на устойчивость облицовочной плитки и приводит к растрескиванию и последующему скалыванию и выкрашиванию по спайности. Плагиоклаз, имеющий совершенную спайность в двух направлениях, в случае крупнокристаллического строения при приложении вертикальной нагрузки раскалывается по спайности в двух направлениях. Таким образом, можно сделать вывод о том, что причиной разрушения облицовочной плитки, представленной неравномернозернистой, крупно-гигантозернистой породой слюдисто-кварц-полевошпатового состава, является кристаллическое строение мусковита и плагиоклаза, приводящее к разрушению минералов по спайности.


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