Preview

Науки о Земле и недропользование

Расширенный поиск
Том 42, № 4 (2019)

ТЕКТОНИКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ, РУДНЫХ УЗЛОВ, РАЙОНОВ 

388-412 52
Аннотация
В статье проведено сопоставление действующих золоторудных месторождений, разрабатываемых компанией ПАО «Высочайший» по геолого-минералогическим и геохимическим параметрам с целью выявления закономерностей распределения золотого оруденения в каждом из них. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучение и анализ данных глубокого бурения с целью выявления геолого-структурных особенностей месторождений; определение минералогического состава руд; выявление новых, перспективных, участков месторождений (слепые рудные залежи, не выявленные на стадии разведки). Была создана единая информационная база данных фактического материала по всем месторождениям. Анализ данных проводился при помощи средств компьютерного моделирования и 3D-анализа (пакеты геоинформационных систем Micromine, Leapfrog). По результатам анализа данных были выделены рудные тела месторождений, не выходящие на дневную поверхность. Данные рудные тела в основной своей массе залегают в слабометаморфизованных углеродсодержащих терригенных и терригенно-карбонатных породах и представляют собой пологопадающие субсогласные рудовмещающим породам зоны с золото-кварц-сульфидной минерализацией. Было выявлено каскадное строение месторождения Угахан, которое осложнено системами разрывных нарушений, что привело к обнаружению новых рудных участков и позволило предположить наличие потенциально рудных блоков. Это суммарно дало значительный эффект наращивания минерально-сырьевой базы месторождения (на 25 % по ресурсам в золотом эквиваленте). По месторождению Голец Высочайший рудная зона была продолжена на восток-юго-восток и северо-запад участка. Было подтверждено предположение о наличии золоторудного участка (более 5 т) в карбонатной пачке угаханской свиты, которая, по мнению предшественников, считалась бесперспективной на благороднометалльное оруденение.
413-424 20
Аннотация
Целью данного исследования являлось изучение особенностей вещественного состава и условий образования рудопроявления золота Надежда (Восточный Саян). Объектом исследования были рудные тела проявления, которые представляют собой малосульфидные кварцевые жилы. Были проведены минералогические, изотопные, геохимические и термобарогеохимические исследования данных рудных тел. В результате исследования было установлено, что из рудных минералов преобладает пирит, реже встречаются халькопирит, галенит, сфалерит, теллуриды (алтаит, петцит, калаверит, мелонит, креннерит, теллуровисмутит, пильзенит, штютцит, волынскит). Самородное золото присутствует в рудах в виде мелких прожилков и неправильных выделений в кварце и в пирите. Кроме того, присутствуют комковидные, крючковидные формы золота. Золото часто образует срастания с теллуридными минералами. Исследования флюидных включений позволили установить интервал температур минералообразования (285-255 °С). Изотопные составы серы в пирите и равновесном флюиде имеют значения, характерные для мантийной серы. По геологическому положению и минералого-геохимическим характеристикам установлено, что участок Надежда является аналогом Пионерского золоторудного месторождения (его юго-восточным продолжением).
425-436 157
Аннотация
Таримский бассейн обычно рассматривается как тектонический выступ, препятствующий продвижению Тибетского плато на север, в соответствии с продолжающимся движением на север Индийской плиты. Однако структурная сложность его тектонических границ, установленная на основе сейсмологических исследований, дает основание считать, что этот упрощенный взгляд, предполагающий простое движение Таримского бассейна в результате меридионального сжатия статического блока, нуждается в пересмотре. Наши данные позволяют продемонстрировать в Глобальной системе координат, что Таримский бассейн вращается по часовой стрелке со скоростью 0,461° в миллион лет вокруг виртуальной оси внутри структуры. Это вращение логически вытекает из асимметричной природы зоны Индо-Азиатского столкновения, которая установлена в процессе сейсмологических исследований, призванных объяснить загадочную картину литосферных взаимодействий вдоль границ Тарима, а также изучения диахронного отступления границы моря и перекрытия западного канала доступа морской воды, что привело к аридизации и опустыниванию Таримского бассейна.
437-447 18
Аннотация
Материал Земли находится в непрерывном пульсирующем движении «открытия-закрытия». Тепловая энергия, являющаяся производной восходящего потока материала, может быть определена как движение открытия, в то же время гравитационная, потенциально нисходящая энергия и соответствующее ей движение будет определяться как закрытие. В тектонических процессах движение открытия-закрытия получает синхронизированное единство по вертикали и горизонтали, обусловленную взаимозависимость, взаимное противостояние и трансформацию энергии и движения. Оно контролирует и регулирует вращение Земли, обеспечивает трансформацию земного материала, тектонические и энергетические процессы и, наконец, создает динамически устойчивую и сбалансированную систему, которую можно определить как «открытие-закрытие-вращение». Следствием работы этой системы является непрерывная циклическая эволюция формирования, разрушения и обновления тектонических структур Земли. Устойчивая, динамически сбалансированная система является единственной основой эффективного метода исследования глубинных процессов внутри Земли. На ее основе было определено восемь вертикальных тектонических циклов открытия-закрытия, один цикл открытия-закрытия для земной коры, который носит соответственно сферический характер, и предварительно установлена четырехмерная рабочая система Земли. Исходя из существования стабильной сбалансированной системы, можно сделать заключение о том, что тектонические процессы подчиняются четырем долговременным естественным законам, таким как закон гравитации, обеспечивающий баланс масс, принцип минимальной внутренней энергии при кристаллизации вещества, принцип роста в геометрически предпочтительной ориентации и принцип однородного горизонтального распределения материала. Из них гравитационный баланс является ведущим законом. За 40 млн лет была сформирована мантийная литосфера как оболочка, покрывающая горячую Землю. В процессе ее становления и была сформирована устойчивая тектоническая система открытия-закрытия-вращения. После этого каждое важное геологическое событие можно рассматривать как нарушение равновесия и брешь для последующего разрушения баланса Земли. Однако вращательное и вертикальное пульсирующие движения открытия-закрытия вскоре вновь восстанавливают баланс, завершающий очередной тектонический цикл. К настоящему времени Земля прошла пять таких мегациклов. Тектоника плит при этом изучала и теоретически обосновывала только отдельный процесс нарушения равновесия и его восстановления, следовательно, она вряд ли может именоваться как «глобальная тектоника». Земля может рассматриваться как живое тело, рабочая система которого - это ее внутренняя структура с достаточно совершенной функцией, включающей движения открытия, закрытия, вращения и потерю равновесия. Функцию флюидного режима Земли можно уподобить «крови», а ядро Земли - «сердцу» для хранения и последующей передачи «крови» через мантийные потоки. Если принять гравитационный баланс в качестве критерия земного динамического равновесия, то всю систему Земли можно разделить на: четыре поверхности гравитационного баланса, четыре зоны трансформации открытия-закрытия и две линейные сферические поверхности баланса масс. Вследствие того, что пульсация открытия-закрытия обеспечивает саморегуляцию и самоорганизацию системы, противостояние и трансформация вещества, вызванные этим процессом, могут рассматриваться как основной механизм глубинной динамики земных недр. Суть изменений заключается в преобразовании тепловой энергии в потенциальную. Движущий механизм трансформации имеет двоякую причину, обусловленную внутренней энергией сверхкритического взрыва, вызванного высокой температурой и давлением глубинных недр, и внешней, связанной с множеством импактных процессов.

ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

448-460 28
Аннотация
Горихинский гранитный массив расположен в краевой части Хэнтэйского нагорья Монголо-Забайкальской складчатой системы Центральной Монголии. Массив сложен крупнозернистыми, слабо порфировыми, лейкократовыми гранитами, гранит-порфирами и пегматитами. В породах массива выявлены месторождения горного хрусталя. В отдельных пегматитовых телах кроме кристаллов дымчатого кварца и мориона выявлены флюорит, топаз, биотит, турмалин, берилл, гранат, ортит. В качестве акцессорных минералов присутствуют циртолит, ксенотим, циркон, cфен, рутил, апатит, касситерит и другие, то есть изучение геологического строения этого объекта вызывает интерес не только с научной, но и с практической точки зрения. Эти данные послужили основанием для постановки площадных гравиметрических работ с целью определения особенностей геологического строения массива. Работы выполнены с помощью гравиметров Scintrex Autograv CG-5 по стандартной методике. Высоты пунктов наблюдения определялись приборами Trimble 5700 GPS. Среднеквадратическая точность вычисления гравитационных аномалий и густота сети наблюдений отвечают техническим требованиям, предъявляемым к гравиметрическим съемкам масштаба 1:100000. По результатам гравиметрической съемки построена карта аномалий силы тяжести в редукции Буге, на основе интерпретации которой с помощью методов математической статистики получены количественные характеристики формы и размеров этого тела и построена объемная модель массива. Для трансформации и инверсии гравитационного поля использованы дисперсионный и регрессионный методы математического анализа. Максимальная мощность гранитов составляет 3,5 км, площадь проекции на земную поверхность в два раза превосходит площадь их выходов. Полученные оценки подтверждаются результатами решения обратной задачи гравиметрии с помощью метода подбора моделей. Сделан вывод, что применение методов регрессионного и дисперсионного анализов математической статистики для исследования особенностей морфологии интрузивных тел весьма эффективно. Сведения о форме и размерах массива будут использованы при формировании заключения о перспективах его металлогенической специализации.
461-475 13
Аннотация
Целью данного исследования стало изучение проявления низкочастотной дисперсии электромагнитных свойств геологических образований в измерениях переходного процесса электрической установкой для областей шельфа с глубиной моря не более 100 м. Использованные методы включали вычисление и анализ изменения сигнала переходного процесса, конечной разности сигнала переходного процесса и трансформанты (отношения этих величин) в зависимости от глубины погружения электроразведочной установки, состоящей из источника - горизонтальной заземленной электрической линии (AB) длиной 500 м - и приемника - трехэлектродной электрической линии (MON) длиной 500 м. Эти величины на погруженных установках сопоставлялись с такими же величинами на поверхностной установке, также сравнивались величины от проводящей и проводящей поляризующейся модели для установок, находящихся на одинаковых глубинах. Учет поляризуемости основания осуществлен введением частотно зависимого удельного электрического сопротивления формулой Коула - Коула. Расчеты показали, что поле становления внутри проводящей среды в поздней стадии распределено равномерно. Сигнал переходного процесса, определяющийся только становлением, становится одинаковым в поздней стадии на установках, помещенных на разных глубинах. Если основанию модели свойственна поляризация, то на временах поздней стадии становления сигнал переходного процесса в водной толще распределен неравномерно, а его неоднородность изменяется в зависимости от расстояния до поляризующегося основания. Опираясь на расчеты, можно утверждать: при глубине моря до 100 м низкочастотная дисперсия геологических образований для рассмотренной модели проявляется на электрической установке с длиной источника 500 м на всем диапазоне глубин.
476-486 16
Аннотация
Целью данного исследования является получение петрофизической модели покрышки Ковыктинской залежи, основанной на анализе различных связей ее петрофизических параметров с литологическими характеристиками пород. Сделан обзор детального геологического строения и стратиграфическая привязка границ парфеновского горизонта на разрезе, пересекающем Ковыктинское месторождение с юго-запада на северо-восток. Выполнен анализ состава и пористости основных литотипов покрышки парфеновского горизонта по 47 образцам, отобранным в Ковыктинских скважинах 1, 2, 4, 13 и 24. На основе данных геофизических исследований скважин и лабораторных исследований керна проведен статистический анализ радиоактивных, электрических и акустических свойств покрышки газоносного парфеновского горизонта на Ковыктинском месторождении. Установлена достаточно надежная вероятностная связь параметров естественной радиоактивности, удельного электрического сопротивления и пластовых скоростей с литологическим составом пород покрышки парфеновского горизонта. Выявлены различия в распределении физических параметров центрального и хандинского участков, что позволило сделать вывод о формировании пород покрышки парфеновского горизонта на этих участках в различных фациальных обстановках. В связи с этим данные участки следует рассматривать как два самостоятельных структурно-тектонических блока с различными емкостными и петрофизическими характеристиками.
487-494 22
Аннотация
В связи с началом эксплуатации крупных нефтегазоносных гелийсодержащих месторождений на юге Сибирской платформы возникает проблема долгосрочного хранения гелия. Некоторыми исследователями с этой целью предлагается использование надежных подземных хранилищ. Таким естественным хранилищем для закачки и сохранения запасов гелия могут служить природные резервуары - геологические тела, представляющие собой ассоциацию горных пород, в которой могут содержаться и циркулировать флюиды. Поэтому особо важное значение приобретает наличие соленосных отложений в природных резервуарах, способных удержать гелий в течение длительного времени. Для определения палеофациальных условий накопления соленосных флюидоупоров были использованы фондовые и опубликованные материалы по бурению и геофизическим исследованиям месторождений Восточной Сибири. В статье изложены результаты исследований, характеризующие литологический состав, мощности и условия формирования покрышек как региональных флюидоупоров в природных резервуарах на юге Сибирской платформы. Таким региональным флюидоупором могут служить отложения усольской свиты нижнего кембрия, входящей в венд-кембрийский нефтегазоносный комплекс.

ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ 

495-501 15
Аннотация
Целью данного исследования является повышение производительности и экономической эффективности горных работ на основе внедрения новых технико-технологических решений процессов выемки и транспортировки горной массы при доработке крутопадающих рудных тел, в частности на месторождениях кимберлитов, открытым способом. В статье проводится анализ известных технологических схем и горного оборудования по выемке и транспортировке (подъему) горной массы с нижних горизонтов глубоких карьеров. Перспективным направлением совершенствования технологий доработки крутопадающих рудных тел являются углубочные зоны с высокими вертикальными уступами. Автором предлагается технология доработки месторождения кимберлитов с применением комплекса горнотранспортного оборудования, включающего усовершенствованную фрезерную машину и канатную систему подъема горной массы. Фрезерная машина оснащена упаковочной установкой, обеспечивающей непрерывную загрузку мягких контейнеров горной массой без прекращения фрезерования рудного тела при замене мягких контейнеров под погрузкой. Канатная система подъема состоит из трех лебедок, установленных на дневной поверхности карьера, а также тельфера с захватным устройством и осуществляет подъем мягких контейнеров с рабочей площадки углубочной зоны к перегрузочному пункту на промежуточном горизонте карьера, откуда горная масса автосамосвалами доставляется на поверхность. Применение предлагаемого технико-технологического решения позволяет вести доработку рудного тела с обеспечением непрерывного процесса выемки усовершенствованной фрезерной машиной. Подъем горной массы из углубочной зоны канатной системой обусловливает невысокую удельную энергоемкость процесса и позволяет вести открытые горные работы с минимальным коэффициентом текущей вскрыши, что обеспечивает эффективное вовлечение в разработку оставшихся запасов.
502-510 17
Аннотация
Применение информационно-аналитических технологий при решении сложных проблем является одним из основных этапов проектирования информационной системы изучаемого явления. Это значит, что вначале производится структуризация целей системы, когда необходимо объективно и системно оценить параметры различной природы. Одним из методов принятия решений при исследовании многокритериальных задач является метод анализа иерархий, предложенный американским ученым Т. Саати. Метод анализа иерархий, по словам самого Саати, «является замкнутой логической конструкцией, обеспечивающей с помощью простых правил анализ сложных проблем во всем их разнообразии и приводящей к наилучшему ответу». В методе осуществляется декомпозиция задачи на простые части, производится опрос экспертов, суждения которых математически обрабатываются. В настоящей статье иллюстрируются возможности метода анализа иерархий при рассмотрении проблемы транспорта разрушенной породы (шлама) по стволу бурящейся наклонно-направленной скважины с большим отклонением от вертикали. Моделирование проблемы осуществляется в виде иерархии, которая считается полной при функционировании каждого элемента заданного уровня как критерия для элементов нижестоящего уровня. Относительная важность критериев определяется при помощи матрицы парных сравнений, которая позволяет оценить истинный вес элементов и установить степень их важности. В результате определен собственный вектор матрицы парных сравнений, который выделяет порядок важности сравниваемых объектов в количественном выражении. Выделено максимальное собственное значение матрицы, приблизительно равное порядку матрицы, что (исходя из требований) оценивает матрицу как однородную. Приведенный алгоритм применения метода анализа иерархий позволяет оценить весовые коэффициенты влияющих факторов и обобщенные характеристики вариантов применительно к задачам выноса продуктов разрушения при бурении наклонно-направленных скважин.
511-528 20
Аннотация
Цель данного исследования - разработать технологические схемы получения тампонирующих пенопластов и технологические схемы тампонирования скважин пенопластами с целью использования их для изоляции зон осложнений при бурении скважин. Использованные методы включали проведение исследований в лабораторных условиях и отработку технологических схем тампонирования пенопластами в стендовых и производственных условиях. В результате выяснено, что геологические условия проходки скважин характеризуются наличием осложнений, связанных с зонами тектонических нарушений и гидротермальных процессов. Такие зоны, как правило, сопровождаются интенсивной трещиноватостью, дробленностью горных пород, наличием глинки трения, обломков перемятых пород. Мощность зон гидротермальных нарушений колеблется от одного до десятков метров. При бурении скважин наличие этих зон вызывает потерю циркуляции промывочной жидкости, обвалы и обрушения стенок скважин, сужение ствола. Автором исследованы и проанализированы технологические схемы получения пенопластов воздушно-механическим способом смешиванием растворов смолы и кислотного отвердителя, удовлетворяющие задачам тампонирования. Принимая во внимание геолого-технические условия и технологические особенности тампонирования скважин, обоснованы возможные технологические схемы подачи отверждаемых пен в скважину. Проанализированы шесть схем тампонирования, и предложены рациональные области их применения. На основании проведенных опытных работ разработан пеногенерирующий комплекс ПГК 01, включающий в себя пеногенераторную установку ПГУ-60, устьевое оборудование, скважинное оборудование и аэраторы (камеры сжатия). С помощью ПГК 01 возможно бурение скважины на пене и при ликвидации осложнений - на твердой пене. Установлено, что технологическая схема получения твердеющей пены, включающая смешение растворов смолы и кислоты с последующим вспениванием, является наиболее технологичной и надежной. Выявлено, что образцы твердеющей пены, получаемые путем вспенивания раствора смолы с последующим распылением в образовавшуюся пену раствора кислотного отвердителя, более однородны по структуре за счет увеличения устойчивости пены и более качественного смешения растворов. Применение структурированных пен при бурении скважин обеспечивает высокие технико-экономических показатели процесса бурения, способствует сокращению сроков сооружения скважин и снижению их себестоимости.

Гидрогеология и инженерная геология 

529-538 25
Аннотация
Цель данной статьи заключается в исследовании особенностей проявлений термальных вод Хангайского сводного поднятия, изучении вопросов, связанных с условиями их распространения. Автором собраны данные по предыдущим исследованиям термальных вод Хангая, касающимся геолого-гидрологических и гидрогеохимических аспектов, проведено гидрогеологическое районирование Центральной Монголии по геолого-структурному принципу, выделение гидрогеологических районов. Изучены структурно-тектонические, гидрогеологические, геотермические и газовые условия Хангайской гидротермальной системы Центральной Монголии, проведена оценка запасов термальных вод по некоторым месторождениям гидротерм. Исследования основных гидрогеологических структур Хангая, условий формирования источников и месторождений термальных вод положены в основу оценки теплоэнергетических ресурсов страны, которая выполнена впервые и имеет важнейшее народно-хозяйственное значение. Обоснованы перспективы расширения направлений использования трещинно-жильных термальных вод.

Результаты полевых исследований 

539-547 16
Аннотация
В статье представлены материалы, собранные, обработанные и подготовленные к публикации студентами - участниками международной китайско-российской полевой научно-образовательной экспедиции «Байкал - жемчужина мира 2019», организованной усилиями Нанкинского и Иркутского национального исследовательского технического университетов. Для исследований в полевой период осуществлялся отбор проб из молодых осадочных отложений различного генезиса. Последующая камеральная обработка данных проводилась на лабораторном оборудовании учебно-исследовательских подразделений Школы геологических наук и инжиниринга и Школы окружающей среды Нанкинского университета. В результате обработки фактического материала оценена полнота данных и намечены направления для дальнейших исследований, которые позволят углубить и расширить научные представления об истории палеогеографических и климатических условий формирования осадочных толщ Западного Прибайкалья. Работа выполнена студентами под руководством профессоров Р.М. Лобацкой (Иркутский национальный исследовательский технический университет) с российской стороны, Вэй Ли и Чжоучуань Хуан (Нанкинский университет) - с китайской.
548-561 71
Аннотация
В процессе учебных геологических экскурсий в районе дельты р. Янцзы, Китай, были собраны образцы агатов - природного камнесамоцветного сырья. Целью данного исследования явилось их изучение, сравнительный анализ с агатами Сибири и других месторождений мира. Были определены критерии сравнительной оценки агатов и их дизайнопригодности, изучены художественные особенности и история применения в создании ювелирных и камнерезных изделий от античности до настоящего времени. Изучение и анализ образцов камнесамоцветного сырья и художественных изделий опиралось на методы визуального анализа цветовых и текстурных (рисунок) особенностей, теоретическое изучение литературных источников, искусствоведческий анализ ювелирно-камнерезных изделий с агатами. В результате проведенного исследования намечены пути использования агатов в современном ювелирном дизайне.


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