Том 46, № 4 (2023)
Геофизика
Магнитоупругий эффект кимберлитовмещающих пород (Якутская алмазоносная провинция)
Аннотация
Цель данного исследования заключалась в проведении петро- и палеомагнитных исследований раннепалеозойских пород карбонатного цоколя ряда месторождений алмазов Якутской алмазоносной провинции с целью изучения изменения значений петрофизических параметров в зоне динамического влияния кимберлитовой трубки. Показано, что при формировании кимберлитовых диатрем, сопровождаемых пульсационными, смещающимися кверху взрывами, в кимберлитовмещающей среде возникают поля термоупругих напряжений, характеризующихся эпигенетическими изменениями и связанными с ними петрофизическими неоднородностями (петрофизическими аномалиями). Естественно, что одними из таких петрофизических аномалий являются петромагнитные неоднородности обжига и стресса, в пределах которых кимберлитовмещающие породы под действием термодинамических процессов контрастно изменили свои первоначальные магнитные характеристики. В основном петромагнитные аномалии отражаются в изменении характера анизотропии магнитной восприимчивости: от осадочного до даечного геотипа. Не исключено, что петромагнитные аномалии магнитной восприимчивости будут сопровождаться образованием векторов метахронной естественной остаточной намагниченности в кимберлитовмещающих породах. Размеры петромагнитных аномалий (петромагнитных неоднородностей) в плане могут значительно превышать размеры собственно кимберлитовой трубки, что способствует выделению и оконтуриванию наиболее перспективных участков. Кроме того, магнитоупругий эффект может создать вблизи кимберлитовых тел зоны, труднопроницаемые для относительно вязких обогащенных протокристаллами базитовых магм. Это объясняет их выклинивание вдоль петрофизических барьеров: расщепление на маломощные «языки», образование безтрапповых «окон» и «коридоров», торообразных валов с резко возрастающей в интрузивах мощностью и т. п. Обладая относительно повышенными значениями магнитных и плотностных параметров, такие формы магматических образований будут отражаться в наблюденных геофизических полях. Таким образом, петро-магнитные аномалии целесообразно рассматривать в качестве важного петрофизического поискового критерия обнаружения коренных кимберлитовых тел.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):344-363
344-363
Результаты аэромагниторазведки с использованием беспилотного воздушного судна на Ромашкинском месторождении углеводородов
Аннотация
Целью представленного исследования являлось проведение на Ромашкинском нефтяном месторождении (Республика Татарстан, Россия) съемки индукции магнитного поля с применением беспилотного воздушного судна по профилю длиной 68 км 320 м. В качестве беспилотного летательного аппарата использовался электрический гексокоптер DJI Matric 600Pro. Схема проведения съемки заключалась в следующем: маршрут во время полета состоял из трех параллельных залетов (основных профилей) и одного пересекающего залета (перпендикулярный профиль). Расстояние между соседними параллельными залетами составляло 100 м. Пересекающий профиль был необходим для проведения увязки основных профилей относительно друг друга. Каждый полевой день полетные задания строились таким образом, чтобы профили перекрывались с соседними вылетами величиной не менее 100 м и траектория движения совпадала с предыдущим вылетом. Для оптимизации процесса для двух соседних вылетов выбиралась одна точка взлета/посадки. Максимум за одну съемку в течение 20–25 мин беспилотное воздушное судно с магнитометром покрывало профиль величиной, равной 1,25 км. Максимальная величина полета (от момента взлета до момента посадки) не превышала 6–6,5 пог. км. Рассмотренная в работе методика позволила покрывать 45 пог. км на протяженном участке даже в сложных погодных условиях (дождь и порывы ветра 8–12 м/с). Итоговая среднеквадратичная погрешность данной съемки составила ±4,7 нТл. В результате проведенной съемки было получено три профиля со значением индукции магнитного поля на протяженном участке. В итоге наблюдалась хорошая корреляционная зависимость между аэромагнитной съемкой с данными блокового строения фундамента (по данным геоморфологического анализа) с локальной компонентой кристаллического фундамента. Алтунино-Шунакский разлом уверенно проявился в магнитном поле в виде положительной аномалии с амплитудой ≈60 нТл.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):364-373
364-373
Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Эволюция орогенного золотого оруденения в структурах южного и восточного обрамления Сибирского кратона
Аннотация
Целью данного исследования являлось проведение сопоставления эволюции золотого рудообразования в структурах Байкало-Патомского и Верхояно-Колымского окраинно-континентальных орогенных поясов, возникших на пассивной окраине Сибирского континента в неопротерозое – палеозое и палеозое – мезозое и вмещающих самые крупные месторождения золота России. Отмечены черты сходства, зафиксированные не только в характеристиках этапности минерализации, но и в типоморфизме пирита – главного минерала рудных образований. Показана роль полихронных орогенных событий палеозойского и позднемезозойского времени, приведших к формированию крупных складчатых поясов в развитии масштабной золотой минерализации южного и восточного обрамления Сибирского кратона. Эти события вызывали мобилизацию и перераспределение благородных металлов из обогащенных ими стратиграфических горизонтов в результате формирования соответствующих орогенных плутонометаморфических поясов. Сравнительный анализ палеозойско-мезозойского и неопротерозойско-палеозойского металлогенических профилей южной и восточной окраин Сибирского кратона демонстрирует влияние процессов формирования орогенного золотого оруденения независимо от состава вмещающих толщ и возраста оруденения. Общие металлогенические характеристики палео-геодинамических обстановок формирования благороднометалльного оруденения орогенного типа независимо от его возраста могут послужить основой для геолого-генетических и прогнозных построений и выработки комплексных критериев оценки перспектив в пределах рассмотренных регионов.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):374-389
374-389
Экспрессный рентгенофлуоресцентный анализ как современная альтернатива традиционным спектральным методам при решении задач геохимических поисков
Аннотация
Цель данного исследования заключалась в представлении результатов исследования возможностей современных портативных экспрессных рентгенофлуоресцентных анализаторов при решении задач геолого-геохимических поисков. На примере использования анализатора SciAps X200 были изучены метрологические показатели для результатов анализа портативными приборами. В работе показаны результаты оценки точности аналитических исследований по государственным стандартным образцам. Воспроизводимость результатов анализа рассчитана на основе проб с перспективных на золото участков Бодайбинского синклинория. Доказано, что точность метода находится на высоком уровне, погрешности измерений во многих случаях кратно ниже допустимых аттестованных значений. Показано, что воспроизводимость составила 0,5–20 % в зависимости от элемента, что в большинстве случаев существенно ниже, чем допускает методика анализа. Представлены результаты межлабораторных сравнительных испытаний, подтверждающие сопоставимость аналитических результатов стационарных и портативных рентгенофлуоресцентных анализаторов. Для ряда значимых элементов авторами обосновано отсутствие необходимости в уточнении результатов полевого экспрессного рентгенофлуоресцентного анализа с помощью трудоемких и затратных методов с кислотным разложением – атомно-эмиссионной и атомно-абсорбционной спектроскопии. Доказано, что внедрение портативного экспрессного оборудования в практику геолого-поисковых работ позволит проводить аналитические исследования «на месте» в режиме реального времени.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):390-401
390-401
Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр
Уточнение результатов решения задач разработки залежей Волго-Уральской нефтегазоносной провинции с использованием методов ранжирования геолого-статистических моделей
Аннотация
Целью представленного исследования являлся комплексный анализ данных о геолого-физических свойствах пластов и насыщающих их флюидов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции с использованием методов ранжирования геолого-статистических моделей. Проведенный дискриминантный анализ по качественным критериям (тип коллектора и стратиграфическая приуроченность) позволил выявить во всех случаях зоны неопределенности, которые оказывают влияние на эффективность принятия управленческих решений в условиях объектов-аналогов. На основании этого для шести моделей произведены уточнение и актуализация результатов по принципу расчета значений ранговой уникальности тремя методами как для каждой модели по отдельности, так и для систем моделей в рамках использования их в пределах полученных распределений объектов в осях канонических дискриминантный функций. Сформулированы рекомендации теоретического и практического назначения касательно использования геолого-статистических моделей в рамках эксплуатации залежей Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Полученные результаты могут быть использованы при решении широкого круга практических задач проактивного управления ресурсами, что позволит эффективно определить наилучшую стратегию для успешного извлечения остаточных и трудноизвлекаемых запасов нефти. При помощи предложенной таблицы ранжирования параметров можно с высокой долей вероятности определить наиболее неустойчивые параметры и нивелировать фактор неоднородности и неравновесности промысловых данных. На основании результатов исследования установлено, что при реализации идентификации принадлежности объектов к той или иной группе в осях канонических дискриминантных функций происходит формирование зоны неопределенности, которая способствует повышению рисков принятия неэффективных управленческих решений при разработке различных по категории активов недропользователей. При помощи методов ранжирования геолого-статистических моделей предложен алгоритм построения иерархичной системы, которая позволяет как значительно расширить область применения результатов геолого-статистического моделирования в нефтегазовом деле, так и снизить риск получения непредставительных результатов.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):402-412
402-412
Анализ структуры земель, нарушенных при подземной разработке рудных месторождений
Аннотация
Цель данного исследования заключалась в изучении и анализе структуры нарушенных земель на горнодобывающих предприятиях Восточной Сибири и Дальнего Востока, разрабатывающих рудные месторождения. В настоящее время на исследуемых предприятиях вопрос рекультивации нарушенных земель в проектной документации рассмотрен укрупненно, в связи с чем появляется риск оставить данные территории без должного внимания после завершения работ по добыче. В процессе исследования сделан анализ структуры нарушенных земель по данным проектной документации и полевых наблюдений на четырех горнодобывающих предприятиях. Установлен характер нарушенных участков земель и их площади. В процессе полевых исследований выявлены нарушения, не установленные проектами и требующие неординарных решений по их устранению. Определена усредненная структура нарушенных земель при подземной разработке рудных месторождений, выявлены ее отличия от аналогичной структуры при открытых горных работах. Доказано, что деятельности горнодобывающих предприятий, занимающихся подземной разработкой рудных месторождений, и рекультивации нарушенных земель не уделяется должного внимания, что приводит к нарастанию площади техногенного рельефа и к негативным экологическим последствиям. Представленная методика исследования включает полевые работы с выездом на горнодобывающие предприятия, а также анализ проектных решений и космоснимков.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):413-422
413-422
Анализ пространственно-временной изменчивости параметров снежного покрова по системе профилей на урбанизированной территории
Аннотация
Цель данного исследования заключалась в анализе пространственно-временной изменчивости параметров снежного покрова на урбанизированной территории г. Иркутска и примыкающих районов по системе профилей, отражающих особенности микрорельефа местности. Полевые обследования проводились в соответствии с общепринятыми рекомендациями по проведению снегогеохимических съемок. Отбор проб снега производился на всю глубину залегания за исключением слоя снежного покрова толщиной 0,5–1 см от почвы. Точки отбора проб располагались на расстоянии не менее 25 м от дорог. В жилых массивах города пробы отбирались в местах, где снежный покров не нарушен, а посторонние наносы и свалки отсутствуют. Для проведения статистического анализа и построения моделей разрезов по профилям, а также получения схем распределения параметров снежного покрова использовалось программное обеспечение Global Mapper, Golden Software Surfer, Statistica. Получена 3D-модель рельефа по данным радарной топографической съемки, которая выявила сложнопересеченный тип рельефа исследуемой территории. В нем присутствуют горы, плоские возвышенности с волнисто-равнинными пологими водоразделами, пади, ложбины и понижения. Перепад высот составляет до 230 м. С учетом профилей получены схемы распределения высоты снежного покрова, которые позволили выявить наиболее заснеженные участки территории. Проведен геохимический анализ фильтрата талой снежной воды за трехлетний период. В 2021 г. для содержаний вольфрама, натрия, брома, кальция, молибдена, серы, бария, магния, сурьмы, тантала, цезия, титана, хрома, кремния выявлена высокая корреляция с электропроводностью. Средний уровень корреляции с электропроводностью обнаружен для мышьяка, меди, свинца. В 2022 г. выявлена удовлетворительная корреляция между кальцием, магнием, мышьяком и электропроводностью. Полученные данные анализа свидетельствуют о разном уровне загрязнения территории в результате атмосферных выпадений в эти годы, что связано с производственной активностью промышленных объектов. Выявлены схемы распределения показателя рН снега. Показано, что зоны с рН < 6 приурочены в большей степени к Иркутскому алюминиевому заводу. Зоны с рН > 6 обусловлены влиянием энергетических установок на углеводородном топливе: бензине, керосине, мазуте, дизельном топливе, угле. Проведены полевые и лабораторные исследования снежного покрова с использованием геоинформационных технологий и физико-химических методов. Выявлены распространение и миграция загрязняющих веществ в различных пространственно-временных масштабах в зависимости от рельефа местности. Это открывает возможности для моделирования строения ландшафта с учетом метеорологических параметров, фенологических процессов и состояния снежного покрова для целей народного хозяйства, размещения и строительства объектов.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):423-431
423-431
Первые результаты применения методов обогащения полезных ископаемых для извлечения металлов из техногенно загрязненных почвогрунтов с существенным содержанием органического вещества
Аннотация
Цель данной работы заключалась в представлении результатов исследования по применению обогатительных методов в отношении опасных отходов объекта накопленного вреда – промплощадки бывшего завода по производству аккумуляторов ОАО «Востсибэлемент», расположенного в г. Свирске Иркутской области. В рамках ранее проведенных исследований было установлено, что почвогрунт на территории промплощадки содержит значительные содержания тяжелых металлов и мышьяка, превышающие нормативные показатели в сотни и тысячи раз, что обуславливает его высокий класс опасности – II и III. Для снижения класса опасности и уменьшения объема опасных отходов предложено использовать рекуперативный подход, заключающийся в извлечении некоторых металлов и мышьяка с дальнейшим их вовлечением в хозяйственный оборот. Для гравитационного извлечения металлов и мышьяка были использованы винтовой сепаратор, концентрационный стол и центробежный концентратор. Наилучшие результаты были получены с использованием концентрационного стола: обогащение на концентрационном столе позволило увеличить содержание свинца в концентрате в 22 раза по сравнению с содержанием в исходной пробе, мышьяка – в 7,7 раза, железа – в 16,7 раза. Магнитное обогащение промпродукта концентрационного стола позволило получить концентрат с высоким содержанием и извлечением железа, меди и цинка. Несмотря на то что в отличие от руд отход в виде почвогрунта включает значительное количество органического вещества, показана возможность успешного извлечения металлов и значительное снижение их концентраций в почвогрунте. На основе полученных данных сформированы предложения по дальнейшей схеме переработки отходов.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(4):432-444
432-444