МАТЕРИАЛЫ УРАЛЬСКОЙ

ГОРНОПРОМЫШЛЕННОЙ ДЕКАДЫ

14-23 апреля 2008 г.

ГЕОЛОГИЯ, ГЕОФИЗИКА И ГЕОЭКОЛОГИЯ

ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ И НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УРАЛЬСКОМУ РЕГИОНУ

КОРНИЛКОВ С. В.

Институт горного дела УрО РАН Причинами развития минерально-сырьевой базы (МСБ) могут послужить множество причин, главными из которых применительно к уральскому региону являются следующие:

освоение месторождений газа и нефти и расширение инфраструктуры этих регионов должно решаться в комплексе с организацией или расширением добычи других видов минерального сырья, в частности строительных материалов;

современные требования к начавшейся модернизации промышленности (металлургии, машиностроения, транспорта и т. п.), связанной с техническим перевооружением ряда отраслей, требуют, прежде всего, увеличения добычи металлов и легирующих добавок;

в регионе отмечается дефицит определенных видов традиционно потребляемого минерального сырья – железных, марганцевых и хромитовых руд, энергетического и коксующегося угля и пр.;

подготовленные к промышленной эксплуатации запасы некоторых полезных ископаемых, в частности медных руд, значительно сокращаются.

На основании изложенного обсуждаемая тема "Урал промышленный – Урал Полярный" проект, который позволит одновременно решить задачи:

1) поддержания и развития минерально-сырьевой базы уральских перерабатывающих предприятий;

2) концентрации сил и средств при реализации стратегических задач комплексного развития новых территорий;

3) кооперации регионов в развитии приоритетных направлений промышленной и экономической политики УрФО.

Для того, чтобы реализовать его в приемлемые сроки, необходима, прежде всего, разработка стратегии ускоренного освоения всего региона, по которому пройдет трасса предполагаемой к строительству железной дороги. Ускоренное освоение Северного, Приполярного и Полярного Урала необходимо еще и потому, что финансовые средства, затрачиваемые при реализации проекта, весьма значительны, поэтому срок их окупаемости должен быть как минимум разумным.

С этих позиций первым шагом реализации всего проекта является ускоренное комплексное изучение и разведка месторождений твердых полезных ископаемых, углей, редких земель, драгоценных и благородных металлов и пр.

Реализация проекта "Урал промышленный – Урал Полярный" будет осуществляться в специфичных условиях, требующих не только значительных финансовых средств, но и значительных усилий научных и проектных организаций, основные из которых применительно к открытому способу добычи представлены ниже.

1. Минерально-сырьевая база Уральских предприятий не истощается, а или не доразведана, или не обеспечена проектной документацией, или нуждается в совершенствовании технологии добычи и переработки.

Например, Высокогорским ГОКом совместно с УГГУ разработана программа развития и поддержания МСБ, однако строительство ш. Ново-Естюнинская не начато. На глубинах отработки более 600 м нужны новые экономичные и безопасные технологии отработки, основанные на системах разработки с применением передового горного оборудования.

Для комбината "Магнезит" основного производителя магнезиальных огнеупоров, вопрос поддержания рудной базы возник из-за отставания инвестирования строительства подземного рудника. ИГД УрО РАН разработал для комбината стратегию ее поддержания, основанную на интенсивной эксплуатации разведанных запасов и комплексной переработке разведанного сырья. При этом в ближайшие 5-7 лет необходима доразведка и проектирование отработки Семибратского месторождения, а также выполнение ряда проектных и исследовательских работ по сопровождению этих решений.

На Качканарском ГОКе с течением времени изменился качественный состав руд и, соответственно, соотношение типов руд по обогатимости в добываемой рудной массе, что уже потребовало от предприятия увеличить проектную мощность предприятия с 45 до 55 млн. т/г. Это требует прежде всего проведения комплексных исследований по обогатимости и технологиям предварительной подготовки руд к обогащению, включая планирование текущего усреднения руд. В противном случае потери при обогащении будут неоправданно возрастать.

Разведанность вновь открытых месторождений и рудопроявлений явно недостаточна для дальнейшего их промышленного освоения. Большинство технико-экономических предложений на стадии конкурсов на получение лицензий на право пользования недрами и бизнес-планов предполагаемого финансирования разработки основываются на запасах категории С2 или прогнозных ресурсах. Фактически на порядок возрастает и риск освоения таких минеральных объектов.

2. Увеличение глубины разработки и ухудшение горнотехнических условий влечет за собой необходимость снижения непроизводительных потерь используемых ресурсов.

По данным НИИОГР, технические средства на крупных горнодобывающих предприятиях со значительной глубиной разработки имеют организационный резерв производительности не менее 35-40 %, поэтому необходимо совершенствование параметров технологий, особенно использующих технику большой единичной мощности.

Во многих случаях для открытой разработки на больших глубинах необходимы обоснование и разработка конструкции новых транспортных средств, в т. ч. гусеничных автосамосвалов, позволяющих в стесненных условиях обеспечивать дополнительную добычу и сокращать расстояние транспортирования.

При ведении горных работ на больших глубинах резко снижается эксплуатируемая площадь залежи, что обусловлено необходимостью размещения вскрывающих выработок в карьерном пространстве, возрастают потери рабочего времени оборудования, энергия на вскрытие и подготовку новых горизонтов, эксплуатационные потери и разубоживание. Это требует прежде всего разработки применения специальных технологий ведения горных работ в стесненных условиях.

Значительные резервы повышения эффективности производства кроются в его управлении. Например, внедрение GPS-систем при эксплуатации автомобильного транспорта приводит к сокращению эксплуатационных расходов на 8-9 %.

Значительное содержание отработавших газов на нижних горизонтах глубоких карьеров при эксплуатации автомобильного транспорта, а также значительное возрастание цен на дизтопливо, стимулирует поиск альтернативных энергоносителей. Ведутся исследования в области перевода автомобильного транспорта на жидкое газовое топливо, однако они сдерживаются рядом факторов, прежде всего требованиями к безопасности эксплуатации оборудования.

3. Наблюдается рост потребности в минеральном сырье всех видов, в том числе и для реализации проекта "Урал промышленный – Урал Полярный", однако отставание вскрышных работ, накопленное в прошедшие годы, не позволяет резко увеличить объемы добычи.

В связи с этим для большинства горнодобывающих предприятий необходимо продолжение комплекса исследований по управлению параметрами рабочей зоны карьеров и применение новых технологических схем ведения горных работ, повышающих степень их концентрации. Кроме того, необходима технологоэкономическая переоценка запасов и пересмотр границ отработки по многим месторождениям, в т. ч.

техногенным. Отставание по вскрыше может быть компенсировано за счет пересмотра углов погашения бортов глубоких карьеров на основании геомеханического мониторинга и отработки конструкций погашаемых бортов, который необходимо организовывать.

4. Комплексное использование недр.

Удорожание природного сырья, в том числе за счет изменения цен на энергоносители, а также за счет ухудшения качества полезного ископаемого в недрах и горнотехнических условий ведения горных работ, приводит к тому, что вовлечение в разработку некондиционного сырья и бедных руд становится экономически целесообразным. В настоящее время на Урале ведутся работы по созданию нетрадиционных технологий добычи, предобогащения и извлечения новых видов полезного ископаемого (Асбест – извлечения магния из пород вскрыши, комбинат Магнезит – получение магнезита из некондиции за счет явления сегрегации руд при грохочении и т. п.).

Доказана эффективность использования отходов металлургического передела и обогащения. Из отходов асбообогащения может производиться магнетитовый концентрат для нужд металлургии, из отходов шлакового отвала Уралвагонзавода, как показали исследования УГГУ, возможно получение железного концентрата с содержанием железа 58-59 % при выходе 30-35 %.

Возобновлена отработка списанных запасов (Алапаевский хромитоносный массив – III Поденный рудник, Вершина реки Алапаихи и пр.) и запасов, ранее признанных неэффективными – Буткинское месторождение титан-циркониевых песков.

5. Новые и усовершенствованные технологии, комбинированная отработка.

Инновационный путь развития предусматривает прежде всего использование новой техники, что связано зачастую с коренным изменением технологии, в т. ч. горных работ. Например, в настоящее время ведутся исследования по отработке карьеров высокими уступами, однако при заряжании пробуренных скважин современными и экономичными эмульсионными ВВ отмечается тот факт, что плотность заряда изменяется по высоте колонки заряда, что приводит к снижению эффективности взрыва и даже отказам. Поэтому необходимы исследования по управлению плотностью заряжания ВВ на высоких уступах с целью повышения эффективности и безопасности ведения работ.

Отмечено также, что применение нового мощного оборудования влечет за собой изменение порядка отработки участков карьерного поля, их вскрытия и подготовки. Например, экскаватор с ковшом 33 м3 в Кузбассе поставлен в условия, когда он отрабатывает борт высотой до 100 м. Применение нового высокопроизводительного бурового оборудования приводит к изменению порядка обуривания уступов – в Экибастузе замена бурового станка 2СБШ-200-Н на буровой станок TAMROK привела к тому, что на разрезе изменился порядок обуривания вскрышных уступов: поуступное обуривание сменило обуривание группы из уступов на ограниченном по фронту участке.

Увеличение глубины карьеров в ряде случаев потребовало использовать выработанное карьерное пространство для размещения подземных выработок, вскрывающих нижние горизонты, отрабатываемые подземным способом. В связи с этим необходимы исследования: технологические, геомеханические, экономические по обоснованию технологий и порядка отработки карьерных полей при вскрытии их глубинной части подземными выработками из карьерной выемки (комбинат "Магнезит", карьер Удачный, Александринский ГОК и пр.) 6. Новые подходы к освоению территорий – от комплексного использования недр к комплексному освоению территорий.

При освоении месторождений Полярного и Приполярного Урала следует иметь в виду, что самым затратным элементом при создании минерально-сырьевой базы будет являться организация промышленной и социальной инфраструктуры добывающих регионов.

По данным, статистики производительность труда одного работающего на горных предприятиях в России не менее чем в 6-10 раз ниже по сравнению с аналогичными зарубежными. Такие различия объясняются прежде всего тем, что все отечественные горные предприятия проектируются и организуются как замкнутые самообеспечивающиеся и самонастраивающиеся производственные системы, способные функционировать независимо от внешних условий, что соответственно требует повышенного количества трудовых и материальных ресурсов. В отличие от этого зарубежные предприятия в наибольшей степени являются открытыми производственными системами, интегрированными в общую экономическую структуру региона и страны в целом.

В современных условиях необходима реструктуризация предприятий и превращение их из замкнутых самообеспечивающихся производственных систем в открытые производственные системы, в максимальной степени потребляющие внешние ресурсы и услуги.

Таким образом, основой стратегии создания и эксплуатации минерально-сырьевой базы Полярного и Приполярного Урала является комплексность освоения недр при одновременном налаживании открытой инфраструктуры эксплуатирующих предприятий.

7. Новые подходы к потерям при добыче.

Опыт работы ТКЗ НАЭН по экспертизе потерь и разубоживания при добыче твердых полезных ископаемых свидетельствует о том, что нормативная база их обоснования требует совершенствования.

Проектная документация с позиций действующих Правил охраны недр и других документов во многом устарела и требует обновления в связи с изменившимися экономическими условиями. Требует серьезного пересмотра и корректировки, в т. ч. и терминологической, современная законодательная база, регламентирующая порядок и условия недропользования, она не стимулирует наибольшую полноту извлечения из недр и в ряде случае является тормозом к вовлечению некондиционных и забалансовых запасов руд.

8. Использование компьютерных технологий при планировании и проектировании горных работ – является одним из определяющих технических факторов повышения надежности и экономической эффективности принимаемых решений.

Необходимость совершенствования методики компьютерного проектирования горных работ, программных средств и технологии комплексных автоматизированных расчетов при комплексном освоении недр уже доказана, однако без соответствующего кадрового обеспечения нужных результатов достичь не представляется возможным.

С этих позиций необходимо:

создание геоинформационных научно-образовательных центров на базе вузов и академических институтов;

разработка компьютерных экспресс-технологий для геолого-технологической и экономической оценки минерально-сырьевой базы;

создание региональных мониторинговых баз данных и виртуальных "музеев" горных предприятий;

создание технолого-экономических моделей оценки рисков региональных и локальных стратегий развития горных работ для принятия решений в неопределенных условиях.

Таким образом, на уровне объединения сил вузов и РАН необходимо формирование комплексной программы научного обеспечения поддержания и расширения минерально-сырьевой базы России с одновременным повышением качества производимой продукции и полноты использования всех видов ресурсов при эксплуатации недр в условиях накопленного сокращения разведанных запасов.

СТРАТЕГИЯ ОСВОЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЯРНОГО И ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА

Не подвергая сомнению важность изучения недр в целом, следует отметить, что поэтапная стратегия изучения недр в пределах перспективного рудного региона более экономична и снижает сроки подготовки месторождения к освоению.

С этих позиций предложенная Институтом геологии и геохимии УрО РАН, Институтом геофизики УрО РАН, Институтом горного дела УрО РАН и Уральским государственным горным университетом технология укоренной разведки отвечает современным требованиям и сложившейся экономической ситуации. С практической точки зрения следует отметить, что опыт ускоренной разведки и освоения ресурсов недр на Урале есть. Весь комплекс работ по разведке и освоению Сафьяновского месторождения меди был реализован за 7-8 лет.

Основной стратегией создания и эксплуатации минерально-сырьевой базы Полярного и Приполярного Урала является комплексность освоения недр при одновременном налаживании открытой инфраструктуры эксплуатирующих предприятий. Реализация этих положений позволит, во-первых, сократить перевозки полезного ископаемого на Средний Урал за счет повышения его качества. Во-вторых, комплексное использование пород вскрыши и отходов предварительной рудоподготовки позволит, наоборот, значительно увеличить объемы перевозок, обеспечивающих строительными материалами развитие районов Крайнего Севера. В-третьих, объемы грузоперевозок возрастут за счет введения режима открытой инфраструктуры горных предприятий и территорий, в наибольшей степени потребляющих услуги вспомогательных производств, размещенных в Средней полосе Урала.

Следует отметить, что если освоение месторождений реализовать по отраслевому признаку, т. е.

осваивать отдельно хромитовые, железорудные, марганцевые и др. месторождения отдельными заинтересованными компаниями, то в результате каждая из них будет создавать свою отдельную производственную и социальную инфраструктуру, в результате чего снова будут созданы "замкнутые" производственные системы, требующие значительного количества трудовых ресурсов.

Исходя из этого, следующим важным принципом освоения Приполярного и Полярного Урала является принцип комплексного освоения территорий.

Предлагается осваивать месторождения не по отраслевому принципу, а по их местонахождению на территории определенного административного образования. Месторождения меди, хрома, угля, железа, марганца и т. п., локализованные на одной территории, предлагается осваивать одновременно, одной управляющей компанией. Это позволит:

сконцентрировать все виды ресурсов;

выстроить рациональную тактику и график освоения недр региона и их дальнейшего изучения;

загрузить уже построенный участок железной дороги;

в комплексе решать проблемы развития региональной промышленной и социальной инфраструктуры.

В этом случае по мере развития и поэтапного роста добычи в регионе появится сеть предприятий, подготовленных к дальнейшему инвестированию развития производства. При этом конкретное предприятие может быть продано заинтересованному производителю сырья или остаться в собственности региональной управляющей компании.

Наши предложения:

1. Управляющая компания – государственное предприятие;

2. Устанавливается государственный стандарт на технологии всех процессов;

3. Государственная защита научно-образовательных проектов.

СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ГРУНТОВ КАК ОСНОВАНИЙ

ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ

Темпы, методы и форматы современной строительной индустрии требуют соответствующего уровня детального исследования грунтов в основаниях инженерных сооружений, прогноза точных параметрических моделей реакции геологических объектов на разнообразные статические и динамические нагрузки и контроля эволюции техногенного и естественного состояния грунтов под сооружениями.

Комплекс программно-технических средств обеспечения исследования грунтов при инженерностроительных изысканиях включает:

многоканальные сейсмические станции для инженерных изысканий (48-ми и 24-канальные) с импульсными источниками;

электроразведочная аппаратура (низкочастотный диапазон зондирования и радарное сканирование);

станция геофизических исследований инженерно-геологических и гидрогеологических скважин;

навигационное оборудование (GPS-системы, электронные тахеометры);

программные комплексы обработки сейсмических, электроразведочных и скважинных данных;

интегрированные технологии интерпретации геолого-геофизических данных.

По результатам интегрированной интерпретации геолого-геофизических данных осуществляется прогноз деформационно-прочностных свойств грунтов (модули деформации, сдвига, удельное сцепление, угол внутреннего трения, коэффициент Пуассона и др.), структурных параметров, водонасыщенности и ряда других важных элементов геологического строения, не поддающихся прямым определениям в естественном состоянии горных пород.

Применение сейсмических методов исследования в комплексе инженерно-геологических изысканий позволяет объективно прогнозировать модели деформационно-прочностных, структурных, гидрогеологических и других параметров грунтов в широком диапазоне глубин.

Представляем мобильную геофизическую станцию для инженерных изысканий ГЕОБАЗИС.

ГЕОБАЗИС включает в себя многоканальную сейсмическую станцию, георадар, комплект электрометрической аппаратуры, навигационные средства и программный комплекс, обеспечивающий прогноз геолого-физических моделей верхней части геологического разреза. Определяемые с помощью такого комплекса параметры моделей структуры, свойств и физического состояния грунтов в диапазоне глубин от первых до несколько сотен метров позволяют решать широкий круг инженерных, гидрогеологических и экологических задач. Названные задачи решаются на основе двух базисных групп определяемых параметров:

оценка физико-механических свойств грунтов любого типа (деформационно-прочностные свойства, влагонасыщенность, плотность и др.);

геометрию, структуру и свойства неоднородностей грунтов естественного и техногенного генезиса.

Станция обеспечивает оперативное комплексное обследование территории в любых по сложности геологических и техногенных обстановках и удовлетворяет метрологическим требованиям инженерногеологических норм и правил в строительстве, горном деле, гидрогеологии и экологии.

СЕРТИФИКАЦИЯ СИСТЕМ КАЧЕСТВА

Сегодня во всем мире общепризнано, что качество стало наилучшим направлением вложения средств для усиления позиции фирмы как на внутреннем, так и международном рынках. Наблюдается беспрецедентный рост внимания к качеству во всех странах мира.

В конкурентной борьбе компаний за потребителя качество продукции и услуг стало главным фактором, обеспечивающим преимущество на товарных рынках. Гарантом высокого качества стали не только контроль и соответствие технической экспертизе, но и сертификация продукции, производств и систем качества. В последние годы в мировой практике широкое распространение получила сертификация систем управления качества на основе международных стандартов ИСО серий 9000 и 14000, подтверждающая способность предприятий стабильно выпускать продукцию и оказывать услуги высокого качества.

Международные стандарты ИСО серии 9000 могут использоваться как методический материал для разработки и совершенствования системы качества, а также обязательны к использованию, если организация сертифицирует свою систему качества с целью выхода на международный уровень.

Каковы же наиболее существенные положения стандартов ИСО, которые могут быть использованы при построении системы менеджмента качества? На наш взгляд, это:

формирование и документальное оформление общей политики менеджмента предприятия;

структурирование системы на подсистемы, элементы и основные виды деятельности (функции);

четкое распределение ответственности и полномочий в системе;

акцентирование внимания не на вертикальных, а на горизонтальных связях в менеджменте;

делегирование прав и ответственности на нижние этажи управленческой иерархии, документирование всех управленческих процедур, реализуемых в подсистеме;

принятие мер по устранению причин выявленных или потенциальных несоответствий в системе;

аудит системы менеджмента;

непрерывное улучшение общего менеджмента.

Применительно к предприятию постоянное улучшение качества продукции (услуг) ведет к таким изменениям, как расширение доли рынка, увеличение объемов производства, снижение себестоимости продукции, увеличение прибыли и рост инвестиций, повышение благосостояния потребителей, работников предприятия, акционеров и общества в целом, а затраты на улучшение качества в конечном итоге не только компенсируются, но и обусловливают приращение экономических или социальных эффектов.

ПРОГНОЗ СТРУКТУРНЫХ И ФЛЮИДОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ В БЛИЖНЕЙ И ДАЛЬНЕЙ ЗОНАХ СКВАЖИН

ПО ДАННЫМ ТРЕХМЕРНОГО ВЕРТИКАЛЬНОГО СЕЙСМИЧЕСКОГО

Практическая реализация методики 3D ЗС ВСП возможна только на основе применения многоканальных регистрирующих систем, погружаемых в скважину. Полевые наблюдения выполняются с применением трубной конструкции, снабженной трехкомпонентными элементами с управляемым пневматическим прижимом в количестве до 400 единиц (1200 регистрирующих каналов). Интервал расположения приемных элементов составляет 7,6 или 15,2 м. В системах 3D ЗС ВСП объем результирующего сейсмического изображения околоскважинного пространства ограничен усеченным цилиндром диаметром, равным глубине скважины и с плотностью его заполнения трассами CDP до 300000 при использовании 1000 пунктов возбуждения.

Немаловажное значение имеет оперативность исполнения работ 3D ЗС ВСП: полное время полевого периода составляет 1-2 недели с арендой скважины не более чем на 50-70 часов, а срок обработки и интерпретации занимает не более 2-х месяцев.

Высокое качество сейсмических атрибутов Р- и S-волн позволяет не только существенно детализировать классический набор геологических параметров околоскважинного пространства, но и успешно применять специализированную технологию интерпретации с целью прогноза параметров напряженного состояния, флюидного давления, фазового состава флюида и расчета на их основе макропроницаемости и вектора течения флюида в ближней и дальней зонах скважины.

Следует подчеркнуть, что принципиальные возможности и технические особенности применения метода 3D ЗС ВСП вполне способны не только существенно снизить риски разведочного и эксплуатационного бурения, но и обеспечить развитие новых концептуальных подходов к объективной оценке запасов углеводородного ресурса и управления процессами его извлечения.

НОВЫЕ И КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ В НЕФТЕГАЗОВОЙ ГЕОЛОГИИ

ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Эта статья является кратким обзором возможностей новых методов исследований для решения вопросов нефтегазовой геологии, а также результатов, полученных нами за последнее время в изучении строения и развития доюрского основания и орточехла западной половины Западно-Сибирского мегабассейна. Главные результаты были получены благодаря широкому применению комплекса новейших методов и методик исследований, в том числе: геофизических, геоинформационных, биостратиграфических, геохронологических, минералогических и геохимических. Комплексное использование новых и классических геологических и геофизических методов исследований служит задачам нефтегазовой геологии, в частности для составления геологических карт фундамента, построения геологических моделей юрских и нижнемеловых отложений и выделения наиболее перспективных ловушек в слоях этого возраста.

1. На примере Западных районов мегабассейна отработана методика картирования его доюрского основания.

2. Система 3D подбора региональных потенциальных полей, ориентированная на GIS ArcView, специально разработана и адаптирована к задачам изучения строения фундамента, перекрытого стратифицированными осадками.

3. Составлена геологическая карта доюрского основания зоны сочленения Приполярного Урала и Западно-Сибирского мегабассейна.

4. С применением авторских методик и методических приемов составлены новые структурноформационная и тектоническая карты доюрских комплексов Приуральской части Западно-Сибирского мегабассейна.

5. Проводятся комплексные изотопно-геохронометрические исследования магматических и метаморфических комплексов доюрского основания Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна с определениями возрастов пород К-Ar, Ar-Ar, Rb-Sr, Sm-Nd и U-Pb методами.

6. Изучается состав, возраст, формационная и геодинамическая природа гранитоидов некоторых площадей Западной Сибири. Изучение гранитоидов современными методами дает возможность установить время формирования континентальной коры и судить о присутствии в Западной Сибири палеозойских осадочных бассейнов, что очень важно нефтегеологическом отношении.

7. Исследуется возраст и генезис магматических и метаморфических комплексов фундамента.

8. Проводится биостратиграфическое изучение палеозоя Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.

9. Развиваются комплексные геохимические сравнительные исследования формаций фундамента и нижних слоев ортоплатформенного чехла.

10. Также новую информацию дает начатый нами минералогический анализ песчаников продуктивных толщ орточехла в сравнении с породами доюрского основания.

11. По данным K-Ar метода выявляются этапы тектонической активизации Западно-Сибирской платформы.

12. Проводятся исследования природы вторичных преобразований горных пород верхней части фундамента Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в связи с их нефтегазоносностью.

13. Исследуется состав редкоземельных, редких и рассеянных элементов непосредственно в горных породах и флюидах.

14. На основе накопленного опыта изучаются залежи углеводородов в доюрских отложениях Западной Сибири, разрабатываются методические аспекты прогноза скоплений углеводородов в нефтегазоносном горизонте зоны контакта.

15. Литолого-фациальный анализ (ЛФА).

16. Установление закономерностей в строении толщи – цикличности разных порядков.

17. Циклокорреляция отложений.

18. Результирующие модели.

19. Задачи, решаемые посредством фациально-циклических исследований на разных стадиях нефтегазоразведочных работ в сложнопостроенных толщах.

20. Очень важным аспектом нефтегеологического изучения юрских и меловых отложений являются биостратиграфические исследования, проводимые авторами путем палеонтологического, микропалеонтологического и палинологического анализов.

21. Основой изучения особенностей развития проницаемых резервуаров является построение схем корреляции.

22. Коллективом проводится изучение геологического строения и нефтегазоносности как распределенного, так и нераспределенного фонда недр.

23. Начато изучение микроэлементов нефтей. Впервые в сырой нефти определено содержание элементов.

24. Региональный прогноз нефтегазоносности возможен путем выявления основных закономерностей размещения месторождений углеводородов в общем геологическом пространстве.

МЕТОДИЧЕСКОЕ, МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ И СЕРТИФИКАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

ПРОИЗВОДСТВ УРАНОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Специалистами РФ разработана и прошла апробацию оригинальная не имеющая аналогов система метрологического обеспечения (МО) радиометрических методов в каротажном, наземном и воздушном вариантах и технология ее использования при поисках, разведке и эксплуатации месторождений радиоактивных руд, при геологическом картировании и при радиоэкологических исследованиях территорий, загрязненных естественными радионуклидами и радионуклидами техногенного происхождения. Система призвана обслуживать следующие радиометрические методы: гамма-каротаж, спектрометрический гаммакаротаж, каротаж методом мгновенных нейтронов деления, гамма-опробование методом разностного эффекта, пешеходная, автомобильная и аэрогамма-съемки в интегральном и спектральном режимах. Основу системы составляет комплекс Государственных стандартных образцов состава и свойств естественных и техногенных радионуклидов, имитирующих условия работ в естественном залегании, и аттестованные органами Госстандарта РФ образцовые средств измерений. Система предусматривает передачу размеров единиц от исходных эталонных (образцовых) средств измерений (Государственных стандартных образцов) на стандартные образцы более низкого уровня инструментальным способом (в том числе на рудные интервалы контрольно-поверочных скважин) с помощью аттестованных органами Госстандарта РФ эталонных (образцовых) средств измерений. Имеется опыт организации МО магнитных, электрических, акустических, сейсмических методов в каротажном варианте.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ ПАКЕТЫ НА ТЕРРИТОРИИ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ

ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Разработка геоинформационных пакетов ведется в двух направлениях это картографические ГИП в виде электронных атласов и аналитические ГИП.

Основное назначение геоинформационных пакетов в форме электронных атласов – это обеспечение оперативного доступа к информации об объекте или пространстве недр. Электронные атласы позволяют интегрировать разнородные и разномасштабные данные произвольных форматов и сечений и используются как удобные электронные справочники по месторождениям или другим объектам изучения недр. Использование информационно-справочного пакета дает возможность рационально выбрать необходимое для отработки месторождение с учетом его местоположения, технических характеристик и экологической безопасности.

Электронные атласы с успехом могут использоваться для информационного обеспечения мониторинга геологических объектов или среды.

В настоящее время разработаны следующие электронные атласы:

Месторождения строительных материалов Свердловской области;

Медноколчеданные месторождения Урала;

Техногенные месторождения Урала;

Перспективные участки подземных вод Свердловской области;

Сейсморайонирование Урала и отдельных территорий;

Учебно-методические ГИС-пакеты полигонов геологических и геофизических практик.

Базы данных по территории в виде электронных атласов содержат различную картографическую, атрибутивную и текстовую информацию об интересующих вас объектах, оптимальным образом объединенную на файловом уровне, что позволяет оперативно обрабатывать и анализировать информацию, по мере накопления пополнять или редактировать данные, компоновать многовариантные и разномасштабные выходные карты без больших временных затрат.

Геоинформационные пакеты предназначены пользователям разных уровней от рядовых специалистов до лиц, принимающих решения на основании имеющейся информации.

Вторая форма проектов – аналитические, где ГИС рассматривается как система обработки интегрированных данных для получения качественно новой информации с помощью функций пространственного анализа (неких универсальных математических соотношений). ГИС как система накопления хранения и отображения данных в этом случае играет вспомогательную роль.

Подобные пакеты по оценки нефтегазоносности разработаны на территории Оренбургской области, Оморинской площади (Восточная Сибирь) и ряда других территорий.

ЭКСПЕРТИЗА ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ

Одним из путей повышения конкурентоспособности продукции является улучшение потребительских свойств выпускаемой продукции, снижение ее себестоимости и обеспечение беспрепятственного быта.

Указанные задачи решаются в результате реализации инновационных проектов. В настоящее время научно-технические организации и инициативные группы предлагают инвесторам и промышленным предприятиям большое количество таких проектов. Проблема состоит в том, как выявить среди них высокоэффективные проекты. Опыт работы по оценке инновационных проектов в Финансово-промышленном венчурном фонде ВПК, занимающемся вложением собственных и привлеченных средств на ранних стадиях опытно-конструкторских работ, показал следующее:

большое количество предлагаемых проектов основано на производстве контрафактной продукции, так как новая продукция и технология ее производства подпадает под действие патентов иных лиц, не обладает патентной чистотой. В этих случаях реализация даже эффективного, на первый взгляд, проекта приведет к тому, что руководство предприятия, которое будет выпускать такую продукцию, понесет гражданскую, административную, уголовную ответственность, а инвестор потеряет вложенные средства;

в предлагаемых проектах отсутствуют документы, подтверждающие высокий технический уровень продукции в сравнении с лучшими мировыми образцами, который позволяет обосновать реальную цену инновационной продукции;

отсутствие или низкая степень правовой охраны предлагаемой продукции приводит к тому, что результатами реализации проекта могут пользоваться другие любые лица, вследствие чего производящее новую продукцию предприятие не получает конкурентных преимуществ, а инвестор не получает запланированной прибыли.

Экспертиза инновационных проектов призвана отсеять проекты, имеющие вышеуказанные недостатки.

Такая экспертиза обязательно включает в себя проведение патентных исследований, по результатам которых определяется степень правовой защищенности проекта, патентная чистота, технический уровень и конкурентоспособность проекта.

Финансово-промышленный венчурный фонд ВПК сотрудничает с УрАПП по осуществлению экспертизы инновационных проектов, по оценке интеллектуальной собственности. Обязательным условием финансирования венчурным фондом инновационный проектов является наличие в проектах исключительных прав на объекты интеллектуальной собственности, относящихся к предлагаемой продукции.

СТРУКТУРНАЯ ПОЗИЦИЯ ПЛАТИНОВОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ

В РИФЕЙСКИХ ПОРОДАХ ВЕРХОВЬЯ РЕКИ НАРОДЫ (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)

Геологической задачей проведенных силами ОАО "Сосьвапромгеология" геолого-поисковых работ на рудную платину и золото в 2005-2007 гг. предусматривалось выявление коренных источников поступления благородных металлов в аллювиальные отложения правых притоков р. Народы в ее верховье.

Геологическими предпосылками для постановки поисковых работ являются проявления платины и золота в аллювии ручья Ветвистого, правого притока р. Народы. По результатам проведенных в 1992 г.

поисковых работ на россыпное золото под руководством Ю. В. Стрелова, в этих отложениях было установлено наличие золота и платины с содержанием до 2,2 г/м3. Золото высокопробное (700-960), минеральные разновидности платины, по данным микрозондового изучения (ВСЕГЕИ), представлены минеральными разновидностями ферроплатины, изоферроплатины, иридосмина, осмирида. Вероятным коренным источником платины предполагались ультраосновные или метаморфические породы (ЦНИГРИ), поступление кластогенного золота, по мнению Ю. В. Стрелова, могло быть из кварцевых жил и зон метасоматической перекристаллизации вмещающих пород. Кроме того, в качестве первичного источника платины предполагалась возможность поступления платины из рифейских графитсодержащих метаморфических парасланцев, по аналогии выявленной в последние годы металлоносности осадочных комплексов ряда геологических осадочных комплексов других регионов.

В геологическом строении поискового участка "Ветвистый" принимают участие породы пуйвинской свиты рифейского возраста, представленные комплексом метаморфизованных первичноосадочных отложений с подчиненным количеством метабазитовых сланцев. Практически весь объем свиты сложен четырьмя разновидностями метаморфических сланцев – филлитами, мусковитовыми и хлоритовыми сланцами, кварцитами. В нижней части свиты преобладают мусковит-кварцевые сланцы с резко подчиненным количеством кварцитов и хлоритовых сланцев. В верхней части свиты возрастает роль филлитов, увеличивается количество хлоритовых сланцев и кварцитов.

Магматические образования района представлены рифейскими и вендскими метаморфизованными габброидами, долеритами, диоритами, гранодиоритами и лейкократовыми гранитами парнукского и сальнерского комплексов. Породы претерпели весьма интенсивные процессы рассланцевания, гранитизации, структурно-метаморфической перекристаллизации.

В тектоническом отношении площадь расположена в пределах Центрально-Уральского поднятия осевой зоны Урала, в северо-западной части сланцевого обрамления Хобеизской гнейсово-сланцевой антиклинорной структуры. Залегание пуйвинской свиты характеризуется постепенным увеличением углов падения пород до 30-40° к периферии сланцевого обрамления антиклинория, что связано со спецификой блоково-складчатого тектоно-метаморфического динамического формирования структуры. Геолого-структурное изучение западного крыла Хобеизского антиклинория, в том числе с использованием данных проведенного количественного морфоструктурного анализа, позволило выявить две развитие в районе двух преобладающих систем синкинематических разрывных структур северо-западного и северо-восточного направлений.

Анализ тектонической позиции метасоматически переработанных гранитов, локализации процессов метасоматической гранитизации в породах Хобеизского антиклинория свидетельствуют о синкинематическом характере процессов структурно-метаморфической перекристаллизации пород на завершающем позднепалеозойском этапе формирования купольной гранито-гнейсовой структуры.

На поисковом участке "Ветвистый" было проведено литохимическое и бороздовое опробование пород пуйвинской свиты и шлиховое опробование рыхлых аллювиальных и делювиальных отложений русел и бортов правых притоков р. Народы.

По результатам анализа 153 геохимических проб пород пуйвинской свиты и 69 шлиховых проб получены дополнительные данные о закономерностях площадного распределения породообразующих и рудных элементов в породах пуйвинской свиты, вероятном коренном источнике поступления золота и платиноидов в четвертичные отложения и о распределении металла в аллювиальных отложениях.

В качестве основных выводов необходимо отметить следующее.

Общее содержание золота, платины, палладия в исходных песчано-глинистых отложениях пуйвинской свиты низкое, по геохимической специализации и содержанию золото-платинометальных элементов глинистые и углеродсодержащие сланцы не выделяются среди других осадочных обломочных отложений.

Локальные геохимические аномалии золота приурочены к участкам интенсивного рассланцевания, дробления, гранитизации пород пуйвинской свиты и проявления субинтрузивного дайкового гранитного магматизма. Структурная позиция зон перекристаллизации и развития гидротермально-метасоматических процессов контролируется тектоническими зонами продольных конформных (северо-восточных) и поперечных трансформных (северо-западных) разломов, развитие которых связано с позднепалеозойскими стадиями формирования Хобеизской гранито-гнейсовой структуры. Наибольший интерес в отношении размещения эндогенного золотого оруденения представляют участки интенсивной гранитизации и кислого магматизма в местах пересечения структурных зон.

Положительная корреляционная связь содержания платины и палладия с содержаниями хрома, никеля, кобальта, ванадия, локальные геохимические аномалии содержаний элементов установлены для рифейских метабазитовых метаморфических пород. Перспективными в отношении исходной коренной платиноносности в составе пуйвинской свиты могут быть массивы рифейских метаморфизованных магматических пород основного (габбро, габбро-диабазы) и, возможно, ультраосновного состава.

ТЕХНОГЕНЕЗ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ Г. ЕКАТЕРИНБУРГА

Город Екатеринбург в настоящее время представляет собой высокоразвитый мегаполис, в котором сосредоточено многоотраслевое машиностроение, металлургическая и химическая промышленность. До 1991 г.

основным источником загрязнения окружающей среды были промышленные предприятия. В настоящее время основную опасность представляет автотранспорт нашего города. На фоне промышленного, автомобильного и химического загрязнения г. Екатеринбург испытывает на себе самые разнообразные по генезису радиационные воздействия.

За последние годы, в связи с активной застройкой города и строительством метрополитена, произошли существенные изменения ландшафта г. Екатеринбурга. В результате происходит деформирование земной поверхности, а проходка подземных выработок и связанное с ней снижение уровня подземных вод вызывают негативное влияние на окружающую территорию. При проходке выработок метрополитена происходит сдвижение горных пород, которое достигает земной поверхности, вызывая вертикальную и горизонтальную деформацию грунтов. Все это сказывается на зданиях и сооружениях.

Опасным техноприродным фактором является подтопление городских территорий. Непродуманная перепланировка естественного рельефа местности, плохая работа дренажных систем и ливневой канализации приводят к подъему уровня подземных вод, их загрязнению, увлажнению грунтов в основании фундаментов.

Все это приводит к деформации зданий и сооружений. Подземные воды ведут себя активно и непосредственно влияют на геологическую безопасность г. Екатеринбурга.

Так как геотехническая система г. Екатеринбурга за последние 10-летие претерпела значительное изменение, она требует повышенного внимания, комплексного изучения всех техногенных процессов и явлений.

ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ Г. ХАНТЫ-МАНСИЙСКА

Актуальность данной темы заключается в том, что в настоящий момент на территории г. ХантыМансийска распространены геодинамические процессы, которые принимают угрожающие масштабы.

Ханты-Мансийский автономный округ сопровождается многоплановой активизацией экзогенных процессов, часто приводящей к аварийным ситуациям. Это определяет необходимость включения явлений экзогенной геодинамики в программы комплексного мониторинга. В геологическом отношении территория г.

Ханты-Мансийска представляет собой так называемый "Самаровский останец обтекания" в районе устья р.

Иртыш.

В пределах Самаровского останца подошва четвертичных отложений залегает на песках и глинах новомихайловской и туртасской свит палеогена на глубине 10-40 м, четвертичные отложения останца мощностью 110-150 м разделяются на две толщи. Нижняя (Q1-2) мощностью до 100 м, включая отторженец черной опоковидной глины эоцена, представлена типичным ледниковым парагенезом морен и ленточнослоистых алевритов, песков. Верхняя толща (Q2-3) мощностью 40-50 м. Толща сложена флювиогляциальными песками, моренами с блоками-отторженцами палеогеновых и четвертичных пород и покровными лессовидными суглинками. Пласт-отторженец черной опоковидной глины, залегающей в верхах нижней толщи, является своеобразным маркирующим горизонтом, границей этих двух толщ.

В результате работ, проводимых на территории г. Ханты-Мансийска кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии, было выявлено, что в пределах городской территории распространены инженерно-геологические и геодинамические процессы, выраженные в деформации сооружений, процессов оврагообразования и заболачивания. Деформации инженерных сооружений предварительно были разделены на классы: зияющие трещины, деформации фундамента, изгиб крыши, трещины в штукатурке, неравномерная осадка. Всего было выявлено около 290 нарушений, из них: 34,14 % зияющие трещины, 42,07 % неравномеоная осадка, 2,76 % трещины в штукатурке, 5,52 % деформация фундамента, 14,83 % изгиб крыши.

Базисом эрозии для данной территории является пойма р. Иртыш. В пределах городской территории развиты два крупных оврага, которые грозят разрушению инженерных сооружений, они сформированы в результате действия временных природных и техногенных водотоков. В границе города установлены около заболоченных участков различной площади, которые влияют на обводнение грунтов оснований зданий и их деформаций. В целях минимизации процессов деформаций инженерных сооружений предлагается провести охранные мероприятия:

1) укрепление бортов оврагов за счет посадки деревьев;

2) проходка дренажных скважин;

3) устранение техногенных водотоков, которые приводят к активной эрозионной деятельности;

4) засыпка крупнообломочным строительным материалом или крупнозернистым щебнем заболоченных участков.

РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОХИМИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОМ GORE В НАДЫМСКОМ

Существенным допущением метода геохимического моделирования является предположение о том, что опознавательные признаки грунтового газа вблизи продуктовой скважины точно и единообразно отражают поверхностное химическое проявление подповерхностной углеводородной залежи. Теоретической базовой для данного допущения является представление о вертикальной миграции углеводородных молекул из коллектора к поверхности, т. е. о явлении, которое также известно под названием "микропросачивание". В практическом отношении правомочность данного допущения была доказана в ходе многих геохимических обследований, подтвержденных в широком диапазоне геологических ситуаций. Если в конкретном районе обследования такие "известные" модельные буровые участки недоступны, то для определения подходящих проб для моделирования влияния природных углеводородов и/или геохимического фона можно применить процедуру кластеризации геохимических данных. В этой ситуации используется методика, известная под названием "Иерархический кластерный анализ" ("неуправляемый" подход). Говоря вцелом, стратегия моделирования, основанная на "известном" наличии или отсутствии подповерхностных углеводородов, дает лучшие результаты, чем полностью "неконтролируемый" подход даже в случае неоптимальных модельных скважин.

В описанном случае моделирование было произведено по "управляемому" подходу, так как использовалось наличие подходящей нефтяной скважины (В-2) и "фонового" участка (В-1).

Все пробы из нефтяной скважины В-2 были использованы для определения общей качественной характеристики, эманации нефтяного коллектора у поверхности. Аналогичным образом, все пробы из сухой скважины В-1 были использованы для определения качественной характеристики "фоновой" эманации.

При дискриминантом анализе каждая проба классифицируется согласно вероятности ее принадлежности к одному из двух классов конечных членов. В случае двухфакторной дискриминантной модели это достигается путем математической проекции каждой пробы на ось, которая разграничивает центроиды классов конечных членов, причем центроиды определяются конкретными пробами, использованными при определении каждого из классов. Центроиды "сухого" класса представляет собой 0-процентную вероятность членства в нефтепробном классе, а центроид нефтяного класса представляет 100-процентную вероятность членства в нефтепробном классе. Любой пробе, которая "проецируется" за пределы центроида класса, приписывается либо 0-процентное, либо 100-процентное значения вероятности. Упрощенная иллюстрация этой идеи показана ниже на рис.

Результаты, полученные с помощью модели наличия нефти типу В-2, позволили определить в районе обследования пять больших геохимических объектов. Наиболее внушительный геохимический объект находится в юго-восточной части района обследования. Данный геохимический объект состоит из девяти аномальных проб и может простираться за пределы района обследования. Существуют дополнительные, вполне возможно значительные, геохимические аномалии, но в связи с характером, который носит взятие проб по трансектам, определить размеры этих геохимических аномалий не представляется возможным.

Рис. Схематическая иллюстрация разделения центроидов классов модели методом дискриминантного анализа. Каждой пробе путем математической проекции (черные пунктирные линии) на ось максимального разделения между конечными членами модели (красная линия) присваивается значение вероятности Поскольку алгоритм поиска контуров соединял точки аномалий между трансектами, некоторые геохимические объекты могут выглядеть больше, чем на самом деле. Чтобы оценить точные размеры и ориентацию геохимических аномалий, совершенно необходимо провести подробное обследование этих больших геохимических объектов.

Для того, чтобы получить более детализированное геологическое толкование результатов, геохимические данные должны быть объединены с другой геологической и геофизической информацией по району обследования, что уже является прерогативой компании "Новатек".

Обнаруженные в данном обследовании геохимические объекты могут быть связаны с представляющей интерес формацией (формациями), а возможно, и с углеводородсодержащими формациями более/менее глубокого залегания. Таким образом, реалистичная оценка результата моделирования в плане его полезности для проведения поисково-разведочных работ в этой части Западной Сибири потребует совокупного анализа доступных сейсмических данных и тщательной геологической расшифровки компанией "Новатек". Очевидно, что степень, в которой результаты данного геохимического обследования способствуют дальнейшим усилиям по проведению поисково-разведочных работ, в значительной мере зависит от качества и достоверности других поисково-разведочных и геологических контрольных данных, с которыми оно будет объединено.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ НАД УГЛЕВОДОРОДНЫМИ ЗАЛЕЖАМИ

И ВОЗМОЖНОСТИ ИХ ДИАГНОСТИКИ МЕТОДОМ GORE

Сравнительно новый комплекс газо-геохимических методов (ГГХМ) фирмы GORE в 2002-2004 гг. был применен на территории Зимницко-Калмаюрской лицензионной зоны Ульяновской области в сочетании с геофизическими исследованиями и подтвердил свою высокую эффективность. Ранее этот комплекс успешно использовался для прогноза нефтегазоносности в Западной Сибири.

Интенсивная эксплуатация углеводородов (УВ), которая приводит к быстрому истощению залежей с легкоизвлекаемыми запасами, требует поисков и разведки новых промышленных площадей, уточнения контуров известных месторождений, разбраковки площадей с ранее установленной нефтегазоносностью. До недавнего времени такие задачи решались путем применения комплекса геофизических методов. Оказалось, что не уступающие по качеству результаты опробования можно получать специальными модулями-сорбентами GORE с глубины 30-60 см. В этом случае не требуется бурение, закладка модулей-сорбентов производится вручную, что резко удешевляет полевые работы. Лучшими ловушками УВ в приповерхностных условиях являются глины, которые в корах выветривания занимают верхнюю часть разреза и перекрыты только рыхлым почвенно-растительным слоем.

Предлагаемая система пассивной адсорбции газообразной фракции обладает патентной защитой и существенно отличается от предыдущей, использовавшей для отбора проб глубинных газов 5-6-метровые скважины. Особенностью методики является надежная и детальная диагностика глубинных газов, позволяющая различать даже углеводороды "фона", разделять газы по генезису: растительные, микробиологические, поверхностного загрязнения, исходной породы и т. д. По сравнению с ранее использовавшимися методиками точность метода GORE повышена на несколько порядков с 10-6 до 10-9-10-12.

Если ранее существующие методики ограничивались диагностикой УВ в интервале С1-С6, то предлагаемая методика способна провести разбраковку УВ в интервале С1-С20. При этом для гарантированной защиты сорбируемых глубинных флюидов от поверхностных загрязнений применяются специальные технологии.

Кроме высокотехнологичной начинки модуля-сорбента GORE-SORBENT к нему прилагается пакет методик статистической обработки получаемых аналитических материалов. Следует упомянуть, что лаборатория GORE соответствует современному уровню и стандартам качества США и Германии. При статистической обработке геохимических данных используют ряд методик кластерного и отличительного анализов: анализ главных компонент (АГК), иерархический кластерный анализ (ИКА), дискриминантный анализ (ДА), анализ канонических величин (АКВ). Для надежного контроля получаемых результатов существующая методика отбора проб предусматривает обязательное опробование участков с установленной нефтегазоносностью, а также таких участков, где ее отсутствие доказано. И в том, и в другом случае пробы отбираются вблизи глубоких скважин с надежно установленным наличием или отсутствием УВ.

При помощи иерархического анализа проводят композиционную группировку аналитических данных, которая представляет собой список подмножеств результатов геохимических исследований. Метод кластерного анализа используют для определения структуры комплекта выборки, когда никакая другая геологическая или геофизическая информация недоступна для перспективной оценки полученных геохимических данных.

Отличительный или дискриминантный анализ (ДА) является многомерной технологией классификации данных.

Он позволяет определять для различающихся статистических подмножеств особенности физического влияния среды на их формирование и обособление. Вся работа в этом виде анализа базируется на сравнении образца с ранее установленным содержанием углеводородов с изучаемым. Метод ДА определяет статистические критерии различия между сравниваемыми образцами.

Установлено, что почвенные газы несут признаки нижележащей углеводородной залежи. Их контуры четко фиксируют проекцию углеводородных залежей на дневной поверхности. Выявлены также признаки, увязывающиеся с пороговыми (фоновыми) значениями. В результате полевых и лабораторных исследований построена информационная прогнозная карта. Величиной аномального порога признана вероятность 72 %.

Модульные позиции выше 72 % считаются характерными для существующих углеводородных залежей Аналогичные позиции с вероятностью, стремящейся к нулю, считаются фоновыми, указывающими на отсутствие углеводородного накопления.

Подводя краткий итог использования предлагаемой методики прогноза нефтегазоносности в нескольких регионах страны, можно констатировать, что на "пустых" ранее неизученных площадях наличие или отсутствие углеводородных залежей подтверждается с вероятностью 100 %. Более сложной представляется аналогичная задача на площадях, где углеводородами в той или иной степени "загрянены" большие пространства. Здесь вероятность расчленения промышленных участков от углеводородного фона составляет 70-75 %.

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ РУД И ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД АМУРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

В России большая часть выпускаемого цинка (62 %) расходуется на оцинкование листовой стали и готовых стальных конструкций, меньшая часть используется для производства цинковых белил, латуни, литейных сплавов, цинковых анодов. Потребление цинка будет увеличиваться на 5-6 % в год, в соответствии с ростом выплавки стали и выпуска оцинкованных металлических конструкций. Разведанные запасы цинка в России за последнее время сократились на 2 % из-за того, что их прирост не компенсировал погашения.

Цинковые концентраты перерабатываются компанией ОАО "Челябинский цинковый завод", которая является основным производителем рафинированного цинка. В административном отношении Амурское месторождение расположено на юге Челябинской области. Такое экономическое положение позволяет отнести его к одному из наиболее перспективных на Урале.

Оно расположено в зоне сочленения двух крупных структур – Магнитогорского прогиба и ВосточноУральского поднятия. В геологическом строении месторождения участвуют преимущественно стратифицированные образования палеозойского возраста, незначительно развиты субвулканические и интрузивные. Среди стратифицированных отложений выделяются углеродисто-кремнистые сланцы с прослоями известняков новооренбургской толщи среднеордовикского возраста и вулканогенно-осадочные образования амурской толщи средне-, позднедевонского возраста. Стратифицированные толщи прорваны интрузиями габбро и габбродиоритами, реже диоритами.

Главной целью исследований являлось определение типа месторождения по геодинамическим условиям образования и геохимических типов руд. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

установление минерального состава рудовмещающих горных пород и руд и определение минеральных типов руд, стадийности и условий образования рудных минералов. Для решения этих задач применялись следующие методы:

Петрографические исследования рудовмещающих пород;

Изучение структурно-текстурных особенностей по полированным образцам;

Минераграфическое изучение руд в аншлифах;

Минералогический анализ протолочки углеродисто-кремнистого сланца с пиритовой рудой.

Петрографические исследования проводились по измененным вулканитам и углеродисто-кремнистым сланцам, насыщенным рудной минерализацией. Имеющиеся на участке диориты слабо карбонатизированы.

Породы задокументированные в керне как метабазальты, при петрографическом изучении были разделены на метабазальты и метасоматиты. В изученных метабазальтах проявлены изменения: во-первых, зеленокаменные (хлоритизация, альбитизация) и, во-вторых, гидротермальные (карбонатизация, окварцевание), с последними, видимо, связана часть рудной минерализации [2].

Углеродисто-кремнистые сланцы слабо серицитизированы и характеризуются высокими содержаниями тонкозернистых рудных минералов (до 30 %), равномерно распределенных по породе. Отмечаются единичные зерна барита удлиненной формы (0,3-0,7 мм), что указывает на принадлежность месторождения к уральскому типу.

Вулканогенно-осадочные образования метасоматически изменены и гидротермально преобразованы в кварц-карбонатные метасоматиты, минеральный состав которых следующий (%): карбонат 70-75, альбит 5-10, серицит 15-20, кварц – 5-10, рудные минералы – в виде редких зерен. Кальцит аморфный, тонкозернистый (3,0) К2О/Na2О и повышенные концентрации Rb, Sr, Ba, Ti, Zr, Th, Рв, U и легких редкоземельных элементов. Алмазоносными являются только оливиновые лампроиты, которые по составу, происхождению и условиям залегания близки к кимберлитам. Те и другие содержат однотипные микровключения гарцбургит-дунитового и эклогитового парагенезисов, последний является доминирующим.

Лампроиты отличаются от кимберлитов значительно меньшим содержанием карбонатного материала, отсутствием магматического кальцита, а также наличием силикатов и алюмосиликатов, богатых Ti и K, которые не встречаются в кимберлитах, и высоким содержанием F, заключенного во флогопите. Типичный для кимберлитов пикроильменит отсутствует.

Алмазоносные оливиновые лампроиты, по современным данным, возникают в верхней мантии при тех же условиях алмаз-пироповой фации, что и кимберлиты. Лампроитовые тела по сравнению с кимберлитовыми имеют большие размеры. Их формы – трубки (в основном напоминают бокал шампанского), штоки, силы и дайки. К примеру, можно отметить крупное алмазоносное поле Биг Спринг с месторождением Аргайл (Австралия). Здесь многочисленные трубки, сложенные оливинами и оливинфлогопитовыми лампроитами, прорывают докембрийские гранодиориты и девонские терригенно-карбонатные толщи. Эта трубка длиной 2 км при ширине 150-500 м в плане была образована в протерозое (1100 млн. лет назад). Разведанные запасы алмазов, заключенных в лампроитовых туфах трубки Аргайл, составляют около 100 т при содержании 1,2-1, г/т, что превышает содержание алмазов в любой кимберлитовой трубке земного шара. Проектная производительность рудника, который действует с 1985 г. – 500 кг алмазов в год. Около 90 % алмазов, извлекаемых из трубки Аргайл, технические, 10 % ювелирные.

Существует пять гипотез о происхождении алмазов в кимберлитах и лампроитах: 1) Это результат ассимиляции ультраосновной магмой углеродосодержащих пород; 2) Алмазы кристаллизуются на мантийных глубинах, захвачены расплавом и вынесены магматическими потоками к поверхности; 3) Они кристаллизовались в самой лампроитовой или кимберлитовой магме, как ее естественные породообразующие минералы; 4) Алмазы образуются в постмагматическую стадию в связи с пневматолитовыми и даже гидротермальными процессами; 5) Формируются из подкоровых флюидных потоков.

В настоящее время разработана концепция об алмазе как естественном раннемагматическом акцессорном минерале кимберлитов и лампроитов. Одним из важных доказательств этой версии является наличие включений алмазов в оливине, гранате. Кимберлитовая магма с кристаллами алмаза, оливина, ильменита, граната и диопсида зародилась на глубинах около 100 км при устойчивом подтоке к местам кристаллизации алмазов углерода и его соединений. Лампроитовая магма также являлась транспортером кристаллов алмаза из мантийных глубин к поверхности. Это была агрессивная среда для алмаза, поэтому возникли округлые с растворенными углами формы кристаллов.

Лампроиты и кимберлиты сходны в генетическом отношении, особенно близки оливиновые лампроиты и слюдистые кимберлиты. Лампроитовая магма возникла в процессе частичного плавления верхней мантии, содержавшей флогопит, лерцолитового или гарцбургитового состава, бедной клинопироксенами и гранатами.

Для нее характерны низкие концентрации Al, Fe, Ca и Na. В составе лампроитов редки гранат и ильменит, преобладают хромшпинелиды; в основной массе имеется амфибол. Бедность этих пород метакристаллами и глубинными ксенолитами указывает на то, что лампроитовые расплавы зародились на меньших глубинах, чем кимберлитовые.

ИМПАКТИТЫ ПОПИГАЙСКОЙ АСТРОБЛЕМЫ – ИСТОЧНИКИ ТЕХНИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ

ГОУ ВПО "Уральский государственный горный университет" Кимберлиты и лампроиты, застывшие из глубинной магмы и залегающие в форме вулканических жерловин, пока единственные в мире коренные промышленные источники алмазов. Последние десятилетия ознаменовались не только выявлением таких пород во многих регионах мира, в том числе и в Восточной Сибири и на севере Русской равнины, но и неожиданным обнаружением новых, ранее не известных генетических типов коренных алмазоносных пород. К их числу относятся и некоторые горные породы, встречающиеся в отдельных круговых и кольцевых геологических структурах, которые до недавнего времени оставались загадочными. Лишь в течение последних трех четырех десятков лет природа их была выяснена.

Оказалось, что их образование связано с выпадением на Землю крупных метеоритов, астероидов и комет.

Следами падения этих тел на земной поверхности являются необычные кольцевые геологические структуры, получившие название “астроблемы” звездные раны. Внутри астроблем наблюдаются радиальная деформация пластов раздробленных пород, необычные минералы и другие признаки, свидетельствующие о мощном ударном взрыве. Сейчас на Земле обнаружено более 100 таких кольцевых структур. Кольцевые структуры во многом сходны с нарушениями земной поверхности, возникающими после некоторых вулканических извержений, — вулканическими кальдерами. Малая длительность формирования ударных структур и очень высокие температуры и давления, которые достигаются в ходе этого процесса, приводят к образованию импактитов. Импактиты и конусы разрушения являются доказательством метеоритного происхождения древнего кратера.

Первоначально импактные алмазы были встречены в 60-х годах при разведке россыпи р. Эбелях, расположенной в 100-150 км к юго-востоку от Попигайской астроблемы. В то время алмазоносность Попигайской астроблемы была не установлена, поэтому длительное время выделялась самостоятельная группа алмазов "якутит", позднее "карбонадо с лонсдейлитом", "поликристаллические алмазы 9 типа" с неустановленным коренным источником. В настоящее время достоверно установлено, что коренным источником этого типа алмазов является Попигайская астроблема. Здесь выявлены два месторождения коренных технических алмазов (Ударное и Скальное), запасы которых превышают суммарные запасы всех известных в мире алмазоносных провинций. Технологические испытания алмазов Попигая показали широкий спектр их использования.

Содержащие графит кристаллические породы Анабарского массива – гнейсы и плагиогнейсы, подвергшиеся ударному плавлению, послужили источником образования алмазоносных импактитов. Алмазы возникли при ударном сжатии графита и его переходе в твердом состоянии в агрегат гипербарических фаз углерода. Импактные алмазы по многим своим особенностям значительно отличаются от алмазов эндогенного происхождения, встречающихся в кимберлитах и лампроитах. В целом, среднее содержание алмазов в тагамитах по отношению к зювитам оценивается как 3:2. Преобладающий размер импактных алмазов, извлеченных из коренных пород, находится в пределах от 0,05 до 1,5-2,0 мм, в россыпях, возникших при размыве пород астроблемы, встречены алмазы до 10 мм. Алмазы характеризуются различными оттенками желтой окраски, встречаются прозрачные, неокрашенные зерна, серые, черно-серые и черные. Облик импактных алмазов во многих случаях подобен исходному графиту – это уплощенные таблички, базальные плоскости которых сохраняют типичную для графита двойную штриховку, а боковые плоскости имеют ступенчатый характер.

Для возникновения импактных алмазов необходимо наличие на месте удара космического тела какихлибо графитсодержащих или углеродсодержащих пород, а такие породы развиты на земной суше сравнительно широко. Следовательно, вероятность обнаружения этого минерала во многих импактных структурах в разных регионах мира достаточно велика. Наиболее интересна сделанная российскими учеными совместно с канадскими исследователями находка подобных импактных алмазов в зювитах одной из древнейших (1850 млн. лет) и крупнейших на земной суше (200 км) астроблемы Садбери на Канадском щите. Все это показывает, что алмазоносные импактиты возникали уже на ранних этапах развития земной коры и что их образование повторялось впоследствии в подходящих обстановках неоднократно. Очевидны принципиальные отличия условий образования импактных алмазов от условий образования алмазов, рожденных в мантии Земли и вынесенных кимберлитами к ее поверхности.

Относительная изученность Попигайской астроблемы, ее своеобразие и неповторимость позволила доктору геолого-минералогических наук из Новосибирска Сергею Алексеевичу Вишневскому, много лет занимавшегося этой проблемой, на заседании специальной комиссии ЮНЕСКО (Париж, 1991 год) добиться решения отнести Попигайскую астроблему к памятникам природы планетарного значения первой величины.

ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ГРАНИТОИДОВ МАНЬХАМБО (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)

Роль магматизма при любых геологических исследованиях очень велика, особенно если эти исследования направлены на решение металлогенических задач. Изучением магматизма Маньхамбовского гранитного массива и его металлогении в 60-е годы прошлого века занимались С. С. Щербин, В. Н. Ослоповских, А. Ф. Коптяев и В. В. Холоднов, а в последние годы Л. В. Махлаев, В. А. Душин, О. В. Удоратина и др. Исследования магматизма и металлогении данного плутона на сегодняшний день является актуальной задачей особенно в свете национальной программы "Урал промышленный – Урал Полярный".

Маньхамбовский массив является крупнейшим гранитоидным телом палеоконтинентального сектора Урала. Массив приурочен к Маньхамбовскому антиклинорию байкальской консолидации, в значительной степени переработанному в течение герцинского этапа [5]. Массив располагается в южной части Полярного Урала, в районе рек Толья, Парья, Ук-Ю, Турья, Хосая. Длина его составляет 40 км, при ширине, варьирующей от 12 до 22 км. Геоморфологически это приподнятая (с отметками 861,2-784,5) на 300-400 м платообразная горная страна с площадью, примерно равной 650 км2. Обнаженность массива слабая преобладают курумы и развалы которые четко просматриваются на спектрозональных снимках системы Lanstad в виде голубых цветов, но в центральной и южной частях массива встречаются редкие останцы коренных пород.

На юге гранитоиды преобразуют породы маньхобеинской (R1?mh), а на севере и востоке несогласно перекрываются стратифицированными отложениями хобеинской (R2-3hb) свит. Массив представляет собой сложный по строению полихронный комплекс, который характеризуется грубозональным строением, проявляющимся в смене от краевой части к середине аплитовидных порфировидных гранитов на среднезернистые двуслюдяные, а затем на крупнозернистые биотитовые микроклиновые и двуполевошпатовые граниты. Возраст гранитов пока дискуссионен, тем не менее принимая во внимание его геологическое положение и изотопные датировки (1,1 млрд. лет [6], 522±6 млн. лет, 513,8±5,6 млн. лет[3, 4]), можно принять его среднерифейским.

Макроскопические породы массива представлены в основном крупно-среднезернистыми, часто порфировидными, и мелкозернистыми разностями микроклин-пертитовых, биотитовых и двуслюдяных гранитов от серого, розовато-серого до розового цветов массивного сложения и гипидиоморфной структуры.

Отмечаются гнейсовидная текстура вплоть до появления гранито-гнейсов. Темноцветных минералов сравнительно мало, и преобладают лейкократовые и аляскитовые разности. Из жильных образований отмечаются аплиты, мелкозернистые граниты и лампрофиры.

Под микроскопом граниты имеют гранит-порфировые, среднезернистые, неравномернозернистые, гипидиоморфнозернистые и аллотриаморфнозернистые структуры. Основные породообразующие минералы это кварц (20-35 %), КПШ (30-45 %), представленный в основном микроклин-пертитом, реже ортоклазом (около 5 %), плагиоклаз (10-25 %), представленный главным образом альбитом, реже олигоклазом, биотит (1-5 %), мусковит (1-3 %). Вторичные минералы: хлорит (до 2 %) замещающий биотит, серицит (2-10 %) как продукт замещения полевых шпатов, эпидот (до 5 %). Из акцессорных минералов были встречены в зонах, апатит, турмалин, титанит, циркон, ортит, гранат, пирит, магнетит, ильменит, аурикальцит, а в прожилках установлены кварц и флюорит.

На диаграмме альбит-анортозит-ортоклаз породы комплекса приемущественно занимают область гранитов, но некоторые попадают в область адамеллита. Гранитоиды Маньхамбо отнесены к гранитам А-типа.

По сравнению со средними составами А-гранитов Урала [1, 4, 5] в изучаемых гранитоидах наблюдаются повышенные содержания SiO2, Al2O3, CaO, V, Ni, Cu, Ba и пониженные FeO, Sc, Zn, Sr, Ce, Pb, Th, U.

По содержанию кремнезема они расположены в довольно широком интервале (68-77 % SiO2). На диаграмме семейств кислых плутонических пород нормального и субщелочных рядов преобладают породы семейства субщелеочных лейкократовых гранитов, реже гранитов (69-73 % SiO2) и лейкогранитов (74-77 %).

Для крупнозернистых характерны более низкие средние составы (73 %), а для мелкозернистых относительно высокие (76 %). Это, как правило, низкоглиноземистые, маложелезистые и низкоизвестковистые разности со стабильно высокими концентрациями щелочей (более 8 %) при преобладании калия над натрием. Биотитовые составы, естественно, более железистые и магнезиальные.

Геохимический спектр пород весьма своеобразен. Он характеризуется надкларковыми концентрациями таких элементов, как Cr, Ni, Nb, Ag, Au, Pd, Pt, Re, Bi, Yb и группы тяжелых РЗЭ (Dy, Ho, Eu, Tm), за исключением лютеция. Обращает на себя внимание сквозная специализация неизмененных гранитов на золото и платиноиды, что находит отражение в их промышленных концентрациях (8-10 г/т) в цементе рудных конгломератов. При этом анализ РЗЭ для групп дифференцированных по структуре (крупнозернистые и мелкосреднезернистые) гранитоидов из разных вертикальных срезов (т. н. 07-17-1, 07-17 и 07-6-1, 07-6) свидетельствуют о том, что, во-первых, апикальные части гранитного массива более обогащены РЗЭ, вовторых, характер кривых в разрезе несколько отличается (первые имеют слабо отрицательный наклон, т. е.

обеднены тяжелыми лантоноидами, а вторые – V-образную кривую с тенденцией определенного обогащения тяжелыми РЗЭ), в-третьих, для всех гранитоидов характерна ярко выраженная отрицательная европиевая аномалия.

С целью определения геодинамических обстановок формирования гранитов маньхамбовского комплекса были изучены соотношения в породах Fe/Te+Mg-SiO2; Al2O3-SiO2; K2O-SiO2; Rb-(Y+Nb) и Nb-Y; Rb-Hf-Ta. В результате обработки данных установлено, что породы формировались в посторогенных и внутриплитных обстановках.

Металлогеническая специализация комплекса определяется во многом его геохимической специализацией. Кроме того, данные граниты характеризуются относительно высокой радиоактивностью в интервале 20-46 мкр/ч. При этом наибольшей активностью характеризуются мелкозернистые микроклиновые разности 30-46 мкр/ч. На диаграмме главнейших радиохимических типов гранитов (по А. А. Смыслову, 1974) исследуемые породы разделились на два типа это повышенно радиоактивные граниты (при ясно выраженном недостатке U, Th/U=6-10), к которым относятся граниты из опекальных частей массива, и слабо радиоактивные