В результате проведенного исследования в акцессорных цирконах из гранитоидов доюрского фундамента Верхнереченской нефтегазоразведочной площади (южная часть полуострова Ямал) установлен гротит - редкая фтор-глиноземистая разновидность титанита. Он образует редкие включения (так называемые минералы-узники) в центральных частях кристаллов циркона: в выборке из 35 индивидов обнаружено всего два зерна титанита. Измерение химического состава минерала выполнено на электронно-зондовом микроанализаторе CAMECA SX 100, оборудованном пятью волновыми спектрометрами (ИГГ УрО РАН, г. Екатеринбург). По данным микрозондового анализа минерал имеет необычный химический состав, в нем отмечается присутствие существенных концентраций глинозема (AlO до 8,5 мас.%), редкоземельных элементов (РЗЭ до 4,3 мас.%) и фтора (F до 2 мас.%). Этот гротит резко отличается по химическому составу от акцессорного титанита из матрицы гранитоида (монцолейкогранита), для которого характерны значения, близкие к эталонному сфену. В целом, гротит является промежуточным соединением между двумя крайними членами CaTiSiOO (титанит) - CaAlSiOF (синтезированный Al-F-титанит), в верхнереченском минерале содержание гипотетического Al-F-титанита достигает высоких 24-26 %. К сожалению, гротит кристаллизуется в широком интервале температур и давлений, что не позволяет его использовать в термодинамических реконструкциях. Существование гротита (или Al-F-титанита) определяется, по всей видимости, не столько PT-условиями образования породы, а вероятнее всего, химизмом окружающей среды, т. е. очевидно, что верхнереченский титанит формировался в расплаве с повышенной концентрацией фтора. Это первая находка гротита в виде включений в акцессорном цирконе.
Вестник Мурманского государственного технического университета
2019. — Выпуск 1
Содержание:
Для детализации последовательности образования редкоземельных, урановых и ториевых минералов проведено петрографическое и минералогическое изучение процессов REE-Th-U-минерализации в породах Лицевского урановорудного района Кольского региона. В качестве объекта исследования выбрано рудопроявление Дикое; использованы методы оптической и электронной микроскопии с последующим микрозондовым анализом, что позволило выявить взаимоотношения минералов и последовательность их кристаллизации. В монцодиоритовых жилах и вмещающих их биотитовых гнейсах установлены акцессорные минералы, представленные монацитом-(Се), уранинитом, цирконом, апатитом, торитом, которые находятся в тесной ассоциации друг с другом, но сформировались на разных стадиях образования и преобразования вмещающих пород. Монацит-(Ce) с высоким содержанием тория (9-10 %) в ассоциации с апатитом развивается на магматическом этапе кристаллизации монцодиоритов как в самих жилах, так и по мелкозернистой массе минералов в пластинах биотита во вмещающих гнейсах. Вместе с ними в монцодиоритовых жилах кристаллизуется магматический циркон с повышенным содержанием урана и тория. В результате гидротермально-метасоматических процессов в жилах происходит образование уранинита, содержащего примеси серы, иттрия и кальция и приуроченного к участкам грануляции плагиоклаза. В это же время во вмещающих биотитовых гнейсах происходит образование бесструктурных кайм циркона с высоким содержанием кальция, железа, гафния. Развитие кайм гальгенбергита и англезита вокруг зерен уранинита отражает последующие наложенные гидротермальные процессы.
Ключевые слова
Щелочно-карбонатные метасоматиты зон разломов широко распространены в пределах всех докембрийских щитов. Их изучение привлекает пристальное внимание исследователей в связи с приуроченностью к ним разнообразных концентраций рудообразующих элементов. Кроме того, четкий структурный контроль метасоматитов, их состав и стадийность развития имеют большое значение для прогнозной оценки геологических структур. Куолаярвинская зона - одна из перспективных в Республике Карелия в отношении поисков, оценки и возможной промышленной добычи золота и урана. На ее территории выявлены месторождение золота Майское, а также ряд комплексных золотоурановых рудопроявлений, среди которых наибольший интерес представляют Озерное и Лагерное. В работе рассматриваются особенности рудной минерализации этих рудопроявлений, а также зависимость ее состава от первичной породы, подвергавшейся гидротермально-метасоматической проработки. В общей последовательности образования рудных минералов выявлено шесть парагенезисов (породный, урановорудный, сульфидный, селенидно-теллуридный, низкотемпературный и гипергенный). Установлено, что золоторудная минерализация связана с селенидно-теллуридным, а урановая - с урановорудным и низкотемпературным парагенезисом. Показана взаимосвязь рудных парагенезисов с глобальными этапами развития Куолаярвинской структуры (свекофеннская и палеозойская активизации). Приведены новые данные Re-Os изотопного датирования минералов сульфидной формации (халькопирита и молибденита), с которыми тесно связано золотое оруденение, а также вычислен так называемый "химический" изотопный возраст уранинита. Полученные изотопные данные позволяют считать, что образование минералов урановой и золоторудной формаций происходило в период свекофеннской активизации Куолаярвинской структуры.
Ключевые слова
Рассмотрены общие закономерности пространственно-временной эволюции региона. Применение принципов геодинамического анализа и периодизация процессов корообразования восточной части Балтийского щита позволили определить, что наиболее перспективными областями поиска алмазоносных пород являются места пересечения глубинных расколов литосферы с выявленными поясами возможного проявления алмазоносного кимберлитового магматизма. Предложены наиболее перспективные зоны для поиска алмазоносных кимберлитовых трубок взрыва, которые могут составить единый алмазоносный Норвежско-Мезенский пояс. Поиски алмазов проводились в районе полуостровов Рыбачий и Средний в 2005-2007 гг. Детальные работы по дешифрированию крупномасштабных аэрофотоснимков и полевой заверке разрывных нарушений на северной оконечности п-ова Средний позволили выявить перспективные узлы пересечения глубинных разломов. Проведенное в этом месте шлиховое опробование дало положительный результат на обнаружение алмазов и минералов-спутников. Полученные результаты опробования могут указывать либо на наличие коренных источников размыва, либо на непосредственный размыв палеоморских террас, некогда обогащенных данными минералами. При этом магматические трубки взрыва кимберлитового состава обнаружены не были, что может быть связано со слабой геологической изученностью исследуемого региона крупномасштабными геофизическими методами. В связи с находками алмазов высказана рекомендация о расширении подобных исследований и привлечении дополнительного, более пристального внимания к данной проблеме. Исходя из того что рифейские осадочные комплексы полуостровов Рыбачий и Средний являются образованиями пассивной окраины континента того времени, а водораздел хребта Муста-Тунтури находится в непосредственной близости от места исследований, предполагается, что масштаб переноса вещества не был очень существенным и составлял первые километры, возможно, первые десятки километров. В связи с этим коренные выходы алмазоносных трубок взрыва следует искать в непосредственной близости от места находки алмаза.
Ключевые слова
Комплексное изучение палеопротерозойских дайковых комплексов в пределах северо-западной части Кольского региона позволило установить этапы их формирования, провести корреляцию с толщами вулканитов и реконструировать геодинамические условия внедрения. Самые распространенные дайки сложены кварцевыми долеритами U-Pb-возрастом 2 304 ± 1 млн лет; εNd = -1,12; модельный Sm-Nd-возраст протолита равен 2 838 млн лет. Дайки из района губы Амбарная сопоставляются с дайковым роем из района пос. Лиинахамари. Породы обоих роев коррелируются с вулканогенными образованиями андезибазальтового состава нижней части разреза Печенгской структуры. Для долеритов типичны небольшие колебания MgO (4-7 мас.%), низкая концентрация Cr (10-50 ppm) и умеренное содержание Y, Zr, REE, слабо фракционированные спектры тяжелых редкоземельных элементов (ТРЗЭ) с незначительной отрицательной Eu-аномалией и общим фракционированием (La/Yb) = 5,1-5,8. Породы обогащены Rb, Ba, K, обеднены Nb, Ti, имеют низкие значения Sr/Y = 11-13. Дайки кварцевых долеритов прорывают плагиограниты и граниты архейского фундамента; U-Pb-возраст плагиогранитов равен 2 722 ± 4 млн лет; возраст гранитов - 2 418 ± 8 млн лет. Плагиогранит по данным Sm-Nd-анализа его валовой пробы имеет εNd = +3,77, что близко к значениям εNd деплетированной мантии и указывает на происхождение породы из обедненного мантийного источника. Граниты из ксенолитов (дайки кварцевых долеритов) характеризуются значениями εNd = -0,36, свидетельствующими о формировании пород из более обогащенного источника в сравнении с хондритовым резервуаром CHUR. Модельный Sm-Nd-возраст протолита составляет около 2 744 млн лет. Эти данные подтверждают заложение палеопротерозойского рифтогенного Печенгско-Варзугского пояса на континентальной коре. Синхронное внедрение дайковых роев кварцевых долеритов с извержением андезибазальтовых вулканитов определялось их структурной приуроченностью в краевой части "отмирающего" сумийского плюма и области динамического влияния региональных сдвиговых зон.
Ключевые слова
Загрязнение грунтов приаэродромных территорий обусловлено образованием и рассеиванием капель керосина при его неполном сгорании в форсажном режиме работы двигателя самолета. При постоянном воздействии на объекты окружающей среды даже небольших количеств несгоревшего топлива в течение десятилетий эксплуатации аэродромов (прежде всего военных) вклад этой составляющей в загрязнение грунтов становится не менее значимым, чем при аварийных сбросах. Описание каплеобразования керосина основано на том факте, что отработавшие газы авиационных двигателей и дренажных систем не могут конденсироваться, так как находятся при температурах выше критической температуры для керосина. В процессе конденсации они должны перейти в парообразное состояние. Охлаждение отработавших газов и конденсация паров керосина происходит в спутном следе самолета с высоким уровнем турбулентности потоков воздуха. В результате формируются газодинамические образования, имеющие различные массы, которые при достижении температуры конденсации превращаются в капли жидкого керосина. С учетом множества случайных процессов, возникающих при турбулентном охлаждении керосина, распределение капель по размерам является нормальным. Построенная математическая модель загрязнения грунтов территорий керосином между ближайшими приводными радиомаяками аэродрома показывает, что экологически опасное загрязнение наблюдается на расстоянии до 100 м от края взлетно-посадочной полосы. В ходе исследования грунтов приаэродромной территории аэродрома "Балтимор" (г. Воронеж) определено, что ближайший жилой район расположен на расстоянии 1,8 км от взлетно-посадочной полосы, где уровень загрязнения грунтов керосином определяется ниже его ПДК. В южном направлении от аэродрома на расстоянии 300-1 500 м находится дачный поселок с преобладающим типом почвогрунтов - черноземом, в котором происходит накопление керосина; его ПДК в этом районе превышено в 4-12 раз. Получено достаточно полное совпадение расчетных и экспериментальных данных ( R = 0,81), несмотря на то что в теоретических расчетах не были учтены изменения высоты полетов самолетов.
Ключевые слова
Добыча, транспортировка, перевалка и хранение нефти приводят к аварийным загрязнениям почв нефтепродуктами. При решении данной проблемы исследовалась возможность применения органических отходов производств Мурманской области для рекультивации нефтезагрязненных почв в условиях Кольского Севера. Рекультивация осуществлялась в течение трех месяцев при температурах 10-18 °С, имитирующих температурные режимы летних месяцев на Кольском полуострове. Исследованиям подвергалась почва (подзол), отобранная за пределами г. Мурманска вне зон промышленного загрязнения Кольского полуострова. Моделирование загрязнения проводилось посредством внесения в почву флотского мазута марки Ф-5. В качестве рекультивантов были использованы избыточный активный ил из сооружений биологической очистки предприятия ГОУП "Мурманскводоканал"; осадочные пивные дрожжи пивоваренного производства Мурманской области Saccharomyces cerevisiae ; хитозан - продукт конверсии отходов переработки краба камчатского. Рекультиванты вносились в концентрациях 16, 20 и 20 г/кг почвы соответственно. Эффективность рекультивации загрязненных мазутом почв оценивалась в ходе измерения содержания нефтепродуктов флуориметрическим методом и проведения экотоксикологического фитотестирования исследуемых образцов почв. По окончании рекультивационного периода наибольшее снижение концентрации нефтепродуктов (до 62 %) наблюдалось в образцах с активным илом. В образцах почв, рекультивированных осадочными дрожжами и хитозаном, снижение концентрации составило 48,7 и 54,6 % соответственно; при этом уровень самоочищения почвы (при сравнении с контрольными образцами) составил 22,6 %. Результаты оценки деградации нефтепродуктов в процессе рекультивации и показатели экотоксикологического фитотестирования, полученные в динамике эксперимента, позволяют сделать достоверный вывод об эффективности и целесообразности использования избыточного активного ила, осадочных пивных дрожжей и хитозана в качестве рекультивантов нефтезагрязненных почв.
Ключевые слова
Проведена оценка динамики состава тяжелых металлов в атмосферных выпадениях сосновых и березовых биогеоценозов вблизи заповедника "Пасвик" с учетом влияния аэротехногенного загрязнения. Объектами исследования послужили две мониторинговые площадки, расположенные в березняке разнотравном и сосняке кустарничково-зеленомошном в западном направлении от комбината "Печенганикель" (Мурманская область), который является мощным источником выбросов сернистого газа и тяжелых металлов в атмосферу. Исследуемый период наблюдения по атмосферным выпадениям в виде снега составил 5 лет (2009-2013 гг.), в виде дождя - 3 года (2010-2012 гг.). Для отбора проб атмосферных выпадений в виде снега пробные площади были оборудованы 8 снегосборниками (6 - под пологом леса, 2 - на открытой территории), для отбора проб в виде дождя - 23 осадкоприемника (20 - под пологом леса и 3 - на открытой территории). Отбор снега и дождевых вод проводился каждые четыре недели. Содержание тяжелых металлов (Cu, Ni, Pb, Cd, Cr, Co) определяли методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. В результате проведенных исследований выявлена существенная межбиогеоценотическая вариабельность состава атмосферных выпадений в виде снега и дождя как в сосновых, так и в березовых биогеоценозах в долине реки Паз на территории заповедника "Пасвик" и его окрестностях. Обнаружены превышения критических нагрузок в атмосферных выпадениях меди, а также превышение значений предельно допустимых концентраций для данного металла в обоих типах леса как в осадках, прошедших сквозь древесный полог, так и на открытых участках. Для остальных металлов ситуация выглядит более стабильно, в частности по содержанию никеля в атмосферных выпадениях превышение ПДК не отмечено.
Ключевые слова
Тундры на Кольском Севере. Работы проводились на участке, загрязненном дизельным топливом 15-20 лет назад, в результате чего произошла гибель растительного покрова и деградация органогенного горизонта почв. Тип почвы, на которой выполнялись исследования, - подбур оподзоленный (Entic Podzol). В ходе проведения восстановительных работ методами биоремедиации получены новые данные по изменению содержания органического углерода и подвижных фосфатов в почве. Внесение минеральных и органических удобрений привело к увеличению доли органического вещества гумуса в 1,6-2,1 раза и снижению доли углерода нефтепродуктов в 3,3-4,8 раза. В то же время количество водорастворимого углерода гумуса снизилось в 1,6-2 раза. Во всех вариантах опыта использование удобрений при проведении биоремедиации привело к увеличению содержания подвижных фосфатов в 4,3-6,6 раз до фоновых значений незагрязненных почв. Показано положительное влияние органических удобрений, препятствующих вымыванию вносимых биогенных элементов на участках, расположенных на склонах. Установление благоприятного трофического режима и снижение содержания углеводородов положительно влияет на рост растений ( Festuca pratensis Huds.) на экспериментальных участках. Снижение фитотоксичности почвы позволяет проводить этап фиторекультивации, а также способствует самозарастанию участков местными видами растений. Результаты данного исследования могут быть использованы для разработки теоретических основ повышения эффективности биоремедиации почв в районах Крайнего Севера, а также при планировании и проведении работ по восстановлению загрязненных и нарушенных территорий, расположенных на склонах.
Ключевые слова
Выполнены исследования по изучению эффективности применения алюмосиликатного минерала вермикулита различной модификации в качестве сорбента для очистки природных сред от нефтепродуктов. Показано, что обработка сорбента гидрофобным модификатором "Пента-804" позволяет получить гидрофобный сорбент, обладающий высокими показателями по водостойкости; он способен длительно удерживаться на поверхности воды и нетоксичен для биоты. Наибольшую эффективность продемонстрировали сорбенты, на поверхность которых были иммобилизованы штаммы аборигенных бактерий-нефтедеструкторов рода Pseudomonas . Они позволяют добиться высокой степени очистки, составляющей 99,8 %. Также отмечена высокая степень очистки воды сорбентом с ковалентной сшивкой (76,26 %) и бактериальной суспензией (51,34 %). Использование сорбентов в течение длительного времени нецелесообразно из-за процессов десорбции. Применение вермикулитового сорбента методом рассыпания по поверхности воды оказалось эффективнее, чем использование в матах, что связано с более полным покрытием поверхности загрязнения. Так, степень очистки поверхности при использовании сорбента россыпью составила 95 %, в то время как степень очистки поверхности при использовании сорбента в матах - 78 %. При этом использование сорбента в матах позволяет свести процент оседания частиц к нулю, а маты остаются на плаву более длительное время. После применения в процессе очистки сорбент можно обжечь, модифицировать и использовать повторно. Модифицированный гидрофобный вермикулит в матах может быть использован лишь на начальных этапах очистки почв при значительных разливах нефти. Гидрофильные сорбенты могут выполнять функцию рыхления почвы, улучшая ее механические свойства, и служить носителем для углеводородокисляющих микроорганизмов.
Ключевые слова
Выполнены исследования по разделению титансодержащих минералов Африкандского месторождения (Мурманская область) магнитной сепарацией. Технологическая схема рудоподготовки и последующего обогащения руды разработана с учетом вкрапленности и раскрытия полезного компонента для получения как титаномагнетитового, так и перовскитового концентрата. Минералогическая характеристика дробленой руды месторождения показала высокую степень раскрытия титаномагнетита. Проведение первой стадии магнитной сепарации дробленой руды - эффективный метод выделения титаномагнетита. Магнитная сепарация дробленой руды исключает переизмельчение титаномагнетита, так как мелкозернистая вкрапленность перовскита предусматривает более тонкое дальнейшее измельчение, а также сокращает количество рудной массы, поступающей на измельчение в цикле выделения перовскита. Немагнитная фракция представлена оливином, перовскитом, а также незначительно кальцитом. Выполнен анализ изменения гранулометрического состава руды в зависимости от времени ее измельчения. При различной крупности измельчения магнитной сепарацией получены кондиционные титаномагнетитовые концентраты. Выход концентрата от руды составил 10,9-10,5 % при содержании Fe 60,6-62,0 %. Перовскит обладает слабо выраженной магнитной восприимчивостью относительно титаномагнетита. Проведены исследования по получению перовскитового концентрата магнитной сепарацией. Показано влияние степени измельчения питания сепарации, обесшламливания и предварительной классификации на показатели разделения перовскита магнитной сепарацией. Получены перовскитовые концентраты с содержанием 44-46 % TiO. Представлены показатели обогащения титаномагнетит-перовскитовой руды магнитной сепарацией с получением титаномагнетитового и перовскитового концентрата. Существенная роль в получении качественных концентратов связана с предварительной подготовкой руды - ее измельчением, обесшламливанием и классификацией.
Ключевые слова
Изучение условий возможной отработки запасов любого месторождения происходит еще на начальной стадии его освоения, так как каждое из них является уникальным и неповторимым. Условия в процессе выемки могут изменяться, вследствие этого необходимо адаптировать технологию горных работ к условиям месторождения. Адаптация возможна на основе выявления и оценки всех факторов, влияющих на процесс ведения горных работ. На примере месторождений апатит-нефелиновых руд Хибинского массива выявлены основные факторы, влияющие на выбор технологии и безопасность горных работ при извлечении прикарьерных запасов в сложных горно-геологических и горнотехнических условиях. Представлены примеры моделирования объектов открытой и подземной геотехнологий в горно-геологической информационной системе MINEFRAME, при этом был задействован модуль автоматизированного анализа горно-геологических условий, который позволяет формировать вертикальные разрезы в пределах рудного тела с заданным шагом. По каждому разрезу определяются элементы залегания: угол падения, нормальная мощность, рудные площади, в том числе в охранных целиках. Продолжительность выполнения данных измерений и анализ горно-геологических условий при таком подходе значительно сокращаются. Разработаны варианты отработки прикарьерных запасов Саамского карьера, горные работы в котором завершены и доступ в него отсутствует из-за ликвидации транспортных коммуникаций. По вариантам определены промышленные запасы и показатели их извлечения. Комплексная технологическая и геомеханическая оценка условий освоения запасов месторождений с применением средств компьютерного моделирования позволяет улучшить восприятие визуальной информации и разработать оптимальный вариант освоения запасов месторождений.
Ключевые слова
Важнейшим элементом в вопросах эффективности и безопасности разработки месторождений полезных ископаемых является учет основных структурных особенностей массива скальных пород. В работе рассматриваются методические вопросы применения георадарного зондирования для исследования внутренней структуры скальных пород. Георадарные исследования проводились на рабочем уступе карьера "Железный" Ковдорского ГОКа. Вначале зондирование было выполнено продольным профилированием массива пород в естественном их состоянии на глубину до 20 м в комплексе с телеметрическим обследованием трещиноватости пород в скважине, которая располагалась на профиле. Затем скважина была полностью залита водой, и георадарные исследования повторялись через 15, 30 и 60 мин одновременно с регистрацией понижения уровня воды в скважине. Полученные результаты георадарных исследований проанализированы с целью выявления влияния водонасыщения скальных пород на регистрируемые электромагнитные характеристики, а также определения взаимосвязи структурной нарушенности пород и их диэлектрической проницаемости до и после водонасыщения. Установлено, что водонасыщение скальных пород - индикатор, который позволяет более контрастно выявлять зоны нарушенности пород ввиду относительно незначительной разности диэлектрической проницаемости в ненарушенном и нарушенном массиве сухих пород. Выполненная георадарным зондированием оценка нарушенности скальных пород уступа карьера с использованием водоналива в скважину для контрастности измерений показала, что насыщенные водой, пористые, проницаемые, трещиноватые породы имеют более высокие значения диэлектрической проницаемости, чем сухие / монолитные, слаботрещиноватые породы, у которых наблюдались более низкие значения диэлектрической проницаемости. Установлено, что вследствие водонасыщения пород изменения значений диэлектрической проницаемости увеличились в два раза и составили 0,6 ед., в то время как до насыщения эти изменения составляли только 0,3 ед., т. е. были в два раза ниже. В целях обоснования оценки нарушенности скальных пород георадарным зондированием выполнен сопоставительный анализ георадарных данных и вычисленной на основе коэффициента фильтрации пустотности пород в окрестности скважины. Проведенный анализ показал, что с увеличением пустот в породе, и соответственно водонасыщенности, их диэлектрическая проницаемость увеличивается.
Ключевые слова
Актуальность проблемы определения степени удароопасности скальных горных пород обусловлена тем, что при разработке месторождений полезных ископаемых в скальных массивах происходят разрушения выработок в динамической форме. Основой обеспечения безопасности ведения горных работ являются знания о способности различных типов горных пород к хрупкому разрушению. В настоящее время разработаны экспериментальные методы установления деформационно-прочностных характеристик пород при различных режимах нагружения. Однако общий недостаток применяемых подходов заключается в том, что в них в явном виде не учтено главное условие возможности разрушения пород в динамической форме - способность массива пород накапливать энергию во время его нагружения. Целью проводимых исследований являлось изучение характера накопления упругой энергии в процессе нагружения и деформирования образцов различных пород в режиме одноосного сжатия для оценки степени их удароопасности. Оригинальность подхода заключалась в анализе вида кривой допредельного деформирования пород, которая может быть получена на любом стандартном оборудовании, т. е. без привлечения специализированных испытательных ("жестких") установок. По результатам проведенных исследований с использованием стандартных прессов были выявлены два режима деформирования для испытанных типов пород, что позволило сформулировать критерии отнесения пород к различным категориям по степени их склонности к разрушениям в динамической форме. Такой подход имеет практическую ценность, поскольку позволяет детализировать методику геомеханического районирования массива месторождений и более дифференцированно оценивать степень удароопасности конкретных участков разрабатываемых месторождений.
Ключевые слова
Представлены результаты анализа существующих методик и алгоритмов прогнозирования потерь и разубоживания руды при ее выпуске через приемные отверстия после взрывного дробления массива горных пород. Показано, что процесс выпуска руды требует более глубокого изучения, основанного на совершенствовании методов моделирования поведения раздробленной горной массы, обладающей неравномерным гранулометрическим составом. Поскольку методы исследования на лабораторных стендах трудоемки и малоинформативны, то в качестве инструмента исследований процесса выпуска горной массы предлагается использовать методы численного моделирования поведения дискретной среды, реализованные в программе ROCKY DEM. Представлены результаты калибровочных численных экспериментов по донному выпуску руды на моделях бункеров. Описано влияние на процесс выпуска формы и размеров кусков руды, однородности гранулометрического состава, состояния моделируемого материала. Анализ перемещения кусков в численных экспериментах показал, что траектория их движения к выпускному отверстию больше похожа на график кубической функции, а не квадратичной, как принято считать в теории о выпуске. Cделан вывод об адекватности численной модели и возможности ее использования для изучения процесса выпуска раздробленной горной массы в различных технологических схемах.
Ключевые слова
Ловозерский ГОК, разрабатывающий Ловозерское месторождение редких металлов, является единственным поставщиком сырья для редкометалльной промышленности России. Глубина горных работ на месторождении (600 м) постепенно возрастает и должна достигнуть 900 м. Месторождение отнесено Ростехнадзором РФ к разряду склонных и опасных по горным ударам с глубины 400 м от поверхности. С увеличением глубины возрастает опасность горных ударов в поддерживающих толщу пород опорных целиках, для которых должны быть определены соответствующие меры профилактики удароопасности. В ходе исследования рассмотрена проблема распределения напряжений в удароопасных околоштрековых целиках с разгрузочными щелями для условий Ловозерского месторождения, являющегося тектонически высоконапряженным; представлен вариант профилактики удароопасности в целиках посредством образования разгрузочных щелей в боках выработки, с помощью которых концентрация напряжений переносится с контура выработки вглубь целика. Образование щелей ослабляет несущую способность целиков. Однако образование разгрузочных щелей создает условия для работы средней части целиков при объемном сжатии, вследствие чего несущая способность целиков повышается. Анализ увеличения прочности целиков при работе в условиях объемного сжатия произведен с использованием коэффициента формы (определяется по формуле Е. Церна). Полученные данные свидетельствуют о том, что в низких широких целиках, которые оконтуриваются на глубинах свыше 500-550 м, ослабляющее действие щелей нивелируется за счет формы целиков. В процессе разработки мер профилактики удароопасности выполнены расчеты удельной несущей способности целиков с разгрузочными щелями и без щелей при их расположении на глубинах до 900 м от поверхности для условий рудника "Карнасурт", на котором планируется добыча руд в ближайшие годы.
Ключевые слова
С целью оценки современного экологического состояния проведено исследование химического состава воды озер, в различной степени подверженных влиянию стоков АО "Олкон" (г. Оленегорск Мурманской обл.), осуществляющего добычу и переработку железосодержащих руд. С началом деятельности АО "Олкон" состав воды близлежащих водоемов претерпел значительные изменения. Увеличилась минерализация (до 100 мг/л) и значения pH (до 7,6) воды исследуемых озер. Изменился качественный состав воды этих озер - класс воды сменился с гидрокарбонатного на сульфатный. Биотиты, входящие в состав гнейсов, к которым приурочены рудные тела железистых кварцитов, являются основными источниками поступления катионов K и Mg, амфиболы - Ca и Na. Поэтому повышение содержания основных ионов и минерализации воды озер вызвано поступлением фильтрационных вод хвостохранилищ и отвалов АО "Олкон". В воде озер зафиксировано увеличение содержания соединений азотной группы (нитрат-иона, аммоний-иона и общего азота), что связано с использованием взрывчатых веществ, содержащих азотные соединения, при проведении буровзрывных работ при добыче железных руд. Содержание NO в некоторых озерах выше содержания главных ионов Na, K, Cl в пересчете на эквивалентную концентрацию. Поступление загрязняющих веществ в составе сточных вод привело к подавлению биологической активности и уменьшению содержания органического вещества в воде озер. В озерах, принимающих стоки железорудного производства, зафиксированы наибольшие содержания Ni, Cu, Co, Al и Sr. В то же время концентрации Fe - наименьшие, что связано с повышением величины рН воды озер (снижает растворимость ионов Fe) и уменьшением содержания органического материала, так как Fe в озерных водах Мурманской области находится главным образом в составе органо-минеральных соединений.
Ключевые слова
Атомно-эмиссионным методом определено валовое содержание Al, Co, Fe, Mn, Pb, Cu, Zn, Sr, As, Cr и Ni в образцах донных отложений нижнего течения реки Иртыш, представляющих собой пески, суглинистые пески, песчанистые суглинки, суглинки илистые и суглинки. Установленные концентрации не превысили фоновые показатели, за исключением Pb и As, максимальные значения которых составили соответственно 138 и 7,2 мг/кг. Валовые концентрации металлов и металлоидов находились в тесной корреляционной зависимости от содержания в речных отложениях различных гранулометрических фракций. Предложен способ оценки степени загрязнения грунтов с учетом гранулометрического состава донных отложений. В результате получены уравнения множественной регрессии, отражающие математическую зависимость концентрации различных элементов от двух предикторов - доли глинистых и илистых частиц в донных отложениях реки Иртыш. На основе данных уравнений, определив процентное содержание различных гранулометрических фракций в грунтах, можно предсказать наиболее вероятные значения концентрации металла в анализируемом образце. Определено содержание нефтепродуктов в донных отложениях реки методом ИК-спектрометрии. В 24 % исследуемых образцов донных отложений концентрации нефтепродуктов не превысили предельно допустимый уровень, равный 20 мг/кг, в остальных образцах варьировали от 21 до 73 мг/кг. Выявлены статистически значимые корреляционные связи валовых концентраций элементов с содержанием железа, марганца, органического вещества и нефтепродуктов в донных отложениях нижнего течения реки Иртыш. Определены слабые статистически значимые корреляции рН с показателями гранулометрического состава донных отложений.
Ключевые слова
На основе данных морских экспедиций Полярного научно-исследовательского института морского рыбного хозяйства и океанографии им. Н. М. Книповича (ПИНРО), выполненных в период 2010-2015 гг., проанализировано содержание ряда металлов в донных отложениях (ДО) центральной части Печорского моря на 99 станциях. Исследовали гранулометрический состав и рН поверхностного слоя осадков. Межгодовых изменений изученных показателей не выявлено. Согласно проведенным исследованиям преобладающей формой ДО является мелкий песок, изредка встречается супесь. Сравнение среднего относительного содержания ряда изученных элементов-примесей в ДО исследованной части Печорского моря с ДО Белого моря и стандартом "верхняя континентальная кора" (UCC) не выявило принципиальных отличий. Показано, что содержание Pb и Cd - наиболее изменчивое в ДО Печорского моря. Медианные значения кларков концентрации всех исследованных элементов-примесей в ДО Печорского моря, нормированных по UCC, были заметно меньше 1. Выполнены и проанализированы диаграммы положения точек относительного содержания пар изученных элементов в ДО Печорского моря. Проведено сравнение указанных диаграмм с таковыми для соответствующих пар элементов в ДО Чукотского и Восточно-Сибирского морей: выявлены определенные различия, наиболее заметные в отношении Печорского и Восточно-Сибирского морей. Установлено относительное сходство состава ДО Печорского моря с ДО Чукотского моря. Приведены данные статистической обработки средних содержаний всех изученных металлов в ДО. Заметных отличий от результатов предшествующих исследований в Печорском море не обнаружено. Выполнен корреляционный анализ содержания элементов-примесей. Рассмотрение представленных данных не выявило признаков антропогенного загрязнения ДО Печорского моря тяжелыми металлами; в результате для Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Cd и Hg рекомендованы фоновые уровни их содержания для ДО Печорского моря.
Ключевые слова
Печорское море имеет важнейшее экономическое значение для Российской Федерации. Познание истории развития шельфа западноарктических морей России невозможно без изучения современных процессов седиментации и литологического строения разрезов. Поэтому в августе - сентябре 2018 г. в ходе 38 рейса научно-исследовательского судна (НИС) "Академик Николай Страхов" прямыми методами геологического опробования было изучено пространственное распределение и многообразие типов донных отложений, установлена связь литологических типов донных осадков с формами рельефа дна различного происхождения, дана характеристика позднечетвертичного осадочного чехла в Печорском море. Опробование донных осадков Печорского моря проводилось с помощью дночерпателя и ударной грунтовой трубки. Точки отбора проб дночерпателем и ударной грунтовой трубкой выбирались по материалам непрерывного сейсмопрофилирования и батиметрической съемки дна. В результате проведенного исследования были выделены следующие типы донных осадков: пелитовые илы, алеврито-пелитовые илы, глины, алевриты, пески, моренные отложения. Представлена литологическая характеристика различных типов современных осадков Печорского моря. Показано, что в наиболее мелководных - южной и центральной - частях Печорского бассейна распространены преимущественно псаммитовые фации, что связано с интенсивной поставкой песчано-алевритового материала с континента речным стоком. В северной - наиболее глубоководной части Печорского бассейна - распространены преимущественно тонкие осадки - пелитовые и алеврито-пелитовые илы. Наличие моренных отложений в юго-восточной части Печорского моря заставляет предположить, что в поздневалдайскую ледниковую эпоху здесь существовал ледник, в то время как остальная часть Печорского бассейна представляла собой низменную сушу с криоаридным субаэральным ландшафтом.