Введение: Впервые поставлен вопрос о перспективности в отношении алмазов нетрадиционного генезиса Западно-Тихоокеанской зоны перехода. В кайнозое тектономагматическая активизация зоны перехода осуществлялась под воздействием нижнемантийных плюмов - апофиз Африканского и Тихоокеанского суперплюмов, адиабатическое плавление, которых приводило к вспышкам WPB вулканизма CAB и OIB-типа, соответственно. Плюмовый апвеллинг способствовал выносу алмазов из зоны их устойчивости. Источником углерода служили карбонатные толщи субдуцирующей плиты или сверхглубинные водородно-метановые газы, поднимающиеся от границы ядро-нижняя мантия. Методика: Методы исследования заключались в выявлении разломов и структур центрального типа. Определения радиоизотопного возраста, петролого-геохимического состава и радио генных изотопов Pb, Nd и Sr проводились в аналитических центрах России, Германии и США. Результаты и обсуждение: Петролого-геохимические свойства щелочных базальтоидов указывают на принадлежность CAB- и OIB-типов вулканизма, главным образом, к тефрит-лейцитовой, камафугитовой и лампроитовой сериям, что может служить одним из критериев потенциальной алмазоносности этой зоны. К другим критериям относятся: 1) наличие древнего фундамента и ослабленного тектонического каркаса зоны перехода; 2) вихревая геодинамика, способствовавшая затягиванию алмазосодержащих мантийных расплавов в циклонические и антициклонические вихри. Выводы: Окраинные моря и участки окружающей суши можно отнести к объектам, перспективным на обнаружение мелких алмазов в местах проявления OIB вулканизма, а более масштабных скоплений крупных кристаллов в областях активизации древних платформ и проявления CAB вулканизма.
Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология
2023. — Выпуск 2
Содержание:
Введение: Проведены исследования составов гранатов по трем кимберлитовым телам Мирнинского поля (трубки Мир, Интернациональная и Дачная). Данное поле расположено в пределах Мало-Ботуобинского алмазоносного района Западной Якутии. Методика: Парагенетическая принадлежность гранатов определена на основе их химического состава с использованием программы «MineralogicalAnalyse». Всего было изучено 3263 зерна гранатов. Изучение составов гранатов было выполнено на электронно-зондовом анализаторе. Результаты и обсуждение: Результаты исследований показывают, что кимберлитовые тела Мирнинского поля, несмотря на схожий набор различных гранатовых парагенезисов, существенно различаются их процентным соотношением. Характерной особенностью гранатов изученных тел является довольно высокое суммарное содержание разностей эклогитового парагенезиса, особенно гранатов из слабоалмазоносных магнезиальных эклогитов. Выводы: С помощью программы «MineralogicalAnalyse» предоставляется возможность не только надежно определять парагенетическую специализацию гранатов, но и проводить идентификацию шлиховых ореолов в процессе поиска новых кимберлитовых тел.
Ключевые слова
Введение: Характерной чертой кимберлитовых тел, установленных на древних платформах мира, является значительная изменчивость параметров их вещественного состава. Высокий градиент изменчивости вещественных признаков в обьеме кимберлитовых тел во многом связан с полигенностью и гетерохнонностью компонентов самих слагающих трубки пород, охватывающих диапазон условий образования от верхней мантии (через пневматолитово-гидротермальную стадию) до гипергенеза. Значительную роль в формировании окончательного облика кимберлитов играет вмещающая диатремы среда (состав и механические свойства вмещающих пород). Зависимость петрофизических, петрохимических, геохимических и минералогических особенностей кимберлитов от состава и механических свойств вмещающих трубки пород должна учитываться при прогнозировании и поисках коренных месторождений алмазов. Под влиянием вмещающих пород химический состав кимберлитов может стать существенно отличным от привычного первичного состава в связи с чем химический критерий может потерять свою диагностическую роль. Петрофизические свойства кимберлитовых пород во многом зависят от степени постмагматических и гипергенных изменений, главным минералом среди которых является кальцит. В настоящей работе дана характеристика кальциту-доминирующему, породообразующему минералу класса карбонатов в кимберлитах. Объекты, методология исследований, результаты и их интерпретация: Кальцит является одним из наиболее распространенных карбонатов в кимберлитовых породах Сибирской платформы, чему во многом способствовал терригенно-карбонатный состав толщ, вмещающих диатремы. Встречается минерал в кимберлитах в виде зерен и агрегатов в основной массе пород, прожилков и гнезд, сферических выделений, друз, жеод и щеток. Доминирует в трубках несколько разновидностей минерала: а) ранний (глубинный) первично магматический кальцит (включения в глубинных минералах); б) глубинный метасоматический кальцит - продукт верхнемантийного метасоматоза пород и минералов; в) собственно кимберлитовый кальцит, кристаллизация которого связана с различными этапами постмагматического и гипергенного преобразования пород. Кальцит можно отнести к сквозным, но полигенным минералам кимберлитового процесса, всестороннее комплексное исследование которых может дать новую информацию о природе и специфике этого процесса на разных этапах становления кимберлитовых тел (трубок, даек и силлов). Отмечается гетерогенная природа Са и СО2 в кальцитах и многостадийность процессов кальцитообразования в кимберлитах. Процесс кристаллизации кальцита в кимберлитах очень сложный и многостадийный. Часто в пределах отдельной жеоды выделяется несколько генераций кальцита, отличающихся размерами, морфологическими особенностями, набором включений, типом зональности, окраской и люминесцентными свойствами. Полученные типоморфные особенности кальцита из кимберлитов можно успешно использовать для совершенствования технологических методик извлечения алмазов из пород, а в переотложенном виде в осадочных толщах как дополнительный поисковый критерий. Заключение: Важными и принципиальными являются сегодня вопросы информативности и типоморфного значения микросостава и свойств кальцита из кимберлитовых пород, что в определенной мере затрудняет их использование в качестве генетических индикаторов условий кимберлитообразования. Количественные взаимоотношения между минеральными фазами и формой выделений кальцита могут существенно различаться. На глубину изученных диатрем установлены закономерности в распределении как породообразующих новообразований основной массы (в том числе и кальцита), так и прожилковой гидротермальной минерализации. Особенности распределения кальцита в плане диатрем часто связаны со степенью постмагматической и гидротермальной измененности пород.
Ключевые слова
Введение: Титан и цирконий являются стратегическими видами полезных ископаемых. Несмотря на то, что Россия - крупнейшая в мире сырьевая база титана, вклад страны в мировое производство концентратов титана составляет всего 0.03 %, а по выпуску циркониевых концентратов не превышает 1 %. В этой связи встает вопрос об импортозамещении Ti-Zr сырья. Решение проблемы дефицита Ti-Zr сырья лежит в плоскости изучения новых перспективных объектов и совершенствования технологии извлечения на основе безотходного, комплексного использования продуктивных песков. Общие сведения о геологическом строении территории и состояние изученности: в геологическом строении района участвуют отложения кайнозойского возраста. На дневную поверхность по балкам на Ергенинской возвышенности выходят палеогеновые, неогеновые и четвертичные образования. Титано-циркониевые россыпи Ергенинской возвышенности принадлежат к потенциальному Ергенинскому россыпному району в составе Предкавказской россыпной провинции. В пределах Ергенинского россыпного района выделяются Уманцево-Малодербетское, Садово-Обильненское, Балковско-Кегультинское, Ремонтненское и Буратинское россыпные поля. Условия формирования продуктивной толщи: Генетическая принадлежность песчаных осадков ергенинской свиты, являвшихся объектом многочисленных исследований, до сих пор однозначно не определена, разные авторы относят их к флювиогляциальным, аллювиальным, дельтовым или прибрежно-морским образованиям. Строение ергенинской свиты: Вертикальный разрез ергенинских отложений по литологоминералогическим, фациальным и структурно-текстурным особенностям подразделяется на три части: для нижней базальной части (от 0.3 до 10 м) характерны грубо- и крупнозернистые пески с примесью гравийного материала. Средняя часть разреза (до 20 м) представлена преимущественно крупно- и среднезернистыми, косослоистыми песками, слоистость в которых подчеркнута градационной сортировкой материала и редкими шлиховыми прослоями тяжелых минералов. Наиболее продуктивной является верхняя часть разреза сложенная тонко- и мелкозернистыми песками, на 60-70% состоящими из зерен размером 0.1-0.25 мм с содержаниями тяжелой фракции, в отдельных частях разреза до 3-5 %. Структурно-палеогеоморфологические особенности: Анализ палеогеоморфологических схем восточной части Ергенинского россыпного района показал, что весьма благоприятными для захоронения и экспонирования на дочетвертичном этапе можно считать области распространения крупных линейных эрозионно-тектонических депрессий, которые унаследованы локальными переуглубленными впадинами в пределах стабильных морфоструктур. Минералы тяжелой фракции ергенинской свиты: Приведены результаты изучения минерального спектра тяжёлой фракции Садово-Обильненского россыпного поля, и её сравнение с известными титан-циркониевыми месторождениями на соседних территориях. Заключение: Предложены рекомендации по комплексному использованию ергенинских песков и направлению дальнейших исследований. Например, использование общераспространённых песков с их предварительным улучшением качества по гранулометрическому составу, уменьшению глинистости, выделению тяжёлых минералов, позволяет получить, помимо строительных песков, стекольные, формовочные, а также продукт, обогащённый минералами тяжёлой фракции, включающий Ti-Zr сырьё и другие концентраты.
Ключевые слова
Введение: Масштабы использования редкоземельных элементов (РЗЭ) промышленностью в XXI в. увеличиваются высокими темпами. Однако потребность в отдельных РЗЭ растет неравномерно: для части элементов рост спроса очень большой, для других он менее значительный или отсутствует. Из-за диспропорций между возможностями используемой в настоящее время ресурсной базы и потреблением отдельных РЗЭ цены на дефицитные празеодим (Pr), неодим (Nd) и тяжелые лантаноиды (LnY) на 1-2 порядка выше, чем на остальные РЗЭ. Важность этих элементов как для традиционных, так и инновационных отраслей современной промышленности делает их не просто дефицитными, а критичными. Поэтому геологоразведочные компании во всем мире рассматривают выявление месторождений с повышенной долей дефицитных РЗЭ в качестве большого бонуса. При этом на начальном этапе работы часто ведутся без предварительной стратегии, т.к. в научной и методической литературе отсутствуют эмпирически обоснованные данные о возможных вариациях колебаний соотношений между дефицитными и недефицитными РЗЭ в месторождениях разных типов. Наше исследование имеет целью исправить такое положение вещей. Данные и методика анализа: Собраны и впервые сопоставлены данные о распределении РЗЭ в рудах 127 месторождений РЗЭ со всего мира. Месторождения представляют девять металлогенических типов, к которым проявлялся интерес со стороны геологоразведочных или добывающих компаний в последние десятилетия. Результаты и обсуждение: Были установлены возможные диапазоны значений для относительных долей (%) дефицитных групп РЗЭ (Pr+Nd min-max/mean; Lnr min-max/mean) в рудах месторождений следующих металлогенических типов: карбонатитовом (11.2-35.0/19.4; 0.4-7.6/2.2), гипергенном в карбонатитах (15.2-28.9/21.4; 0.6-7.7/3.4), фоидном (14.0-25.6/18.1; 1.2-17.6/8.1), сиенитовом (16.1-20.9/18.9; 3.1-16.3/8.7), щелочногранитном (0.2-20.7/11.5; 7.8-34.0/21.7), субщелочногранитном (13.5-23.4/17.7; 0.1-13.3/3.5), ионно-адсорбционном (4.2-36.8/22.3; 4.5-34.2/16.3), россыпном (18.8-25.3/21.7; 1.6-11.9/5.4) и внутриразломном (4.6-10.5/7.6; 19.7-28.2/23.9). Для некоторых типов месторождений установлены минералогические или геологические особенности, влияющие на увеличение доли дефицитных РЗЭ в рудах. Заключение: Полученные данные количественно маркируют границы специализации разных типов месторождений РЗЭ на наиболее востребованные группы РЗЭ. Такая информация дает возможность специалистам более целенаправленно проводить региональное прогнозирование и геологоразведочные работы ранних стадий для выявления месторождений с желаемым соотношением разных групп РЗЭ.
Ключевые слова
Введение: Описывается методика интерпретации морских сейсмоакустических данных, использованных с целью изучения инженерно-геологических условий фрагмента верхней части разреза Терско-Каспийского краевого прогиба. Методика: Описаны принципы выделения основных групп данных, в которых структурные горизонты разбиваются на участки с разными физическими параметрами, образуя аномальные зоны типа «яркое пятно». Результаты и обсуждения: Рассмотрены этапы интерпретации данных и анализ сейсмоакустических аномалий разных уровней Терско-Каспийского краевого прогиба северного Каспия. Выделены признаки, связанные с присутствием газа на сейсмоакустических записях. Большое внимание уделялось выделению аномальных зон. Каждая зона была приурочена к соответствующему горизонту отражений. Выполнено сопоставление с аналогичными ближайшими районами для выявления специфики геологической обстановки в верхней части разреза коры. Выводы: Сформирована оптимальная последовательность интерпретации морских сейсмоакустических материалов, что позволило получить качественный итоговый материал, предназначенный для решения инженерно-геологических задач.
Ключевые слова
Введение: Рассматривается аппроксимация гравитационных аномалий Буге системой эквивалентных источников при региональных геофизических исследованиях. Значения поля заданы в узлах регулярной сети точек на поверхности шарообразной Земли - сферы Каврайского. Каждому узлу соответствуют 4 параметра: широта, долгота, геодезическая высота и первая радиальная производная гравитационного потенциала. Под всеми узлами сети располагаются точечные массы. Значения масс определяются путем приближенного решения системы линейных алгебраических уравнений. Методика: Исходными материалами являлись две глобальные модели гравитационного поля в редукции Буге WGM2012 и рельефа земной поверхности ETOPO1 в системе геодезических параметров WGS84 для Курильской островной дуги и прилегающих акваторий. Разрешение моделей составляло 1° и 20'. Район исследований ограничен координатами 40°-54°с.ш., 142°-162°в.д., его площадь составляет около 2.4 млн км2. Выполнялись оценки обусловленности матриц коэффициентов систем уравнений при разных глубинах размещения эквивалентных источников. При расчете чисел обусловленности использовались метод Шульца второго порядка и новый разработанный авторами метод, не требующий вычисления обратной матрицы в явном виде. Последний базируется на подходе Хагера к оценке норм обратной матрицы на основе имеющихся коэффициентов системы. Он предназначен для работы с данными большой размерности. Продемонстрирована близость чисел обусловленности, вычисленных двумя разными методами для матриц размером 314x314 и 2623x2623, соответственно. Выполнялось сопоставление скорости вычислений при разных глубинах размещения точечных масс. Также проводилась экспериментальная оценка влияния ошибок округления и помех в исходных данных на вектор решения системы. Результаты и обсуждение: Представлены количественные оценки норм матриц коэффициентов и чисел обусловленности различных аппроксимационных конструкций. Отмечается резкое увеличение чисел обусловленности при погружении источников на глубину, превышающую шаг сети задания поля по широте. Это сопровождается снижением скорости итерационного метода Зейделя при решении систем уравнений. Выявлена высокая устойчивость численного решения систем уравнений, предположительно обусловленная саморегуляризацией. Поэтому при моделировании региональных аномалий силы тяжести дополнительные методы регуляризации могут не использоваться. Рекомендовано в условиях низких и средних широт при формировании аппроксимационной конструкции соблюдать приближенное равенство между шагом сети по меридиану и глубинами точечных масс. Заключение: Исследованы специфические особенности решения систем уравнений, возникающих при истокообразной аппроксимации аномалий силы тяжести на сфере Каврайского. Полученные результаты позволят повысить точность и скорость расчета трансформант аномального гравитационного поля больших территорий.
Ключевые слова
Введение: Рассмотрены весьма сложные горно-геологические условия Яковлевского месторождения богатых железных руд, требующие организации надежного мониторинга гидрогеологических и геомеханических процессов, сопровождающих горные работы. Установлены наиболее значимые факторы формирования экологической безопасности разработки месторождения - весьма сложные гидрогеологические условия и физико-механические свойства руды при значительной толще перекрывающих осадочных пород. Методика: Проведен анализ существующего метода мониторинга, который позволяет фиксировать лишь величину фактического смещения горных пород, но не динамику самого процесса оседания предохранительного целика, не позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния массива в режиме реального времени. Результаты и обсуждение: Разработана оригинальная система экологической безопасности разработки месторождения, построенная на основании принципов мониторинга гидротехнических сооружений («гидростатический нивелир»). Показана техническая возможность и целесообразность размещения подобных систем мониторинга не только в заполненном закладочным материалом выработанном пространстве, но также и в прочих труднодоступных его местах. Масштабирование подобной системы позволит обеспечить экологическую безопасность в пределах всего подземного рудника.
Ключевые слова
Введение: Разработка уникального месторождения алмазов - трубки Удачная с 2015 г. продолжается подземным способом, при существенном, относительно периода открытой отработки, росте притоков природных рассолов, связанных с более совершенным вскрытием подземными горными выработками среднекембрийского водоносного комплекса. Это вызвало необходимость строительства защитных систем опережающего водопонижения. Ресурсный потенциал месторождения позволяет рассматривать дальнейшее развитие и строительство рудника до глубины 1630 м, что приведёт к еще большему росту притоков природных рассолов, особенно после вскрытия на глубине 1250-1300 м от дневной поверхности коллекторов нижнекембрийского водоносного комплекса. Описываемая ситуация потребовала ситуация потребовала совершенствования существующей системы закачки высокоминерализованных дренажных вод. В настоящее время в дополнение к уже опробованной системе закачки рассолов в коллекторы подошвенной части многолетнемерзлых пород, разработана и реализована технология закачки в глубокозалегающие коллекторы нижнекембрийского водоносного комплекса на участках «Среднекембрийский» и «Нижнекембрийский юговосточный». В данной статье рассматриваются перспективы использования глубокозалегающих коллекторов нижнекембрийского водоносного комплекса, по результатам анализа структурно-тектонической карты Далдынского кимберлитового поля выделяются наиболее перспективные для строительства новых участков закачки площади. Методика: Для изучения гидродинамического режима нижнекембрийского водоносного комплекса в рамках объекта изучения были использованы общепринятые методики, используемые при изучении динамики подземных вод. Определение гидрогеологических параметров проводилось в процессе проведения комплекса опытных полевых работ, выполненных в 2020-2022 гг. Анализ структурно-тектонических условий Далдынского кимберлитового поля производился по результатам геологического изучения территории при проведении комплекса поисковых работ на алмазы. Результаты и обсуждение: Выполненные исследования и последующие расчёты позволяют рассматривать коллекторы регионального нижнекембрийского водоносного комплекса, как целевой объект для дальнейшего расширения системы закачки дренажных вод рудника «Удачный». Учитывая литолого-фациальные условия Далдынского кимберлитового поля, наиболее предпочтительным выглядит расположение участков закачки севернее Октябрьского разлома, как границы, влияющей не только на распределение фильтрационных параметров коллекторов нижнекембрийского водоносного комплекса, но и являющимся границей между криоартезианскими бассейнами. Заключение: Выявленные закономерности формирования участков, рассматриваемых как перспективные, будут учитываться при будущем строительстве в рамках расширения существующей системы закачки рудника.
Ключевые слова