Вестник ВГУ. Серия: Геология

Зональность и связь радонометрической активности разломов и газоносности углей Донбасса

2025-01-18T23:48:27+03:00

Bведение: вблизи разломов, по которым проводятся границы полей угольных шахт, формируются мощные, незначительные по протяженности и относительно изолированные газосодержащие коллекторы, которые по своим фильтрационным свойствам приближаются, а иногда и превосходят коллекторы известных газовых месторождений. Дегазация метана в них компенсируется глубинным подтоком газа по геодинамически активным фрагментам разломов. Такие образования рассматриваются как аномальные скопления метана, приуроченные к зонам динамического влияния разломов. Изучение подобных скоплений в межскважинном пространстве, а также текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород, выявление геодинамически активных зон возможно с применением радонометрических исследований.

Методика: на поле шахты «Калиновская-Восточная» Донецко-Макеевского угленосного района проведена профильная эманационная съемка для изучения текущего напряженно-деформированного состояния верхнего горизонта массива горных пород и выявления геодинамических зон влияния разломов. Исследовалось раздельное содержание радона и торона в почвенном воздухе с помощью сцинтилляционного эманометра «Радон» на участке сопряжения надвигов Тимошенко и Французского. Рассчитаны значения концентрации радона и торона в почвенном воздухе, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Проведено попластовое выделение аномалий газоносности углей.

Результаты и обсуждение: построены графики изменения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения по профилям. Выделены участки повышенных и пониженных значений концентрации радона и торона. Построены карты распределения значений концентрации радона и торона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности аномалий. Выделены зоны сжатия с низкой активностью разлома, которые характеризуются низкими значениями содержания радона, радон-торонового отношения, коэффициента контрастности аномалий и высоким значением содержания торона. Условие сжатия подтверждается повышенной газоносностью угольных пластов, обусловленной аномально высоким пластовым давлением в углепородном массиве.

Заключение: на территории исследований выделяются участки высоких значений концентрации радона в совокупности с низким содержанием торона, высокими значениями радон-торонового отношения и высоким коэффициентом контрастности аномалии, которые являются геодинамическими зонами растяжения активного крупного разрывного нарушения. Участки низких значений концентрации радона, радон-торонового отношения и коэффициента контрастности в совокупности с высокими значениями концентрации торона соответствуют зонам сжатия с низкой геодинамической

активностью. Зона положительных аномалий газоносности в районе смыкания на земной поверхности Французского надвига и надвига Тимошенко сочетается с радонометрической зоной сжатия. Аномально высокое давление газа в угольных пластах, определяемое по уровню газоносности углей, связано с областью сжатия, выделяемой по данным радонометрии.

Палинологическая характеристика саргаевских отложений юго-восточной части Воронежской антеклизы

2025-01-18T23:48:54+03:00

Введение: на территории Воронежской антеклизы широко распространены отложения верхнего отдела девонской системы, представленные франским и фаменским ярусами. Детализированы и расширены палинологические исследования саргаевских отложений исследуемой территории, с учетом современной морфологической классификации [1‒3]. Проведение переописаний позволяет актуализировать таксономию дисперсных миоспор и обеспечивает более обоснованные результаты палиностратиграфических исследований. По результатам биостратиграфических данных уточнены особенности геологического строения территории: возраст, состав, стратиграфическое положение, границы картографируемого подразделения.

Методика: основой для работы послужил отобранный и изученный керновый материал из скважин юго-восточной части Воронежской антеклизы. Общее количество изученных образцов − 10.

Результаты и их обсуждение: установлена палинологическая характеристика франских отложений саргаевского горизонта Воронежской антеклизы. Проведены комплексные биостратиграфические исследования, выявлены виды-индексы, маркеры и руководящий комплекс миоспор. Прослежено распространение видов-индексов зоны Contagisporites optivus−Calyptosporites krestovnikovii (OK) и подзоны Acanthotriletes bucerus−Archaeozonotriletes variabilis insignis (BI) [4].

Заключение: в результате проведенных палинологических исследований франских отложений Воронежской антеклизы установлено, что выявленный комплекс миоспор соответствуют по объёму палинозоне Contagisporites optivus−Calyptosporites krestovnikovii (OK) подзоне Acanthotriletes bucerus−Archaeozonotriletes variabilis insignis (BI) [4]. Приведенный миоспоровый комплекс отвечает саргаевскому горизонту франского яруса.

Геохимические критерии золотоносности первичных и окисленных руд Сохатиного месторождения (Северо-Восток России)

2025-01-18T23:49:30+03:00

Введение: Сохатиное золоторудное месторождение локализовано в протерозойских метаморфических толщах одного из блоков Приколымского террейна, где до недавнего времени золото добывалось только из россыпей. Разработка коренных месторождений начата в последние годы и многие вопросы их генезиса и критериев прогнозирования оруденения решены не в полной мере. Кроме того, Сохатиное месторождение по составу рудовмещающих пород, минералогии руд, их геохимическим особенностям и степени сохранности кор выветривания отличается от объектов-аналогов в регионе, что и определяет необходимость разработки критериев золотоносности первичных и окисленных руд.

Методика: для исследования состава руд и вмещающих пород использованы многоэлементный масс-спектрометрический анализ с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) и силикатный анализ методом плазменно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-OES). Состав первичных и окисленных рудных минералов изучался на электронном микроскопе Tescan Vega 3 c энергодисперсионной приставкой фирмы «Oxford». Для исследования минералогии первичных и окисленных руд использован рентгеновский дифрактометр RIGAKU ULTIMA IV. Для оценки степени окисленности сульфидов выполнен фазовый анализ серы общей и серы сульфатной.

Результаты и обсуждение: в результате проведенных исследований установлен комплекс индикаторных элементов-спутников золотого оруденения, включающий Ag, Bi, Te, Pb, As, Cu, Se, W, Mo, Sb, Cd, Zn, Sn, Tl. Руды, образованные по мусковит-кварцевым и кварцево-эпидот-хлоритовым сланцам, существенно различаются между собой по содержаниям Pb, Zn, Cu, V, Mn, P, Co, Ni, Fe. При окислении руд происходит накопление Al₂O₃, P₂O₅, TiO₂, Pb, Zn, Cd, As, Sb, Sn и вынос S, Cr. В зоне гипергенеза возрастает дисперсия содержаний Au, средняя проба самородного золота повышается с 744 ‰ до 858 ‰.

Выводы: элементы-индикаторы золотого оруденения формируют зонально построенные аномальные геохимические поля с концентрацией в рудных телах Au, Ag, As, Bi, Mo на фоне более обширных комплексных аномалий Pb, Cu, Te, Se, W, связанных с зонами березитов. Внешний контур рудных зон маркируется ассоциацией Be, Sb, Tl.

Геохимия амфиболитов, ассоциирующих с офиолитовыми массивами Урала (на примере Рай-Иза и Среднего Крака) как ключ к пониманию проблемы их происхождения

2025-01-18T23:49:55+03:00

Введение: амфиболиты часто залегают в обрамлении офиолитовых массивов, однако их взаимосвязь не всегда однозначна. С целью выяснения их источника и условий формирования проведены минералого-геохимические исследования амфиболитов кэршорского (Полярный Урал) и сухолядского (Южный Урал) комплексов, приуроченных к офиолитовым массивам Рай-Из и Средний Крака соответственно.

Методика: петрографические и минералогические исследования проведены с помощью оптической (Альтами Полар 3) и сканирующей электронной (Tescan Vega Compact) микроскопии. Химический состав пород изучен при помощи рентгенофлуоресцентного анализа (X-Calibur) и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Agilent 7500cx).

Результаты и обсуждение: для изученных амфиболитов наиболее характерна гнейсовидная текстура и нематогранобластовая структура, а главный минерал амфибол по составу отвечает магнезиогорнблендиту, саданагаиту и паргаситу. Амфиболиты кэршорского комплекса сравнительно однородны по химическому составу (Th и Nb-Ta минимум, Sr-максимум), по данным геотермобарометрии амфибола и плагиоклаза они образовались при T=673–586 °C и P=7.7–4.9 кбар. Амфиболиты сухолядского комплекса образовались при T=776–681 °C и P=4.9–2.6 кбар, они весьма разнообразны по геохимическим особенностям (с Th и Nb-Ta как минимумом, так максимумом, разным характером Eu-аномалии), что позволило предположить гетерогенную природу их протолита.

Выводы: геохимические особенности кэршорских амфиболитов свидетельствуют об их происхождении из базитового субстрата, аналогичного известково-щелочным базальтам островной дуги. Для амфиболитов сухолядского комплекса предложены следующие типы протолитов: 1) известково-щелочные базиты островной дуги, 2) толеитовые базиты островной дуги и 3) вулканогенно-осадочные (туфогенные) породы островной дуги. Совокупность полученных минералого-геохимических данных свидетельствует о том, что изученные амфиболиты могут быть частями офиолитовых ассоциаций надсубдукционного типа.

Особенности анализа состава сульфидов меди Волковского месторождения (Средний Урал, Россия)

2025-01-18T23:50:42+03:00

Введение: Волковское месторождение является крупным объектом на Урале по запасам меди, разработка которого в существенной мере зависит от степени окисления руд. Главным источником меди является борнит, а также сопутствующие халькопирит и минералы ряда халькозин-ковеллин. Особенностью сульфидов меди данного месторождения является отличие соотношения элементов от стехиометрического, при этом, считалось, что медь в сульфидах мигрирует под воздействием электронного пучка, что может искажать получаемые данные о составе минералов. Для выявления достоверного отклонения соотношений элементов проведено изучение сульфидов меди в энергетически разных условиях накопления энергодисперсионных спектров (ЭДС).

Методика: для исследований в действующем карьере на Северо-Западном участке Волковского месторождения (Средний Урал, Россия) были отобраны образцы руд с борнитом, халькопиритом и дигенитом. Химический состав разновидностей борнита и сопутствующих сульфидов меди был проанализирован с применением микрозондового анализа при разной энергии электронного пучка, построены графики экспериментально полученных составов, по которым определены оптимальные условия накопления энергодисперсионных спектров.

Результаты и обсуждение: результаты микрозондового анализа борнита, халькопирита и «дигенита» показали, что величина соотношения элементов, определяемого по энергодисперсионным спектрам, зависит от энергии возбуждающего излучения. Определенные нами оптимальные условия для анализа состава сульфидов меди в данной работе составляют 17¸21 кВ (при силе тока 0.315¸0.160 нА) для борнита, для халькопирита – 17¸25 кВ (0.315¸0.125 нА) и 15¸25 кВ (0.235¸0.125 нА) для «дигенита». Изучение состава борнита в оптимальных условиях подтвердило существенный дефицит меди. Химический состав «дигенита» может указывать на новую минеральную фазу.

Заключение: в оптимальных условиях энергодисперсионного анализа определено корректное соотношение элементов в сульфидах меди Волковского месторождения, доказан существенный дефицит меди в борните, розовая разновидность – Cu_4.55Fe_1.01S₄, оранжевая – Cu_4.57Fe_0.98S₄. В ходе исследований выявлен сульфид меди состава Cu_1.87S, фазовая диагностика которого требует дополнительных исследований.

Пластовый геобарометр на основе изменения газоносности углей

2025-01-18T23:51:06+03:00

Bведение: мозаичное распределение областей сжатия и растяжения представляет собой фундаментальное свойство углепородного массива, которое на больших глубинах порождает опасные выбросы угля, пород, газа и приводит к авариям и человеческим жертвам при добыче угля. Несмотря на опасность, выявление областей сжатия и растяжения не входит в список геологоразведочных задач. Поэтому для повышения безопасности добычи угля актуальным является вопрос разработки пластового геобарометра.

Методика: разработка геобарометра заключалась в алгоритмизации процесса использования геолого-генетической и термодинамической моделей газоносности, а также в его апробации на одном из шахтных полей. Данные модели строились путем установления связи газоносности с определенным фактором при условии постоянства других факторов. Минимальное количество факторов обосновывалось при помощи причинно-следственного анализа ранее предложенных факторов. На основе анализа геологического строения и наличия необходимых исходных данных в качестве объектов исследования выбраны поля угольных шахт им. А. А. Скочинского и «Суходольская Восточная».

Результаты и обсуждение: построены графики изменения газоносности в зависимости от степени метаморфизма и восстановленности углей. Используя данные графики, построена геолого-генетическая модель газоносности клареновых углей Донбасса. На основе уравнения Ленгмюра разработана термодинамическая модель газоносности, описывающая изменение газоносности с глубиной. Данные модели положены в основу разработки пластового геобарометра. Апробация геобарометра подтвердила его возможность определять аномально высокое и низкое давление газа и превосходство относительно тривиальных моделей газоносности.

Заключение: разработан пластовый геобарометр, позволяющий из общего изменения газоносности углей вычленить барическую составляющую на основе использования геолого-генетической и термодинамической моделей газоносности. В геолого-генетическую модель газоносности положены главные факторы, определяющие сорбционную способность органического вещества, представленные метаморфизмом, восстановленностью и мацеральным составом углей. Термодинамическая модель, разработанная на основе уравнения Ленгмюра, отражает влияние на сорбцию газа органическим веществом внешних условий, обобщающим показателем которых является глубина пласта. Апробация пластового геобарометра подтвердила его возможность определять аномально высокое и низкое пластовое давление, а также идентифицировать в разрезе аномальные скопления метана и каналы дегазации.

Минерагения кор выветривания. Сообщение второе: руды никеля и кобальта, золота, редких металлов

2025-01-18T23:51:40+03:00

Введение: в корах выветривания (КВ) Мира сосредоточены порядка 80 % силикатного никеля, около 10 % кобальта, 1 % золота и не менее 10‒15 % редких металлов (РМ). Запасы последних в КВ считаются суммарно с запасами в материнских породах, поэтому отдельно по каждому из них пока точных данных нет, а приведенная цифра является приблизительной. Необходимым условием аккумуляций металлов является наличие полезного компонента в материнской породе. В ней указанных выше металлов от сотых долей до 1‒2 % и более процентов.

Методика исследований и фактический материал приведены в сообщении 1 [1].

Результаты и обсуждение: месторождения силикатных Ni и Co в КВ на альпинотипных ультраосновных породах, появились только в мезозое. Они сформировались в эпохи мощного корообразования с возрастами поздний триас-ранняя юра и ранний мел. Мезозойские КВ содержат незначительные запасы руд Ni и Co. Они сосредоточены преимущественно на территории России в пределах Урала и в Казахстане. Основная часть Ni приурочена к зоне нонтронитовых глин и нижней части зоны охр КВ. Более 80 % запасов силикатного никеля связаны с латеритами кайнозоя. Они широко развиты на территориях стран с тропическим климатом. Наиболее качественных руды тяготеют к зонам дезинтегрированных серпентинитов и сапролитов. т. Самые богатые залежи фиксируются на пологих склонах и в седловинах горных отрогов. Первые редкие аккумуляции золота в КВ известны в палеозое. В мезозое количество месторождений этого металла резко возросло. В них золото могло накапливаться по всему профилю выветривания, но наибольшие содержания приурочены к иллит-каолинитовым глинам зоны гидролиза. Основное же количество месторождений и запасов металла сосредоточено в латеритных КВ кайнозоя тропических стран. Оно концентрируется в сапролите, литомарж и кирасе латерита, а наибольшие его содержания тяготеют к верхней части профиля выветривания. Золото может накапливаться при формировании бокситов при наличии его в материнских породах. В КВ и образованиях их ближайшего сноса сосредоточены крупные запасы РМ. Их носителями в материнских породах чаще всего являются минералы карбонатитов, пегматитов и гранитов. Среди редких металлов в КВ концентрируются тантал и ниобий в виде самостоятельных минералов, галлий в бокситах, редкоземельные элементы как в составе минералов, так и «ионных руд». Металлы сорбированы глинистыми минералами. В КВ редкоземельные элементы сосредоточены в остаточных минералах-носителях (монацит, циркон, ортит, ксенотим и другие), а также в «ионных» рудах глинистого элювия. Мощные КВ с РМ образовались уже в палеозое на карбонатитах (Восточная Сибирь). В мезозое появились КВ с ионными рудами на гранитоидах (Китай). Для кайнозоя характерны латеритные КВ в тропических странах с многочисленными в них месторождениях РМ.

Заключение: на формировании месторождений КВ рассмотренных металлов сказалась эволюция корообразования и связанного с ним рудогенеза во времени. Особое значение имел выход растительности на сушу в девоне, следствием чего была резкая интенсификация процессов выветривания и образование гипергенных месторождений. Наиболее масштабные скопления рассмотренных металлов приурочены к кайнозою.

Геологическому факультету Воронежского госуниверситета 90 лет

2025-01-18T23:52:03+03:00

Геологическому факультету Воронежского госуниверситета 90 лет

От прошлого к будущему. 90 лет кафедре исторической геологии и палеонтологии

2025-01-20T13:03:15+03:00

От прошлого к будущему. 90 лет кафедре исторической геологии и палеонтологии

Юбилей кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

2025-01-18T23:52:45+03:00

Юбилей кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии

К 80-Летию Бочарова Виктора Львовича

2025-01-18T23:53:06+03:00

К 80-Летию Бочарова Виктора Львовича