Book 1 2015 by Денис Шардуков

Міністерство екології та природних ресурсів України Державна служба геології та надр України Національна академія наук України Український державний геологорозвідувальний інститут Державна комісія України по запасах корисних копалин Державна комісія з експертизи геологічних проектів та кошторисів Всеукраїнська громадська організація «Ноосфера»

Міжнародний геологічний форум «Актуальні проблеми та перспективи розвитку геології: наука й виробництво» (ГЕОФОРУМ-2015) Україна, м. Одеса, 7–12 вересня 2015 року У двох томах Том 1

«АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ГЕОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ, ПРОГНОЗУ, ПОШУКУ ТА ОЦІНКИ РОДОВИЩ КОРИСНИХ КОПАЛИН» (Геологічні читання-2015)

Київ УкрДГРІ 2015

Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine State Geological and Subsurface Survey of Ukraine The National Academy of Sciences of Ukraine Ukrainian State Geological Research Institute State Commission of Ukraine on Mineral Reserves The State Commission for the examination of geological projects and estimates All-Ukrainian Public Organization «Noosphere»

International Geological Forum «Problems and prospects of the geology development: science and production» (GEOFORUM-2015) Ukraine, Odessa, 7–12 September, 2015 In two volumes Volume 1 «PROBLEMS OF GEOLOGICAL RESEARCH, FORECASTING, SEARCH AND EVALUATION OF MINERAL DEPOSITS» (Geological Reading-2015)

Kyiv UkrSGRI 2015

УДК 553.061+550.8

Актуальні проблеми та перспективи розвитку геології: наука й виробництво. Матеріали Міжнародного геологічного форуму (7–12 вересня 2015 р., м. Одеса, Україна). У 2 т. – Т. 1. – К.: УкрДГРІ, 2015. – 216 с. Наукове видання містить матеріали з актуальних проблем геологічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин; перспектив використання альтернативних і відновлюваних джерел енергії в Україні. Розглянуто питання формування інвестиційної привабливості об’єктів мінерально-сировинного комплексу України. Наведено теоретичні та методичні напрацювання щодо вдосконалення нормативно-правової бази та наукових аспектів надрокористування, а також напрямків реформування геологічної галузі, запровадження державного моніторингу надрокористування. Для широкого кола наукових працівників і спеціалістів у галузі надрокористування. Г о л о в н и й р е д а к т о р : доктор технічних наук Гошовський Сергій Володимирович Редакційна колегія: Войтенко Юрій Іванович Зезекало Іван Гаврилович Зур’ян Олег Володимирович Костенко Микола Михайлович Красножон Михайло Дмитрович Левченко Олександр Іванович Лисенко Олександр Анатолійович Люта Наталя Георгіївна Лютий Георгій Григорович Парфенова Алла Яківна Пономаренко Олександр Миколайович Рудько Георгій Ілліч Саніна Ірина Владленівна

Затверджено до друку вченою радою УкрДГРІ Протокол № 5 від 26.06.2015 р.

ISBN 978-966-7896-72-0

УДК 553.061+550.8

Actual problems and perspectives of the geology development: science and production. Abstracts of the International Geological Forum (7–12 September, 2015, Odessa, Ukraine). In 2 vol. – Vol. 1. – K.: UkrSGRI, 2015. – 216 p. Scientific publication contains materials on topical issues of geological research, prediction, searching and evaluation of mineral deposits; the perspectives of the alternative and renewable energy sources use in Ukraine. Considered the questions of the investment attractiveness formation for the mineral complex of Ukraine. Showed the theoretical and methodological developments to improve the regulatory framework and scientific aspects of the subsoil use, and ways to reforming the geological sector, the introduction of subsoil use state monitoring. For a wide range of scientists and experts in the field of subsoil use. E d i t o r - i n - C h i e f : prof., Dr. Sc. Goshovskyi Sergii Editorial board: Kostenko Mykola Krasnozhon Myhaylo Levchenko Oleksandr Lisenko Oleksandr Lyuta Nataliia Lyutyj Georgiy Parfenova Alla Ponomarenko Oleksandr Rudko Georgiy Sanina Irina Voytenko Yuriy Zezekalo Ivan Zuryan Oleg

Approved to publishing by scientific council of UkrSGRI Protocol № 5 from 26.06.2015

ISBN 978-966-7896-72-0

Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання2015)»

УДК 553.981.4:622.02:533.587

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА УРОВНЕЙ ВЛИЯНИЯ ДВУХ ФАКТОРОВ УГЛЕФИКАЦИИ НА ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ ФРАГМЕНТОВ МОЛЕКУЛЯРНОЙ СТРУКТУРЫ УГЛЕЙ Балалаев А.К.1, к.б.н., с.н.с., balak@bk.ru 1 – Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, г. Днепропетровск, Украина

Сравниваются уровни влияния фактора метаморфизма и фактора условий осадконакопления на ароматичность и перераспределение водорода в алифатических цепях молекулярной структуры углей. Ароматичность нелинейно растет с увеличением степени метаморфизма углей. Способность к перераспределению водорода линейно растет от фракции обогащенной витринитом к фракции насыщенной инертинитом с выраженным максимумом на коксовой стадии углефикации. Для обоих молекулярных параметров степень метаморфизма углей является главным, а петрографический состав – подчиненным фактором.

COMPARATIVE ESTIMATION OF EFFECT LEVELS OF TWO COALIFICATION FACTORS ON THE PROGRESS TREND OF COAL MOLECULAR STRUCTURE SEGMENTS Balalayev O.1, balak@bk.ru 1 – Polyakov Institute of Geotechnical Mechanics of NAS of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine, Levels of a metamorphism factor and the sedimentation factor on aromaticity and hydrogen redistribution in aliphatic chains of coal molecular structure are compared. Аromaticity nonlinear grows with metamorphism degree of coals. Ability to hydrogen redistribution linearly grows from fraction enriched of vitrinite to fraction sated of inertinite with the expressed maximum on coalification coke stages. For both molecular characteristics metamorphism degree is the main thing, and petrographic composition – the subordinated factor.

Угольный пласт, как геологическое тело – природный агрегат компонентов различного состава и свойств. В структурном отношении, на любом масштабном уровне уголь это постоянно меняющаяся под действием катагенетических, тектонических и других процессов система. В ходе геологического развития угля основные факторы углефикации (температура и давление) являются определяющими. Под их влиянием формируются физические, химические, технологические и другие связанные между собой свойства углей. Но кроме термобарических условий существенное влияние на признаки углей могут оказывать другие виды воздействия, или факторы формирования и развития пласта, например: флюидные потоки, петрографический и минералогический состав, тектоническое и техногенное воздействие и т. д. Процесс углефикации относится к сложным явлениям подчиненным влиянию множества разнообразных факторов. Он является ведущей движущей силой изменения атомно-молекулярных и других свойств угольного вещества в ходе геологического развития бассейна. Количественная экспериментальная оценка уровней влияния всех возможных факторов на структурные превращения в угольном веществе на разных масштабных уровнях является сложной и трудновыполнимой задачей. Однако решение частных случаев этой общей задачи вполне возможно. Здесь приведена оценка тенденций воздействия фактора метаморфизма (каменные угли всех марок) и условий осадконакопления (разный петрографический состав углей) на два параметра молекулярной структуры угольного вещества.

Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання-2015)»

Молекулярная структура и надмолекулярная организация любого природного вещества вообще, и угля в частности, чрезвычайно сложна и не может быть полностью определена с помощью нескольких критериев. Однако для каждого вещества существуют достаточно информативные признаки, характеризующие проявления отдельных фрагментов молекулярной системы. Для углей, к таким параметрам можно отнести ароматичность и перераспределение водорода в алифатической цепочке, вычисляемые по инфракрасным спектрам (ИКС) вещества [1, 2]. Известно, что фракции порошков разного размера раздробленных и рассеянных углей обогащены различными мацералами [3], во фракции 0,1–0,16 мм больше витринита (Vt), а во фракции <0,05 мм больше инертинита (I). При этом отличающийся петрографический состав в пределах каждой марки угля может характеризовать условия осадконакопления. Ранее полученный массив данных по предварительно запланированному эксперименту [4] позволяет аппроксимировать эмпирические модели 1-го и 2-го порядков для двух независимых переменных. Формально в первом приближении, качественному признаку степени метаморфизма или марке угля ставится в соответствие количественный аналог с линейной шкалой от 1 до 7. Модель реакции ароматичности (рис. 1) отражает тенденцию нелинейного увеличения двойных С=С связей и сопряженных молекулярных структур с ростом степени углефикации. Линейная и квадратичная тенденции роста ароматичности углей с увеличением степени метаморфизма достоверна на уровне значимости р < 0,05. Статистически достоверных различий в петрографическом составе не обнаружено.

Фракции обогащенные мацералами

Г-Ж

Марки углей

ОС

> 0.5 < 0.5 < 0.4 < 0.3 < 0.2 < 0.1

Рис. 1. Линии уровня поверхности отклика модели ароматичности углей от степени метаморфизма и петрографического состава

Эмпирическая модель коэффициента перераспределения водорода в алифатических цепях (рис. 2) имеет явно выраженную нелинейную тенденцию зависимости от степени метаморфизма с определенным максимумом на коксовой стадии углефикации. Эта экстремальная точка соответствует накоплению наибольшего количества коротких и разветвленных алифатических групп и максимизации потенциала органического вещества углей к метаногенерации. В тоже время угли на более ранних стадиях метаморфизма обладают удлиненными слаборазветвленными алифатическими цепями. Угли марок ОС и Т

сильнее преобразованы активнее выделяют метан и его гомологи в следствие чего больше расходуются метильные группы и показатель СН3/СН2 снижается. Способность к перераспределению водорода достоверно линейно увеличивается от фракции обогащенной витринитом к фракциям насыщенным инертинитом, но этот эффект более слабый. Здесь, как и в предыдущем случае, фактор метаморфизма является главным или ведущим, а петрографический состав, формируемый преимущественно условиями осадконакопления – подчиненным или ведомым.

Фракции обогащенные мацералами

Г-Ж

Марки углей

ОС

> < < < < < < < < < < <

2.5 2.5 2.25 2 1.75 1.5 1.25 1 0.75 0.5 0.25 0

Рис. 2. Линии уровня поверхности отклика модели отношения метильных к метиленовым группам от степени метаморфизма и петрографического состава

Полученные зависимости структурных трансформаций выраженных в изменении двух молекулярных параметров ароматичности и особенно перераспределения водорода от степени метаморфизма органического вещества углей имеют явно нелинейные тенденции, что приводит к резким изменениям молекулярных свойств угольного вещества при переходе от одного этапа углефикации к последующему. Перестройка атомно-молекулярной структуры каменных углей под влиянием фактора метаморфизма отражается в изменении формы ИКС. К наиболее сильным отличиям, которые прослеживаются в ИКС диффузного отражения (рис. 3) угольных порошков разной степени метаморфизма [5] с низким содержанием минеральных компонентов можно отнести: 1) снижение содержания конституционной воды, что проявляется в уменьшении интенсивности колебаний широкой диффузной полосы νst ≈ 2 500–3 600 см-1 валентных вибраций гидроксильных ОН групп и пика с центром νδ ≈ 1 600 см-1 их деформационных колебаний, которые вовлечены в водородные связи различной силы; 2) резкое сокращение площади диффузной сложноподчиненной полосы в диапазоне ν ≈ 1 100–1 400 см-1, куда в основном попадают валентные колебания одинарных ковалентных связей С-С, С-О, С-N и др., а также плоскостные деформационные колебания атома водорода относительно углерода, кислорода и азота различных функциональных групп органических соединений; 3) уменьшение количества СН групп в алифатических цепях (νst ≈ 2 700–3 000 см-1) и относительный рост ароматических фрагментов и ненасыщенных связей (νst ≈ 3 000–3 100 см-1).

Таким образом, по данным ИКС фактор метаморфизма приводит к снижению числа компонент присутствовавших в исходном субстрате, обеднению разнообразия органических соединений и упорядочиванию молекулярной структуры в целом.

Рис. 3. Изменение формы ИКС типичных малозольных углей в ряду метаморфизма. Красный цвет – уголь марки Д-Г, зеленый – Ж-К и синий – ОС-Т.

Последнюю тенденцию подтверждают также спектры ядерного магнитного резонанса высокого разрешения угольных порошков на стабильном изотопе углерода зарегистрированные методом кроссполяризации с вращения под магическим углом. Порученные результаты снижения интенсивности изотропных сигналов алифатического углерода в процессе углефикации перекликаются с данными ИКС. Что не двузначно свидетельствуют о протекании процесса упорядоченности молекулярной организации угольного вещества путем образования гексагональных графитоподобных кластеров под действием фактора метаморфизма. Такой сценарий развития молекулярной структуры и надмолекулярной организации угольного вещества полностью соответствует термодинамическим принципам самоорганизации систем. Любые преобразования идут путем снижения свободной энергии Гиббса ∆G, а в данном случае ее минимум достигается в кристаллическом состоянии вещества. Выводы Установлено, что для исследуемых молекулярных признаков по силе влияния фактор условий осадконакопления, который выражен в виде различий мацерального состава фракций углей разной крупности, является вторичным по отношению к метаморфизму обстоятельством с линейным трендом, что полностью соответствует современным представлениям об иерархии факторов.

Под влиянием фактора метаморфизма в определенных термодинамических условиях в процессе геологического развития ископаемого углефицированного органического вещества снижается общее содержание водорода и других гетероатомов. Происходит выделение низкомолекулярных углеводородов за счет отщепления концевых групп алифатических цепей. При этом, твердый остаток обогащается углеродом, структурируется через ароматизацию соединений, стремясь, в пределе, к графитоподобной решетке. ЛИТЕРАТУРА 1. Русьянова Н. Д. Углехимия/Н. Д. Русьянова – М.: Наука, 2003. – 317с. 2. Саранчук В. И. Исследование ИК спектров углей Донбасса методом МНПВО/ В. И. Саранчук, Л. В. Пащенко, К. Ю. Чотий//Строение и свойства угля. – Киев, 1981. – Наукова думка. – С. 5–17. 3. Поляшов А. С. Распределение петрографических микрокомпонентов в порошкообразных углях/А. С. Поляшов, В. И. Барановский//Уголь Украины. – 1987. – №10. – С. 24. 4. Бурчак А. В. Эффект изменения параметров ИК-спектров углей в ряду метаморфизма при механическом давлении/А. В. Бурчак, А. К. Балалаев//Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць. Ін-т Геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України Дніпропетровськ, 2010. – Вип. 87. – С. 190–198. 5. Балалаев А. К. Методические вопросы ИК-Фурье спектроскопии угольного вещества в состоянии близком к природному/А. К. Балалаев//Геотехнічна механіка: Міжвід. зб. наук. праць Ін-т Геотехнічної механіки ім. М. С. Полякова НАН України Дніпропетровськ, 2010. – Вип. 88. – С. 198–207.

УДК 553.042(477)

СУЧАСНИЙ СТАН ПЕРСПЕКТИВНИХ ТА ПРОГНОЗНИХ РЕСУРСІВ ТВЕРДИХ КОРИСНИХ КОПАЛИН ТА ЇХ РОЛЬ В НАРОЩУВАННІ МІНЕРАЛЬНО-СИРОВИННОЇ БАЗИ УКРАЇНИ Василенко А.П.1, alla_vas@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Розглядається сучасний стан ресурсного потенціалу твердих корисних копалин України. Одержані обсяги ресурсів можуть бути використані для вироблення стратегічних рішень щодо розширення мінерально-сировинної бази країни.

MODERN STATE OF PERSPECTIVE AND PROGNOSIS RESOURCES OF HARD MINERALS AND THEIR ROLE OF INCREASE MINERAL-RAW STUFF BASE OF UKRAINE Vasylenko A.1, alla_vas@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine, The current state of the resource potential of solid minerals of Ukraine is considered. The got volumes of resources can be used for making of strategic decisions on expansion mineral raw-staff base of country.

Загальнодержавною програмою розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2030 року, поряд з відтворенням запасів металічних та неметалічних корисних копалин, передбачено проведення геологічних досліджень, спрямованих на одержання їх приросту. Тому, доцільно розглянути можливості відкриття нових родовищ твердих корисних копалин, спираючись на наявну інформацію щодо визначених перспективних площ з оціненими ресурсами. Металічні корисні копалини Чорні метали Залізні руди. Всі об’єкти з оціненими перспективними та прогнозними ресурсами залізних руд на території України розміщені в межах Українського щита (Криворізький, Кременчуцький, Правобережний, Білозірський та Побузький рудні райони). Виходячи із наявних даних, одержаних в результаті переоцінки ресурсного потенціалу по території діяльності КП «Південукргеологія», перспективними для подальшого вивчення є залізні руди, які залягають на глибині 500-700 м і потребують збагачення (для відкритого способу відпрацювання), та багаті руди до глибини 1500 м (для підземного видобутку). За останні роки в Середньому Побужжі виявлена значна кількість рудопроявів залізомарганцевих руд в корах вивітрювання гнейсових та карбонатних товщ докембрію: ЗахідноХащувацький, Хащувацький та ін. Рудні об’єкти цього типу характеризуються такими показниками: Fe2O3 заг. становить 37,6-38,0 %, MnO – 4,5-14,3 %. Оцінені перспективні ресурси цих руд (кат. Р2) становлять 49,0 млн.т. Руди належать до легкодоступних для видобування і потребують подальшого вивчення. Хромітові руди. Поклади корінних хромітових руд приурочені до гіпербазитових масивів і розташовані в межах Капітанівського рудного поля в Середньому Побужжі. Прогнозні дослідження останніх років привели до суттєвої переоцінки геологічних матеріалів. Внаслідок цього, в межах Побузького рудного району в лінійно-площинних корах вивітрювання ультрамафітів установлений новий геолого-промисловий тип – хромнікелеві руди в корах вивітрювання з середнім вмістом триоксиду хрому 9,53 %. Оцінені

перспективні та прогнозні ресурси цих руд складають 32, 5 млн.т. Дані об’єкти потребують подальшого проведення пошукових та пошуково-оцінювальних робіт. Марганцеві руди. В межах Великотокмацького району (УЩ) оцінені перспективні ресурси марганцевих руд (категорії Р1+Р2) в обсязі 261,9 млн.т. Переважають карбонатні та оксидно-карбонатні руди. Для визначення доцільності подальшого вивчення цих об'єктів необхідне проведення попередньої геолого-економічної оцінки та технологічних досліджень руд. Благородні метали Золото. У відповідності до розробленої схеми структурного районування золоте зруденіння зустрічається в трьох структурних підрозділах: Український щит, Донецька та Карпатська складчасті області. Головною золотоносною провінцією являється Український щит, на який припадає до 70% загальних обсягів ресурсів золота. Рудні об’єкти локалізуються в породах зеленокам’яних поясів архейських кратонів і їх корах вивітрювання. Золоторудні прояви приурочені до Придніпровської, Кіровоградської, Голованівської та Сорокинської структур і представлені геолого-промисловим типом – золотоносні мінералізовані зони. В межах цих структур за останні 20 років виявлено низку рудних об’єктів, по яких проведені пошуковооцінювальні і розвідувальні роботи та оцінені перспективні ресурси (категорія Р1+Р2) золота в обсязі 721,7 т. На Закарпаття припадає до 20 % загальних ресурсів золота, які сконцентровані в Берегівському та Рахівському рудних районах. Золоторудні об’єкти належать до геологопромислових типів комплексних золото-поліметалічних та жильних золото-кварцевих родовищ. Обсяги ресурсів золота Берегівського рудного району складають 78,7 т (із них Р1+Р2 становить 55, 0 т) , що свідчить про можливість забезпечення приросту запасів даного району. Золотоносність Донбасу вивчається давно, але через відсутність ґрунтовних досліджень не має однозначної оцінки. В межах рудних об’єктів оцінені перспективні ресурси (кат. Р1 + Р2) в обсязі 3,7т. Рідкісні метали Тантал, ніобій, літій. Рідкіснометалеві об’єкти розміщені в межах УЩ, де виділяються три великі рідкіснометальні райони: Приазовський, Центральноукраїнський та ПівнічноЗахідний. В цих районах зосереджена значна мінерально-сировинна база ніобію, танталу, літію та рідкісноземельних елементів. Найбільш перспективним щодо виявлення родовищ танталу і ніобію, пов’язаних з рідкіснометалевими пегматитами, є ЗвенигородськоГаннівська зона розломів. Там поряд з літій-танталовим виявлено і суттєво танталове зруденіння. Руди комплексні, в невеликих кількостях наявні літій, рубідій, цезій, берилій, олово. Загальна сума ресурсів танталу і ніобію складає 601,8 тис.т.; літію – 2,45 млн.т. Цирконій. Україна за запасами та ресурсами входить до провідних країн світу. В центральній частині УЩ та на його схилах відома велика кількість розсипів циркон-ільменітрутилу в теригенних відкладах сарматського ярусу і полтавської світи неогену. В якості супутнього компоненту цирконій виявлений у флюорит-рідкісноземельних рудах Яструбецького масиву в північно-західній частині УЩ та в межах рідкісноземельного Азовського родовища в Приазов’ї. Обсяги ресурсів цирконію складають 8,1 млн.т. Кольорові метали Титан. Поклади титану представлені магматичними корінними, розсипними і гіпергенними геолого-промисловими типами і сконцентровані в межах Коростенського і Корсунь-Новомиргородського плутонів (УЩ). Обсяги ресурсів титану складають: 593, 0 млн.т – для корінних покладів; 117 ,0 млн.т – для розсипів; 46,0 млн.т – для кір

вивітрювання. Для нарощування мінерально-сировинної бази необхідно провести розвідку корінних комплексних титан-апатитових об’єктів Волинського рудного району. Мідь. Потенційні промислові поклади міді пов’язані з трьома регіонами: Українським щитом, Донецькою та Волино-Подільською металогенічними міднорудними провінціями. Основні об’єкти для подальшого вивчення на сьогоднішній день зосереджені в межах Волинського рудного району, де оцінені ресурси міді в таких обсягах: кат. Р1 – 1369,77 тис.т; кат. Р2 – 2109,09 тис.т. Свинець і цинк. В Закарпатті та південно-східній частині Дніпровсько-Донецької западини відомі свинцево-цинкові руди досить високої якості. В Закарпатті перспективи видобутку свинцю та цинку пов'язуються із комплексними золото-поліметалічними проявами. Так, в межах Берегівського рудного району оцінені ресурси свинцю та цинку до глибини 500 м (як супутніх компонентів золотого зруденіння) складають 4,1 млн.т. Нікель. Нікелеві поклади в Україні представлені силікатними рудами кори вивітрювання гіпербазитів і зосереджені у двох районах: у Середньому Побужжі та Середньому Придніпров'ї . Перспективи сульфідної нікеленосності України обмежені, але деякі передумови виявлення промислових родовищ сульфідного нікелю є. Це – габроїдні інтрузії в північно-західній частині Українського щита. Оцінені ресурси для нікелю сульфідного складають: кат. Р1 – 230,8 тис.т, кат. Р2 – 103,0 тис.т. Молібден. Прояви молібдену відомі в північно-західній частині Українського шита та Середньому Придніпров’ї. Загальні обсяги перспективних ресурсів молібдену (кат. Р1+Р2) складають 102, тис.т. Неметалічні корисні копалини Сировина агрохімічна та хімічна Фосфорити. Фосфатні поклади мають широке розповсюдження в межах України. Вони виявлені в мезозозойських осадових товщах Дніпровсько-Донецької западини, Донбасу, схилів УЩ та Волино-Подільської плити. Всі прояви фосфоритів в Україні належать до трьох геолого-промислових типів руд: жовнові, зернисті та змішані. Переважають зернисті та мікрозернисті фосфорити. Обсяги перспективних ресурсів (кат. Р1+кат. Р2) для зернистих фосфоритів складають – 111,0 млн.т; для жовнових – 5, 4 млн.т. Найперспективнішими об'єктами є поклади зернистих фосфоритів з глибиною залягання до 70 м, які можна освоювати методом скважинного гідродобування (СГД). Апатит. Перспективні ресурси (кат. Р1 + кат. Р2) апатитових покладів в основних породах в межах Голосківського рудопрояву (УЩ) складають 892, 0 тис.т. Крім того, в корінних титанових покладах північно-західної частини УЩ (Паромівський, Бежівський, Рижанський та інші рудопрояви) оцінені перспективні ресурси Р2О5 (кат. Р1 + кат. Р2), як супутнього компоненту, в обсязі 137, 9 млн.т. Тому, всі перспективи видобування апатиту в даному випадку пов’язані з розробкою комплексних титан-апатитових родовищ. Сировина фарфорово-фаянсова Каоліни. Каоліни — один з найбільш поширених видів мінеральної сировини в Україні. Більшість родовищ первинних каолінів пов'язана з мезозой-кайнозойською корою вивітрювання докембрійських порід УЩ. Поклади вторинних каолінів локалізуються як в межах УЩ, так і в північній бортовій частині ДДЗ. Перспективні ресурси (кат. Р1 + кат. Р2) первинних каолінів складають 3, 14 млрд.т, вторинних каолінів – 125,0 млн.т. Обсяги ресурсів первинних каолінів свідчать про наявність в Україні надійної мінерально-сировинної бази. Світовий досвід свідчить, що рентабельним може бути видобуток сировини не лише з великих, але і з малих родовищ, що залягають в нескладних гірничо-технічних умовах.

Електро- та радіотехнічна сировина Графіт. Україна володіє значними ресурсами графітових руд, які сконцентровані, в основному, в Побузькому та Бердичівському районах. Але більшість обсягів ресурсів належать до щільних руд. Перспективні ресурси (кат. Р1 + кат. Р2) пухких на напівпухких руд складають 300,0 млн.т. Аналіз обсягів перспективних та прогнозних ресурсів твердих корисних копалин свідчить, що Україна володіє значним мінерально-сировинним потенціалом, ефективна реалізація якого можлива за умов проведення подальших геологічних досліджень, розробки та вдосконалення нових технологій видобутку та збагачення корисних копалин з урахуванням світової кон’юнктури мінеральної сировини та на основі налагодження взаємовигідного міжнародного співробітництва. Подальші геологічні дослідження необхідно орієнтувати на виявлення інвестиційно привабливих об'єктів надрокористування, які дають змогу забезпечити внутрішні потреби держави та попит на ці види корисних копалин на світовому ринку.

УДК 502/504

ТОКСИЧНОСТЬ И НЕГАТИВНОЕ ВЛИЯНИЕ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Васильева И.В.1 1 – УкрГГРИ, г. Киев, Украина. За время освоения Донецкого каменноугольного бассейна на поверхности накопились миллионы тонн горных пород с высоким содержанием ряда вредных химических элементов. При естественном обогащении за счет необратимых физико-химических процессов происходит значительное увеличение содержания токсичных элементов в горной массе отвала. Закономерности их накопления и распространения подлежат тщательному изучению и контролю для разработки проектов по уменьшению негативного влияния на окружающую среду.

TOXICITY AND ADVERSE EFFECT WASTE DUMPS ON THE ENVIRONMENT Vasilyeva I.1 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine During the development of the Donetsk coal basin millions tons of rocks with a high content of a number harmful chemical elements accumulated on the surface. There is a significant increase in the content of toxic elements in the rock mass pile with natural enrichment due to irreversible physical and chemical processes. Patterns of their accumulation and dissemination of subject scrutiny and control for development projects to reduce the negative impact on the environment.

При подземной разработке месторождений угля технологические отходы, удаляемые в отвал, достигают 20 % от массы добываемого угля. За 200-летний период освоения Донецкого каменноугольного бассейна на дневной поверхности накопились миллионы тонн горных пород с высоким содержанием ряда токсичных химических элементов [2, 3]. Водно-воздушная эрозия отвалов, значительные сезонные перепады температур (от 37°С зимой, до +42°С летом) провоцируют самонагревание пород за счет окислительных процессов и жизнедеятельности тионовых бактерий. Возгорание отвалов приводит к их естественному обогащению. На одном из отвалов шахты «Ровеньковская» (г. Ровеньки) были отобраны пробы непосредственно из очагов горения (№№ 1-8) и перегоревшей горной массы (№№ 9,9′). Именно эти участки являются наиболее показательными для демонстрации последствий горения. Результаты исследований (спектральный анализ) были сопоставлены с данными опробования угольных пластов (h11, h10В, h8В, h9), пропластков (i15, h111) и вмещающих пород. Всего было проанализирована 131 проба (результаты спектрального анализа по 121 пробе предоставлены геологической службой шахты). Полученные данные свидетельствуют о значительном, в несколько раз, увеличении содержаний в породной массе отвала бериллия, свинца, ванадия, никеля, кобальта, хрома и марганца. Концентрация этих элементов в осадочных породах находится значительно ниже предельно допустимых [1]. На диаграмме (рис.1) видно, как возрастает содержание исследуемых элементов горящих участков, а концентрация ванадия и хрома превышает предельно допустимые содержания, при которых элементы характеризуются как токсичные. На диаграмме (рис.2) показано соотношение тех же данных с результатами опробования полностью перегоревшей горной массы. Здесь процесс физико-химического преобразования исходного материала завершен; в результате этого содержание тех же элементов становится еще большим, а минимально допустимый уровень концентрации превышают уже свинец, никель ванадий и хром. Наиболее сильное повышение концентрации отмечено у двух последних.

1000

содержание, г/т

1000 800

624

700

600 400 200

100

111

100

143

свинец

ванадий

никель

хром

марганец

химические элементы

ПДС для угля и пород среднее содержание элемента в угле и породе среднее содержание элемента в породах отвала

Рисунок 1. Диаграмма соотношений некоторых элементов в пробах из очагов горения (№№ 1-8) относительно их содержаний в угле и вмещающих породах, а также предельно допустимых содержаний (ПДС).

содержание, г/т

1000

1000 900

800

624

700 600

500

400

300

210

300

300 138

200 100 0

100 50 34 60

50 1 0,16 ртуть

бериллий

фтор

свинец

ПДС для угля Среднее содержание элемента в угле и породе Среднее содержание в породах отвала

150 32

2,5 5 мышьяк

100

ванадий

никель

100

100 31

16 кобальт

хром

марганец

химические элементы

Рисунок 2. Диаграмма соотношений некоторых элементов в пробах из перегоревших участков (№№9,9′) относительно их содержаний в угле и вмещающих породах, а также предельно допустимых содержаний (ПДС).

Таким образом, существующее расхожее мнение о безопасности перегоревших породных отвалах, мягко говоря сомнительно. Они, как и горящие отвалы, подвергаются, как минимум ветровой эрозии, а находящиеся в них элементы весьма токсичны и являются опасными для окружающей среды в целом и человеческого организма, в частности. Бериллий. Ядовит. Летучие и растворимые соединения бериллия, а также пыль, содержащая соединения бериллия, являются высокотоксичными. Бериллий обладает ярко выраженным аллергическим и канцерогенным действием. Вдыхание атмосферного воздуха, содержащего бериллий, приводит к тяжёлому заболеванию органов дыхания — бериллиозу. Свинец и его соединения токсичны. При сильном отравлении наблюдаются боли в животе, в суставах, судороги, обмороки. Свинец может накапливаться в костях, вызывая их постепенное разрушение, осаждается в печени и почках. Особенно опасно воздействие свинца на детей: при длительном воздействии он вызывает умственную отсталость и хронические заболевания мозга.

При остром воздействии токсических доз ванадия отмечаются местные воспалительные реакции кожи и слизистых оболочек глаз, верхних дыхательных путей, скопление слизи в бронхах и альвеолах. Возникают и системные аллергические реакции типа астмы и экземы; а также лейкопения и анемия, которые сопровождаются нарушением основных биохимических параметров организма. Никель — основная причина аллергии и дерматита. В 2008 году никель был признан «Аллергеном года». В странах Евросоюза ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека. Избыточное поступление никеля в организм вызывает витилиго. Кобальт также токсичен. Избыток кобальта для человека вреден. Превышение допустимой дозы вызывает серьезные побочные эффекты на сердце, кобальтовую кардиомиопатию. Хром — один из биогенных элементов, постоянно входит в состав тканей растений и животных. Однако, в чистом виде хром довольно токсичен, металлическая пыль хрома раздражает ткани лёгких. Соединения трехвалентного хрома вызывают дерматиты, а шестивалентного приводят к онкологическим заболеваниям. Избыточное накопление марганца в организме сказывается, в первую очередь, на функционировании центральной нервной системы. Это проявляется в утомляемости, сонливости, ухудшении функций памяти. Марганец является политропным ядом, поражающим также легкие, сердечно-сосудистую систему, вызывает аллергический эффект. Чтобы развилась клиническая картина хронического отравления марганцем, обычно требуется несколько лет. Она характеризуется достаточно медленным нарастанием патологических изменений в организме, вызываемых повышенным содержанием марганца в окружающей среде (в частности, распространение эндемического зоба, не связанного с дефицитом йода). Негативная статистика заболеваний кожных покровов и дыхательных путей напрямую связана с не решаемой проблемой технологических отходов угольной промышленности Донбасса.

Последние данные по породным отвалам в регионах Украины следующие: • Донецкий регион – 177 отвалов, из которых 69 горящие; • Луганский регион - 244 отвала, из которых 34 горящие; • Львовско-Волынский регион – 7 отвалов, из которых 2 горящие. Таким образом, в Донецкой области сосредоточено 66 % горящих породных отвалов. Следует учесть, что их подавляющее большинство располагается в непосредственной близости от жилых массивов, полей, пастбищ и водоемов. К тому же в отвалах сосредоточены очень большие объемы пород, а температура горения достигает 800-900°С и более. Ситуация усугубляется еще и тем, что зачастую отработанную перегоревшую породу используют для отсыпки дорог в зимнее время. С приходом весны вся порода разносится по территории шахтных поселков. Такая картина наблюдается каждый год. Все это отражается на экологической ситуации в Украине (рис. 3), которая по данным Международного института природы по количеству загрязнений (имеется в виду интегрированный показатель загрязнения воздуха, воды и почвы) в Европе лидирует, а Донецкая область является одной из самых экологически неблагополучных областей Украины [4]. Однако угольная промышленность Украины остается жизненно важной составляющей национальной экономики. Кроме всего прочего, она вносит свой вклад в работу металлургической промышленности страны за счет коксующихся углей, сектора производства тепловой энергии за счет энергетического угля, а также обеспечивает химическую промышленность, как сырьем, так и энергоносителями. И поэтому сегодня наиболее актуальным является решение главной задачи: как, при необходимости развивать угольную промышленность, улучшить экологическую обстановку Донбасса и Украины в целом. Это должно стоять на первом месте в системе мероприятий по охране здоровья и жизни населения страны. Мероприятия по уменьшению опасности и негативного воздействия породных отвалов на окружающую природную среду должны включать:

1. 2. 3. 4.

паспортизацию отвалов; разработку проектов тушения, переработки и озеленения породных отвалов; рекультивацию нарушенных земельных угодий; подготовку технических решений по переработке породы с отвала.

Рисунок 3. Состояние экологии Украины.

В заключении следует еще раз акцентировать внимание на том, что перегоревшие отвалы представляют не меньшую экологическую опасность, чем горящие. Степень опасности увеличивается в связи с формированием вокруг шахт основной инфраструктуры населенных пунктов. Таким образом, проблема уменьшения негативного влияния последствий массовой добычи полезных ископаемых требует нового уровня решений, где вопросы безопасности, экологической и социальной ответственности должны стоять на первом месте в системе мероприятий по охране здоровья и жизни населения страны. ЛИТЕРАТУРА 1. Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. Москва: Недра, 1990. С. 480. 2. Леонов П.А., Сурначев Б.А. Породные отвалы угольных шахт. Москва: Недра, 1970.С.112. 3. Панов Б.С., Проскурня Ю.А. О техногенной минерализации породных отвалов угольных шахт Донбасса // Межвуз. научн. тематич. сб. “Геология угольных месторождений”. Екатеринбург, 1999. С. 241-249. 4. Панов Б.С., Шевченко О.А., Проскурня Ю.А. и др. К геоэкологии Донбасса // Проблемы экологии. Донецк: ДонГТУ, 1999. № 1 С. 17-26.

УДК 551.1/.4

РАЗМЫВЫ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ. НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА ИХ ОСОБЕННОСТИ И ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ИЗУЧЕНИЯ Васильева И.В.1 1 – УкрГГРИ, г. Киев, Украина. Мелкие седиментационные нарушения залегания угольных пластов присутствуют практически на каждом шахтном поле Донбасса. Не всегда они могут быть зафиксированы геологоразведочными работами. Несвоевременное обнаружение размывов угольных пластов приводит к нарушению ритма работы предприятий, увеличению сроков и стоимости строительных работ, росту себестоимости добытого угля. Для более точного прогноза ведения горных работ необходимо детальное изучение этих осложняющих факторов.

BLURRING THE COAL SEAMS. A NEW LOOK AT THEIR DISTRIBUTION, FEATURES AND PROMISING TO STUDY Vasilyeva I.1 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine Minor violations of sedimentation deposition of coal seams are present at almost every mine field of Donbass. Not always they can be locked exploration. Untimely discovery of coal seams erosion leads to disruption of the rhythm of enterprises, increasing the time and cost of construction, increased costs of coal mined. A more accurate prediction of mining requires a detailed study of these complicating factors.

Практически на каждом шахтном поле Донецкого бассейна присутствуют такие осложняющие разработку факторы, как размывы угольных пластов и пород кровли. Довольно часто они выявляются только при сопоставлении результатов поисковоразведочного бурения с эксплуатационными данными, т.е. в процессе отработки. Такая ситуация приводит к нарушению ритма работы предприятий и неизбежному возрастанию себестоимости добытого угля. В масштабе всего Донецкого бассейна размывам подвержены практически все угольные пласты. Наиболее часто это наблюдается в Ново-Московском, Петропавловском, Красноармейском, Донецко-Макеевском, Чистяково-Снежнянском, Центральном и Селезневском горно-промышленных районах, т.е. в районах, расположенных ближе к основным участкам накопления терригенного материала, характеризующимися максимальным погружением во время осадконакопления. Размыв угольного пласта – это деструкция угленосной толщи, выражающаяся в частичном или полном нарушении строения и мощности угольного пласта вследствие его эрозии. При размыве наблюдаются: 1. уменьшение мощности пласта, вплоть до полного выклинивания - при этом породы кровли «ложатся» на породы почвы пласта; (рис.1); 2. уменьшение мощности или даже полное отсутствие «ложной» и «непосредственной» кровли пласта – основная кровля граничит непосредственно с пластом; (рис.2) 3. появление окатанных обломков вмещающих пород в области размыва (рис. 3, 4); 4. наличие в кровле пласта линзочек и мелких прослоев угля верхней пачки; 5. повышенная трещиноватость и зеркала скольжения; 6. присутствие участков пиритизации в зоне размыва и вокруг нее; 7. уменьшение категории устойчивости пород кровли; 8. повышение зольности угольного пласта; 9. изменение химического состава пород и накопление тяжелых элементов в области размыва. 18

Рисунок 1. Структура угольного пласта. Изменение морфологии и мощности угольного пласта и вмещающих пород вследствие размыва угольной толщи.

Рисунок 2. Зарисовка размывов и малоамплитудных нарушений в горной выработке.

По степени пригодности к эксплуатации размытые пласты подразделяются на следующие типы: • слабо размытые, пригодные к эксплуатации пласты;

• относительно размытые пласты, пригодные к эксплуатации на значительной площади (рис.5); • значительно размытые пласты, ограниченно пригодные к эксплуатации; • весьма размытые пласты, пригодные к эксплуатации на отдельных участках; • размытые, непригодные к эксплуатации пласты.

Рисунки 3, 4. Окатанные обломки аргиллита из зоны размыва угольного пласта.

Рисунок 5. План-схема размыва угольного пласта n1 (Смоляниновский) на одной из шахт Донбасса. Относительно размытый пласт согласно приведенной классификации.

На рисунке 5 зоне размыва угольного пласта соответствуют белые, не заштрихованные участки поля. Здесь мощность угольного пласта ниже кондиционного значения или вовсе 20

равна нулю. Размыв оконтурен очистными и вскрывающими горными выработками, в которых зафиксированы изменения структуры пласта и его мощности. По форме поверхности угольных пластов и литолого-фациальным особенностям пород, заполняющих врезы, размывы делятся на сингенетичные и эпигенетичные [1] Ниже приводятся классификации размывов по генетическим (табл.1) и морфологическим (табл.2) признакам.

Морские

Яровы е речны е

Раздел

Таблица 1. Генетическая классификация размывов угольных пластов. Краткая характеристика

Т и п

Группа

Размывы во время формирования угольных пластов (сингенетичные)

Размывы после формирования угольных пластов (эпигенетичные)

Размывы во время формирования угольных свит

Размыт ые

Размеры, г лубина прот яженност ь

Породный заполнит ель

Зольност ь уг ля вблизи размыва

Уг ольный пласт

Кровля

Полностью или частично

Нет

До 1 м; до 1 км.

Углистые аргиллиты, алевролиты

Значительно повышена

Полностью или частично

Непосредственная, редко основная

До нескольких м.; до нескольких км.

От аргиллита до песчаника

Незначительно увеличивается

Несколько угольных пластов со всеми перекрывающими отложениями, редко вся угленосная свита

До нескольких сотен м; до нескольких км.

Разнозернистые песчаники с гравием, растительными остатками

Не изменяется

Поверхность угольного пласта (впадины и продолговатые котловины)

Небольшие глубины среза, м.

Известняки, аргиллиты

Не изменяется

Площадной размыв некоторой части угольного пласта

Десятки км.

Известняки, аргиллиты

Не изменяется

Таблица 2. Морфологическая классификация размывов угольных пластов. Типы размы вов по морфологии

Типы размывов по масшт абным проявлениям 1Региональные 2 Локальные 2.1 Крупные 2.2 Средние 2.3 Мелкие 2.4 Микро

Выт янут ые руслоподобные Ширина, м. Прот яженност ь, м

Изомет ричные (овальные), средний поперечный размер, м

> 3000

> 10000

> 3000

> 500 до 3000 > 200 до 500 50-200 < 50

> 3000 > 2000 > 500 < 300

> 000-3000 > 300-1000 100-300 < 100

Вот как описывается зона размыва угольного пласта на одной из шахт Донецкой области: «…В этой части шахтного поля пласт по условиям угленапластования резко отличается от других частей поля, что отразилось на устойчивости, его мощности и

структуре в целом. Здесь наблюдается полный размыв сланца глинистого (непосредственной кровли) и угля. Местами мощность пласта достигает нуля и непосредственно на почву пласта ложится брекчиевидный песчаник. Интенсивность размыва с продвижением горных работ на север слабеет и уже ниже 48-го горизонта обретает форму локального». Или: «…Встречаются размывы непосредственной кровли и пласта; размытая часть замещается сланцем песчаным. Породы кровли в данных зонах с зеркалами скольжения, тонкослоистые, по напластованию мелкие линзы пирита и прослои угля, весьма неустойчивы, категории Б1, образуют куполообразные вывалы высотой 1,0 –1,5м». По результатам электронно-микроскопических исследований проб кровли угольного пласта, отобранных из зоны размыва и за пределами ее влияния, установлено, что в зоне размыва в породах существенно повышается содержание каолинита, сульфидов железа (пирит), углистого вещества, которые покрывают почти всю видимую поверхность свежих сколов (рис. 6, 7).

Рис. 6. Структура поверхности неизмененного аргиллита с остатками более темного углистого вещества (снимки сделаны на электронном микроскопе РЭМ-106И А.В.Ковтуном).

Рис. 7. Поверхность образца из зоны размыва. А - кристаллы сульфидов железа; В - глинистый минерал группы каолинита, покрывающий тонким слоем сульфиды железа; С - углистое вещество.

Образец 1 (рис. 6) – аргиллит, отобранный за пределами зоны размыва из кровли пласта. Цвет меняется от серого до темно серого, образец плотный, массивный, слоистый, прочный. Имеются глинисто-сидеритовые включения, остатки обугленных и пиритизированных растений. Образец 2 (рис. 7) – отобран из кровли угольного пласта в зоне размыва. В отличие от аргиллита неизмененного, образец однородный, неслоистый, хрупкий, слюдистый, трещиноватый с включениями крупных пиритизированных остатков растительного материала. На ощупь жирный. Цвет меняется от серого до темно серого. На поле этой шахты размыв угольного пласта не был зафиксирован разведочным бурением и вскрыт горными выработками. Здесь наблюдаются: переотложение пород кровли, изменение мощности, структуры и гипсометрии пластов. Ширина размыва достигает 200-250 м, протяженность более 1 км, пласт в зоне размыва уменьшает свою мощность до полного выклинивания. Из протокола утверждения запасов ПО «Укруглегеология»: «…обнаружены размывы, протяженность которых достигает нескольких километров при ширине 200-400 м. При существующей ранее плотности разведочной сети (400-600 и даже 1000 м между скважинами) эти размывы не всегда выявлялись, а тем более уверенно трассировались». В связи с отсутствием достоверных данных по распространенности размывов, пришлось пересмотреть программу отработки данного участка и разработать новую, наименее затратную, схему выемки угольного пласта. Это связано с тем, что наличие зон размывов приводит к уменьшению мощности угольного пласта и снижению категории устойчивости пород из-за отсутствия сцепления между пластами, чем вызывает большие трудности при проходке и поддержании горных выработок. Изучение зон размывов позволяет не только составлять реальные планы отработки, но и по-новому взглянуть еще на один аспект. Известно, что размывы сформировались в результате действия русел древних рек и водных потоков. Их воздействию, совместно с процессами выветривания, подвергаются как углесодержащие отложения, так и горные породы, выходящие на дневную поверхность. Поэтому вполне вероятно, что некоторые из размывов могут быть вместилищем ценных элементов, если на прилегающей к бассейну осадконакопления территории находились рудовмещающие породы. Со временем они разрушались, а образовавшиеся обломки смывались реками в моря. Там они «сортировались» течениями, приливами и отливами таким образом, что тяжелые рудные частицы скапливались, образуя залежи рудного песка. Из этого песка с течением времени сформировались пласты песчаника и алевролита, которые встречаются по всему разрезу углевмещаюшей толщи. Подтверждением вышесказанного могут быть результаты атомно-эмиссионного спектрального анализа. В большей части проб из горных выработок присутствуют повышенные содержания таких элементов, как ванадий, железо, свинец, кобальт, молибден, хром и др. Электронно-микроскопический анализ показал наличие самородного золота в породах отвала. Эти элементы обладают большим удельным весом и способностью накапливаться под воздействием течения воды. Как знать, возможно, изучение зон размывов может представлять и стратегический интерес в условиях быстрого истощения природных ресурсов. То, что сами по себе размывы не всегда выявляются на поисково-разведочной стадии понятно, поскольку данные получаются по разрозненным точечным пересечениям, которые находятся в нескольких сотнях метров друг от друга. В этой ситуации необходимо изменить подход к изучению размывов при их выявлении на стадии эксплуатации и для начала проводить хотя бы опробование слагающих их пород с дальнейшими аналитическими исследованиями. А статистика покажет, насколько они перспективны для пополнения минерально-сырьевой базы.

ЛИТЕРАТУРА 1. Геологические работы на угледобывающих предприятиях Украины. Инструкция. КД 12.06204-99. 2. Геологический словарь. – М.: Недра, 1978. – Т. 1, 487 с, Т. 2, 456 с. 3. Горное дело. - М.: Недра, 1990. – 695 с.

УДК 553.574(477.42)

СТАН МІНЕРАЛЬНО-СИРОВИННОЇ БАЗИ НИЗЬКОТИТАНИСТИХ КВАРЦИТІВ В ПІВНІЧНО-ЗАХІДНІЙ ЧАСТИНІ УЩ ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЇЇ РОЗШИРЕННЯ Висоцький О.Б.1, науковий співробітник, igmr@igmof.gov.ua 1 – Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, м. Київ, Україна

Кварцити Овруцької структури північного заходу Українського щита з вмістами SiO2 96-98% є сировиною для виробництва феросплавів і динасу для підприємств металургійної галузі південносхідної Європи. Існує нагальна проблема забезпечення промисловості кварцитовою сировиною більш високої якості, з вмістами лімітованих компонентів менше 2%. Розглянуті перспективи структури на даний вид сировини і в якості першочергового об'єкту для геологорозвідувальних робіт рекомендується Можарівське родовище.

STATE MINERAL BASE LOW-Ti QUARTZITES IN THE NORTH-WESTERN PART OF THE UKRAINIAN SHIELD AND ITS PROSPECTS FOR EXPANSION Vysotsky A.1, scientist, igmr@igmof.gov.ua 1 – M.P. Semenenko IGMOF NAS of Ukraine, Kyiv Quartzite Ovrutsky structure of the north-west of the Ukrainian shield with the content of SiO2 96-98% is the raw material for the production of ferroalloys and dinas for the metal industry of south-east Europe. There is an urgent problem of industrial quartzite raw material of higher quality, with limited content of components less than 2%. The prospects for this type of structure of raw materials and as a priority subject for exploration work is recommended Mozharovsky deposit.

Вступ. Кварцити Овруцької грабен-синклінальної структури північно-західної частини Українського щита є майже єдиним джерелом сировини для виробництва феросиліцію і динасу для металургійних підприємств Східної Європи. В межах центральної частини вказаної структури, дещо ближче до її північного борту, експлуатується Овруцьке родовище, яке не може забезпечити потреби промисловості у високочистих кварцитах, так як лише 34% обягу запасів його сировини відповідають вимогам сорту КФ [3]. В 1980-1984 рр. проведена дорозвідка запасів кварцитів родовища з затвердженням їх в ДКЗ СРСР в кількості 110,2 млн.т.; в т.ч. за категоріями: А – 11,2 млн.т., В – 33,0 млн. т., С1 – 66,0 млн.т. і С2 – 86,5 млн. т., що є резервними для рудника. Якість сировини родовища визначається ТУ-14-5-140-82 „Кварцит Овруцького родовища для виготовлення феросплавів”, вимоги яких є наступними (таблиця 1) [3, 4]: Лімітовані компоненти 1 SiO2 не більше Al2O3 не більше P2O5 не більше TiO2 не більше BaO+CaO не більше

Норми для марок сировини (%%) КФ Вищої якості І-й сорт 2 3 98,0 97,0 0,6 1,1 0,02 0,02 0,02 0,5 -

Таблиця 1. Вимоги ТУ-14-5-140-82 для кварцитів Овруцького родовища.

КШ ІІ-й сорт 4 96,0 1,8 0,03 -

Перспективи Овруцької структури на виявлення феросплавної та динасової сировини дуже великі і обумовлюються особливостями її геологічної будови. Дана структура відноситься до накладених западин грабен-синклінального типу і виповнена товщею вулканогенно-осадових порід овруцької серії верхнього докембрію. Перспективні утворення за чинною хроностратиграфічною схемою відносяться до товкачівської (нагорянської) світи і картуються у вигляді полоси широтного простягання загальною довжиною біля 100 км при ширині 9-25 км. Загальна потужність кварцитів і кварцитовидних пісковиків нагорянської світи овруцької серії не встановлена, але в осьовій частині Овруцького палеорифту їх потужність становить не менше 300-500 м [1, 2]. Геологічна позиція. Як відмічено вище, Овруцька грабен-синклінальна структура виповнена товщею вулканогенно-осадових порід однойменної серії. Нижня світа даної серії – збраньківська, загальною потужністю не менше 300 м, представлена покривами та сіллами основних, середніх і кислих ефузивів – ортофірів, ріолітів, кварцових порфірів, базальтів, андезито-базальтів, порфіритів і ін., що перешаровуються з туфами, туфітами, пісковиками та конгломератами. Залягають ці вулканогенно-осадові породи переважно на вивітрилих гранітоїдах коростенського комплексу; перекриваються вони потужною товщею товкачівських кварцитовидних пісковиків та кварцитів з малопотужними прошарками кварцсерицитових і кварц-пірофілітових (часто з гематитом) сланців і алевролітів. Характеристика вулканогенно-осадових порід овруцької серії викладена в численних роботах наукового та регіонально-геологічного спрямування, тому зупинимось лише на узагальненому описі кварцитовидних утворень. Утворення товкачівської (нагорянської) світи представлені рожевими, рожевочервоними, малиново-рожевими, рідше – світло-рожевими і світло-сірими кварцитами і кварцитовидними пісковиками, серед яких відмічаються прошарки і окремі лінзи кварцсерицитових, кварц-пірофілітових (часто з гематитом) і пірофілітових сланців. Ці червонокольорові пісковики, головним чином, дрібнозернисті, являють собою горизонтально- і косошаруваті відклади мілководного басейну, в який тимчасовими потоками іноді поступав більш грубоуламковий кластогенний матеріал. Досить часто поверхні нашарування пісковиків зберігають сліди хвилеприбійних знаків. Кластогенний матеріал кварцитовидних пісковиків і кварцитів представлений напівокатаними, іноді кутуватими уламками кварцу з незначними коливаннями в зернистості, що обумовлюють більш чи менш чітко виражену шаруватість пісковиків, і сцементований регенаційним кварцом або дрібнолускуватим пірофілітом. У підошві світи залягають гравійні пісковики, що складені уламками кварцу, кварцового порфіру, трахіандезитових порфіритів, попелевих частинок. Перехід цих базальних порід у залягаючу вище товщу кварцитовидних порід відбувається поступово за рахунок збільшення кількості уламків кварцу у відкладах. Подекуди пісковики внаслідок різного гранулометричного складу окремих прошарків характеризуються шаруватою і косошаруватою текстурами. Товщина прошарків сильно мінлива – від декількох міліметрів до перших сантиметрів; прошарки досить часто виділяються за відтінками забарвлення. Кварцити від пісковиків відрізняються тільки більшим ступенем метаморфізму. Вони такого ж кольору, але, головним чином, зливної і напівзливної структури і масивної текстури. Кварцити, як потенційна сировина для феросплавів та динасу, представлені, в основному, рожевими і світло-рожевими кольоровими відмінами. Це масивні або слабо шаруваті породи. Їх забарвлення, як правило, змінюється з глибиною залягання від світлих тонів до більш темних. Частіше всього кварцити рожевих і світло-рожевих відтінків мають зливну, рідше напівзливну структуру, в той час як кварцити червоно-рожевих, малиноворожевих і темно-рожевих – напівзливну, рідше зливну. Окремі зерна кварцу, який є основним породоутворюючим мінералом кварцитів, як правило, макроскопічно не відрізняються і за загальним виглядом являють собою дуже міцну і щільну породу. 26

Під мікроскопом кварцити досить однорідні за мінералогічним складом і мікроструктурою. Вони мають псамітову з елементами гранобластової структуру. Головним породоутворюючим мінералом, як відмічалось, є кварц. Серед загальної маси кластогенних зерен кварцу зустрічаються рідкі уламки кварцового порфіру, скупчення та окремі лусочки пірофіліту. Акцесорні мінерали – циркон, апатит, рутил, гематит, лейкоксен. Вміст основних породоутворюючих мінералів в кварцитах наступний: кварц – 96-99 %, кварцовий порфір – одинокі уламки, пірофіліт – 2-5 %. Акцесорні і рудні мінерали містяться у вигляді окремих зерен. Кластогенний кварц основної маси спостерігається у вигляді зерен кутуватої і напівокатаної форми розміром 0,05-0,3 мм з нерівними краями. Погасання нормальне, хвилясте. Регенераційний кварц нарощується на кластогенні зерна і присутній у підпорядкованій кількості. Пірофіліт утворює дрібні, часто розеткоподібні скупчення безкольорових лусочок розміром 0,02-0,2 мм, а також спостерігається у вигляді окремих дрібних лусочок. Пірофіліт розподілений у породі нерівномірно і виповнює пори між кластогенними зернами кварцу. Акцесорні та рудні мінерали спостерігаються у вигляді окремих дрібних зерен неправильної форми розміром 0,08-0,1 мм. Гематит у вигляді тонкодисперсної пилюки присутній в цементуючій кластогенні зерна речовині. За результатами петрографічних досліджень встановлено, що в складі світло-рожевих і рожевих відмін кварцитів значно зменшується кількість пірофіліту в порівнянні з більш темно забарвленими. В цементуючій кластогенні зерна речовині в темних відмінах кварцитів міститься більша кількість гематиту у вигляді тонкодисперсного матеріалу. В складі кварцитів і кварцитовидних пісковиків присутні, як уже відмічено раніше, у вигляді рідких зерен рутил і лейкоксен – титанвміщуючі мінерали. А так як однією з основних областей знесення кластогенного матеріалу для формування теригенної товщі кварцитів та кварцитовидних пісковиків Овруцької структури була територія поширення магматитів Коростенського плутону – загальновідомої фосфор-титанової провінції, то вміст у незначних кількостях цих мінералів у кварцитах повсюдно беззаперечний. Наявністю оксидів титану та заліза – ільменіту, титаномагнетиту, магнетиту, що в значних, у тому числі промислових, кількостях містяться в основних породах коростенського комплексу, та наступним перенесенням продуктів їх перетворення в басейн відкладонакопичення, пояснюється присутність у цементі порід тонкодисперсного гематиту. Власне, кількість акцесорних та рудних мінералів у кварцитах Овруцької структури визначає якість сировини і її придатність для виробництва феросплавів, динасу та іншої продукції. Виявлення ділянок поширення кварцитів із мінімальними вмістами акцесорних та рудних мінералів є завданням пошуків високоякісної сировини з мінімальними вмістами лімітованих компонентів (менше 2%), кращих за сировину Овруцького родовища. Обговорення результатів. Аналіз наявних геологічних даних свідчить, що найбільш перспективними площами для виявлення родовищ високоякісної феросплавної та динасової сировини є осьова (ядерна) частина Овруцької грабен-синклінальної структури, де від ерозійного зрізу збереглись найбільш високі (верхні) горизонти товкачівської світи, сформовані за особливих гідродинамічних умов і за рахунок продуктів зрілої кори вивітрювання кислих порід. Підтвердженням цьому є результати розвідки Овруцького родовища, які свідчать, що з глибиною якість кварцитів знижується, а з глибини біля 80 м вони переходять у некондиційні породи [3]. Дані висновки підтверджені також матеріалами ГГК-200, коли за результатами буріння в ядерній частині структури з 5 свердловин глибиною 60-70 м лише одна розкрила некондиційні утворення [2]. За матеріалами вказаного вище глибинного геологічного картування Житомирською геологічною експедицією ПДРГП „Північгеологія” в межах Овруцької структури в 19851988 рр. були проведені пошуки перспективних ділянок розвитку кварцитів з низьким вмістом лімітованих домішок (низькотитанистих), тобто сировини, придатної для виробництва високочистих сортів феросиліцію [4]. Пошукові роботи в процесі вказаних досліджень проведені в межах 5 перспективних ділянок: Першотравнева, Можарівська, 27

Нагорянська, Черевська і Норбертська. Лише одна із вказаних ділянок (Норбертська) була визнана безперспективною для проведення подальшого геологічного вивчення. Матеріали спеціалізованих пошуків кварцитів для металургійної промисловості та результати практично одночасового глибинного геологічного картування дозволили високо оцінити перспективи Овруцької структури на даний вид сировини та провести оцінку перспективних та прогнозних ресурсів феросплавної та динасової сировини категорій Р1 – Р3. Зведені дані про обсяги ресурсів сировини приводяться в таблиці 2 [2, 4]. Ділянка оцінки ресурсів

№№ з.п

Категорія ресурсів та обсяги (млн.т) Р1

1 2 3 4 5 6 7

Першотравнева Можарівська Нагорянська Черевська Бегуньська Перебродська Разом :

Р2

Р3

660,2 595,2 313,4 141,5 419,2 1569,0

560,7

94,3 94,3

Таблиця 2. Обсяги прогнозних ресурсів феросплавних кварцитів Овруцької структури.

Оцінка перспективних і прогнозних ресурсів проведена згідно з кондиціями, гірничогеологічними умовами і др. для сировини з виробництва динасу і феросплавів Овруцького родовища. Таким чином, приведені дані свідчать, що перспективи Овруцької структури на феросплавну сировину, аналогічну вказаному родовищу, дуже великі, а з врахуванням ступеню вивчення структури – практично не обмежені. За результатами пошукових робіт встановлено, що найбільшими перспективами характеризуються Першотравнева, Можарівська і Нагорянська ділянки. З метою визначення об'єктів для подальшого постадійного геологічного вивчення проведена статистична обробка даних лабораторних досліджень кварцитів відповідно до сортового і марочного складу в контурах оцінки перспективних ресурсів сировини (таблиця 3) [4]: Ділянки оцінки ресурсів Першотравнева Нагорянська Можарівська Овруцьке родовище

Марки за ОСТ 14 48-80 КФ І сорт 70 67 94 34,5

КШ ІІ сорт 30 33 6 64,7

В тому числі вмістами домішок до 2%. 49 67 88 Не визначались

Таблиця 3. Сортовий і марочний склад кварцитів по ділянках робіт (%).

Приведені дані показують, що подальшого вивчення в якості сировини для феросплавів заслуговують кварцити Нагорянської і, особливо, Можарівської ділянок. Тому, в 1990-1991 рр. в їх межах проведені пошуково-оцінювальні роботи [5]. Роботи із-за припинення фінансування в повному обязі проведені не були. На двох ділянках за мережею 150-600 м пробурено 7 свердловин глибиною 51,3-84,4 м, із них на Нагорянській дільниці – 3 свердловини і 4 свердловини на Можарівській ділянці. За результатами цих робіт проведено підрахунок запасів категорії С2, ресурси корисної копалини не оцінювались. В межах Нагорянської ділянки запаси підраховані на площі 333 385 м2 при середній потужності корисної копалини 66,9 м, а в межах Можарівської ділянки – 449 848 м2 і 65,3 м, відповідно. Результати пошуково-оцінювальних робіт в розрізі якості сировини та попередньо оцінених запасів приводяться в таблиці 4 [5].

Ділянка оцінки 1 Нагорянська Можарівська Овруцьке родовище Вимоги ТУ (ДСТ)

Вміст лімітованих компонентів в %% (середньозважений) SiO2 2 98,20 98,36

Al2O3 3 0,66 0,73

TiO2 4 0,07 0,053

P2O5 Fe2O3 5 6 0,02 0,47 0,016 0,41

98,0

1,24

0,07

0,02

98,0

0,6

0,02

0,49

BaO+CaO 7 0,5 0,5 0,5

Обсяг запасів кат. С2 (млн.т) 8 57,99 76,3 110,2 (А+В+С1)

0,5

Таблиця 4. Кількість та якість феросплавної сировини по ділянкам пошукової оцінки.

Висновки. Таким чином, отримані результати беззаперечно свідчать, що кварцити названих ділянок за своїми якісними показниками є безумовно кращими за сировину Овруцького родовища. Відносно запасів сировини, в тому числі запасів промислових категорій, то вони можуть бути суттєво збільшені при розширенні площ подальшого геологічного вивчення і повністю задовільнити потреби надрокористувачів. На Нагорянській ділянці при загальній кількості запасів категорії С2 – 57,99 млн. т сировина марки КФ (І сорт) становить 49,1 млн.т, марки КШ (ІІ сорт) – 8,8 млн. т, в тому числі сировина з лімітованими домішками до 2% – 42,4%. По Можарівській ділянці при значно кращих якісних показниках попередньо оцінені запаси становлять відповідно: 73,6; 2,8 і 69,3 млн.т. На цій підставі Можарівська ділянка рекомендована для першочергового проведення розвідувальних робіт. Крім того, необхідно відмітити, що в межах вказаних ділянок встановлені кварцити придатні для отримання кристалічного кремнію марки КР2, а на окремих горизонтах – марки КР1. Їх запаси (категорія С2) становлять 9,8 млн.т в межах Нагорянської ділянки і 30,2 млн. т – в межах Можарівської ділянки. ЛІТЕРАТУРА. 1. Букович И.П. Геологическое строение и реконструкция палеовулканизма Овручского грабена. : Автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. – Киев, 1983, 26 с. 2. Букович И.П. и др. Отчет о результатах работ по глубинному геологическому картированию масштаба 1:200 000 территории листов М-35-IV (ю.п), -V (ю.п), -Х (с.в.ч) и – XI (с.з.ч).: Киев, «Геоинформ», 1982, 467 с. 3. Гурей П.Т. и др. Отчет о результатах детальной разведки эксплуатируемого Овручского месторождения кварцитов для черной металлургии, проведенной в 1980-1984 гг. в Овручском районе Житомирской области.: Киев, «Геоинформ», 1984, 378 с. 4. Литвинчук Л.Н. и др. Поиски низкотитанистых кварцитов в Овручском районе Житомирской области.: Киев, «Геоинформ», 1988, 296 с. 5. Литвинчук Л.Н. и др. Поисково-оценочные работы на высококачественные малотитанистые кварциты для ферросплавного производства в пределах Нагорянского и Можаровского участков в Овручском районе Житомирской области УССР.: Киев, «Геоинформ», 1991, 85 с.

КОМПЕКСНИЙ ПІДХІД ДО ПРОВЕДЕННЯ ПОЧАТКОВИХ І ПОТОЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ СВЕРДЛОВИН ТА ДРЕНОВАНИХ НИМИ ВУГЛЕВОДНЕВИХ СИСТЕМ – ЗАПОРУКА ЕФЕКТИВНОГО ТА РАЦІОНАЛЬНОГО ОСВОЄННЯ НАФТОГАЗОНОСНИХ НАДР Голуб П.С.1, академік УНГА, Генеральний директор, poltavargp@ukr.net ; Cолодкий В.М.1, член-кореспондент УНГА, перший заступник Генерального директора, головний геолог, poltavargp@ukr.net ; Голуб О.Г.1, директор департаменту з розробки родовищ та дослідження свердловин olegprgp@mail.ru ; Дворецький Р.Б.1, начальник загону з вивчення пластових систем, складання проектів розробки та ТЕО, dvoreckiiroman@mail.ru 1 – ДП «Укрнаукагеоцентр», м. Полтава, Україна З метою отримання достовірної вихідної інформації для підрахунку запасів вуглеводнів, техніко-економічного обгрунтування коефіцієнтів нафтогазоконденсатовилучення, складання проектів дослідно-промислової розробки, вибору технологічного режиму експлуатації свердловин, аналізу і контролю за процесами розробки родовища, а також виявлення факторів, що впливають на продуктивну характеристику та умови експлуатації свердловин та родовища в цілому, обов’язково повинен проводитися комплекс початкових та поточних газогідродинамічних досліджень свердловин одночасно з вивченням стану вуглеводневих систем покладів в пластових умовах – спеціальних термодинамічних дослідженнях.

COMPREHENSIVE APPROACH TO CONDUCTION OF INITIAL AND CURRENT WELL SURVEYS AND STUDIES OF HYDROCARBON SYSTEMS THEY DRAIN – ASSURANCE OF EFFICIENT AND RATIONAL DEVELOPMENT OF OIL-AND-GAS BEARING SUBSOIL ASSETS Golub P.1, academician of UOGA, General director, poltavargp@ukr.net ; Solodkyi V.1, corresponding member of UOGA, first deputy general director, chief geologist poltavargp@ukr.net ; Holub O.1, director of the Department of field development and well survey, poltavargp@ukr.net ; Dvoretskyi R.1, head of the team for studying formation systems, development of production projects and Technical-and-economic assessments, poltavargp@ukr.net 1 – SE «Ukrnaukageocenter», Poltava, Ukraine Conduction of initial and current comprehensive gas-hydrodynamic surveys of wells, along with studying hydrocarbon systems of deposits in formation conditions, special thermodynamic studies are absolutely needed for the purpose of obtaining reliable input information for calculation of reserves, technical and economic validation of extraction ratios for oil, gas and condensate, developing projects for pilot production, selection of well operating parameters, analysis and control of fields development processes, identification of factors that affect productivity and operating conditions of wells and field as a whole.

Важливим завданням в практиці геологорозвідувальних робіт є оцінка промислового значення запасів нафти і газу у відкритих родовищах і їх ефективне використання. Останнє передбачає проектування відповідних систем розробки з кінцевою метою – вилучення з надр максимальної кількості вуглеводневих сполук з мінімальними затратами. З метою отримання достовірної вихідної інформації для підрахунку запасів вуглеводнів, техніко-економічного обґрунтування коефіцієнтів нафтогазоконденсатовилучення, складання проектів дослідно-промислової розробки, вибору технологічного режиму експлуатації свердловин, аналізу і контролю за процесами розробки родовища, а також виявлення факторів, що впливають на продуктивну характеристику та умови 30

експлуатації свердловин та родовища в цілому, обов’язково повинен проводитися комплекс початкових та поточних газогідродинамічних досліджень свердловин одночасно з вивченням стану вуглеводневих систем покладів в пластових умовах – спеціальних термодинамічних дослідженнях. Після проходження необхідних технічних та метрологічної експертиз на базі ДП «Укрнаукагеоцентр» НАК «Надра України» в експлуатацію введена перша в Україні комплексна установка по дослідженню керну та вуглеводневої продукції свердловин в пластових умовах УГКН-1 (рисунок 1). Розпочато виконання робіт по лабораторним термодинамічним дослідженням вуглеводневої продукції (нафтогазових та газоконденсатних систем), отриманої з розкритих пошуковими, розвідувальними та експлуатаційними свердловинами, продуктивних покладів. Дослідження дозволяють встановлювати тип (природу) вуглеводнів, визначати фазовий стан, динаміку його зміни та комплекс параметрів, необхідних для підрахунку запасів покладів та родовищ, складання проектних документів на їх розробку.

Рисунок 1 – Комплексна установка по дослідженню керну та вуглеводневої продукції свердловин в пластових умовах УГКН-1

Підприємством проводяться польові промислові дослідження свердловин на продуктивність (початкові – в процесі випробування після виходу свердловини з буріння та поточні – згідно діючих нормативних та проектних документів), спеціальні дослідження на газоконденсатність, відбір та дослідження глибинних проб пластової нафти, дослідження газоконденсатних систем в пластових умовах з написанням звітів та наданням рекомендацій. Досліджено понад 300 газових, газоконденсатних та нафтових об’єктів, захищено роботи з техніко-економічного обґрунтування коефіцієнтів вилучення вуглеводнів в ДКЗ України, проектні документи на розробку покладів і родовищ в ЦКР Міненерговугілля України. На сьогоднішній день у розпорядженні підприємства є все необхідне технологічне і лабораторне обладнання: дві дослідницькі лабораторії на базі всюдихідних автомобілів 31

(лебідка з проволокою довжиною 6000 м, діаметром 1,8 мм), діафрагмовий вимірювач критичної течії ДКВТ-50х500, установка по дослідженню на газоконденсатність УДК-1, глибинні пробовідбірники ПГ-1000; глибинні манометри-термометри типу «Мікон-107» та «АЦМ-6Г»; устьові електронні автономні манометри «Мікон-207», ехолот типу «Мікон101», пробовідбірники та контейнери для відбору проб газу та вуглеводневої рідини під тиском та спеціальне обладнання для контролю їх технічного стану Рисунок Все вищевказане обладнання сертифіковане, пройшло відповідні технічні експертизи та використовується для проведення повного комплексу газогідродинамічних досліджень нафтових, газових та газоконденсатних свердловин. Проведення досліджень свердловин і їх продукції на початкових стадіях розробки покладів родовища є обов’язковим (п.7 «Інструкції із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до геолого-економічного вивчення ресурсів перспективних ділянок та запасів родовищ нафти і газу» та п.8 ГСТУ 41-0003262600-016-2000 «Дослідно-промислова розробка нафтових, газових і газоконденсатних родовищ») та носить лише разовий характер, але направлений на отримання ключової інформації про початкові величини тиску і температури у покладах, статичні тиски на гирлі свердловини, статичні рівні рідини, фільтраційно-ємнісні властивості пластів-колекторів, газові фактори для нафтових і конденсатні – для газоконденсатних свердловин, умови руйнуванні привибійної зони пласта та інтенсивність руйнування породи. Вид, обсяги і періодичність газогідродинамічних досліджень залежать від категорії, призначення свердловин і способу їх експлуатації і повинні бути реалізовані для безумовного вирішення поставлених задач. Розрізняють дві групи газогідродинамічних методів дослідження: перша полягає у вивченні процесу усталеної (метод стаціонарного відбирання або закачування), друга – неусталеної фільтрації (методи відновлення тиску або рівня у свердловині). Вимір вибійних та пластового тисків і температури являються першочерговими та відправною точкою для повної та точної інтерпретації отриманих результатів як для газогідродинамічних так і для термодинамічних досліджень. Тому вони в обов’язковому порядку повинні вимірюватися інструментально, за допомогою високоточних цифрових глибинних манометрів-термометрів, і на це необхідно звернути увагу надрокористувачам при плануванні комплексу дослідницьких робіт. Як показує практика, із найбільш поширених причин отримання недостовірних результатів є неточно визначений пластовий або вибійний тиски. Такі випадки трапляються частіше з причини недовідновлення пластового тиску після зупинки свердловини, або неповної стабілізації режиму і відповідно невірно визначених параметрів. Це, в основному, пояснюється недодержанням попередньо складених програм досліджень з метою навмисного прискорення проведення комплексу досліджень. Визначення вибійних тисків розрахунковим способом за даними устьових тисків значно впливає на отримання достовірних вихідних даних для визначення оптимального режиму роботи свердловини та фільтраційно-ємнісних характеристик продуктивного пласта. Тому, потрібно в строгому порядку дотримуватися необхідних норм та стандартів при дослідженні свердловин на продуктивність, не допускати жодних відхилень від запланованої програми робіт, за винятком впливу форс-мажорних ситуацій. Дослідження свердловин на нестаціонарних режимах фільтрації полягає в реєстрації зміни тиску (шляхом зняття кривої відновлення тиску - КВТ) та припливу у свердловині після припинення відбирання або нагнітання, тобто створення депресії або репресії на пласт (рисунок 2).

q, Derivative (похідна) ((106кПa2/мкПa.с)/(103м3/д))

Модель покладу Типові криві hеф = 13,2м k1 =1,57 мD k2 =2,1383 мD k3 =7,5992 мD S = 5,707

Псевдо-час (h)

– крива залежності ΔΨ/q ΔΨ – різниця псевдотисків q – дебіт газу – похідна від залежності ΔΨ/q по часу Δta – типова крива залежності ΔΨ/q – екстраполяція типової кривої – типова крива похідної – екстраполяція типової кривої похідної

Рисунок 2 – Результати інтерпретації кривих відновлення вибійних тисків

Слід відмітити, що на практиці форми КВТ в свердловинах спотворюються під впливом різних факторів: приплив флюїду після закриття свердловини, неоднорідність пористого середовища по товщині та площі, технологічні процеси до зупинки свердловини, зміна фізико-хімічних параметрів вуглеводнів і пористості від тиску та температури. В основному всі ці фактори впливають одночасно, однак існує ряд моментів від впливу яких можна уникнути, якщо відповідально ставитись до справи - заздалегідь склавши всебічно обґрунтовану програму. Та поряд із газогідродинамічними дослідженнями свердловин існує велика необхідність у вивченні вуглеводневих систем у пластових умовах шляхом відбору глибинних проб пластової нафти, рекомбінованих проб газу та конденсату та лабораторному моделюванні газоконденсатних систем. Результати термодинамічних досліджень дають найбільш повну уяву про властивості пластових систем покладу, можливість правильно розмістити мережу експлуатаційних свердловин, вибрати оптимальний режим розробки кожного окремого покладу, і таким чином передбачити найбільш ефективну техніко-економічну систему розробки родовища в цілому. В процесі вивчення термодинамічних характеристик вуглеводневих систем в пластових умовах визначаються ряд наступних параметрів: • для нафтових систем: тиск насичення, газовміст, об’ємний коефіцієнт, усадка, густина в пластових умовах та ін.; • для газоконденсатних систем: фазовий стан пластової системи, тиск початку конденсації (скраплення рідких вуглеводнів), склад пластового газу, кінцевий коефіцієнт конденсатовилучення та ін. Для нафтових систем, на початковому етапі вивчення покладу, є гостра необхідність отримання достовірного значення величини тиску насичення – тиску, при якому в ізотермічному процесі розширення однофазної пластової нафти появляються перші ознаки виділення газу (тиск розділу фаз). Даний параметр (тиск насичення) дозволяє підібрати такий режим експлуатації свердловини (оптимальну депресію на пласт), щоб своєчасно попередити роботу свердловини на значно менш ефективнішому за пружний – режимі 33

розчиненого газу. Це, відповідно, дасть змогу істотно підвищити об’єми видобутку нафти та в кінцевому результаті забезпечить вищий коефіцієнт нафтовилученння, що є одним із пріоритетних напрямків підвищення власного видобутку вуглеводнів та забезпечення енергетичної незалежності України. Під час розробки газоконденсатних покладів на режимі виснаження пластової енергії, зниження пластових тисків супроводжується фазовими перетвореннями з відділенням рідкої фази вуглеводнів С5+ безпосередньо в пласті. Проведення початкових досліджень газоконденсатних систем дає можливість стежити за ефективним використанням пластової енергії, необхідної для забезпечення повного виносу конденсату на поверхню, проводити ранню діагностику початку ретроградної конденсації рідких вуглеводнів в пласті та мінімізувати пластові втрати рідких вуглеводнів С5+. Як приклад, розвідувальною свердловиною нафтогазоконденсатного родовища, яке розміщене в північній прибортовій зоні Дніпровсько-Донецької западини (ДДЗ), розкрито новий поклад верхньовізейських відкладів, що знаходиться в окремому блоці. Початковий пластовий тиск становить 55,59 МПа. Під час випробування свердловини отримано промисловий приплив вуглеводневої суміші з переважаючим вмістом рідких вуглеводнів, які за зовнішнім виглядом та, відповідно до результатів лабораторного вивчення поверхневих проб, інтерпретували як нафту. Глибинні пробовідбірники, за допомогою яких проводився відбір проб «пластової нафти», виявилися заповненими виключно газовою фазою. Для визначення фазового стану та параметрів пластової системи пласта, за допомогою pvtустановки УГКН-1, проведено рекомбінацію зразка пластової системи, що складався з газу сепарації та газонасиченої вуглеводневої рідини, відібраної із тестового сепаратора. Результати термодинамічних досліджень вказали на те, що досліджувана пластова система є газоконденсатною та перенасиченою вуглеводнями складу С5+вищі. В умовах залягання пласта вона знаходиться в двохфазному газорідинному стані, що зумовлює наявність рідини в порах пласта-колектора (нерозчинного залишку). За даними лабораторних досліджень нерозчинний залишок має світло-коричневий колір, його густина становить 852,8 кг/м3, а молярна маса – 189,98 г/моль. Дану рідину ідентифіковано як суміш нерозчиненого за пластових умов конденсату та нафти, яка потрапляє в продукцію свердловини з нафтової облямівки покладу, і, в свою чергу, впливає на склад пластового газу, фазовий стан вуглеводневої системи і ретроградні втрати конденсату у пласті. Отже, вчасно проведені термодинамічні дослідження пластової вуглеводневої системи на PVT-установці УГКН-1 дали змогу вірно визначити її фазовий стан, тип (природу) покладу та надати достовірні вихідні дані для проведення підрахунку запасів вуглеводнів (з метою постановки на Державний баланс корисних копалин України) та вибору правильної системи розробки покладу. Промислові дослідження свердловин на конденсатність також входять в обов’язковий комплекс досліджень в процесі ведення контролю за розробкою. Вони виконуються з встановленою періодичністю протягом всього терміну розробки, за допомогою спеціальної пересувної установки по дослідженню на конденсатність УДК-1. Одержується кількісне співвідношення наявного в продукції конденсату і води до газу – конденсатогазовий (КГФ) та водний (ВФ) фактори, забезпечується можливість відбору представницьких проб газової (газ сеперації) та рідкої (сирий і стабільний конденсат) фаз для подальшого вивчення фізикохімічних характеристик пластової вуглеводневої системи. Значення конденсатогазового фактора є досить важливим параметром. За даними КГФ готуються вищеописані рекомбіновані проби пластової вуглеводневої системи, його значення є основою для розрахунку потенційного вмісту вуглеводнів фракції С5+ у пластовому газі, по ньому плануються об’єми видобутку рідких вуглеводнів. Недостовірність визначення КГФ приводить до штучно занижених або завищених запасів конденсату, що в свою чергу значною мірою може вплинути на економічну привабливість об’єкту, або занизить очікуваний економічний ефект від розробки покладу чи родовища, 34

відповідно. Вищеописані дослідження потрібно ретельно виконувати протягом всього періоду освоєння родовищ нафти і газу: геологорозвідувального (пошуковий і розвідувальний етапи) і промислової розробки (етапи зростання видобутку, стабілізації на максимальному рівні і падіння відборів нафти і газу). Таким чином, проведення початкових і поточних досліджень свердловин в сукупності з термодинамічними дослідженнями дренованих ними вуглеводневих систем в пластових умовах дає можливість створення динамічної картини змін фільтраційно-ємнісних характеристик пластів-колекторів, складу і стану пластової системи кожної конкретної свердловини і покладу в цілому, що дозволить економічно-ефективно проводити розробку покладів та родовищ вуглеводнів за умов раціонального використання надр. ЛІТЕРАТУРА 1. Інструкція із застосування Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до геолого-економічного вивчення ресурсів перспективних ділянок та запасів родовищ нафти і газу », затверджена наказом Державної Комісії України по запасах корисних копалин 10. 07. 1998 року № 46 та зареєстрована в Мінюсті України 24.07.1998 р. за № 475/2915. 2. Зотова Г.А., Алиева З.С. Инструкция по комплексному исследованию газовых и газоконденсатных пластов и скважин. – М.: «Недра», 1980. – 301 с. 3. Федишин В. О., Багнюк М. М., Сініцин В. Я. та ін.. – ЛВ УкрДГРІ; Г.І. Рудько, В.І. Ловинюков, ДКЗ України. Наукові та методичні засади дослідження пластових вуглеводневих систем для підрахунку запасів нафти і газу / ДКЗ України, ЛВ УкрДГРІ – Київ-Черкаси, 2008. – 168 с. 4. ДСТУ 41-00032626-00-016-2000. «Дослідно-промислова розробка нафтових, газових і газоконденсатних родовищ». Міністерство екології та природних ресурсів України – Київ, 2000.– 17с.

УДК 550.834.08

СУЧАСНИЙ СТАН І ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ СЕЙСМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ДЛЯ ЗАВЧАСНОГО ВИЯВЛЕННЯ ПОРУШЕННЯ ПЕРИМЕТРУ ОХОРОННОГО ОБ'ЄКТА Гошовський С.В.1, професор, доктор технічних наук, директор УкрДГРІ, Ukrdgri@ukrdgry.gov.ua ; Сиротенко П.Т.1, кандидат технічних наук, petro1949@bk.ru ; Андрущенко В.О.2, andron@univ.kiev.ua ; Бугрій В.Г.3, кандидат геологічних наук, viktor321@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна; 2 – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна; 3 – ТОВ «Надра Інтегровані Рішення», м. Київ, Україна Проведено аналіз сучасних сейсмічних технологій для завчасного виявлення порушень периметру охоронних об'єктів. Установлено, що сьогодні розвиток технологій відбувається за двома напрямками , а саме шляхом застосування звичайних кабельних реєстраційних сейсмічних систем з точковими сейсмоприймачами, що знаходяться в підґрунті периметру об'єкту, та розподілених акустичних оптоволоконних реєстраційних систем. На сьогодні основною задачею при застосуванні таких систем є необхідність збільшення радіусу приймання механічних коливань ґрунту, що утворені рухомим об'єктом, підвищення ефективності розпізнавання сигналів вібрацій від різних рухомих об'єктів, які мають наміри порушити периметр охоронного об'єкта, та вибір критеріїв корисності ознак для їх розпізнавання. В даний час ефективне розпізнавання вібраційних сигналів різних об'єктів досягається завдяки застосуванням алгоритмів, що ґрунтуються на основі таких ознак як оцінка рівня енергетичних спектрів утворюваних вібрацій в ґрунті у вибраній смузі частот, статистичних критеріїв виділення сигналів вібрацій в часовій області, застосування нейтронних мереж для виділення в складних умовах генерованих вібраційних сигналів в ґрунті при руху досліджуваними об'єктами, а також при обов'язковому застосуванню навчання систем розпізнавання, що дозволить їм мати адаптованість і штучний інтелект, які забезпечать пристосованість їх до змін умов експлуатації. Застосування розподілених оптоволоконних систем реєстрації надасть можливість використати існуючі досягнення їх використання в морській і свердловинній сейсморозвідці.

MODERN LEVEL AND PERSPECTIVES OF DEVELOPMENT OF SEISMIC TECHNOLOGIES FOR PREMATURE FINDING PERIMETER VIOLATION OF GUARDED OBJECT Goshovskyi S.1, Professor, Doctor of Technical Science, Ukrdgri@ukrdgry.gov.ua ; Syrotenko P.1, Candidate of Technical Science, petro@bk.ru ; Andrushchenko V.2, andron@univ.kiev.ua ; Bugrii V.3, Candidate of Geology, viktor321@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine; 2 – Kyiv National University Taras Shevchenko, Kyiv, Ukraine; 3 – Nadra-Integrated Solutions, Kyiv, Ukraine

Director

UkrSGRI,

The analysis of modern seismic technologies for advance discovering violation of guarded object perimeter was fulfilled. It was established that at present development of technologies is taking place on two directions. This is utilization of ordinary registration systems which consists of cable composed of single geophones which are situated inside the soil along perimeter of the object, and distributed acoustic fiberoptic registration systems. Today the fundamental tasks during utilization such systems is necessity to enlarge recording radius of mechanical vibration of soil initiated by object during moving. The second one is to raise up the efficiency of recognizing vibration signals initiated by various objects. It is reached with the

help of utilization of algorithms that are aimed to find out violations of perimeter of protected object. The third one is a choice of criteria of features for signals which should be recognized. At present effective recognizing vibrate signals from any object is reached with utilization algorithms, that are based on such characteristics as estimation of energy spectra level of vibration in soil within defined frequency range, statistical criteria of signal extraction in time domain, utilization neutron network for extraction generated vibration signals in soil under the movements of the object of investigation, and while obligatory utilization of signals recognizing studying that will allow them can be adapted, and artificial intelligence which help them to be adopted to changes in conditions of exploration. Utilization of distributed fiber-optical systems for registration will build the ability to utilize modern achievements and their utilization in seismic and borehole seismic investigations.

Вступ. На сьогодні важко переоцінити проблему забезпечення безпеки різнопланових об’єктів як цивільного, так і військового призначення. Одним із ключових елементів сучасних систем безпеки є система технічних засобів завчасного виявлення та оповіщення про порушення периметру охоронної території. В загальному випадку структуру системи виявлення та охорони (СО) складають два елементи – електронний блок керування і обробки сигналів та блок чутливого елементу (ЧЕ), що перетворює зареєстровану фізичну величину в аналоговий чи цифровий сигнал. Варто відзначити, що розробка периметрових систем охорони являє собою виключно складну та наукомістку проблему. Існуючі сучасні СО використовують близько десяти фізичних принципів, що лежать в основі побудови ЧЕ і визначають сферу та умови їх використання, потенційні можливості та недоліки. Сигнал відклику на появу порушника в таких системах досить незначний і може складати проценти чи долі проценту від контрольованого параметру. Окрім того, одночасно із корисним цільовим сигналом система реєструє численні завади різного генезису. Тому при створенні будь-якої периметрової системи виявлення доводиться приділяти значну увагу вивченню різних завад та напрацюванні методів та алгоритмів захисту від них, використовувати складні алгоритми обробки та аналізу сигналу для упевненого розділення корисної та шумової компоненти. Огляд сучасного стану технології сейсмічного контролю охорони та виявлення порушень периметру. Численність використовуваних фізичних явищ, варіативність просторового розміщення елементів та широкий спектр особливостей експлуатації обумовлюють різноманіття технічних засобів охорони. Серед них провідне місце займають сейсмічні системи охорони (ССО), особливості яких обумовлюють високу конкурентоздатність та розповсюдженість. Подібні системи будуються на основі сейсмічних датчиків, під якими розуміють групу сенсорів, реєструючих на основі будь-якого фізичного явища коливання чи вібрації власне земної поверхні або об’єктів на ній, викликані переміщенням порушника території. Рух техніки чи людини генерує сейсмічні хвилі умовно двох типів – горизонтальну та вертикальну. Поверхневі горизонтальні чи релеєвські хвилі розповсюджуються вздовж границі розділу середовищ і реєструються сейсмічними сенсорами. На характеристики таких хвиль окрім власне сейсмічного відклику об’єкта впливають численні фактори, серед яких основними є властивості та стан ґрунту, фон природних мікросейсмів, метеорологічні чинники тощо. Узагальнюючи наявні літературні відомості, можна відмітити особливості сейсмічних СО [2,7]: • Дані системи мають пасивний принцип реєстрації, що не передбачає випромінення енергії в навколишнє середовище. Низькі енергозатрати в комплексі із прихованим способом розміщення створюють оптимальні умови для використання ССО при охороні протяжних об’єктів чи рубежів.

• Типові умови експлуатації передбачають замасковане розміщення датчиків в ґрунті на певній глибині, що значно ускладнює їх виявлення і знешкодження непідготовленими порушниками. • Просторові розміри зони виявлення (ЗВ) порушення периметру визначаються інтенсивністю джерела сейсмічного збурення і для габаритних об’єктів (автомобілі, броньована військова техніка) є досить значними – до кількох сотень метрів. • Серед технічних засобів охорони сейсмічні системи характеризуються низькою собівартістю (в перерахунку на 1 погонний метр), загалом мають нижчі вимоги до умов розміщення та експлуатації. • Головним недоліком ССО є загальна низька завадостійкість при заданій вірогідності виявлення (Pвия>0.9…0.95) і, як наслідок, висока ймовірність хибних тривог. Підвищення завадостійкості відбувається за рахунок оптимізації розміщення чутливих елементів (в ґрунтах із низькими дисипативними властивостями, на певній відстані від промислових завад та дерев), попереднього індивідуального налаштування ЧЕ із врахуванням наявного мікросейсмічного фону та просторової мінливості середовища розповсюдження хвиль, впровадження сучасних алгоритмів обробки та аналізу сейсмічних сигналів. Різноманітність сейсмічних охоронних систем із суттєво різними характеристиками та можливостями при застосуванні створює необхідність їх класифікації. Головними класифікаційними ознаками є типи використовуваних датчиків та параметри їх просторового розміщення (мал.1). За названими ознаками серед ССО виділяють [1,3]: - Точкові системи, що використовують сейсмічні перетворювачі із круговою зоною виявлення; - Розподілені системи на основі масиву точкових сейсмоприймачів; - Розподілені системи, в якості датчиків яких застосовуються сейсмоприймачі типу чутливих кабелів. Точкові компактні сейсмоперетворювачі реєструють коливання чи вібрації безпосередньо в точці їх розміщення. Сукупність точкових приймачів для яких характерне перекриття зон виявлення відповідно до їх характеристик формує просторову систему периметра охорони. В розподілених чутливих елементів вихідний сигнал являє собою інтегративну величину зареєстрованих коливань протягом всієї довжини кабелю чи фрагменту сейсмічної “коси”. До переваг дискретних (точкових) сенсорів відносяться: вільна конфігурація та геометрія охоронної зони; можливість індивідуального налаштування кожного сенсора, що дає змогу в певній мірі компенсувати неоднорідності ґрунту при установці датчиків; точне просторове визначення положення прориву периметру; можливість використання методики кореляційної обробки сигналів від різних датчиків для нівелювання впливу певних видів завад; реєстрація сигналів в широкому діапазоні частот. Сильні сторони розподілених систем полягають в можливості реалізації більш витриманої і рівномірної ЗВ та більшій захищеності відносно деяких завад. В таблиці 1 узагальнено відомості щодо переваг та недоліків розглянутих вище типів ССО та наведено зразки сучасних апаратурних рішень для кожного типу. Розглядаючи задачі, вирішувані сейсмічними системами, можна відзначити, що їх перелік та можливості успішного вирішення в значній мірі відрізняються для рішень із різними типами чутливих елементів. Спектр задач для ССО можна обмежити наступними пунктами, розміщеними в напрямку зростання складності їх рішення [4,6]: - Фіксування факту перетинання периметру певним об’єктом-порушником; - Виявлення точного просторового знаходження, напрямку руху та швидкості об’єкту;

Ідентифікація з певною детальністю типу та параметрів порушника (людина, група людей, тварина, автомобіль, танк і т.д) як безпосередньо біля рубежу безпеки, так і на певній віддалі від нього.

Мал.1. Класифікація сейсмічних та вібросейсмічних охоронних систем згідно типу використовуваних чутливих елементів та принципу їх просторового розміщення

Для систем із приймальною системою розподіленого типу характерна зона виявлення складає одиниці метрів. В таких умовах основною задачею стає виявлення порушника безпосередньо на рубежі периметру. Локаційні можливості точного визначення положення для таких систем значно ускладнені і обмежуються довжиною однієї секції кабеля-датчика, яка може досягати сотень метрів (хоча в сучасних багатомодових оптичних системах ця проблема вирішується з прийнятною точністю). Використання ж систем із точковими датчиками дозволяє із хорошою (максимум ±0.5 метри) роздільною здатністю отримувати поточне просторове розміщення порушника. Що стосується задачі ідентифікації об’єкта, то успішність її вирішення залежить від численних факторів – від технічних характеристик апаратури, використовуваного математичного апарату обробки сигналів до умов реєстрації коливань і поточного рівня завад.

Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання-2015)» Таблиця 1. Порівння чутливих елементів сучасних сейсмічних систем охорони [2,10-11,13-16] Типи чутливого елементу

Переваги

Недоліки

Сучасні промислові системи

Чутливі елементи розподіленого типу Спеціальний кабель триб ефект

Дешевизна системи

Спеціальний кабель – п’єзокабель

Висока чутливість в низькочастотному та високочастотному діапазонах

Спеціальний кабель – електродинамічний мікрофон

Висока чутливість в високочастотному діапазоні, низька сприйнятливість до електромагнітних завад

Еластичні труби з антифризом та манометром

Дуже висока чутливість в високочастотному діапазоні, електромагнітна завадостійкість

Оптичне волокно

Відсутність впливу електромагнітних завад, значна довжина охоронної зони, можливість точної ідентифікації місця порушення, інтеграція чутливого елемента та каналу зв’язку

Досить низька та нерегламентована чутливість, низька завадостійкість до електромагнітних завад Висока вартість, невисока розповсюдженість, сприйнятливість до електромагнітних завад Висока вартість, невисока розповсюдженість, сприйнятливість до електромагнітних завад Висока вартість обладнання, монтажу та обслуговування, невелика тривалість експлуатації, мала зона виявлення Низька чутливість, складність монтажу, налаштування та обслуговування. Замкнута “кільцева” структура чутливого елементу

Годограф” (НИКИРЕТ, Росія), Амулет (ДЕДАЛ, Росія) Classic 2000, Racal Defence (Великобританія)

Defensor (Geoquip, Великобританія)

GPS (GPS Standard, Італія)

SABRELINE(Remdaq), Fiber Defendor FD-205 (Fiber SenSys, США), QinetiQ (OptaSense, Великобританія), Дунай (Т8, Росія)

Чутливі елементи точкового типу

Сейсмічна коса геофонів

Дешевизна, дуже висока чутливість у високочастотному діапазоні

Сейсмічна коса п’єзодатчиків

Висока чутливість та високий коефіцієнт перетворення, дешевизна, легкість монтажу

Просторова сукупність окремих геофонів

Дуже висока чутливість, можливість визначення траєкторії руху об’єктапорушника

Нестабільність чутливості системи в різних природних умовах. Досить складний монтаж, висока вартість обслуговування та ремонту Нестабільність чутливості системи в різних природних умовах. Нестабільність чутливості системи в різних природних умовах. Складний процес налаштування

GLS-3021 (Sparton Electronics, США), PRISCON (Geoquip, Великобританія), QM100/ QS-100/VECTOR (Quantum, США)

Годограф-СМ-С-1 (НИКИРЕТ, Росія)

Tarantula (Spider Technologies Security)

Процес обробки сигналів ССО при вирішенні окреслених вище задач в спрощеному вигляді можна представити наступною послідовністю: - Отримання “сирих” чи вже оброблених мікропроцесором приймального датчика сейсмічних даних;

- Виявлення рухомих об’єктів шляхом наявності відмінностей між зареєстрованим та фоновим сигналом, виділення “корисних” фрагментів сигналу із загального масиву; - Формування сукупності інформативних ознак для наступної класифікації; - Порівняння інформативних ознак досліджуваного сигналу із еталонними записами із бази даних; - Прийняття рішення - вибір типу об’єкту, для якого співпадіння параметрів із еталонними характеристиками максимальне. Стандартний набір інформативних ознак при виділенні із масиву даних сигналу порушника включає амплітудно-частотні характеристики сигналу, які за необхідністю доповнюються іншими параметрами, наприклад, коефіцієнтом заповнення масиву корисним сигналом, енергією сигналу вибірки, спектром огинаючої сигналу [5]. На основі розгляду літературних джерел [4,8,12] можна виділити наступні закономірності для спектральних характеристик сигналу систем сучасних СО: Загальний спектр сигналу визначається типом об’єкту, відстанню до джерела сигналу та швидкістю його руху, параметрами чутливості приймальної системи; Верхня частота інформативного сигналу обмежена значеннями 200-300 Гц внаслідок фільтруючого впливу приповерхневого шару ґрунту і за амплітудою в частотному діапазоні вище 300 Гц не перевищує інтенсивність мікросейсмічного фону; Для людини (мал..2) характерними є спектральні складові діапазону 0-80 Гц (з переважанням низькочастотних складових до 10-12 Гц), група із кількох людей викликає розширення спектру в високочастотну область. Рух людини в зареєстрованому сейсмічному сигналі відмічається квазіперіодичними імпульсами, при цьому огинаюча максимуму амплітуди при наближенні-віддаленні від сенсору підпорядковується експоненціальному закону; Сейсмічний сигнал, генерований рухомими технічними засобами характеризується менш вираженою періодичністю в низькочастотному діапазоні та меншою інтенсивністю зміни амплітуди. Водночас, для транспортних засобів особливістю є виникнення в спектрі сигналу нерегулярних високо амплітудних дискретних складових, обумовлених особливостями роботи механізмів.

Мал.2. Порівняння усереднених спектрів сейсмічного сигналу людини та автомобіля

Слід відзначити важливість сумісного використання в задачах виявлення та класифікації порушника кількох інформативних параметрів, що значно підвищує відсоток успішності ССО. Іншим важливим чинником, що впливає на результати сейсмічного виявлення, є необхідність попередньої адаптації системи до природно кліматичних умов місцевості шляхом запису фонових сигналів-мікросейсм різного походження (дощу, вітру, 41

шуму дерев та індустріальних об’єктів, диких тварин) в різний час доби та в різні пори року. Так, в роботі [4] приведено спектральні характеристики рухомих об’єктів (людина, БТР, вантажівка, танк) на віддалі 20-100 метрів, отримані в результаті кореляційної обробки записів сейсмоприймачів БППС 01.15.110. Автори відмічають, що вірогідність розпізнання може становити 0.9 за умови попереднього налаштування системи безпосередньо на місцевості після встановлення (налаштування образів та адаптація), зміна місця установки системи без її адаптації знижує якість розпізнавання до 0.4. Вирішення задачі визначення типу порушника вимагає наявності репрезентативної бази сейсмічних образів як об’єктів дослідження (отриманих експериментальним шляхом чи в результаті моделювання), так із записів можливих завад різного характеру. Для прикладу на малюнку 3 наведено експериментальні сейсмічні записи групою сейсмоприймачів різних об’єктів (людини, колісного та гусеничного транспортних засобів – на відстані 10 метрів від приймача та гелікоптеру на висоті 300м) [12]. Складність класифікаційної задачі змушує розробників використовувати сучасні алгоритми обробки та інтерпретації сигналу, серед яких крім спектрального аналізу виділяються методи вейвлет- та адаптивного кореляційного аналізу, нейронні мережі. В контексті цього виділяється відмінність зарубіжних та вітчизняних охоронних систем, на яку акцентує автор [2]. Зарубіжні розробки характеризуються високою технологічністю виконання реєструючих елементів при відносній алгоритмічній простоті процесу обробки сигналу, сильною стороною вітчизняних систем є поглиблена методика обробки при значно простішому технологічному виконанні чутливих приладів. Ще однією важливою характеристикою сейсмічних систем охорони периметру є можливість завчасного виявлення порушника, яка однозначно пов’язана із розмірами ЗВ. Максимальна дальність зони виявлення окрім фізичих обмежень на прийом сейсмічних коливань (внаслідок затухання та поглинання сейсмічної енергії) залежить від параметрів приймальних датчиків, ефективності налаштування системи для конкретних умов, поточного мікросейсмічного фону, алгоритму обробки сигналу та масо-габаритних параметрів об’єктів. Типовими значеннями максимальної дальності успішного (>90%) виявлення для різних типів порушників без використання спеціальних алгоритмів обробки складає 50-70 метрів для людини, 200-300 метрів для колісного автотранспорту [3,9,12]. Дальність визначення об’єктів із більш значними малогабаритними параметрами (наприклад, військової техніки) безумовно вища, однак точні оцінки в літературі не наводяться. Висновки. • Не зважаючи на доволі тривалу історію розвитку, яка охоплює кілька десятиліть, серед всіх пасивних методів виявлення потенціал сейсмічних охоронних систем розкритий далеко не повністю. Цей факт обумовлений значною складністю як апаратної частини, так і алгоритмічного математичного забезпечення виділення корисної компоненти на фоні сигналу від численних зовнішніх умов. • Спектр вирішуваних задач ССО включає фіксування порушення периметру, виявлення просторового положення та напрямку руху порушника, його ідентифікацію. • Сейсмічні СО володіють високою ефективністю до виявлення порушень периметру, мають високу протидію обходам, не потребують суттєвого обслуговування після монтажу, однак в значній мірі піддаються впливу численних завад. • Сучасні сейсмічні охоронні системи представлені численними типами чутливих елементів та варіантами їх просторового розміщення, що суттєво відрізняються за характеристиками, ефективністю вирішення конкретних задач, складністю налаштування, обслуговування та вартістю.

• Подальший розвиток ССО пов'язаний із вирішенням наступних проблем: вдосконалення апаратної складової систем (використання багатокомпонентної реєстрації; застосування сучасних мініатюрних мікропроцесорів для обробки даних безпосередньо в приймальному пристрої, покращення характеристик розподілених датчиків-кабелів), впровадження сучасних методів обробки, аналізу сигналу, розпізнавання образів; комплексування з іншими (в першу чергу, радіолокаційним та магнітометричним) методами.

Мал.3. Записи сейсмічного сигналу тривалістю близько 30 с різних рухомих джерел: а) людини, б) автомобіля, с) гусеничного транспортного засобу, г) гелікоптеру.

ЛІТЕРАТУРА 1.

2. 3. 4.

Бронников А. А., Котов В. В., Никитенков, Д. С. Периметровая пассивная сейсмическая система охраны объекта // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – № 2-2/2009. – С.222-226. Звежинский С.С. Периметровые маскируемые сейсмические средства обнаружения // Специальная техника. – 2004. – №2. – C. 20–28; – №3. – C. 26–37. Звежинский С.С. Проблема выбора периметровых средств обнаружения // БДИ, 2002. – №4 (44). – С. 36-41. Иванов В.А., Крюков И.Н. К вопросу создания сейсмического средства обнаружения перспективных сигнализационных систем и комплексов // сб. науч. тр. «Проблемы объектовой охраны». – Пенза: Изд-во ПГУ,2000. Вып.1. – С. 141-144. Козлов Э. В., Левковская Т. В. Выделение информативных признаков сигналов сейсмических сенсоров пассивной локации // Научно-технический вестник Санкт43

6. 7. 8. 9.

10.

11.

12.

13. 14. 15. 16.

Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. – №6. Том 10. – 2010. – С.36-41. Костенко К. В., Шевцов В. Ф. Классификация объектов в сейсмических системах охраны // Информационно-управляющие системы. – №3. 2009. – С.2-6. Магауенов Р.Г. Системы охранной сигнализации. Основы теории и принципы построения. – М.: Горячая линия-Телеком, 2004. – 367 с. Михайлов А. В. Перспективные системы охраны периметра аэропорта // Транспортное право. – 2014. № 3. – С.23-26. Нестеров Е.Т., Марченко К.В., Трещиков В.Н., Леонов А.В. Волоконно-оптическая система мониторинга протяжённых объектов (нефтепроводов) на основе когерентного рефлектометра // T-Comm. Телекоммуникации и Транспорт. – №1.том 8, 2014. – С.2528. Свирский Ю.Н. Рынок периметровых средств охранной сигнализации на пороге третьего тысячелетия // Системы безопасности. N 38, 2001. [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.bre.ru/security/9540.html Щербаков В. Сейсмопаутина и «Тарантул» // Военно-промышленный курьер. - № 9 (325), 2010. [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://vpknews.ru/articles/5584 Ingchang Huang, Qianwei Zhou, Xin Zhang, Enliang Song, Baoqing Li, Xiaobing Yuan Seismic target classification using a wavelet packet manifold in unattended ground sensors systems // Sensors. - № 13(7), 2013. – рр. 8534-8550. Pricon. Technical Information [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.signalsecurity.gr/html/pdf/brochures/psicon_brochure.pdf Quantum multichannel seismic-acoustic system [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://qtsi.com/wp-content/uploads/2015/04/Data_Sheet_QM100.pdf Sabre perimeter systems [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.mymip.com.my/images/pdf/Sabre_Datasheet_Set.pdf SpiderTech Ltd. [Електронний ресурс] – Режим доступу до ресурсу: http://www.moital.gov.il/CmsTamat/Rsrc/HLS%202009/Html/PDF/HLS_214.pdf

УДК 351.853 (477.44)

ПРО НЕОБХІДНІСТЬ РОЗШИРЕННЯ МЕЖ ГЕОЛОГІЧНОЇ ПАМ’ЯТКИ «ВІДСЛОНЕННЯ ЯРИШІВСЬКОЇ СВІТИ В С. БЕРНАШІВКА» Гриценко В.П.1, к. г.-м. н., доцент, favosites@ukr.net 1 – Національний науково-природничий музей, м. Київ, Україна Актуальність розширення меж геологічної пам’ятки «Відслонення яришівської світи в с. Бернашівка» обґрунтовується двома причинами. По-перше, в розширеному вигляді ця геологічна пам’ятка зберігає геологічний розріз могилівської та яришівської світ могилів-подільської серії. Подруге, в частині, яка додається до існуючої пам’ятки знайдені унікальні й різноманітні відбитки та сліди вендських організмів. Відбитки цих організмі вперше були знайдені М.О. Федонкіним підчас створення котловану при будівництві машинного залу Дністровської ГЕС. В переліку знахідок більше двадцяти форм, в тому числі цикломедузи, діккенсонії, палієлли, палеопасцихнуси тощо. Найбільш часто зустрічаються поселення Nemiana simplex Palij, площа колоній яких досягає десятків квадратних метрів. З викладених обставин випливає потреба змінити назву об’єкту. У зв’язку зі збільшенням обсягів та значення геологічної пам’ятки пропонується надати об’єкту коротку назву «Геопарк Бернашівський».

ABOUT NEED TO EXPANDING OF GEOSITE “OUTCROP OF JARYSHIV SUITE LIMITS INTO BERNASHIVKA VILLAGE” Gritsenko V.1, Ph. D., favosites@ukr.net 1 – Geological department of National Natural History Museum, Kyiv, Ukraine The need to expanding of geosite “outcrop of Jaryshiv suite limits into Bernashivka Village” depend on two reasons. Firstly, expanded limits of the Geosite will allowed conservation more volume of geological section including both Mogiliv and Jaryshive suites of Mogiliv-Podilsky Regional Series. Secondly, the part which will be added were discovered unique and different imprints and track fossils of Vendian age. M. Fedonkin discovered the first imprints more than thirty years ago when Dniester Hydropower station was only start construction. The list of descripted species was more than twenty examples, which includes Cyclomedusa, Dickensonia, Paliella, Paleopascichnus and others species. Nemiana simplex Palij settlements are very often, the ones achieves more than twenty square meters. It is reason for changing name of the Geosite. The rising square and significance of object allows proposing to change its name on “Bernashivsky Geopark”.

Вступ. Геологічні пам’ятки України зберігають важливі об’єкти геологічної спадщини від руйнування або знищення природними явищами чи в результаті діяльності людини. З кожним роком фахівці та аматори намагаються додати до переліку геологічних пам’яток України нові. Вперше унікальні відбитки вендських організмів та сліди їх життєдіяльності знайшов М.О. Федонкин майже тридцять років тому у відвалах котловану Дністровської ГЕС [15, 16]. Підчас геологічної екскурсії [2] М.О. Федонкин знайшов у кар’єрі велику циклічну форму. Будівельний матеріал для зведення греблі та укріплення берегів водосховища та Дністра нижче ГЕС від різких коливань рівня в результаті діяльності гідроакумулюючої електростанції (ГАЕС) брали неподалік в кар’єрі. Джерелом матеріалу були міцні пісковики ямпільських верств могилівської світи [8] та гнейси і граніти кристалічної основи. Власне наявність Бернашівського гранітного виступу фундаменту була головною причиною будівництва греблі ГЕС саме біля с. Бернашівка.

Старий кар’єр вже виконав свою функцію та був рекультивований. Там зараз глибоке озеро. Для подальших робіт у зв’язку з будівництвом ГАЕС виникла потреба у створенні нового великого кар’єру на лівому березі Дністра на південь від попереднього (рис. 1). У 2013 році в кар’єрі була відкрита поверхня пачки гравелітів з великими брижами течії (рис. 2). Новий кар’єр став предметом пильної уваги фахівців та аматорів в зв’язку з масовими знахідками неміан - Nemiana simplex Palij, цикломедуз - Cyclomedusa plana Glessner (рис. 3), дисків прикріплення «петалонам» (рис. 4), палієл - Paliella petalliformis Fedonkin (рис. 5), та інших знахідок відбитків та слідів життєдіяльності вендських організмів [1-6, 8-11]. В подальшому до штучних виробок (кар’єрів) та їх відвалів привернули увагу багато фахових дослідників та аматорів. Особливо вражаючою була картинна поселень неміан, тваринну природу яких вперше визначила О.Каптаренко [7]. Їхні колонії можна було побачити після проведення вибухових робіт в Бернашівському кар’єрі. Мета публікації привернути увагу геологічної спільноти та керівництва Міністерства охорони природи та Департаменту заповідної справи до долі Бернашівського гранітного кар’єру, де відслонюється в повному обсягу могилівська світа за виключенням ольчедаївських верств. В стінках кар’єру та на його уступах зберігаються свідчення діяльності моря, відбитки й сліди життєдіяльності організмів могилівського часу, результати давніх та прояви сучасних геологічних процесів. За відповідного облаштування геологічна пам’ятка набуде міжнародного значення та стане об’єктом для навчальних геологічних практик студентів. Методи. Було використано періодичні моніторингові спостереження та дослідження розрізу кар’єру протягом більше як двадцяти років. Останні десять років дослідження кар’єру відбувалися регулярно один-два рази на рік. Детальні пошуки викопних решток в кар’єрі ініціював Д.В.Гражданкин, випускник Симферопольського університету імені Вернадського та науковець Палеонтологічного інституту РАН, який певний час працював у Великій Британії й отримав грант від наукового фонду. Зразки фосилій знаходяться на площинах нашарування, тому окремі блоки та пласти пісковиків, алевролітів та аргілітів потрібно розшаровувати за допомогою відповідних інструментів (молоток, зубило, ніж, скальпель). Часто вибухові роботи сприяють утворенню мікротріщин у породі вздовж поверхонь нашарування. Існує можливість розколоти певні блоки пісковикових порід з прошарками глинистого матеріалу на плити товщиною від 3-5 до 10 см. Саме до цих глинистих прошарків і приурочена більшість знахідок. Вивітрювання порід також до певної міри є сприятливим фактором для пошуків зразків. Алевро-аргіліти можливо розщепити на більш тонкі пластини. Нажаль, просто неба ці тонкозернисті породи розпадаються на дрібні шматки жорстви. В той же час окислення залізо містких різновидів порід маскує відбитки та сліди вендських організмів на поверхнях нашарування. Для фотографування знахідок був використаний цифровий фотоапарат на штативі з функцією макрозйомки. У результаті робіт зібрана колекція, яка налічує більше тисячі зразків, серед яких є унікальні. Колекція зберігається у відділі «Геологія» ННПМ НАН України. Зараз зразки цієї колекції знаходяться на стадії монографічного вивчення та атрибуції. Частина великих зразків вже виставлена в експозиції Геологічного музея. Новизна дослідження. Дослідження цих відкладів має давню історію, але лише в 1952 році Б.С.Соколов визначив їх місце в стратиграфічній шкалі та дав назву вендська система [12-14]. Лише в 1965 році Міжвідомча стратиграфічна нарада визнала венд, а в 1991 році венд був офіційно затверджений Міжвідомчим стратиграфічним комітетом СРСР. У Міжнародній стратиграфічний шкалі місце венду займає едіакарій, який був затверджений Міжнародним

союзом геологічних наук у березні 2004 року, оголошення про це було опубліковане у травні того самого року. В Україні поширені відклади нижнього та верхнього венду. Нижній венд переважно вулканогенний – волинська серія. Верхній венд представлений теригенними породами могилів-подільської та канилівської серій. Найбільш представницький розріз нижньої частини могилів-подільської серії [1, 2, 8] відслонюється в Бернашівському кар’єрі. Ініціація збереження цього розрізу від суцільної рекультивації нагальне завдання геологічної спільноти України. Нещодавно Д.В. Пилипенко знайшов унікальний відбиток «вендського пера» «петалонами» подібний до Charnia sp. Знахідка Д. Пилипенка відрізняється від всіх відомих нам форм (фіг. 6). Можливо, вона представляє новий рід «петалонам» (так називають відбитки вендських тварин, які віддалено нагадують сучасні «морські пера»). В стінках цього кар’єру окрім унікальних палеонтологічних об’єктів можна досліджувати літологічні й фаціальні особливості розрізу могилівської та яришівської світ, розріз давньої тераси Дністра з «карпатською галькою» та фрагмент лесової товщі. Тут є можливість спостерігати різноманітну мінералізацію: сульфіди – жили й друзи піриту, сфалериту та галеніту; карбонати й фториди - жили кальциту та флюориту. В кар’єрі є декілька джерел, які з часом заповнять чашу котловану до середини розрізу ямпільський верств, що створить умови для рекреації на цьому об’єкті та являється підставою назви (геопарк). Висновки. 1. Бернашівський кар’єр чудове штучне відслонення, де відкривається розріз від кристалічного фундаменту до бернашівської світи. 2. Ломозівські та ямпільські верстви добре охарактеризовані рештками вендської біоти, серед якої знайдені широко розповсюджені та рідкісні знахідки викопних представників вендської (едіакарської) біоти. 3. Відкриття унікальних решток вендських тварин є вагомою причиною створення на основі вже існуючої геологічної пам’ятки в с. Бернашівка та Бернашівського (гранітного) кар’єру нового геологічного заповідного об’єкту – геологічної пам’ятки під назвою «Бернашівський геопарк». 4. Кар’єр стане основою заповідного геологічного об’єкту - геологічного парку, доступного для подальшого дослідження науковців та для проведення навчальних практик студентів геологів.

Рис. 1. Вигляд кар’єру у 2013 році. Певний час не працював насос, який відкачує воду з котловану.

Рис. 2. Великі брижі течії на поверхні пачки гравеліту верхньої частини ломозівських верств, яка зараз знищена вибухами.

Рис. 3. Cyclomedusa plana Glessner з ломозівських верств.

Рис. 5. Paliella ломозівських верств.

petaliformis

Fedonkin

Рис. 4. Диск прикріпленння «петалонами» з ямпільських верств.

великої

Рис. 6. «Петаллонама» з ямпільських верств. Знахідка Д. Пилепинка на відвалах кар’єру у 2015 р.

Подяки. Автор висловлює щиру подяку організаторам конференції за запрошення. Вдячний В.Я.Великанову та В.М.Палію, які залучили мене до важливої вендської проблематики, А.Ю. Іванцову за можливість познайомитись з оригіналами вендської біоти з відслонень Зимового берегу Білого моря, що зберігається у Палеонтологічному музеї РАН, Д.В.Пилипенку за надане фото унікальної знахідки з його колекції. ЛІТЕРАТУРА. 1. Великанов В.А., Асеева Е.А., Федонкин М.А. Венд Украины. - К., Наукова думка, 1983, 162 с. 2. Великанов В.А., Коренчук Л.В., Кирьянов В.В., Гуреев Ю.А., Асеева Е.А. 1990. Венд Подолии. Путеводитель экскурсии III международного симпозиума по кембрийськой системе и границе венда и кембрия. - Отв. ред. В.А. Великанов. - К., 1990, 129 с. 3. Вендская система. – Отв. Редактор Б.С.Соколов – М. Наука, 1985, т.І – 221 с., т.ІІ – 240 с. 4. Гуреев Ю.А. Vendiata – примитивные докембрийские Radiallia – Труды ин-та геологии и геофизики СО АН СССР. – 1985, вып. 632, с. 92-103. 48

5. Дригант Д.М, Гаврилишин В.И., Гинда В.А. Верхний докембрий – нижний палеозой Среднего Приднестровья. К.: Наукова думка, 1982, 105 с. 6. Заика-Новацкий B.C., Великанов В.А., Коваль А., 1968. Первая находка представителя эдиакарськой фауны в венде Подолии // Палеонтол. ж., 1968, №2, с.132-134. 7. Каптаренко О.К. Загадкові копальні форм из силурійських пісковиків Західного Поділл. – Труди Українського науково-дослідного геологічного ін-ту, 1928, т.2, с.87-104. 8. Коренчук Л.В., 1980. Стратотипичеськие разрезы могилевподольськой серии венда Приднестровского региона. - Препринт 81-11 ИГН АН Украины. - К., 1981, с. 1-55. 9. Мартишин А.О. Едіакарська фауна ямпільских пісковиків венду Поділля. Геолог України, 2012, №4, с.97-104. 10. Палій В.М. Унікальні палеонтологічні знахідки у відкладах венду та нижнього кембрію Середнього Придністров’я. – Геолог України, 2011, №3-4, с.85-88. 11. Рябенко В.А., Великанов В.А. и др. Палеонтология и стратиграфия верхнего докембрия и нижнього палеозоя юго-запада Восточно-Европейской платформы. – К.: Наукова думка, 1976. – 167 с. (49 табл.) 12. Соколов Б.C. Вендська система: положение в стратиграфической шкале / XXVII сесс. Междунар. геол. вконгр., секция С.01. Доклады. - М.: Наука, 1984, - т.1. - с. 111-127. 13. Соколов Б.C. Очерки становления венда. - M., KMK Лтд, 1997, 156 с. 14. Соколов Б.C., Федонкин М.А.Вендська система. Историко-геологическое и палеонтологическое обоснование. - М., Наука, 1985: - т. 1. - 221 с., т.2. - 233 с. 15. Федонкин M.A. Бесскелетная фауна венда.- Вендская система.- М. Наука, 1985, т.1, с.10-69. 16. Федонкин M.A. Бесскелетная фауна венда и её место в эволюции Metazoa. - М., Наука, 1987, 176 с.

УДК 552; 553.2

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЯВУ Ta-Nb МІНЕРАЛІЗАЦІЇ РІДКІСНОМЕТАЛІЧНИХ ПЕГМАТИТІВ СВІТУ ТА УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА Грінченко О.В.1, Бондаренко С.М.2 1 – Кандидат геолого-мінералогічних наук, доцент, Київський національний університет ім. Тараса Шевченка, ННІ «Інститут геології», м. Київ, Україна, alexgrin@univ.kiev.ua ; 2 – Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України, м. Київ, Україна, sbond@igmof.gov.ua Розглянуті особливості формування Ta-Nb мінералізації рідкіснометальних пегматитів світу та Українського щита. Зазначається визначна роль генетичної природи материнських гранітоїдів для можливого формування та металогенічної спеціалізації рідкіснометальних пегматитів. Вказується на існуючу різницю у рудоконтролюючих факторах, які відповідають за процеси формування проявів Li, Cs, Rb та Та-Nb мінералізації.

MANIFESTATION FEATURES OF Ta-Nb MINERALIZATION OF RAREMETAL PEGMATITES IN THE WORLD AND UKRAINIAN SHIELD Grinchenko O.1, Bondarenko S.2 1 – Taras Shevchenko National University of Kyiv Institute of Geology, Kyiv, Ukraine, alexgrin@univ.kiev.ua ; 2 – Institute of Geochemistry, Mineralogy and Ore Rormation NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine, sbond@igmof.gov.ua Features of Ta-Nb mineralization of rare-metal pegmatites in the world and Ukrainian Shield are discussed. The key role of genetic nature of parent granitoids for possible formation and metallogenic specialisations of rare-metal pegmatites is mentioned. Existing variety in ore-forming factors which are responsible for manifestation of Lі, Cs, Rb and Ta-Nb mineralizations are stressed.

Вступ. На сучасному рівні більшість рідкіснометальних елементів розглядаються у якості стратегічних компонентів, що є виключно важливими для економічного розвитку та підтримання обороноздатності будь-якої країни. Список потреб у цих компонентах змінюється в залежності від ступеня економічного розвитку кожної країни, але загалом включає такі елементи як Li, Ta, Nb, Be, Sb, W, REE та інші. Танталові конденсатори використовуються в комп'ютерах, смартфонах та автомобілях (ABS пристрої та пристрої активації повітряної подушки безпеки). Літій технічного сорту використовується в кераміці й виготовленні окулярів, тоді як Li хімічного cорту є головним компонентом літій-іонних батарей живлення більшості сучасних комп’ютерних пристроїв. Форміат цезію (сіль мурашиної кислоти) застосовується у високобаричному й високотемпературному бурінні в галузі нафтової розвідки. А сплави берилію та міді набули широкого використання в компонентах космічних, автомобільних і електронних пристроїв. Використання стратегічних металів не є широко відомим, але саме ці метали відіграють життєво важливу роль у підтримці сталого розвитку сучасного суспільства. Виклад основного матеріалу. Більшість з цих рідкіснометальних елементів мають літофільну природу і тому характеризуються тісними генетичними зв’язками з гранітними утвореннями та асоційованими з ними пегматитами. Рідкіснометалеві гранітні пегматити світу детально вивчалися на протязі останніх десятиліть щодо характеристики їх внутрішньої будови, 50

мінералогічних особливостей та питань петрогенезису [4, 5]. Так, за результатами проведених досліджень серед родовищ рідкіснометальних пегматитів світу, були виділені декілька промислових типів – пегматити комплексного типу (Танко, Канада; Грінбушес, Австралія; Бікіта, Зімбабве), пегматити альбітового типу (Водгіна, Австралія) та пегматити альбіт-сподуменового типу (Маунт Касситерит, Австралія) [3]. Також було встановлено що склади пегматитів відображають певний тип гранітоїдів, по яким вони формуються – граніти S, І та A типу [6, 8]. Усі типи рідкіснометальних пегматитів можуть бути розподілені на два сімейства. Пегматити LCT-сімейства, ті які збагачені на літій, цезій і тантал та формуються переважно по «осадовим» гранітоїдам Sтипу. Метаморфізовані осадові відклади, при ультраметаморфічному перетворенні яких й формуються граніти S-типу, є особливо схильними до генерації пегматитових розплавів. Пегматити NYF-сімейства, які характеризуються збагаченням на ніобій, ітрій та фтор, асоціюють, головним чином, з анорогенними гранітоїдами А-типу, геодинамічні умови формування яких, зазвичай, пов’язують з обстановками гарячих точок (мантійних плюмів) або зон розтягу (рифтів та задугових бассейнів) в межах континентів [2]. На відміну від вищенаведених граніти I-типу, які, як вважається, переважно формуються по виверженим породам основного складу, характеризуються, головним чином, проявами мінералізації кольорових металів. Ці гранітоїди можуть генерувати значні об'єми кварцових жил але загалом характеризуються відсутністю значних за розмірами пегматитових тіл на їх границях. Вважається, що cаме присутність флюсуючих компонентів (B, P, F) у материнських джерелах формування гранітів S-типу та A-типу (на відміну від гранітів Iтипу) робить їх найбільш сприятливими для формування пегматит-генеруючих розплавів. Особливо важливу роль серед промислових рідкіснометальних пегматитів світу відіграють комплексні пегматити LCT- сімейства, які формуються по «седиментогенним» гранітоїдам S-типу [3]. Саме цей тип пегматитів містить надзвичайно високі концентрації Rb, Cs, Be, Ta, Nb, і Sn, так само, як і підвищені рівні флюсуючих компонентів (Li, P, F, і B). Наприклад, руди в пегматиті Танко (Канада) характеризуються значними вмістами рудних компонентів (г/т) – до 13 900 Li, 23 6000 Cs, 28 900 Rb, більше, ніж 360 Be, та більше, ніж 1200 Ta. Коефіцієнти збагачення деяких елементів можуть сягати значень більш ніж у 100 000 у порівнянні з їх валовими концентраціями у континентальній корі (16 г/т Li, 2 г/т Cs, 49 г/т Rb, 1,9 г/т Be, 1,7 г/т Ta [11]). Несумісні елементи. Більшість корисних компонентів рідкіснометальних пегматитів відносяться до несумісних елементів, які характеризуються загальною тенденцією щодо не входження до кристалічної структури головних породоутворюючих мінералів та їх накопичення на найбільш пізніх стадіях еволюції гранітоїдних систем. Проте, поведінка певних несумісних елементів може суттєво різнитися. Загалом, несумісні елементи можуть бути розподілені на дві групи – групу крупно-іонних літофільних елементів (елементи LІLE – large ion lithophile elements) та групу високозарядних елементів (елементи HFSE – high field strength elements). Li, Rb та Сs відносяться до елементів LILE групи, розміри іонів яких є більшими за розмірами, ніж будь-які інші катіони, що входять до кристалічних структур більшості породоутворюючих мінералів. Вони є несумісними літофільними елементами, які зазвичай мають тенденцію до накопичення на пізніх стадіях еволюції гранітної системи. Елементи групи LІLE розглядаються у більшості випадків як флюїдно-мобільні – тобто вони є найбільш чутливими до прояву процесів постмагматичної стадії розвитку. Корисною ознакою значних за розмірами та диференційованих пегматитів LCT типу є те, що вміщуючи породи навколо цих пегматитів є інтенсивно метасоматизованими (змінені завдяки привнесенню компонентів з пегматиту). Саме явище розсіювання лужних елементів в метасоматичних ореолах навколо цих пегматитів використовується як критерій їх пошуків. Літієві аномалії формують найширші ореоли суміжно з пегматитами, що можуть перевищувати відстані у більше, ніж 100 м, в той же час як масштаб розсіювання Rb і Cs є більш обмеженим [5, 6]. Біотит є найбільш типовим метасоматичним мінералом, який 51

зустрічається у вміщуючих породах навколо пегматитів. Вважається, що оскільки Li може ізоморфно заміщувати Mg, а Rb та Cs – К у структурі біотиту, саме формування «біотитового» метасоматичного ореолу призводить за утворення значних за розмірами ореолів розсіювання Li-Rb-Cs мінералізації, що формуються навколо пегматитів LCTсімейства [10]. На відміну від цього несумісні елементи Ta і Nb відносяться до групи високозарядних елементів (HFSE), для яких характерні високі значення відношення заряду до радіусу іону, а характер їх поведінки загалом відрізняється від поведінки Li, Rb, і Cs. Елементи групи HFSE зазвичай є не мобільними – тобто, вони є переважно стійкими до процесів метаморфічних перетворень і накладених метасоматичних змін. В той же час, хоча тантал і ніобій є вельми несумісними щодо входження до структури головних породоутворюючих мінералів (кварцу та польових шпатів), вони є достатньо сумісними (ізоморфно входять до структури) у мусковіті та мають тенденцію до накопичення у структурі Ti-вміщуючих мінералів – особливо рутилу та сфену [9]. Процеси, які відповідають саме за формування промислової Ta-Nb мінералізації, залишаються остаточно невирішеними. Загалом існують дві протилежні точки зору – безпосередньої кристалізації рудних мінералів Nb та Ta з розплаву, та їх формування за рахунок вторинних змін при суттєвій ролі процесів гідротермально-метасоматичних перетворень. Такі характерні ознаки, як: 1) низькі значення розчинності оксидів Nb та Ta у водних флюїдах ; 2) мінералого-структурні явища тісного проростання первинно магматичних мінералів (циркону та апатиту) з тантало-ніобатами; 3) виключна роль летких компонентів (Li, B, F та ін.), які, знижуючи температури кристалізації (навіть до значень нижче 500 °C), в той же час суттєво збільшують ступінь розчинності тантало-ніобатів у магматичному розплаві, схиляють переважну більшість дослідників до визнання ідеї магматогенного генезису більшості Ta-Nb мінералів [1]. В той же час, хоча постмагматичні флюїди не відіграють ключову роль у формуванні проявів Ta та Nb мінералізації, припускається, що саме вони можуть бути важливими факторами контролю проявів та перерозподілу рудної мінералізації – при процесах привнесення до розплаву двовалентних катіонів Fe, Mn, і Ca, які є складовими компонентами рудних мінералів групи колумбіт-танталіту, водгініту та мікроліту [12]. Рідкіснометалеві пегматити Українського щита. Прояви Ta-Nb мінералізації,, асоційованої з рідкіснометальними пегматитами, були встановлені в межах трьох мегаблоків Українського щита – Волинського, Приазовського та Інгульського [7]. У Волинському мегаблоці було виділено чотири поля рідкіснометальних пегматитів (Папірнянське, Городське, Товстовське і Кочерівське), які просторо розміщуються в межах Кочерівського синклінорію. Просторово рідкіснометальні пегматити асоційовані з гранітами бистріївського типу, які відносяться до утворень житомирського комплексу. Широкий розвиток в межах синклінорію метаосадових утворень (високоглиноземисті гнейси та ін.), рідкіснометальна геохімічна спеціалізація бистриївських гранітів (граніти S-типу) та присутність у пегматитах альбіту і кварц-мусковітової асоціації (умови сприятливі для ізоморфного входження Ta-Nb) можуть розглядатися у якості факторів, сприятливих для формування проявів тантало-ніобатів, що також підтверджується значною кількістю геохімічних аномалій Та і Nb, встановлених в межах цього регіону. У Приазовському мегаблоці прояви тантал-ніобієвої мінералізації були встановлені в межах Сорокинської зеленокам’яної структури (родовище Балка Крута) та Єлисеївського поля диференційованих пегматитів, просторово приурочених до Салтичанського гранітогнейсового куполу. Мікроклін-альбітові, альбітові й альбіт-сподуменові пегматити родовища Балка Крута характеризуються зональною будовою у великих тілах пегматитів. А рудні мінерали представлені колумбіт-танталітом, циртолітом, монацитом і ксенотимом. Зазначається 52

також, що слюдисто (мусковіт)-керамічні пегматити збагачені шерлом, тоді як з рідкіснометальними мінералами асоціюють зелений і поліхромний турмаліни, блакитнуватозелений апатит, магнезіально-залізиста слюда з рідкісними лугами (Li, Rb, Cs) і Li-амфібол [7]. Загалом результати вивчення світових аналогів вказують на те, що ступінь диференціації пегматитів може впливати на просторове розміщення проявів рідкіснометальної рудної мінералізації в межах самих пегматитових тіл. Так, наприклад, в гігантському пегматиті Грінбушес (Австралія) мінералізація Ta проявлена в місцях, що є за своїм розташуваннями відокремленими від проявів Li мінералізації. Найкращим вивченим прикладом рідкіснометальних пегматитів LCT-сімейства є пегматит Танко (Канада), в межах якого було встановлено дев'ять головних мінералогічних зон, з яких видобувалися різні корисні копалини [3, 4, 5]. Видобуток літію здійснювався переважно з Верхньої проміжної зони, видобуток Cs – із зони поширення поллуциту, а видобуток Ta – переважно з апліт-альбітової зони. Ці факти розглядаються як прояв різного характеру поведінки несумісних рідкіснометальних елементів (елементи групи НFSE та LILE) та існування різних факторів контролю рідкіснометальної мінералізації, Ta і Li зокрема. Інгульський мегаблок. Серед рудоносних структур Українського щита ШполяноТашлицький рудний район розглядається як набільш перспективний з точки зору можливостей виявлення промислових концентрацій танталу і ніобію. Район розташований в північно-західній частині Інгульского мегаблоку, в геологічній будові якого пераважають ультраметаморфічні граніти кіровоградського комплексу та метаморфічні утворення інгулоінгулецької серії. Головною тектонічною структурою, яка контролює рідкіснометальне зруденіня, є Звенигородсько-Ганнівська розломна зона. В металогенічних побудовах в межах рудного району виділяються два рудних поля, спеціалізованих на рідкісні метали (Li, Rb, Cs, Be, Ta, Nb, Sn) – Полохівське та Станкуватьске. Родовища та численні рудопрояви рідкісних металів формувалися в досить схожих геолого-тектонічних умовах і мають багато спільних рис – як в речовинному складі вміщуючих порід, так і в мінералогічному складі рудної речовини. В той же час, Та-Nb мінералізація проявлена досить нерівномірно і утворює рудні концентрації лише на деяких ділянках окремих родовищ літію та формує власні рудопрояви. За результатами картування рудних мінеральних асоціацій на рудних об’єктах не виключається можливість існування певної рудної зональності в пегматитах – коли в центральних частинах формується петалітова або петаліт-сподуменова мінералізація, а в зонах виклинювання пегматитових тіл відбувалася концентрація тітано-тантало-ніобатів. Полохівське рудне поле, окрім однойменного родовища літію, включає рудопрояв Мостовий та ще декілька більш дрібних рудних об’єктів (Копанки, Вись, Ярошівка), в межах яких поширена, головним чином, Та-Nb мінералізація. Станкуватське рудне поле (Липнязький, Новоодеський рудопрояви, рудовища літію: Станкуватське, Надія) тяжіє до західного, північно-західного екзоконтакту Липнязького гранітоїдного масиву та Михайлівської тектонічної зони, яка, в свою чергу, розглядається як один із розгалужених фрагментів вищезгаданої Звенигородсько-Ганнівської розломної структури. Найбільш багата Та-Nb мінералізація приурочена до жил альбіт-мікроклінових метасоматитів і метасоматично змінених пегматоїдних гранітів. Мінералізація тантало-ніобатів проявлена у вигляді лінзовидних тіл, гнізд та розсіяної вкрапленості. В той же час в переважно літійвмісних ділянках пегматитів вона набуває акцесорного характеру і просторово тяжіє до екзоконтактових зон пегматоїдних тіл. Зазвичай співвідношення Ta/Nb в рудах перебувають в межах значень 1-1,5. Мінеральний та хімічний склад проявів мінералізації тітано-тантало-ніобатів є також складним завдяки здатності Nb та Ta до утворення широкого діапазону мінеральних фаз, які входять до серії твердих розчинів та додаткової здатності мінералів групи колумбіт-танталіту (Fe,Mn)(Nb,Ta,Ti)2O та ільменорутил-стрювериту (Ti,Nb,Ta)O2 утримувати у своєму складі широкий діапазон елементів-домішок. Тантало-ніобати за своєю поширеністю в рудах часто 53

поступаються мінералам групи ільменорутил-стрюверит та, в переважній своїй більшості, відрізняються неоднорідною внутрішньою будовою – наявною зональністю та мозаїчною структурою. У межах одного складного агрегату встановлюються фази з широкими діапазонами вмісту Ta2O5 – від 9,80 до 71,0% та Nb2O5 – від 10,6 до 70,1%. Отримані аналітичні дані свідчать про переважання залізистих різновидів (FeO / MnO – 2,80-6,56, середні значення). Крім того, колумбіт-танталіти характеризуються високими концентраціями елементів-домішок (мас %): TiО2 – до 5,88; WО3 – до 3,70; SnО2 – до 9,20; Sc2O3 – 5,40. Поведінка мінералів групи ільменорутил-стрюверіту є багато в чому подібною. За даними мікрозондового аналізу в складі мінералу переважають домішки SnО2 – до 3,1% та V2O5 – до 5,05 %. Окрім вищезазначених мінералів рідкіснометальні пегматити характеризуються присутністю й інших мінеральних фаз – тапіоліту FeTa2O6, іксіоліту (Nb,Ta,Sn,Fe,Mn,Tі)4O8, мінералів групи пірохлору (мікроліт (Ca,Na)2Ta2O6(O,В,OН,F). Супутні мінерали представлені каситеритом, нігеритом, ганітом, уранінітом, хризоберилом, станіном, сфалеритом та халькопіритом. ЛІТЕРАТУРА 1. Bartels A., Holtz F., Linnen R.L. Solubility of manganotantalite and manganocolumbite in pegmatitic melts//American Mineralogist – 2010. – V. 95 – p. 537-544 2. Bonin B. A-type granites and related rocks: Evolution of a concept, problems and prospects. // Lithos – 2007 – V. 97 – p. 1-29. 3. Cerny P., Ercit T.S. The classification of granitic pegmatites revisited. // Canadian Mineralogist – 2005.– V.43 – P. 2005-2026. 4. Cerny P. Rare-element granitic pegmatites. Part I: anatomy and internal evolution of pegmatite deposits. // Geoscience Canada – 1989. – V. 18, N 2 – p. 49-67. 5. Cerny P. Rare-element granitic pegmatites. Part II: regional to global environments and petrogenesis. // Geoscience Canada – 1989. – V. 18, N 2 – p. 68-81. 6. Chappell BW, White A.J.R. Two contrasting granite types: 25 years later. // Australian Journal Earth Sciences – 2001 – V .48 – p. 489-499. 7. Гурський Д.С., Есипчук К.Е., Калинин В.И., Кулиш Е.А., Нечаев С.В., Третьяков Ю.И., Шумлянский В.А. Металлические и неметалические полезные ископаемые Украины. Т. 1 Металлические полезные ископаемые. – Киев-Львов: Изд-во «Центр Европы» – 2005 – С. 783. 8. Eby G.N. A-type granitoids: А review of their осcurrence and chemical characteristics and speculations on their реtrogenesis. // Lithos – 1990 – V. 26 – p. 115-134 9. Linnen R.L. The solubility of Nb-Ta-Zr-Hf-W in granitic melts with Li an Li+F: Constraints for mineralization in rare metal granites and pegmatites. // Economic Geology – 1998. – V. 93. – p. 1013-1025. 10. London D. Pegmatites. // Canadian Mineralogist Special Publication 10 – 2008. – 347 p 11. Rudnick R.L, Gao S. Composition continental crust. // In: Rudnick R.L. (ed) Treatise on Geochemistry – 2004. – V.3 – p. 1-64. 12. Van Lichtervelde M., Salvi S., Beziat D., Linnen R.L. Textural features and chemical evolution in tantalum oxides: Magmatic versus hydrothermal origins for Ta mineralization in the Tanco Lower Pegmatite, Manitoba, Canada. // Economic Geology – 2007 – V.102 – p. 257-276.

УДК 553.98.042 (477)

НОВИЙ ПІДХІД ДО ОЦІНКИ ВИДОБУВНОГО ПОТЕНЦІАЛУ ВУГЛЕВОДНІВ З ПЕРСПЕКТИВНИХ ПЛОЩ Дмишко О.1, lisandra@i.ua ; Ванькович Юлія2, yulia.bagnjuk@mail.ru 1 – ДП «Науканафтогаз» НАК «Нафтогаз України», м. Львів, Україна; 2 – НУ «Львівська політехніка», м. Львів, Україна Для прогнозування обсягів видобутку нафти і газу в процесі складання початкової геологоекономічної оцінки перспективних об'єктів запропоновано використовувати гідрогазодинамічні моделі розробки побудовані на основі історії освоєння запасів вуглеводнів відомих родовищ-аналогів.

NEW APPROACH TO THE EVALUATION EXTRACTIVE POTENTIAL OF HYDROCARBON FROM PERSPECTIVE AREAS Dmyshko O.1, lisandra@i.ua ; Vankovich Y.2, yulia.bagnjuk@mail.ru 1 – SE «Naukanaftogaz» NJSC Naftogaz of Ukraine, Lviv, Ukraine; 2 – Lviv polytechnic National University, Lviv, Ukraine During primary drafting of geological and economic evaluation of prospective sites which have been considered to forecast the volume of oil and gas, it is proposed to use geological-technologist models of development. They are based on the history of reclaim of hydrocarbon deposits-analogs.

Прогнозування технологічних показників освоєння перспективних ресурсів виявлених структур, які підготовлені до пошукового буріння, здійснюється згідно з [1] на основі статистичних моделей. Вихідну інформацію для проведення розрахунків обґрунтовують за результатами геологічного вивчення і промислової розробки відомих родовищ – аналогів. Варто відзначити, що в діючому керівному нормативному документі [1] чітко не прописано механізм визначення того чи іншого параметра вихідної інформації, тому різні дослідники вирішують ці питання на свій розсуд, у результаті її якість залежить від їхньої фаховості та наявності геолого-промислових матеріалів про родовища – аналоги. Для виконання розрахунків за статистичними моделями, окрім відомостей про термобаричні умови залягання покладів вуглеводнів, тип флюїду і його властивості, режим розробки, потрібна інформація про кількість видобувних свердловин, необхідних для вироблення запасів прогнозованих покладів, і їх продуктивності. Варто зауважити, що від надійності двох останніх параметрів залежать результати техніко-економічних показників розробки ймовірних покладів, які впливають на стартову ціну продажу спеціального дозволу на вивчення надр. Адже будівництво свердловин разом з інфраструктурою облаштування промислу складають основну частину видатків, а реалізація прогнозованого видобутку вуглеводнів – грошові надходження, що в сумі характеризує господарську діяльність надрокористувача. Кількість свердловин, необхідних для вироблення прогнозованих покладів, визначають діленням величини перспективних ресурсів на питомий об’єм запасів, що характерний для відомого родовища – аналога, яке перебуває в промисловій розробці. Питомий об’єм запасів розраховують шляхом ділення загальних запасів на кількість свердловин, що перебували в експлуатації. Газогідродинамічні розрахунки річних рівнів видобутку вуглеводнів виконують з використанням постійних величин продуктивності, що визначена на основі первинних досліджень свердловин родовища – аналога з врахуванням ефективної товщини прогнозованого покладу. Виконаний аналіз розробки низки родовищ показує, що здебільшого вони розбурені не за оптимальною сіткою свердловин. Наприклад, площа дренування на одну свердловину для покладів у сарматських відкладах Більче-Волицького газового родовища змінюється в межах 20–300 га. Тобто, визначені на таких засадах питомі запаси вуглеводнів не є обґрунтованими. 55

На основі аналізу показників експлуатації свердловин встановлено зменшення або збільшення продуктивності розкритого розрізу зі зниженням тиску. Її зміна залежить від фізичних властивостей флюїдів, що видобуваються та їх кількісного співвідношення у продукції свердловин. Без врахування виявлених факторів прогнозні обсяги видобутку вуглеводнів з перспективних об’єктів не відповідатимуть перебігу фактичних показників розробки родовищ-аналогів. З метою максимальної адаптації розрахункових моделей, які використовують для оцінки видобувного потенціалу перспективних ресурсів вуглеводнів до історії розробки родовищ-аналогів їх необхідно створити на основі останньої. За такої умови в певній мірі буде врахована повнота фізичних процесів, які відбуваються в системі поклад-свердловина під час видобутку вуглеводнів. Зокрема це взаємодія енергетичних потенціалів флюїдів та породи-колектора і його ємнісно-фільтраційна характеристика. Разом з тим нами пропонується вдосконалити обґрунтування деяких параметрів вихідної інформації. Зокрема це стосується встановлення кількості свердловин, необхідних для вироблення запасів вуглеводнів, визначення їх початкової продуктивності і врахування її зміни зі зниженням пластового тиску. Для умови, коли прогнозується відкриття газоконденсатних покладів, необхідна уніфікація оцінки величини початкового потенційного вмісту конденсату і його зміна для різних значень поточного пластового тиску. Кількість видобувних свердловин, необхідних для розробки ймовірного покладу, варто визначати шляхом ділення величини перспективних ресурсів на питомі дреновані запаси вуглеводнів (обсяг запасів, який дренуватиметься однією свердловиною). Останні розраховують за їх залежністю від ефективної нафтогазонасиченої товщини, або від одного з фільтраційних параметрів прогнозованої продуктивної товщі [2]. До таких параметрів відносяться проникність, газогідропровідність та п’єзопровідність порід-колекторів. Початкову продуктивність середньої свердловини необхідно визначати за відомими аналітичними виразами, які враховують термобаричні умови залягання покладів, фільтраційні властивості порід-колекторів та фізичні параметри флюїдів, або за результатами первинних досліджень аналогічних об’єктів на усталених режимах фільтрації. Згідно з [3] приймається що середня свердловина характеризується середньостатистичними для об’єкта розробки глибиною, конструкцією, довжиною шлейфа та продуктивністю. Зміну останньої для газових і газоконденсатних покладів прогнозують за номограмою, яка побудована за результатами аналізу експлуатації реальних свердловин [4]. Потенційний вміст конденсату і його вміст у видобувному газі варто оцінювати за допомогою графічних залежностей, які встановлені на основі аналізу і статистичної обробки інформації з дослідження газоконденсатних систем, що залягають на різних глибинах [5]. Логічне поєднання визначення кількості свердловин на основі залежності дренованих запасів вуглеводнів від фільтраційних властивостей порід-колекторів, встановленої продуктивності середньої свердловини і її зміни зі зниженням тиску, оціненого потенційного вмісту конденсату для різних глибин залягання покладів і зміни його вмісту у видобувному газі разом з іншими параметрами створює газогідродинамічну модель розробки, в якій максимально враховано результати промислового освоєння запасів вуглеводнів на відомих родовищах. В останні роки опошуковуються вивчені сейсморозвідкою структури з складними фізико-геологічними умовами залягання, що вимагає виважених підходів до їх геологоекономічного оцінювання. На пошуковому етапі геологорозвідувальних робіт, в умовах мінімуму інформації про геологічну будову, геолого-фізичну характеристику і продуктивність пластів на основі запропонованих моделей можна надійно здійснювати геолого-економічну оцінку об’єкта досліджень. Варто звернути також увагу на обґрунтування економічних нормативів, які використовують для визначення господарської діяльності надрокористувача. Пересічно приватні компанії для виконання бурових робіт і послуг пов’язаних з геологічним вивченням 56

і нафтогазовидобутком (сейсмічні та промислово-геофізичні дослідження, гідророзриви, інтенсифікація припливів і т. д.) запрошують закордонні фірми. Як правило витрати на такі види робіт і послуг є значно вищі порівняно з їх виконанням вітчизняними компаніями. В результаті показники господарської діяльності (чистий прибуток, дисконтований грошовий потік) таких надрокористувачів є заниженими по відношенню до підприємств, які залучають українські компанії. В соціальному плані цей аспект не сприяє зростанню чисельності робочих місць. З метою створення передумов для забезпечення вітчизняних підприємств замовленнями на державному рівні необхідно розробити відповідну законодавчу базу, яка б стимулювала такі процеси. ЛІТЕРАТУРА 1. КНД 41-00032626-00-329-99 Складання початкової і попередньої геологоекономічних оцінок геологорозвідувальних робіт на нафту і газ. Київ, 1999. – 68 с. 2. Лазарук Я. Г., Багнюк М. М., Дмишко О. О. Концепція прогнозування геологічних та промислових параметрів перспективних газових покладів з метою їхньої геологоекономічної оцінки Зб. наукових праць УкрДГРІ. – 2005. – № 2. – С. 221–228. 3. Коротаев Ю. П., Закиров С. Н. Теория и проектирование разработки газовых и газоконденсатных месторождений. М.: Недра, 1981. – 294 с. 4. Багнюк М. М., Дмишко О. О., Козак Л. М. Оцінка впливу випалого конденсату на продуктивність свердловин у процесі зниження пластового тиску. Тези доповіді. м. ІваноФранківськ, 2015 р. 5. Обґрунтування перспективних об’єктів пошуково-розвідувальних робіт нафтогазоносних регіонів України за результатами побудов їх геологічних і газодинамічних моделей. Звіт УкрДГРІ за темою 839/1. за 10.2005 – 09.2008 рр./Лазарук Я. Г., Багнюк М. М. та ін. – Львів, 2008.

УДК 551.4+553.98

КОРЕКТНІСТЬ ВИКОРИСТАННЯ КАРТ ВИДИМИХ ТОВЩИН У ПАЛЕОГЕОМОРФОЛОГІЧНИХ ПОБУДОВАХ ДЛЯ ПОШУКІВ НАФТОГАЗОПЕРСПЕКТИВНИХ ОБ’ЄКТІВ Дорохов М.В.1, domav@i.ua 1 – ДП «Науканафтогаз» НАК «Нафтогаз України», м. Львів, Україна В роботі розглядається правомірність використання значення видимих товщин для побудови карт ізопахіт в різних структурних ситуаціях. На прикладі двох теоретичних структурних моделей “симетричної” та “асиметричної” показані відмінності в картах ізопахіт при використанні значень видимих та нормальних (дійсних) товщин.

THE CORRECTNESS USE APPARENT THICKNESS MAPS IN PALEOGEOMORPHOLOGICAL BUILDING FOR PROMISING OIL AND GAS OBJECTS Dorokhov M.1, domav@i.ua 1 – SE «Naukanaftogaz» NJSC Naftogaz of Ukraine, Lviv, Ukraine In this paper the legitimacy of the use of value of apparent thickness for the construction of thickness maps in different structural situations is being considered. The differences in the thickness maps with the use of values of apparent and true thickness are shown on the example of two theoretical structural models of “symmetric” and “asymmetric”.

У нафтогазовій геології для визначення перспективності територій та встановлення меж поширення порід з покращеними колекторськими властивостями широко застосовуються традиційні методи геотектоніки. Один з них – метод товщин і фацій, використовується для побудови карт палеорель’єфу, які є основою для палеогеоморфологічних реконструкцій. Головним параметром, яким оперує дослідник, є товщини гірських порід відкладених протягом часу для якого виконується реконструкція. Одним з джерел інформації про товщину пласта є свердловини. Оскільки на практиці стовбур свердловини не завжди перпендикулярний до земної поверхні, а кути залягання гірських порід різняться, відповідно значення товщини, отримане без врахування перелічених факторів, буде завищене (видима товщина). Тому карту ізопахіт побудовану за значеннями видимої товщини не завжди можна інтерпретувати як карту палеорельєфу. Завданням дослідження було встановити коректність карт видимих товщин, та доцільність визначення нормальних товщин горизонтів у різноманітних структурних умовах для палеогеоморфологічних реконструкцій. На першому етапі дослідження розглядається методика та теоретичні моделі, на наступних – будуть опрацьовані реальні об’єкти. Для встановлення нормальної товщини потрібно знати елементи залягання порід, а саме: кут падіння та дані кривизни стовбура свердловини (на даному етапі свердловини приймаються вертикальними). Відомості про елементи залягання порід у свердловині можна знайти на діаграмах нахилометрії, виміряти у взірцях керна, або визначити аналітично використовуючи координати свердловин та абсолютну відмітку залягання покрівлі товщі (метод визначення елементів залягання по трьох точках). Розрахунок нормальної товщини в кожній точці проводять за формулою: ,

де Н – дійсна товщина; h – видима товщина; cosφ – косинус кута падіння Для визначення косинусу кута між площиною пласта і горизонтальною поверхнею застосуємо формулу: де А, В, С – координати вектора нормалі до площини, які вираховуються за формулами:

а (x1 y1 z1), (x2 y2 z2), (x3 y3, z3) координати свердловин (х, у) та абсолютні відмітки пласта (z).

Вибір трьох точок (А, В, С), для визначення кута падіння площини проводять з використанням структурної карти поверхні за такими критеріями: – точки лежать на одній площині (крило складки, монокліналь); – між точками відсутні розривні порушення; – точки розташовані якнайближче одна до одної і не лежать на одній прямій. З метою перевірки запропонованої методики та встановлення доцільності її застосування проведені відповідні дослідження. На першому етапі розглядались теоретичні моделі структурного плану умовно названі “симетрична” та “асиметрична”. Симетрична модель відображає систему лінійних складок з однаковими кутами нахилу крил. В асиметричній моделі крила складки мають різні кути нахилу. Для побудов сформовано масив даних зі ста точок. Координати точок (х, у) та значення видимих товщин (довільні) для обох моделей однакові, відрізняються лише значення z. Далі були створені структурна карта та схема видимих товщин для кожної моделі. Згідно описаних вище критеріїв вибрані трійки точок, визначений cosφ кожного крила та вирахувані нормальні товщини в кожній точці. За розрахованими значеннями нормальних товщин складена відповідна схема. На рисунку представлені комплекти схем для “симетричної” та “асиметричної” моделей, що для показовості супроводжуються розрізами. Порівнюючи схеми нормальних та видимих товщин „симетричної” структури легко помітити, що вони відрізняються лише значенням ізопахіт при збережених основних рисах рельєфу. Таку поверхню можна інтерпретувати як слаборозчленовану, горбисту. Схеми “асиметричної” моделі значно відрізняються основними елементами рельєфу та подібні в дрібних деталях. У центральній частині схеми ясно відображається понижена ділянка. Підсумовуючи вищенаведене можна стверджувати, що при побудові карт ізопахіт в межах симетричних структур, таких як: лінійні та брахіальні складки, склепіневі форми та монокліналі, можливо приймати значення видимих товщин. У межах асиметричних структур (перевернуті, нахилені складки, ділянки розбиті порушеннями з різними елементами залягання в блоках і т. п.) доцільно виконувати розрахунок нормальних товщин. Побудова карт ізопахіт по таких значеннях може кардинально змінити погляди на умови минулого осадконагромадження, виділення перспективних нафтогазових об’єктів та, відповідно, напрямки геологорозвідувальних робіт.

Комплекти схем для “симетричної” та “асиметричної” моделей, що ілюструють коректність використання значень видимих та доцільність розрахунку нормальних товщин для побудови карт ізопахіт.

УДК 553.411.071: 553.078.4.001.18 (477)

ПРОГНОЗНО-ПОИСКОВЫЙ АЛГОРИТМ ПРИ АНАЛИЗЕ ЗОЛОТОРУДНЫХ ОБЪЕКТОВ УКРАИНСКОГО ЩИТА Драгомирецкий А.В.1, канд. геол.-мин. наук, доцент, avdr@ukr.net ; Кадурин В.Н.1, канд. геол.-мин. наук, доцент, vl.kadurin@gmail.com 1 – ОНУ имени И.И. Мечникова, г. Одесса, Украина Для анализа и расшифровки формирования золоторудных объектов докембрийского возраста предлагается прогнозно-поисковый алгоритм предусматривающий построение сначала простых геолого-генетических моделей (гипергенного, седиментогенного, метаморфогенного и ультраметаморфогенно-магматогенного происхождения), а затем их суперпозицию (последовательное наложение) относительно возможных комбинаций различных геологических условий. для этого сначала выполняется металлогеническое прогнозирование таких объектов на основании анализа главных факторов их контроля – палеолитологического, метаморфогенного и ультраметаморфогенномагматогенного с использованием минералого-геохимических признаков, в том числе онтогении минералов и факторного анализа, а затем при определенных граничных условиях определяются поисковые признаки (минералогические, структурно-тектонические, генетические и топоминералогические) сложных геолого-генетических моделей золоторудных систем и на этой основе устанавливаются перспективные участки вплоть до выделения рудных тел. алгоритм относится к области прогнозно-поисковых металлогенических работ, и может быть использован геолого-поисковыми подразделениями, в том числе и подразделениями горнодобывающих компаний, которые специализируются на поисках и добыче коренного золота в докембрийских структурах.

PROGNOSIS-SEARCHING ALGORITHM BY ANALYSIS OF GOLD OBJECTS IN THE UKRAINIAN SHIELD Dragomyretskyy A.1, avdr@ukr.net , Kadurin V.1, vl.kadurin@gmail.com 1 – Odessa I.I. Mechnikov National University, Odessa, Ukraine Forecast-search algorithm is proposed by analysis and decrypt of formation of the Precambrian gold objects. It provides for the construction of simple geology and genetic models (supergene, sedimentary, metamorphic and ultrametamorphogene-magmatic origin), and then their superposition (sequence overlaps) regarding the possibility of a combination of various geological conditions. First, you must hold metallogenic forecasting of these objects based on the analysis of the main factors of their control - paleolithologic, metamorphic and ultrametamorphogene-magmatic with using mineralogical and geochemical features, including the mineral ontogeny and factor analysis. Then, when certain boundary conditions are determined search features (mineralogical, structural-tectonic, genetic and topomineralogical) of complex geological and genetic models of gold systems and on this basis set up to prospective areas allocation ore bodies.

Введение Золоторудный потенциал докембрийских комплексов УЩ сформировался в раннем докембрии при образовании интракрустальных толщ, сложенных существенно вулканогенно-осадочными и гипергенными комплексами, прорванными интрузивными образованиями основного состава. Последующие процессы регионального метаморфизма, ультраметаморфизма-магматизма и связанные с ними процессы метасоматоза только лишь перераспределяли существующий рудный потенциал. Эти процессы охватывали все комплексы, сформированные на этапе накопления первичной базитовой протокоры, этапе регионального метаморфизма базитовых протоосадочных толщ, этапе палингенеза, частичного ультраметаморфического плавления, активного ультраметаморфизма с формированием сначала натриевых, а затем нормальних существенно калиевых ультраметаморфогенных и плутонических комплексов. Последовательно накладываясь друг на друга, они сформировали полициклические и полистадийные золоторудные объекты.

Как показывает практика, изучение золоторудных объектов невозможно без использования широкого комплекса минералого-геохимических и топоминералогических методов, в основе которых лежат законы типоморфизма минералов. Так, например, многим известен кристалломорфологический метод поисков и оценки гидротермальных рудопроявлений [1]. Метод заключается в том, что на основании массового определения набора простых кристаллографических форм (то есть определенной морфологии) минералов можно устанавливать зональность их отложения в пределах рудопроявления или месторождения, и на этом основании определять местоположение руд, их протяженность на глубину, близость продуктивного горизонта и уровень среза рудных тел. Недостатками способа является невозможность использования общих прогнозных критериев и установление некоторых важных генетических признаков оруденения в случаях наложения различных геологических процессов и образования сложной минералогической зональности, что обусловливает применение дополнительных поисковых признаков (термобарогеохимических, онтогенических, филогенических и др.) и методов, и, как следствие, удорожание геологоразведочных работ. Также известна методика термобарогеохимического прогнозирования и оценки золотого оруденения [2], в которой основой прогнозно-поисковых работ является изучение включений минералообразующей среды и твердых минеральных включений, которые распространены в минералах. Ее недостатками является то, что включения могут иметь различный генезис (даже в одном минеральном индивиде), быть первичными или вторичными, они имеют очень малые размеры и их изучение требует использования специальной аппаратуры в лабораторных условиях. Эту методику можно использовать только в комплексе с другими. Из известных наиболее важным, интересным и доступным по техническим особенностям и получаемым генетическим результатам является методика минералогического картирования, цель которой заключается в систематическом пространственно-минералогическом изучении топоминералогических объектов земной коры с установлением и анализом распределения минералов, минеральных ассоциаций и комплексов, спроектированного на плоскость картирования (дневную поверхность, горизонт горных выработок, плоскость разреза) [3]. Хотя применение этой методики позволяет ответить на целый ряд вопросов генетического плана, но и она обладает некоторыми недостатками. Одним из ее существенных недостатков является невозможность на определенном уровне (на уровне генераций минералов) применять полученную минералого-генетическую информацию для создания пространственной минералого-генетической модели, а также невозможность прогнозировать оруденение при среднемасштабных исследованиях. Цель и методы исследований Для реализации предлагаемого авторами прогнозно-поискового алгоритма поставлена задача создать эффективный способ прогнозной оценки и поисков коренного золота промышленного типа в пределах докембрийских комплексов с применением генерационного анализа минералов-индикаторов на начальном этапе прогнозных исследований, так и в дальнейшем при поисках рудных тел. Причем генерационный анализ можно проводить с использованием обычного оптического оборудования (бинолупа и поляризационный микроскоп) производственной геологической лаборатории, а также в полевых условиях. Поставленная задача решается способом геолого-генетической интерпретации геологической информации по золоторудным объектам докембрийского возраста. Этот способ заключается в том, что для расшифровки формирования золоторудных объектов в докембрийских комплексах предусматривается построение сначала простых геолого-генетических моделей (гипергенного, седиментогенного, метаморфогенного и ультраметаморфогенно-магматогенного происхождения), а затем их суперпозицию (последовательное наложение) относительно возможных комбинаций различных геологических условий. Сложные модели золоторудных систем используются как основа прогнозирования реальных золоторудных объектов, которая отли62

чается тем, что на начальном этапе выполняют металлогеническое прогнозирование золоторудных объектов путем анализа главных факторов их контроля – палеолитологического, метаморфогенного и ультраметаморфогенно-магматогенного с использованием минералогогеохимических признаков, в том числе онтогении минералов (генерационный анализ) и факторного анализа. Такой подход обеспечит высокий генетический уровень прогнозных исследований, и позволит при определенных граничных условиях определять поисковые признаки (минералогические, генетические и топоминералогические) сложных геолого-генетических моделей золоторудных систем и на этом основании устанавливать перспективные участки для детальных поисково-разведочных работ. Результаты исследований Для расшифровки формирования докембрийских золоторудных объектов предлагается способ геолого-генетической интерпретации геологической информации по этим объектам, который, в отличие от обычного минералогического картирования, предусматривает построение сначала простых геолого-генетических моделей, а затем их суперпозицию относительно возможных комбинаций различных геологических условий. Предложенные модели должны классифицироваться на принципах решения обратных задач, то есть последовательным введением для каждой модели иерархически построенных граничных условий, а именно: 1) происхождения, 2) генезиса, 3) поведения золота в режимах описанного генезиса, 4) парагенезиса, как следствия реализации химических реакций. Это позволяет последовательно выделить: по происхождению – серии золоторудных систем, по генезису – группы золоторудных систем, по парагенезисам – классы золоторудных систем, и построить 11 вариантов простых теоретически возможных геолого-генетических моделей золоторудных систем гипергенного, седиментогенного, метаморфогенного и ультраметаморфогенно-магматогенного происхождения. В реальных природных условиях простые модели могут последовательно накладываться друг на друга с образованием сложных моделей. Иерархическое взаимодействие золоторудных систем на уровнях узкого парагенезиса (геологического тела) – генезиса (конкретного геологического генетического процесса, часть вещества которого является рудой) – происхождения (главного геологического процесса) дает возможность рассматривать: узкий парагенезис (класс) как более надежный поисковый признак, а генезис (группу) – как более надежный поисковый критерий. Предлагаемый алгоритм прогнозно-поисковых работ на коренное золото в докембрийских комплексах должен включать три этапа. На первом этапе при прогнозной оценке перспективности конкретного объекта проводится анализ основных прогнозных критериев (палеолитологического, метаморфогенного и ультраметаморфогенно-магматогенного) с установкой происхождения и генезиса объекта. На втором этапе проводится анализ поисковых признаков объекта при этом анализируются минералогические (онтогенические, термобарогеохимические, филогенические и парагенетические), генетические (прогрессивного метаморфизма, прогрессивных метасоматитов, ультраметаморфизма-магматизма и регрессивных метасоматитов) и топоминералогические признаки, то есть признаки сложных геолого генетических моделей. В качестве топоминералогичних признаков выступают широкие минеральные парагенезисы, установление и последующее картирование которых позволит выделить участки наложения продуктивных гидротермальных растворов на метаморфизованные участки, обогащенные золотом с усилением рудного потенциала. В завершение анализа строится топоминералогическая схема перспективности объекта с выделением важнейших поисковых участков. В пределах каждого участка оценивается последовательность формирования рудных стадий и выделяются наиболее благоприятные рудные тела. Для решения задачи в пределах определенного участка (объекта) достаточно пробурить ограниченное число скважин, которые задаются по определенным направлениям, и отобрать из них достаточное количество минералогических проб для генерационного анали63

за и образцов для петрографического анализа из каждого петрографического типа пород. Пробы и образцы проходят соответствующую подготовку по известным методикам и попадают на указанные виды анализов. Конечным результатом исследования является топоминералогическая карта или схема с выделением определенных минералогических тел. Предлагаемая методика может быть проиллюстрирована некоторыми примерами, характерными для геологических условий Украинского щита. Пример 1. Топоминералогические признаки некоторых тригенных геологогенетических золоторудных моделей (т. е. сложных моделей тройного наложения процессов). А. Выветривание – амфиболитовая фация – стадия собственно ультраметаморфизма и пегматитов. Породы амфиболитовой фации с прослоями железистых и глиноземистых кварцитов испытывали частичное, а затем полное расплавление с формированием пород диоритгранодиоритового и другого состава. Главные породообразующие минеральные парагенезисы включали плагиоклазы, калиевые полевые шпаты, кварц, биотит и пироксен, а также парагенезисы чарнокитоидов. При наложении на парагенезисы амфиболитовой фации продуктов кристаллизации палингенно-анатектичного и магматического расплава золото в низких степенях окисления образовывало парагенезис с графитом и пирротином в виде бедной тонкодисперсной вкрапленности и жидко-газовыми включениями с кристаллизацией беспримесного магнетита. Незначительное количество золота накапливалась в зонах контактов метаморфических и ультраметаморфогенных пород, а также слабо концентрировалась в кремнеземных фазах пегматитов. Результаты бурения, анализы образцов и проб, отобранных в эндоконтактовий зоне Янишевского массива ультраметаморфогенных пегматитоносных турмалинсодержащих гранитов хмельницкого комплекса раннего протерозоя (бассейн р. Кодыма, Бугско-Росинская металлогеническая зона УЩ) показали наличие проявления золота, которое соответствует данной модели. Б. Седиментогенез – зеленосланцевая фация – альбититы-грейзены. Согласно этой модели на рудопроявления золота метаморфизованого генезиса с золоторудными парагенезисами хлорита, карбонатов, альбита, кварца, пирита и пирротина накладывались флюиды пневматолитовой стадии с высокой концентрацией золота. Формирование парагенезиса альбита, калиевого полевого шпата и кварца с завершающей фазой мусковита и частично биотита приводило к метасоматическому замещению метаморфизированных толщ существенно метагравелитового состава в виде высокотемпературных регрессивных метасоматитов крупнозернистой структуры. При росте рН на участках сульфидизации осаждались дополнительные порции самородного золота, образуя зоны с богатым оруденением. Основными продуктивными парагенезисами выступали крупное самородное золото и его интерметаллиды, карбонат, пирит, пирротин, развитые в интерстициях основных породообразующих минералов регрессивных метасоматитов. В этих условиях может также существовать парагенезис золото-графит (реликтовый) и происходит переход пирита в пирротин, что способствует кристаллизации дополнительных количеств тонкодисперсного золота. Более позднее тонкодисперсное золото приурочено к скоплениям мусковита и биотита. На сегодняшний день природные аналоги этой модели не установлены. В. Седиментогенез – амфиболитовая фация – среднетемпературная гидротермальная стадия. По этой модели на прогрессивные парагенезисы амфиболитовой фации могут накладываться среднетемпературные существенно водные растворы регрессивной ветви с формированием околорудных метасоматитов незначительных размеров (окварцевание, хлоритизация, серицитизация, гематитизация и др.). 64

При резких инверсиях РТ-параметров происходит ступенчатый распад золотоносных комплексов при более высокой температуре. При этом начальные порции золота кристаллизуются в виде тонкозернистой вкрапленности в сульфидах железа. На заключительных стадиях образуется самородное золото. В этих условиях существования парагенезиса золота с пиритом, пирротином и магнетитом происходит частичное растворение пирротина, золота и переотложение последнего в высоких степенях окисления – с пиритом и магнетитом. Куммингтонит хлоритизируется. Формируются относительно мощные зоны окварцевания и кварцево-жильные зоны, приуроченные к участкам переслаивания метаморфических пород различной компетенции с образованием на ранней стадии более высоко-температурного парагенезиса золото-халькопиритарсенопирит-молидбенит, а позже – золото-блеклые руды-висмутин-сфалерит-галенит на участках минералов более ранних сульфидных парагенезисов. Результаты анализов образцов и проб, отобранных в Западном Приазовье в пределах Сорокинского палеорифта, а также в Северо-Западном районе в пределах КировскоКочеровского палеорифта показали наличие соответственно Сурожского и Поташнянского проявлений, соответствующих данной модели. Пример 2. Топоминералогические признаки некоторых тетрагенных геологогенетических золоторудных моделей (т. е. сложных моделей четверного наложения процессов). А. Выветривание – зеленосланцевая фация – альбититы-грейзены – высокотемпературная гидротермальная стадия. Согласно этой модели формируются протяженные и относительно мощные зоны регрессивных околорудных изменений (первые сотни метров), среди которых преобладают калишпатизация, окварцевание и гематитизация. Вместо пирротина кристаллизуется пирит с растворением первого. На продуктивный парагенезис зеленосланцевой фации – золото – хлорит – железистые карбонаты – пирит – пирротин накладывается парагенезис альбитит-грейзеновой фазы гипабиссальных гранитоидов – альбит, КПШ, кварц, мусковит, биотит. Кроме основных минералов присутствуют ортит, ксенотим, монацит и турмалин. Тонкодисперсное золото при этом входит в качестве примесей в сульфиды. При дальнейшем наложении формируются зоны окварцевання с ортоклазом, топазом, турмалином и высокотемпературными сульфидами – халькопиритом, висмутин, ганитом и арсенопиритом. Золото встречается в самородном виде с образованием хорошо ограненных кристаллов разных размеров, часто в срастаниях с халькопиритом и пирротином, а также крупных проволоковидных выделениях, дендритах и других формах в кварце в парагенезисе с интерметаллидами висмута, теллура и селена. Тонкодисперсное золото из ранних сульфидов и сульфоарсенидов перераспределяется и накапливается в кварце. Такая модель характерна для: Ингуло-Ингулецкого района – Юрьевское (через амфиболитовую фацию) и Клинцовское проявления (через выветривание, седиментогенез, амфиболитовую фацию, высоко- и среднетемпературный гидротермальный процесс); границы Ингуло-Ингулецкого и Среднеприднепровского районов (в зоне Криворожского разлома) – Новороссийское проявление (через выветривание и амфиболитовую фацию). Выводы Таким образом, предложенная методика по сравнению с другими методами обеспечивает на начальном этапе высокий генетический уровень прогнозных исследований, которые на втором и третьем этапах при определенных граничных условиях позволяют определять поисковые признаки сложных геолого-генетических моделей золоторудных систем и на этом основе устанавливать перспективные участки вплоть до выделения рудных тел. 65

Достигнутый результат уменьшает финансовые затраты на проведение поисковых и поисково-оценочных геологических работ (бурение большого количества скважин, проходка шурфов, шахт и т.д.) и дает возможность устанавливать золоторудные объекты промышленного типа. ЛИТЕРАТУРА 1. Евзикова Н. З. Поисковая кристалломорфология. – М.: Недра, 1984. – 143 с. 2. Ляхов Ю. В., Павлунь Н. Н., Пизнюр А. В., Попивняк И. В. Термобарогеохимия золота (прогнозирование, поиски и оценка оруденения); Под ред. Е. М. Лазько. – Львов: Свит, 1995. – 280 с. 3. Юшкин Н. П. Топоминералогия.– М.: Недра, 1982. – 288 с.

УДК 550.834:553.98.041(477)

ГЕОЛОГО-ГЕОФІЗИЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ МОДЕЛІ СКЛАДНОПОБУДОВАНОЇ ОСАДОВОЇ ТОВЩІ В МЕЖАХ ПІВНІЧНОЇ ШОВНОЇ РИФТОГЕННОЇ ЗОНИ ДДЗ Єсипович С.М.1, д. геол. наук, esipowitch-stanislav@yandex.ru ; Семенова С.Г.1, канд. геол.мін. Наук; Рибак О.А.1 1 – Державна установа «Науковий Центр аерокосмічних досліджень Землі Інституту геологічних наук НАН України», м. Київ, Україна На основі циклічного розвитку осадово-вулканогенних комплексів в північній бортовій ослабленій зоні Дніпровсько-Донецької западини прогнозується геологічна модель розрізу нижче візейського комплексу С1. Показано, що сейсмічний горизонт В-26 не контролює візейську продуктивну товщу, а «аномалії типу поклад» по полю розсіяних хвиль простежуються в породах, що залягають нижче.

GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL SUBSTANTIATION OF SEDIMENTARY THICKER SKLADNOPOBUDOVANOYI MODELS WITHIN THE NORTHERN RYFTOHENNOYI SEAM ZONE DNIEPERDONETS BASIN Yesipovich S.1, Doctor of Geological Sciences, esipowitch-stanislav@yandex.ru ; Semenova S.1, Ph. D in Geology and Mineralogy; Rybak O.1 1 – State institution «Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science NAS of Ukraine», Kiev, Ukraine On the basis of cyclic sedimentary-volcanic complexes in northern onboard weakened zone Dnieper-Donets basin geological model predicted lower section Visean complex C1. It is shown that seismic horizon B-26 does not control Visean productive strata, and "abnormality type of deposit" on the field scattered waves observed in underlying rocks.

Сучасний стан вивчення геологічної будови нафтогазоперспективних об’єктів сейсмічними методами. Методологія загальної глибинної точки (ЗГТ) придумана та реалізована з метою підвищення інформативності сейсмічного методу відбитих хвиль (МВХ) i полягає в спеціально розробленій системі спостережень та обробки. Дозволяє отримувати достовірну структурну інформацію для відносно простих розрізів з невеликими кутами нахилу відбиваючих горизонтів. Кожний глибинний сегмент розрізу спостерігається в межах певної бази спостереження на різних відстанях від пунктів входу та виходу відбитої хвилі по всьому її годографу. Це дає змогу при сумуванні різних сегментів годографа підсилювати реальний сигнал, послаблюючи хвилі-завади, але завдяки ефекту осереднення, затушовує суттєві неоднорідності розрізу. Отже, методологія ЗГТ, безумовно маючи свої переваги, реально досліджує тільки прості структурні моделі, коли швидкість плавно збільшується з глибиною, а відбиваючі горизонти мають невеликі кути нахилу. Геологічні моделі навіть середнього ступеню складності спотворюються осередненням до нереальних, і робити по них навіть структурний аналіз при пошуках родовищ ВВ є проблематичним. Одним з перших це зрозумів Ю. В. Тимошин, який розробив свій метод дифракційної сейсморозвідки, а потім з С. Г. Семеновою методологію виділення в полі відбитих хвиль сліду дифузійного потоку вуглеводневих сполук [1]. Для цього спочатку видаляється з поля відбитих хвиль структурна компонента ЗГТ, а потім по розсіяному полю розраховуються компоненти акустичної жорсткості (швидкість помножена на щільність) для геологічного 67

розрізу. Називають даний розріз неструктурної інформації – акустичним полем розсіяних хвиль, оскільки саме структурна компонента з нього вилучена, а аномальні об’єкти – умовно “м’якими” та “жорсткими”. Підхід І. В. Карпенка [2] в моделі розрахунку спектральних характеристик середовища (СХС), також базується на сейсмічному полі розсіяних хвиль, яке виділяється з сейсмічного поля МЗГТ. Обидві методології перевірені на реальному сейсмічному матеріалі, як на морі так і на суші та довели, що можуть картувати неструктурну геологічну інформацію, яка може бути пов’язана з родовищами ВВ. На сьогоднішній день у відділі “Аерокосмічних досліджень в геології (АКДГ)” Центру аерокосмічних досліджень Землі (ЦАКДЗ) Інституту геологічних наук НАНУ, реалізована методологія Тимошина-Семенової, що і базується на переобробці сейсмічної інформації. Практично з самого початку структурна інформація за даними МЗГТ, а вона була та, на жаль, залишається домінуючою у всьому світі – вступила в протиріччя з реальними даними промислової розробки родовищ ВВ. Єдина структурна форма антиклінального склепіння, чи будь-якої іншої пастки ВВ в результаті розбурювання дуже суттєво ускладнювалася – умовна “тарілка антикліналі” розбивалася на ряд блоків, які поділялися на високо продуктивні, мало продуктивні та непродуктивні. Газо-водяні та нафто-водяні контакти не завжди були витримані навіть в межах окремих блоків. Однак, будувати реальні моделі заважав цілий ряд причин, що концентрувались по двом напрямкам – недосконалості наукових положень біогенної гіпотези “…яка в принципі не в змозі правильно направляти пошуки та розвідку родовищ ВВ (М.О. Кудрявцев [3])” та зазвичай відсутність або недосконалість фактичного структурного матеріалу по глибинним сейсмічним горизонтам. І якщо в західному світі, перш за все завдяки приватній ініціативі, були відкриті унікальні родовища ВВ, наприклад, родовище Ледюк в Канаді, де експлуатуються сотні свердловин, добуваючи газ, газоконденсат та нафту на різних стратиграфічних рівнях з колекторських товщ різної природи, то в Радянському Союзі – СНД справи залишаються незадовільні і навіть погіршуються. В приватній розмові один з геологів Тюмені розповідав, що англійсько-російська фірма довела стан видобутку нафти до повного примітиву – буриться свердловина до карбонатів юри, які практично нафтоносні регіонально, відкачується певний об’єм продукції та перехід на нову площу. Хоча добре відомо (Н. Я. Мармалевський), що карбонатна матриця може давати продукцію від 20 до 400 тон на добу, в залежності від певних геодинамічних умов в різних тектоно-фаціальних зонах [4]. Описуваний об’єкт знаходиться в межах 5-ти кілометрової оторочки (на південь) міжблокової зони (або шовної рифтогенної) поміж схилом Воронезького кристалічного масиву та Дніпровського грабену. В регіональному плані по методології модернізованого комплексу методів (МКМ) [5], це зона високих перспектив нафтогазоносності. Для сейсмофаціального та неструктурного аналізу був вибраний субмеридіональний профіль сейсморозвідки оброблений по методології ЗГТ, люб'язно наданий ПАТ “Укрнафта”. Він проходить поперек антиклінального склепіння і фіксує породні комплекси палеозою та мезозою (рис. 1). Для вивчення структурних та тектонічних особливостей відбиваючих горизонтів на рівні відкладів нижнього карбону ПАТ “Укрнафта” виконала динамічну переобробку хвильового поля. За рахунок ексклюзивного алгоритму розширення спектру корисного сигналу отримано покращення динамічних характеристик, що надає змогу більш якісно визначати поведінку відбиваючих сейсмічних границь у межах візейських відкладів і нижчезалягаючих горизонтів та виділяти диз’юнктивні елементи (див. рис. 1). Результати переобробки дають змогу виконати елементи сейсмофаціального аналізу та виділити в сейсмічному розрізі стратиграфічні комплекси девону, нижнього карбону, середньоговерхнього карбону та пермі. 68

На глибині 5 000 м, час відбиття 3 100 мс, свердловини розкрили відклади верхнього девону, які неузгоджено перекривають породи турнейського ярусу нижнього карбону. Покрівля нижнього карбону зафіксована на глибині 3 760 м, час відбиття 2 540 мс. Вище даної відмітки до глибини 2380 м (час відбиття 1 800 мс) залягає комплекс порід середньоговерхнього карбону, який неузгоджено перекривають породи пермі. Якщо комплекс карбону в цілому має узгоджену будову нашарувань своїх комплексів, то відклади девону не витримані ні по глибині ні по простиранню. Допускаєть наявність в девонському розрізі солі, але тільки в вигляді не штокових пластових тіл. Профіль 1 оброблений за методологією Тимошина-Семенової, і результати представлені на рис. 2. Аналіз аномальних зон “м’якого” та “жорсткого” розрізу дозволяє зробити наступні висновки : – фактично нафтогазоносним в межах продуктивної свердловини є інтервал 4 840– 4 500 м (3 040–2 880 мс) – це низи візейського ярусу нижнього карбону. З горизонту В-26 (нижній візе С1) отримано промисловий газ, з В-22 (верхній візе С1) промислову нафту і з горизонтів В-21 та В-20 дебіти газу. Даний інтервал чітко підтверджується аномаліями “м’якого розрізу”;

Рис. 1. Сейсмічний профіль 1, перпендикулярний до напрямку складки

Умовні позначення: 1 – куполоподібна аномальна зона, 2 – межі куполоподібної аномальної зони, 3 – продуктивна свердловина.

Рис. 2. Розріз сейсмічного поля розсіяних хвиль по профілю 1

– явно не витримується субгоризонтальність аномальних зон, тобто насиченого вуглеводневими сполуками колектора – він очевидно має не пластову форму і не може контролюватись, як вважалося завжди і вважається, тільки структурними формами; – аномальні об’єкти “м’якого” розрізу рідко мають субгоризонтальну форму, а частіше – похилу, або субвертикальну – таким чином аномальна зона нижнього візе раннього карбону плавно переходить в породи турнейського яруса і нижче в породи девону; – в інтервалі пікетів 100–200 зафіксоване складне куполоподібне тіло з загальною регіональною покришкою на рівні покрівлі нижнього карбону (сейсмічний горизонт на глибині 3 760 м (2500 мс). Нижчезалягаюча субпокришка в низах візе раннього карбону, яка за уявленням геологів ПАТ “Укрнафти” контролює продуктивну товщу візейского ярусу, не є достатньо щільною. Куполоподібне тіло зафіксоване в аномальному полі розсіяних хвиль складається з серії дрібніших куполів, накладених (вкладених) один в одного; – якщо прив’язуватись до промислових об’єктів продуктивної свердловини, то більш інтенсивні та добре ізольовані покришками аномалії «м’якого» розрізу розміщені нижче (майже завжди зі зміщенням у просторі), у відкладах девону, причому на цілком доступних для буріння глибинах. Сьогодні практика пошуково-розвідувальних робіт на нафту та газ обов’язково потребує вивчення сейсморозвідкою структурної форми пастки, по якій рахуються запаси в умовних паливних одиницях та приймається рішення щодо точки буріння. Згідно історії геологічного розвитку ДДЗ [5] пізньофрансько-фаменському геотектонічному етапу відповідає структурно-формаційний комплекс (СФК) соленосно-теригенно-карбонатних та ефузивних формацій пізнього девону. Нижня та верхня границі комплексу, а також нижня та верхня сіль і ефузиви формувались у регресивні періоди розвитку осадових нашарувань, і тому невитримані в стратиграфічному відношенні, залягають з переривом, але без помітного кутового неузгодження на підстилаючих породах. Товщина всього СФК змінюється від 0 до 5000 м, причому зміни товщин відбуваються на коротких відстанях, збільшуючись в прогинах та зменшуючись на підняттях. Максимуми товщин зосереджені в бортових міжблокових зонах – північній та південній, які сьогодні мають ширину 10–12 км. По суті, це були рифтогенні шви між каледоно-герцинським цоколем Дніпровського грабену та схилами УЩ і ВКМ. От вони і заповнювались ефузивами, теригенами та сіллю ендогенного походження. А оскільки сам простір шва весь час пульсував у режимах розширеннястиснення, то і утворювалася така собі “мішанина” різних порід, різко не витриманих по площі і, як наслідок, не маючих витримані літофаціальні границі (сейсмічні горизонти). Розвинути успіх білоруських геологів, які відкрили у відкладах девону нафтові родовища, – в Дніпровсько-Донецькій западині не вийшло – багаторічні цілеспрямовані пошуки дали практично нульовий результат. Порівняння з Прип’ятською западиною через різницю геологічних умов формування явно не проходила – структурна сейсморзвідка не давала доказів присутності відбиваючих горизонтів у породах девону. Підсумовуючи все вище наведене, можна констатувати, що розбурюються в ДДЗ тільки структурні форми по відбиваючому горизонту в низах нижнього карбону (низи візейського ярусу), який не завжди контролює нижчезалягаючі колекторські товщі і є частково проникним для флюїдних потоків. Головні запаси вуглеводневої сировини ДДЗ зосереджені в нижчезалягаючих горизонтах, але недостатньо розвинута наукова база нафтогазової геології та геофізики не дозволяє цілеспрямовано їх шукати. Навіть суперсучасні та супердорогі просторові системи сейсморозвідки дозволяють тільки дещо збагатити структурну інформацію – не вирішуючи кардинально завдання в цілому.

Висновки Подальша розробка сейсмічної складової модернізованого комплексу методів при пошуках нафти та газу повинна зосереджуватись на двох напрямках: – ускладнення глибинних геологічних моделей на базі вивчення історії геологічного розвитку регіону; – подальше вдосконалення та отримання більш точних даних неструктурної інформації сейсморозвідки в методологіях Тимошина-Семенової та Карпенка. ЛІТЕРАТУРА 1. Тимошин Ю. В., Семенова С. Г. и др. Сейсмогеологическая модель разреза осадочных пород, включающих залежь углеводородов. “Геофиз. Журнал“, 1993. – Т. 15. – № 2. – С. 77– 84. 2. Литологическая интерпретация геофизических материалов при прямых поисках нефти и газа. В. А. Бабадаглы, Т. С. Изотова, И. В. Карпенко, Е. В. Кучерук. “Недра”, 1988. – 256 с. 3. Владимир Борисович Порфирьев. НАН Украины, ИГН, Отв. ред. П. Ф. Гожик, 2000. – 363 с. 4. Лукін О. Ю., Мармалевський Н. Я. Розробка методики пошуку пасток вуглеводнів в девонських відкладах південної прибортової зони ДДЗ на основі комплексної інтерпретації даних с/р, ВСП та ГДС. Звіт за темою № 657. – 2005–2007 рр. 5. Модернізований комплекс методів прогнозу нафтогазоперспективних обєктів Дніпровско-Донецької западини з використанням даних дистанційного зондування Землі. Звіт про НДР, 2010–2014 рр. Єсипович С. М., Архіпов О. І., Товстюк З. М. та ін.

УДК 553.81:552.323.6

О ПРОДУКТИВНОСТИ РАЗНЫХ ТИПОВ КИМБЕРЛИТОВ Зинчук М.Н.1, Зинчук Н.Н.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – Западно-Якутский научный центр АН РС(Я), г. Мирный, Россия Подведены итоги исследований по сопоставлению текстурно-структурных типов кимберлитовых пород сложнопостроенных трубок Сибирской платформы (СП). Отмечено существование различий в алмазоносности разных фаз внедрения кимберлитов. Сделано предположение, что чем большие объемы трубок будут сложены порфировыми кимберлитами интрузивных фаз внедрения, тем ниже будет их алмазоносность, что подтверждено результатами опробования многих диатрем на СП. Для всех разрабатываемых кимберлитовых трубок этого региона с глубиной увеличивается объем кимберлитовых брекчий, что подчеркивает их рентабельную оценку.

ON PRODUCTIVITY OF DIFFERENT TYPES OF KIMBERLITES Zinchuk M.1, Zinchuk N.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – WYaSC AS RS (Ya.), Mirniy, Russia The results of a comparative study of textural and structural types of complex kimberlite pipes of the Siberian Platform (SP) are summirized. The differences in diamond productivity of the different phases of emplacement of kimberlite is noted. It is supposed that diamond productivity depends on the amount of porphyry kimberlites in the pipes: the large volumes of pipes are composed of intrusive phases of emplacement, the lower their diamond productivty. This is confirmed by results of testing of many diatremes on the SP. The volume of kimberlite breccias increases with the depth in all of the mined kimberlite pipes in the region. This circumstance underlines the profitability assessment of kimberlite pipes.

Неравномерное распределение алмазов в кимберлитовых диатремах [1–4] существенно осложняет плановую отработку коренных месторождений. Выявление особенностей вертикальной изменчивости алмазоносности кимберлитовых пород до глубины их рентабельной отработки является одной из главнейших задач и проблем отработки таких месторождений. Несмотря нав целом значительную изученность кимберлитовых диатрем Сибирской платформы (СП), вопросы их алмазоносности во многом являются недостаточно изученными и дискуссионными по следующим причинам: а) закрытости данных опробования по многим месторождениям; б) несопоставимостиданных опробования эксплоразведочных и эксплуатационных проб; в) не всегда опробуются строго раздельно различные типы кимберлитов. Кроме того, имеются определенные некоторые элементы субьективизма при определении петрографических типов кимберлитов различными исследователями [1, 4]. Наиболее детально вопросы изменения алмазоносности различных типов кимберлитов изучались на примере трубки Мир, где многие исследователи получили данные об их различии. При этом выделяется ими различное количество петрографических типов(от 3-х до 6-и и более), которые по-разному распространены как в плане, так и на разведанную (до 1 200 м) глубину.Кимберлитовая трубка Мир на поверхности имеет форму овала (размер по длинной оси – 490 м, по короткой – 320 м) со слабым пережимом в средней части. До глубины 200 м трубка представляет собой типичную воронку, глубже (примерно до 900 м) – цилиндрическое тело с незначительным сужением книзу, а затем на глубине около 1 000 м от поверхности она переходит в серию подводящих даек. Верхние горизонты трубки Мир образовались в результате трехфазного внедрения кимберлитового расплава [4]. Кимберлитовые брекчии первой фазы слагают большую часть северо-западной половины трубки. Кимберлитовые брекчии второй фазы на уровне современного эрозионного среза локализованы в юго-восточной части трубки и инъецируют брекчии северо-западной 73

половины диатремы. Кимберлитовые породы третьей фазы формируют на юго-востоке трубки вытянутое в северо-западном направлении дайковое тело размером 30×120 м. Контакты этого тела с вмещающими кимберлитовыми брекчиями секущие, в зоне контакта широко развита сульфидная минерализация. Трехфазность строения нижних горизонтов диатремы установлена [1, 4] по изучению керна, вскрытого скважинами при глубоком бурении с целью оценки продуктивности этой части месторождения. Первая фаза внедрения здесь слагает северо-западную часть диатремы. Кимберлиты второй фазы внедрения образуют её юго-восточную часть. Кимберлитовые породы третьей фазы слагают дайкообразное тело размером 30×120 м. Между кимберлитами первой и второй фаз внедрения (на глубину около 1 км) прослеживается зона сочленения (“шовная зона”) подводящих каналов, обогащенная ксенолитами вмещающих пород (“ксенолитовый пояс”). Было установлено [2, 4], что алмазоносность пород, слагающих трубку, в плане и по вертикали зависит от закономерностей распределения кимберлитов разных фаз внедрения в обьеме рудного тела. Отмечено, что атакситоваяи крупнопорфировая разновидности характеризуются минимальной, а автолитовые кимберлитовые брекчии максимальной алмазоносностью. Существенное влияние на различие в алмазоносности оказывает присутствие кристаллов средних и крупных классов [2]. По гранулометрическому составу и морфологическим особенностям алмазов, окраске и степени дефектности кристаллов на глубоких горизонтах месторождения выделенo [2] два участка на северо-западе и юговостоке трубки, при этом никак не обособлялось. Здесь отмечено различие по алмазоносности магматических фаз внедрения, а также в содержании в них разных классов крупности и их оптическим свойствам. Кимберлиты раннего этапа консолидации отличаются снижением качества алмазов и уменьшением алмазоносности. Кимберлитовые брекчии характеризуются и более высокими экономическими показателями. Сопоставление имеющихся материалов по алмазоносности и их связи со структурнотекстурными особенностями кимберлитов трубок Ботуобинская, Удачная и Айхал проводилось также по керну разведочного материала с привязкой к петрографическим типам. Эти трубки сформированы [1, 4] в результате нескольких (не менее двух) фаз внедрения кимберлитового расплава, каждой из которых соответствует собственный петрографический тип породы. Последовательность магматических фаз внедрения установлена по резким геологическим контактам и включениям ксеноавтолитов, отражающим временные границы этапов консолидации разных петрографических типов. Автолитовые (шаровые) кимберлитовые брекчии завершающих эксплозивных фаз внедрения характеризуются в целом повышенной алмазоносностью, по сравнению с предшествующими по образованию интрузивными порфировыми кимберлитами. Это соотношение (в условных единицах) для восточного тела трубки Удачная составляет 1,3:1, западного – 1,5:1, трубок Айхал и Ботуобинская – 1:1,5. Примерно такое же соотношение отмечено и для трубки Нюрбинская. Превалирует мнение, что последние фазы внедрения кимберлитов у многофазных трубках более алмазоносны. Используя методы математической статистики, определено [4], что участки с различной алмазоносностью в трубках располагаются соответственно распространению кимберлитов разных фаз внедрения, причем кимберлиты завершающих этапов формирования характеризуются повышенной алмазоносностью.Сами границы кимберлитовых пород разных фаз внедрения обычно нечеткие, трудно картируемые, а критерии определения фаз и последовательности их формирования в ряде случаев весьма условны. В трубках сложного внутреннего строения присутствуют алмазы различной крупности, габитуса и свойств [2]. Обычно ранние фазы внедрения кимберлитов трубки Мир менее алмазоносны, содержат минимальное количество октаэдров по сравнению с более поздними фазами внедрения. Большинство алмазов из кимберлитовых жил имеют ромбододекаэдрический габитус; кристаллы сильно деформированы, трещиноваты, имеют 74

дефектную окраску. Значительная их часть содержит включения эпигенетического графита, а поверхности ромбододекаэдров (с шагреневым рельефом) свидетельствуют о пластической деформации алмаза. Исследуя типоморфные особенности алмазов [2, 4] трубок с промышленной алмазоносностью (Удачная, Сытыканская, Юбилейная, Комсомольская и др.), установлено [1, 2, 4], что наиболее высокопродуктивными являются рудные столбы, сложенные автолитовыми (шаровыми) кимберлитовыми брекчиями. Для этого петрографического типа характерно повышенное содержание в них кристаллов алмаза октаэдрического габитуса в крупных классах, с одновременным снижением количества ромбододекаэдров. Менее алмазоносными считаются рудные столбы, выполненные порфировыми кимберлитами, для которых характерно увеличение количества кристаллов ромбододекадороидов, с уменьшением числа октаэдров, увеличение численности округлых алмазов. Образование додекаэдрических поверхностей исследователи связывают с условиями растворения при повышенных температурах. Результаты экспериментов по искусственному получению алмаза [3] свидетельствуют о том, что габитус кристалла варьирует в зависимости от температуры. По мере повышения температуры появляются кубоктаэдр-додекаэдры., что позволяет предполагать более высокое содержание крупных фенокристов оливина в порфировом кимберлите (ПК). Последние во всех изученных трубках характеризуются более мощными келифитовыми каймами на гранатах ультраосновной ассоциации.Это свидетельствует о более длительной их реакции с кимберлитовым расплавом, то есть меньшей скорости внедрения транспортируемого флюида, что могло приводить и к растворению алмазов. Завершающие вулканические фазы внедрения кимберлитовой магмы характеризовались высокими скоростями подъёма, что могло положительно отразиться на сохранности алмазов, что отразилось на их соотношении в настоящее время. Однако, такая закономерность характерна не всем диатремам. Например, в трубке Дальняя (Далдыно-Алакитский алмазоносный район) более алмазоносными оказались порфировые кимберлиты. Обнаружены также различия [2] в распространении кристаллов с разным типом их внутреннего строения в кимберлитах разных фаз внедрения в кимберлитах Накынского кимберлитового поля (трубки Ботуобинская и Нюрбинская). Установлено, что среди алмазов из шаровой (автолитовой) кимберлитовой брекчии повышено содержание кристаллов с желтым и желто-зеленым свечением и снижено с розовым, розово-сиреневым и оранжевым свечением, что существенно отличается от аналогичных свойств минерала из порфирового кимберлита. Были обнаружены различия по интенсивности образования продуктивных зародышей кристаллов алмаза из разных типов кимберлитов. Рассматривались также [1] вопросы взаимосвязи химического состава кимберлитов и алмазоносности, которые базировались на результатах химического анализа более 3 тысяч образцов кимберлитов различных структурно-петрографических разновидностей по всем изученным коренным месторождениям алмазов Якутии. Линейный корреляционный анализ содержаний алмазов и доминирующих оксидов из кимберлитов трубок Мир и Интернациональная (Мало-Ботуобинский алмазоносный район), Сытыканская, Юбилейная и Удачная (Далдыно-Алакитский алмазоносный район) надежных, устойчивых зависимостей не обнаружил, что связано вероятно с тем, что имеющиеся в распоряжении данные по алмазоносности 10-метровых разведочных интервалов включали несколько структурнотекстурных разновидностей пород. Однако, применение множественного регрессионного анализа подтвердило [1] гипотезу о наличии связи между химизмом кимберлитов разрабатываемых месторождений СП и их алмазоносностью. Имеющиеся базы данных химических анализов были разделены по уровням алмазоносности для отдельных диатрем на 50 групп, для каждой из которых были вычислены средние значения, которые затем были использованы в уравнениях множественной регрессии. В результате в каждой кимберлитовой трубке было установлено по две основные популяции (подгруппы), различающиеся по содержаниям отдельных петрогенных компонентов. Отмечено, что порфировые кимберлиты ранних фаз внедрения, характеризующиеся 75

повышенноймагнезиальностью, титанистостью и железистостью, менее продуктивны по сравнению с кимберлитовыми брекчиями завершающих стадий формирования диатрем; чем меньше в популяциях TiO2, Fe2O3, больше К2О и Al2O3, тем выше алмазоносность популяций. Подводя итоги исследованиям по сопоставлению текстурно-структурных типов кимберлитовых пород сложнопостроенных трубок СП по алмазоносности, морфологическим и оптическимхарактеристикам алмазов, можно отметить о существовании различий в алмазоносности разных фаз внедрения кимберлитов, что обусловлено разным уровнем заложения и длительности функционирования образующих их магматических очагов, физико-химическими свойствами исходных составляющих, а также скоростью подъёма и характером продвижения кимберлитовой магмы в процессе разных этапов кимберлитообразования. Особенности происхождения и извержений кимберлитовых расплавов могли влиять на преобразование первоначальной формы кристаллов алмаза, что вызвано их растворением (иногда до полного уничтожения) и коррозией. При оценке продуктивности кимберлитовых трубок необходимо учитывать реальные соотношения в диатремахинтрузивных и эксплозивных процессов кимберлитообразования, которые меняются во времени. Изложенные материалы позволяют предполагать, чем большие обьёмы трубок будут сложены порфировыми кимберлитами интрузивных фаз внедрения, тем ниже будет их алмазоносность, что подтверждено результатами опробования многих диатрем на СП. Для всех разрабатываемых кимберлитовых трубок этого региона с глубиной увеличивается объём кимберлитовых брекчий, что подчеркивает их рентабельную оценку. ЛИТЕРАТУРА 1. Василенко В. Б., Зинчук Н. Н., Кузнецова Л. Г. Петрохимические модели алмазных месторождений Якутии. – Новосибирск: Наука. – 1997. – 557 с. 2. Зинчук Н. Н., Коптиль В. И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. – М.: Недра, 2003. – 607 с. 3. Францессон Е. В. Петрология кимберлитов. – М.: Недра, 1968. – 198 с. 4. Харькив А. Д., Зинчук Н. Н., Крючков А. И. Коренные месторождения алмазов Мира. – М.: Недра, 1998. – 555 с.

УДК 552.323.6

О РИФТОГЕННЫХ СТРУКТУРАХ, КОНТРОЛИРОВАВШИХ КИМБЕРЛИТОВЫЙ МАГМАТИЗМ (НА ПРИМЕРЕ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ) Зинчук Н.Н.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – Западно-Якутский научный центр АН РС(Я), г. Мирный, Россия Прослежена история палеотектонического развития Сибирской платформы в течение байкальского и каледонского этапов. Показана пространственная и структурно-тектоническая связь кимберлитов с авлакогенами и другими рифтогенными структурами, подчеркивая расположение их алмазоносных разностей в малоамплитудных лениаментных рифтах, пересекающих на ортократонах термоблемы.

ON RIFT STRUCTURE THAT HAVE CONTROLLED THE KIMBERLITE MAGMATISM (ON THE EXAMPLE OF THE SIBERIAN PLATFORM)

Zinchuk N.1, nnzinchuk@rambler.ru

1 – WYaSC AS RS (Ya.), Mirniy, Russia The history of paleotectonic development of the Siberian platform during Baikalian and Caledonian stages is discussed in the abstract. The spatial and structural-tectonic links of kimberlites with aulacogens and other rift structures is shown, the location of their diamond-bearing types within the low-amplitude linear rifts which cross thermoblems on orthocratons.

Границы современной Сибирской платформы (СП) обычно проводятся по тектоническим швам, представляющим собой надвиги складчато-глыбовых сооружений на субгоризонтальнозалегающие платформенные образования [1–4]. Геоморфологически она выражена резким переходом от горных областей к платформенным плоскогорьям и равнинам. В геосинклинальное окружение платформы включаются [1] краевые (перикратонные) прогибы, на юге и западе – это Байкало-Патомский, Восточно-Саянский и Приенисейский. Такие прогибы классифицированы [4] как миогеосинклинальные или парагеосинклинальные, которые заложились в пределах консолидированного катархейского кристаллического фундамента. В докембрийский период дроблению подверглись в основном краевые части СП, что послужило причиной образования обширных седиментационных бассейнов и обособленных внутриплатформенных континентальных поднятий (типа антеклиз) с обнаженным кристаллическим фундаментом, перекрытых в отдельных местах среднепротерозойским протоплатформенным чехлом [3]. Центральная антеклиза протягивалась в северо-восточном направлении через всю центральную часть платформы и отделяла северный и западный бассейны от СевероВосточного и Байкало-Вилюйского бассейнов. Последний с юго-востока ограничивался Алдано-Становой антеклизой. Заложившаяся в рифее узкая система грабенов, расширяясь, преобразовалась в авлакогены сквозного среднепалеозойского и мезозойского развития. При этом рифейские отложения погребены под образованиями фанерозоя. В северо-восточной части СП рифейские отложения формировались в Анабаро-Оленекском бассейне. Последний образован группой грабенов, вклинивающихся в СП со стороны плиты моря Лаптевых [4]. Рифтогенное происхождение бассейна позволяет отнести его к входящему авлакогену под названием Уджинского или Билиро-Уджинского. Уджинский авлакоген сильно раздроблен конседиментационными и инверсионными разломами с амплитудами до 200 м субмеридионального направления, а также пострифейскими разломами меридионального, северо-

западного и субширотного направлений. В конседиментационной структуре Уджинскийавлакоген состоял из западного Куонамского и центрального глубокого БилироУджинского грабенов. В конце рифея авлакоген претерпел частичную инверсию, проявившуюся в основном в северной его части, которая вследствии этого была преобразована в Сапыйско-Уджинский горст. Последний разделил авлакоген на два прогиба – восточный Харабыйский и западный Хастахский. В Уджинском авлакогене известны рифейские интрузии нефелин-сиенитов. Под западным бассейном рифейского осадконакопления исследователи понимают [2–4] территорию, занятую более молодыми отложениями, которые в различной степени изучена в Тунгусской синеклизе, Ангаро-Тассеевской впадине и других структурах. Данные о рифейских отложениях внутренних районов бассейна весьма ограничены и только в бассейне р. Подкаменная Тунгуска, где они вскрыты на глубину до 1 километра. Выходы карбонатного рифея известны на северо-западном склоне Анабарского щита, в бассейне нижнего течения р. Котуй. На юге СП в Байкитской антеклизе и её склонах карбонатный рифей выделяется в комовскую серию доломитового состава, мощность которой достигает до 2 500 м. Образование седиментационного бассейна центрально-восточной части СП, вытянутого в северо-восточном направлении через всю платформу от озера Байкал до нижнего течения р. Лена, обусловлено заложением в начале рифея многосинклинального прогиба, окаймляющих его перикратонных опусканий и Палеовилюйского авлакогена. Унаследованные в более позднем структурном плане рифейские перикратонные опускания именуются [4] АнгароЛенским и Березовским прогибами. О составе и мощности рифейских отложений, выполнивших Байкало-Патомский прогиб, можно судить по разрезу Уринского антиклинория, обнажающегося в долине р. Лена, где установлен нижний и средний рифей. К первому относится мариинская свита мощностью до 1 900 м (в основном гравелиты и песчаники). Верхний отдел представлен жданкуконской свитой (конгломераты – до 1 000 м), баракунской, уринской, каланчеевской, никольской и ченчинской свитами (цикличная терригенно-карбонатная толща мощностью до 5 км). В Ангаро-Ленском и Березовском прогибах рифейские отложения представлены только верхним отделом. Наличие рифейских рифтовых структур в основании Вилюйской синеклизы позволяет предполагать расположение на этой же территории среднепалеозойского Патомско-Вилюйского авлакогена. Сквозной Палеовилюйский авлакоген притягивался через территорию современной Вилюйской синеклизы от переклинали Уринского антиклинория, погружающихся склонов перикратонных опусканий до передовых складок Западного Верхоянья. Состав и мощность рифейских отложений Палеовилюйскогоавлакогена в целом сопоставимы с таковыми Уринского антиклинория, а также СеттеДабанского авлакогена, с которыми первый составляет единую структуру. Палеовилюйский авлакоген состоял из двух основных грабенов – северного, Линденско-Ыгыаттинского, и южного – Лунгхино-Кемпендяйского, а также, разделяющего их центрального горста, которому в современном структурном плане соответствуют Хапчагайский меговал и Сунтарское поднятие. Отложения рифея развиты и в центральной части Линденско-Ыгыаттинской ветви Палеовилюйского авлакогена, где залегают на больших глубинах [3]. К началу девонского периода (каледонская складчатость) оформились границы СП, близкие к современным её очертаниям. В этих очертаниях СП является частью архейскораннепротерозойского континента. На СП девонского периода положение и развитие седиментационных бассейнов и областей денудации определялось тектоническим развитием платформы в предшествующие байкальский и каледонский этапы. После эпохи складчатости и орогенеза, имевших место в конце рифея, вендская трансгрессия постепенно распространилась на весь Восточно-Азиатский кратон. Среднепалеозойская история тектонического развития СП начинается с конца силурийского-начала девонского периода, когда в резкаультате каледонской складчатости и орогенеза на платформе установился континентальный режим. Наименьшую продолжительность континентальный перерыв имел в центральных ча-

стях отрицательных структур, подготовленных ещё рифейскими и венд-кембрийскими тектоническими движениями. Широкая трансгрессия началась со среднего девона и достигла максимума к концу фаменского века позднего девона [4]. В начале трансгрессии обособились и в дальнейшем развивались седиментационные бассейны и разделяющие их области денудации. Образовались в северной части СП Анабарская и Оленекская антеклизы, а также Сюгджерская седловина, разделенные между собой Билиро-Уджинской континентальной депрессией. Главнейшими тектоническими структурами этой территории являются Хатанский и Харабыйский грабены, разделенные горстом. Выделяемая часто Далдыно-Оленекская зона разломов, соединяющая расположенные примерно на одной прямой кимберлитовые поля Муно-Оленекской группы и Далдыно-Алакитского алмазоносного района, не совпадает с разломами Билиро-Уджинской депрессии, а пересекает их под острым углом. Зафиксированные в осадочном чехле непротяженные разломы этого направления [4] относят к ДалдыноОленекскому линеаментному рифту. Тунгусский бассейн с юга СП ограничивался Иркинсеевским валообразным поднятием, инверсированным рифейским одноименным авлакогеном. В Тунгусской синеклизе выделяется ряд структурно-фациальных районов, каждый из которых имеет свои специфические литолого-стратиграфические особенности. Главными конседиментационными этой части платформы были Курейкская и Котуйская системы грабенов, регенерированных одноимённых рифейских авлакогенов. Нередко ветвь грабенов сопровождается дайками долеритов катангского комплекса того же направления, что свидетельствует о их приуроченности к зоне горизонтального растяжения коры. Вилюйский девонский седиментационный бассейн, рассматриваемый обычно как Патомско-Вилюйский авлакоген, занимает Вилюйскую синеклизу, а также НюйскоДжербинскую впадины Предпатинского перикратонного опускания. На юго-западе он окаймлялся обширным континентальным массивом, включающим АнгароБотуобинскуюантеклизу, в которую входила и зона Приленских складок, БайкалоПатомскуюгорно-складчатую область и Алданскую антеклизу. Вилюйский бассейн входил в единую систему герцинских прогибов Верхояно-Чукотской эпиплатформенной геосинклинальной области [3, 4]. В позднемпалеозое на авлакоген была наложена Вилюйская синеклиза, отложения в которой представлены пестроцветными терригенными и терригеннокарбонатными породами, а также туффитами. Несколько иной состав имеют отложения Кемпендяйской депрессии, что обьясняется её структурно-фациальной обособленностью и большей глубоководностью условий осадконакопления. Для этой впадины характерно отсутствие базальтовых покровов, широко развитых на других территориях, где разрезы начинаются с базальтовых покровов, залегающих непосредственно на породах нижнего палеозоя. Патомско-Вилюйский авлакоген ограничивается с запада и северо-запада ЧаяндинскоБуордахским разломом и Вилюйско-Мархинскимтектоно-магматическим поясом, состоящим из грабенов и трещин горизонтального растяжения, заполненных (или не заполненных) дайками долеритов вилюйско-мархинского комплекса. Среди разрывных нарушений ВилюйскоМархинского пояса выделяется зона Укугутских грабенов (Укугутский линеаментный рифт), являющаяся как бы северо-западным продолжением граничного субмеридионального Буордахского разлома. Мирнинское и Накынское кимберлитовые поля располагаются в зоне Укугутского линеаментного рифта. На формирование структурно-тектонического плана Линденско-Ыгыаттинской ветви авлакогена оказала влияние зона Укугутских грабенов, атакже следующие поперечные структуры: разломы, связанные с формированием Чебыдинской моноклинали, Ангаро-Синского рифового барьера, Тербясского грабена и возможно других подобных структур северо-заападного направления (Тангнарынского сброса и др.). Тектоническое развитие Патомско-Вилюйского авлакогена начиналось заложением в рифее Предпатомского краевого прогиба и его продолжения – Кемпендяйско-Келинского прогиба. Инверсия региона сопровождалась горизонтальным поперечным сжатием этой тектонически нестабильной территории СП. Наступившая затем венская стадия трансгрессии была вызвана

его структурным растяжением с расширением территории. В результате образовалась Вилюйская впадина, где нижневендские отложения были представлены наиболее полно. Прогиб с юга ограничен Ангаро-Ленским и Кемпендяйским разломами, а с севера – ВилюйскоМархинским разломом, который представлен серией пространственно сближенных разрывных и пликативных дислокаций. Рассматривая историю развития региона в целом, следует отметить, что в рифеезаложился Предпатомский краевой прогиб и его продолжение – Кемпендяйско-Келинский прогиб. Наиболее прогнутые участки этого прогиба в течениерифея заполнялись осадками. От тектонически стабильной платформы он отделялся Ангаро-Ленским, Кемпендяйским, Нижне-Алданским разломами. Частичная инверсия Байкало-Патомской области (связанная с байкальской фазой) отразилась и на Ангаро-Юдомском прогибе заложением основных антиклинальных и Синклинальных зон в перикратонной его части, а также впадин, валов и других форм в Кемпендяйско-Келинском его продолжении. Инверсия сопровождалась горизонтальным поперечным сжатием этого тектонически нестабильного региона СП, а наступившая затем вендская стадия трансгрессии, наоборот, была вызвана его горизонтальным растяжением с расширением территории, втянутой в этот процесс, и приведшая к образованию Вилюйской впадины. Прогиб с юга ограничен Ангаро-Ленским и Кемпендяйским разломами, а с севера – Вилюйско-Мархинским разломом.В конце силурийского периода происходило общее поднятие Лено-Вилюйского прогиба, сопровождаемое образованием складчатоглыбовых структур. Складчатость в Байкало-Патомской области распространилась и на перикратонные опускания, где продолжалось формирование зоны приленских складок [4]. Завершение формирования тектонического каркаса Лено-Вилюйского прогиба перед вступлением его в авлакогенный этап развития произошло вслед за образованием ВилюйскоХапчайского валообразного поднятия, которое в современном планепредставлена Вилюйской седловиной, Сунтарского поднятия и Хапчагайского меговала. В конце верхнего девона произошла конседиментационная стадия, протекающая на фоне медленного воздымания Байкало-Патомской складчатой области и интенсивного погружения миогеосинклиналей и авлакогенов Западно-Верхоянской области. Вначале осадками заполнялись впадины восточной части прогиба, а затем трансгрессия распространилась и на западную её часть. Осадконакопление контролировалось продольными грабенами, образовавшимися вследствие растяжения и дробления земной коры и деференциальных движений тектонических блоков поперечных разломов, приведших к образованию боковых грабенов, нарушающих склоны прогиба и выходящих за их пределы. В Ыгыаттинской впадине выделяются [3, 4] следующие конседиментационные структуры: Аппаинская и Укугутско-Балыктахская впадины, Балыктахский и Хампинский горсты.Развитие Лено-Вилюйского прогиба в пределах ПатомскоВилюйского авлакогена началось с излияния базальтовых лав на всей территории и с внедрением даек и силлов вдоль внешней его периферии. Дайки и силлывилюйско-мархинского комплекса долеритов и габбродолеритов образуют компактную зону, протягивающуюся вдоль северо-западной границы. Юго-восточная его граница сложена магматическими (основного состава) породами чаро-синского комплекса, лаколита и даек сиенитов наманинского комплекса. Дайки вилюйско-мархинского комплекса пересекают приленские складки. Иногда дайки этого комплекса выходят на дневную поверхность в синеклизах среди отложений верхнего кембрия и нижнего силура. Отложения антиклиналей обычно дайки не прорывают из-за более позднего образования складчатости. С северо-запада и запада ПатомскоВилюйский авлакоген ограничен Вилюйско-Мархинским разломом и ЧайандинскоБуордакским грабеном, который пересекает со смещением приленские складки. ЧайадинскоБуордакский грабен ограничивает возможное распространение Патомско-Вилюйского седиментационного бассейна. Через Маччобинский сброс и Укугутско-Балыктахский грабен произошло вхождение Буордакского (Чайандинчского) разлома в конседиментационную структуру Ыгыаттинской впадины. В настоящее время названным структурам на Мирнинском

кимберлитовом поле отвечают Иреляхский и Верхне-Иреляхские грабены. Завершение формирования каледонского тектонического начала подчеркивает начальный магматизм и вулканизм конседиментационных структур. Инверсия Патомско-Вилюйского авлакогена, начилась в конце девонского периода и закончилась в начале среднего карбона, что выразилось в общем поднятии и преобразовании сбросов во взбросы и надвиги. Эта инверсионная стадия характеризуется также кимберлитовыммагматизмом. В течение раннекаменноугольной эпохи бассейны седиментации сохранились в авлакогенах. При этом суша занимала в основном низкое гипсометрическое положение, что существенно уменьшило денудацию. В ОленёкскоАнабарском прогибе проявилась раннекаменноугольная трансгрессия со значительным расширением бассейна седиментации. В Средне-Мархинском алмазоносном районе в пределах Накынского кимберлитового поля не исключается денудированность пород силура (размыв до 200 м) вместе с вмещающимися в них кимберлитами, а поэтому изначально сохранилась площадь распространения девонских образований. Обломочный материал был снесён в остаточные среднекаменноугольные бассейны. Наиболее интенсивное поднятие СП приходится на средину среднекаменноугольной эпохи, что привело к формированию речной сети и области денудации, приуроченные к основным антеклизам платформы. С позднего карбона (или с начала пермского периода) платформа вступила в новый герцинский этап тектонического развития. История палеотектонического развития СП в течение байкальского и каледонского этапов показала пространственную и структурно-тектоническую связь кимберлитов с авлакогенами и другими рифтогенными структурами, подчеркивая расположение их алмазоносных разностей в малоамплитудных лениаментных рифтах, пересекающих на ортократонахтермоблемы. ЛИТЕРАТУРА

1. Гусев Г. С., Петров А. Ф., Фрадкин Г. С. и др. Структура и эволюция земной коры Якутии. – М.: Наука, 1985. – 248 с. 2. Дукардт Ю. А., Борис Е. И. Авлакогенез и кимберлитовый магматизм. – Воронеж: ВГУ, 2000. – 161 с. 3.Зинчук Н. Н., Дукардт Ю. А., Борис Е. И. Тектонические аспекты прогнозирования кимберлитовых полей. – Новосибирск: Сибтехнорезерв, 2004. – 166 с. 4. Зинчук Н. Н., Дукардт Ю. А., Борис Е. И. Палеотектоническое развитие Сибирской платформы в течение байкальского и каледонского этапов и кимберлитовый магматизм//Сб. Геология алмазов – настоящее и будущее (геологи к 50-летнему юбилею г.Мирный и алмазодобывающей промышленности России). – Воронеж: ВГУ. – С. 86–95.

УДК 552.323.6

ОБ ОСОБЕННОСТЯХ СОСТАВА СЛЮДЯНЫХ КИМБЕРЛИТОВ Зинчук Н.Н.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – Западно-Якутский научный центр АН РС(Я), г. Мирный, Россия По результатам комплексного изучения кимберлитов Сибирской платформы отмечено несколько типов щелочности алмазоносных пород. Исследованы обогащенные слюдистыми образованиями породы кимберлитовых диатрем Накынского поля. Проведен корреляционный анализ распределения вторичных минералов с потенциальной алмазоносностью кимберлитов.

ON PECULIARITIES OF COMPOSITION OF MICA KIMBERLITES Zinchuk N.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – WYaSC AS RS (Ya.), Mirniy, Russia Several types of alkalinity of diamond-bearing rocks are noted on the results of complex investigations of kimberlites of the Siberian platform. Enriched with mica rocks of kimberlite diatremes of Nakyn field were investigated. The correlation analysis of distribution of the secondary minerals with the potential diamond productivity of kimberlites was conducted.

Слюдяными (щелочными) кимберлитами обычно называют породы, содержащие более 5 % К2О, который входит преимущественно в состав флогопита. Щелочность кимберлитов обратна их титанистости и возрастает от менее глубинных популяций к более глубинным [1, 4]. Ранее В. Б. Василенко с соавторами [1] рассмотрены основные свойства слюдяных кимберлитовых пород Сибирской платформы (СП), включающие: а) типизацию по содержанию К2О; б) распределение пород различной щелочности в кимберлитовых полях; в) распределение пород разной щелочности в диатремах продуктивных кимберлитов; г) анализ причин, определяющих возникновение кимберлитов разной щелочности; д) алмазоносность кимберлитов разной щелочности.Выделение типов щелочных пород этими исследователями проведено по различным кимберлитовым полям СП, что позволило достоверно выделить четыре типа щелочных кимберлитов: ультраосновной, слюдистый, сублампрофировый и лампрофировый. Ультраосновной (базальтоидный) тип с модой 0,4 % К2О определяется от остальных минимумом при значении 0,75 % этого оксида. Это касается и слюдистых кимберлитов, которым соответствует максимум в границах 0,75–1,17 % К2О. К сублампрофировому типу отнесены разновидности щелочных пород, лежащие в пределах 1,2–2,2 %, а к лампрофировому – все составы с К2О ˃2,2 %. Однако, нами [1] рекомендовано для отличия кимберлитов от щелочных пикритов и других видов пород использовать граничные значения ТiO2˃ 2,5 % и ∑Fe<10 %.Алмазоносность кимберлитов возрастает по мере падения содержания ТiО2 от уровня 2,2 %. Щелочные пикарит-кимберлиты с ТiО2 в пределах от 2,2 до 2,8 % также содержат [1–4] некоторое количество алмазов, резко уменьшающееся в более титанистых разностях. Породы Малоботуобинского, ДалдыноАлакитского и Верхнемунского районов характеризуются преобладанием ультраосновных составов, а в Накынском и северных кимберлитовых полях превалируют щелочные составы. В Накынском кимберлитовом поле Средне-Мархинского алмазоносного района открыты кимберлитовые трубки Ботуобинская и Нюрбинская, а также тело Майское. Перекрыты трубки 60-80-и метровыми нижнеюрскими осадочными толщами. Прорывают диатремы алевритисто-глинисто-карбонатные отложения позднекембрийского и раннеордовикского возраста. Трубка Ботуобинская является сложным сдвоенным

кимберлитовым телом, юго-западная часть которого представляет собой дайкообразное тело северо-восточного простирания, а северо-восточная имеет форму типичной трубки. На уровне эрозионного среза трубка Нюрбинская имеет эллипсовидную форму. В вертикальном разрезе морфология трубки близка к диатреме с каналом цилиндрического типа. Существенным структурным элементом трубки является нарушение морфологии её тела вследствие внедрения мощной интрузии траппов субщелочного состава [2, 4]. Трубку Ботуобинская слагают две фазы кимберлитов. Более ранняя представлена порфировым кимберлитом (ПК), слагающим дайковую часть трубки на глубине и практически не выходящим на поверхность. Более поздняя фаза эксплозивных кимберлитовых брекчий (КБ) слагает верхнюю часть дайкообразного выделения и вертикальный канал трубочного тела в северо-восточной части месторождения. В верхней части диатремы сохранились породы кратерной фации, что подчеркивает полное её строение и слабую эродированность отдельных частей. Кимберлитовая трубка Нюрбинская сложена автолитовой кимберлитовой брекчией (АКБ), в которой выделяются мелко-среднеобломочные брекчии центральной части рудного тела и карбонатные кимберлитовые брекчии (ККБ) приконтактовойзоны северо-восточного и юго-западного флангов. В зеленоватых или голубовато-серых мелкосреднепорфировыхавтолитовых брекчиях центральной части трубки отмечено постоянное присутствие (5–20 %) мелких (до 20 мм) обломков вмещающих пород, ксенолитов метаморфических (до 10 %), кристаллических (до 10 %) и мантийных глубинных пород. Основная масса пород этих диатрем на отдельных участках полностью преобразована в крупно- и среднезернистый кальцитовый агрегат с пятнисто-прожилковой вкрапленностью сульфидов, переходящий в сплошную массу с занозистыми контурами. Кальцит подвержен коррозии и частичному замещению сульфидами. Вкрапленники оливина псевдоморфно замещены карбонатом, содержащим иногда мелкие зерна кварца или неправильной формы выделения серпентина. Неоднородное строение карбоната во вкрапленниках иногда придаёт оливину зональный облик. Форма вкрапленников оливина преимущественно округлоовальная, реже – сглаженно-угловатая с элементами частичной кристаллографической огранки. Вкрапленники флогопита устанавливаются по пластинчатому габитусу. Обычно они имеют слабые признаки деформированности и в большинстве случаев утратившие свою первичную окраску. Однако нередко слюдистые выделения по плоскостям спайности имеют голубовато-зеленую или желтовато-коричневую окраску с отчетливым плеохроизмом. В основной массе пород трубок встречаются трещиноватые зерна граната с келифитовой каймой из агрегатно-чешуйчатого слюдистого минерала (гидрослюды), окрашенного в зеленовато-серый цвет. Мощность каймы редко превышает первые миллиметры. Связующая масса пород обычно представлена серпентин-кальцит-гидрослюдистым мезостазисом. Микрофенокристаллы замещенного оливина отличаются колотой, неправильно-угловатой формой и неравномерным распределением. Вторичная минерализация выражена в серпентинизации, карбонатизации и окварцевании пород, причем последнее выражено в образовании гнезд кварца в обособлениях кальцита кристаллическизернистого строения. В виде обломочного материала в отдельных небольших блоках в АКБ отмечены порфировые кимберлиты, представляющие собой породы темно-серого цвета (иногда с зеленоватоголубоватым оттенком), массивной, реже полосчатой текстуры. Для ПК характерно низкое (не превышающее 5–6 %) содержание обломочного материала, представленного обломками терригенно-карбонатных и метаморфических пород, распределенных неравномерно. Реликтово-порфировая структура определяется псевдоморфозами по оливину двух генераций, которые выполнены изотропным слюдоподобным серпентином, иногда в сочетании со светло-зеленым чешуйчато-листоватым хлоритом и кальцитом кристаллическизернистого строения, выполняющего ядра псевдоморфоз, или замещающего последние полностью. Среди продуктов замещения оливина отмечаются также мелкораспыленные зерна рудных минералов. По периферии псевдоморфозы оконтуриваются

каймой из светло-зеленых мелколистоватых, анизотропных хлорит-серпентиновых образований. По форме вкрапленники преимущественно овальные, угловато-сглаженные, реже колотые. Во вкрапленниках оливина П генерации иногда проявлена кристаллографическая огранка. Вкрапленники флогопита имеют пластинчатый габитус, иногда со следами оплавления, расщепления либо слабойдеформированности. Флогопит в большинстве случаев гидратирован, редкие пластинки сохраняют пластинчатую окраску либо содержат зонки зеленого цвета по направлениям спайности. Флогопит 1 генерации в породах редок и содержание его в целом не превышают первые проценты. Флогопит П генерации отмечается в породе с элементами слабой ориентировки и распределен неравномерно. Основная масса на отдельных участках частично преобразована в кристаллически-зернистый кальцитовый агрегат, среди которого встречаются гнезда кварца. В основной массе иногда встречаются обломки измененного гранатсодержащего ультрабазита, в котором среди хлорит-кальцитового агрегата сохранились реликты зерен плагиоклаза. Связующая масса в таких случаях представляет собой тонкочешуйчатый хлорит-серпентиновый агрегат в сочетании с мелкозернистым карбонатом и тонкозернистыми рудными минералами. В целом для диатремовой части описываемых диатрем характерны АКБ завершающей фазы кимберлитового магматизма, для которых характерен переменный состав ксеногенного материала, автолитовых обособлений и псевдоморфоз по оливину, обусловленных спецификой дифференциации кимберлитового расплава при становлении и формировании диатрем. Отмеченные неоднородности развития вторичной и гипергенной минерализации по скважинным разрезам трубки Нюрбинская связаны с обособленностью состава самих кимберлитов, их трещиноватостью и степенью их контаминации. В северо-восточной части трубки содержится большее количество обломков порфировых кимберлитов и автолитовых обособлений, нежели на её юго-западе, что позволяет предполагать более широкий спектр морфологических, физических характеристик и общего содержания алмазов в таких частях. Породы трубки Нюрбинская характеризуются низким содержанием выхода тяжелой фракции, в которой резко доминируют гидроокислы железа (гётит, гидрогетит, гематит и глинисто-железистые агрегаты) и пирит. В первичном комплексе тяжелых минералов превалируют гранаты (красные, оранжевые, фиолетовые, лиловые и малиновые), ильменит, магнетит, хромит и хромдиопсид. В легкой и глинистой фракциях содержатся минералы, образованные в постмагматических, гидротермальных и гипергенных условиях (серпентин, слюда,хлорит, тальк и карбонаты), а также ксеногенные образования (полевые шпаты и др.). Наибольшие вариации по изученным разрезам характерны для MgO, SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaOи летучих, в то время как остальные компоненты содержатся в незначительном количестве и распределяются практически равномерно по всему изученному разрезу. Исключение составляет К2О, содержание которого практически в каждом проанализированном разрезе, вскрытых скважиной пород, с глубиной постепенно увеличивается, что связано с возрастающей ролью слабо измененного флогопита и выносом из его структуры К+. Среди элементов-примесей наибольшие вариации концентрации характерныдля Ni, Cr, Mnи Ba, в меньшей степени Cu, Coи V. В кимберлитовой трубке Нюрбинская преобладают (иногда до 95 %) бесцветные (реже эпигенетически окрашенные в лилово-коричневые цвета) алмазы 1 разновидности по Ю. Л. Орлову (1964) различной морфологии. Из других разновидностей алмазов в заметном количестве (до 7 %) присутствуют [2, 3] кристаллы с оболочкой 1У разновидности, поликристаллические сростки УШ разновидности (до 2 %), кубы Ш разновидности (0,1 %) и кристаллы 1Х разновидности (0,1 %). Все кристаллы Ш и 1Х разновидностей были встречены в классах крупнее 1 мм. Среди алмазов 1У разновидности с оболочкой преобладают в основном кристаллы с желто-зеленой, реже серой окрасками. По кристалломорфологическим особенностям среди алмазов 1 разновидности резко

преобладают кристаллы октаэдрического (25–31 %) и переходного от октаэдрического к ромбододекаэдрическому (до 22 %) габитусов. Значительную (в среднем до 23 %) часть алмазов месторождения составляют бесформенные осколки без признаков кристаллографической огранки, преимущественно с протомагматическими сколами. Отмечена [2] cвязь кристалломорфологических особенностей алмазов месторождения с их крупностью. Так, с уменьшением крупности в классе –1+0,5 мм примерно в два раза увеличивается содержание ламинарных ромбододекаэдров, а также типичных округлых алмазов и бесформенных осколков. По морфологическим типам среди октаэдров и переходных форм преобладают кристаллы с полицентрически растущими гранями и со сноповидной и занозистой штриховками (в сумме 36 %) Содержание плоскогранных октаэдров “мирнинского типа” составляет не выше 2 % и повышается с увеличением крупности. Данная группа алмазов является наиболее высококачественной категорией алмазного сырья. Содержание типичных округлых алмазов, являющихся неблагоприятным критерием алмазоносности [3], является низким (1,2 %), причем большая их часть встречена в классах мельче 2 мм. Представлены они в основном додекаэдроидами с шагренью и полосами пластической деформации (0,3 %) и индивидами со сноповидной штриховкой (0,4 %).Общее содержание двойников и сростков в среднем не превышает 10 %. Суммарное содержание кристаллов с признаками природного травления является значительным, составляя в среднем 33 % от общего количества алмазов. Среди них резко (до 19 %) преобладают шрамы и обратно параллельные треугольные впадины (до 8 %). В подчиненном количестве встречаются полосы пластической деформации (до 4 %) и коррозии (до 2 %). Сильная интенсивность проявления шрамов в виде “распилов” привела к образованию значительного числа протомагматических обломков и сколов при транспортировке алмазов в процессе внедрения кимберлитовой магмы. Анализируя результаты комплексного изучения кимберлитов СП можно отметить несколько типов щелочности алмазоносных пород. В направлении от центра платформы в северном направлении уменьшается роль алмазоносных кимберлитов. В пределах кимберлитовых полей северной части СП щёлочные породы представлены магматитами щелочных пикритов, а ультраосновные типы – кимберлитами низких уровней продуктивности, что указывает на нахождение областей образования расплавов этих пород вне зоны устойчивости алмаза. В отличие от этого, кимберлиты Малоботуобинского, Средне-Мархинского и Далдыно-Алакитского районов формировались в диапазоне всей области устойчивости алмазов. Проведенными исследованиями обогащенных слюдистыми образованиями пород кимберлитовых диатрем Накынского поля показано, что в верхних их горизонтах доминируют автолитовые кимберлитовые брекчии. Порфировый кимберлит встречается фрагментарно в виде обломочного материала, что связано с более раннем внедрении. Кимберлитовые брекчии характеризуются переменным составом вкрапленников и связующей матрицы, что отражается на цветовой гамме самих пород и их физикомеханическим свойствам. Ксенолиты в кимберлитах Накынского поля представлены преимущественно обломками вмещающей терригенно-карбонатной толщи, реже отмечаются обломки метаморфических и мантийных пород. Распределение ксенолитов в диатремах неравномерное, максимальное их количество приурочено к приконтактовым частям трубок при незначительном увеличении содержания с глубиной. Для пород трубок характерно низкое содержание минералов тяжелой фракции, среди которых доминируют гранаты и аутигенные пирит и гидроокислы железа; в меньшей мере встречаются магнетит, пикроильменит, хромит и хромдиопсид. По петрохимическим данным исследуемые породы из диатрем Накынского кимберлитового поля принадлежат одному петрохимическому типу кимберлитов, а установленные вариации концентраций петрогенных оксидов связаны с разной интенсивностью протекания постмагматических и гипергенных процессов на разных глубинах месторождения. Зафиксированные неоднородности в геохимическом поле [2]

обусловлены степенью вторичного изменения пород, а также спецификой формирования и становления трубки. В постмагматическую и гипергенную стадии произошло существенное изменение кимберлитов с широким (до 90 %) развитием минералов-новообразований, среди которых преобладают серпентин, карбонаты, флогопит и продукты его изменения - хлорит. Вторичные минералы существенно влияют на изменение физико-механических свойств кимберлитов, что отражается на устойчивости качественно-количественных параметров алмазного сырья. Проведенный корреляционный анализ распределения вторичных минералов с потенциальной алмазоносностью кимберлитов показал обратную зависимость содержания слюды, кварца и доломита с концентрацией полезного компонента в изученных месторождениях. Характерными особенностями алмазов из кимберлитов Накынского поля является доминирование прозрачных (или полупрозрачных) индивидов октаэдрического и переходного от октаэдрического к ромбододекаэдрическому габитусов 1 разновидности, при заметном содержании алмазов с оболочкой 1У разновидности. Характерно преобладание однородных кристаллов с розово-сиреневым свечением и двухзонным внутренним строением. В кристаллах алмаза отмечена связь примеси азота с кристалломорфологией, причем наиболее обогащенными этой примесью плоскогранные октаэдры, что приводит к их хрупкости и сравнительно легкому их растрескиванию на разнообразные осколки. ЛИТЕРАТУРА 1. Василенко В. Б., Зинчук Н. Н., Кузнецова Л. Г. Петрохимические модели алмазных месторождений Якутии. – Новосибирск: Наука, 1997. – 568 c. 2. Зинчук Н. Н., Алябьев С. Г., Банзерук В. И. и др. Геология, вещественный состав и алмазоносность кимберлитов Накынского поля Якутии (на примере трубки Нюрбинская)//Сб.: Геология алмазов – настоящее и будущее (геологи к 50-летнему юбилею г. Мирный и алмазодобывающей промышленности России). – Воронеж: ВГУ, 2005. – С. 807– 824. 3. Зинчук Н. Н., Коптиль В. И. Типоморфизм алмазов Сибирской платформы. – М.: Недра, 2003. – 603 c. 4. Харькив А. Д., Зинчук Н. Н., Крючков А. И. Коренные месторождения алмазов Мира. – М.: Недра, 1998. – 556 c.

УДК 553.06+550.8

ПЕРЕХОД CУДАКСКИХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЧТЕНИЙ В ОДНО ИЗ НАПРАВЛЕНИЙ УКРАИНСКОГО ГЕОФОРУМА

Зинчук Н.Н.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – Западно-Якутский научный центр АН РС(Я), г. Мирный, Россия

Приведен обзор проводимых в 1999-2014 годах под эгидой Государственной геологической службы Украины международных научно-практических конференций, организованных Украинским государственным геологоразведочным институтом (УкрГГРИ).

RELOCATION OF SUDAK GEOLOGICAL READINGS INTO ONE OF THE DIRECTIONS OF THE UKRAINIAN GEOFORUM Zinchuk N.1, nnzinchuk@rambler.ru 1 – WYaSC AS RS (Ya.), Mirniy, Russia The review of the International scientific conferences conducted in 1999-2014 under the auspices of the State Geological Survey of Ukraine and organized by the Ukrainian State Geological Prospecting Institute is given in the abstract.

Начало международных Крымских геологических конференций (впоследствии получивших название Судакских геологических чтений) относится к сентябрю 1999 года и является следствием совместных договоренностей между руководителями Геологической службы Украины Д. С. Гурским и С. В. Гошовским с одной стороны и представителем акционерной компании “АЛРОСА” – директором Якутского научно-исследовательского геологоразведочного предприятия (ЯНИГП) ЦНИГРИ Н. Н. Зинчуком – с другой стороны. Главной целью и задачей таких конференций первые её организаторы считали установление постоянной возможности обмена новыми приемами и методиками изучения геологии, прогнозирования и поисков месторождений твердых полезных ископаемых. Первая международная научнопрактическая конференция “Прогнозирование и поиски коренных месторождений алмазов”, собравшая более 145 участников, была проведена 21–23 сентября 1999 года в г. Судаке. К началу конференции в издательстве “Крым-Фарм-Трейдинг” (г.Симферополь) был издан сборник тезисов докладов (обьемом 365 страниц), в котором 177 авторов опубликовали 101 тезис своих докладов. Официальными организаторами указанной конференции выступили Комитет Украины по вопросам геологии и использования недр и Украинский государственный институт минеральных ресурсов. Помощь в издании сборника тезисов оказала Компания De Beers Centery AG. От АК “АЛРОСА” в этой конференции приняла делегация в составе 18 человек. В 2000 году этими же учреждениями в копировальном центре “Richo”, корпорации “Борис” (г. Симферополь) были изданы труды конференции под этим же названием. Обьем сборника составил 202 страницы. Авторами и соавторами 30 статей выступили 66 исследователей. В 2001 году (24–29 сентября) в г. Судаке была проведена очередная международная научно-практическая конференция (почему-то также получившая название первой международной) на тему “Техногенные россыпи. Проблемы. Решения”. В организации конференции приняли участие Министерство экологии и природных ресурсов Украины, Государственная геологическая служба, Украинский государственный геологоразведочный институт, ИГЕМ РАН, ВИМС Министерства природных ресурсов России. В 2002 году в издательстве “КрымФарм-Трайдинг” (г. Симферополь) изданы труды Первой международной научнопрактической конференции под тем же названием обьемом 194 страницы. 71 автор написали в сборник 38 статей, которые размещены были по двум разделам: техногенные (32 статьи) и природные (6 статей) россыпи.

В 2004 году в Издательстве “Ди Ай Пи” (г.Симферополь) изданы труды проведенных ранее (в 2002–2003 гг.) двух научно-практических конференций: 1 – “Эффузивно-осадочный литогенез и рудогенез” (132 стр.) и 2) – “Природные и техногенные россыпи” (111 стр.), в который вошли статьи по материалам Крымских конференций 2002 г. (23–28 сентября 2002 года, г.Судак) и 2003 г. (29 сентября – 4 октября 2003 г., п. Партенит). 80 авторов опубликовали в упомянутом сборнике 51 статью. В первую часть вошло 27 статей, во вторую – 24 статьи. По алмазной тематике в первой части опубликовано 14 статей, во второй – 6. Остальные статьи освещают вопросы геологии, вещественного состава и условий образования других типов рудного и нерудного минерального сырья. 20–26 сентября 2004 года в г. Ялта была проведена 2-я международная научнопрактическая конференция на тему “Прогнозирование и поиски коренных и россыпных алмазных месторождений”, в организации которой приняли участие Министерство охраны окружающей природной среды Украины, Государственной геологической службы, Украинский государственный геологоразведочный институт и Якутское научно-исследовательское геологоразведочное предприятие (ЯНИГП) ЦНИГРИ акционерной компании “АЛРОСА”. В 2006 году в издательстве УкрГГРИ (г. Киев) был издан сборник статей по докладам на международной конференции (2004 года) “Прогнозирование и поиски коренных и россыпных алмазных месторождений” объемом 360 страниц. 106 авторов опубликовали в сборнике 59 статей, распределенных по разделам следующим образом: прогнозирование и поиски алмазных месторождений, вещественный состав алмазоносных пород – 20; проблемы алмазоносности отдельных регионов – 19; типоморфизм алмазов – 15; благороднометальная и другая минерализация кимберлитов – 5. Авторами статей были специалисты УкрГГРИ (Киев, Симферополь), акционерной компании “АЛРОСА” (“Алроса-Поморье”, Амакинская, Ботуобинская и Мирнинская ГРЭ, ЯНИГП ЦНИГРИ, Якутнипроалмаз), ИГЕМ, ИФЗ,ИГГД, Ядерной физики, Минералогического музея имени Ферсмана, ИЗК, ИГАБМ и ИГМ СО РАН, ВИМС, ВНИИОкеанологии, ЦНИГРИ, ИМГРЭ, Московского, Воронежского и Львовского университетов, Севгеология и Южгеология Украины, Ин-та экологических проблем Севера УрО РАН, Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана РАН. Труды третьей международной научно-практической конференции “Природные и техногенные россыпи. Проблемы, Решения” (26 сентября – 1 октября 2006 года, г. Судак) были изданы под эгидой Министерства охраны окружающей природной среды Украины, Государственной геологической службы, Украинского государственного геологоразведочного института и акционерной компании “АЛРОСА” в 2007 году в издательстве “ПолиПресс” г. Симферополя. 65 авторов опубликовали в сборнике 37 статей, помещенных в двух разделах: 1) Природные и техногенные россыпи (24) и 2) Коренные источники и образование россыпей (13). Статьи посвященными широкому спектру твердых полезных ископаемых, но преобладали работы посвященные алмазной тематике (19). 1 международная научно-практическая конференция на тему “Комплексное изучение и освоение природных и техногенных россыпей” была проведена 17–22 сентября 2007 года под эгидой Министерства охраны окружающей природной среды Украины, Государственной геологической службы, Украинского государственного геологоразведочного института и его Крымского отделения. В изданном до начала конференции сборнике тезисов (издательство “ПолиПресс” г. Симферополя) 118 авторов опубликовали 61 работу по различным аспектам геологии и твердых полезных ископаемых, из которых 23 тезисов посвящены алмазной тематике. 15–21 cентября 2008 года в г. Судаке под эгидой Министерства охраны окружающей природной среды Украины, Государственной геологической службы и Украинского государственного геологоразведочного института проведена международная научно-практическая конференция на тему “Коренные и россыпные месторождения алмазов и важнейших металлов”. До начала конференции в издательстве “ПолиПресс” (г. Симферополь) был издан

сборник тезисов обьемом 196 страниц, в котором 132 автора опубликовали 86 тезисов докладов, которые размещены по двум разделам: 1). Коренные и россыпные месторождения алмазов – геология и вещественный состава, прогнозно-поисковая система (41 тезис); 2). Важнейшие металлы, геология, вещественный состав и прогнозно-поисковая оценка, геолого-экологические аспекты поисков и освоения месторождений (45 тезисов). В 2008 году в издательстве “ПолиПресс” (г. Симферополь) был издан сборник статей “Труды 1У международной научно-практической конференции (2007 года): Комплексное изучение и освоение природных и техногенных россыпей” обьемом 223 страниц. Организаторами конференции были Министерство охраны окружающей природной среды Украины, Государственная геологическая служба, Украинский государственный геологоразведочный институт и акционерная компания “АЛРОСА”. 73 исследователя опубликовали в сборнике 39 статей, распределенных по двум разделам: 1) Россыпные и коренные источники алмазов: условия локализации, вещественный состав, мантийные минералы и их поисковое значение (17 статей); 2). Природные и техногенные россыпи ильменит-цирконовых, золотосодержащих и некоторых других типов, экологические и технологические аспекты их освоения (22 статьи). В 2009 году в Киеве в “Академпериодике” был издан сборник статей по докладам 5-й международной научно-практической конференции (17–22 сентября 2008 г) “Комплексное изучение и освоение природных и техногенных россыпей”. Сборник издан под эгидой Министерства охраны окружающей природной среды Украины, Государственной геологической службы, Украинского государственного геологоразведочного института и акционерной компании “АЛРОСА”. 56 авторов опубликовали в упомянутом сборнике 34 статьи, распределенные по 2-м разделам: 1). Россыпные и коренных источники алмазов: условия локализации, вещественный состав, мантийные минералы и их поисковое значение (19 статей); 2).Природные и техногенные россыпи ильменит-цирконовых, золотосодержащих и некоторых других типов, экологические и технологические аспекты их освоения (15 статей). Начиная с 2010 года (27 сентября – 3 октября), по предложению члена Оргкомитета В. Л. Приходько, за Крымскими конференциями закрепилось постоянное целевое название “Актуальные проблемы геологии поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых” (Судакские чтения). Существенно расширен с этого периода список организаторов конференции, в число которых кроме постоянно отмечающихся украинских руководящих геологических учреждений, вошли ВИМС, Воронежский университет, Севукргеология, Кировгеология и Южгеология, ЗЯНЦ АН РС(Я), ИГЕМ, ИМГРЭ, ИГМ СО РАН, Львовский национальный университет и Российская горная компания. Одновременно существенно расширился перечень рассматриваемых вопросов и список членов Оргкомитета. К началу конференции в Киеве в Академпериодике издан сборник тезисов докладов обьемом 237 страниц. Более 200 авторов опубликовали в сборнике 105 тезисов, распределенных по двум разделам следующим образом. В разделе “Новые данные и актуальные вопросы теории и методологии современных металлогенических и прогнозных исследований месторождений алмазов и важнейших металлов и неметаллов” содержит подразделы: общая проблематика – (12); алмазы и другое камнесамоцветное сырье – (30); черные металлы – (4), цветные металлы – (13); благородные металлы – (6); редкие и редкоземельные металлы – (8); радиоактивные металлы – (3); неметаллы – (3). Значительно меньшими по обьёму информации и количеству статей являются разделы: 2) Современные тенденции в развитии использования энергосберегающих и экологически безопасных технологий переработки минерального сырья (10); 3). Современные геолого-экономические и геолого-технологические критерии и оценка целесообразности освоения месторождений на разных стадиях ГРР, методика определения начальной стоимости месторождения (9) и 4) Вопросы, примыкающие к основной тематике конференции (7). В опубликованном в 2010 году в “Академпериодике” (г. Киев) одноименном сборнике материалов текущего года конференции, 42 автора опубликовали 25 ста-

тей, освещающих следующие разделы: проблемы алмазоносности (10), благородные металлы (2), цветные металлы (2), радиоактивные металлы (3), горючие полезные ископаемые (1), другие виды полезных ископаемых (2), техногенные месторождения (1) и общие проблемы поисковой геологии (4). После одногодичного перерыва, принятого решением конференции 2010 года по предложению тогдашнего директора Крымского отделения УкрГГРИ И. Е. Палкина, 17–23 сентября 2012 года в г. Судаке прошла очередная международная научно-практическая конференция “Актуальные проблемы геологии, прогноза, поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых”. Проведена конференция под эгидой Государственной службы геологии и недр Украины, Государственной комиссии Украины по запасам полезных ископаемых, Национальной академии наук Украины, Федерального агенства по недропользованию, Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, Российской академии наук, Украинского государственного геологоразведочного института. До начала конференции в киевском издательстве “Академпериодика” был опубликован сборник тезисов обьемом 195 страниц. Более 200 авторов опубликовали 87 тезисов, которые в сборнике были распределены по 7 разделам. Самым большим (101 страница) является раздел 1 “Современные вопросы теории и методологии металлогенических исследований месторождений золота, алмазов и цветных металлов”, включающий 6 подразделов: 1.1. Благородные металлы (6); 1.2. Алмазы и другое камнесамоцветное сырье (24); 1.3. Цветные металлы (4); 1.4.Редкие и редкоземельные металлы (2); 1.5.Черные металлы (1) и 1.6. Радиоактивные металлы (2). В разделе 2 “Месторождения неметаллических полезных ископаемых – в будущее с инновационными технологиями)” опубликовано 10 тезисов; в разделе 3 “Мониторинг и научное сопровождение геологоразведочных и горнодобывающих работ на важнейшие виды минерального сырья: проблемы и решения” – 13; в разделе 4 “Современные тенденции в развитии технологий обогащения минерального сырья в условиях охраны природной среды” – 6; в разделе 5 “Экономические и экологические критерии в оценке геологических и горнопромышленных обьектов на современном этапе” – 8; в разделе 6 “Современные тенденции освоения и развития минерально-сырьевой базы главнейших полезных ископаемых” – 6; в разделе 7 “Вопросы, примыкающие к основной тематике конференции” – 4 тезиса докладов. Впервые в начале 2013 года представленные в Оргкомитет конференции полные версии докладов (статей), прошедшей в 2012 году конференции, были опубликованы в журнале “Труды Украинского государственного геологоразведочного института” (2013, № 1). Очередная (девятая) международная научно-практическая конференция “Актуальные проблемы геологии, прогноза, поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых” была проведена с 16 по 22 сентября 2013 года в г. Судаке. До начала конференции в Киеве в “Академпериодике” был опубликован сборник (обьемом 176 страниц) тезисов докладов, в котором 130 авторов опубликовали 76 тезисов докладов, распределенных по следующим разделам: 1) Прогнозирование и поиски месторождений твердых полезных ископаемых на закрытых территориях (20); 2) Нерудное минеральное сырьё – ресурсы, оценка и комплексное использование (6); 3) Геология, модели формирования и промышленные типы месторождений редкоземельных, цветных и благородных металлов (22); 4) Инновационные технологии обогащения природного и техногенного минерального сырья (6); 5) Геологоэкономическая оценка месторождений: методологические аспекты, технологии и инвестиции (4); 6) Теоретические основы моделирования, мониторинга, научного сопровождения геологоразведочных работ и освоения месторождений твердых полезных ископаемых (9); 7) Промышленная экология минерального сырья: методология анализа и управление рисками (3); 8) Вопросы, примыкающие к основной тематике конференции (6). Полные версии некоторых докладов (статей) были опубликованы в Трудах УкрГГРИ. Важной задачей проводимых научно-практических конференций было ознакомление научной общественности новых обобщающих монографических издания. Так, С.В. Гошов-

ским и Г. И. Рудько в соавторстве с коллегами аппробированы на проводимых конференциях следующие монографии: “Екологiчна безпека техноприродних геосистем у связку з катастрофiчним розвитком геологiчних процесiв”, “Економiчна геологiя родовищ залiзистих кварцитiв”, “Нормативно-правове регулювання надрокористування”, “Устойчивое развитие и природных ресурсы прибрежной Азово-Черноморской зоны Крыма”, “Геолого-економiчна оцiнка родовищ корисних копалин”, “Нацiональнi i мiжнароднi системи класифiкацii запасiв i ресурсiв: стан та перспективи гармонiзацii”, “Закономiрностi формування та розподiл родовищ вуглеводнiв (на прикладi вуглеводневого потенцiалу палеозойських бассейнiв свiту”, и др. В свою очередь, Н. Н. Зинчуком и А. Д. Савко с соавторами представляли коллегамучастникам конференций следующие обобщающие работы: “История алмаза”, “Коренные месторождения алмазов Мира”, “Петрохимические модели алмазных месторождений Якутии”, “Атлас морфологии алмазов России”, “Постмагматические минералы кимберлитов”, “Петрофизика кимберлитов и вмещающих пород”, “Типоморфизм алмазов Сибирской платформы”, “Тектоника и алмазоносный магматизм”, “Тектонические аспекты прогнозирования кимберлитовых полей”, “Особенности минерагении алмаза в древних осадочных толщах”, “Историческая минерагения” в 3-х томах, “Экология Западной Якутии (геохимия геоэкосистем: состояние и проблемы)”, “Оптическая спектроскопия минералов верхней мантии”, “Морфология и морфогенез индикаторных минералов кимберлитов”, “Поисковая минералогия алмаза”, “Алмазы Якутии.Библиографический справочник”, сборники статей “Геология алмаза – настоящее и будущее”, “Проблемы прогнозирования, поисков и изучения месторождений полезных ископаемых на пороге ХХ1 века”, “Вопросы методики прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых”, “Проблемы алмазной геологии и некоторые пути их решения”, “Проблемы прогнозирования и поисков месторождений алмазов на закрытых территориях”, “Изучение алмазов в геологоразведочном комплексе” и др. Осенью 2014 года (7–13 сентября) вместо планируемых 10-х Судакских геологических чтений, четыре ранее проводимые в Крыму конференции, руководством УкрГГРИ были организованы в г. Одессе, причем они были обьединены под единую идею “Актуальнi проблеми та перспективи розвитку геологii: наука i виробництво” (Геофорум 2014). В этой конференции приняли участие более сотни ученых и специалистов из различных научных и производственных организаций Украины. К началу Геофорума-2014 было издано 2 тома тезисов докладов. В первый (обьемом 208 страниц) были включены материалы докладов по следующим двум направлениям: “Актуальнi питання монiторингу та наукового супроводження надрокористування и геологiчноi експертизи” (Геомонiторинг-2014) – 25 тезисiв; “Актуальнi проблеми геологii, прогнозу, пошукiв та оцiнки родовищ твердих корисних копалин” (Геологiчнi читання – 2014) – 22 тезисiв. Во второй том (обьемом 332 страницы) также включены материалы по двум направлениям: “Сучаснi сейсмiчнi та iншi геолого-геофiзичнi методи для пошукiв родовищ нафти i газу в умовах складно-побудованих структур” (Сейсмо-2014) – 20 тезисiв; “Перспективи використання альтернативних I вiдновлених джерел енергii в Украiнi” (REU-2014) – 31 тезис. Проведенный краткий анализ основных аспектов проведенных с 1999 года научнопрактических конференций показал, что они оперативно знакомили специалистов и ученых стран СНГ с новыми наработками по геологическому строению, тектонической позиции, вещественному составу и условиям формирования практически всех, встречающихся в перспективных регионах твердых полезных ископаемых. Большую практическую ценность для геологов братских стран имело то, что новые обобщающие монографические издания и сборники сразу после опубликования проходили презентации и дарились специалистам и направлялись по заинтересованным организациям и библиотекам. На украинских геологических конференциях впервые были освещены и получили широкую поддержку и рекомендованы для практического внедрения такие новые направления исследований, как надежность прогнозно-поисковых систем, историческая минерагения, инновационно-информационные

технологии изучения и обогащения минерального сырья, теоретических основ моделирования, мониторинга, научного сопровождения ГРР и освоения месторождений твердых полезных ископаемых и др. Важным результатом проводимых конференций является также апробация и внедрения в практику работ новых методов и методик изучения вещественного состава пород и щадящих технологий извлечения из них полезных компонентов. Конференции являлись своего рода школой как для молодых специалистов, так и геологов и специалистов смежных направлений. На этих научных форумах рассматривались и будут рассматриваться программы научного обоснования изменений к общегосударственной программе развития минерально-сырьевых баз стран-участников конференции на длительную перспективу. Всё это подчеркивает важность проводимых больше десятилетия научно-практических конференций и позволяет надеяться на повышения их эффективности, научной и практической значимости. Несмотря на смену различных обстоятельств, существенно влияющих на развитие геологии и геологической науки, введенные более десятка лет назад научнопрактические конференции, получившие названия “Судакские геологические чтения”, продолжают успешно проводиться уже в ранге “Геофорумов”, куда обьединяется ряд главных научных направлений в свете деятельности УкрГРГИ. Проводимые на постоянной основе научно-практические конференции позволяют своевременно обмениваться достижениями в различных направлениях геолого-тектонического развития перспективных территорий, их минерагении и перспективности, развитию и совершенствованию методов и приёмов прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых, оценке и внедрению новых технологических методов их извлечения, изучению перспектив использования альтернативных и возобновляемых источников энергии и другие актуальные геологические проблемы.

ДИНАМІКА ВИДОБУТКУ ВВ В ЗАХІДНОМУ НАФТОГАЗОВОМУ РЕГІОНІ УКРАЇНИ. ОЦІНКА ЗАЛИШКОВИХ ЗАПАСІВ ТА РЕСУРСІВ ВВ. Зур'ян О.В.1, gv@ukrdgri.gov.ua , Старинський В.В.1, Мусіхін В.В.1, Сидоренко Л.М.1 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Західний нафтогазовий регіон України найстаріший в Європі. По мірі виснаження ресурсної бази вуглеводнів гостро постає питання про подальші перспективи його освоєння. Вперше в регіоні виконана оцінка залишкових запасів та ресурсів нафти та вільного газу історико-статистичним методом, основаному на ретроперспективному аналізі динаміки освоєння ресурсів. Отримані результати добре корегуються з оцінкою прогнозних ресурсів вуглеводнів виконаною УкрДГРІ за методом геологічних аналогій станом на 01.01.2012р. Сучасний стан ресурсної бази в регіоні дозволяє за відносно короткий час збільшити існуючий рівень видобутку нафти та вільного газу, при застосуванні передових технологій, в 1,5-2 рази.

DYNAMICS OF PRODUCTION OF PETROLEUM HYDROCARBONS IN WESTERN REGION OF UKRAINE, ASSESSMENT OF THEIR REMAINING RESERVES AND RESOURCES Zurian О.1, gv@ukrdgri.gov.ua , Starinskiy V.1, Musikhin V.1, Sydorenko L.1 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine Western oil and gas region of Ukraine is the oldest in Europe. Due to depletion of the resource base of hydrocarbons acute question about the future prospects of its development. For the first time in the region estimated remaining reserves and resources of oil and free gas historical and statistical method, based on retroperspective the analysis of the dynamics of resource development. The results obtained well-adjusted estimate of resources of hydrocarbons made Uclga by the method of geological analogies on 01.01.2012 Modern state of the resource base in the region allows for a relatively short time to increase the existing level of oil and free gas in the application of advanced technologies, in 1,5-2 times.

По мірі виснаження ресурсної бази вуглеводнів (ВВ) в Західному регіоні України гостро постає питання про подальші перспективи її освоєння. Перш за все, це залежить від величин та якості залишкових запасів та ресурсів ВВ. В Україні традиційно оцінка прогнозних ресурсів ВВ здійснювалася методом геологічних аналогій. Остання така оцінка в Західному регіоні виконана УкрДГРІ станом на 01.01.2011 р. за Класифікацією запасів та ресурсів,1997р.. Згідно цієї оцінки, в цілому в Західному регіоні початкові сумарні ресурси (ПСР) становлять: нафти – 329,8 млн. т, вільного газу – 747,8 млрд.м3; залишкові запаси та ресурси (ПСР мінус НВ) нафти − 218,1 млн. т, вільного газу – 490,7 млрд.м3; з них у "старих " НГР залишкові запаси ( Більче-Волицький, БориславськоПокутський) та НГО ( Карпатська) ПСР нафти − 252,0 млн. т, вільного газу – 474,2 млрд. м3; залишкові запаси та ресурси нафти −141,2 млн. т, вільного газу − 217,8 млрд. м3. На думку багатьох експертів, особливо західних, у "старих", добре вивчених регіонах, де пік видобутку ВВ вже минув, "центр ваги" прогнозів зміщується в бік історикостатистичних методів, які основані на ретроспективному аналізі динаміки освоєння ресурсів на дату прогноза, а виявлені тенденції екстраполюються на подальше. Світовий досвід

свідчить, що зазначені методи дають мінімальні оцінки пронозних ресурсів. Як правило, використовуються парні залежності: видобуток ВВ −час, видобуток ВВ− об'єми глибокого буріння, прирости запасів ВВ − час, прирости запасів ВВ− ефективність пошуковорозвідувального буріння та інш. У 1956р. М.Хабберт проаналізувавши динаміку видобутку нафти в нафтогазовидобувних штатах США прийшов до висновку, що видобуток нафти в будь-якому великому регіоні зростає вздовж параболічної кривої, вершина якої ("пік Хабберта") припадає на час коли "майже" половина запасів вичерпана. Площа обмежена кривою відповідає кумулятивній продукції.

Рис. 1

Рис. 2

Криву Хабберта в регіональному плані можна розглядати як сукупність аналогічних кривих по окремим продуктивним полям і навіть по окремим свердловинам. Тому, логічно припустити, що основні параметри кривої Хабберта властиві аналогічним кривим на основних родовищах регіону і навпаки. (рис. 1) Виходячи з моделі Хабберта теоретично в кінцевому результаті накопичений видобуток (НВ) повинен досягти ПСР. Тому логічно спробувати спрогнозувати на перспективу динаміку подальшого видобутку нафти, НВ, а також залишкові запаси та ресурси на конкретну дату, шляхом екстраполяції реальної кривої Хаберта на майбутнє, аж до суміщення її як асимптоти з віссю абцис. Якість прогнозу, в першу чергу, залежить від того, наскільки точно вдасться визначити частку ПСР, яку було видобуто до досягнення "піку Хабберта". К. Кемпбелл та Ж.Ласпер використали модель М.Хабберта і для прогнозу видобутку нафти у світі, 1997р. (рис. 2) На рис. 3 показано криву Хабберта в системі видобуток-час, з 1980 по 2014 р., в цілому по Західному регіоні, а на рис. 4 по трьом основним нафтовим родовищам регіону ( Бориславське, Долинське, Битків-Бабчинське) на долю яких на 01.01.2011р. припало 71,6 % всього НВ нафти в регіоні. За минулі 134 роки в динаміці видобутку нафти в регіоні розрізняються два тривалі періоди. Перший з них ,1880-1946рр., пов'язаний з розробкою Бориславського нафтогазоконденсатного родовища. Після 1894 р., коли було видобуто 25,27 тис. т, розпочався стрімкий підйом , який продовжувався до 1909р., коли було видобуто 1982,78 тис. т нафти . Потім наступило , хоч і менш стрімке, падіння видобутку нафти , що тривало 12 років до 1921р. Далі темпи падіння сповільнилися, але воно продовжувалося до 1942 р., коли було видобуто лише 212,9 тис. т нафти . Схожа картина спостерігалася і у другому періоді, що розпочався після 1946р. і триває досі. З 1954р. видобуток нафти стрімко зростав з 343,6 тис.т до максимуму (2859,6 тис. т) у 1967р., тобто, у 8,3 рази за 14 років. Таке стрімке зростання спричинено введенням в

розробку великих покладів нафти на Долинському нафтовому родовищі та на Глибинній складці Битків-Бабчинського нафтогазоконденсатного родовищ. З 1969р. розпочався поступовий спад видобутку нафти, що тривав до 2000р., коли було видобуто лише 585 тис. т. Тобто, за 32 роки видобуток нафти зменшився у 4,9 раз. У 2001-1006рр. падіння видобутку навіть вдалося призупинити завдяки введенню в розробку Микуличинського нафтогазоконденсатного родовища у 2000 р. Але за короткий час видобуток нафти повернувся на сталу траєкторію поступового зниження і у 2014 р. перетнув знаковий рівень у 500 тис. т. Загалом у динаміці видобутку нафти у зазначені два періоди є багато схожого. Кожний період між двома мінімумами видобутку тривав 65, 55 років. Стрімке зростання видобутку нафти відбувалося на початковому етапі розробки крупних покладів нафти. Пік видобутку досягався за 15,14 років. Після чого відразу починався спад видобутку, який проходив в 1,5, 2,5 рази повільніше ніж зростання. Введення в розробку невеликих родовищ чи інтенсифікація розробки лише призупиняли, або сповільнювали темпи падіння видобутку.

Рис. 3 – Західний нафтогазоносний регіон України. Динаміка видобутку нафти у 1880–2014 рр. Складено за даними УкрДГРІ та ДБЗ. 2015 р.

Рис. 4 – Західний нафтогазоносний регіон України. Динаміка видобутку нафти на основних родовищах. Складено за даними УкрДГРІ та ДБЗ. 2015 р.

Всі три основні нафтові родовища регіону розташовані в Бориславсько-Покутському НГР і дещо схожі за геологічною будовою та характером нафтогазоносності. Долинське та Битків-Бабчинське(Глибинна складка) перебувають в розробці понад 64 роки, а Бориславське 120 років, що робить останнє ідеальним об'єктом для дослідження моделі Хабберта. На всіх трьох родовищах проведена переоцінка запасів нафти за Класифікацією запасів 1997р. методом матеріального балансу. Тобто, балансові запаси нафти визначені з вірогідністю близько 90%. Динаміка видобутку нафти на всіх трьох родовищах відбувалася за схожим сценарієм. Максимальний рівень видобутку нафти на Бориславському родовищі(1982,78 тис. т) досягнуто у 1909 р., НВ на цю дату склав 8948 тис. т, що становить 27,1% від ПСР на 01.01.2013 р.; на Долинському родовищі відповідно(1770,5 тис. т) у 1963р., НВ на цю дату склав 9249,3, 22,3 % від ПСР; на Битківському родовищі, Глибинна складка − (481,4 тис. т) у 1965 р., НВ на цю дату - 4790 тис. т , 27 % від ПСР. Тобто, на 15-17рік з початку розробки всі родовища вийшли на максимальний рівень видобутку. НВ на дату досягнення піку "Хабберта" досягав≈27% від ПСР станом на 01.01.2014р. Крива Хабберта в цілому по регіону, а також окремо по основним родовищам в регіоні мають асиметричний характер, що змушує нас внести відповідні корективи. Максимальний рівень видобутку нафти в Західному регіоні 2851,6 тис. т був досягнутий у 1967 р. НВ на цю дату склав 58234,7 тис. т. Тоді за аналогією, з основними нафтовими родовищами регіону, ПСР нафти в Бориславсько-Покутському НГР та Карпатський НГО повинен становити 215,7 млн. т. Тобто, оцінка ПСР за методом геологічних аналогій та історико-статистичних практично співпали, різниця становить ≈ 8 %. На 01.01.2013р. в цілому в Західному регіоні вже видобуто 113,5 млн. т. нафти .Залишкові запаси та ресурси нафти становлять 102 млн. т. Модель Хабберта для прогнозу залишкових запасів та ресурсів вільного газу практично не застосовується. Розробка газових родовищ, в порівнянні з нафтовими, більш динамічна і менш тривала. Окрім того, динаміка видобутку вільного газу, поряд зі станом ресурсної бази, залежить від наявності та потужності газотранспортної системи. На рис.4 показана крива Хабберта в системі видобуток - час з 1924 по 2014рр. в цілому по Західному регіону України, а на рис.5 по шести основним газовим родовищам( Більче-Волицькому, Угерському, Битків-Бабчинському, Рудківському, Хідновицькому та Дашавському), сумарний НВ по яким складає 185,9 млрд. м3, 71,4 % від загального НВ в регіоні на 01.01.2011 р. З 1945 р., після відкриття великих Угерського(1944 р.) та Більче-Волицького(1949 р.) родовищ розпочався стрімкий підйом видобутку вільного газу, який прискорився з 1960 р. після введення в розробку Рудківського родовища та тривав до 1969 р., коли було досягнуто максимальний рівень видобутку вільного газу (12,571 млрд. м3). За 24 роки видобуток вільного газу збільшився у 16,8 раз. З 1970 р. розпочався такий же стрімкий спад видобутку, що тривав до 1992 р., коли було видобуто лише 845 млн. м3 вільного газу. За 23 роки видобуток впав у 14,9 раз. В динаміці видобутку вільного газу, на відміну від видобутку нафти, спостерігається симетрічна картина, оскільки строки та темпи зростання і падіння видобутку майже співпали (рис. 5). Після 1992 р., за рахунок введення в ДПР та розробку цілого ряду невеликих та дрібних родовищ газу в Більче-Волицькому НГР видобуток вільного газу вдалося підняти до 1369 млн.м3(2001 р.) Але після 2004 р. падіння видобутку відновилися, перш за все, через зменшення об'ємів пошуково-розвідувального та експлуатаційного буріння. У 2014 р. річний видобуток впав нижче рівня у 1000 млн. м3. Основні газові родовища Західного регіону можна розбити на три групи. До першої віднесені Угерське та Більче-Волицьке родовища, які розташовані поруч і на початку розробки фактично являли собою єдину гідродинамічну систему. Угерське родовище

вийшло на максимальний рівень видобутку за 22 роки розробки, коли НВ становив 77 % від ПСР; Більче-Волицьке – за 17 років розробки, коли НВ становив 45 % від ПСР. Такі значні темпи відбору газу пояснюються винятково високими експлуатаційними характеристиками , завдяки чому зазначені родовища стали унікальними ПСГ в усьому світі. До другої групи віднесені Рудківське та Битків-Бабчинське (Глибинна складка) родовища. Перше з них розташоване у Більче-Волицькому НГР, друге – у БориславськоПокутському. Перше з них вийшло на максимальний рівень відбору за 6 років розробки, коли НВ становив лише 25,1 % від ПСР; друге – також за 6 років, коли НВ становив лише 23 % від ПСР. Тобто, динаміка видобутку вільного газу на обох родовищах схожа з нафтовими. До третьої групи віднесені Хідновицьке та Дашавське родовища, які розташовані у смузі Більче-Волицького НГР перекритою Самбірським покривом. Хідновицьке родовище вийшло на максимальний рівень лише за 27 років розробки, коли було видобуто всього 27 % ПСР, а Дашавське за 26 років розробки, коли було видобуто 41 % ПСР. Якщо взяти сумарний НВ вільного по усім шести родовищам на дату максимального рівня видобутку, то він сягне 42 % від сумарного значення ПСР. Максимальний рівень видобутку вільного газу (12571 млн. м3) в Західному регіоні України був досягнутий у 1969 р., НВ на цю дату склав 129,943 млн.м3. Тоді, виходячи із рівня освоєння у 42 %, ПСР у цілому в Більче-Волицькому та Бориславсько-Покутському НГР дорівнюватиме 324,857 млрд. м3, що становить 81 % від ПСР визначеного за методом геологічних аналогій. У структурі видобутку нафти та вільного газу в останні 25 років відбулися істотні зміни. В загальному видобутку нафти доля крупних родовищ залишалася на рівні 44 %–47 %. В порівнянні з 1991 р., у 2000 р. в загальній структурі видобутку частка середніх, а особливо невеликих родовищ дещо зросла. Поряд з тим частка видобутку на дрібних та дуже дрібних родовищах значно впала, з 27,1 % до 19 %. В 2010 р., в порівняні з 2000 р., істотних змін у структурі видобутку нафти не відбулося. Очевидно за існуючих умов надрокористування, розробка дрібних та дуже дрібних покладів нафти стала малорентабельною. У 2013 р. в Західному регіоні було видобуто 508 тис. т нафти, тобто у 86,7 крат більше балансових запасів (класи 111+121+122) та у 60,9 крат більше розвіданих балансових запасів (класи 111+121). В структурі видобутку вільного газу в останні 25 років постійно зменшувалася частка великих родовищ, з 40 % у 1991 р. до 27,9 % у 2010 р. Частка видобутку вільного газу на невеликих родовищах була досить незначною.. Поряд з тим, істотно зросла доля дрібних та дуже дрібних родовищ , з 8,2 % у 1991 р. до 34,2 % у 2010 р. Поступово дрібні та дуже дрібні поклади стали чільними об'єктами у загальній структурі видобутку вільного газу. Перш за все це пов'язано зі значними позитивними зрушеннями у пошуках та підготовці малорозмірних об'єктів на невеликих глибинах у сарматських відкладах в БільчеВолицькому НГР. Безумовно цьому сприяв і певний прогрес у технології розробки таких родовищ. У 2013р. в регіоні було видобуто 1048 млн. м3 вільного газу, тобто у 88,6 крат більше балансових запасів( класи 111+121+122) та у 59,2 рази більше розвіданих балансових запасів(класи 111+121). Як бачимо, рівні забезпеченості видобутку нафти та газу балансовими запасами разюче співпадають. Перш за все це обумовлено тим, що при переході на добре уніфіковану Класифікацію запасів 1997р. ДБЗ було ґрунтовно "розчищено". Враховуючи багаторічний досвід нафто газовидобування в США, Канаді та інших країнах, можна вважати, що сучасний стан розвіданих балансових запасів(класи 111+121) дозволяє збільшити існуючий рівень видобутку нафти та вільного газу, при застосуванні передових технологій, принаймі в 1,5-2 рази. Це підтверджується також трендами НВ нафти та газу, які ще далеко не досягли критичного рівня. (рис.7)

Рис. 5 – Західний нафтогазоносний регіон України. Динаміка видобутку газу у 1924–2014 рр. Складено за даними УкрДГРІ та ДБЗ. 2015 р.

вільного газу млрд. м3

Накопичений видобуток нафти (млн. т) та

Рис. 6 – Західний нафтогазоносний регіон України. Динаміка видобутку вільного газу на основних родовищах. Складено за даними УкрДГРІ та ДБЗ. 2015 р.

Рис. 7 – Західний нафтогазоносний регіон України. Накопичений видобуток нафти та газу у 1880 – 2014 рр. Складено за даними УкрДГРІ та ДБЗ. 2015 р.

УДК 550.8

КАЧЕСТВЕННЫЕ И КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ УГЛЕЙ, ИЗУЧАЕМЫЕ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ Иконников В.М.1, инженер-геофизик 1к. 1 –УкрГГРИ, г. Киев, Украина Описаны физические изменения свойств углей, закономерности изменения их физикомеханических и физико-химических свойств.

COAL QUALITATIVE AND QUANTITATIVE CHARACTERISTICS STUDIED BY GEOPHYSICAL METHODS Ikonnikov V.1 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine Physical changes of coal properties and behavior of physicomechanical and physicochemical properties of fossil coal are described.

Учитывая сложное строение угольных пластов, высокую неоднородность самого угольного вещества, совместное воздействие физических полей и активных химических сред при ведении горных работ, актуальность приобретают интегрированные подходы в изучении структуры и свойств углей, позволяющие оценивать вклад различных структурных элементов и их взаимное влияние на горно-геологические процессы. Такие подходы являются основой эффективного мониторинга разрабатываемых месторождений, прогнозирования горно-геологических явлений и процессов, а также управления качеством добываемого угольного сырья с учетом его комплексного использования и охраны окружающей среды. Существующие в настоящее время подходы к оценке изменения физико-механических и физико-химических свойств ископаемых углей при решении проблем их добычи и переработки основываются преимущественно на данных об их петрографическом и химическом составе, а также стадии метаморфизма. Повышению достоверности геологоразведочных робот в Донецком бассейне и уменьшению их стоимости способствуют всестороннее привлечение новых комплексных научно – исследовательских методов к обработке геологических материалов, а также использование современных технологий на действующих шахтах, с учётом многолетнего опыта разработки угля в Донбассе. Таким образом, сам по себе геологоразведочный процесс не мыслится оторванным от изучения ряда теоретических вопросов и горной практики. Разведка угольных месторождений на современном уровне представляет собой разноплановое научно-производственное исследование. Методика разведки должна определять подбор методов, необходимых и достаточных для решения поставленных задач. При геолого-промышленной оценке разведанного месторождения (участка) необходимо рассмотреть следующие основные вопросы: 1. Степень детальности выявления и оконтуривания всех ожидаемых изменений зольности и сернистости углей по каждому пласту. 2. Представительность и детальность произведённого опробования угольных пластов по горным выработкам, имеющимся на месторождении или на площадях, непосредственно к нему примыкающих. 3. Сходимость качественной характеристики углей по керновым пробам и пробам, отобранным из горных выработок.

4. Обоснованность определения ожидаемой эксплуатационной зольности угля (прогноз учитывает засорение боковыми породами в процессе эксплуатации, исходя из конкретных горногеологических и горнотехнических условий разработки каждого пласта и опыта его обработки на данном месторождении). Каменноугольные угленосные отложения представлены разнообразным комплексом терригенных пород – песчаниками, алевролитами и аргиллитами, среди которых в виде маломощных слоев заключены пласты углей и известняков. Терригенные породы в угленосной толще составляют 90–95 %, причём в некоторых свитах резко преобладают тонкообломочные породы (аргиллиты и алевролиты до 80 %), в других весьма существенна роль песчаников (до 40 %). Песчаники встречаются в аллювиальных, дельтовых и прибрежноморских фациях в виде тонких слоев и толщ мощностью до 50–80 м. По минеральному составу среди песчаников выделяются мономинеральные (кварцевые), олигомиктовые (полевошпатовокварцевые) и полимиктовые. Карбонатные породы представлены в основном известняками. Среди известняков по структурно-генетическим особенностям выделяется несколько групп: биоморфные (водорослевые, фораминиферовые), биоморфно – детритусовые (брахиоподовые, мшанковые), детритусовые, микрозернистые, оолитовые, брекчированные и известняки с обильной терригенной примесью. Угли и углисто – глинистые породы составляют обычно от 0,5 до 2 % от общей мощности свиты. Индивидуальные литолого-фациальные черты многих горизонтов известняков и углей достаточно устойчивы на больших площадях. Это позволяет использовать их в качестве хорошо маркирующих горизонтов. При поисково-разведочных работах литолого-стратиграфическое изучение угленосных отложений направлено на решение следующих задач: 1. Стратиграфическое расчленение вскрываемых скважинами разрезов, т. е. детальное выявление нормальной последовательности напластования различных толщ и слоёв в отдельном непосредственно изучаемом разрезе. 2. Корреляция разобщенных разрезов в пределах месторождения. 3. Сопоставление сводного разреза по месторождению с другими месторождениями и бассейнами и привязка к стратотипическим разрезам. Петрографические особенности угей Донецкого бассейна изучалиь в течение более ста лет многими исследователями В. В. Видавский, И. И. Аммосов, З. В. Ергольская, Ю. А. Жемчужников, А. Б. Травин. В первое время основное внимание уделялось исследованию микроструктуры отдельных литотипов угей и выявлению характера изменения макро- и микропризнаков в процессе углефикации. Затем усилия углепетрогафов были сосредоточены на описании микропризнаков углей, отличающихся по степени восстановленности витринита. Сводка материалов и этапов углепетрографических исседований этого периода дана в Атласе микроструктур углей Доецкого басеейна изданом АН СССР в 1965 г. и др. По внешнему облику и составу существенные различия имеются между углями среднего и нижнего карбона. Неодинаков микролитотипный и микрокомпонентный состав углей нижнего и среднего карбона Исходным материалом углей Донбасса послужили остатки стеблевых, древесных, лиственных тканей различных групп растений карбона, остатки органов их размножения (спорангии, споры и пыльца) и защитных приспособлений (кутикул). Растительные останки тканевого происхождения при использовании углей имеют основное значение, определяя их качественные характеристики. Основная масса углей Донецкого бассейна образовалась в параллических условиях. Среди углей бассейна выделяют гумиты, липтобиолиты и сапропеито-гумиты. Преобладают 100

гуммиты. Липтобиолиты и сапропелито-гумиты встречаются в весьма органиченных количествах. Сапропелито-гумиты отмечаются во всех свитах карбона в виде тонких (0,1–0,2 м) линзовидных прослоев среди гумусовых углей. Наибольшее значение среди минеральных примесей в углях Донецкого бассейна имеют глинистые минералы (каолинит, гидрослюды). Их содержание колеблется в больших пределах (от 2 до 25 %). В ряде случаев среди минеральных примесей отмечается значительное количество сульфидов железа (от 1 до 7 %) представленных в основном пиритом и марказитом. По данным изучения метаморфизма угленосной толщи можно сделать такие выводы: – Стадия метаморфизма углей увеличивается от стратиграфически более высоких горизонтов к более низким. – Увеличение стадии метаморфизма угля в пределах одного и того же пласта происходит в направлении возрастания мощности каменноугольных отложений с запада на восток и от периферии бассейна к центру. – В пределах отдельных сопряженных структур стадия метаморфизма угля в пластах возрастает от замков антиклиналей к замкам синклиналей, т. е. увеличением современной глубины залегания пластов. Геофизические методы исследования основаны на различных физических свойствах угля, например. Бурые и каменные угли, антрациты и сланцы относятся к классу полупроводников, все их электрические свойства очень неустойчивы. Изучение закономерностей удельного электрического сопротивления с ростом метаморфизма каменных углей показало, что при переходе от длиннопламенных углей к тощим удельное сопротивление изменяется на 2–2,5 порядка, при переходе от тощих углей к антрацитам – на 7–8 порядков. Подтверждено, что минимальную удельную электропроводность имеют угли с содержанием углерода около 86 %. С повышением содержания углерода (более 87 %) электропроводность резко возрастает, что связано, повидимому, с процессом графитизации, упорядочением структуры углей в трех измерениях, приобретением витреном полупроводниковых свойств. Уменьшение удельного сопротивления углей с ростом метаморфизма особенно ощутимо при переходе от тощих углей к антрацитам. Влияние петрографического состава угля на электрическое сопротивление проявляется в том, что оно для того или иного типа угля в значительной степени определяется содержанием и характером распределения и его основной массе витрена и фюзена. Прослои витрена и фюзена изменяют электрическое сопротивление угля на один три порядка в ту или другую сторону. Пористость является определяющим фактором изменения не только удельных элетрических сопротивлений, но так же плотности, скорости рапространения упругих волн и другии физические свойства пород. Установлено, что в Донецком бассейне областям распростронения углей высокой степени углефикации соотвествуют низкие значения пористости и высокие значения удельных электрических сопротивлений, плотностей и скоростей распространения упругих колебаний вмещающих пород. Наоборот, в областях распространения углей с низкой степенью углефикации вмещающие породы имеют пониженные значения описаны выше физических параметров. Таким образом физические свойства вмещающих пород являються индикатаром марочного состава угля. Имеються заметные изменения данных физических свойств по разрезу угленосной толщи, постепенное увеличение удельного электрического сопротивления, плотности и скорости распространения продольных волн сверху вниз по стратиграфическому разреду. Изменение пористости пород связано с метаморфизмом и с условиями накопления осадков. Современное состояние промысловой геофизики позволяет во многих случаях решать поставленные задачи. Разработка геофизических методик определения качественных характеристик угля должна осуществляться в двух направлениях: 101

– определение физических свойств углей и их связи с качественными характеристиками углей – изучение физических свойств вмещающих угли пород и их корреляцииных связей с качеством углей. Геофизические методы могут быть использованы для детального изучения генетических и циклических закономерностей разреза, изучение минерального состава пород и полезных ископаемых в разрезах скважин, механических свойств пород. Актуальной задачей является разработка методики количественного определения газоносности угольных пластов с помощью геофизических методов. ЛИТЕРАТУРА 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

КД 12.06.204-99 Геологічні роботи на вуглевидобувних підприємствах України. Гірничий закон України від 06.10.1999 № 1127-XIV. Геологічні роботи на вуглевидобувних підприємствах України. КД 12.06.204-99. Великий Донбас. К. О. Новик, В. В. Пермяков. Видавництво академії наук УРСР, Київ. – 1959. История геологического изучения угольных бассейнов СССР. Издательство “Наука”. Москва. – 1976. Геология угольных месторождений. Издательство “Наука”. Москва. – 1969. Справочник по качеству каменных углей и антрацитов Донецкого и ЛьвовскоВолынского бассейнов. Издательство “Недра”. Москва. – 1972. Справочник по качеству каменных углей и антрацитов Донецкого и Львовсковолынского бассейнов. – 1972 г. Геология угольных месторождений. – Т. 1. –1969 г.

102

УДК 553.493.6

РЕДКОЗЕМЕЛЬНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ КАРБОНАТИТОВОГО КОМПЛЕКСА ДИКЕР ВИЛЛЕМ (НАМИБИЯ) Кадурин С.В.1, кандидат геологических наук, kadurins@gmail.com ; Какаранза С.Д.1, кандидат геологических наук, s.kakaranza@gmail.com ; Кадурин В.Н.2, кандидат геологоминералогических наук, профессор, vl.kadurin@gmail.com 1 – ГЕОДАР Инвестментc, г. Виндхук, Намибия; 2 – Одесский национальный университет им. И.И. Мечникова, г. Одесса, Украина Исследования посвящены карбонатитовому комплексу Дикер Виллем, который расположен в южной части Намибии. Комплекс представляет собой горное сооружение в строении, которого принимают участие различные по составу и этапам внедрения карбонатитовые породы. Редкоземельная минерализация приурочена к стадии внедрения ферроальвикитов и представлена бастнезитом и паризитом. Так же с этим же этапом внедрения связана фосфатная минерализация представленная фтор-апатитом.

RARE EARTH MINERALIZATION OF CARBONATITE COMPLEX OF DICKER WILLEM (NAMIBIA) Kadurin S.1, Ph. D., kadurins@gmail.com ; Какаrаnzа S.1, Ph. D., s.kakaranza@gmail.com ; Kadurin V.2, Ph. D., prof., vl.kadurin@gmail.com 1 – HEODAR Investments, Windhoek, Namibia; 2 – Odessa I.I. Mechnikov National University, Odessa, Ukraine Carbonatite complex of Dicker Willem which located in the southern part of Namibia is the main target of that article. That complex is presented like mountain and there are different by compound and stages of intrusions carbonatite rocks detected there. REE mineralization connected with ferro-alvikites and bastnaesite and parisite are the main REE minerals. Phosphate mineralization presented by fluorapatite and connected with ferro-alvikites also.

Активно развивающиеся технологии последнего времени ставят перед горнодобывающей промышленностью новые задачи. Одной из них является поиск, разведка и разработка новых месторождений редкоземельных элементов. Данный комплекс элементов, включающий в себя весь ряд лантаноидов, а так же иттрий и скандий, является обязательным сырьем для производства высокомощных магнитов, катализаторов, высокоточной оптики, а так же электроники. Тем самым, потребление этих элементов увеличивается год от года, а производство, хотя и ускоряется, но все равно не может достичь тех же темпов развития. Таким образом, поиск и разведка новых месторождений редкоземельных элементов становится одной из приоритетных задач геологоразведки. В этом свете оценка рудоносности карбонатитовых комплексов, как одного из основных источников редких земель, выходит на первый план. На территории Намибии известно порядка 50 проявлений карбонатитов, наиболее известные и крупные проявления представлены на рисунке 1. Одним из наиболее крупных проявлений карбонатитов является комплекс Дикер Виллем, который расположен на юге страны в ряду других одновозрастных с ним, но уступающими ему по размерам, проявлениями. С геологической точки зрения карбонатиты прорывают метаморфические породы гранулитовой фации метаморфизма принадлежащие поясу Намаква. [Reid, Cooper 1990] Дикер Виллем представляет собой штокобразное тело имеющее диаметр до 3 км и сложенное, как минимум, четырьмя видами карбонатитовых пород, каждая из которых представляет свой этап внедрения. Так, начиная с периферии и к центру можно выявить следующие виды пород: 103

Контактовые силикатно-карбонатные (фенитизированные) породы – этот тип пород представляет собой контакт магматических карбонатитовых пород и метаморфических пород окружения, которые чаще всего представлены гнейсами и сланцами. Данные породы имеют стекловатую, иногда порфировую структуру, где в порфировых выделениях расположены кристаллы полевых шпатов до 5–7 мм, а скрытокристаллическая стекловатая масса сложена карбонатным веществом. Соотношение карбонатной и силикатной составляющих оценивается как 50 % на 50 %.

Рис. 1. Наиболее крупные проявления карбонатитов Намибии

Севиты – это светлоокрашенные, иногда до белого цвета, породы, крупнокристаллические. Некоторые кристаллы кальцита достигают размеров до 10 см. Так же в породе встречаются крупные и хорошо ограненные кристаллы магнетита, иногда обнаруживаются кристаллы слюды. Анализируя контактовые взаимодействия севитов с окружающими их другими карбонатитовыми и силикатными породами можно сделать вывод, что севиты представляли собой первую стадию внедрения карбонатитовой магмы и первоначально формировали весь массив. Однако последующие стадии внедрения привели к тому что севиты были практически полностью уничтожены и сейчас обнаруживаются как отдельные массивы и крупные ксенолиты в карбонатитах последующих генераций. Альвикиты – это желтовато-коричневые средне и мелкокристаллические породы. Эти породы формируют основной массив Дикер Виллема. В общем объеме альвикитов часто встречаются текстуры течения, при этом различные потоки и прослои обладают разным сочетанием кальцита и доломита, а так же разным количеством магнетита. Таким образом, альвикиты обладают достаточно широкой гаммой цвета и структурно-текстурных 104

особенностей, однако практически все они обладают достаточно низким содержанием редкоземельных элементов. Ферроальвикиты – представляют собой темно-коричневые до черных породы, средне и мелкокристаллические. От обычных альвикитов их отличает повышенное содержание железа (Fe2O3 до 10 %). Выделение ферроальвикитов в отдельную категорию пород так же связано с тем, что их геологические границы с альвикитами четкие и свидетельствуют, что это два разных этапа внедрения карбонатитового расплава (рис. 2).

Рис. 2. Контакт между альвикитами и ферроальвикитами, а так же распределение фосфатной и редкоземельной минерализации. Определения содержания элементов выполнены рентгенфлюоресцентным полевым прибором Niton XL3t GOLDD+

Так же ферроальвикиты наиболее интересны с точки зрения из редкоземельной минерализации. По результатам лабораторного определения содержания редких земель в 208 пробах установлено, что среднее содержание суммы окислов редких земель в ферроальвикитах составляет 1,98 %. При этом непосредственно к зоне контакта альвикитов и ферроальвикитов приурочена область развития фосфатной минерализации. На рисунке 2 представлены оба вида минерализации и их пространсвенное распределение. Редкоземельные минералы сконцентрированы в ферроальвикитах, а фосфаты и ассоциирующий с ними иттрий расположены в виде жил и результатов термальной пропитки идущей от границы ферроальвикитов в сторону развития альвикитовых массивов. Таким образом, фосфатная минерализация, хотя и располагается в альвикитах, но, тем не менее, генетически связана с ферроальвикитовыми внедрениями. Минералогические и петрографические исследования ферроальвикитов и связанных с ними рудных компонентов показали, что редкоземельная минерализация представлена такими минералами как бастнезит (Ce(CO3)F) и паризит (CaCe2(CO3)3F2). Минералы редких

105

земель заполняют полости в породе и формируют концентрические почковидные гнезда свидетельствующие о пневматолитово-гидротермальной природе минерализации (рис. 3).

Рис. 3. Гнездо редкоземельной минерализации в ферроальвикитах. Основные рудные минералы – бастнезит и паризит, видна тонкая кайма минералов железа вокруг гнезда минерализации. Ув. 200; а – николи параллельны; б – николи скрещены

Фосфатная минерализация представлена фтор-апатитом (Ca9.37 Sr0.63)(PO4)6F2. Определение минералов производилось с использованием рентген-структурного анализа в Министерстве шахт и энергетики Намибии. Исследование расположения апатита под микроскопом показало, что он располагается в альвикитах и ферральвикитах в виде отдельных жил и прожилков. При этом каждая жилка апатита обрамлена тонкой каймой кристаллов доломита (рис. 4.).

Рис. 4. Апатитовые прожилки с доломитовой окантовкой в альвиките. Ув. 400; а – николи параллельны; б – николи скрещены

Еще один вид карбонатитовых пород Дикер Виллема представлен карбонатитовой брекчией. Эта порода имеет коричневато-желтый цвет и включает в себя большое количество ксенолитов других карбонатитовых и силикатных пород, которые составляют до 50 % от общего объема породы. Размеры ксенолитов варьируют в широких пределах от 1 сантиметра до 1 метра, все они имеют неправильную угловатую форму. Преобладают ксенолиты сложенные альвикитами (около 50 %), севиты формируют порядка 30 %,

106

ферроальвикиты – 15 % и силикатные породы формируют только 5 % ксенолитов. Карбонатитовые брекчии приурочены к вершине и северному склону горы и формируют изометричные по форме проявления на поверхности. Так же брекчии заполняют ряд жил и трещин расходящихся радиально от основных обнажений. Таким образом, данный вид пород и его расположение по отношению к остальным породам комплекса свидетельствует что брекчии были последней стадией внедрения карбонатитовых пород Дикер Виллема и представляют собой жерловую фацию. В конечном итоге следует заключить, что карбонатитовый комплекс Дикер Виллем представляет собой многосоставное интрузивное образование, в формировании которого принимали участие карбонатитовые породы разных стадий внедрения и различного состава. Редкоземельная минерализация связана с этапом формирования ферроальвикитов. Учитывая размеры геологического объекта, развитость ферроальвикитов и содержание редких земель в них можно считать Дикер Виллем перспективным для проведения разведочных работ и оценке запасов.

107

ГЛУБИННЫЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ МЕДНО-УРАНОВОГО ОРУДЕНЕНИЯ НА УКРАИНСКОМ ЩИТЕ Калашник А.А.1, доктор геологических наук, kalashnik_anna1@mail.ru 1 – КЛАНАУ, г. Кировоград, Украина

Рассмотрены новые глубинные предпосылки формирования медно-уранового типа оруденения в пределах Украинского щита (УЩ) в тесной связи с особенностями строения литосферы и ее составных частей. Изложенные материалы дали возможность с новых позиций оценить возможности расширения минерально-сырьевой базы этого типа уран-полиметального оруденения на УЩ.

DEPTH REASONS OF FORMING OF URANIUM-COOPER MINERALIZATION OBJECTS IN THE UKRAINIAN SHIELD Kalashnyk G.1, Doctor of Geological Sciences (Sc.D.(G), kalashnik_anna1@mail.ru 1 – Kirovograd Flight Academy of National Aviation University, Kirovograd, Ukraine We present the new depth reasons of forming of copper-uranium mineralization types in the territory of the Ukrainian Shield (UkrSh) in close connection with the features of the deep structure of the lithosphere and its constituent parts. Presentation of the material allowed us to estimate the prospects of expanding the mineral resource base of uranium-cooper ore objects in the UkrSh with the new positions.

Рудные ассоциации урана в эндогенных месторождениях разнообразны, как и факторы, оказывающие существенное влияние на возникновение рудных парагенезов [1]. Многочисленные результаты современных исследований показывают, что важнейшим фактором формирования парагенеза являются условия их совместной миграции и (или) совместного осаждения [1]. Имея наложенный эпигенетический характер по отношению к структурноформационным комплексам земной коры, эндогенные крупные по запасам месторождения урана на УЩ проявляют выраженную связь с особенностями строения глубинных оболочек Земли [3, 4, 5]. С этим согласуются особенности глубинного строения урановорудной провинции Украинского щита, проявленность физических и химических неоднородностей мантии, изотопно-геохимические данные, которые подтверждают мантийный источник вещества растворов, формировавших урановорудные натриевые метасоматиты ряда месторождений Кировоградского рудного района [6]. Рассмотрение комплекса геофизических и петролого-геохимических критериев проявленного медно-уранового оруденения на территории УЩ может помочь оценить перспективы обнаружения в его пределах урановорудных объектов указанного типа промышленного значения с новых позиций. Медно-урановый тип оруденения на УЩ наиболее масштабно проявлен в ЗападноИнгулецкой минерагенической зоне. С Западно-Ингулецкой минерагенической зоной связаны рудопроявления урана, железа, меди, серного колчедана, месторождения и рудопроявления графита (рис. 1). Все эти проявления различных полезных ископаемых располагаются вдоль главного меридионального направления Западно-Ингулецкой разломной структуры, что подчеркивает ее ведущую роль в локализации различных рудных формаций. В Западно-Ингулецкой минерагенической зоне наблюдается устойчиво повторяющийся минеральный парагенезис уран-медь, который выражается в масштабном площадном концентрировании этих металлов в виде обширных геохимических аномалий с четкой региональной зональностью, совпадающей с простиранием минерагенической зоны, а также в формировании многочисленных проявлений и отдельных рудопроявлений медноуранового типа, сконцентрированных в разнородных породах. Это косвенно указывает на

108

наличие общности формирования однотипных рудных скоплении вне зависимости от геологической характеристики вмещающих их пород в верхних слоях земной коры. Средние содержания урана в породах Западно-Ингулецкой зоны изменяются от -4 1,4х10 % до 5,6х10-4 % практически не превышая кларковые для кислых пород УЩ (2-4х104 %), либо являются дефицитными по отношению к ним.

Рис. 1. Геолого-структурная схема Западно-Ингулецкой минерагенической зоны с металлогенической нагрузкой (с использованием материалов КП “Кировгеология”) 1 – амфиболиты, гнейсы амфибол-биотитовые, 2 – габбро амфиболизированное, 3 – диориты, гранодиориты, 4 – плагиоклазовые мигматиты биотитовые и амфибол-биотитовые, 5 – плагиоклазовые граниты и мигматиты, 6 – мигматиты порфиробластические гранодиоритового состава, 7 – монцониты кварцевые и биотитгиперстеновые, 8 – чарнокиты, 9 – граниты биотитовые порфиробластические, 10 – диориты, гранодиориты, 11 – мигматиты биотитовые, полосчатые, 12 – граниты и мигматиты мелко-среднезернистые биотитовые, 13 – граниты порфиробластические биотитовые, 14 – диабазы, диабазовые порфириты, 15 – габбро, 16 – щелочные метасоматиты нерасчлененные, 17 – вторичные кварциты, 18 – биотит-амфибол-плагиоклазовые гнейсы с прослоями графит-биотитовых сланцев, 19 – кварциты, кварцитопесчаники, графитовые, графитбиотитовые, андалузит-слюдисто-графитовые сланцы, кальцифиры, мраморы, 20 – гнейсы гиперстеновые, гиперстен-биотитовые, 21 – биотитовые, силлиманит-биотитовые, гранат-биотитовые гнейсы, 22 – экплозивные проявления [7]: 1 – Боковянское кимберлитоподобное, 2 – Родионовское брекчиевое, 3 – РаевоАлександровское сланцевое, 4 – графитовое балки Власовской, 5 – Балаховское графитовое; 6 – Артемовское железорудное, 7 – Васильевское брекчиевое; 23 – проявление кимберлитоподобных пород; рудопроявления урана: 24 – гидротермального типа в минерализованных зонах в породах фундамента: 1 – Червоношахтарское,

109

Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання-2015)» 2 – Родионовское, 3 – Павловское, 4 – Восточно-Павловское, 5 – Северо-Павловское; 25 – урановорудные объекты эпигенетического типа в трещинах кристаллических пород фундамента и коре выветривания кристаллических пород; 26 – рудопроявление урана гидротермально-метасоматического типа в пегматоидных гранитах; 27 – Карачуновско-Лозоватский участок проявления медной минерализации, 28 – площадная контрастная геохимическая аномалия никеля и кобальта; рудопроявления: 29 – золота, 30 – меди; 31 – графитовые: а – месторождения; б – рудопроявления; 32 – Родионовское рудопроявление серного колчедана, 33 – рудопроявление РЗЭ лантановой группы.

Зоны уранового оруденения на Червоношахтарском участке связаны с рудоконтролирующими структурами, представленными субмеридианальными трещинами скалывания, сопровождающимися сетью оперяющих трещин. Урановая минерализация приурочена в основном к участкам рудоконтролирующих структур, секущих окварцованные амфибол-магнетитовые роговики и сланцы, и редко проявлена среди милонитов по мигматитам. В парагенетической ассициации с урановыми минералами находятся, главным образом, сульфиды: халькопирит, пирит, галенит, в меньшей степени сфалерит, кубанит, пирротин и в зоне гипергенеза марказит, халькозин, борнит. Из околорудных изменений в зонах уранового оруденения выделяются карбонатизация, амфиболизация, хлоритизация, слабое ощелачивание пород, а также сульфидная минерализация. Сульфидная минерализация наблюдается и вне зон уранового оруденения. Результаты спектрального анализа геохимических проб, представленные в виде корреляционных диаграмм содержаний элементов-спутников урановорудного процесса указывают, что в зонах уранового оруденения, помимо урана, в повышенных содержаниях отмечаются медь, свинец, молибден. Их распределение неравномерное, но, как правило, максимум содержания свинца находится в полной корреляции с максимальным содержанием урана. Содержание меди широко варьирует независимо от содержания урана. Однако бесспорным является установленное повышенное содержание меди для зон уранового оруденения. Свинец в рудных телах находится в составе галенита. Галенит выполняет промежутки между агрегатами настурана, иногда встречается в виде самостоятельных жилок без видимой связи с настураном, но в непосредственной близости от него. Медь, свинец, молибден, висмут и иттрий с учетом минералогических характеристик урановорудных зон и результатов геохимических исследований находятся в парагенетической связи с ураном и их образование обусловлено единым урановорудным процессом. Не все элементы, сопутствующие урану в рудных зонах, выходят за их пределы. Такие элементы, как висмут и иттрий устанавливаются лишь в рудных телах. Ореолы вокруг рудных тел образуют медь, свинец и частично молибден. Наиболее широкий ореол рассеяния образует медь. Урановое оруденение Червоношахтарского рудопроявления распределено крайне неравномерно. Наблюдаются маломощные 0,2–0,5 м редко 1 м жилы, жилообразные тела, гнезда, линзы богатых руд с высоким содержанием сульфидов [2]. По преобладающему компоненту руды делятся на урановые, медные и медно-урановые. Содержание меди колеблется от 0,1 %, в отдельных штуфах достигая 10–15 % [2]. Главный урановый минерал руд – уранинит, в небольших количествах встречается коффинит и урановая чернь. Кроме того, в незначительных количествах отмечаются ненадкивит, а также урансодержащие ильменит (давидит), ортит, эпидот, сфен и циркон. Изотопный возраст уранинита составляет 2100±100 млн лет (А. И. Тугаринов) [2]. По составу руды чаще относятся к сульфидноуранинитовому типу. Характерной особенностью геохимических аномалий меди, свинца, молибдена Червоношахтарского рудопроявления является то, что отсутствует их полное пространственное совмещение с урановой аномалией. Это обусловлено полигенным и полихронным характером привноса этих элементов и их концентрации. Урановые руды сопровождаются дорудными, синрудными и пострудными продуктами гидротермальных метасоматических процессов. 110

По данным КП “Кировгеология” на Червоношахтарском рудопроявлении процессы магнезиально-кальциевого метасоматоза (2,3 млрд лет) сопровождались привносом хрома, никеля, урана, меди, тория, в меньшей мере бериллия. При формирование кварцевых пород по железистым кварцитам происходил заметный привнос урана, бария, свинца, никеля, молибдена. Урановорудный процесс (2100±100 млн лет (по [2])) сопровождался привносом помимо урана, также меди, свинца, тория, висмута и никеля. Медь наряду с ураном накапливалась как в продуктах магнезиально-кальциевого метасоматоза, так и в урановой руде с максимальной концентрацией в последней (Гречишников Н. П., КП “Кировгеология”). В ходе разновременных тектоно-магматических активизаций одна и та же область мантии, аномально обогащенная определенными химическими элементами, может поставлять в верхние структурные этажи новые порции рудогенного материала. Поэтому первичная химическая неоднородность определенной области мантии находит отражение в определенной геохимической и металлогенической специализации формируемых на верхних структурных горизонтах земной коры рудных объектах. Начальным условием рудогенеза является создание термобароградиентных условий для масштабного астеносферного концентрирования рудогенных компонентов, генерация рудоносных флюидов определенной металлогенической специализации и только впоследствии для возникновения крупных рудных концентрации на верхних структурных этажах земной коры начинают играть роль рудоконцентрирующих свойства вмещающей коры (структурные ловушки и наличие геохимических барьеров для рудоотложения) [3, 5]. Устойчиво повторяющийся минеральный парагенезис рудных компонентов, в первую очередь, свидетельствует об общности их свойств, обусловливающих возможность мобилизации и транспортировки в составе рудоносных флюидов по единым разломным зонам. В устойчивом полихронном парагенезисе медь-уран в Западно-Ингулецкой минерагенической зоне вероятнее всего важную роль играет общность путей миграции этих рудных компонентов, связанных с Западно-Ингулецкой разломной зоной мантийного проникновения с мантийных глубин и их совместное (возможно, с некоторым отрывом) осаждение на геохимических барьерах в периоды рудообразования на верхнекоровом уровне. Косвенным аргументом в пользу этого являются: отчетливая структурная локализация концентраций уран-медь в зоне указанного глубинного разлома, региональная геохимическая и металлогеническая зональность парагенезиса уран-медь в которой ЗападноИнгулецкий разлом мантийного проникновения в литосферном сегменте высокой степени зрелости Ингульского мегаблока играет роль рудоконтролирующей структуры, формирование многочисленных проявлений и рудопроявлений минерализации уранового и медно-уранового типа, сконцентрированных в разнородных породах. Исходя из данных глубинного строения ЗИМЗ, ее геохимической и металлогенической специализации, можно сделать предположение, что определяющую роль в отсутствии промышленных концентраций урана в ее пределах, вероятней всего, сыграла невысокая насыщенность ураном мантийных флюидов, что обусловлено физико-химическими особенностями участка мантии, соответствующего Западно-Ингулецкой минерагенической зоне, при высокой эффективности указанной зоны в качестве флюидопроводника. При сегодняшнем состоянии минерально-сырьевой базы урана Украины, существующей конъюнктуре рынка урана Западно-Ингулецкая минерагеническая зона может рассматриваться лишь как потенциальная в плане разработки выявленных и как малоперспективная для поиска новых урановорудных объектов.

111

ЛИТЕРАТУРА 1. Абрамович И. И. Металлогения/Абрамович И. И. – М.: ГЕОКАРТ-ГЕОС, 2010. – 328 с. 2. Генетические типы и закономерности размещения урановых месторождений Украины. Под ред. Я. Н. Белевцева, В. Б. Коваля//Киев.: Наукова думка, 1995. – 396 с. 3. Ка л аш н ик А . А. Новые закономерности размещения и особенности формирования промышленных эндогенных месторождений урана Украинского щита/А. А. Калашник//Зб. наукових праць УкрДГРІ. – 2014. – № 1. – С. 58–78. 4. Ка л аш н ик А . А. Роль глубинных факторов в формировании промышленного эндогенного уранового рудообразования УЩ/А. А. Калашник//Зб. наукових праць УкрДГРІ. – 2013. – № 3. – С. 33–48. 5. Ка л аш н ик А . А. Новые прогнозно-оценочные критерии в технологии прогнозирования формирования промышленных эндогенных месторождений урана Украинского щита/А. А. Калашник // Зб. наукових праць УкрДГРІ. – 2014. – № 2. – С. 27–54. 6. Степанюк Л. М. Джерело натрію та урану ураноносних альбітитів на прикладі Докучаєвського родовища Інгульського мегаблоку УЩ/Л. М. Степанюк, С. М. Бондаренко, В.О.Сьомка и др.: тези доп. наук. конф. “Теоретичні питання і практика дослідження метасоматичних порід і руд”, (Київ 14–16 березня 2012 р.). – ИГМР, 2012. – С. 78–80. 7. Яценко Г. М., Гурский Д. С., Сливко Е. М. и др. Алмазоносные формации и структуры юго-западной окраины Восточно-Европейской платформы. – Киев: УкрГГРИ, 2002. – 331 с.

112

МАНТИЙНО-ФЛЮИДНАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ КРУПНЫХ U-V-TR-Sc МЕСТОРОЖДЕНИЙ В КРИВОРОЖСКОМ РУДНОМ РАЙОНЕ УКРАИНСКОГО ЩИТА Калашник А.А.1, доктор геологических наук, kalashnik_anna1@mail.ru 1 – КЛАНАУ, г. Кировоград, Украина

Рассмотрена мантийно-флюидная модель формирования крупных комплексных U-V-TR-Sc месторождений в Криворожском рудном районе УЩ, учитывающая новые выявленные глубинные предпосылки формирования этого комплексного типа оруденения в пределах Украинского щита (УЩ) в тесной связи с особенностями строения литосферы и ее составных частей.

MANTLE-FLUIDES MODEL OF MAJOR U-V-TR-Sc DEPOSITS FORMING IN KRIVOROZHSKY ORE REGION OF THE UKRAINIAN SHIELD Kalashnyk G.1, Doctor of Geological Sciences (Sc.D.(G), kalashnik_anna1@mail.ru 1 – Kirovograd Flight Academy of National Aviation University, Kirovograd, Ukraine We present mantle-fluides model of formation of major U-V-TR-Sc deposits in Krivorozhsky ore region of the Ukrainian Shield (UkrSh). This model based on the new depth reasons of forming of complex U-V-TRSc mineralization types in the territory of the Ukrainian Shield (UkrSh) in close connection with the features of the deep structure of the lithosphere and its constituent parts.

В урановых рудах месторождений в карбонатно-натриевых метасоматитах Кировоградского рудного района отмечаются повышенные содержания многих элементов: Pb, Zn, Be, V, Zr, TR, P, Au. Однако концентрации сопутствующих элементов не достигают промышленных уровней и урановые руды характеризуются как монометальные. Состав рудных альбититов месторождений Криворожского урановорудного района (рис.1) существенным образом отличается от альбититов Кировоградского рудного района того же возраста и генезиса, широчайшим спектром элементов-примесей, достигающих промышленных содержаний – Sc, V, Zr, TR, P, повышенным содержанием Ge, Cu, Au, Ag. Исходя из мантийно-флюидной модели рудообразования [1, 4], процесс рудообразования контролируется законами поведения химических элементов, возможностями концентрированной формы их существования, определяющей вначале формирование геохимических неоднородностей в пределах верхней мантии, а затем, образование крупных месторождений и рудных районов в верхней части земной коры. Выявление причин формирования комплексных уран-ванадий-редкоземельно-скандиевых руд необходимо начать с анализа свойств химических элементов, входящих в сформированный парагенезис. Уран по сочетанию большого заряда, координационного числа и размеру иона не похож ни на один из компонентов сформированного парагенезиса Первомайского и Желтореченского комплексных (Fe-U-V-TR-Sc) месторождений (табл. 1). Однако ассоциация этих элементов в рудах обусловлена их физико-химическими общностями. Основные геохимические черты элементов в значительной степени определяются их способностью образовывать соединения с кислородом, фтором, серой. Уран, согласно исследованиям Летникова Ф.А., в группе элементов Zr, Ta, Nb, TR, Be, U, Th, Y, F, B характеризуется высокой степенью сродства к кислороду и фтору [4]. Степень сродства V к кислороду и степень его халькофильности возрастают по мере увеличения его валентности. Однако чрезвычайно близкое значение его атомного объема к железу указывает на тенденцию к появлению у ванадия сидерофильных свойств и предпочтительная геохимическая связь у этого элемента с железом проявлена вполне отчетливо. Переменная валентность Fe, V способствует образованию комплексных соединений. V проявляет высокую степень сродства к галогенам, образуя целый ряд галогенидов и оксогалогенидов. Склонность V к образованию галогенидов способствует его высокой миграции в мантии, чем 113

вероятно объясняется его тесная связь с U, характеризующимся высоко проявленными оксии фторофильными свойствами и также с ТR. В отличие от U, V и TR, менее подвижны в мантии Sc и Fe [9].

Рис. 1. Схема размещения эндогенных месторождений урана Криворожского рудного района, совмещенная с геолого-структурной основой докембрийских образований (с использованием материалов КП “Кировгеология”) 2 – формация 1 – метаморфизованные вулканогенно-осадочные формации (AR1); ультраметаморфических тоналитов (AR1); гранит-зеленокаменная ассоциация: 3 – формация интрузивных диоритов и плагиогранитов (AR2), 4 – зеленокаменная толща (AR2); 5 – формация ремобилизованных ультраметаморфических плагиогранитов (AR2); 6 – формация регрессивных ультраметаморфических гранитов (AR2); 7– метаморфизованные осадочные и вулканогенно-осадочные формации (PR1); 8 – формация интрузивных чарнокитоидов и трахитоидных гранитов (PR1), 9 – формация ультраметаморфических гранитов (PR1), 10 – девладовский комплекс (перидотиты, габбро-перидотиты) (AR3); эндогенные урановые объекты: 11 – комплексные U-V-TR-Sc гидротермального типа в карбонатно-натриевых метасоматитах ((PR12) 1800-1750 млн лет): а – месторождения: 1 – Желтореченское, 2 – Первомайское; б – Анновское рудопроявление; 12 – рудопроявления урана гидротермального типа в минерализованных зонах дробления в породах кристаллического фундамента; 13 – урановорудные объекты метаморфогенного типа в конгломератах и песчаниках ((PR1) ~2400 млн лет): а – Николо-Козельское месторождение, б – рудопроявления; 14 – рудопроявления гидротермально-метасоматические TR-Th-U формации в кремний-калиевых метасоматитах и пегматоидных гранитах (PR1); 15 – месторождения урана экзогенно-инфильтрационного типа: 1 – Сафоновское, 2 – Христофоровское, 3 – Девладовское; 16 – месторождения железистых кварцитов; 17 – границы мегаблоков: І – Ингульский, ІІ – Среднеприднепровский; 18 – глубинные мантийные разломы, 19 – региональные коровые разломы, 20 – крупные локальные разломы Таблица 1. Физические и химические постоянные некоторых элементов парагенезиса комплексных руд Желтореченского и Первомайского месторождений (по [9, 10])

114

Атомный Элемент Атомная Радиус Электронномер масса атома ная (молярная пм конфигумасса) рация а. е. м. (г/моль) 21 скандий 44,955 162 [Ar] (6) 3d1 4s2 23 ванадий 50,941 134 [Ar] (1) 3d3 4s2 26 железо 55,847(2) 126 [Ar] 3d6 4s2 92 уран 238,02891 138 [Rn] (3) 5f3 6d1 7s2

Степени Энергия Плотност Температу Молярный окисле- ионизаци ь ра объём ния и (при н. у) плавления см³/моль кДж/моль г/см³ K (эВ) 3 5, 4, 3, 2, 0 6, 3, 2, 0 6, 5, 4, 3

630,8 (6,54) 650,1 (6,74) 759,1 (7,87) 686,4 (7,11)

Радиус иона пм

2,99

1814

15,0

(+3e) 72,3

6,11

2160

8,35

7,874

1812

7,1

19,05

1405,5

12,5

(+5e) 59 (+3e) 74 (+3e) 64 (+2e) 74 (+6e) 80 (+4e) 97

Однако Sc, Y, La и лантаноиды близки по химическим и физическим свойствам. В связи с тем, что по свойствам скандий близок к Fe2+, TR, Hf, Th, U, Zr, основная его масса рассеивается в минералах, содержащих эти элементы. Имеет место изовалентное замещение скандием элементов группы TR, особенно в существенно иттриевых минералах. Для V, Sc в эндогенных процессах характерны галогенные комплексы, которые характерны и для U. Таким образом, одной из предпосылок формирования комплексных крупных по запасам U-V-TR-Sc руд в карбонатно-натриевых метасоматитах Криворожского рудного района является общность физико-химических свойств указанных элементов, переменная валентность, склонность к образованию комплексных соединений, в том числе оксигалоидных, способность к инверсии форм миграции. Комплексные скандий-ванадий-редкометальные руды в Криворожском урановорудном районе пространственно и генетически связаны с зональными телами натриевых метасоматитов [7]. Рудолокализующей скандиевой формацией являются карбонатно (Mg, Ca) – щелочные (Na) метасоматиты, которые являясь полиминеральными породами, вмещают разности, обогащенные богатой ассоциацией химических элементов и потому являются комплексными рудами с промышленными концентрациями Sc, V, Zr, TR, P, U [7]. Вопрос об источнике натриевых растворов, содержащих скандий и ванадий является дискуссионным. По основным гипотезам это: 1) растворы скрытых глубинных гранитных интрузий (Казанский В. И. [2]), 2) метаморфогенные растворы (Смирнов В. И. [6]). Рассматривая мантию как основной источник рудогенных компонентов, нами выявлен ряд глубинных факторов формирования крупных месторождений урана УЩ [3]. Подобно монометальным месторождениям урана Кировоградского рудного района, U-V-TR-Sc месторождения Криворожского рудного района имеют наложенный эпигенетический характер по отношению к структурно-формационным комплексам земной коры, проявляют выраженную связь с особенностями строения глубинных оболочек Земли (рис. 2). Предпосылки к образованию комплексных U-V-TR-Sc месторождений вдоль Криворожско-Кременчугского разлома, по нашему мнению, связаны: 1) с эволюцией системы разноглубинных мантийных очагов первичной сепарации рудогенных компонентов различной металлогенической специализации в краевой части аномального сегмента литосферы высокой степени зрелости Ингульского мегаблока УЩ, 2) с общностью физикохимических условий концентрирования комплекса рудогенных компонентов (U-V-TR-Sc) и 3) обусловлены едиными транспортными путями миграции рудоносных флюидов с астеносферных уровней первичной генерации до осаждения на геохимических барьерах верхних горизонтов земной коры в периоды рудообразования. Возникновение максимальных градиентов РТ-условий в краевой части аномального сегмента литосферы высокой степени зрелости Ингульского мегаблока на границе со Среднеприднепровским мегаблоком обеспечивало масштабное перераспределение рудных компонентов в астеносфере, а 115

сходство реакции на создававшиеся градиенты давления и температур U, V, TR, Sc привело к их наиболее значительной комплексной концентрации в сформировавшейся глубинной астеносферной ловушке (рис. 2). Выявленные нами принципиально новые закономерности позволили составить общую мантийно-флюидную модель формирования U-V-TR-Sc промышленного рудообразования в метасоматитах на УЩ (рис. 2), которая базируется на выявленных принципиально новых глубинных предпосылках образования крупных уран-полиметальных комплексных месторождений.

Рис. 2. Общая модель развития эндогенного уранового рудообразования основных уранопродуктивных эпох на УЩ 2000-1950 и 1 800-1 750 млн лет (с использованием материалов [5, 8]) 1 – очаги инициального концентрирования ураноносных флюидов, 2 – приразломные потоки щелочных ураноносных флюидов, 3 – граница аномальной верхней мантии; Аст – граница астеносферы, 4 – предполагаемые пути подъема протокимберлитовой магмы; 5 – каналы внедрения кимберлитов дайковой фации, 6 – граница Мохо; 7 – граница стабильности графит-алмаз; 8 – граница литосфера-астеносфера; 9 – астеносфера; 10 – железистые ультрабазиты; 11 – амфиболовые и пироксеновые глиммериты, гранатовые лерцолиты; 12 – хромшпинелевые гарцбургит-лерцолитовая и дунит-перидотитовая серии с реликтами деформированных структур; зоны дислокаций с различной степенью проницаемости: 13 – низкой, 14 – средней, 15 – высокой, 16 – уровень формирования очаговых потоков ураноносных трансмагматических флюидов, 17 – карбонатно-натриевые метасоматиты, 18 – кремний-калиевые метасоматиты, 19 – локальные астеносферные ловушки, 20 – термобароградиентный фронт глобальной астеносферной ловушки, 21 – астеносферные флюидопотоки

При периодической активизации импульсной дегазации ядра и мантии в условиях сверхвысоких давлений и температур возникало формирование термобароградиентного фронта, который привел к формированию глобальной астеносферной неоднородности в центральной части УЩ и формированию локальных астеносферных ловушек в виде термоэрозионных вздутий на границе подошвы литосферы и кровли астеносферы Ингульского мегаблока высокой степени зрелости. В краевых частях основного термобароградиентного фронта вследствие снижения влияния сверхлитостаческого давления и возникновения компенсационных РТ-эффектов в условиях высоких латеральных градиентах РТ-условий в бортах подошвы Ингульского литосферного сегмента образовались 116

локальные ловушки, сформировавшие впоследствии рудные объекты АлексеевскоЛысогорского рудного района в эпоху рудообразования 2 000–1 950 млн лет и Криворожского рудного района с проявленным уран-полиметальным оруденением с образованием крупных рудных объектов в эпоху 1 800–1 750 млн лет. Выводы Важнейшими глубинными факторами формирования крупных U-V-TR-Sc месторождений в метасоматитах УЩ являются: 1) петрологические условия масштабной мантийной сепарации различных по металлогенической специализации рудогенных компонентов, которые создавались в краевой части литосферного сегмента высокой степени зрелости Ингульского мегаблока на границе со Среднеприднепровским; 2) сходство геохимической реакции U, V, TR, Sc на создававшиеся в астеносфере градиенты давления и температур, что привело к их наиболее значительной комплексной концентрации в сформировавшейся глубинной астеносферной ловушке и обеспечило совместный перенос в составе мантийных флюидов к верхним горизонтам земной коры по КриворожскоКременчугскому разлому транслитосферного проникновения 3) сходство геохимической реакции U, V, TR, Sс, необходимой для осаждения на геохимических барьерах верхних структурных горизонтов земной коры, что обеспечило их совместное массовое рудоотложение вследствие эксплозивного гидрогазоразрыва. ЛИТЕРАТУРА 1. Абрамович И. И. Металлогения/Абрамович И. И. – М.: ГЕОКАРТ-ГЕОС, 2010. – 328 с. 2. Казанский В. И. Источники рудного вещества эндогенных урановых месторождений/В.И.Казанский, Н. П. Лаверов, А. И. Тугаринов//Геология рудных месторождений. – 1975. – Вып. 17 – № 4. – С. 53–61. 3. Ка л ашн ик А.А. Роль глубинных факторов в формировании промышленного эндогенного уранового рудообразования УЩ/А. А. Калашник//Зб. наукових праць УкрДГРІ. – 2013. – № 3. – С. 33–48. 4. Летников Ф. А. Зрелость литосферных блоков и проблемы эндогенного рудообразования/Ф. А. Летников//Глубинные условия эндогенного рудообразования. – М.: Наука. – 1986. – С. 16–24. 5. Соллогуб В. Б. Литосфера Украины/Соллогуб В. Б. – К.: Наукова думка. – 1986. – 184 с. 6. Смирнов В. И. Геология полезных ископаемых/ Смирнов В. И. – М.: Недра, 1965. – 590 с. 7. Тарханов А. В. Желтореченское ванадий-скандиевое месторождение/А. В. Тарханов, А. Р. Кудлаев, А. В. Петрин и др.//Геология рудных месторождений. – 1991. – № 6. – С. 50– 56. 8. Федоришин Ю. І. Модель прогнозу та пошуків джерел корінної алмазоносності і її реалізація на території Українського щита: дис. доктора геол. наук:04.00.01/Федоришин Юрій Іванович. – К., 2007. – 408 с. 9. Химическая энциклопедия: в 5 т./под ред. Кнунянц И. Л., Зефирова Н. С. - М.: Издво: Сов. энциклопедия, 1990. - Т. 1, 2, 4, 5. 10. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report)/M. E. Wieser, N. Holden, T.B. Coplen, J. K. Böhlke, M. Berglund, W. A. Brand, P. De Bièvre, M. Gröning, R. D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, T. Prohaska, R. Schoenberg, G. O. Connor, T. Walczyk, Sh.Yoneda, Xiang–Kun Zhu//Pure and Applied Chemistry. – 2013. – Т. 85. – № 5. - Р. 1047– 1078.

117

УДК 669.187:669.046.581.2

РАЦІОНАЛЬНА ТЕХНОЛОГІЯ ВИКОРИСТАННЯ ВАПНЯКІВ В ТЕХНОЛОГІЧНОМУ ПРОЦЕСІ ВИПЛАВКИ СТАЛІ Камкіна Л.В.1, доктор технічних наук, професор, lydmila_kamkina@ukr.net ; Мяновська Я.В.1, кандидат технічних наук, доцент, stovbajana@ukr.net ; Мішалкін А.П.1, кандидат технічних наук, доцент 1 – Національна металургійна академія України, м. Дніпропетровськ, Україна На основі результатів проведених експериментальних досліджень показано, що при виробництві сталі в ДСП раціональним є використання вапняків замість вапна. Використання сирого вапняку, як 100 % замінника комового вапна впливу на тривалість плавки, роботу під струмом, витрату електроенергії, енергоносіїв впливу не робить.

RATIONAL TECHNOLOGY OF LIMESTONE IN THE PROCESS OF STEELMAKING TITLE Kamkina L.1, PhD, professor, lydmila_kamkina@ukr.net ; Mianovska Y.1, PhD candidate, stovbajana@ukr.net ; Mishalkin А.1, PhD, Associate Professor 1 – National metallurgical Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine Based on the results of experimental investigations revealed that the production of steel in EAF rational use of limestones instead of lime. Use of raw limestone, like 100 % a substitute lime, effect on melting duration, work under the current, power consumption, energy impact does not.

Високі показники виплавки сталі і позапічної обробки досягаються при оптимальному шлаковому режимі процесу, забезпечення якого залежить від застосовуваних флюсуючих і шлакоутворюючих матеріалів, вибір яких визначається не тільки їх функціональними властивостями, але і можливостями їх постачання на підприємство виробниками даної сировини. Споживання вапна в різних металургійних процесах при виробництві однієї тонни сталі складає: для конвертерної сталі 80–100 кг, для мартенівської сталі – 15–50 кг, для електросталі – 40–60 кг [1]. Виходом з цієї ситуації може служити перехід на більш економічно вигідні і технологічно ефективні матеріали – порошкоподібне, гранульоване вапно і вапняки “м’яких” родовищ (як просушених, так і не просушених). Комове вапно є основним компонентом пічного шлаку і призначене для створення умов протікання ряду фізико-хімічних реакцій, перешкоджання вступу газів в метал і створенню фізичного шару для закриття електричної дуги з метою забезпечення захисту футеровки і водоохолоджуючих елементів ДСП від інтенсивного теплового впливу. Виробництво комового вапна може здійснюватись у вапняно-випалювальному відділенні шляхом випалу вапняку в вапняно-обпалювальній печі шахтного типу. В якості вихідної сировини використовуються вапняки, що мають міцність на стиск не менше 30 МПа. Процес виробництва сталі в ДСП передбачає досягнення наступних цілей: розплавлення металошихти в печі; проведення процесу видалення з розплавленого металу шкідливої домішки – фосфору; нагрів розплаву для подальшої позапічної обробки. Розплавлення металошихти в печі і нагрівання рідкого металу здійснюється за рахунок високотемпературної електричної дуги, що горить між електродом і металошихтою (розплавом). Електрична дуга, яка є могутнім джерелом променевої енергії, справляє негативний тепловий вплив на вогнетриви та водоохолоджувані елементи конструкції печі. Тому дуже важливо направити максимальну кількість тепла на процес розплавлення і нагрівання металу, а не нагрівання елементів печі та пічного простору. Для зниження негативного впливу випромінювання на елементи печі в технологічному процесі 118

використовуються шлакоформуючі матеріали, які осідають навколо електродного простору і створюють навколо електричної дуги шлаковий шар (піну), яка сприймає більшу частину променевої енергії, тим самим знижуючи негативний вплив на елементи печі. Другим основним призначенням шлакоутворюючих матеріалів є їх використання з метою видалення з металу шкідливого примісного елемента – фосфору, що пов’язується основним компонентом шлакоутворюючих матеріалів – оксидом кальцію. У результаті взаємодії утворюється з’єднання, що переходить в шлак і видаляється з ним з печі в шлакову чашу. Технологія виплавки сталі в ДСП на підприємстві передбачає використання в якості основних шлакоутворюючих матеріалів комового вапна й доломіту. Також в якості шлакоутворюючих матеріалів використовуються: свіжо випалене вапно, вапняк флюсовий, доломіт, доломіто-феритний флюс і т. п. Було проведено ряд дослідних плавок з використанням СаСО3 і порівняльним аналізом результатів цих плавок з аналогічними порівняльними плавками, в яких використовувалася вапно. Плавки були проведені по п’яти варіантах: – варіант 1 – робота технологічної лінії (ДСП + УКП) по існуючій технології; – варіант 2 – робота ДСП із застосуванням порошкоподібного вапна і вапняку, на зливі металу в ківш і для загущення шлаку в ковші використовується гранульоване вапно, а на УКП основний шлакоформуючий матеріал – вапно; – варіант 3 – робота ДСП із застосуванням порошкоподібного вапна і вапняків, на зливі і для загущення шлаку в ковші використовується гранульована вапно, на УКП основний шлакоформуючий матеріал – гранульована вапно; – варіант 4 – робота ДСП із застосуванням гранульованого вапна і вапняків, на зливі і для загущення шлаку в ковші використовується гранульоване вапно, на УКП основний шлакоформуючий матеріал – гранульоване вапно; – варіант 5 – робота ДСП із застосуванням гранульованого вапна, вапняку і доломіту, на зливі і для загущення шлаку в ковші використовується гранульоване вапно, на УКП основний шлакоформуючий матеріал – гранульоване вапно. Основні технологічні показники дослідних і порівняльних плавок наведені в таблиці 1. Таблиця 1.

Показники роботи ДСП при роботі з різними шлакоутворюючими матеріалами

Доло- Порошок Вапно Комове вапно Електроенергія міт вапна РЦК гранульоване* Вапняк Магнезіт Варіант ДСП ДСП** УКП технології ДСП Злив УКП ДСП УКП ДСП ДСП Злив УКП кг/т кBт·год/т варіант 1 36,9 2.0 0,9 11,8 12,8 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 8,2 458 38 варіант 2 0 0 0 0,0 12,8 13 0 2 0,9 45 8,8 465 38 варіант 3 0 0 0 0,0 0,0 13 0 2 12,4 45 8,8 465 36 варіант 4 0 0 0 0,0 0,0 0 13 2 12,4 45 8,8 465 36 варіант 5 0 0 0 11,8 0,0 0 13 2 12,4 33,2 8,2 465 36

*технологія застосування гранульованого вапна передбачає його використання шляхом інжекції як в ДСП, так і на УКП; **витрату електроенергії на ДСП наведено при використанні просушених вапняків. При використанні в технології не просушених вапняків витрата електроенергії для варіантів 2–5 збільшується на 5 кВт год. Характерною особливістю плавок, виплавлених з використанням вапняку, є отримання високо рідкорухливих пічних шлаків. Ймовірною причиною цієї обставини є ряд хімічних процесів, що проходять в розплаві при присадці вапняку. При подачі вапняку в

119

високотемпературний розплав відбувається утворення двох продуктів СаО і СО2. Особливістю поведінки газу СО2, є його можливість вступати в реакцію з хімічними елементами розплаву, в першу чергу з залізом, утворюючи закис заліза FeO, про що свідчить підвищений вміст FeO в шлаках дослідних плавок (до 38,5 %) при нормальному рівні 20– 25 %. Збільшення вмісту FeO в шлаку приводить до таких наслідків: за рахунок збільшення вмісту в шлаку FeO, що має температуру плавлення ~ 1377 ºС [2], відбувається зниження температури плавлення всього об’єму шлаку і він стає високо рідкорухливим; високозалізісті шлаки є такими, що важко вспінюються, і як наслідок потрібне збільшення витрати вуглецьвмісних матеріалів; зростає агресивність пічного шлаку до вогнетривкої футерівки. Зокрема, сполуку FeO відновлює вуглець, що є складовою частиною періклазовуглецевої футерівки, тим самим знижуючи її вогнетривкість і розмиваючи вогнетривкий шар; знижується вихід придатного за рахунок додаткового окислення заліза. На підставі викладеного вище, необхідно збільшення витрати вуглецевих матеріалів, що подаються на шлак, які будуть відновлювати оксид заліза, тим самим нейтралізуючи негативний вплив FeO. В ході проведення дослідних плавок проведено відбір проб пилу газоочистки для визначення його хімічного складу. Результати проведених аналізів інформують про практично однаковий хімічний склад пилу газоочистки ДСП до і в період проведення експерименту. Цей факт побічно свідчить про відсутність виносу порошкоподібного вапна. З метою відпрацювання найбільш раціональної технології присадки вапняку і порошкоподібного вапняку в піч випробувано три варіанти подачі шлакоутворюючих в піч. По першому варіанту передбачали присадку основної порції вапняку в піч по тракту подачі сипких матеріалів на завершальній стадії плавки. Порошкоподібне вапно інжектувалось на завершальній стадії обробки всіх підвалок шихти. Технологія характеризувалась зниженням швидкісного режиму нагріву металу на завершальній стадії плавки, а також подовженням періоду дефосфорації розплаву. Згідно з другим варіантом, присадка основної порції вапняку здійснювалася в початковий період плавки (на завалці). Присадка порошкоподібного вапна аналогічна першому варіанту. Технологія характеризувалась наявністю ошлакованих матеріалів в печі після випуску плавки, а також частими обвалами (викидами) в печі на завершальній стадії плавки. По третьому варіанту вапняк подавався в піч через вікно подачі легуючих і по тракту подачі сипких матеріалів. Порошкоподібне вапно присаджувалось при обробці кожної корзини з брухтом в два етапи. Перша порція в період відпрацювання 160 ... 220 кВт год/т, друга (на останній корзині) після відпрацювання 350 ... 360 кВт год/т. Технологія характеризувалась відсутністю викидів з печі, а також відсутністю ошлакованих матеріалів, що спеклись, в печі після випуску. Найбільш раціональною технологією присадки дослідних шлакоутворюючих матеріалів в піч є третій варіант, що передбачає роздільну подачу вапняку через вікно подачі легуючих та по тракту подачі сипких матеріалів. При зміні технології подачі порошкоподібного вапна (перехід на більш ранню інжекцію) відзначена тенденція стабілізації введення активної потужності. При скачуванні шлаку на останній корзині, використання тільки одного порошкоподібного вапна недостатньо і вимагає присадки додаткових порцій вапняку. Наявність обвалів шихти не зафіксовано. Як відомо, вапняки, що мають низьку механічну міцність, в технології виробництва комового вапна в шахтній печі застосовуватися не можуть. Проте можливо їх використання в необпаленому стані в ДСП. Зазначений факт (низька міцність) позитивно позначається на технологічності поведінки матеріалу при попаданні його в зони високих температур (навколодуговий простір). Так, за рахунок слабких міжкристалічних зв'язків вапняк при відносно низьких температурах розтріскується, в результаті чого збільшується загальна питома поверхня матеріалу і як наслідок поверхня піддається випалу, що в кінцевому 120

підсумку призводить до прискорення процесу випалу та отримання вапна. При використанні “твердих” вапняків описаний процес не відбувається, тому при температурі початку розтріскування м’яких вапняків тверді знаходяться в цілісному стані, тобто на їх випал потрібно значно більше часу та енергії. За рахунок можливості забезпечення безперервної інжекції СаО порошок у міжелектродний простір, відзначається позитивний вплив на стабільність введення активної потужності в розплав. Таким чином, проведено аналіз технологічних показників роботи ДСП при використанні як шлакоутворюючого матеріалу – сирого вапняку твердих порід Комсомольського рудоуправління (Україна), як 100 % замінника комового вапна, в порівнянні з поточною технологією. Використання сирого вапняку, як 100 % замінника комового вапна, в літній період року, на рядовому сортаменті, в кількості 34 кг/т, впливу на тривалість плавки, роботу під струмом, витрата електроенергії, енергоносіїв впливу не робить. При використанні вапняку в літній період року, у кількості до 56 кг/т, при виробництві високовуглецевих марок сталі, створюються рівні умови дефосфорації сталі в порівнянні з поточною технологією. Вміст фосфору в придатної сталі, на аналізованих плавках знаходиться на одному рівні з порівняльними плавками – 0,0145 % проти 0,0140 %, відповідно. Негативного впливу при використанні даної кількості вапняку, на тривалість плавки, роботу під струмом, збільшення витрати електроенергії, при проведенні досліджень, не відзначено. При виробництві якісного сортаменту застосування вапняку місцевих родовищ, як замінника комового вапна, можливо в поєднанні з використанням технології вдування порошкоподібного вапна в робочий простір ДСП. ЛІТЕРАТУРА 1. Монастырев А. В., Александров А. В. Печи для производства извести (справочник). – М.: Металлургия, 1979. – 232 с. 2. Чуйко Н. М. Теория и технология электроплавки стали. - Киев-Донецк: Вища школа, 1983. – 247 с.

121

ВІДНОВЛЕННЯ ЛІКВІДОВАНИХ СВЕРДЛОВИН, ЗА РЕЗУЛЬТАТАМИ АНАЛІЗУ ПАТ «НАК «НАДРА УКРАЇНИ» – ШВИДКИЙ ТА ЕФЕКТИВНИЙ ШЛЯХ ЗБІЛЬШЕННЯ ВЛАСНОГО ВИДОБУТКУ ВУГЛЕВОДНЕВОЇ СИРОВИНИ Климович Я.Я.1, голова правління, uanadra@gmail.com ; Голуб П.С.2, академік УНГА, Генеральний директор, poltavargp@ukr.net ; Горішній Д.О.2, директор департаменту з науки, poltavargp@ukr.net 1 – ПАТ «НАК «Надра України», м. Київ, Україна; 2 – ДП «Укрнаукагеоцентр», м. Полтава, Україна Разом з пошуком нових родовищ, вагоме збільшення видобутку нафти та газу може дати і відновлення ліквідованих свердловин. ПАТ «НАК «Надра України» ДП «Укрнаукагеоцентр» проведено аналіз наявних у фондах підприємства матеріалів по майже 5000 пробурених свердловинах, з яких половина ліквідовані, та визначено перспективи та проблеми, які виникають при підготовці документації для їх відновлення. Розглянуті причини ліквідації, визначено технічну можливість відновлення свердловин. За технічним станом багато свердловин рекомендуються до відновлення, враховуючи появу нових технологій та інструментів для капітального ремонту. Проаналізовані методи первинного і вторинного розкриття цих свердловин, якість випробувань та застосовані методи інтенсифікації притоку. Найважливішим питанням у визначенні доцільності відновлення є його окупність. За результатами проведеного аналізу визначено ряд проблемних напрямків, які потребують законодавчого та нормативного врегулювання, серед яких слід відмітити такі, як право власності на свердловини; правова база обліку ліквідованих свердловин; інформація про геологічну будову та ресурсну базу площ чи родовищ; окупності витрат.

REWORKING ABANDONED WELLS – FAST AND EFFICIENT WAY TO INCREASE DOMESTIC PRODUCTION OF RAW HYDROCARBONS Klymovych Y.1, chairman of the board, uanadra@gmail.com ; Golub P.2, academician of UOGA, General director, poltavargp@ukr.net ; Horishnyi D.2, director of the Department for science, poltavargp@ukr.net 1 – NJSC “NADRA UKRAYNY”, Kyiv, Ukraine; 2 – SE «Ukrnaukageocenter», Poltava, Ukraine Along with search for new fields, substantial increase in oil and gas production can be achieved by recovery of abandoned wells. SE “Ukrnaukageocenter” has analyzed available in the company’s archive materials on 5000 drilled wells, and defined prospects and problems, arising at documents preparation for the wells reworking. We have considered causes of abandonment, and determined technical feasibility for abandoned wells recovery. Many wells were recommended for recovery, considering their technical state, and availability of new modern technologies and tools for workover. We have analyzed methods of drilling and perforation of these wells, quality of their testing, and methods applied for production stimulation. The most important point in reworking abandoned wells is the pay back of investment. After conducting the analysis, we have defined a number of problems requiring regulatory and legislative reconciliations, among which it is worth noting: ownership of wells; legal framework for abandoned wells registration; information on geological structure and resource potential of fields and deposits; economic return.

Однією з провідних і найпотужніших компаній, що має значний потенціал технічних, професійних та наукових ресурсів та втілює інтереси держави, вітчизняних та іноземних інвесторів у сфері розвідки широкого спектру корисних копалин є ПАТ “НАК “Надра України”. Для ефективної роботи Компанії проводиться технічне переоснащення підприємств Компанії та визначення першочергових об’єктів для виконання

122

геологорозвідувальних, геофізичних та бурових робіт як в традиційному напрямку так і вивчення нетрадиційних джерел сировини. Разом з пошуком нових родовищ, вагоме збільшення видобутку нафти та газу може дати відновлення свердловин ліквідованих в свій час як мало дебітні і нерентабельні, з пропущеними продуктивними пластами, з причин аварії, тощо. Регіональними геологічними центрами компанії «Західукргеологія», «Чернігівнафтогазгеологія» та «Укрнаукагеоцентр» за завданням НАК «Надра України» проведено аналіз наявних у фондах підприємств матеріалів по ліквідованих свердловинах та визначено перспективи та проблеми, які виникають при їх відновленні. Найвищі перспективи пов’язані із Східним регіоном де ДП «Укрнаукагеоцентр» проведено аналіз наявних у фондах підприємства матеріалів буріння та геофізичних досліджень по майже 5000 пробурених свердловинах половина з яких ліквідовані та визначено перспективи та проблеми, які виникають при їх відновленні. Увагу було зосереджено на близько 700 свердловинах з найбільш актуальною інформацію про їх стан на теперішній час. Найпершим критерієм для відбору ліквідованої свердловини є позитивний результат її випробування. Пріоритет надається свердловинам, з отриманими при випробуванні промисловими, або близькими до них притоками вуглеводнів. Розглянуто причини ліквідації і визначено технічну можливість відновлення свердловин - конструкція, якість цементування обсадних колон, їх герметичність, наявність міжколонних перетоків і все інше. За технічним станом багато свердловин рекомендуються до відновлення враховуючи появу нових технологій та інструментів для капітального ремонту та ловильних робіт. Під час аналізу матеріалів буріння і дослідження свердловин, в першу чергу, увага приділялась аналізу первинного і вторинного розкриття колекторів, за результатами якого виникали певні сумніви в оцінці перспективності випробуваних пластів. Враховуючи практичний досвід спеціалістів ДП «Укрнаукагеоцентр» у світлі вищезгаданого підходу та, враховуючи підтверджені, в подальшому, фактичні значення пластових тисків, визначено що первинне розкриття більшості свердловин проводилось в умовах значної репресії на перспективні пласти. Це призводило до утворення зони кольматації розчинами підвищеної питомої ваги, глибина якої могла досягати метрів або, як стверджують дослідники, десятків метрів. Негативний вплив створював і склад кольматантів, деякі з них в пластових умовах створюють нерозчинні сполуки, а більшість з них самі нерозчинні, наприклад, барит. Вторинне розкриття пластів, тобто виклик притоку вуглеводнів шляхом здійснення перфорації або через фільтр, з наступним створенням депресії на пласт, часто було невдалим через, по-перше, неякісне первинне розкриття, по-друге, через якість вибухівки, вибору рідини розкриття, розкриття в умовах репресії. Тобто технологія вторинного розкриття була недосконала. Це враховувалось при оцінці результатів випробувань. Розвиток технологій розкриття та інтенсифікації сьогодні дає цілий спектр рішень для усунення негативних наслідків дії бурового розчину на колектори нафти та газу, тому для кожного випадку було визначено перелік заходів інтенсифікації при проведенні реліквідаційних робіт. Далі аналізувалась якість випробувань і застосовані методи інтенсифікації притоку, а це були достріли, торпедування, солянокислотні обробки, метод змінних тисків, гідроперфорація. Їх ефективність значно поступається сучасним методикам. Часто з пластів, охарактеризованих за даними ГДС, як нафтогазонасичені, під час досліджень притоку не було отримано, але ж фізично – це нонсенс, колектори обов’язково заповнені флюїдом, інша справа чи є умови для фільтрації цих флюїдів. Тут однозначних відповідей немає і такі пласти, свого часу, відносились до непроникних і неперспективних. Розвиток промислових досліджень (PLT), виклик притоку із застосуванням азоту в поєднанні з технології колтюбінг, інтенсифікація методом гідророзриву та ін. сьгодні дозволяє оперативно та з 123

високим ефектом досягти високих результатів на об’єктах які раніше вважались безперспективними.

Рис 1 - Вартість відновлення

Найважливішим питанням у визначенні доцільності відновлення є його окупність. В умовах сьогоднішніх економічних реалій України підхід до відновлення має бути більш ніж зваженим, системним та обгрунтованим. Слід зауважити, що буріння нової свердловини пов’язано зі ще більшими ризиками. Тому було детально розглянуто питання рентабельності відновлювальних робіт. Економіку при відновленні свердловин обраховано за трьома сценаріями від оптимістичного до песимістичного, і вже за результатами економічної оцінки виконано ранжирування рекомендованих свердловин визначено першочергові та найбільш перспективні. За результатами обробки економічних показників видно, що із 700 відібраних свердловин при до першочергового відновлення відібрано 10% найперспективніших, реліквідація яких дозволить залучити до розробки поклади із загальними ресурсами близько 20 млрд.м³ газу та забезпечити приріст 6 млрд.м³. Серед них 90% з вартістю відновних робіт в межах 20 млн. грн. і терміном окупності в середньому 1-2 років. Для порівняння, вартість буріння аналогічної свердловини становитиме більше 100 млн. грн. і термін окупності незрівнянно вищий. Високі економічні показники обумовлені добрим технічним станом та високими дебітами відібраних свердловин. Перевага газових та газоконденсатних свердловин пояснюється типами покладів на традиційній території досліджень ДП «Укрнаукагеоцентр». При виконанні аналізу визначено ряд проблемних напрямків які потребують законодавчого та нормативного врегулювання: право власності на свердловини; правова база обліку ліквідованих свердловин; інформація про геологічну будову та ресурсну базу площ чи родовищ. Перешкодою для відновлення свердловини може бути право на користування надрами. Право власності на свердловину та право на користування надрами часто належить різним особам і узгодити їх вдається не завжди. Відсутність Єдиного фонду первинної геологічної інформації не дозволяє надрокористувачам визначати раціональні напрямки розвідувальних робіт із застосуванням фонду наявних свердловин.

124

Рис. 2 - Тип вуглеводнів

Рис. 3 - Очікувані дебіти газу

Проблема доступу до актуальної первинної геологічної інформації є однією з найгостріших при вирішенні питання як відновлення існуючих свердловин, так і нарощування ресурсної бази в цілому. Тому пропонується створення НАК «Надра України» регіональних центрів при геологічних підприємствах компанії для накопичення матеріалів про результати геологорозвідувальних робіт та розробки, шляхом їх аналізу, напрямків подальших пошуків родовищ корисних копалин. Ці центри мають готувати матеріали для надання спеціальних дозволів на користування надрами, розробляти бізнес проекти освоєння нових та наявних ділянок. Таким чином має бути вирішено питання раціонального освоєння ресурсів корисних копалин та ефективне залучення інвесторів у видобувну галузь. Техніко-економічні розрахунки, позитивні результати ГДС, ознаки нафтогазоносності під час буріння та отримання притоку під час дослідження дають можливість надрокористувачам оцінити переваги у вартості, окупності та ризикованості реліквідації пробурених свердловин перед спорудженням нових. Скорочення терміну геологічного вивчення, збільшення видобутку вуглеводневої сировини за рахунок відновлення вже пробурених свердловин дозволить в стислий термін суттєво наростити власний видобуток вуглеводнів в Україні.

125

ЛІТЕРАТУРА 1. Климович Я. Я. Голуб П.С. Досягнення ПАТ "НАК "Надра України” в питанні оцінки перспектив нетрадиційних покладів вуглеводнів у східному нафтогазоносному регіоні України // Збірник наукових праць УкрДГРІ. - 2014. - № 3-4. - С. 36-46. 2. П. С. Голуб, О. М. Булищенко, В. А. Біліменко, Я. С. Шморг. Досвід і проблеми виконання робіт з моніторингу та наукового супроводження надрокористування / Збірник наукових праць УкрДГРІ. - 2014. - № 3-4. - С. 47-52. 3. Булищенко О.М., Виноградов С.В. Біліменко В.А. Аналіз геолого-геофізичного матеріалу по пробурених та ліквідованих свердловинах Східного нафтогазоносного регіону України та техніко-економічне обгрунтування доцільності їх відновлення / Звіт за результатами НДР ДП «Укрнаукгеоцентр» - 2014.

126

УДК 553.4:551.311.231(477)

ЗОЛОТО, МІДЬ ТА СРІБЛО В КОРІ ВИВІТРЮВАННЯ РОДОВИЩА БАЛКА ШИРОКА

Ковальчук М.С.1, доктор геологічних наук, професор, kms1964@ukr.net ; Крошко Ю.В.1, tamagoji.79@mail.ru 1 – Інститут геологічних наук НАН України, м. Київ, Україна

На родовищі Балка Широка по золотоносним породам повсюдно розвинута кора вивітрювання. У зоні гіпергенезу золото, вивільнившись від сульфідів, переходить у міграційноздібні форми та перерозподіляється в профілі кори вивітрювання, утворюючи ореоли вторинного золотого збагачення. Завдяки мобілізованому золоту (яке мігрує, перерозподіляється, концентрується) відбувається багатостадійний процес природного збагачення кори вивітрювання золотом та його елементами-супутниками. Комплексність аномалій золота і його супутників загалом віддзеркалює асоціацію елементів у кристалічному фундаменті, однак шляхи більшості з них в елювії розходяться.

GOLD, COPPER AND SILVER IN THE WEATHERING CRUST OF THE DEPOSIT BALKA SHYROKA

Коval’chuk M.1, kms1964@ukr.net ; Kroshko Yu.1, tamagoji.79@mail.ru 1 – Institute of Geological Sciences of NASU, Kyiv, Ukraine

On the deposit Balka Shyroka on gold-bearing rocks are widely developed weathering crust. In the zone of supergene gold freed from sulphides enters the migration forms and redistributed in the profile of the weathering crust, forming halos secondary gold enrichment. Thanks gold mobilization (which migratory, redistributed, concentrates) is a multistage process natural enrichment of weathering of gold and its elements-satellites. The complexity of the anomalies of gold and its satellites generally reflects the association of elements in the crystalline basement, but the way most of them in eluvia diverge. Вступ.

Родовища золота в глинистих корах звітрювання становлять для України новий перспективний геолого-промисловий тип, оскільки на багатьох родовищах і рудопроявах золота України (Сергіївське, Балка Золота, Балка Широка, Юріївське, Майське, Клинцівське, Бобриківське, Чемерпільське, Полянецьке, Бакшинське, Савранське, Капітанівське й інші), розвинута кора вивітрювання, вміст золота у якій досягає промислових значень. Просторовопарагенетичне поєднання корінної та гіпергенної золотоносності робить такі об´єкти інвестиційно привабливими. В зв´язку з цим актуальним є дослідження розподілу золота та його елементів-супутників у профілі кори вивітрювання. Результати дослідження. Родовище Балка Широка розташоване в Нікопольському районі Дніпропетровської області, в 5-ти кілометрах на північ від с. Чкалове і вважається найбільш перспективним в межах Чортомлицької зеленокам´яної структури. Геологічну будову, рудно-формаційну, мінералогічну характеристику родовища Балка Широка, характеристику мінералів і мінеральних асоціацій у різні роки висвітлили в виробничих звітах та наукових працях Білоус І. Р., Бобров О.Б., Бондаренко С.М., Кір’янов М.М., Корнієнко А.І., Монахов В.С., Нечаєв С.В., Ніколенко К.І., Осадченко М.Л., Петько В.М., Рокачов С. О., Фомін Ю.А. та ін. [2, 3, 4, 6, 10, 11, 12]. Детальна увага науковців і виробничників була приділена дослідженню ендогенного золотого зруденіння. Дослідження золотоносності палеозой-мезозойської площової кори хімічного вивітрювання, яка повсюдно залягає на золотоносних породах докембрію, мали підлеглий характер. Загальні риси зональності кори вивітрювання та розподілу в ній золота і його елементів-супутників були частково розглянуті у дисертаційній роботі О.Ю. Шестакова та його наукових працях зі співавторами [13].

127

Потужність палеозой-мезозойської площової кори хімічного вивітрювання на окремих ділянках родовища Балка Широка досягає 83 м. Профіль кори вивітрювання складається з трьох зон: зона дезінтеграції та вилуговування (до 16 м); зона гідролізу (до 23 м); зона кінцевого гідролізу та окиснення (до 44 м) [13]. Забарвлення окремих зон та кори вивітрювання загалом строкате (біле, світло-сіре, сіре, червоно-жовте та ін.) і зумовлене петротипом вихідних порід субстрату по яким утворився елювій та переважанням певних гіпергенних мінералів. Елювій складений головне уламками материнських порід, кварцом, гідрослюдою, гідрохлоритом, серицитом, каолінітом, гетитом, гідрогетитом, гематитом, сидеритом та ін. Видиме золото в корі вивітрювання зустрічається рідкісно, однак незважаючи на це, в елювіальній товщі встановлено точки мінералізації (з вмістом золота 0,1 – 0,5 г/т) і рудні перетини (з вмістом золота у породі до 6,0 г/т) золота на потужність у декілька метрів. Фактичним матеріалом досліджень слугували координати і опис свердловин, дані опробування свердловин на золото і його елементи-супутники. На підставі фактичного матеріалу авторами побудовано літогеохімічні колонки свердловин, які розкрили золотоносну кору вивітрювання, та літологічні розрізи, що дозволило простежити розподіл золота, міді і срібла у розрізі елювію. За допомогою математико-статистичних методів (пакет прикладних програм Statistica-5) і ГІС-технологій (Golden Software Surfer) встановлено параметри статистичного розподілу значень вмістів золота, міді і срібла та коефіцієнти кореляції між цими елементами в зонах профілю кори вивітрювання; з´ясовано розподіл вмістів елементів підгрупи міді у зонах профілю кори вивітрювання; досліджено площовий і вертикальний розподіл золота в елювіальній товщі, а також встановлено геохімічні бар´єри та їх типи; створено структурно-літологічну модель золотоносної кори вивітрювання в межах родовища (карту потужності кори вивітрювання; карти потужності окремих зон кори вивірювання, карту зональності кори вивітрювання; карти поверхонь підошви і поверхні кори вивітрювання та її зон зокрема; поелементні (окремо для золота, міді, срібла) карти розподілу вмістів елементів в корі вивітрювання загалом і в окремих її зонах зокрема, суміщені карти розподілу вмістів золота, міді і срібла в зонах кори вивітрювання та ін.). Проведені дослідження дозволили зробити такі висновки: поверхня кори вивітрювання і окремих її зон ямчасто-пагорбкова та обумовлена петрографічною строкатістю порід субстрату та різною їх стійкістю до процесів гіпергенезу (рис. 1); наявність контрастних аномалій золота в розрізі та по латералі кори вивітрювання свідчить про активну міграцію гідрогенного золота в профілі кори вивітрювання; комплексність аномалій золота і його супутників загалом віддзеркалює асоціацію елементів у кристалічному фундаменті – аномалії золота супроводжуються аномаліями срібла, миш’яку, міді, меншою мірою – свинцю і нікелю [13]; в корі вивітрювання статистично значущою серед елементів підгрупи міді є лише кореляція міді і срібла в зоні дезінтеграції та вилуговування і зі збільшенням ступеню розкладу золоторудних порід кореляційні зв´язки між золотом, міддю і сріблом слабшають та зникають; аномалії золота у зоні дезінтеграції та вилуговування загалом співпадають за конфігурацією та інтенсивністю з ореолами, встановленими у материнських породах, і є їх продовженням, тобто успадкованими; аномалії золота в зоні початкового і кінцевого гідролізів утворилися внаслідок міграції гідрогенного золота в профілі кори вивітрювання і його осадження на геохімічних бар´єрах; встановлено, що на межі зон кори вивітрювання відбувається зростання водневого показника рН, завдяки якому виникає лужний геохімічний бар´єр, що спричиняє руйнування комплексу [AuCl4], у вигляді якого золото знаходиться у розчині [5, 8] та осадження металу на лужному геохімічному бар´єрі [13]; 128

- в профілі кори вивітрювання знизу вгору збільшується частка вільного й зв’язаного з оксидами й гідроксидами, глинистими мінералами золота та зменшується частка металу, пов’язаного із сульфідами та іншими мінералами; - у зоні кінцевого гідролізу аномалії золота утворилися на сорбційному бар’єрі внаслідок його сорбції глинистими мінералами та гідроксидами заліза з розчинів [13]; - строкатий петрографічний склад порід субстрату, різний літолого-мінеральний склад зон кори вивітрювання та міграція елементів в профілі елювію обумовили мозаїчну картину золото-, міде-, сріблоносності кори вивітрювання загалом та окремих її зон зокрема (рис. 2, 3); - аномалії золота, міді і срібла просторово розрізнені в різних зонах кори вивітрювання; - загалом вміст золота, міді і срібла в корі вивітрювання зменшується в напрямку зона дезінтеграції та вилуговування, зона початкового гідролізу, зона кінцевого гідролізу та окиснення; - в кожній із зон кори вивітрювання існують ділянки різкого збільшення вмістів золота, міді і срібла; - у корі вивітрювання сланців переважно збагачені золотом зона дезінтеграції та вилуговування і зона кінцевого гідролізу; в корі вивітрювання залізистих кварцитів найбільш збагачена золотом зона початкового гідролізу; в корі вивітрювання порід основного складу золотоносність зменшується вверх за розрізом елювію, хоча іноді ореоли вторинного золотого збагачення формуються в зоні початкового гідролізу.

Рис. 1. Карта поверхні (а) та підошви (б) зон кори вивітрювання (знизу вгору: зона дезінтеграції та вилуговування, зона початкового гідролізу, зона кінцевого гідролізу та окиснення).

129

Рис. 2. Поелементні карти розподілу вмістів золота, міді і срібла в зонах кори вивітрювання (знизу вгору: зона дезінтеграції та вилуговування, зона початкового гідролізу, зона кінцевого гідролізу та окиснення): а- розподіл золота; б – розподіл міді; в – розподіл срібла.

130

Рис. 3. Суміщені карти розподілу вмістів срібла, міді і золота: а - в зоні дезінтеграції та вилуговування; б - в зоні початкового гідролізу; в - в зоні кінцевого гідролізу та окиснення. .

Висновки. Залишкові аномалії золота, міді і срібла в корі вивітрювання пов´язані із продовженням рудних тіл. Золото, мідь та срібло, які розсіяні в ендогенних мінералах, переходять у водний розчин одночасно з їх розчиненням і перерозподіляються між рідкою та гіпергенною 131

твердою фазами залежно від характеристик геохімічного середовища. Перетворення мінералів-концентраторів золота, міді і срібла відбувається практично в усіх зонах вивітрювання, і тому в кожній зоні існує джерело міграційно-здібних елементів. Геохімічні бар´єри, на яких відбувається концентрація золота, міді і срібла обумовлені зміною літологомінерального складу в профілі елювію та рН і Eh середовища. Інтенсивність геохімічних аномалій обумовлена сорбційними властивостями гіпергенних мінералів субстрату кори вивітрювання та наявністю органічної речовини. У зв´язку з цим існують різні за походженням типи аномалій золота і його супутників у корі вивітрювання, які притаманні різним частинам її профілю. Таким чином, відбувається багатостадійний процес природного збагачення кори вивітрювання. ЛІТЕРАТУРА 1. Барабанов В. Ф. Геохимия / В.Ф. Барабанов. – М.: Недра, 1984. – 463 с. 2. Белоус И. Р. Зона вторичного обогащения на золоторудном месторождении Балка Широкая (Среднеприднепровский блок Украинского щита)/ И.Р. Белоус, С.А. Рокачев, Н.Н. Кирьянов, В.Н. Петько, Н.Л. Осадченко // Доп. НАН України. – 1999. – № 5. – С. 125 – 128. 3. Бобров О. Б. Генетична позиція та масштабність зруденіння родовища Балка Широка в аспекті обговорення деяких принципів генетичної типізації золотих родовищ України / О.Б Бобров., Ю. В. Ляхов., М.М. Павлунь, К.М. Поздєєв, А.О. Сіворонов // Мінеральні ресурси України.– № 3. – Київ: УкрДГРІ, 2003. – С. 4 – 9. 4. Бобров А. Б. Новые данные о геологии и условиях образования золоторудного месторождения Балка Широкая / А.Б. Бобров, А.А. Сиворонов и др. // Відомості Академії гірничих наук України. – 1997. – № 4. – С. 86 – 92. 5. Голева Г. А. Гидрогеохимия рудных элементов / Г.А. Голева– М.: Недра, 1977.– 216 с. 6. Гурский Д. С. Металлические и неметаллические полезные ископаемые Украины. Том 1. Металлические полезные ископаемые / Д.С. Гурский, К.Е. Есипчук, В.И. Калинин и др. – Киев – Львов. Изд-во «Центр Европы», 2005. – 785 с. 7. Ковальчук М. С. Особливості міграції золота в еволюційно-генетичному ряду залишкових кір вивітрювання і золотоносних розсипів / М.С. Ковальчук // Геол. журн. – 2001. – № 2. – С. 94 – 102. 8. Колотов Б. А. Кислый сорбционный барьер для золота в зоне гипергенеза рудных месторождений / Б.А. Колотов, Т.С. Спасская, Л.И. Миначева, Б.Б. Вагнер // Геохимия. – 1975. – № 12. – С. 1898 – 1900. 9. Перельман А.И. Геохимия элементов в зоне гипергенеза / А.И. Перельман – М.: Недра, 1972. –288 с. 10. Петько В. Н. Литолого-структурный контроль оруденения на месторождении золота Балка Широкая / В.Н. Петько, А.И. Корниенко, Н.Н. Кирьянов и др. // Мінеральні ресурси України, 1998. – № 4. – С. 39 – 41. 11. Фомин Ю. А., Савченко Л.Т., Демихов Ю.Н. и др. Золото-джеспилитовое оруденение Балки Широкая (Среднее Приднепровье) / Ю.А. Фомин, Л.Т. Савченко, Ю.Н. Демихов и др. // Геол. журн., 1994. – № 3. – С. 84 – 95. 12. Фомин Ю. А. Золото-полиметаллическое рудопроявление Балка Широкая (Среднее Приднепровье) / Ю.А. Фомин, Ю.Н. Демихов, Ю.А. Шибецкий // Минерал. журн. – 1996. – Т. 18, № 1. – С. 74 – 87. 13. Шестаков О. Ю. Золото та його елементи-супутники в корі вивітрювання родовища Балка Широка / О.Ю. Шестаков, М.С. Ковальчук // Пошукова та екологічна геохімія. – 2010. – № 1. – С. 53 – 63.

132

УДК 553.412(477.42)

СРІБЛОНОСНІСТЬ ПЕРЖАНСЬКОГО РУДНОГО ПОЛЯ Костенко М.М.1, д-р геол. наук, провідний науковий співробітник; Кондратенко П.А.2, провідний геолог 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна; 2 – Житомирська геологічна експедиція УГК, смт. Нова Борова, Україна Узагальнено матеріали по сріблоносності Пержанського рудного поля (Український щит), зокрема Крушинської рудоносної структури. Встановлено, що підвищені концентрації срібла приурочені до берилієносних зон і їх висячого та лежачого боків. Срібне зруденіння накладене на берилієве і пов’язане з зонами окварцювання та сульфідизації слюдисто-польовошпатових метасоматитів та пержанських гранітів. Зроблена попередня оцінка перспективних ресурсів металу дає змогу прогнозувати в межах рудного поля виявлення супутнього берилію срібного зруденіння з промисловими параметрами, яке за масштабами відповідає великому родовищу, що суттєво впливає на економічну оцінку розвіданого берилієвого родовища і значно підвищує його інвестиційну привабливість.

SILVER-BEARING OF PERHA ORE FIELD Kostenko M.1, Dr. Geol. Sciences, Chief Researcher; Kondratenko P.2., Chief Geologist 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine 2 – Zhytomyr Geological Expedition UGK, Nova Borova, Ukraine The materials on silver-bearing Perha ore field (Ukrainian Shield), in particular Krushynka orebearing structure are generalized. It is established that increased concentrations of silver refer to beryllium zones. Silver mineralization is imposed on beryllium and associated with silicification and sulphidation areas of mica-feldspar metasomatites and Perha granites. Resource estimation of metal within ore field allows to predict the detection of associated beryllium of silver mineralization with industrial parameters that corresponds to a large deposit. It significantly affects the economic evaluation of explored beryllium deposits and greatly increases its investment attractiveness.

Пержанське рудне поле розміщене в центральній частині Сущано-Пержанської тектоно-метасоматичної зони північно-східного простягання [3, 4, 5, 7], яка розташована в крайній північно-західній частині Українського щита (УЩ) і є південно-східним обмеженням Осницько-Мікашевицького вулкано-плутонічного поясу (ВПП). Цей пояс багатьма дослідниками розглядається як шовна (а на пізніх етапах еволюції як субдукційноколізійна) зона, яка виникла в пізньому палеопротерозої внаслідок зчленування двох давніх сегментів Східноєвропейської платформи (СЄП) – Феноскандії та Сарматії. В межах цього поля локалізовані детально розвідане унікальне Пержанське родовище берилію та перспективні рудопрояви тантало-ніобатів, олова й рідкоземельних елементів. Незважаючи на те, що вже минуло понад 40 років [8], коли були затверджені його запаси в ДКЗ СРСР, проте до цих пір родовище поки-що не розробляється. Найголовніша причина такого стану полягає в тому, що існує обмеженість реалізації товарної продукції на внутрішньому (через невеликий попит) і зовнішньому (через велику конкуренцію) ринках, що стримує залучення коштів вітчизняних та іноземних інвесторів в освоєння родовища. Одним із шляхів підвищення інвестиційної привабливості родовища є загалом комплексне освоєння різних рудних об’єктів рудного поля одним гірничозбагачувальним комбінатом [2], що дасть змогу випускати продукцію різного призначення (оксид берилію, сульфід цинку, ільменітовий, апатитовий, дистеновий, цирконовий, рідкісноземельний та флюоритовий концентрати) для забезпечення розвитку електронної, атомної, автомобільної й авіаційної галузей промисловості та високорентабельного сільського господарства. Не менше важливу роль у цьому контексті має підвищення комплексності руд самого 133

берилієвого родовища за рахунок вивчення супутніх корисних копалин руд. Зокрема це стосується благородних металів й особливо срібла. Окремі питання благороднометалевості зони висвітлені в низці опублікованих праць [1, 2, 5, 7, 9, 10 та ін.]. Проведеними дослідженнями констатується наявність підвищених концентрацій і власної мінералізації срібла в породах пержанського комплекса, однак вони не дають повного уявлення про поширеність благородного металу, параметри зруденіння і загалом перспективи срібленосності в межах рудного поля. Підвищені концентраціїї срібла просторово суміщуються з берилієносними утвореннями Пержанського родовища. Саме родовище локалізоване в гранітах пержанського типу однойменного комплексу і пов’язано з пертозитами (лужними метасоматитами) мінливого слюдисто-кварц-польовошпатового складу, які залягають згідно з гранітами і вважається генетично з ними пов'язані. Основна частина берилієвих руд пов’язана з польовошпатовими і слюдисто-польовошпатовими метасоматитами, які мають чіткі згідні або січні контакти з вмісними породами. Морфологія тіл сама різноманітна – жилоподібна з роздувами в апікальній частині, шліроподібна зі складним характером виклинювання і звивистими контактами, проста жильна, лінзоподібна та ін. Пержанське родовище берилію представлене двома рудоносними структурами: Крушинською та Північною, розмірами в плані, відповідно, 5,6×0,53 км і 0,93×0,52 км [2, 3, 5–7]. Крушинська структура складена п'ятьма рудними зонами північно-східного (60–80о) простягання з падінням на північний захід під кутами 40–70о. Довжина зон за простяганням становить від 420 до 3000 м і за падінням – 60–400 м при потужності від 35 до 80 м. У межах Північної структури виділено чотири рудні зони у плані серпоподібної форми, довжиною за простяганням від 60 до 1200 м і за падінням від 30 до 160 та потужністю – 40–70 м. Падіння тіл в зонах центриклінальне під кутом близько 50о. Рудоносні зони утворені численними зближеними (відстань між рудними тілами – 5– 10, рідше 20–30 м) кулісо-ланцюжкоподібно розміщеними метасоматитами (від 1–3 до 35 тіл в кожній) потужністю від 0,5 до 13,2 м, з вмістом ВеО від 0,17 до 10,0 % (середній – 0,55 %). Руди відзначаються високою якістю і доброю збагаченістю. Для Пержанського рудного поля характерна петролого-метасоматична і металогенічна зональність. Так, внутрішня його зона складена пержанськими гранітами з пертозитами, вміщующими більш високотемпературну (330–450о) гентгельвінову (з досить невеликою частиною даналітової) мінералізацію. Зовнішня ендоконтактова зона завширшки до 2 км характеризується інтенсивною грейзенізацією пержанських гранітів, в якій поширені тіла грейзенів з промисловими покладами флюориту, рудопрояви олова і масиви граніт-порфірів, з якими пов’язані низькотемпературні (180–220о) фенакітові руди. Узагальнення матеріалів по сріблоносності рудного поля базуються на аналітичних дослідженнях, отриманих під час проведення пошукових робіт і власне розвідки рідкіснометалічного родовища, зокрема Крушинської рудоносної структури. Встановлено, що підвищені концентрації срібла приурочені до берилієносних зон і їх висячого та лежачого боків. У рудоносних зонах срібло переважно концентрується в рідкіснометалічних польовошпатових метасоматитах, з накладеним окварцюванням і сульфідною мінералізацією, разом з берилієм, цинком, свинцем, міддю та оловом. Потужність тіл становить від долей метра до десятків метрів. У бокових частинах рудоносних зон підвищені концентрації срібла приурочені до зон окварцювання, катаклазу і сульфідізації (галеніт, сфалерит, молібденіт, гентгельвін пізньої генерації) гранітів пержанського типу. Потужність таких зонок сягає до десятків сантиметрів, рідше більше. Разом зі сріблом зустрічаються свинець (більше 0,3%), цинк (більше 0,3%), олово – до 0,3%, вольфрам і молібден (до 0,05–0,3%), мідь – 0,1%. Підвищені вмісти срібла (понад 1–2 г/т) встановлені в майже третині свердловин різного призначення. Розподіл металу в польовошпатових метасоматитах та змінених

134

породах вкрай нерівномірний (коефіцієнт варіації становить більше 300%). Вмісти срібла в рудних тілах від „слідів" до 2100 г/т. Максимальні вмісти приурочені до зон окварцювання та сульфідизації метасоматитів. Срібне зруденіння накладене на берилієве з гентгельвіном третьої генерації. Як правило, з підвищеними вмістами срібла корелюються підвищені концентрації свинцю і міді та менше молібдену. Проведеними в Центральній лабораторії ВГО «Північукргеологія» та Інституті мінеральних ресурсів (м. Сімферополь) дослідженнями встановлено, що срібло концентрується в галеніті у вигляді тонкорозсіяних домішок, а також має власні рудні мінерали – прустит (Ag3AsS3) і аргентит (Ag2S). Прустит утворився в результаті заміщення галеніту. Аргентит асоціює з найбільш пізніми сульфідами: борнітом, халькопіритом IV, галенітом ІІ, сфалеритом ІІ, ковеліном і халькозином. Нерідко він знаходиться на контакті більш ранніх галеніта та сфалерита. Утворює вкраплені, гніздові, рідше прожилкові виділення. Розмір їх становить від тисячних часток до 0,5–1 мм по видовженню, переважаючий – до 0,1 мм. Форма виділень ксеноморфна, овально-витягнута, субевгедральна-пластинчата, ізометрично-полігональна, симплектитова в зростках з борнітом, сфалеритом ІІ, галенітом ІІ і халькопіритом IV. За даними ж С. В. Нечаєва [5, 9, 10] срібло знаходиться в самородному вигляді та міститься в електрумі – сплаві срібла і золота (Ag–48,2 і Au–51,3%). Проведеними цим автором мікрозондовими дослідженнями наявність срібла в галеніті не підтвердилась. Розмір частинок самородного срібла становить від тонкої розсіяної вкрапленості (0,001 мм) до 0,18 мм. Срібло асоціює як з сульфідними мінералами, так і зустрічається в польовошпатовій масі метасоматитів. Найчастіше самородне срібло зв’язано з халькозином, що засвідчує про геохімічну спорідненість Ag і Cu в умовах низькотемпературного мінералоутворення. У 1983–1984 рр. у Центральній лабораторії ВГО «Північукргеологія» виконані лабораторно-технологічні дослідження проби метасоматиту з сульфідами вагою 37 кг (шахта № 2). За даними хіманалізу руда містить 213–280 г/т срібла, 8,5–8,9 % свинцю, 1,36–1,42 % цинку, 0,86–1,12 % міді. За вмістом срібла і свинцю проба відповідає багатій руді з основними рудними мінералами: галенітом, сфалеритом, халькопіритом, халькозином, ковеліном, борнітом, гентгельвіном. Породоутворюючі: мікроклін-пертит, слюди і кварц. Мінерали-носії срібла – сульфіди, які присутні у вигляді крупних зерен та їх агрегатів, а також у вигляді точкових включень у польовому шпаті. Мінеральна форма – прустит і мінерали групи тетраедрита (здогадно фрейбергіт) (діагностовані рентгеноструктурним аналізом). Досліджено дві схеми збагачення – гравітаційно-флотаційна і флотаційна. Вилучення срібла відповідно становило 71,0% і 64,9%. За комбінованою схемою отримано 22% гравітаційного концентрату з вмістом срібла 1510 г/т і свинцю – 50,9%. За флотаційною схемою вихід концентрату склав 17,6% з вмістом срібла 800 г/т і свинцю – 34,6%, золота 70 г/т при вмісті останнього в пробі 0,02–0,025 г/т. Золото пов'язане з піритом і халькопіритом. На відміну від сріблоносності, золотоносність порід Пержанського рудного поля вивчена ще дуже слабо. За даними вибіркового випробування, підвищені концентрації золота встановлені в пержанських гранітах і сієнітах Яструбецького масиву [10]. Вміст золота варіює від 0,03 до 0,6 г/т, а в окремих пробах досягає 1–3,45 г/т (за даними пробірного аналізу). Кореляція золота зі сріблом відсутня. Золото міститься в електрумі; самородне золото в породах не встановлено. Вірогідно також, що воно присутнє в породах у тонкодисперсному стані. Максимальні концентрації срібла відмічаються в центральній частині Крушинської рудоносної структури. Зони з вмістами срібла 10 г/т ув'язуються згідно простягання рудних метасоматитів, які оконтурені у вигляді 5 рудних зон, розміщених у вигляді куліс північносхідного простягання (близько 70°). Їх потужність становить від 10 м до 150 м, довжина за падінням – від 30 м до 430 м, в середньому – відповідно 43 м і 133 м. Зони з більш високим

135

вмістом (100 г/т і більше) не утворюють самостійних тіл, а оконтурюються в складі гентгельвінових польовошпатових метасоматитів, надаючи їм комплесності. З заходу на схід такі зони періодично мають виходи під четвертинні відклади та занурення зі схиленням на ПнС і ПдЗ під кутом 30–45о. Попередня оцінка величини ресурсів срібла виконана нами в межах рудних зон берилієвоносної структури. Наявність даних хімічних аналізів срібла та враховуючи добру збіжність результатів спектрального і атомно-адсорбційного аналізів (відношення даних хімічного/спектрального аналізів = 1,7) дозволяє оцінити ресурси срібла, на нашу думку, за категорією Р1. (Ресурси не проходили апрбацію в Науковій раді з прогнозування Держгеонадр України). Вміст срібла розраховувався методом середньозваженого на потужність. Потужність рудних перетинів приймалась не менше 1,0 м; у випадку коли вона становила менше 1,0 м використовувався метро-г/т (>10 м-г/т). Ресурси срібла підраховувались прямим розрахунком методом паралельних розрізів. Розрахунок середнього вмісту срібла виконано при різних варіантах бортових вмістів: 20, 30, 40 і 50 г/т. Середні вмісти відповідно склали (г/т): 55.8; 63.7, 131,1 і 143,0. В останньому варіанті потужність рудних інтервалів становить від 0,2 м до 4,9 м, середня – 1,44 м (рис. 3). У найоптимальнішому варіанті (при бортовому вмісті 50 г/т) оконтурено 5 блоків, де підраховані перспективні ресурси категорії Р1 (при коефіцієнті достовірності геологічних даних – 0,3). На ділянках, де є досить нестабільне хімічне та спектральне випробування оцінені перспективні ресурси металу категорії Р2. Оцінка ресурсів виконана за питомою продуктивністю срібного зруденіння по центральній частині структури. Разом перспективні ресурси срібла категорій Р1+Р2 по Крушинській рудоносній структурі за параметрами відповідають великому родовищу срібла. Крім розглянутої, в межах Пержанського рудного поля досить перспективними на срібне зруденіння є Північна і Східна рудоносні структури та рудопрояви Західний, Кар'єр, Сирницький. Таким чином, зроблена попередня оцінка перспективних ресурсів срібла дає змогу прогнозувати в межах Пержанського рудного поля виявлення супутнього берилію срібного зруденіння з промисловими параметрами, яке за масштабами відповідає великому родовищу, що суттєво впливає на економічну оцінку вже розвіданого берилієвого родовища і значно підвищує його інвестиційну привабливість. Враховуючи комплексність берилієвих руд та розвиток срібно-багатометалічного зруденіння в межах берилієносних структур, доцільна постановка геолого-прогнозного картування масштабу 1:25 000 в межах Пержанського рудного поля з метою оцінки усього комплексу корисних копалин. ЛІТЕРАТУРА 1. Беспалько Н. А., Лунько В. Ф., Металиди С. В., Слыш Р. А. Классификация метасоматитов Сущано-Пержанской зоны // Геохимия и рудообразование. – 1978. – №7. – С. 16–24. 2. Висоцький Б. Л., Ликов Л. І., Приходько В. Л. та ін. Геолого-економічна оцінка Пержанського рудного поля // Збірник наукових праць УкрДГРІ. – 2005. – №1. – С. 172–179. 3. Войновський А. С., Бочай Л. В., Нечаєв С. В. та ін. Комплексна металогенічна карта України. Масштаб 1:500 000. Пояснювальна записка. – К.: УкрДГРІ, Держ. геол. служба Мінекоресурсів України, 2002. – 336 с. 4. Галецький Л. С., Шевченко Т. П., Чернієнко Н. М. Нові уявлення про геологічну структуру та металогенію території України // Геологічний журнал. – 2008. – № 3. – С. 74–83. 5. Гурський Д. С., Єсипчук К. Ю, Калінін В. І. та ін. Металічні і неметалічні корисні копалини України. Том 1. Металічні корисні копалини. – Львів. Вид-во “Центр Європи”. – 2005. – 785 с.

136

6. Гурський Д. С., Чорнокур І. Г. Пержанське родовище берилію (геологія та перспективи освоєння в контексті світових і вітчизняних тенденцій розвитку мінерально-сировинної бази рідкісних металів) // Мінеральні ресурси України. – 2009. – №4. – С. 22–32. 7. Металиди С. В., Нечаев С. В. Сущано-Пержанская зона (геология, минералогия, рудоносность). – К.: Наукова думка, 1983. – 136 с. 8. Науково-практична конференція «Історія відкриття та вивчення Пержанського родовища берилію як світового ексклюзиву» (Присвячена 60-річчю геологорозвідувальних робіт на Пержанському рудному полі) // 23–24 жовтня 2014 року, м. Олевськ Житомирської області. 9. Нечаев С. В., Бондаренко С. Н., Бучинская К. М. и др. Минеральная форма золота и серебра в интрузивных сиенитах и метасоматитах Украинского щита // Доклады АН СССР, 1986. – 289. – №6. – С. 1483–1487. 10. Нечаев С. Серебро и золото Пержанского рудного узла (информация и не только к размышлениям) // Геолог України. – 2011. – №1. – С. 90–104.

137

УДК 550.8.01 ТРЕЩИНОВАТОСТЬ И СЛОИСТОСТЬ ПОРОД ФУНДАМЕНТА КАК ФАКТОРЫ ВЛИЯНИЯ НА ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Кочетков С.И.1, Васильева И.В.1 1 – УкрГГРИ, г. Киев, Украина . Петрофизические исследования пород фундамента и коры выветривания показали, что их фильтрационно-емкостные характеристики улучшаются в зависимости от степени трещиноватости и вторичных изменений. Это находит отражение в изменении электрических свойств. Но исследования скорости распространения продольных волн на образцах кубической формы привели к неожиданному результату: в случае прохождения волны перпендикулярно плоскости трещин значения ее скорости больше, чем в любом другом направлении. Такое поведение отличается от известного соотношения анизотропии для слоистых образцов.

FISSURING AND STRIATION OF BASEMENT ROCKS HOW ARE EFFECTS ON PETROPHYSICAL FEATURES OF OIL AND GAS FIELDS Kochetkov S.1, Vasilyeva I.1 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine Petrophysical research of the basement rocks and weathering crust showed that their reservoir properties are improved, depending on the degree of fissuring and secondary changes. This is reflected in a change of electrical properties. But research propagation velocity of longitudinal waves in the samples of the cubic form led to an unexpected result: in the case of passing waves perpendicular to the plane of its velocity cracks values greater than in any other direction. This behavior differs from the known ratio of anisotropy of layered samples.

В поисково-разведочные работы на нефть и газ в настоящее время вовлекаются отложения, которые совсем недавно считались бесперспективными. Промысловая газоносность фундамента осадочных бассейнов Украины была обоснована еще в 70-х годах коллективом ученых под руководством В.Б.Порфирьева. В 1985 году был получен первый промысловый фонтан нефти из кристаллических пород фундамента на Хухринской площади (скв.1 на Северном борту ДДВ). В УкрГГРИ с 2004 по 2007 годы проводились петрофизические исследования пород кристаллического фундамента и коры выветривания Днепрово-Донецкой впадины (ДДВ). На 22 площадях с подтвержденной нефтегазоностностью было отобрано 147 образцов [1]. Подавляющее большинство измерений выполнено на образцах цилиндрической формы, выпиленных из кернового материала перпендикулярно длинной оси. В связи с не представительностью выборок по отдельным разновидностям пород они были объединены в 3 группы: 1- граниты и плагиограниты; 2 – гнейсы и гранитогнейсы; 3 – метаморфические породы. Следует отметить, что разделение пород по принадлежности их к фундаменту (КФ) либо коре выветривания (КВ) достаточно условно, особенно в переходной области. Оно корректировалось с учетом литологического описания кернового материала и результатов определения пористости и проницаемости. Здесь необходимо сделать еще одно уточнение: трещиноватый керн в процессе высверливании образцов цилиндрической формы часто разрушается. Поэтому образцы, представляющие интерес с точки зрения влияния трещиноватости на их петрофизические особенности (коллекторские свойства) не имеют достаточной статистической представительности. В связи с этим приводимые ниже оценки и выводы нужно рассматривать как вероятные. 138

В изучаемой коллекции не измененные породы КФ являются практически непроницаемыми (Кпр <0.001мД) и имеют унимодальное распределение значений пористости Кп от 0 до 2%. Эти же породы, оказавшиеся в разуплотненном состоянии под воздействием процессов трещинообразования или выветривания, проявляют свою индивидуальность. Проницаемость образцов повышается на порядок и в отдельных случаях достигает единиц и даже десятков мД. Значения пористости для всех разновидностей имеют уже бимодальный характер распределения. Причем, если первые значения моды на всех гистограммах группируются около Кп=1.8%, то вторые пики распределяются следующим образом: для 1 группы Кп=8.1%, для 2 - 7.2% и 3 - 6.4%. Распределение значений удельного сопротивления (УС) и интервального времени (ИВ) распространения продольных акустических волн водонасыщенных образцов для всех групп близко к нормальному или логнормальному. Это позволяет оценить значимость различий УС и ИВ для КФ и КВ по критерию Стьюдента /ť/ в каждой группе. При проверке гипотезы о равенстве средних значений ИВ для образцов из КФ и КВ получается следующий результат. Для 1 группы рассчитанное значение /ť/=0.31 значительно ниже граничного ť(α,m)=2.11, т.е. при 5% уровне значимости можно считать, что различие в средних значениях ИВ для пород КФ и КВ не существенно (179мкс/м и 174мкс/м). Для 2 группы /ť/=2.07, при граничном значении 2.00 – различие только становится статистически значимым (172 мкс/м и 184 мкс/м). У образцов 3 группы различие в средних значениях ИВ существенны: /ť/=3.88 против 2.03 (168 мкс/м и 197 мкс/м). Подобный анализ был проведен для логнормально распределенных значений УС. При видимой общей тенденции снижения значений УС от пород КФ к КВ для 1 группы от 42омм до 24омм, рассчитанное значение /ť/=1.80, что несколько ниже граничного 2.13. Аналогичная ситуация и во 2 группе: при уменьшении модальных значений УС с 104 омм до 75, рассчитанное значение /ť/=1.86 также чуть меньше критического 2.01. Коллекторские свойства породы КФ приобретают под влиянием вторичных процессов: трещинообразования, выветривания, выщелачивания. То, что рассчитанные коэффициенты по критерию Стьюдента для 1 и 2 групп имеют значения на уровне критических для принятия решения о существенности различия выборок (КФ и КВ), говорит о влиянии трещиноватости на петрофизические характеристики как минимум первых двух групп пород. Она нивелирует УС и ИВ и делает практически неразличимыми трещиноватые и массивные граниты по акустическим свойствам. Если принять во внимание, что граниты наиболее хрупкие из рассмотренных образований КФ, понятно - в них легче всего формируются микро и макротрещиноватость. В работах Лукина А.Е. и др. [2] было показано, что формирование коллекторских свойств в таких породах связано не столько с выветриванием сколько с тектоно-кесонным разуплотнением (дилатансией). На это указывают небольшие вертикальные мощности таких интервалов в скважинах. Для сравнения, на месторождении Белый Тигр мощности работающих интервалов в среднем составляют 20 метров. А коры выветривания в основном развиваются по трещиноватым породам, трансформируя пустотное пространство трещинного типа в порово-трещинное. И все-таки, несмотря на приведенные выше объяснения, трудно представить, чтобы породы (1 группа), при различии в пористости, статистически не отличались по акустическим свойствам. Вернее разница в значениях ИВ сравнима с погрешностью измерений. Но и это не самое важное. Парадокс в другом. В трещиноватых образцах первой группы ИВ ниже, чем в массивных. В связи с этим рассмотрим результаты определений ИВ на образцах кубической формы, в трех взаимоперпендикулярных плоскостях Мы считаем увеличение значений ИВ при прохождения волны перпендикулярно слоистости образца и их уменьшение в параллельном направлении закономерным. Это есть проявление анизотропии. И, на первый взгляд, похожую картину мы должны получать в трещиноватых образцах. Но в отдельных случаях мы наблюдали уменьшение ИВ перпендикулярно трещиноватости во 2 и 3 группах, а для трещиноватых образцов 1 группы это оказалось нормой. Такие породы 139

имеют наименьшее УС, что объяснимо - трещиноватость снижает удельное электрическое сопротивление низкопористых пород благодаря уменьшению извилистости токовых каналов и увеличению роли поверхностной (по поверхности трещин) проводимости. Для оценки степени влияния трещиноватости можно использовать значение структурного коэффициента m в уравнении Арчи: чем ближе значение m к единице, тем более трещиноватой является порода [3]. Значение m в уравнениях связи Рп – Кп для всех групп близко к 1, но самое низкое m=0.82 имеют образцы 1 группы. Т.е. воздействие вторичных процессов на трещиноватые породы в образцах 2 и 3 групп приводит к изменению структуры порового пространства. Трещины заиливаются, их берега разъедаются и к ним уже можно применить не вполне корректный для кристаллических пород термин – микрослоистость. В связи с изменившейся физико-химической характеристикой поверхности трещин и трансформацией их в элементы с пористой структурой субкапиллярной размерности, доступ жидкости внутрь образцов ограничен. В связи с этим отмечается еще один интересный факт. Показатель степени в зависимости Рн – Кв (табл.1) указывает на то, что образцы 1 группы КФ в наибольшей степени гидрофильны n=1.1. Эти же граниты, но из КВ имеют показатель степени в три раза больший. Если учесть, что керновый материал отбирался на известных нефтегазовых месторождениях фундамента, можно предположить следующее: исследуемые породы 1 группы из КВ контактировали с углеводородами и утратили свои гидрофильные свойства. Таблица 1. Петрофизические модели пород кристаллического фундамента и коры выветривания.

Название пород

Модель

Показатель степени

Кора виветривания граниты+плагиограниты Кора виветривания гнейси+гранитогнейсы Кора виветривания метаморфич. породы Фундамент граниты+плагиогранит Фундамент гнейсы+гранитогнейсы Фундамент метаморфич. породы Кора виветривания

Рн = 1,01Кв-3,31

0,94

Степень при Кв=-3,31

Рн = 1,01Кв-2,00

0,98

Степень при Кв=-2

Рн = 1,02Кв-2,26

0,97

Степень при Кв=-2,26

Рн = 1,04Кв-1,16

0,84

Степень при Кв=-1,16

Рн = 1,08Кв-2,30

0,87

Степень при Кв=-2,3

Рн = 1,01Кв-1,91

0,95

Степень при Кв1,91

Рп = 926,61Кп-0,93

0,91

Степень при Кп=-0,93

Рп = 555,74Кп

-0,82

0,95

Степень при Кп=-0,82

Рп = 754,87Кп-0,93

0,86

Степень при Кп=-0,93

Фундамент граниты+плагиогранит Фундамент гнейсы+гранитогнейсы

Видимо, трещиноватые граниты и плагиограниты, имеющие гидрофобный характер смачиваемости стенок трещин, нужно выделять в отдельную группу. Строго говоря, их не корректно относить к породам КВ, они скорее всего являются переходными от КФ к КВ. Раскрытость и гидрофобность трещин благоприятствуют процессу их насыщения при проведении лабораторных экспериментов. В образцах, высверленных перпендикулярно трещинам, насыщающий раствор практически не вытекает (в прямом смысле этого слова). Такое «стечение обстоятельств» делает сам образец акустически жестким. Этим восполняется избыток пористости, отсюда и практически несущественное различие в

140

значениях ИВ для гранитов и плагиогранитов, полученных по массивным и трещиноватым образцам. В естественных условиях микротрещины обеспечивают проницаемость матрицы, макротрещины дренируют достаточный для существенного притока флюида в скважину объём породы. Но практика показывает, что интервалы, пересекаемые макротрещинами, наименее устойчивы к механическому воздействию, а слагающие их породы, на поверхности, представлены обломками. Подобная ситуация наблюдается и при проходке скважин в осадочных породах. В статье [4] было показано, что негативное решение о возможной перспективности интервалов с низким выходом керна часто принимается на основании изучения сохранившегося при бурении кернового материала с невыразительными фильтрационно-емкостными свойствами. А вот трещиноватые участки, по которым можно было бы судить о коллекторских свойствах, при механическом воздействии разрушаются. Видимо чередование плотных пород и разуплотненных в отложениях одного литологического состава, привело к рождению интересного термина – низкопористый коллектор. Кстати, о том, что это коллектор можно судить только по результатам петрофизических исследований: плотные образцы имеют гетерогенный тип смачиваемости и особенное поведение тангенса угла диэлектрических потерь на низких и высоких частотах [5]. Из вышесказанного следует, что разуплотнение хрупких пород, например, гранитов, может происходить за счет возникновения в них трещин. Они представляют наибольший интерес с точки зрения коллекторских свойств горных пород и являются необходимым элементом вторичного преобразования пород. Вертикальная мощность трещиноватых интервалов составляет первые десятки метров. При бурении, макротрещины в стене скважины, как правило, кольматируются буровым раствором, а керн разрушается. Выделение трещиноватых интервалов по ГИС затруднено. Уменьшение значений ИВ перпендикулярно трещиноватости в образцах с гидрофобным характером смачивания стенок трещин, указывает на возможность выделения продуктивных интервалов в разуплотненных породах фундамента по петрофизическим данным. Для подтверждения этого вывода необходимы дополнительные исследования, подтверждающие устойчивость выявленного свойства. ЛІТЕРАТУРА 1. Звіт про науково-дослідну роботу: «Комплексне вивчення кір вивітрювання з оцінкою їх ролі у формуванні промислових скупчень вуглеводнів у фундаменті та базальних верствах осадового чохла моноклінальних схилів Дніпровсько-Донецького авлакогену», УкрДГРІ, Київ, 2007р. 2. Лукін О.Ю., Донцов В.В., Бурлін Ю.К., Гладун В.В. Про деякі закономірності нафтогазоносності кристалічного фундаменту. Геологічний журнал, 2005, № 3. С. 7-22. 3. Князев А.Р. К выделению и оценке трещинных коллекторов в карбонатных породах с низкопористой водонасыщенной матрицей. Тверь,”Каротажник”,2008, № 8(173).С.37-51. 4. Кочетков С.И. Особенности изменения фильтрационно-емкостных свойств терригенных образований Лычковского месторождения//“Збірник науковіх праць УкрДГРІ”. Київ: УкрДГРІ, 2012, №4.С. 166-175. 5. Кочетков С.И. Диэлектрические свойства. Проблемы исследования и возможности использования в петрофизике.: тезисы докладов международной научно-практической конференции “Современные методы сейсморазведки при поисках месторождений нефти и газа в условиях сложнопостроенных структур «Сейсмо-2013»”. (пгт.Курортное, 16-22 сентября 2013г.).

141

УДК 553.04:551.763+551.781.4(477)

ГЕОЛОГО-ГЕНЕТИЧНА МОДЕЛЬ ЕОЦЕНОВИХ КОНТИНЕНТАЛЬНИХ ВІДКЛАДІВ ПІВНІЧНОГО СХИЛУ ЦЕНТРАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА І ПОВ´ЯЗАНИХ З НИМИ КОРИСНИХ КОПАЛИН Крошко Ю.В.1, tamagoji.79@mail.ru ; Ковальчук М.С.1, доктор геологічних наук, професор, kms1964@ukr.net 1 – Інститут геологічних наук НАН України, м. Київ, Україна Еоценові континентальні флювіальні утворення збереглися до наших днів у вигляді звивистих гілкоподібних смуг, які нагадують контури річкових долин. Річкові палеодолини були не тільки шляхами транспортування матеріалу зі щита на його схили та в суміжні структури (ДніпровськоДонецьку западину), а й вмістилищем різних корисних копалин. У результаті еволюції еоценові водотоки виробили власні річкові долини та частково успадкували більш давні (аптнижньоальбські). Континентальні утворення еоцену представлені алювіальними (мікрофації русла, заплав), делювіально-алювіальними, пролювіально-алювіальними та болотними відкладами. Геологотектонічна будова центральної частини Українського щита та структурно-геоморфологічні і палеогеографічні обстановки становлення й розвитку еоценових річкових долин обумовили строкатість речовинного складу флювіальних утворень та просторовий розподіл літофацій, фацій і корисних копалин.

GEOLOGICAL GENETIC MODEL OF THE EOCENE CONTINENTAL DEPOSITS OF NORTHERN SLOPE OF THE CENTRAL PART OF UKRAINIAN SHIELD AND RELATED MINERALS Kroshko Yu.V.1, tamagoji.79@mail.ru ; Коval’chuk M.S.1, kms1964@ukr.net 1 – Institute of Geological Sciences of NASU, Kyiv, Ukraine Eocene continental fluvial education have survived in the form of meandering branched bands that resemble the contours of the river valleys. River paleovalleys were not only ways of transporting the material to the board on its slopes and adjacent structures (Dnieper-Donets depression), but also the seat of various minerals. As a result of the evolution of the Eocene streams have developed their own river valleys and partly inherited older (aptian-loweralbian). Continental Eocene formation are alluvial (riverbed microfacies, floodplains), deluvial-alluvial, proluvial-alluvial and marsh deposits. Geological-tectonic structure of the central part of the Ukrainian shield, structural-geomorphological and paleogeographic environment of the Eocene formation and development of river valleys caused diversity of the material composition of fluvial formations and spatial distribution of lithofacies, facies and minerals. Вступ.

Річкові долини відіграють значну роль у розчленуванні рельєфу суходолу, змиву, розмиву, транспортуванні продуктів змиву і розмиву, їх нагромадженні та формуванні широкого спектру корисних копалин в межах річкових долин. Нажаль, дослідженню річкових долин минулого на сьогоднішній день приділяється недостатньо уваги. У похованому рельєфі Українського щита та північного схилу його центральної частини, зокрема, збереглися від розмиву до наших днів численні різновікові палеоалювіальні відклади, які є свідками геологічної історії території [1, 6]. Аналіз літології та корисних копалин флювіальних континентальних утворень у межах центральної частини Українського щита показав, що найбільш широкий спектр корисних копалин притаманний формаційним одиницям, які утворилися за рахунок розмиву і перевідкладення продуктів хімічного розкладу різновікових і різних за петрографічним складом порід кристалічного фундаменту. До таких належать середньопалеогенові (еоценові) утворення, які збереглися до наших днів у вигляді звивистих гілкоподібних смуг, які нагадують контури річкових долин [1, 2, 4, 6, 7]. 142

Результати дослідження. Залягають еоценові континентальні флювіальні утворення на розмитій поверхні кристалічних порід, їх корі вивітрювання та більш древніх осадових утвореннях [6]. Незважаючи на досить широке поширення еоценових континентальних флювіальних відкладів, природні відслонення їх майже відсутні. Формування постійних водних артерій еоцену відбувалося по ерозійно-тектонічним депресіям (Зелено-Табурищенська, Кіровоградсько-Знам’янська, Кіровоград-Смілянська, Лебедин-Балакліївська, Олександрівсько-Катеринопільська, Рижанівська, Ротмістровська, Сердюковська, Ташликська, Тясмінська, Юрківська та інші). Частина еоценової гідросітки загалом наслідувала ерозійно-тектонічні депресії більш ранніх етапів розвитку Українського щита, інші закладались еоценовими річками у тектонічно ослаблених зонах та розламах [7]. Використання еоценовими річковими долинами нижньокрейдових (апт-нижній альб) річкових палеодолин призвело до часткового розмиву нижньокрейдових палеоалювіальних утворень та перевідкладання їх матеріалу на більш високі стратиграфічні рівні. Утворена таким чином еоценова гідрографічна мережа часто співпадає з контурами розповсюдження континентальних утворень нижньої крейди [7]. Довжина окремих річкових палеодолин еоцену сягала 150 км, а ширина – 18,0 км [6]. У межах палеодолин спостерігаються ділянки звуження і розширення. Значне розширення палеодолин обумовлене злиттям декількох притоків, або ж значною міграцією русла по латералі у пухкому субстраті елювію, або більш давніх осадових утворень. У різних частинах депресій розрізи еоценових відкладів не схожі між собою, відрізняються потужністю, повнотою горизонтів, що їх складають [6]. Іноді в осьових частинах депресій спостерігається значна кількість перезаглиблень ерозійно-тектонічного походження. Залягають континентальні флювіальні відклади майже горизонтально або зі слабким ухилом від верхів’я до гирла долини та від їх схилів до центральних частин. Глибина врізу річкових долин, як правило, 40 – 60 м [6]. Загалом середньоеоценові континентальні відклади утворюють середньопалеогенову, континентальну, платформну, теригенно-глинисту вугленосну, гумідну, передтрансгресивну субформацію, відклади якої містять прояви і родовища бурого вугілля, ільменіту, золота, вторинних каолінів та вогнетривких каолінових глин. Континентальні утворення еоцену представлені алювіальними (мікрофації русла, заплав), делювіально-алювіальними, пролювіально-алювіальними та заплавно-болотними відкладами, що поступово переходять у відклади приморської низовини, відклади естуаріїв та мілководного моря. Мікрофації русла виповнюють, як правило, нижні, центральні частини депресій, хоча з плином розвитку річкових палеодолин та міграцією русла їх контур зміщувався в межах ерозійно-тектонічних депресій, які обмежували контури розповсюдження флювіальних утворень. Мікрофації заплав, делювіально-алювіальні та пролювіально-алювіальні фації тяжіють до бортових частин ерозійно-тектонічних депресій, або ж залягають над русловоми мікрофаціями. Заплавно-болотні фації у геологічному розрізі тісно пов’язані з осадками русла та залягають над ними, виповнюючи верхню широку частину древніх долин; іноді вони теж тяжіють до бортів палеодолин. В літологічному плані еоценові континентальні утворення представлені уламковими, глинистими та органогенними породами. Уламкові породи представлені різнозернистими (від дрібно- до крупнозернистих) пісками і пісковиками сірого, темно-сірого та бурого забарвлення. Часто піски містять певну кількість вуглистої речовини. Цемент глинистий, механічного заповнення, базальний. Текстури порід косо-, горизонтально-, однорідно-, неоднорідно-, неясношаруваті, лінзоподібні. Ступінь сортування відкладів змінюється в широких межах і залежить від умісту глинистої складової. Найбільш широко розповсюджені дрібно-, середньозернисті, 143

добре відсортовані різновиди. Підпорядковане значення належить різнозернистим, грубозернистим та гравелистим піскам. Останні залягають повсюдно в основі піщановуглистої товщі в осьових частинах депресій. Пісковики мають підпорядкований характер, серед них виокремлюють вуглисті, кременисті та кварцитоподібні різновиди. Найбільш поширені вуглисті пісковики. Пісковики залягають в товщі пісків, або в основі піщано-вуглистих відкладів безпосередньо на кристалічних породах. У деяких розрізах в основі шару зустрічається галька, яка представлена кварцом, рідше кременем. У більшості розрізів, особливо в центральних частинах долин, спостерігається поступова зміна гранулометричного складу пісків від гравелистих до крупнозернистих з включеннями дрібного галечника та щебеню в підошві шару до дрібнозернистих пісків та глин у покрівлі. Характер розподілу потужності відкладів знаходиться в тісній взаємозалежності від морфології долини; на розширених ділянках вона зменшується а на звужених збільшується. Різкі коливання величин медіальних розмірів зерен та коефіцієнтів сортування характерні не тільки для різних палеодолин, а й у вертикальному розрізі. З уламковими породами пов´язані рудопрояви та точки мінералізації ільменіту, циркону, золота [4-7]. Присутність значної кількості піриту свідчить про відновний характер середовища діагенетичних перетворень осадків. Глинисті породи представлені вторинними каолінами, каоліновими глинами різного ступеню запісоченості та вуглистими глинами з прошарками глинистого бурого вугілля і, рідше, прошарками і лінзами сірих, коричнювато-сірих середньозернистих пісків. Часто вторинні каоліни збагачені обвугленими рослинними рештками. Уміст вуглистої речовини зростає вверх за розрізом. Вторинні каоліни поширені, в основному, в присхилових частинах депресій. Залягають вони у вигляді малопотужних лінз та прошарків серед піщано-вуглистих відкладів або в їх основі. Потужність їх в середньому 0,3 – 6,6 м. Вторинні каоліни представлені пелітоморфними породами каолінітового складу, масні на дотик. У товщі середнього еоцену виявлено Кіровоградське та Обознівське родовища вторинних каолінів [3]. Серед каолінів встановлено високоглиноземисті різновиди. Органогенні породи представлені бурим вугіллям, яке досить поширене і місцями представляє практичний інтерес. Буре вугілля має значне розповсюдження в Рижанівській та південній частині Юрківської депресій. Буре вугілля залягає серед піщано-глинистої товщі і має форму пластових тіл з неправильними, звивистими контурами. Переважають шари, складені з 2 – 5 пачок вугілля, розділених прошарками піску і глини. Іноді буре вугілля утворює прошарки незначної потужності в піщаних породах. Зростання вуглистості відкладів відбувається вверх за розрізом. Буре вугілля являє собою темно-буру, майже чорну, легку, ущільнену, рідше крихку породу з землистою та грудкоподібною структурою, подекуди з включеннями слабо обвугленої деревини. В основі шару буре вугілля часто запісочене, з тонкими прошарками та гніздами дрібнозернистого піску; місцями з шароподібними включеннями піриту. На окремих ділянках спостерігаються поступові переходи бурого вугілля в глини вуглисті. Потужність бурого вугілля змінюється в межах від 1 м до 9 м, сягаючи 13 м у районі с. Княже та південно-західної частини с. Кобеляки. Буре вугілля, головним чином, низькозольне (вміст золи 19,5 – 23,0%) [3]. У золі бурого вугілля присутні рідкісноземельні, рідкісні та розсіяні елементи. Часто буре вугілля переходить у темно-сіру, чорну вуглисту глину, яка завершує розріз. Загальна потужність континентальних утворень коливається від 0,2 м на схилах депресій до 37 м у центральних їх частинах. У будові товщі спостерігається певна ритмічність. Як правило, виокремлюють два елементарних ритми, формування яких починалося нагромадженням псамітових осадків і завершувалося накопиченням глинистих або вуглистих осадків.

144

Літологічний склад, текстурні особливості порід та їх гранулометричний склад вказують на спокійний, але різко змінний у часі гідродинамічний режим, з чергуванням застійних умов. Геологічна будова території, структурно-геоморфологічна позиція та еволюція еоценових річкових палеодолини мали вирішальний вплив на речовинний склад, просторове розміщення та конфігурацію покладів корисних копалин. Внаслідок закладання річкових долин у нестійких до процесів ерозії утвореннях (глиниста кора вивітрювання, давні (апт-нижньоальбські) алювіальні утворення, осадові утворення палеоцену) річки мали нестабільне положення русла (відбувалась постійна міграція русла по латералі), у результаті чого формувався контур алювіальних утворень шириною в декілька кілометрів. Значна міграція русел по латералі, їх розгалужений, меандруючий характер спричинювали формування старорічищ, значної заплави, в межах яких в умовах заплавних, заплавно-озерних, заплавно-болотних фацій формувалися поклади вторинних каолінів, вогнетривких глин, бурого вугілля. На ранніх стадіях розвитку долин розсипи ільменіту, золота, циркону концентрувалися на плотику і в приплотиковому шарі утворюючи кущі, кишені, лінійно витягнуті вздовж русла струмені. З плином часу, розширенням русла річкових систем формувалися делювіально-алювіальні, делювіально-пролювіально та алювіальні розсипи у вигляді шлейфів біля бортів долин, струменів виносу, стрічкоподібних струменів. Морфологія і положення розсипів у плині розвитку річок постійно змінювалися і ускладнювалися внаслідок дії пролювіально-алювіальних, делювіально-алювіальних процесів, міграції русла, діяльності бокових притоків, зміни базису ерозії. У результаті сформувалася складна мозаїчна картина заміщення літофацій і фацій і, як наслідок, рудоносності алювіальних відкладів. Еоценовий алювій збагачувався ільменітом і золотом, які надходили безпосередньо з кори вивітрювання та з нижньокрейдових алювіальних відкладів, які перемивалися еоценовими річками [4, 5]. Факт геохронологічної транзитності теригенного матеріалу і, зокрема, важких мінералів (ільменіту, золота) підтверджений дослідженнями типоморфних особливостей мінералів [5]. Золото, переважно, таблитчастої, округло- і видовжено-пластинчастої форми з шагреневою поверхнею та заокругленими краями [4, 5]. Трансгресія бучакського моря відбувалася поступово, що знайшло своє відображення у взаємовідношенні континентальних і морських утворень, зміні фаціальних обстановок континентального осадконагромадження. Поступова трансгресія моря використовувала еоценові палеодолини, спричинила підпруджування річок, сповільнення і призупинення річкового стоку, формуванню застійних умов і розвитку заплавно-болотних фаціальних обстановок [6]. Висновки. Розвиток еоценових річкових палеодолин визначається геолого-тектонічною та геоморфологічною будовою північного схилу центральної частини Українського щита, які обумовили просторове розташування, конфігурацію, будову річкових палеодолин та їх притоків і речовинний склад відкладів, що їх виповнюють. Еволюція річкових палеодолин спричинила формування в їх межах значного комплексу корисних копалин. Просторова локалізація і форма покладів корисних копалин визначалися фаціальними і мікрофаціальними обстановками та етапом розвитку річкових палеодолин. ЛІТЕРАТУРА 1. Гойжевский А. А. Рельеф поверхности фундамента Украинского щита/ А.А. Гойжевский // Геол. журн. –1977. – т. 37. – вып. 2. – С. 99 – 107.

145

2. Гойжевский А. А. Циклы мезо-кайнозойского осадконакопления на Украинском щите /А.А. Гойжевский, О.Е. Шевченко// Геол. журн. – 1978. – т. 38. – № 6. – с. 1–9. 3. Гурський, Д. С. Металічні і неметалічні корисні копалини України / Д.С. Гурський, К.Ю. Єсипчук, В.І. Калінін та ін. – К.-Л.: Неметалічні корисні копалини. Том. 2. – 2006. – 552 с. 4. Заруцкий К. М. Находка золота в аллювии погребенных раннепалеогеновых речных долин центральной части Украинского щита /К.М. Заруцкий,Ю.И. Ветров,И.Ф. Злобенко и др. // Геол. журн. – 1981. – Т. 41, вып. 5. – С. 155 – 156. 5. Ковальчук М. С. Морфологія та хімічний склад золота з осадового чохла Українського щита /М.С. Ковальчук //Геол. журн., 2003. – № 3. – С. 93 – 97. 6. Литолого-фациальные, палеогеографические карты и карты закономерностей размещения полезных ископаемых территории Украины. – К.: Госгеолслужба Украины, 2001. – 150 с. 7. Семенюк Н. П. Палеогеоморфологічні критерії прогнозу розсипного золота в центральній частині Українського щита/ Н.П. Семенюк, К.М. Заруцький// ДАН України. – 1992. – № 1. – К-с. 84 – 86.

146

УДК 661.96:622.276.6

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБЩЕЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ПРОГНОЗА РАБОТЫ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Кутя М.М.1, аспирант, kmm123@yandex.ru ; Кравченко О.В.1, канд. техн. наук, ст. научн. сотр., krav@ipmach.kharkov.ua 1 – Институт проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины, г. Харьков, Украина С целью усовершенствования общей математической модели прогноза работы газоконденсатного месторождения в газовом режиме, разработан метод учета изменения характеристик призабойной зоны скважины после проведения в ней работ по интенсификации притока углеводородов. Уточнение фильтрационных характеристик продуктивного горизонта производится на основе результатов экспериментальных исследований, моделирующих комплексное водородное термобарохимическое воздействие на пласт.

УДОСКОНАЛЕННЯ ЗАГАЛЬНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ПРОГНОЗУ РОБОТИ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО РОДОВИЩА Кутя М.М.1, аспірант, kmm123@yandex.ru ; Кравченко О.В.1, канд. техн. наук, ст. научн. сотр., krav@ipmach.kharkov.ua 1 – Інститут проблем машинобудування ім. А.Н. Підгорного НАН України, м. Харків, Україна З метою удосконалення загальної математичної моделі прогнозу роботи газоконденсатного родовища в газовому режимі, розроблен метод урахування змін характеристик при вибійної зони свердловини після проведення робіт по інтенсифікації припливу вуглеводнів. Уточнення фільтраційних характеристик продуктивного горизонту проводяться на основі результатів експериментальних досліджень, що моделюють комплексну водневу термобарохімічну дію на продуктивній пласт.

IMPROUVEMENT OF GENERAL MATHEMATICAL MODEL OF GAS CONDENSETE DEPOSITS Kutia M. М.1, Kravchenko O. V.1 1 – Podgorny Institute for mechanical engineering problems of NAS of Ukraine, Kharkiv, Ukraine In order to improve the general mathematical prediction model for gas condensate deposits that work in gas mode a method of accounting for changing the characteristics of well’s bottom hole zone after the intensification processes was developed. Clarification of filtration properties of productive horizon is based on the results of experimental studies, that simulate complex hydrogen thermal pressure chemical impact.

Введение В настоящее время применяются два основных подхода при математическом моделировании притока газа к скважинам. Наиболее перспективными являются модели, использующие сеточные методы расчета. Однако, эти модели имеют ряд недостатков, в числе которых повышенные требования к заданию исходных данных и начальных условий, описывающих геологическое и гидродинамическое состояние месторождения. Зачастую, таких данных на промысле просто не имеется и приходится либо проводить длительные или дорогостоящие исследования, либо использовать усредненные показатели по месторождению. Это может приводить к существенному снижению точности расчетов. При этом требуются большие объемы “машинных” вычислительных ресурсов. Поэтому, и сейчас при расчете прогнозных показателей разработки газовых месторождений актуальными 147

являются балансовые модели, основанные на уравнении материального баланса, которые обеспечивают приемлемую точность расчета [1]. В данном докладе рассмотрена математическая модель, основанная на уравнении материального баланса, представлены направления ее совершенствования. В частности, показана возможность учета в ней результатов применения различных методов интенсификации притока газа в одной или нескольких скважинах месторождения, направленных на улучшение фильтрационных характеристиках призабойной зоны пласта. Описание модели В разработанной модели используются те же исходные данные, что и в GasDrive (разработка НИИгаз, г. Харьков): дренируемые запасы газа; газ, добытый до начала расчета; начальное пластовое давление; пластовая температура; температура газа на устье скважины; относительная плотность газа по воздуху; глубина до средины интервала перфорации; диаметр НКТ; коэффициенты фильтрационных сопротивлений А и В; максимально допустимый дебит; максимально допустимая депрессия на пласт; минимально допустимое рабочее давление (минимально допустимое давление на устье скважины); начало и конец (по вермени) проведения расчета; количество скважин на эксплуатационном объекте; коэффициент эксплуатации скважин. В процессе расчета модель формирует таблицу, которую можно экспортировать в Microsoft Excel. Сформированная расчетная таблица прогноза работы газового месторождения, включает параметры, позволяющие оценить как точечные, так и динамические показатели: год, на конец которого поданы расчитанные данные, количество скважин, дебит, годовая добыча, накопленная добыча, пластовое давление, статическое давление, депрессия на пласт, давление на устье, остаточные запасы, показатели годовой добычи в процентах от дренированных запасов и текущих запасов. Совершенствование модели Общая математическая модель построена на базе платформы MathCAD. На текущий момент времени уже осуществлена возможность внесения корректировок в процесс моделирования разработки месторождения с учетом предполагаемой конкретной даты их реализации. Корректировки могут вносится по следующим параметрам: количеству скважин на эксплуатационном объекте, коэффициентам фильтрационных сопротивлений А и В, максимально допустимому дебиту, максимально допустимой депрессии на пласт, минимально допустимому рабочему давлению, дренируемым запасам. В настоящее время проводятся работы по усовершенствованию общей модели прогнозирования работы газоконденсатного месторождения, в которой будет устранен основной недостаток – расчет притока газа будет проводиться не по так называемой “средней скважине”, а с учетом основных показателей каждой отдельной скважины (или каждого блока скважин), т. е. в уравнении материального баланса всего эксплуатационного объекта будут учитываться результаты моделирования в каждой из подмоделей (отдельной скважины или блока скважин). Применение общей модели разработки газоконденсатных месторождений для определения параметров работы месторождения, с учетом результатов проведения работ по интенсификации притока углеводородов. Основными показателями, характеризующими параметры призабойной зоны скважины, которые используются при расчетах притока газа в двучленной формуле фильтрации, являются коэффициенты фильтрационных сопротивлений А и В. Определяются они как расчетным, так и графическим методом. На практике, для их определения, применяется графический метод. В уравнении, для расчета коэффициента фильтрационного сопротивления А, одним из неизвестных является коэффициент средней проницаемости (k). Нами предлагается метод, позволяющий сделать корректировку модели, для определения 148

парамеров работы месторождения после проведения работ по интенсификации, основанный на корректировке коэффициента средней проницаемости в двучленной формуле фильтрации, путем внесения изменений в параметр А. Ниже описаны основные этапы, включая этап экспериментальных исследований, моделирующих изменение проницаемости породыколлектора под действием основных действующих факторов различных методов интенсификации. 1 – блок первичных подготовительных расчетов; 2 – начало основного цикла вычислений; 3, 4 – внутренний цикл вычисления пластового давления по уравнению материального баланса; 5 – промежуточное определение расчётных коэффициентов; 6, 7 – блок определение статического давления; 8, 9 – расчет параметров месторождения в случае работы месторождения в режиме постоянного дебита; 10, 11 – расчет параметров месторождения в случае работы месторождения в режиме постоянной депрессии на пласт; 12, 13 – расчет параметров месторождения в случае работы месторождения в режиме постоянного рабочего давления; 14–16 – блоки основных индикаторов, заполнение результирующей матрицы, контрольных индикаторов, 17 – вывода готовой таблицы (матрицы)

Рис. 1. Базовой алгоритм работы модели

149

При применении на месторождении технологии интенсификации, основанной на комплексном водородном термобарохимическом воздействии (КВТБХВ) [3] на призабойную зону пласта в специальной установке воспроизводятся реальные пластовые термобарические условия и проводится химическая реакция, в ходе которой керн, насыщенный характерным, для данного конкретного случая, кольматантом, подвергается многостадийному процессу повышения температуры и давления с выделением активных газов, в том числе водорода, и горячих кислот. Проницаемость керна определяется с использованием линейного закона фильтрации Дарси до и после термохимической обработки. Далее, определяется поправочный коэффициент пропорциональности, который вводится в модель для корректировки значения коэффициента фильтрационного сопротивления А. Ниже представлена методика определения поправочного коэффициента после получения экспериментальных данных. В качестве исходных данных используется проницаемость до и после экспериментальной водородной термобарохимической обработки керна (k1, k2); радиус фильтрации продуктов реакции в пласт принимается от 2 до 20 метров (исходя из статистики проведения работ в зависимости от пород, слагающих коллектор и причин кольматации); радиус контура питания (определяется либо аналитически, либо как среднее расстояние между соседними скважинами). Расчет среднего коэффициента проницаемости для продуктивного горизонта ведется по формуле определения средней проницаемости для пласта с зональной неоднородностью:

Rк ~ rc k = [2] 1 R 1 Rк ln + ln k1 rc k 2 R ln

~ Поправочный коэффициент определяется как K`= k 2 / k Далее, полученный безразмерный поправочный коэффициент K` умножается на коэффициент фильтрационного сопротивления А, полученный графическим методом. Как известно, для получения значения коэффициента фильтрационного сопротивления А R µ р0Tпл zг ln к rc аналитическим методом, используется следующая формула: A = [2]. πkhT0 zго Таким образом, полученный поправочный коэффициент приводит значение коэффициента А к виду, более точно и корректно учитывающему изменения свойств пласта, происходящие в отдельных скважинах за счет проведенных технологических операций. При этом, в уравнение не вносятся дополнительные неизвестные переменные, а только уточняется значение средней проницаемости: K `⋅ A = K `⋅

K `⋅ A =

µ р0Tпл zг ln πkhT0 zго

µ р0Tпл zг ln

Rк rc

. ~ k π khT0 zго k2

150

Проиллюстрируем графически представленные результаты. В качестве исходных данных для математического моделирования принимаем следующие: дренируемые запасы – 2,5 млрд м3 газа, добыто до начала расчета – 1,5 млрд м3 газа, начальное пластовое давление – 16,15 МПа, пластовая температура – 319 К, температура на устье 282 К, относительная плотность газа по воздуху – 0,659, глубина до середины интервала перфорации – 1655 м, диаметр НКТ – 62 мм, коэффициенты фильтрационного сопротивления – А=5,5 (МПа2/м3), В*1000=0,01 (МПа2/м3), максимальный дебит – 40 тыс. м3/сут., максимально допустимая депрессия – 2 МПа, минимально допустимое рабочее давление – 3 МПа, количество скважин – 10, коэффициент эксплуатации – 0,9, дата начала расчета – 2014 год, дата окончания расчета – 2060 год, КВТБХВ на пласт проводится в 2016 году одновременно на всех скважинах, средневзвешенное значение поправочного коэффициента К` – 0,65. Как видно из графиков (Рис. 2, 3, 4), в 2016 году замечен перегиб на графиках, что особенно хорошо видно на графике годовой добычи (рис. 3), что связанно с резким увеличением дебита благодаря КВТБХВ. Перегиб 2028 года связан со сменой режима работы месторождения.

Рис. 2. Зависимость пластового давления, рабочего давления и депрессии от времени.

Рис. 3. Зависимость годового дебита (годовой добычи) от времени. 151

Рис. 4. Зависимость показателя накопленной добычи от времени

Выводы Представлена методика усовершенствования общей модели прогноза работы газоконденсатного месторождения в газовом режиме, основанная на учете изменения характеристик призабойной зоны скважины после проведения в ней работ по интенсификации притока. Данная методика основана на уточнении коэффициента фильтрационного сопротивления с учетом изменения проницаемости горной породы в призабойной зоне пласта как в отдельных скважинах, так и во всех скважинах месторождения. На примере месторождения, на котором предполагается проведение работ по интенсификации притоков углеводородов с применением технологии КВТБХВ, выполнено моделирование работы месторождения. ЛИТЕРАТУРА 1. Л. П. Дейк, Практика и инженерниг нефтяных пластов. Ижевск, АНО “Ижевский институт компьютерных исследований”, 2007. 2. С. Н. Закиров, Б. Б. Лапук, Проектирование и разработка газовых месторождений. Москва, “Недра” 1974. 3. Кравченко О. В., Велигоцкий Д. А., Хабибуллин Р. А. Перспективные технологии комплексного воздействия на пласт для разработки трудноизвлекаемых запасов нефти и газа Труды Российской технической нефтегазовой конференции и выставки SPE по разведке и добыче (14–16 октября 2014, ВВЦ, Москва), SPE-171676-RU.

152

УДК 553.31:550.822.7(477.53)

ПЕРСПЕКТИВИ НАРОЩУВАННЯ СИРОВИННОЇ БАЗИ КРЕМЕНЧУЦЬКОГО ЗАЛІЗОРУДНОГО РАЙОНУ Лисенко О.А.1, кандидат геологічних наук, ukrdgri@ukrdgri.gov.ua 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Кременчуцький залізорудний район має величезний потенціал для забезпечення держави залізними рудами. В його межах налічується 10 об’єктів промислового значення. На сьогодні розробляється лише 3 з них – Горишнє-Плавнинське, Лавриківське, Єристівське родовища. На Біланівському і Кременчуцькому (Галещинському) родовищах виконуються підготовчі роботи по введенню їх в експлуатацію. На Мануйлівському і Василівському родовищах, Броварківській, Заруденській і Харченківській ділянках проводиться бурова розвідка і детальна геолого-економічна оцінка. Введення в експлуатацію Біланівського і Кременчуцького родовищ дозволить значно наростити обсяги видобутку традиційних для району залізистих кварцитів і, крім того, багатих залізних руд. Розвідані запаси об’єктів, на яких наразі виконується детальна геолого-економічна оцінка, стануть надійним резервом видобувних підприємств у майбутньому.

PROSPECTS FOR INCREASED RESOURCE BASE OF KREMENCHUG IRON ORE DISTRICT Lisenko O.1, Ph. D., ukrdgri@ukrdgri.gov.ua 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine Kremenchug iron ore district has a great potential to ensure the state iron ore. Within the region there are 10 objects of industrial value. At present, developed only three of them - Gorishny-Plavninske, Lavrikovskogo, Eristov deposits. On Belanovsky and Kremenchug (Galeschinsky) deposits performed preparatory work on putting them into operation. On Manuylovsky and Vasilievsky deposit, Brovarkivsky, Zarudensky and Harchenkivsky areas held drilling exploration and detailed geological and economic evaluation. Commissioning of Belanovsky and Kremenchug deposits will significantly increase the volume of production of ferruginous quartzite the traditional to this area and, in addition, high-grade iron ore. Explored reserves of the objects, which are now carried out detailed geological and economic evaluation, will become to reliable reserve for mining companies in the future.

Вступ Кременчуцький залізорудний район (КЗР) є другим по запасах на Україні після Криворізького району. В його межах зосереджено близько 16 % запасів заліза нашої держави [1]. Перспективні й прогнозні ресурси до глибини 1500 м оцінюються в 35 млрд т, у т. ч. багатих залізних руд – 400 млн т. КЗР розташований на лівому березі р. Дніпро на території Полтавської області і розглядається як північна частина Криворізько-Кременчуцького залізорудного басейну (зони) або однойменної структурно-металогенічної зони (СМЗ). Цей рудний район уявляє собою вузьку синклінальну складку (див. рис.), яка утворилася на місці трогоподібного прогину. Складка у вигляді безперервної смуги метаморфізованих залізисто-кременистих порід і сланців витягнулась у північно-східному напрямку на 45 км при ширині від 0,2 до 3,5 км [1]. У її наповненні приймають участь 4 світи криворізької серії. Залізовмісною є саксаганська (середня) свита потужністю до 1300 м, яка складається з 5 залізистих горизонтів і декількох сланцевих, які розділяють залізисті. Західне крило синкліналі зрізано глибинним регіональним Криворізько-Кременчуцьким розломом. В районі знаходиться 7 родовищ і 3 залізорудні ділянки, які на теперішній час ще не отримали статусу родовища. Промислове освоєння рудного району проводиться поступово з півдня (від Дніпра), де осадовий чохол є мінімальним, і далі на північ. Послідовно до розробки були залучені Горишньо-Плавнинське, Лавриківське і Єристівське родовища. Гірничо-геологічні умови дозволяють розробляти залізні руди відкритим кар’єрним 153

способом. Наразі до експлуатації готується Біланівське родовище, яке теж можливо розробляти відкритим способом. Для усіх інших родовищ і ділянок, що знаходяться північніше, прийнятною може бути тільки підземна розробка, оскільки потужність осадового чохла з півдня на північ поступово зростає з 20–40 м на Горишньо-Плавнинському родовищі до 150 м на Заруденській ділянці і до 550–600 м на Броварківській ділянці. Перспективи нарощування сировинної бази КЗР Крім родовищ, які наразі розробляються, детально розвіданими (стадія ГЕО-1) в районі на сьогодні є Біланівське і Кременчуцьке (Галещинське). На Василівському і Мануйлівському проведено попередню розвідку, їх вивченість відповідає попередній геолого-економічній оцінці (ГЕО-2) [2, 3]. Матеріали геолого-економічних оцінок розглядались ДКЗ, попередньо розвідані запаси залізистих кварцитів апробовані. На Харченківській і Броварківській в попередні роки виконано пошуково-оціночні роботи. На Заруденській ділянці проведені детальні пошуки. Геолого-економічна оцінка по цих ділянках не здійснювалась, відповідно, запаси в ДКЗ не представлялись. Таким чином, для приросту запасів залізистих кварцитів і нарощування сировинної бази Кременчуцького залізорудного району в цілому необхідно проведення детальної геологічної розвідки і детальної ГЕО на Василівському і Мануйлівському родовищах, на Харченківській, Броварківській і Заруденській ділянках. Ці об’єкти мають достатній потенціал для значного збільшення обсягів розвіданих залізних руд і можуть скласти надійний резерв для довгострокового забезпечення запасами видобувних підприємств району у майбутньому. Названі об’єкти знаходяться на території Кременчуцького, Козельщинського та Глобинського районів Полтавської області. З півдня на північ ці залізорудні об’єкти розташовані у такому порядку: Заруденська ділянка, Василівське родовище, Харченківська ділянка, Мануйлівське родовище, Броварківська ділянка (див. рис.). Названі об’єкти об’єднуються в так звану «північну групу родовищ» Кременчуцького залізорудного району. Заруденська ділянка розташована в 23 км на північний схід від м. Кременчук. Довжина ділянки близько 4 км, максимальна ширина 3 км. Загальна потужність порід осадового пухкого чохла (кора вивітрювання, відклади тріасу, юри та кайнозою) складає 150 м. Поклади магнетитових кварцитів тяжіють до 3 залізистих горизонтів і складаються, головним чином, з магнетитових, кумінгтоніт-магнетитових та біотит-магнетитових кварцитів. На ділянці проводились пошуки, в результаті чого були підраховані запаси залізистих кварцитів до глибини 1000 м за категорією С2, розроблені рекомендації щодо подальших геологорозвідувальних робіт. Василівське родовище знаходиться в 30 км від м. Кременчук. Довжина ділянки в північно-східному напрямку 6 км. Загальна потужність осадового чохла від 155 метрів на півдні до 340 на півночі ділянки. Виділяються три основні залізорудні поклади, які мають пластоподібну форму, круте падіння на захід під кутом 75–80°. Руди представлені червоно- і сіросмугастими магнетитовими кварцитами. Проведені пошукові роботи і детальні пошуки до глибини 1000 м. В результаті виявлені поклади легкозбагачуваних залізистих кварцитів, по яких були підраховані запаси за категорією С2. В 2007–2011 рр. була проведена попередня розвідка. Запаси за категоріями С1 і С2 апробовані ДКЗ України. Площа Харченківської ділянки розташована в 35 км від м. Кременчук. Загальна потужність порід осадового чохла 300–400 м. У межах ділянки виділяються три рудних поклади, представлені сіро- та червоносмугастими магнетитовими і кумінгтоніт-магнетитовими кварцитами. За результатами проведених пошуково-оціночних робіт підраховані запаси залізистих кварцитів до глибини 1 000 м. Мануйлівське родовища знаходиться в 38 км від м. Кременчук. Загальна потужність осадового чохла (кора вивітрювання, відклади пермі, тріасу, юри та кайнозою) 400–540 м. Всього встановлено 5 рудних тіл. Розвинені залізні руди, головним чином, магнетитового

154

типу. На ділянці родовища проведені детальні пошуки, пошуково-оціночні роботи і попередня розвідка. З 2004 р. на родовищі проводнлись ревізійні роботи, підраховані запаси залізної руди апробовані ДКЗ України. Броварківська ділянка розташована в 40 км від м. Кременчук. Загальна потужність осадового чохла збільшується з півдня на північ від 540 до 610 м. Виділяються три рудних поклади, складені високоякісними магнетитовими і кумінгтоніт-магнетитовими кварцитами. На ділянці виконані детальні пошуки, проведені пошуково-оціночні роботи, визначені перспективні ресурси залізних руд. З 2004 року проводиться розвідка. Більшість залізорудних покладів об’єктів “північної групи” містить високі концентрації германію (від 1 до 6 г/т), які можуть викликати промисловий інтерес. Германій встановлено в залізистих кварцитах Заруденської ділянки, на Харченківській ділянці, на Мануйлівському родовищі, на Броварківській ділянці. За складністю геологічної будови усі охарактеризовані вище ділянки і родовища залізистих кварцитів відносяться до 2-ї групи (складна будова) згідно Класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр. Гідрогеологічні умови північних об’єктів є типовими для Кременчуцького залізорудного району. Територія району знаходиться в межах південної частини Дніпровського артезіанського басейну і характеризуються значною водозбагаченістю водоносних горизонтів і комплексів. Водоносні горизонти встановлені в четвертинних, харківських, бучацьких, юрських, тріасових, пермських відкладах, а також в зоні тріщинуватості кристалічних порід докембрію. Четвертинні і бучацькі горизонти вміщують прісні води з мінералізацією 0,3–1,25 г/л, тріасово-пермські води солоні з мінералізацією 40–50 г/л. В даний час на об’єктах “північної групи” КЗР проводяться розвідувальні роботи з метою детальної ГЕО і підрахунку запасів залізистих кварцитів. За попередніми оцінками по 5 об’єктах північної частини КЗР до глибини 1000 м приріст запасів залізистих кварцитів може становити 12–14 млрд т. Це є потужним резервом для нашої держави, якій забезпечить роботу гірничодобувних підприємств КЗР на довгі роки. Висновки Кременчуцький залізорудний район, якій є другим за запасами заліза в Україні, характеризується високим рівнем розвитку гірничодобувної промисловості. Продовжується поступове його освоєння. Поруч із діючими будуються нові добувні підприємства, вводяться в експлуатацію чергові родовища, готуються до освоєння нові ділянки надр. Діючі підприємства забезпечені необхідними запасами залізних руд на достатній термін. Однак, для створення надійного резерву на далеку перспективу, а також забезпечення новостворених підприємств необхідно наростити розвідані запаси. Район має значний потенціал для прирісту запасів магнетитових кварцитів. У першу чергу – це залізорудні об’єкти так званої “північної групи” КЗР, а також глибокі горизонти і фланги родовищ, що вже експлуатуються або готуються до промислового освоєння. За прогнозною оцінкою розвідані запаси КЗР повинні забезпечити роботу діючих і створених у майбутньому добувних підприємств на 100 років і більше. ЛІТЕРАТУРА 1. Гурский А. Д., Есипчук К. Е., Калинин В. И. и др. Металлические и неметаллические полезные ископаемые Украины/Киев – Львов. Изд-во “Центр Европы”. 2005 – 785 с. 2. Інструкція із застосування класифікації запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр до родовищ руд чорних металів (заліза, марганцю та хрому), зареєстрована Міністерством юстиції України 11.11.2002 р. за № 881/7169. 3. Класифікація запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр, затверджена постановою Кабінету Міністрів України від 05.05.1997 р. – № 432.

155

УДК 553.411

СТАН ПІДГОТОВЛЕНОСТІ ЗОЛОТОРУДНИХ РОДОВИЩ УКРАЇНИ ДОПРОМИСЛОВОГО ОСВОЄННЯ Лисенко О.А.1, кандидат геологічних наук, ukrdgri@ukrdgri.gov.ua 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Розглянуто деякі історичні аспекти щодо виникнення і формування золоторудної бази незалежної України. Проаналізовано стан вивченості золоторудних об’єктів, які мають перспективи промислового освоєння. Висвітлено причини, що заважають активному довивченню родовищ і залученню їх до розробки. Визначено шляхи, які дозволять підняти якість і рівень підготовленості вітчизняних родовищ золота для введення їх в експлуатацію, підвищити їх інвестиційну привабливість.

STATUS OF GOLD DEPOSITS PREPAREDNESS IN UKRAINE FOR COMMERCIAL DEVELOPMENT Lisenko O.1, Ph. D., ukrdgri@ukrdgri.gov.ua 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine The article examines some of the historical aspects regarding the origin and formation of gold base in the independent Ukraine. The author analyzed state of gold ore objects study that have prospects for industrial development. It highlights the reasons preventing active study deposits, and engage them to develop. The article defines the path that will raise the quality and preparedness level of native gold deposits for their commissioning, increase their attractiveness for investment.

Вступ На території України знаходяться десятки родовищ і рудопроявів золота, які мають різний ступінь вивченості, і з якими можна пов’язувати перспективи промислового освоєння [1, 2]. Деякі з цих об’єктів відомі здавна, але в радянські часи перспективи промислової золотоносності території України вважались недостатніми і кошти на вивчення і оцінку не виділялись. Ситуація різко змінилась з кінця 80-х років минулого сторіччя з переходом оборонної галузі Радянського Союзу до конверсії і з отримання Україною державної незалежності в 1991 р. За короткий час було встановлено, що Україна має достатньо потужний ресурсний золоторудний потенціал. Це стало можливим завдяки цільовому направленню державних грошових і матеріальних ресурсів на вивчення і оцінку встановлених раніше золотопроявів, золотоперспективних геологічних структур і окремих ділянок надр. Протягом декількох років були виявлені і активно вивчались такі об’єкти, що отримали статус родовища – Майське в Миколаївській області, Клинцівське і Юріївське поблизу м. Кіровоград, Сергіївське, Балка Золота і Балка Широка в Дніпропетровській області, Сурозьке в Запорізькій області. На цих об’єктах були попередньо оцінені масштаби золотого зруденіння і якість руд. Почалось проектування підземної розвідки родовищ, а на родовищах Майське і Балка Широка навіть будувались розвідувальні шахти. Але в 90-х роках минулого сторіччя держава, переживаючи величезні економічні труднощі, не в змозі була самотужки фінансувати величезні витрати на ці масштабні роботи, які продовжувались до 1995–1996 рр. Матеріали по золоторудних родовищах за ініціативою Державного геологічного комітету були розглянуті маститими ученими-геологами, запрошеними з Росії. Поважна комісія дійшла однозначного висновку – є усі умови для створення в Україні золотої промисловості! У серпні 1995-го року з’явилась державна акціонерна компания (ДАК) “Укрзолото”, якій передали для вивчення і розробки п’ять родовищ Українського щита – Майське, Клинцівське, Сергіївське, Балка Золота і Балка Широка. Але через 14 місяців ДАК був 156

ліквідований. За час свого існування компанія “Укрзолото” спільно з канадськими фахівцями встигла лише підтвердити головні параметри перспективних родовищ і умісти золота в рудах та скласти попередню базу даних по цих родовищах. У березні 1998 року була створена нова Державна закрита акціонерна компанія (ДЗАК) “Українські поліметали”, в яку автоматично перейшли усі найбільші родовища золота. Нажаль, при нульовому фінансуванні жодне з родовищ у геологічну розвідку так і не потрапило. Власне “золота складова” цього новоствореного підприємства була мізерною. Основні активи компанії були пов’язані з провідними добувними підприємствами титану, марганцю, заліза, бурштину, а також з ювелірними підприємствами України. Як результат, у вересні 2011 р. ДЗАК “Українські поліметали” була також ліквідована у зв’язку з неефективністю її роботи. В 2012 р. в Україні почалась чергова “золота лихоманка”. На базі державного регіонального геологічного підприємства “Північукргеологія” було створено державне підприємство (ДП) “Українська геологічна компанія”, що була підпорядкована Національному банку України, який уже в 2014 році планував отримати злитки з дорогоцінного металу власного видобутку, а в подальшому налагодити видобуток золота на рівні декількох тон на рік. Планувалось використати потенціал цього відомого геологічного підприємства для початку промислового освоєння золоторудних родовищ, зокрема Майського. Оскільки освоєння корінних золоторудних родовищ є довгою і дуже недешевою справою, яка не приносить швидких дивідендів, чуда не сталося. Знову втрачено декілька років для створення Україною власної золотодобувної галузі. Стан підготовленості золоторудних родовищ до промислової розробки На сьогоднішній день за різними оцінками фігурують дані, що в Україні розвідано 10–12 родовищ золота. Слід відзначитись, що розвіданими можна вважати лише родовища, які вивчені з повнотою, достатньою для опрацювання проектів будівництва гірничодобувних підприємств і об’єктів з переробки мінеральної сировини [3]. Розвіданим об’єктам відповідає детальна геолого-економічна оцінка (ГЕО-1), якою повинно довести, що родовище є підготовленим до промислового освоєння і надійність фінансових показників достатня для прийняття інвестиційного рішення без додаткових досліджень. Детально розвіданим на сьогоднішній час можна вважати лише Мужіївське родовище в Закарпатті, яке експлуатувалось протягом 1998–2006 рр., а запаси затверджувались ДКЗ СРСР. На декількох родовищах здійснено попередню геолого-економічну оцінку (ГЕО-2) – Сергіївському, Сауляк, Бобриківському (по зоні окислених руд) і ДКЗ України апробовано запаси попередньо розвіданих золотих руд та прийнято перспективні ресурси. На цих об’єктах визначено доцільність подальшої їх розвідки і проведення дослідно-промислової розробки золотих руд. Попередньо розвідані родовища для прискорення їх промислового освоєння можуть бути залучені до розробки [3], але лише за умови економічного ризику за техніко-економічними показниками надрокористувача. В процесі промислової розробки ці об’єкти обов’язково потребують подальшого комплексного вивчення. Інші відомі золоторудні об’єкти України – Балка Золота, Балка Широка, Клинцівське, Юріївське, Майське, Сурозьке хоча й вважаються родовищами, але по суті на сьогодні є золотопроявами, оскільки не отримали геолого-економічну оцінку. Скупчення корисних копалин (природні або техногенні) лише тоді можна вважати родовищами, якщо доведено економічну ефективність їхнього відпрацювання. Аналіз стану вивченості золоторудних родовищ України показує, що є чимало недоліків і невирішених питань, навіть по тих об’єктах, матеріали по яких представлялись на розгляд ДКЗ України. Так, на Сергіївському родовищі, що є одним із найперспективніших і першочергових для промислового освоєння, виявлено серйозні недоліки в методиці і якості опробування золотоперспективних інтервалів. Подібні зауваження характерні і для родовища Балка Золота. Встановлено, що частина пробурених на цьому об’єкті розвідувальних 157

свердловин взагалі не опробувана внаслідок повного припинення фінансування розвідувальних робіт. Відомо також, що на більшості підприємств, які займались вивченням золоторудних родовищ, наприкінці ХХ – початку ХХІ сторіччя існували проблеми якісної пробопідготовки, від якої безпосередньо залежить достовірність результатів лабораторних, у першу чергу, хіміко-аналітичних досліджень – пробірного аналізу на золото. З кінця 90-х років минулого сторіччя, незадовго до ліквідації ДАК “Укрзолото”, фінансування програми з вивчення родовищ золота України було припинено. Золоторудні об’єкти залишились недорозвіданими, недовивченими і економічно неоціненими. На Клинцівському родовищі державною Черкаською геологорозвідувальною експедицією (пізніше була перетворена в ДГП “Центрукргеологія”) були пройдені два пошукових шурфа глибиною по 45 м і підземні розвідувальні виробки по одному з горизонтів. У зв’язку з відсутністю фінансування наприкінці 90-х років ХХ сторіччя об’єкт був повністю законсервований. На Майському родовищі, що знаходиться в Миколаївській області, з 1993 по 1998 роки пройдено шахтний ствол глибиною близько 200 м (проектна глибина 420 м) і близько 250 м горизонтальних виробок. З 1998 року внаслідок фінансових труднощів шахта знаходиться в режимі так званої “мокрої консервації”, тобто просто затоплена. Подібна ситуація склалась і на родовищі Балка Широка, де було пройдено більше 120 м вертикального шахтного ствола за рахунок бюджетного фінансування і 40 м – за рахунок спільного з іноземними інвесторами фінансування. На сьогодні глибина ствола близько 168 м, усі пройдені виробки затоплені. Родовище Сергіївське, яке вважається багатьма фахівцями найперспективнішим для першочергового освоєння, до цього часу неодноразово змінювало власника. Але від цього стан його вивченості практично не змінився. На родовищі проведено попередню (ГЕО-2) геолого-економічну оцінку, запаси і ресурси золота апробовані ДКЗ. Для підготовки родовища до експлуатації необхідно виконати детальну ГЕО, включаючи гірничо-бурову розвідку і дослідно-промислову розробку золотих руд. Оптимальним є підземний спосіб розробки. Родовище Балка Золота також до кінця не розвідане і потребує подальшого вивчення. Аналогічно з Сергіївським родовищем, яке розміщене поблизу, на Балці Золотій необхідне проведення детальної ГЕО, у т. ч. дослідно-промислової розробки, враховуючи комплексність руд і можливе супутнє вилучення молібдену. На Юріївському родовищі, що знаходиться неподалік від Клинцівського, встигли лише оцінити загальні характеристики рудних покладів і виконати інженерно-геологічні дослідження для визначення місця проходки ствола шахти. Тільки на завершення геологорозвідувальних робіт необхідно 50–60 млн доларів США. А в цілому від завершення пошукових робіт до початку промислового видобутку золота потрібно не менше 200 млн доларів. З відомих об’єктів, що знаходяться на Донецькому Кряжі, найбільш вивченим і перспективним є Бобриківське родовище. Геолого-економічну оцінку і апробацію запасів проведено тільки по зоні окислених руд. За даними ТОВ “Донецький кряж” на цьому родовищі підприємством з окислених руд було отримано декілька десятків кілограмів золота. Середній уміст метала невисокій і не перевищує 5 г/т. Мужієвське родовище – єдине в Україні, де проводився видобуток золота промисловим способом. З 2006 р. практично не розроблялось, а в 2010 р. взагалі було об’явлено про ліквідацію ТОВ “Закарпатполіметали”, що його експлуатувало. До цього привела неефективна робота рудника. Набагато складнішими виявилися геологічні та гірничотехнічні умови родовища, ніж це було визначено на стадії геологічної розвідки, а застосування ціанідної схеми вилучення золота з руд становило серйозну екологічну небезпеку регіону. 158

Аналіз вивченості золоторудних родовищ України показує, що практично усі вони, крім Мужіївського, до кінця не оцінені і не підготовлені до промислового освоєння. Безсумнівно, це є однією з причин обережного ставлення потенційних інвесторів до таких об’єктів. Світовий досвід свідчить, що найбільш раціональним вирішенням питання щодо вивчення корисних копалин, зокрема золоторудних об’єктів (перспективних структур, площ, ділянок, родовищ, рудопроявів), починаючи з пошукових і пошуково-оцінювальних робіт, є залучення інвесторів. Держава ж повинна зосередитись на проведенні комплексних програм і регіональних досліджень з вивчення території України, виділенні перспективних площ і об’єктів та оцінці їх потенціалу, координації геологічних досліджень, що проводяться як державними так і приватними підприємствами, контролі надрокористування. Наразі головним у відсутності активних дій суб’єктів, зацікавлених у вивченні і освоєнні родовищ золота, є недосконалість законодавства України, у тому числі в сфері надрокористування. Проблеми інвестора починаються ще на стадії обрання об’єкта своєї діяльності. Практично неможливо знайти відкриту більш-менш повну і достовірну інформацію про об’єкт, якій цікавить інвестора. Значні труднощі нерідко виникають при отриманні спеціального дозволу з метою користування надрами. Ця процедура може перетворитися в бюрократичний процес, який гальмується як місцевими, так і відповідними центральними органами, і може розтягнутися на довгий час. Чимало проблем виникає й після отримання спеціального дозволу. Як показує практика, найбільша проблема пов’язана з орендою землі і оформленням земельних відводів для будівництва гірничодобувних підприємств або проведення дослідно-промислової розробки корисної копалини. Земельним законодавством окремо не визначено категорію земель, що знаходяться над родовищами, навіть над тими, що мають стратегічне або загальнодержавне значення, і які вже давно є відкритими і усім відомими. Землі, як правило, розпайовані. Кількість паїв над родовищами, які мають велику площу (наприклад, залізорудними і марганцевими родовищами, розсипами титанових і цирконій-титанових руд), сягає декількох десятків. Тому процедура узгоджень з кожним з власників земельної ділянки і отримання земельного відводу може тягнутися роками. Ще однією з відомих причин, за якою потенційні інвестори, особливо закордонні, побоюються вкладати свої кошти в освоєння корисних копалин України – це нестабільна політична і економічна ситуація. Стримуючим чинником є також високій рівень корумпованості і некомпетентності державних посадовців, від яких залежить прийняття рішень. Ускладнюючим фактором для залучення інвесторів з метою вивчення і подальшого промислового освоєння золоторудних об’єктів України є й те, що абсолютна більшість з них за своїми природними особливостями може розроблятися лише підземним способом, що приведе до подорожчання процесу видобутку корисної копалини. Усі родовища, що розміщені в межах Українського щита, перекриті родючими чорноземами і доволі потужним (від 30 до 100 м) чохлом осадових порід. Тому можуть розробляться тільки підземним шахтним способом. До відкритої розробки можливо залучення лише об’єктів Нагольного кряжу, які практично виходять на денну поверхню. Для родовищ Закарпаття сприятливі умови для штольневої системи відпрацювання. Для прискорення вивчення перспективних золоторудних об’єктів України з метою їх комплексної і об’єктивної оцінки необхідно залучити інвесторів. Це дозволить визначити промислове значення об’єктів, підвищити інвестиційну привабливість деяких із них. Але для залучення інвесторів Держава повинна створити сприятливі інвестиційні умови: 1. Вільний доступ до геологічної інформації по кожному з об’єктів, які можуть зацікавити потенційного інвестора. Пакет геологічної інформації повинен бути достатнім для обрання інвестором рішення щодо визначення об’єкта інвестування.

159

2. Спрощення процедури отримання спеціального дозволу на користування надрами, зменшення кількості узгоджень. Процес повинен стати прозорим і значно скороченим у часі. 3. Внесення змін до “Земельного кодексу” України. Встановлення особливого статусу земель, що знаходяться над родовищами стратегічного і загальнодержавного значення, який би спрощував процедуру оформлення земельного відводу для промислової розробки корисної копалини. 4. Оптимізувати податковий тиск на підприємства (як вітчизняні так і іноземні), що видобувають корисну копалини. Висновки В Україні існують високі перспективи для створення власної золотодобувної промисловості. Виявлено чимало золоторудних об’єктів, які отримали позитивну оцінку і в майбутньому вірогідне їх залучення до промислової розробки. Золоторудні родовища України, крім Мужіївського, до кінця не оцінені і не підготовлені до промислового освоєння. Для комплексної і об’єктивної оцінки перспективних золоторудних об’єктів України необхідно залучити інвесторів. Існує декілька причин, за якими ускладнюється або не уможливлюється цей процес – недосконалість законодавства України, труднощі в отриманні спеціального дозволу, проблеми з оформленням земельних відводів, нестабільна політична і економічна ситуація в державі. Для залучення інвесторів і інвестицій з метою геологічного вивчення і розробки корисних копалин України необхідно створити сприятливі інвестиційні умови. ЛІТЕРАТУРА 1. Гурский А. Д., Есипчук К. Е., Калинин В. И. и др. Металлические и неметаллические полезные ископаемые Украины/Киев-Львов: Изд-во “Центр Европы”. 2005 – 785 с. 2. Загальнодержавна програма розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2030 року. Закон України від 21.04.2011 р. № 3268-ІV. http://zakon1.rada.gov.ua/laws/show/3268-17. 3. Класифікація запасів і ресурсів корисних копалин державного фонду надр, затверджена постановою Кабінету Міністрів України від 05.05.1997 р. № 432.

160

О КАМЕННЫХ ФИГУРКАХ ЛИПОВЕНЬКОВСКОГО КАРЬЕРА (Кировоградская область) Лысенко А.А.1, кандидат геологических наук, alisenko@inbox.ru 1 – УкрГГРИ, Киев, Украина

В карьере у села Липовеньки Кировоградской области обнаружены каменные фигурки, напоминающие животных. По свидетельству И. Полоскова, автора находок, они обладают необычными магнитными и лечебными свойствами. Относительно их происхождения у него несколько версий – от космической до вполне земной. Сотрудниками Украинского государственного геологоразведочного института (УкрГГРИ) изучалась магнитная восприимчивость образцов, выполнены исследования под микроскопом и микрозондовый анализ. Проанализированные геологические данные и результаты выполненных исследований свидетельствуют о том, что каменные фигурки вполне могут иметь земное происхождение, хотя и обладают некоторыми необычными свойствами, которые требуют дальнейшего изучения.

ABOUT STONE FIGURINES OF LIPOVENKOVSKIY QUARRY (KIROVOGRAD REGION) Lysenko A.1, Ph. D., alisenko@inbox.ru 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine In a quarry near the village Lipovenki in Kirovograd region discovered stone figure, resembling animals. According to I. Poloskova, the author finds, they have unusual magnetic and healing properties. The author of finds concerning their origin has several versions - from cosmic to terrestrial quite. Employees of the Ukrainian State Geological Research Institute (UkrSGRI) studied the magnetic susceptibility of samples, executed research under a microscope and microprobe analysis. Analyzed geological data and results of the research indicate that the stone figurines may well have a terrestrial origin, though they have some unusual properties that require further study.

Неподалеку от пгт. Побугское Кировоградской области около села Липовеньки в карьере, которым ранее отрабатывались силикатные руды никеля Западно-Липовеньковского месторождения, главным геологом Побужского ферро-никелевого комбината Полосковым Иннокентием Михайловичем на одном из уступов были обнаружены странные каменные фигурки (фото 1), своей формой очень напоминающие животных – птиц, зверей. Опытный геолог не мог пропустить словно вылепленные и разбросанные кем-то причудливые «каменные игрушки». С этого момента началось изучение и собирание этого необычного каменного материала. За 15 лет собрано, изучено и сфотографировано более сотни фигурок. Материалы о загадочных фигурках и гипотезах их происхождения на протяжении нескольких лет публикуются украинскими и российскими изданиями, а телевизионные репортажи транслируются телеканалами различных стран – СНГ и даже дальнего зарубежья. Уступ карьера, на котором обнаружены каменные фигурки, находится на глубине 3540 метров от дневной поверхности. Площадь участка находок составляет около 30 х 50 метров. Предположительный возраст фигурок, по мнению И. М. Полоскова, не менее 60-100 миллионов лет. Они залегают в коре выветривания верхнеархейских пород, возраст которых более 2,5 миллиарда лет. На участке обнаружения фигурок выявлено самое высокое в районе карьера магнитное поле – до 53 тис. нТл. В природных условиях такому высокому уровню магнитного поля обычно соответствуют залежи железных руд. Но, в данном случае, никаких скоплений железных руд нет. Кора выветривания, содержащая причудливые образования, на глубине 4-5 метров сменяется сланцами, которые являются слабомагнитными. По заключению лаборатории Побужского ферроникелевого комбината, где изучались эти находки, они состоят из кремнистого вещества, железистых минералов, включений хромитов, чешуек гидрослюд. В химическом составе резко преобладает окись железа – до 75 %, окись хрома составляет около 6 %. 161

Фото 1. Часть экспонатов коллекции И. М. Полоскова.

У Иннокентия Полоскова несколько гипотез относительно того, что могут означать эти фигурки и как они образовались. Основная гипотеза сводится к тому, что много миллионов лет тому назад на нашу планету из космоса прибыл корабль с информацией о животном мире и разумных существах одной из неземных цивилизаций, изображения которых были выполнены на железных пластинках. После «сброса» на землю они остались и «законсервировались» именно там, где сейчас найдены фигурки. За длительный промежуток времени железо преобразовалось в гидроокислы, притянуло к себе другие земные элементы и частицы и образовались объемные отпечатки пластинок. В результате длительных процессов окисления, выщелачивания и замещения кремнеземом, глинистыми минералами, включениями хромита они частично изменили свой облик, поэтому выглядят размытыми. В свое время Советский Союз и США отправляли в далекий космос корабли, на борту которых находились пластинки с изображением гербов обеих стран, а также самой разной информацией о земной жизни. Почему бы не предположить, что и к нам приходили подобные послания от братьев по разуму. Вторая гипотеза геолога Полоскова – профессиональная, геологическая. Фигурки могла создать и сама природа в результате неравномерного поступления кремнеземных растворов, содержащих железо и хром, в приповерхностную часть кристаллических пород фундамента, где происходило образование коры выветривания. Но загадка в том, что все каменные фигурки обнаружены только в одном единственном месте на ограниченной площади, в то время как процессы окварцевания, хромитовые руды, высокожелезистые породы и кора выветривания вскрыты на площади всего карьера. Рядом отработано еще 8 карьеров, но такие фигурки больше не встречались. Третья гипотеза, которую также поддерживает Иннокентий Михайлович, выдвинута сотрудниками московского Института медико-биологических проблем РАН А. Беловым и В. Витальевым. Они предполагают, что человек появился на планете Земля намного раньше, чем мы думаем – примерно 500 миллионов лет назад. Все животные и бактерии произошли уже благодаря деятельности человека. Не исключено, что все фигурки вылеплены теми разумными существами, которые сами прогнозировали развитие животного мира планеты и его формы. К этой теории можно добавить и такое предположение: люди были завезены на Землю из далеких глубин космоса. Подобная точка зрения выглядит довольно фантастически, признается И. М. Полосков, но кто знает, каково на самом деле происхождение человека? 162

Читатели и телезрители по-разному воспринимают публикации и сюжеты о каменных фигурках Липовеньковского карьера – с восторгом, с недоверием, а кто-то полностью отрицает. Предположения И. Полоскова о природе каменных фигурок и впрямь кажутся нереальными. Но, каждая точка зрения имеет право на существование. 90-95 % фигурок магнитные, 5-10 % немагнитные. 2 магнита, которые есть у И. Полоскова по-разному воздействуют на фигурки – один магнит их притягивает, а другой не производит никакого воздействия – и не притягивает, и не отталкивает. Второй феномен – некоторые фигурки не сразу давали себя сфотографировать, только с 10-15-й попытки удавалось сделать четкие кадры. По свидетельству Полоскова И. М. около фигурок очень хорошо растут домашние растения, его находки влияют на самочувствие людей, которые приходят к нему в квартиру. Экстрасенсы подтвердили их целебные свойства. Можно предположить, что и на растения и на людей оказывает влияние магнитное поле этих образцов. Часть своей коллекции И. Полосков передал геологическому музею УкрГГРИ, благодаря чему у нас появилась возможность более внимательно ознакомиться с этим необычным каменным материалом и выполнить некоторые исследования. Попробуем дать объяснение изложенным выше явлениям с научной точки зрения, опираясь на накопленные геологической наукой знания и на результаты специально проведенных исследований. Методика и результаты исследований Западно-Липовеньковское месторождение комплексных хром-никелевых руд, в пределах которого находится «Западный» карьер, где встречаются загадочные фигурки, приурочено к массиву ультрамафитов Побужского рудного района [1]. В корах выветривания ультраосновных пород распространены силикатные никелевые руды, а руды хрома развиты как в корах выветривания, так и в кристаллических серпентинизированных породах. Площадка, где периодически обнаруживаются фигурки, представляет собой один из нижних вскрышных уступов, где не были развиты никелевые руды, поэтому этот участок коры выветривания с находящимися в ней каменными фигурками сохранился. Комплекс исследований, выполненных в 2015 г. сотрудниками УкрГГРИ, включал измерение магнитной восприимчивости образцов, изучение их под электронным микроскопом и микрозондовый анализ. Были также использованы результаты магнитных измерений, выполненных в лаборатории геологического факультета КНУ имени Т. Шевченка. Каменные фигурки макроскопически представляют собой ржаво-бурого цвета стяжения c мелкозернистой окремненной основной массой, сложенной, в основном, гидроокислами железа. В матрице присутствуют включения рудных минералов черного цвета, главным образом, хромита. Содержание рудных зерен изменяется от первых % до 2030 %. Выделения, в основном, мелкие – от долей мм до 1-2 мм. Форма выделений различна – от обломков до совершенных кристаллов. В результате измерений магнитной восприимчивости каппометром КТ-5 установлено, что в каменных фигурках этот параметр изменяется в довольно широком диапазоне – от первых сотен до 3–3,5 тыс. х 10-6 ед. СГС. Это характеризует исследуемые образцы как умеренно-магнитные и магнитные, что связано, в первую очередь, с содержанием в них ферромагнитных минералов. Были также произведены измерения магнитной восприимчивости образцов сплошных хромитовых руд коры выветривания, которые разрабатывались в карьере на расстоянии 50-100 метров от места концентрации фигурок. Магнитная восприимчивость в них достигает 3-5 тыс. х 10-6 ед. СГС. Хромитовые руды хотя и окислены, но остаются магнитными. Следует отметить сопоставимость измеренного параметра в сплошных хромитовых рудах и фигурках (желваках). Исследования на микроуровне выполнены на микроскопе РЭМ-106И. Изучался свежий излом образца, матрица которого представляет собой землистую массу, отвечающую 163

по составу окислам и гидроокислам железа. Порода содержит мелкие включения рудного минерала черного цвета с металлическим блеском, неровным или раковистым изломом (фото 2). Микрозондовым анализом, выполненным в лаборатории прецизионных исследований УкрГГРИ на РЭМ-106И установлено, что рудные включения представлены разновидностями хромита – кристаллами алюмохромита и хромпикотита. Часто алюмохромиты покрыты коркой окислов и гидроокислов железа, также наблюдаются оторочки окислов железа, содержащие примесь никеля в количестве до 15 %.

Фото 2. Структура поверхности свежего скола образца и морфология зерен хромитов. Изображение под оптическим микроскопом, увеличение 40х.

Магнитометрические исследования фигурок «Западного» карьера проводились также и в лаборатории КНУ им. Т. Г. Шевченко. Образцы относятся к магнитоактивным образованиям, характеризуются повышенной остаточной намагниченностью и по своим свойствам более подобны постоянному магниту, чем другие породы в карьере. Для окончательного выяснения природы намагниченности требуются дополнительные исследования. Плотность исследованных образцов в пределах от 2,91 до 3,05 г/см3. Каким же образом могли образоваться и длительное время сохраняться в земных условиях находки И. М. Полоскова? И есть ли объяснения земного их происхождения? Наша природа очень богата и бесконечно разнообразна. Природные образования, по форме подобные каменным фигуркам «Западного» карьера, в общем-то не редкость. Они представляют собой разнообразной формы желваки [2], которые встречаются как в толщах осадочных пород, так и в корах выветривания. Наиболее ярким примером являются черные кремни, которые приурочены к горизонтам писчего мела и имеют причудливые формы и самые различные размеры. Желваковые образования встречаются и в других типах осадочных толщ, как в плотных, метаморфизованных, так и в еще молодых, рыхлых – песках, суглинках и др. Форма стяжений также очень разнообразна. В корах выветривания также могут создаваться условия, благоприятные для образования различной формы стяжений. Не исключением являются и коры выветривания ультрамафитовых массивов Побужья, включая Западно-Липовеньковский. Вполне возможно, что каменные фигурки «Западного» карьера представляют собой причудливой формы желваки, образовавшиеся по хромитовым рудам коры выветривания за счет неравномерной 164

цементации (пропитки кремнистыми растворами) отдельных их участков. Распределение зерен хромита в желваках очень напоминает структурно-текстурный рисунок первичных массивных вкрапленных руд. За счет интенсивного окремнения рудные зерна как бы «законсервировались» внутри стяжений и сохранились от полного окисления и разрушения. В пользу образования стяжений (каменных фигурок) именно по хромитовым рудам может свидетельствовать и то, что магнитная восприимчивость образцов хромитовых руд и хромитсодержащих желваков соответствуют одному уровню. Фигурки, по-видимому, перемещены, поскольку в месте их находки хромитовых руд нет. Возможен и другой вариант – зерна хромитов привнесены с других рудоносных участков месторождения и смешались в этом месте с разрушенным элювиальноделювиальным материалом. За счет неравномерной его цементации и могли образоваться желваки самых разнообразных форм. Требует объяснения высокое магнитное поле на месте находок каменных фигурок. Сами по себе они вряд ли могут создать такое поле, тем более, что не образуют сплошных тел, распределены разрозненно и залегают в маломощном слое до 4-5 м. Подстилающими породами являются двуслюдяные сланцы, которые не относятся к магнитоактивным образованиям. Единственное, чем можно объяснить такой высокий уровень магнитной аномалии – наличием под сланцами высокомагнитных пород, причем на достаточно небольшой глубине. Это возможно установить лишь при условии дальнейшего изучения месторождения и бурения скважин. Выводы Магнитометрические измерения показали, что исследуемые образцы относятся к магнитоактивным образованиям и характеризуются повышенной остаточной намагниченностью. Исследованиями под микроскопом установлено – основная масса породы, слагающей фигурки, по минеральному составу отвечает окислам и гидроокислам железа и содержит мелкие (до 0,5 мм) включения рудного минерала, который по данным микрозондового анализа представлен разновидностями хромита – кристаллами алюмохромита и хромипикотита. Необычной, причудливой формы природные образования, подобные находкам И. Полоскова, для земных условий не являются большой редкостью. Чаще всего они встречаются в осадочных породах и корах выветривания и представляют собой разнообразной формы стяжения (желваки). Каменные фигурки «Западного» карьера, скорее всего, представляют собой именно такие образования, возникшие по хромитовым рудам. Структурно-текстурный рисунок распределения зерен хромита в желваках очень напоминает структуры и текстуры первичных массивных вкрапленных руд. Каменные фигурки, несмотря на то, что они являются магнитными, самостоятельно не могут создать высоких аномалий магнитного поля, установленных на месте их находок. Источником высокого магнитного поля может быть объект, находящийся глубже, что можно подтвердить лишь при дальнейшем изучении месторождения и бурении скважин. Таким образом, совершенно необычным, на первый взгляд, свойствам и явлениям, связанным с каменными фигурками «Западного» карьера, можно найти вполне земное объяснение. Изложенный материал, по мнению автора, заслуживает дальнейшего изучения. ЛИТЕРАТУРА 1. Гурский Д. С., Есипчук К. Е., Калинин В. И. и др. Металлические и неметаллические полезные ископаемые Украины. Том 1. Металлические полезные ископаемые / Киев – Львов. Изд-во «Центр Европы». 2005 – 785 с. 2. Геологический словарь в двух томах. Том 1 / Москва. Изд-во «Недра». 1978 – 486 с.

165

УДК 551.495

ПІДВИЩЕННЯ РІВНЯ ОБҐРУНТОВАНОСТІ ВИБОРУ ДІЛЯНОК ПІД БУРІННЯ РОЗВІДУВАЛЬНО-ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ СВЕРДЛОВИН НА ВОДУ Лютий Г.Г.1, кандидат геолого-мінералогічних наук, ekogeol@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна У тезах розглянуті можливості створення картографічного забезпечення прогнозу результативного буріння на підземні води.

IMPROVING THE VALIDITY OF THE CHOICE OF SITES FOR EXPLORATORY WATER WELLS DRILLING Lyutyj G.1, Ph. D., ekogeol@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine In theses discussed the possibility of creating of cartographic support for effective prediction of water wells drilling.

Для картографічної оцінки була виконана побудова спеціалізованої гідрохімічної карти по двох гідрогеологічних регіонах на два періоди часу 1960-75 рр. та 2010-10 рр. Інформація була зібрана з фондових матеріалів регіональних робіт та режиму підземних вод відповідного періоду. Загалом використано більше 100 звітів. Побудова спеціалізованої гідрохімічної карти виконана за методикою Національного стандарту України „Джерела централізованого питного водопостачання. Гігієнічні та екологічні вимоги щодо якості води і правил вибирання” (ДСТУ 4808:2007), затвердженого у 2007 р., введення якого в дію планувалось із 01.01.2009 р. Правда з невідомих причин цей стандарт так і не був упроваджений в Україні, але запропоновані у ньому підходи виявились корисними для виконання оцінок стосовно погіршення у часі якості підземних вод. На нашу думку, позитивним у стандарті є те, що у ньому було запропоновано поділ підземних вод за показниками хімічного складу на чотири класи: відмінна, добра, задовільна і посередня. В даній класифікації приваблює та обставина, що в клас води посередньої входять води з мінералізацією більше 1,5 г/дм3. Така якість води (до 3,0г/дм3) у південних і східних районах України не є перепоною для її широкого використання населенням з метою питного та господарського водопостачання. Для цього на водозаборах централізованого водопостачання потрібно щорічно отримувати дозвіл органів санітарно-епідеміологічної служби на користування некондиційними водами для господарсько-питних потреб. В той же час експлуатаційні запаси підземних вод для питних потреб Державна комісія України по запасах корисних копалин до останнього часу не розглядала, якщо сухий залишок переважав 1,5 г/дм3. Правда, на сьогоднішній день у зв’язку із досить широким впровадженням системи очистки води методом зворотного осмосу, ДКЗ України змінила свою позицію у даному питанні і затвердження запасів за умови відповідного очищення здійснюється навіть якщо сухий залишок води сягає 4,5 г/дм3 (водозабір підприємства „Сандора”). Але нами підходи, запропоновані у даному Національному стандарті України, використані не тільки для оцінки просторового розташування вод тієї чи іншої якості, що само по собі цікаво з позицій якою ж водою забезпечуються потреби населення України, а й для визначення напрямку змін цієї якості у часі. Стандартом передбачене оцінювання по семи групах показників, які визначають якість води: органолептичних, загальносанітарних, гідробіологічних, мікробіологічних, паразитологічних, токсикологічних (органічні та неорганічні) та показниках радіологічної безпеки. При побудові карти нами були використані загальносанітарні показники, тобто ті

166

показники, які масово визначались при вивченні якості підземних вод упродовж проведення як регіональних гідрогеологічних так і пошуково-розвідувальних на воду робіт. Таким чином, здійснювалось неповне оцінювання якості підземних вод - не за інтегральним, а за блоковим індексом, але це неповне оцінювання забезпечується досить великою кількістю фактичних даних. Визначення класів і підкласів якості води за окремими показниками полягає у зіставленні фактичних загально санітарних даних із відповідними критеріями, наведеними у таблиці 2 Національного стандарту України ДСТУ 4808:2007. На основі проведеного зіставлення середніх і найгірших значень по кожному показнику ( при наявності відповідної вибірки) визначають класи і підкласи їх якості. В підсумкових розрахунках використовуються всі емпіричні значення окремих показників складу підземних вод у варіанті середніх і максимальних значень і на основі середньоарифметичних обчислень визначають класи і підкласи води. Схема визначення класів і підкласів води наведена у таблиці № 1, яка у Національному стандарті України знаходиться під №Б.1. Визначення класів і підкласів виконане за даними хімічних аналізів підземних вод четвертинного водоносного горизонту на лівобережжі р Дніпра в межах Київського та Переяслав-Хмельницького аркушів м-бу 1:200 000 згрупованими на період семидесятих років минулого століття і початку сучасного століття. В семидесяті роки індекс підземних вод четвертинного горизонту характеризуються блоковими індексами до 2,25. Тобто води в цей період відзначались високою якістю. В той же час за даними початку сучасного століття на фоні відмінної води та перехідної за якістю до дуже чистої і доброї прийнятної якості із блоковими індексами 1,26-2,25 за даними до 1970 р. отримали розвиток води слабко забруднені добрі до задовільної (блоковий індекс 2,26-2,75), а на окремих ділянках до задовільної слабко забрудненої води прийнятної якості (блоковий індекс 2.76-3,35). Тобто зіставлення оброблених показників у різні періоди часу засвідчили протікання процесу забруднення на оціненій території підземних вод четвертинного горизонту. Загалом на основі проведеної роботи із складання спеціалізованих гідрохімічних карт за методикою запропонованою в Національному стандарті України „Джерела централізованого питного водопостачання. Гігієнічні та екологічні вимоги щодо якості води і правила вибирання, ДСТУ 4808:2007, необхідно зауважити: 1.Запропонований порядок підрахунку середньостатистичних блокових індексів зменшує контрастність аномалій за умови, коли зміна показників хімічного складу води стосується тільки окремих компонентів цього складу. Застосовувати у даному випадку для картографічних побудов середньоарифметичні значення найгірших показників не може вважатись коректним через незіставимість їх із середньоарифметичними значеннями по всій вибірці. Тобто, у такому разі зіставлення повинно проводитись за іншою методикою. 2. До недоліків запропонованого підходу слід також віднести ту обставину, що при користуванні картою практично неможливо визначитись за рахунок яких компонентів хімічного складу підземних вод змінюється у часі їх якість. Це робить подібні карти занадто схематичними, оскільки для отримання інформації із зазначеного питання необхідно звертатись до конкретного первинного матеріалу. 3. Потрібно відмітити занадто велику кількість підкласів і, особливо, неконкретність їх змістовних відмінностей. Для прикладу можна привести такі визначення: „ вода перехідна за якістю від відмінної, дуже чистої до доброї чистої” (підклас 1-2) і „добра чиста вода з ухилом до класу відмінної, дуже чистої” (підклас 2(1)). Або „добра чиста вода з ухилом до класу задовільної, слабко забрудненої прийнятної якості (підклас 2(3)) і вода перехідна за якістю від доброї чистої до задовільної слабко забрудненої” (підклас 2-3). Схоже, що самим авторам стандарту такі змістовні відмінності важко пояснити. 4. Зазначені недоліки засвідчують, що запропонований Національним стандартом метод обробки гідрохімічних аналізів можна застосовувати в досить вузькому діапазоні 167

коливань показників хімічного складу. При цьому найбільш достовірним буде прогноз при зміні декількох або навіть всіх показників хімічного складу. Тобто, застосування запропонованого Національним стандартом методу має певні обмеження для ефективного застосування. 5. Не дивлячись на вищенаведені недоліки та обмеження оцінені підходи можуть бути високоефективними при веденні моніторингу якості питних підземних вод, оскільки він дозволяє зафіксувати тенденцію негативних навіть незначних змін.

168

УДК 550.38

ОПОРНА ГЕОМАГНІТНА МЕРЕЖА УКРАЇНИ – СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ РОЗВИТКУ Максимчук В.Ю.1, доктор фізико-математичних наук, професор, vmaksymchuk@cbigph.lviv.ua ; Орлюк М.І.2, доктор геологічних наук, orlyuk@igph.kiev.ua ; Трегубенко В.І.3 ukrdgri@ukrdgri.gov.ua 1 – Карпатське відділення Інституту геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, м. Львів, Україна; 2 – Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, м. Київ, Україна; 3 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Розглянуто стан та перспективи функціонування державної опорної мережі пунктів вікового ходу магнітного поля Землі. Наводяться результати вивчення вікового ходу компонент геомагнітного поля на території України за 2005–2010 рр. Виконано порівняння карт вікового ходу модуля повного вектора геомагнітного поля (Т) та магнітного схилення (D) з відповідними картами за діючою аналітичною моделлю IGRF-11. Приведені карти є необхідними для потреб магніторозвідки, картографії та навігації.

BASIC GEOMAGNETIC UKRAINIAN NETWORK – STATE AND DEVELOPMENT PERSPECTIVES Maksymchuk V.1, vmaksymchuk@cb-igph.lviv.ua ; Orlyuk M.2, orlyuk@igph.kiev.ua ; Tregubenko V.3 1 – Carpathian Branch of Subbotin Name Institute of Geophysics of NAS of Ukraine, Lviv, Ukraine; 2 – Subbotin Name Institute of Geophysics of NAS of Ukraine, Kyiv, Ukraine; 3 – Ukrainian State Geological Research Institute, Kyiv, Ukraine Status and functional perspectives of State network of Earth’s magnetic field repeat stations are considered. The Secular variations of magnetic field components on the Ukrainian territory for 2005–2010 yrs. are shown. The comparison of geomagnetic field total intensity (T) maps as well as magnetic declination (D) maps with correspondent analytical model IGRF-11 ones was carried out. The represented maps are required for the magnetic surveying, mapping and navigational purposes.

Створення опорних геомагнітних мереж і проведення на них моніторингових досліджень надзвичайно важливо для геологічної галузі України. Опорні геомагнітні мережі є невід’ємною складовою метрологічного забезпечення магніторозвідувальних робіт в Україні. Дослідження просторово-часової структури МПЗ на опорних геомагнітних мережах дають можливість коректно розрахувати компоненти нормального МПЗ, без яких неможлива побудова приведених до однієї епохи карт аномального магнітного поля України, необхідних для регіонального вивчення геологічної будови її територій і прогнозу родовищ корисних копалин. Результати вимірювань на опорних геомагнітних мережах також використовуються і іншими галузями народного господарства України і зокрема Міністерством оборони, в картографії та навігації. Для розв‘язку цієї задачі необхідні періодичні спостереження абсолютних значень компонент МПЗ на опорних геомагнітних мережах різних класів. Вимірюються всі складові повного вектора індукції магнітного поля Землі – X, Y, Z, H, T, D, I [Магниторазведка…, 1990]. Найбільш високоточні та неперервні спостереження силових та кутових компонент МПЗ виконуються на планетарних опорних мережах вищого класу – геомагнітних обсерваторіях (ГО). Результати вимірювань в ГО дозволяють вивчити глобальну складову просторово-часової структури МПЗ, а для вивчення її регіональної складової використовуються геомагнітні опорні мережі 1-го класу: пункти вікового ходу (ПВХ) 169

магнітного поля Землі, абсолютні виміри компонент МПЗ на яких виконуються з періодичністю 2–5 років. Згадаємо деякі факти з історії абсолютних компонентних вимірювань на території України. Перша наземна генеральна магнітна зйомка (ГМЗ) була виконана в 30–40 роки двадцятого століття. Виміри були виконані у 1418 пунктах. Точність абсолютних значень для епохи 1935 року складала: для Z – ±12,0 нTл, H – ±10 нTл, I = ±3' [Розе, 1937]. В 1969–1972 рр. виконана друга наземна абсолютна магнітна зйомка. Мережа опорних пунктів мала середню густоту 1 пункт на 400 км2, як і в 1935 р. Абсолютні значення модуля вектора Т мірялись протонним магнітометром М-20, Н – QHM. Середньоквадратична похибка зйомки для Т – ±2,4 нTл, H – ±4,0 нTл, Z – ± 4,5 нTл, D – 1',3 [Крутиховська та ін., 1973]. Друга наземна абсолютна магнітна зйомка дозволила звести до одного рівня наявні на той час різновікові і різномасштабні карти аномального магнітного поля окремих ділянок і запропонувати карту аномального магнітного поля Українського щита м-бу 1: 500 000. Опорна геомагнітна мережа України, що була створена на початку 70-х років ХХ ст. спеціалістами ІГФ АН УРСР налічувала 39 пунктів вікового ходу, на яких в 1972 р. було виконано виміри компонент магнітного поля за методикою ІЗМІРАН. Схема розташування цих пунктів показана на рис.1а. Наступна магнітна зйомка на всій мережі була виконана в 1974–1975 рр. Приведення вимірів поля до середини року здійснювались по магнітних обсерваторіях Львова, Києва і Одеси [Orlyuk, 2001]. Результати цих робіт були використані як для побудови схем вікового ходу всіх компонент геомагнітного поля Землі на території України та СРСР так і для побудови карти нормального магнітного поля для епохи 1975 р. [Maksymchuk, Orlyuk, Korepanov, 2003]. На окремих пунктах магнітні спостереження виконувались до 1985 р.

Рис. 1. Мережа пунктів вікового ходу на території України та геомагнітні обсерваторії Львів, Київ, Одеса станом на 1972 р. (а) та 2010 р. (б).

Однак з часу останньої зйомки пройшло вже більше 30 років. Більша частина цих пунктів втрачена або непридатна для використання. У зв‘язку із цим у 2003–2004 рр. ІГФ та КВ ІГФ були розпочаті роботи по оцінці стану та відновленню мережі пунктів та підготовка до проведення зйомки на пунктах вікового ходу на всій території України [Maksymchuk, Orlyuk, 2005]. Зусиллями колективів УкрДГРІ, КВІГФ та ІГФ НАН України в 2003–2006 р заново була створена опорна мережа пунктів вікового ходу (ПВХ) України та виконано перший цикл компонентних геомагнітних. За результатами робіт першого етапу були отримані опорні значення компонент геомагнітного поля на всій мережі ПВХ та створено відповідний каталог [Максимчук та ін., 2010; Maksymchuk et.al., 2012]. 170

Основним завданням ІІ етапу було виконання повторних магнітних спостережень на всій мережі ПВХ України та дослідження на цій основі вікових змін геомагнітного поля за період 2005–2010 роки. На теперішній час мережа ПВХ України налічує 57 пунктів вікового ходу та три геомагнітні обсерваторії. Схема розташування наведена на рис. 1б. Методика абсолютної магнітної зйомки території України базується на проведенні компонентних (D, I, T) геомагнітних спостережень на мережі пунктів вікового ходу, подальшими розрахунками всіх елементів поля та ув’язкою їх з обсерваторними даними. Приведення результатів вимірів до середини року здійснювались по магнітних обсерваторіях “Київ” та “Бєльськ” (Польща). Всього в 2005–2011 рр. виконані спостереження на 57-х ПВХ. Необхідно відзначати, що при закладці нової мережі максимально враховувалася інформація про мережу 1972 року, на пунктах якої до середини 70-х років Інститутом геофізики ім. Суботіна НАН України проводились роботи по вивченню вікового ходу геомагнітного поля. Деякі пункти, відновлені у 2003 році, включені в нову мережу. Під час виконання польових робіт використовувався ферозондовий деклінометрінклінометр LEMI-203, пішохідний цифровий протонний магнітометр “МИНИМАГ”, ферозондова цифрова трьохкомпонентна магнітоваріаційна станція LEMI-018, протонний магнітометр МВ-01, теодоліт 3Т2КП (прилад застосовувався при астрономічних спостереженнях), персональний навігатор GPS-72 “GARMIN”. За результатами другого циклу польових вимірювань компонент геомагнітного поля на ПВХ проведено їх редукцію до середини 2010 року та побудовано карти ΔT, ΔX, ΔY, ΔZ, ΔD, ΔI – вікового ходу компонент магнітного поля Землі T, X, Y, Z, D, I для території України за 2005–2010 рр. Просторова структура вікового ходу T і D представлена на рис. 2, 3. За морфологією ізопор вікового ходу T в його просторовій структурі виділяється декілька аномальних зон: в Карпатському регіоні та Волино-Поділлі. При цьому найменші значення вікового ходу T виявлені в Закарпатті (28 нТл/рік), Волино-Поділлі (30 нТл/рік), в районі Кримського півострова (30 нТл/рік). Центральна та східна частина України характеризується мозаїчною структурою поля ΔT, з окремими ізометричними аномаліями, які підтверджуються переважно лише одним ПВХ. Карта магнітного схилення D для території України на епоху 2010 р. приведена на рис. 3. Значення поля D коливається на території України в межах від 4° на заході до 8° на сході України. Однак при цьому просторова структура D є досить складною, з наявністю інтенсивних аномалій. Віковий хід магнітного схилення за період з 2005 до 2010 р. (рис. 4) коливається від 5,5 мін/рік на сході до 6,0 мін/рік на північному заході України, що в певній мірі узгоджується з моделлю IGRF. Проте просторова структура вікового ходу магнітного схилення (ΔD) характеризується наявністю досить значних аномалій: в Карпатах (ΔD = 5,5 мін/рік), Волино-Поділлі (ΔD = 5,75 мін/рік), на південний схід від м. Києва (ΔD = 6,75 мін/рік), на Кримському півострові (ΔD = 5,75 мін/рік), в районі Донбасу (ΔD = 5,25 мін/рік). Відмінності від фонових значень в аномальних зонах вікового ходу досягають ±0,5–1,0 min/рік. Просторова структура вікового ходу D в загальних рисах узгоджується з полем D, а також з аномальним магнітним полем [Максимчук та ін., 2013, Трегубенко та ін., 2013; Орлюк та ін.., 2015]. Це свідчить про значний вплив на величину та структуру магнітного схилення та його вікових змін геологічної будови та аномалій магнітного поля. Відмінності від фонових значень в аномальних зонах вікового ходу досягають ±0,5–1,0 min/рік. Просторова структура вікового ходу D в загальних рисах узгоджується з полем D, а також з аномальним магнітним полем [Максимчук та ін., 2013, Трегубенко та ін., 2013; Орлюк та ін., 2015]. Це свідчить про значний вплив на величину та структуру магнітного схилення та його вікових змін геологічної будови та аномалій магнітного поля.

171

Рис. 2. Віковий хід геомагнітного поля Т (нТл/рік) за 2005–2010 роки за результатами вимірів на мережі пунктів вікового ходу (а) та за моделлю IGRF-11 на епоху 2010.5 (б)

Рис. 3. Магнітне схилення D за вимірами на мережі пунктів вікового ходу (а) та за моделлю IGRF-11 на епоху 2010.5 (б)

Рис. 4. Віковий хід магнітного схилення D (мінути/рік) для часового інтервалу 2005-2010 рр за результатами вимірів на мережі пунктів вікового ходу (а) та за моделлю IGRF-11 на епоху 2010.5 (б)

Для порівняння в статті приводимо карти вікового ходу аналогічних компонент, побудованих за діючою аналітичною моделлю IGRF-11. Відмінності в структурі

172

спостережених компонент ΔT, D, ΔD і модельних очевидні (рис. 2б, рис. 3б, рис. 4б). Це свідчить про те, що використання моделей IGRF для введення поправок за віковий хід можливе лише з певними обмеженнями. Отже, після тривалої перерви (більше 40 років) в Україні не лише створено опорну мережу ПВХ, але і отримано значення вікового ходу компонент магнітного поля Землі за 2005–2010 рр. для кожного ПВХ, що дозволило вивчити його просторово-часову структуру. Створені каталоги середньорічних значень поля є основою для побудови зведених карт елементів геомагнітного поля України. Також отримані дані дають можливість для розрахунку силових і кутових компонентів геомагнітного поля (на підставі аналізу аномального і нормального магнітних полів) і їх просторово-часової екстраполяції на ділянки з відсутністю вимірів [Орлюк та ін., 2015]. Мережа ПВХ органічно вписалась у об’єднану мережу ПВХ Європейського континенту. Координує роботи на Європейській мережі ПВХ робоча група MagNetE (Magnetic Network in Europe), котра була організована у 2003 році на конференції з цього питання у місті Потсдам (Німеччина). Відновлення досліджень на опорній геомагнітній мережі ПВХ вивело Україну на європейський рівень в області магнітометрії. Побудована “Карта магнітного схилення України” [Максимчук та ін., 2010] була використана при складенні “Карти магнітного схилення Європи” [Мар… , 2011], виданої у 2011 р. під егідою Комісії геологічних карт світу. (CCCK–CGMW) і Міжнародної європейської ініціативи MagNetE. У відповідності з рекомендаціями Міжнародної асоціації з геомагнетизму та аерономії (МАГА) повторні спостереження на опорних мережах ПВХ необхідно виконувати кожні 2 роки, але не рідше одного разу в 5 років. Створення опорної мережі ПВХ слід розглядати як перший крок до побудови опорної мережі 2-го класу зі щільністю 1 пункт на 400–500 км2 для проведення модульних Т-зйомок. ЛІТЕРАТУРА 1. Крутиховська З. О, Пашкевич I. К., Русаков О. М., Соловйов В. Д. Наземна абсолютна магнiтна зйомка територiї Української РСР//Вiсн.АН УРСР. – 1973. – № 9. – С. 101–102. 2. Магниторазведка. Справочник геофизика/Под редакцией В. Е. Никитского и Ю. С. Глебовских. Москва: Недра, 1990. 470 с. 3. Максимчук В. Ю., Орлюк М. І., Трегубенко В. І., Городиський Ю. М., Мясоєдов В. П., Накалов Є. Ф. Наземна абсолютна зйомка на опорній мережі пунктів вікового ходу в Україні для епохи 2005 року. Геофізичний журнал. – 2010. – № 5. С. 102–116. 4. Максимчук В. Ю., Орлюк М. І., Трегубенко В. І., Марченко Д. О., Накалов Є. Ф., Чоботок І. О. Результати компонентних вимірювань магнітного поля Землі на мережі пунктів вікового ходу України у 2005–2010 рр. Геодинаміка № 2 (15), Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2013. С. 219–221. 5. Орлюк М. И., Роменец А. А., Марченко А. В., Орлюк И. М., Иващенко И. Н. Магнитное склонение на территории Украины: результаты наблюдений и вычислений//Геофизич. журнал. – 2015. – Т. 37. № 2. – С. 73–85. 6. Трегубенко В., Максимчук В., Орлюк М., Мясоедов В., Марченко Д., Роменець А. Компоненты магнитного поля Земли на территории Украины для эпохи 2010 года по результатам измерений в пунктах векового хода//Мінеральні ресурси України. – 2013. – № 3. – C. 37–40. 7. Розе Т. Н. Региональные магнитные аномалии Украины и их связь с геотектоникой//Учен. записки Ленингр. ун-та, сер. физ. наук. – 1937. – № 3. – С. 123–133. 8. Map of Magnetic Declination in Europe 2006. Сомmission for the Geological Map of the World, 2012. http://ccgm.Free.Fr/MagNetErope_UK_b.html. 9. Maksymchuk V., Orlyuk M., Korepanov V. Geomagnetic survey in Ukraine//Workshop on European geomagnetic repeat station (February 20-21, 2003, ADOLF Schmidt-Observatory for 173

Geomagnetizm, Nimegk//http://www.gfz-potsdam.de/pb2/pb23/GeoMag/repstat/abstractsshort.html. 10. Maksymchuk V. Yu., Orlyuk M. I. The conditions of secular variation investigations in Ukraine/2-nd Workshop “ On European Geomagnetic repeat Station Survey 2004-2005” Abstracts, Warshaw, 6–8 April 2005. – P. 10. 11. Maksymchuk V., Orlyuk M., Tregybenko V., Horodyskyy Yu., Marchenko D.. Ukrainian geomagnetic repeat station on work and results of the field work reduced to the epoch 2005.5//ANNALS OF GEOPHYSICS, 55, 6, 2012; doi: 10.4401/ag-5406. pp. 1161–1165 12. Orlyuk M. I. Investigations carried out with using the Ukrainian Observatory data//Deep Electromagnetic Soundings of the Mantle around the Teisseyre-Tornquist Zone. NATO Advanced Research Worksshop held at Belsk Duzy, Poland May 30–June 2, 2001. Abstracts volume. – P. 13– 14.

174

УДК 551.43:502.4

ПРО ЗБЕРЕЖЕННЯ ГЕОЛОГІЧНОЇ СПАДЩИНИ ТА ЇЇ РАЦІОНАЛЬНЕ ВИКОРИСТАННЯ Пилипчук О.М.1, провідний геолог, nikaas@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна Надана інформація про базу даних геологічних пам’яток України, яка створена і підтримується в УкрДГРІ. Проаналізовано класифікацію об’єктів природного заповідного фонду. Описано світовий досвід створення та функціонування геопарків, виділено головні напрями їхньої діяльності – збереження і популяризації об’єктів геоспадщини, а також об’єктів археологічної і історико-культурної спадщини території; освіта у галузі наук про Землю; забезпечення сталого розвитку регіону. На прикладі території НПП "Сколівські Бескиди" та його окремих природних відслонень, показана можливість створення на цій території першого в Україні геопарку.

THE CONSERVATION GEOLOGICAL HERITAGE AND RATIONAL USING Pylypchuk O.1, senior geologist, nikaas@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine The information on a database of geological monuments of Ukraine created and supported by UkrSGRI is resulted. Analyzed the classification of the nature reserve fund of Ukraine. The paper describes the global experience of creation and functioning of geoparks, and highlighted the main areas of their activity - preservation and promotion of geological heritage objects and objects of archaeological, historical and cultural heritage of certain areas, education in the field of Earth sciences, providing sustainable development of the region. For example, the National Nature Park "Skolivski Beskydy" and its individual natural outcrops have shown the ability to create the first geopark in the territory of Ukraine.

Вступ. Основу багатства держави складають її природні ресурси і в останні десятиріччя в Україні гостро постало питання їх збереження. Геологічне середовище, з точки зору природоохоронного законодавства, є частиною земної кори, залученої до господарської діяльності. І це не тільки джерело мінеральної сировини, конче потрібне для прогресивного розвитку людства. Це також унікальні за різноманітністю і красою природні ландшафти, створені безліччю геологічних процесів, на які так багата історія Земної кулі. Визначальними компонентами цих ландшафтів є виходи на земну поверхню різноманітних гірських порід і мінералів різного віку і походження, які демонструють фрагменти геологічної історії, процеси грандіозної вулканічної діяльності, закономірності утворення родовищ корисних копалин, особливості нагромадження порід різного складу залежно від фізико-географічних умов їх формування, рідкісні рештки викопної фауни та флори тощо. І серед них є багато цікавих об’єктів, які мають наукову цінність. Такі об’єкти геологічного середовища в кожній країні включають в геологічну спадщину, чи геологічні пам'ятники – свідки далеких геологічних подій, що відбулися багато мільйонів або навіть мільярдів років тому. Ці пам'ятники природи (за кордоном їх називають geosite або landmarks) при руйнуванні не можуть бути відновлені і тому вимагають самого уважного і дбайливого ставлення. У всьому світі люди стали розуміти важливість збереження природних феноменів, що дозволяє дізнатися і розшифрувати історію Землі. Їх намагаються вивчити, вберегти від руйнування і зберегти для нащадків. Облік, вивчення та збереження геологічних пам'яток, розвиток геологічного туризму, популяризація геологічних знань серед широких кіл громадськості є традиційними напрямками діяльності геологічних служб розвинених країн Європи і світу. Україна в цьому напрямку теж не стоїть осторонь. 175

Для систематизації інформації та популяризації геологічних знань про унікальні пам'ятки природи в УкрДГРІ створена база даних (БД) геологічних пам'яток. Розроблена вона з урахуванням всіх вимог і міжнародних стандартів і за новітніми технологіями. Під час її створення враховувались вимоги до об'єктів, які подаються до реєстру міжнародного проекту Geosite. Створення, супровід, перманентний аналіз БД геологічних пам'яток України стали однією з основних складових робіт, виконуваних УкрДГРІ в рамках тематики щодо збереження геологічної спадщини нашої держави. Створення її стало можливим завдяки спільній роботі всіх територіальних геологічних підприємств Державної служби геології та надр, у яких було організовано ревізійне обстеження геологічних пам’яток природи (ПП), які мають офіційний природоохоронний статус, а також перспективних, гідних у майбутньому отримати такий статус. Результати цих робіт надходили до єдиного галузевого інституту –

Візуалізація бази даних на геологічній карті на прикладі ІваноФранківської області.

УкрДГРІ, де вона розроблена і створена. Ця база даних наразі єдина для всієї України. Для більш повного освітлення об’єктів нами розроблена низка класифікаторів, на основі яких і здійснюється їх опис і характеристика у БД: - за юридичним статусом; за статусом підпорядкування; -за станом збереженості пам’ятника; - за рівнем охорони; - класифікація за типом використання; класифікація за типом ПП для наукових опорних об’єктів. На даний час БД "Геологічних пам’яток України" налічує 642 об’єкта. Безумовно, не всі вони мають статус пам’яток природи, багатьом цей статус потрібно ще надавати. Основа нормативно-правового забезпечення охорони геологічної спадщини України – діяльність в галузі заповідання об'єктів природи – регламентується законом «Про природнозаповідний фонд» (ПЗФ). Природно-заповідний фонд становлять ділянки суші і водного простору, природні комплекси та об’єкти яких мають особливу природоохоронну, наукову, естетичну, рекреаційну та іншу цінність і виділені з метою збереження природної різноманітності ландшафтів, генофонду тваринного і рослинного світу, підтримання загального екологічного балансу та забезпечення фонового моніторингу навколишнього природного середовища. Природно-заповідний фонд охороняється як національне надбання, щодо якого встановлюється особливий режим охорони, відтворення і використання. Україна розглядає 176

ПЗФ як складову частину світової системи природних територій та об’єктів, що перебувають під особливою охороною. У законі дається визначення, характеристика і класифікація ПЗФ України (ПЗФУ), визначаються правові основи його організації, охорони та ефективного використання, можливості відновлення природних комплексів і об'єктів. До природно-заповідного фонду України належать: - природні території та об’єкти – природні заповідники, біосферні заповідники, національні природні парки, регіональні ландшафтні парки, заказники, пам’ятки природи, заповідні урочища; - штучно створені об’єкти — ботанічні сади, дендрологічні парки, зоологічні парки, парки-пам’ятки садово-паркового мистецтва.

Пам’ятками природи у діючому "Законі про ПЗФ" оголошуються окремі унікальні природні утворення, що мають особливе природоохоронне, наукове, естетичне і пізнавальне значення, з метою збереження їх у природному стані." Пам’ятки природи поділяються на комплексні, ботанічні, зоологічні, гідрологічні та геологічні. Геологічні пам’ятки природи (ГПП): – унікальні об’єкти природного походження, що найбільш повно і наочно характеризують перебіг геологічних процесів та їх результати, мають наукову цінність і доступні для безпосереднього спостереження. ГПП можуть входити до складу або бути оформлені як загальногеологічні (палеонтологічні, ландшафтні, гідрологічні, карстово-спелеологічні) заказники, або бути під охороною Національних природних парків (НПП) як об’єкти геоспадщини. Трошки світової історії. З посиленням у світі інтересу до об’єктів геоспадщини та збільшенням кількості бажаючих їх відвідати постала проблема їхнього збереження і раціонального використання, а також зросла необхідність подальшого вивчення цих об’єктів. Ще у 1972 р. під егідою ЮНЕСКО підписана Конвенція про збереження культурної та природної спадщини, завдяки чому виникли правові підстави для охорони особливо цінних об’єктів неживої природи та внесення їх до Списку світової спадщини ЮНЕСКО. Проте, відмінності в правовій охороні об’єктів геоспадщини у багатьох країнах не давали змоги визнати їх вартими особливої охорони й окремого управління. У 1996 р. на симпозіумі в рамках ХХХ Міжнародного геологічного конгресу в Пекіні започатковано і задекларовано нові ініціативи та міжнародні проекти, метою яких була охорона та раціональне використання об’єктів геологічної спадщини й зрівноваженого розвитку прилеглих до них територій. Тоді було визнано, що науковці не мають достатнього впливу і засобів, щоб запровадити засади зрівноваженого управління геоспадщиною – необхідні сильна підтримка і безпосередня участь місцевих громад. 177

У 1997 р. – створення перших чотирьох геопарків у Європі. Представники чотирьох природоохоронних територій, які репрезентували винятково цінні об’єкти геологічної й спадщини у Європі – 1. Геологічний заповідник у Провансі (Франція), 2. Скам’янілий ліс Лесбосу (Греція), 3. Геопарк Герольштен/ Вулканейфел (Німеччина), 4. Парк культури Маестраго (Іспанія) – зініціювали міжнародну співпрацю щодо охорони і популяризації геологічної спадщини Землі. У 2000 р. у Парижі на 29 сесії ЮНЕСКО зазначено, що найбільш адекватним механізмом сприяння збереженню геологічної спадщини в рамках програми ЮНЕСКО було б «включення» геопарків в якості одного із заходів у Всесвітню мережу біосферних заповідників в рамках програми "Человек и биосфера" (МАБ). З 17 по 21 вересня 2006 року в м. Белфаст (Північна Ірландія) відбулася 2 міжнародна конференція ЮНЕСКО «Геопарк-2006». У роботі конференції взяли участь вже понад 300 фахівців з 48 країн Світу. Найбільш представницькими виявилися делегації Китаю, Норвегії та приймаючої країни – Великобританії. Організаторами конференції виступили ЮНЕСКО, об'єднаний комітет програми ЕАС «Геопарки Світу», геологічні служби Північної Ірландії і Великобританії, Департамент туризму Північної Ірландії. На конференції розглядалися економічні аспекти створення, реєстрації і подальшого використання геологічних парків в інтересах людства та бізнес-спільноти. Головний висновок всіх виступаючих – на початкових етапах створення і реєстрації геопарків в ЮНЕСКО без фінансової підтримки з боку держави не обійтися. Чим більше така підтримка, тим швидше розкручується бізнес-проект створення геопарку. З розвитком геопарку фінансова підтримка замінюється науковим супроводом. Відмічалось, що основою будь-якого геопарку є геологічні пам'ятники різної природи і типу. Найбільш ефективною маркетинговою формою став сценарій «геопарк – складова частина національного природного, культурного та історичного надбання, збереження якого для майбутніх поколінь – обов'язок кожного». Констатувалось що найбільш успішний геопарк – це правильно обраний об'єкт, добре розкручена рекламна компанія, фінансова підтримка як з боку держави, так і приватного бізнесу. Вдале поєднання геологічних пам'яток з красивими природними ландшафтами, умови для різноманітного відпочинку і задоволення професійних геологічних інтересів, наявність інфраструктури, розрахованої на різні вікові групи і «гаманці», різноманітність запропонованих засобів пересування по території геопарку, широка інформованість про геологічні особливості площі, яскрава і барвиста реклама – ось далеко не повний перелік того, щоб зробити успішним проект створення та розвитку геопарку. Обговорювалось також питання інтеграції геопарків в загальну структуру територій що особливо охороняються: заповідників, національних парків, заказників. В усьому світі геопарки забезпечують перший контакт різних соціальних груп населення з різними складовими природного світу. Від того, яке враження отримають ці люди від першої Європейська мережа геопарків зустрічі з природними 178

феноменами, залежить їх подальше ставлення до різних аспектів використання, вивчення та охорони навколишнього середовища. У зв'язку з цим сьогодні найчастіше геопарки розглядаються як окремий випадок національних парків з яскраво вираженою геологічної специфікою, і при цьому діють відповідно з нормативно-законодавчими актами держави. В даний час тільки європейська мережа включає в себе 65 геопарків з 22 країн. Мережа володіє товарним знаком "Європейський" геопарк, зареєстрованим у всіх країнах Європейського співтовариства. Популяризаційна діяльність: ЄМГ підготувала низку популяризаційних інструментів у кожному з геопарків: - Інтернет-сторінка ЄМГ: за адресою www.europeangeoparks.org на якій є адреси всіх геопарків мережі. Сторінкою керує Координаційний комітет ЄМГ; - журнал ЄМГ: виходить раз у рік і публікує статті щодо діяльності мережі, геотуризму та діяльності щодо охорони, збереження геологічних об’єктів та освіти. Крім того, тут публікують описи геопарків. Уже видано п’ять щорічників тиражем 20 000 примірників кожен. Інформаційні пункти ЄМГ розташовані в усіх геопарках –членах мережі. Вони інформують про діяльність ЄМГ загалом і кожного з геопарків, зокрема, в галузі охорони геологічної спадщини, про геотуристичні атракції, освітню діяльність, геотуристичні програми і продукти, пропоновані окремими геопарками. Публікації: інформаційні і рекламні матеріали – буклети, плакати, афіші, календарі, листівки, які публікують багатьма мовами, розповідаючи про діяльність геопарку і всієї Мережі. Членство у Європейській мережі геопарків. Організатор території, що має намір стати членом ЄМГ або хоче проконсультуватися з приводу охорони геологічної спадщини чи оцінки своєї діяльності у сфері геотуризму, можуть консультуватися безпосередньо з Координаційним комітетом ЄМГ. Заявку на вступ до Мережі надсилають до Координаційного комітету; вона має містити підготовлене згідно зі стандартами ЄМГ досьє, складене і подане організацією, яка управляє територією потенційного геопарку. Про створення геопарків в Україні. Як вже підкреслювалось – найчастіше геопарки розглядаються як окремий випадок національних парків з яскраво вираженою геологічною специфікою, і при цьому діють відповідно з нормативно-законодавчими актами держави. В Українському законодавстві у складі ПЗФ виділені національні природні парки, як природоохоронні, рекреаційні, культурно-освітні, науково-дослідні установи загальнодержавного значення, що створюються з метою збереження, відтворення і ефективного використання природних комплексів та об'єктів, які мають особливу природоохоронну, оздоровчу, історико-культурну, наукову, освітню та естетичну цінність. На відміну від заповідників їх завданням є і створення умов для організованого туризму, відпочинку та інших видів рекреаційної діяльності. Безумовно, що національні природні парки мають широкий спектр завдань в межах різних типів природних комплексів та об’єктів, і в їх структуру, для початку можна вписати й геологічний парк який піклується в першу чергу над збереження та вивченням геологічних об’єктів. Однак, в законодавстві визначені парки зоологічні, регіональні ландшафтні, дендрологічні, тобто парки з конкретною специфікацією. Геопарк теж є таким об’єктом і має не менше прав у склад ПЗФ. Виділення геологічних парків в межах України дозволить приєднатися українській спільноті охоронців ПЗФ та науковців до міжнародної мережі геологічних парків. Поки ж терміну "геологічний парк" немає в законі про ПЗФУ, треба працювати над створенням геологічних парків у складі НПП, геологічних заказників, та інших територій, що охороняються українським законом. Тим більш, що таких парків, на території яких є дуже цікаві геологічні пам’ятки, багато. Перш за все це "Подільські Товтри", "Сколівські Бескиди", "Гранітно-степове Побужжя", "Яворівський", "Синевир", "Верховинський", "Черемоський", "Вижницький" та інші.

179

У 2010-2012 рр. лабораторією інженерно-географічних, природоохоронних і туристичних досліджень Львівського національного університету імені Івана Франка було здійснено науково-дослідну роботу «Концептуальні і методичні засади обґрунтування мережі геопарків в Україні». Значна увага приділялась методичним підходам до створення геопарків та розробці моделі мережі національних геопарків України. У рамках роботи було розроблено картографічну модель мережі геопарків України, розроблено детальний стандартизований план опису потенційних територій геопарків (геолого-геоморфологічна характеристика з виділенням окремих об’єктів і створення бази даних, природна і культурна спадщина негеологічного характеру, інформація, освіта і наука, геотуризм, сталий розвиток), створено концептуальні схеми 9 геопарків на заході України та розроблено положення про національні геопарки України. Одним з найперспективніших за критеріями науково-освітньої обґрунтованості геоспадщини, історико-культурної спадщини, та розвитку геотуризму на природоохоронних територіях може стати Національний природний парк "Сколівськи Бескиди", який знаходиться в Сколівському районі, на самому півдні Львівської області, у "Скибовій зоні" Карпат. На прикладі НПП "Сколівські Бескиди" та його окремих природних відслонень показана можливість створення на його території геопарку. Розроблена карта та прокладені маршрути до геологічних пам’яток, які знаходяться на території парку, на зворотній сторінці надано детальний опис, геологічну характеристику. Розглянуто геолого-структурне положення місця розташування Національного природного парку, охарактеризовано геологічну будову, обґрунтовано пропозиції щодо організації маршрутів геологічного туризму. Докладно описана долина річки Кам’янки, правої притоки річки Опір – один із найцікавіших Карта геологічного парку "Кам’янка" об’єктів території національного природного парку створеного на території НПП "Сколівські Бескиди". Приведено характеристику "Сколівські Бескиди" цікавих природних та історичних місць, надано опис нових геологічних пам’яток природи. Природа України винятково сприятлива для створення геопарків. За попередніми оцінками їх може бути не менш ніж 20, але на даний час немає жодного. Для створення успішного геопарку необхідно правильно обрати об’єкт і отримати підтримку (у тому числі і фінансову) від держави на всіх етапах створення і заручитися підтримкою місцевого населення та приватного бізнесу. Для успіху парку важливе значення мають не лише об’єкти геоспадщини, а й естетично привабливі ландшафти, рівень умов для відпочинку і задоволення професійних геологічних інтересів, історико-культурні об’єкти, добре розвинута інфраструктура, розрахована на різні групи відвідувачів, широка інформаційна компанія. Геопарки створюють перспективи для охорони цінностей геологічної спадщини, вони дають ліпші можливості для розвитку геотуризму та геоосвіти, ніж усі інші види природоохоронних установ. Геологічні парки можуть бути осередками, які відіграють суттєву роль у популяризації знань і освіті в галузі наук про Землю, і НПП "Сколівські Бескиди" для початку дуже гарна кандидатура. Крім розробки моделі геопарку "Кам’янка" в УкрДГРІ ведуться роботи по створенню геолого-туристичної карти України, на яку крім геологічних пам’яток планується також

180

винести цікаві туристичні маршрути, всі об’єкти ПЗФ, місця пов’язані з історичними подіями країни, археологічні атракції, тощо. Розробляється також 4 геолого-туристичні маршрути, які поки що нажаль "не розкручені". Але робота в цьому напрямку триває і маємо надію, що ті, хоч і невеликі "бізнес проекти" також будуть сприяти збереженню і дбайливому ставленню до геологічного надбання нашої держави. ЛІТЕРАТУРА: 1. Безвинний В. П., Білецький С. В., Бобров О. Б. та ін. За ред. В.І. Калініна, Д.С. Гурського, І.В. Антаковой. Геологічні пам’ятки України у 4 т. К.: ДІА, 2006. Т. І. 157-167с. 2. Манюк В. Про необхідність уніфікованого підходу до вивчення геологічної спадщини України при проведенні геологозйомочних робіт /В. Манюк// Геологія та питання геологічного картування і вивчення докембрійських утворень Українського щита: Матеріали ІV Науково-виробничої наради геологів-зйомщиків України. – Кривий Ріг; - С. 34-36. 3. Шевчук О. Європейські геопарки: збереження геоспадщини і розвиток геотуризму / Оксана Шевчук// Наукові записки Тернопільського національного педагогічного університету. Серія: географія. Спеціальний випуск: Стале природокористування: підходи, проблеми, перспективи. – Тернопіль: СМП "Тайп", 2010 - №1 (вип. 27). – С. 369-378. 4. Шевчук О. Методичні засади створення національних геопарків в Україні Науковий вісник Чернівецького університету . 5. Шевчук О. Геопарки як форма збереження геоспадщини, розвитку геоосвіти та геотуризму. Вісник Львів. УН-ТУ Серія геогр.. 2010. Вип. 38 стр. 357-370 6. http://www.europeangeoparks.org - European Geopark Network. 7. http://asiapacificgeoparks.org – Asia Pacific Geoparks Network.

181

УДК 553.94

ВПЛИВ СТРУКТУРНО –ТЕКТОНІЧНИХ УМОВ НА ФОРМУВАННЯ ГАЗОНОСНОСТІ ВУГЛЕПОРОДНИХ МАСИВІВ ДОНБАСУ Плужнікова В.Л.1, кандидат геол.-мін. наук, старший науковий співробітник, geostandard@ukr.net ; Вергельська Н.В.2, кандидат геол. наук, vnata09@meta.ua 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна; 2 – Інститут геологічних наук НАН України, м. Київ, Україна Встановлені основні фактори та особливості формування газоносності вуглепородних масивів Донбасу. Виділені три зони газоносності, які збігаються зі стадіями метаморфізму вугілля. Визначено, що розподіл природних газів у межах Донецького басейну дуже нерівномірний, якій підтверджується варіацією глибини залягання поверхні метанової зони, ступенем дегазації вугленосної товщі, а також даними про газовий режим шахт. Для більш детального визначення поширення газів, газозбагачення та газоємності вуглепородного масиву доцільно розглядати конкретні шахтні поля та для них визначати характер змін по площі і розрізу.

THE IMPACT OF STRUCTURAL AND TECTONIC CONDITIONS ON THE GAS CONTENT OF COAL-BEARING FORMATION OF ARRAYS OF DONBASS Pluzhnikova V.1, PhD, Senior Research Scientist, geostandard@ukr.net ; Vergelska N.2, PhD, vnata09@meta.ua 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine; 2 – Institute of Geological Sciences, NAS Ukraine, Kiev, Ukraine Figured out main factors and features of creation foulness coal ledge in Donbass part. Accentuate three main zones of foulness which coincide with coal metamorphism stage. Determined that natural gas distribution in range Donetsk pit very not steady which confirmed variety of depth methane zone surface ledge, grade of outgassing carboniferous thickness also data about mines gas mode. For more particular delimitation of spreading gas, gas dressing and gas content of coal actual examine certain mine fields and determine kind of changes about size and area.

Останнім часом практично всі вуглевидобувної країни світу проявляють підвищений інтерес до метану вугільних родовищ, який є попутно видобувною корисною копалиною. Поперше, шахтний метан є дуже небезпечним явищем, яке значно погіршує умови праці на шахтах. Виділення його в гірничі виробки вимагає використання все більш складних та енергозатратних систем вентиляції, які дозволяють розбавляти газ свіжим повітрям до необхідних концентрацій. Висока газоносність вугільних пластів ускладнює ведення гірничих робіт через невідповідність дебіту газу вентиляційним можливостям шахт. Концентрації метану вищі безпечних та газодинамічні явища (суфляри, раптові викиди та ін.) сприяють створенню аварійних ситуацій. Все це вимагає обов’язкової попередньої дегазації надкатегорійних ділянок шахтних полів. По-друге, метан є цінною вуглеводневою сировиною – альтернативним видом палива. Необхідно впровадити його утилізацію та комерційне використання, що значно поліпшить економічну ефективність роботи вугільної галузі. По-третє, метан, який при веденні гірничих робіт викидається в атмосферу, є дуже небезпечним в екологічному відношенні газом. Спеціалісти-екологи вважають його одним з основних газів, який призводить до парникового ефекту в атмосфері. Таким чином, існує негайна необхідність видобутку та утилізації метану вугільних родовищ, що дозволить вирішити відразу декілька важливих проблем: створення безпечних умов гірничих робіт, зниження затрат на видобуток вугілля, використання метану як альтернативного виду палива, а також покращення екологічної ситуації у вуглевидобувних регіонах.

182

Оцінка потенціалу метану вугільних родовищ України до глибини 1 800 м (за попередніми даними): – 2–13 трлн м3 – загальні ресурси метану вугільних родовищ України (вугілля+пісковики) ; – 1,2 трлн м3 – підраховані ресурси метану в Донбасі у вугільних пластах розвіданих та перспективних ділянок; – 3,0–3,5 трлн м3 – реальні ресурси метану, який можна видобути з вугільних пластів і порід; – 314 млрд м3 – обліковані Державним балансом України на 1.01.2012 р. запаси метану по 186 шахтах та ділянках, в тому числі по 95 діючих шахтах; – 8–12 млрд м3/рік – розрахунковий потенціал видобутку метану на рік; – 1,2 млрд м3 у 2012 р. – виділилось газу при видобутку 69,2 млн т вугілля, утилізовано 50 млн м3. На сьогодні за даними балансу запасів метан вугільних родовищ поширений не рівномірно (табл. 1). Таблиця 1. Розподіл запасів метану кам’яновугільних родовищ Донецького басейну за областями Україн

Область

Дніпропетровська Донецька Луганська Всього по Донецькому басейну

Кількість об’єктів

Запаси на 01.01.2006 р./01.01.2012 р., млн м3

всього

зокрема, що розробляються

С1

С2

С2 пласти супутники

С1+С2+ С2 пл.суп.

1537,3/ 1491,05

1644,5/ 1643,88

3181,8/ 3134,93

112/124

65/72

80409,4/ 78082,52

48623,3/ 61504,24

31126,7/ 34791,2

160159,4/ 174377,96

54/57

20/21

79734,4/ 82073,5

48303,1/ 48820,47

128037,5/ 130893,97

168/183

87/95

161681,1/ 161647,07

98570,9/ 111968,59

31126,7/ 34791,2

291378,7/ 308406,86

Одним з основних геологічних чинників утворення метаногазоносних покладів є тектоніка Донецького басейну, тому дослідження ії впливу на формування газоносності вуглепородного масиву та складу газів у вугільних пластах і вмісних породах на сьогодні є одним з першочергових завдань. В основу представленої роботи покладені результати досліджень проб вугілля та вміщуючих порід; визначена залишкова газова складова у вугільних пробах відібраних на шахті ім. О. Ф. Засядька, ДТЕК ш/у Білозірське та ДП ВК “Краснолиманська”, протягом 2009–2014 років та узагальнення раніше проведених досліджень газоносності Донецького басейну [1–6]. Газоносність кам’яновугільних відкладів Донбасу зумовлена газонасиченістю кожного окремого вуглепромислового району і ступенем метаморфізму вугілля. Сучасне поширення газів у басейні пов’язано з особливостями геологічного розвитку басейну, глибиною залягання вугленосних відкладів, тектонічною будовою, літологофаціальним складом вмісних порід та умовами циркуляції підземних вод [1]. У вугільних пластах і вмісних породах газ перебуває у вільному, сорбованому та клатратному 183

(надмолекулярнозв’язаному) станах. Співвідношення об’єму вільних і сорбованих газів залежить від термобаричних умов гірського масиву, показників колекторських властивостей порід вугленосної площі, ступеню обводнення тощо. Стан газонасиченості вуглепородного масиву є результатом тектонічних процесів, які є син- та постгенетичними відносно періодів формування вугільних пластів. Глибинна будова та аналіз матеріалів з історії геологічного розвитку Донецького басейну свідчить, що утворення і формування складчастих форм масиву відбувалося протягом всієї геологічної історії розвитку регіону (табл. 2). Таблиця 2. Характеристика прогнозної газоносності за геолого-промисловими районами Донбасу

Геолого-промисловий район

Красноармійський Донецько-Макіївський Центральний Торезько-Сніжнянський Лисичанський Луганський Алмазно-Мар’ївський Краснодонський Боково-Хрустальский Селезнівський Довжано-Ровеньківський

Кількість вугільних пластів 33 59 46 39 25 39 53 24 31 32 21

Марка вугілля Д – ГЖ Г–П Ж–П П–А Д–Ж Г–А Г – П (ПА) Г – П (ПА) А К – П (ПА) А

Газоносність, млрд м3 231,3 202,0 84,8 37,5 22,5 47,5 81,2 56,2 40,1 51,9 15,1

Внаслідок відмінностей гіпсометричних рівнів вугільних товщ у постформаційний період відбуваються зміна складу і перерозподіл зон газонасичення масиву. При активізації тектонічних рухів у вуглепородних масивах створювалися нові структури для природної дегазації, акумуляції та збереження газу. Це частково пояснює чому гази, серед яких і метан, у вугільній товщі поширені нерівномірно. Одним з головних чинників нерівномірного поширення газу у вуглепородному масиві є характер розташування сучасних геологічних структур, в яких знаходяться вугленосні поклади. Газоносність вугільних пластів контролюється геологічними структурами, де простежується чіткий взаємозв’язок: газоносність вугільних пластів визначається наявністю дрібних структур різного характеру, в яких газові поклади пов’язані з вугільними пластами та вмісними їх породами. Узагальнюючи фактичний матеріал по метанозбагаченості шахт Г. Д. Лідіна [4] та А. Я. Радзівілла [5–6] та власних досліджень проведених протягом 2007–2014 років визначені особливості газоносності вуглепородних масивів Донецького басейну: – газові зони співпадають із зонами метаморфізму; – газонасичені зони контролюються синклінальними та антиклінальними структурами шахтних полів; – тектонічні порушення вуглепородних масивів різного часу формування змінюються більш пізніми та впливають на шляхи міграції флюїдів; – сучасні газонасичені зони вуглепородних масивів сформовані в період останньої (альпійської) тектоно-магматичної активації. Дослідженнями встановлено, що первинна газоносність вугілля визначається ступенем метаморфізму, а саме чим більш метаморфізоване вугілля (марки Д, Г, Ж, П, С), тим більше метану він вміщує. Однак, подальші процеси дегазації, розвиток яких залежав від ряду природних умов, змінили первинну газоносність і на сучасних глибинах гірничих робіт газоносність вугілля визначається ступенем дегазації відкладів. Визначені три зони, які збігаються зі стадіями метаморфізму вугілля.

184

Перша приурочена до району розвитку антрацитів (вуглепромислові райони: Довжано-Ровеньківський, Сніжнянський) і характеризується дуже низькими значеннями метаноносності або її повною відсутністю. Друга зона приурочена до площ з поширенням, переважно, спікаючого вугілля (вуглепромислові райони: Донецько-Макіївський, Центральний) і характеризуються найбільш високою газоносністю. Третя зона охоплює околиці Донбасу з низькометаморфізованим вугіллям, переважно, довгополум’яне та газове (вуглепромислові райони: Красноармійський, Лисичанський, Краснодонський) і характеризується зниженою газоносністю порівняно з другою зоною. Зв’язок газоносності і глибини залягання вугільних пластів корелюються. Газоносність вугільних пластів збільшується з глибиною їх залягання. Але така закономірність спостерігається при спокійному моноклінальному заляганні порід і при однаковому марковому складі вугільних пластів. Розподіл природних газів у межах Донецького басейну дуже нерівномірний, що підтверджується варіацією глибини залягання поверхні метанової зони, а також даними про газовий режим шахт. У Донецько-Макіївському вугленосному районі характерне пологе залягання пластів (кути падіння 8–25º), ускладнене плікативними та диз’юнктивними порушеннями, особливо у південній частині. У більшості випадків у покрівлі вугільних пластів залягають сланці глинисті, рідше алевролітові. Робоча потужність вугільних пластів коливається в межах 0,5– 1,5 м, переважають пласти з потужністю 0,6–0,9 м. В районі гірничі роботи в наш час ведуться в межах глибин 600–1 400 м. Головні закономірності поширення газів у вуглепородному масиві ДонецькоМакіївського вуглепромислового району зумовлені характером і особливостями геологічної будови, в цілому по району спостерігається загальне закономірне занурення метанової зони зі сходу на захід. У західній частині глибина залягання верхньої межі метанової зони коливається в межах 400–500 м, що вказує на глибоку дегазацію вугленосної товщі. На сході поверхня метанової зони піднімається до глибини 150 м (район м. Донецька) и досягає 100 м в Ясиновських шахтах. В центральній частині району поверхня метанової зони приурочена найчастіше до абсолютної позначки (+50) м. Відхилення в будь яку сторону спостерігається, як правило, поблизу розривних порушень. У межах Калинівської та Чайкінської флексур поверхня метанової зони знаходиться на абсолютній позначці (± 0). Далі на захід спостерігається занурення поверхні метанової зони. В районі Моспинської групи шахт вугленосні відклади дегазовані до абсолютної позначки (– 100) м. В південно-східній частині в районі Зуєвського купола і Ряснянської синкліналі поверхня метанової зони розташована в основному на глибині 80 м. При порівнянні метаноносності вугільних пластів в осьових частинах антикліналей і синкліналей, визначено, що в межах одних і тих же глибин синклінальні структури завжди більш глибокодегазовані. У донних частинах синкліналей деметанізація досягає свого максимального розвитку. Максимально деметанізовані зони можливо простежити в Лисичанському, Алмазно-Мар'їнському, Луганському та Краснодонському вуглепромислових районах. Ділянки з максимальним підняттям глибини залягання верхньої межі метанової зони приурочені до антиклінальних складок. В Лисичанському вуглепромисловому районі максимальні відмітки підняття метанової зони приурочені до куполів ± 0 і вище Кременського, Томашівських, Тошківських та інших. На крилах складок поверхня метанової зони занурюється до –100 і –200 м. Шахти Кременна Західна, Кременна № 1, Томашівська Північна та Томашівська Південна, які розміщені в межах цих куполів, при відпрацюванні вугільних пластів на глибинах 300–540 м при газоємності виробок 15–37 м3/т д. в. мають надкатегорійний стан за метаном. 185

Для Алмазно-Мар'їнського вуглепромислового району характерне максимальне підняття поверхні метанової зони в межах Первомайської і Аненської антикліналей (відповідають абсолютним відміткам від ± 0 до –100 м. Всі шахти, які розробляються, надкатегорійні за метаном. На крилах антиклінальних підняттів відбувається занурення метанової зони. На більш глибоких горизонтах структурний фактор, не виключено, буде мати менший вплив на газоносність вуглепородного масиву чи буде локально зосереджуватися в інших зонах структури. За висновками Л. В. Гніпп [2] структурний фактор з глибиною згладжується і перестає впливати на газоносність. У межах Красноармійського вугленосного району простежується поступове занурення поверхні метанової зони із півночі на південь від –150 до –450 м. В зв’язку з цим газозбагачення виробок північних крил шахти, як правило, значно вище ніж південних. Значних змін зазнають значення газозбагачення в зонах розривних порушень. До загальних закономірностей не можна віднести суфлярні виділення газу, хоча вони також є показниками газозбагачення шахт, але не рідко й провокують раптові газодинамічні процеси у виробках. Залежність газоносності вугільних пластів від характеру геологічних структур добре простежується в Центральному вуглепромисловому районі Донбасу, який розташований в межах Головної антикліналі. Тут спостерігається збільшення глибини залягання поверхні метанової зони зі сходу на захід. Якщо в західній замковій частині Головної антикліналі вона занурюється до глибини 300–400 м, то у східній частині антикліналі поверхня метанової зони розташована на глибині 100 м. Південне крило антикліналі відрізняється від північного меншою дегазацією. В Центральному районі добре простежується залежність між ступенем дегазації вугленосної товщі і викидонебезпечністю вугільних пластів. Максимальна кількість викидів відбулася на південному крилі антикліналі, яка характеризується більш високою газоносністю вугільних пластів. Відповідно до вище викладеного у східній частині району більшість шахт відносяться до надкатегорійних за газом, а газозбагачення гірничих виробок в окремих випадках сягає 70 м3/т. д. в. та більше. Деяке підняття метанової зони відзначається між Артемівським і Чегарським насувами. Глибокою дегазацією характеризується вугленосна товща поля шахти № 5 ім. Леніна і західне крило шахти “Кочегарка”, а також у цілому осьова частина Головної антикліналі. В певній залежності знаходиться глибина поверхні метанової зони і ступінь дегазації вугленосної товщі від розвитку гідрогеологічної мережі: в районах широкого розповсюдження гідрологічної мережі шахти, як правило, характеризується меньшою газозбагаченостю, а поверхня метанової зони знижується до глибини 300–500 м. Наприклад, на шахті № 5 ім. Леніна, виробки котрі характеризуються меншим газозбагаченням, поруч розташованих шахт “Кочегарка” і “Комсомолець”, де обводненість менша, а вугільні пласти – небезпечні за раптовими викидами вугілля та газу. У межах Луганського вуглепромислового району проявляються вторинна складчастість та складки третього порядку, які ускладнюють синкліналі та викликають підняття метанової зони до абсолютної відмітки ± 0 м. В районі незначних підняттів, які ускладнюють донну частину Лутугінської синкліналі, фіксується і підняття поверхні метанової зони до –150– –200 м при загальному зануренні її до вісі синкліналі до –300– –400 м. В Краснодонському вуглепромисловому районі в межах антиклінальних складок (Талівська, Сорокінська, Ворошилівська, Ізваринська) верхня межа метанової зони знаходяться на відмітках від ±0 до –100 м. В межах синкліналей поверхня метанової зони занурюється на глибину до –300 м і нижче. 186

Горизонти проникних пісковиків (k36Sk3н, K3Sk21н, k2вSK3, k11SK7), які в межах кожної світи нараховують 4–5 горизонтів, є додатковим джерелом газу у вуглепородному масиві, особливо на глибинах понад 800–1 000 м. Поширення газу в межах вуглепромислових районів Донбасу на помірних глибинах строго підпорядковано структурному фактору, а глибина залягання поверхні метанової зони визначається наявністю антиклінальних структур та тектонічними порушеннями. Розривні порушення осадової товщі нижнього карбону, пов’язані з глибинними розломами фундаменту, утворюють на всій площі басейну блокову структуру його ложа. Ці розриви мають безпосередній багаторазовий зв’язок з глибинними магмотермальними осередками та магмо-і руднопідводними каналами. Затухання та можливе розвантаження у відкладах середнього карбону дозволяють вважати їх основними мінералогенічними та вуглеводневими шляхами [6]. В зонах впливу розривних порушень, як правило, відмічається підвищення газо проявів, суфлярні виділення газу, а також раптові викиди вугілля і газу. Тріщини розривів впливають на поширення газу у вугленосній товщі, як в умовах великих, так і помірних глибин, сприяючи на одних ділянках вуглепородних масивів скупченню значної кількості газу, а інших – інтенсивній дегазації вугільних пластів. Вплив порушень закритого типу на газоносність вугільних відкладів визначається, головним чином, співвідношенням елементів залягання самого розриву по відношенню до порід. Ці порушення характеризуються різним ступенем метанонасиченості різних (протилежних) крил. Більшість розривних порушень Донецько-Макіївського вуглепромислового району – екрануючі, що не сприяє дегазації продуктивної товщі в цілому і вугільних пластів зокрема. В гірничих виробках багатьох шахт району зафіксовані суфлярні газовиділення, а також раптові викиди газу, вугілля і породи. Відкриті порушення, зазвичай, січуть породи перпендикулярно простяганню і є шляхами сприятливими для переміщення газів до поверхні. Наведені дані свідчать про те, що шахти в межах Донецько-Макіївського району слід вважати потенційними об’єктами для організації промислового видобутку шахтного метану. Найперспективнішою, на нашу думку, слід вважати центральну й північно-східну частини району (поля шахт ім. О. Ф. Засядька, ім. Поченкова, ім. Калініна, ім. Батова, Заперевальна, 60-річчя Радянської України, Кіровська) на глибинах, що дають змогу пройти всю вугленосну товщу, включаючи світу С23. За прогнозною оцінкою газоносність вугільних пластів складатиме від 15–20 до 25–45 м3/т вугілля. В результаті досліджень залишкової газової складової вуглепородних масивів та узагальненні раніше проведених робіт встановлено: – газоносність вуглепородних масивів пов’язані з тектонічною будовою шахтних полів; – найбільш газонасиченими є антиклінальні структури окремо взятих вугільних пластів та зони дрібно амплітудних порушень; – в зонах тектонічних порушень з амплітудними зміщеннями переважає азот; – скиди та насуви, які контролюються порушеннями регіонального характеру – газоносні; – на відстані 200–300 м від порушення фіксується зміна кількісного та якісного складу залишкової газової складової. Газоносність вугільних пластів кожної вугленосної світи різна. Найбільш газоносною, як і вугленосною є алмазна світа (С26), що підтверджується попередньою геологічною розвідкою, спостереженнями геологів у шахтах та газоносиченістю відібраних нами проб. Для більш повного визначення поширення газів, газозбагачення та газоємності вуглепородного масиву найкраще розглядати конкретні шахтні поля та для них визначати характер змін по площі і розрізу. 187

ЛИТЕРАТУРА 1. Вергельська Н. В., Правоторова О. В., Назарова І. О. Про особливості газової складової вугільних пластів в тектонічно активних зонах (на прикладі ділянки ПівнічноРодинська-2 ДП ВК “Краснолиманська”)//Наук. пр. УкрНДМІ НАН України/За заг. ред. А. В. Анциферова. – Донецьк: УкрНДМІ НАН України, 2011. – Вип. 9. – Ч. 2. – С. 440–450. 2. Гнипп Л. В. Роль свободного газа в угленосной толще на больших глубинах Донецкого бассейна//Изв. ВУЗов, серия геол. и разв., 1972. – № 3. – С. 96–101. 3. Кравцов А. И. Основные геологические закономерности распространения природных газов на територии СССР//Изв. ВУЗов, серия геол. и разв. – 1962. – № 1. – С. 91–98. 4. Лидин Г. Д. Газообильность каменноугольных шахт СССР. Изд-во АН СССР. – Т. 1 – 1949. – 350 с. 5. Майданович И. А., Радзівілл А. Я. Особенности тектоники угольных бассейнов Украины – Киев: Наукова думка, 1984. – 120 с. 6. Радзівілл А. Я., Іванова А. В., Зайцева Л. Б. Геологія вуглегазових басейнів (провінцій) України. – Київ: ЛОГОС, 2007. – 179 с.

188

УДК 669.162:669...3

ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ ЗАЛІЗНОЇ РУДИ РОДОВИЩА “ДРУЖБА” ПАТ “ЄВРАЗ-СУХА БАЛКА” ЯК ЗАМІННИКА АГЛОМЕРАТУ В ДОМЕННІЙ ПЕЧІ Пройдак Ю.С.1, доктор технічних наук, професор, projdak@metal.dmeti.dp.ua ; Камкіна Л.В.1, доктор технічних наук, професор, lydmila_kamkina@ukr.net ; Колбін М.О.1, кандидат технічних наук, доцент; Анкудінов Р.В.1, кандидат технічних наук, доцент 1 – Національна металургійна академія України, м. Дніпропетровськ, Україна На підставі теоретичних розрахунків, експериментальних лабораторних досліджень визначено якісний та кількісний склад дослідної руди, виконано аналіз кінетики непрямого і прямого відновлення дослідної руди та агломерату ПГЗК. Проведено комп'ютерне моделювання процесів, що відбуваються в доменній печі. На підставі аналізу дослідних плавок, кінетичних експериментів, комп'ютерного моделювання визначено можливість часткової заміни агломерату ПГЗК дослідної рудою у співвідношенні 20 % дослідної руди, 80 % агломерату ПГЗК. Також на цій підставі визначено витрата коксу необхідного на проведення непрямого і прямого відновлення в умовах доменної печі.

PERSPECTIVES OF DEPOSIT IRON ORE «DRUZHBA» JSC «EVRAZ SUKHA BALKA» AS A SUBSTITUTE FOR SINTER IN BLAST FURNACE Рrojdak Y.1, PhD, professor, projdak@metal.nmetau.edu.ua ; Kamkina L.1, PhD, professor, lydmila_kamkina@ukr.net ; Kolbin N.1, PhD, Associate Professor; Ankudinov R.1, PhD, Associate Professor 1 – National metallurgical Academy of Ukraine, Dnepropetrovsk, Ukraine Based on the of theoretical calculations, experimental of laboratory researches is defined qualitative and quantitative composition of the ore the experimental, the analysis of the kinetics of indirect and direct reduction of iron ore and sinter research YuGOK. Computer simulation of processes occurring in the blast furnace. Based on analysis of experimental melting, kinetic experiments, computer modeling foresees the possibility of partial replacement of agglomerate ore YuGOK the experimental ratio of 20 % the experimental ore, 80 % sinter YuGOK. Also on this basis, is defined coke consumption required to conduct indirect and direct reduction in blast furnace conditions.

Постановка проблеми. Раціональне використання мінерально-сировинного потенціалу надр Криворізького басейну є актуальною проблемою. В Україні розвідано понад 50 родовищ залізних руд із запасами більше 28 млрд т, які становлять 20% від світових. Балансові запаси залізних руд на діючих гірничорудних підприємствах України перевищують 9 млрд т, з яких десяту частину складають багаті руди з вміст заліза 54–62 %. Решта припадає на руди бідні, або залізисті магнетитові кварцити, з вмістом заліза від 22 до 28 %. В цей час у Криворізькому басейні добувають три основних типи залізорудної сировини: багаті руди, які безпосередньо використовуються в металургії, магнетитові і окислені залізисті кварцити, які потребують збагачувального переділу. Багаті окислені руди (запаси яких з промислової категорії налічують понад 1 млрд 200 млн т) залягають, головним чином, серед окислених кварцитів, створюючи близько 300 рудних покладів. Масова частка заліза в них становить від 46 до 67%, а шкідливих домішок (фосфор, сірка та ін.) - соті частки відсотка. Видобуток багатих руд здійснюється переважно підземним способом. Магнетитові кварцити з масовою часткою заліза 22–45 % збагачуються магнітним способом на ГЗК

189

Кривбасу. Окислені залізисті кварцити, які попутно видобуваються з магнетитових кварцитів на даний час не збагачуються, а складуються, утворюючи техногенні родовища. Залежно від мінерального складу руд, загальний вміст заліза в них коливається від 46 до 69 мас. %, В середньому становить 57–59 %. У процесі видобутку відбувається змішування руд різного складу, підмішування до них матеріалу вмісних порід (різного складу залізистих кварцитів і сланців). В результаті з рудної маси, що видобувається з надр, загальний вміст заліза помітно нижче в порівнянні з рудами корінного залягання: для різних шахт він змінюється в середньому від 50 до 55 мас. %. Головним при обґрунтуванні вибору нових залізорудних матеріалів є визначення оптимального складу доменної шихти і співвідношення компонентів, що дозволяють, якщо не поліпшити, то зберегти досягнуті техніко-економічні показники доменної плавки, основним з яких є витрата коксу і продуктивність печі. В цей час перевага використання того чи іншого матеріалу залежить не тільки від умісту в них заліза, очікуваної основності шлакової фази, яка утворюється в умовах технологічного процесу з компонентів порожньої породи, пористості, міцності в холодному стані при відновленні в печі, фракційного складу, розм’якшення та інших фізико-хімічних властивостей, а й великою мірою визначається економічними факторами. Основним і, мабуть, визначальним вибором компонентів шихти, є стійка тенденція підвищення виробниками цін на агломерат і окатиші. З урахуванням цього характер подальшого вдосконалення технології виробництва чавуну визначається рішенням не тільки наукових завдань, а й питань збереження конкурентної здатності продукції на ринках збуту. Відсутність об'єктивної інформації про поведінку кускової руди на характерних горизонтах доменної печі в умовах при відновно-тепловій обробці, а саме – гарячої міцності, відновлюваності, характеру розм'якшення-плавлення і краплинної течії розплаву через коксову насадку збільшує можливість помилкового прогнозу показників доменної плавки при заміні одних видів залізорудних матеріалів іншими. Для отримання наукової інформації даного характеру необхідно проведення комплексного дослідження впливу нового матеріалу, введеного до складу залізорудної частини шихти, на технологічні параметри доменної плавки. В якості об’єкта дослідження були використані агломерат ПГЗК, руда покладу “Дружба” ПАТ “Євраз-Суха Балка”. Агломерат ПГЗК представлений фракцією 5–10 мм, дослідна руда представлена фракцією 10–16 мм, їх хімічний аналіз наведений в табл. 1. Таблиця 1. Хімічний аналіз матеріалів, %

Тип матеріалу агломерат дослідна руда

Feзаг

SiO2

CaO

MgO

Al2O3

FeO

Fe2O3

MnO

56,2

8,5

10,9

0,62

0,94

13,3

65,41

0,03

0,05

0,023

63,36

1,52

2,94

0,84

30,78

56,19

0,062

0,04

0,032

ппп

4,2

Під час дослідження фізико-механічних властивостей руди встановлено, що дрібні фракції представлені менш міцними породами, а великі фракції – рудами середньої і високої міцності. Результати досліджень гранулометричного складу показали, що вміст заліза при переході від великих до дрібних фракцій закономірно збільшується. Проби руди були магнітними. Встановлено, що середній вміст заліза в руді, багато в чому зумовлює її металургійну цінність, склав близько 55–61% для п’яти паралельних визначень. Порожня порода складалася практично тільки з кремнезему, оксидів кальцію і магнію. Природна основність (СаО/SiO2) – близько 1,9. Уміст шкідливих домішок в досліджуваних зразках руди становив соті частки відсотка. В цілому, виходячи з хімічного складу зразків, вона відноситься до багатої руди, що не вимагає попередньої підготовки перед використанням у доменній печі.

190

Визначення загальної пористості залізорудних зразків. До одного з найважливіших металургійних властивостей руд і агломератів відноситься їх пористість. Відомо, що пористість гірських порід змінюється в широких межах. Наприклад, для мартитових руд межа зміни пористості становить від 0,72 до 28,3%, а в окремих випадках досягає 30%. Пористість залізних руд, як показує аналіз розглянутих публікацій, змінюється в надзвичайно широких межах: від 0,5–1 % у щільних магнетитових рудах до 25–50 % у бурих залізняків. При розкладанні гідратів і карбонатів, а також в ході процесу відновлення пористість руди може істотно збільшуватися. Характер пористості руди багато в чому зумовлює поверхню взаємодії газоподібного відновника з оксидами руди. Залізна руда є кусковим матеріалом, що має певну природну пористість. Залізорудний агломерат отримують в ході складного процесу, що включає часткове розплавлення компонентів агломераційної шихти в умовах горіння твердого палива в агломеруємому шарі. У результаті виходить пористий кусковий матеріал, сформований з часток невизначеної форми, з єднаних між собою завдяки сполучному ефекту затверділого розплаву. Морфологічні параметри пористості, а саме розподіл за розміром, співвідношення відкритих і закритих пор співвідносяться з питомою поверхнею і, таким чином, впливають на властивості залізорудних матеріалів (агломерату та руди) - відновлюваність, міцність та ін. Найбільш поширеним методом визначення пористості кускових матеріалів є ртутна порометрія, яка полягає в тому, що зразок занурюється в ртуть і докладають тиск для продавлювання ртуті в пори зразка. Завдяки цьому методу, можна ідентифікувати пори в широкому діапазоні – від 950 до 0,0036 мкм. Нами проведено визначення пористості і щільності досліджуваних залізорудних матеріалів пікнометричним методом. Загальна пористість руди – 4,4 %, загальна пористість агломерату – 24,1%. При цьому уявна густина руди та агломерату була відповідно: 4,8 г/см3 і 3,068 г/см3, а дійсна густина руди та агломерату відповідно дорівнювала: 5,02 і 4,047 г/см3. Однак пористість є необхідною, але недостатньою характеристикою досліджуваного матеріалу Визначення температури початку розм’якшення було проведено на печі Таммана з використання термопари ВР-20. Зразок розміщувався в печі, біля нього встановлювався гарячий спай термопари, і візуально спостерігалася зміна стану зразка. Були отримані наступні результати: температура початку розм’якшення для агломерату становить 1 240оС, при цьому температурний інтервал розм’якшення становить 80оС, для руди відповідно отримані наступні значення 1 320оС і 60оС. Перевірка міцності при сушінні, нагріванні і відновленні показала, що міцність агломерату та руди при сушінні і нагріванні практично не змінюється і дорівнює вихідній. При відновленні зміна міцності носить екстремальний характер з мінімумом при досягненні ступеня відновлення 20-30%, а при подальшому відновленні міцність і агломерату і руди збільшується за рахунок появи металевого заліза, аж до досягнення початкової міцності. При відновленні до ступеня 80% кінетичні криві руди та агломерату практично збігаються, і деяке відставання спостерігається для руди після ступеня відновлення 80%, що призводить до загального подовженню процесу до 180 хв. для зразка руди в порівнянні з агломератом, час відновлення якого становить 130 хв. Аналогічна картина спостерігається для зразків фракції 7–10 мм. В даному випадку загальний час відновлення для руди склав 210 хв., для агломерату 110 хв. Пояснення, такої поведінки матеріалу, враховуючи, що пористість руди становила близько 5%, а пористість агломерату близько 25 % досить складно. Але необхідно враховувати, що під час прожарення руди спостерігається втрата гідратної вологи до 4–6%, яка видаляється і тим самим збільшує пористість шматочків руди. При відновленні дослідної руди фракції 3–5 мм загальний час відновлення становив 180 хв., а фракції 7–10 мм – 210 хв., фракція агломерату 3–5 мм відновлювалася за 130 хв., 7– 10 мм за 110 хв. Така поведінка агломерату пояснюється тим, що при здрібненні агломерату до фракції 3–5 мм усувалася основна перевага агломерату: його пористість, і структура шматочків агломерату наближалася до структури шматочків руди. Фракція 7–10 мм більшою 191

мірою відповідає властивостям агломерату. Застосування як відновника оксиду вуглецю істотно не змінило якісну характеристику кінетики процесу відновлення, лише незначно змінило кількісну. Так відновлення руди фракції 3–5 мм при використанні СО, при тих же умовах, закінчувалося за 200 хв., а агломерату за 145 хв. Досліди по прямому відновленню проводились при температурі 1 000оС, відношенні С/О рівне 1 в струмі інертного газу, як відновлювач використовувався кокс фракції –0,4 мм. Отримані наступні результати: при відновленні фракції агломерату 3–5 мм ступінь відновлення відповідна 21,5% була досягнута за 70 хв., а при відновленні руди цей час становило 90 хв. Загальний час відновлення становило приблизно 5–6 годин. Отримані результати свідчать про те, що кінетика непрямого відновлення досліджених матеріалів до ступеня відновлення 70–80%, залежно від фракції матеріалу, практично збігаються. Відмінність в кінетиці відновлення спостерігається для ступенів відновлення понад 80 %, що вказує на те, що видалення останніх порцій кисню, швидше за все, буде проходити за рахунок прямого відновлення, і природно, що дослідна руда, що має більш несприятливі показники при відновленні понад 80%, вимагатиме додаткової витрати коксу на процес прямого відновлення. Комп’ютерне моделювання умов доменної плавки. Комп’ютерне моделювання умов доменної плавки проводилося за допомогою програми ОРАКУЛ, яка дозволяє оцінити поведінку тих чи інших матеріалів стосовно умов рівноваги. Розрахунки проводилися для температури 1 700 К при різних тисках на колошнику, і подачі в якості шихтових залізорудних матеріалів або агломерату ПГЗК, який є основним залізовмісним матеріалом доменної плавки, або агломерату з рудою при їх різних співвідношеннях. Розрахунки велися на 100 кг залізовмісної частини шихти (агломерат або агломерат з різною часткою руди, або руда). Витрату коксу брали тільки на відновлення, без обліку теплової сторони процесу. Результати розрахунку за програмою ОРАКУЛ для металевого продукту при подачі в якості залізорудної складової руди та агломерату, і їх різних співвідношень, для тиску на колошнику рівному 2 атм. представлені в табл. 2, а для шлаку в табл. 3. Таблиця 2. Результати розрахунку для різних співвідношень руда–агломерат при тиску 2 атм (метал)

Показник O, % Fe, % Al, % Si, % Mn, % P, % S, % C, % Кількість коксу, кг Кількість металу, кг

100 кг агломерату

80 кг агломерату + 20 кг руди

0,0375 95,0235 0,00246 0,64231 0,04623 0,05067 0,00116 4,19161 23,5 59,029

0,0365 95,1218 0,00265 0,54609 0,04446 0,06001 0,00137 4,18707 24 60,4637

50 кг агломерату + 50 кг руди 0,03739 95,1751 0,00313 0,40319 0,04233 0,07313 0,0017 4,264 24,4 62,6731

100 кг руди 0,03325 95,5248 0,00385 0,13999 0,0369 0,09303 0,00278 4,1653 24,85 66,1549

Під час проведення розрахунків домагалися сталості вмісту вуглецю в вихідному продукті на рівні 4,2%. Як видно з табл. 2 зі зростанням частки руди в суміші з агломератом, збільшується кількість отриманого металу, і для 100% руди воно складає 66,1549 кг, тобто приріст порівняно з 100 % агломерату становить 7,1259 кг або 12,07%. При цьому кількість коксу збільшується на 1,35 кг або на 5,7%.

192

Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання-2015)» Таблиця 3. Результати розрахунків для різних співвідношень руда-агломерат при тиску 2 атм. (шлак)

Показник FeO,% Al2O3 ,% SiO2 ,% MnO,% CaO,% MgO,% P2O5,% S,% C,% Основність (CaO/SiO2) (СаО+ MgO)/SiO2 Кількість шлака, кг Кількість кокса, кг

100 кг агломерату

80 кг агломерату + 20 кг руди

0,3897 7,6547 39,9086 0,0815 48,9687 2,9128 0,009 0,1297 0,0181

0,4573 9,0298 37,5073 0,0854 45,7145 7,1018 0,0016 0,1682 0,018

50 кг агломерату + 50 кг руди 0,5091 10,2609 35,3183 0,0866 42,7926 10,91 0,0023 0,203 0,0185

1,227 1,3 22,6427 23,5

1,22 1,41 20,2471 24

1,21 1,52 16,6251 24,4

100 кг руди 0,913 15,6147 25,8453 0,113 29,4523 27,856 0,0098 0,3531 0,0189 1,14 2,22 10,6518 24,85

При 100 % агломерату було отримано 59,029 кг металу і 22,6427 кг шлаку, тобто відношення маси шлаку до маси металу становить 38,36%. У заводських умови для ДП-2 це співвідношення становить 46%. При 100% руди це відношення дорівнює 16,1%. Також із зростанням кількості руди збільшується кількість одержуваного металу і зменшується кількість одержуваного шлаку. При заміні агломерату на 100% рудою різко скорочується кількість шлаку з 22,64 до 10,65 кг, тобто практично в 2 рази. Основність одержуваного шлаку, якщо враховувати ставлення CaO/SiO2 при заміні агломерату рудою змінюється незначно і коливається в межах 1,23 (для 100% агломерату) до 1,14 (для 100% руди). Але якщо враховувати MgO кількість якого різко зростає при збільшенні частки руди, основність збільшується з 1,3 (для 100% агломерату) до 2,22 (для 100% руди). Оскільки тиск на колошнику доменних печей заводу Петровського становить 1,2 атм були виконані розрахунки для цього тиску. Комп'ютерне моделювання поведінки різних залізовмісних матеріалів у доменній печі за допомогою програми ОРАКУЛ показало, що можлива заміна агломерату рудою в кількості 20–30 % без значного погіршення якості одержуваного металу при незмінній витраті коксу, або з отриманням такого ж металу але при збільшенні витрат коксу на 1,1 %.

193

УДК 550.7

НАУКОВІ І МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ БІОГЕОЛОГІІ Рудько Г.І.1, доктор геолого-мінералогічних наук, доктор географічних наук, доктор технічних наук, професор, office@dkz.gov.ua 1 – Державна комісія України по запасах корисних копалин, м. Київ, Україна Розглянута біогеологічна історія Землі як процес безперервної трансформації і постійної адаптації від первинних форм життя до її сучасного стану. Визначено основні сценарії розвитку людини і біосфери внаслідок техногену. За результатами виконаних досліджень визначено біогеологічні умови розвитку життя на Землі. Досліджено сценарії ходу техногену і роль людини в умовах інтенсивної трансформації біосфери за рахунок техногенної діяльності.

SCIENTIFIC AND METHODOLOGICAL FOUNDATIONS OF BIOGEOLOGY Rudko G.1, Dr. Sci. (Geol.-Mineral.), Dr. Sci. (Geogr.), Dr. Sci. (Eng.), Prof., rudko@dkz.gov.ua 1 – State Commission of Ukraine on Mineral Resources, Kyiv, Ukraine The biogeological history of the Earth as a process of continuous transformation and adaptation from the primary forms of life and till its current state had been considered in the present article. The basic scenarios of human and biosphere development within the technogene were defined. The results of studies helped to identify the biogeological conditions of the Earth life. The article investigates scenarios of technogene development as well as the role of human under the conditions of intensive biosphere transformation due to the anthropogenic activities.

Розвиток біосфери і геологічного середовища Землі тісно пов'язані між собою. Це зумовило виникнення в XXI столітті нової міждисциплінарної науки – біогеологіі. Біогеологія – це галузь науки, яка розглядає глобальні, регіональні та локальні екосистеми в контексті еволюції геологічного середовища Землі. Зміни в просторових і часових масштабах, які вивчаються в рамках біогеологіі, роблять її ключовою дисципліною для з'ясування питань розвитку нашої планети в минулому, сьогоденні і майбутньому. Розуміння еволюційних змін відіграє вирішальну роль у трактуванні соціально важливих питань майбутнього. Структура біогеологічних досліджень досить складна і вимагає ретельної наукової розробки. Основними дослідницькими напрямками можна вважати пізнання сутності життя, з'ясування умов і механізмів зародження життя на Землі, біостартові і біозахисні ролі геологічних структур, вивчення життя минулих геологічних епох, зміни біологічного різноманіття, механізмів і законів біологічної еволюції, біогеологічної коеволюції, пошуки життя в космосі, проблеми біологічного забруднення космічного простору, пізнання і періодизація геологічної історії, встановлення параметрів стану середовища та їх зміни в геологічній історії, вивчення ролі організмів і біогенного матеріалу у формуванні геосфер, вивчення ролі організмів у міграції та концентрації речовини, формуванні родовищ корисних копалин та ін. З розвитком нових методів дослідження органічних решток, що містяться в архейських і протерозойських породах, а також решток мікроскопічних клітинних структур, закінчилося панування уніформістських (сучасне – шлях до минулого) позицій у вивченні історії розвитку Землі геологами. Одним з найдивовижніших палеонтологічних відкриттів останніх десятиліть є реєстрація слідів життя навіть в самих древніх породах земної кори. Отже, поява протожиття на Землі була майже миттєвою подією, еволюція від органічних сполук до живих клітин відбулася в дуже стислі терміни, на самому початку історії Землі. Зараз висунуто припущення, що життя на Землі існує стільки ж часу, скільки і сама наша планета. 194

З'явилася можливість абсолютно по-новому проаналізувати причини "значних вимирань" організмів у минулому та умови виникнення нових форм життя. Метою дослідження є біогеологічна історія Землі як модель розвитку життя в Галактиці і на планетах Сонячної системи [1]. На сьогодні однією з найбільш обговорюваних теорій походження життя на Землі є теорія панспермії, тобто космічного походження первинної живої матерії. Про це свідчить знаходження в метеоритах органічних сполук, фосилізованих примітивних організмів [2, 3]. Життя розвивалася синхронно з геологічним розвитком планети. За деякими припущеннями на початку протерозою існував єдиний континент Мегагея, який був оточений єдиним океаном. Найдавніші одноклітинні організми (ціанобактерії) мають вік близько 3,5 млрд років, що дає підставу розглядати ранній докембрій як час існування особливого світу, сформованого прокаріотними (без'ядерними) організмами – бактеріями і ціанобактеріями, їх панування тривало 1,5–2 млрд років. Мікроорганізми ставали все більш численними і різноманітними. Чим більше накопичувалося кисню в атмосфері, тим більше створювалося передумов для відмирання прокаріотів. Перехід відновної атмосфери в окислювальну намітився на початку протерозою, про що свідчать зміни хімічного складу порід. Формування окисної атмосфери стало поштовхом бурхливого розвитку еукаріотних організмів, енергетика яких базується на процесі дихання. Очевидно, що еукаріотна форма життя тісно пов'язана з аеробним середовищем, підготовленим прокаріотами [4]. Останній етап протерозою, що тривав близько 100 млн років (венд), продемонстрував вибух різноманітності багатоклітинних. Нова щабель у розвитку органічного світу – масова поява у багатоклітинних різних зовнішніх і внутрішніх скелетів. З цього часу датується фанерозой – «ера явного життя», оскільки збереження скелетних решток в земних шарах дозволяє докладніше відтворювати хід біологічної еволюції. Формування свідомого існування живих організмів пов'язано з появою людини роду Homo і суспільства, що приблизно збігається з межею неогенової і четвертинної систем хроностратиграфічної шкали. Техноген – сучасний етап геологічної історії, що характеризується інтенсивною діяльністю людини і посиленням його впливу на геологічне середовище, почався в голоцені і триватиме, поки існує людство. Він характеризується стрімким посиленням техногенної трансформації геологічного середовища під впливом людини. На сьогодні існують такі сценарії розвитку людини і біосфери в результаті техногену: • шлях посилення техногену, перенаселення планети і боротьба за ресурси з усіма; • шлях цивілізованої колонізації космосу і освоєння його ресурсів; • спосіб регулювання населення Землі відповідно до ресурсів біосфери. Вже сьогодні людство споживає природних ресурсів на порядок більше, ніж можна вилучати з біосфери без шкоди її біохімічним циклам і без порушення процесу самовідновлення. Іншими словами, людство починаючи з XX століття жило за рахунок своїх нащадків. Більше того, воно поставило біосферу, а значить і себе як невід'ємну частину біосфери, на грань повної деградації. Швидке зростання чисельності населення Землі, стрімке прискорення використання природних ресурсів ставлять перед людством нові завдання, які полягають в освоєнні космічного простору, пошуках життя на сусідніх планетах і їх освоєнні в майбутньому. Розгляд гіпотетичної можливості виникнення життя на інших планетах з точки зору більшості вчених цілком виправдано і теорія життя на інших планетах має право на існування. Всупереч поширеній думці, що вчені розглядають в основному загальні теоретичні передумови придатності планет для розвитку життя, на сьогодні провідні

195

дослідники цього питання мають можливість провести конкретні дослідження неземних об'єктів, проаналізувати умови наближених до Землі планет. ЛІТЕРАТУРА: 1. Основні біостратиграфічні етапи історії Землі. Сценарії техногену. Г.І. Рудько, Г.Р. Бала – Київ: Букрек, 2014. – 223 с. 2. Wickramasinghe N.C., Wallis J., Wallis D.H et al. Fossil diatoms in a new carbonaceous meteorite // J. of Cosmology. – 2013. – 21, N 37. – Р. 9560–9571. 3. Розанов А. Ю. История становления скелетных фаун // Соросовский образовательный журн. – 1996.– № 12. – С. 62–68. 4. Розанов А. Ю., Федонкин М.А. Проблема первичного биотопа эвкариот. Экосистемные перестройки и эволюция биосферы. – М.: Недра, 1994. – С. 25–32.

196

УДК 61:55

МЕДИЧНА ГЕОЛОГІЯ ЯК НОВИЙ НАПРЯМ ГЕОЛОГІЇ Рудько Г.І.1, доктор геолого-мінералогічних наук, доктор географічних наук, доктор технічних наук, професор, office@dkz.gov.ua ; Нецький О.В.1 1 – Державна комісія України по запасах корисних копалин, м. Київ, Україна Розглянуті наукові і методологічні основи медичної геології. Сформульовані об’єкт та предмет вивчення, визначені основні напрями досліджень медичної геології. Викладені положення є основою подальшого розвитку медичної геології як науки, обґрунтовують практичне рішення проблем впливу геологічного середовища на здоров’я людини.

MEDICAL GEOLOGY AS A NEW DIRECTION IN GEOLOGY SCIENCE Rudko G.1, Dr. Sci. (Geol.-Mineral.), Dr. Sci. (Geogr.), Dr. Sci. (Eng.), Prof., rudko@dkz.gov.ua; Netskiy O.1 1 – State Commission of Ukraine on Mineral Resources, Kyiv, Ukraine Scientific and methodological grounds of medical geology were reviewed. Object and subject of study were formulated, as well as the research trends of medical geology were defined. Described provisions are the basis for further development of medical geology as a science; they serve to substantiate practical solutions of issues that are connected with geological environment impact on human health.

Здоров'я людини – це стан, за якого організм людини загалом і всі його органи зокрема здатні виконувати свої функції повною мірою; відсутність хвороб, поганого самопочуття. Геологічне середовище та його організація є чинниками впливу на стан здоров'я. У зв'язку з цим потрібно формувати і розвивати медичну геологію – новий напрям геології, який досліджує механізм і динаміку впливу геологічного середовища, в тім числі його техногенних змін, на стан здоров'я, умови життєдіяльності й життя людини. Сучасний етап розвитку цивілізації характеризується активним втручанням людини в навколишнє природне (у тому числі геологічне) середовище; поява нових технологій, виробництв, підвищення комфортності, інтенсивне ведення сільського господарства пов'язані зі зростаючим використанням хімічних сполук, фізичних і біотичних чинників. У навколишньому природному середовищі налічується 70–80 тисяч різноманітних хімічних сполук і близько тисячі нових щорічно додається. Накопичення токсичних і канцерогенних сполук, пов'язане з негативними наслідками для стабільності екосистем, є головним чинником, що викликає численні патології в організмі людини. Геологічне середовище – мінеральна основа біосфери, основний постачальник енергетичних ресурсів, літосферний простір для будівництва інженерних споруд і комунікацій. Як мінеральна основа біосфери геологічне середовище великою мірою визначає характер, масштаби, спеціалізацію впливу на здоров’я людини, тому його можна розглядати як природний фон або активний чинник цього впливу. Характер і ступінь такого впливу вивчають різні природничі науки [1]. Науковий напрям, що сформувався на стику цих наук, отримав назву "медична геологія". Об'єктом вивчення медичної геології є геологічне середовище з відповідною організацією, що контролюється мінливістю геологічних формацій і процесів, які в них відбуваються, з погляду їх впливу на здоров'я людини; предметом вивчення – умови і процеси, що відбуваються в геологічному середовищі й визначають взаємозв'язки в системі геологічне середовище–людина [2]. Медична геологія – стратегічно значуща, соціально орієнтована дисципліна. Предметом вивчення медичної геології є геологічні процеси, які визначають умови існування біоти і стан живого організму, вплив геологічного середовища на здоров'я людини.

197

Організм людини взаємодіє з навколишнім середовищем (у тому числі геологічним) індивідуально, із залученням фізіологічних реакцій. У силу загальних соматичних властивостей фізіологічного пристосування організм людини здатний адаптуватись або виробити імунітет до найрізноманітніших зовнішніх чинників. Механізм адаптації допомагає підтримувати стійкість внутрішнього середовища організму, якщо параметри окремих чинників зовнішнього середовища виходять за межі оптимальних. Критерієм ступеня адаптації є збереження гомеостазу незалежно від тривалості впливу чинника, до якого вона сформувалась. Причинами порушення нормальної життєдіяльності організму і виникнення патологічних процесів можуть бути абіотичні (властивості неживої природи) і біотичні (властивості живої природи) чинники. Доведено зв’язок географічного розподілу низки захворювань, пов’язаний із кліматично-географічними зонами, висотою місцевості над рівнем моря, інтенсивністю випромінювань, переміщенням повітряних мас, атмосферним тиском, вологістю повітря тощо. Не менш загрозливими для людини є різні види антропогенного забруднення природного середовища, що спричинюють тяжкі патологічні явища та глибокі генетичні зміни, що призводить до вкрай негативних соціальноекологічних наслідків. Унаслідок дії негативних чинників довкілля на організм людини розвиваються серцево-судинні, онкологічні захворювання, дистрофічні зміни, алергія, цукровий діабет, гормональні дисфункції, порушення розвитку плоду, ураження спадкового апарату клітини та інші захворювання. Проаналізовані умови взаємодії людини як біологічної системи з геологічним середовищем у таких основних напрямах: • підземна і поверхнева гідросфери, що є джерелами впливу на організм людини під час споживання питної води, незадовільний хімічний склад якої спричинює понад 80 % хвороб; • ландшафтно-геохімічна сфера, як індикатор впливу хімічних елементів на функціонування систем ґрунт–рослина–організм людини, ґрунт–рослина–тварина–організм людини тощо; • геофізична сфера, що є результатом глобальних, регіональних і локальних трансформацій, які визначають для будь-якої території формування електромагнітних полів, радіаційної обстановки тощо і під дією яких людина нині знаходиться постійно. Одним з важливих аспектів медичної геології є гідрогеохімічний аспект, який полягає в дослідженні механізмів впливу на стан здоров’я населення природних і техноприродних особливостей ресурсів підземної гідросфери, що споживаються населенням як питні і мінеральні води. Організм людини на 80 % складається з води, тому хімічний склад споживаної води є визначальним для її здоров’я: погіршення якості води призводить до виникнення хвороб, розвитку захворювань, скорочення тривалості життя. Біогеогідрохімічні процеси в організмі людини, пов’язані зі споживанням вод певного якісного складу, визначають стан її здоров’я і потребують комплексного геолого-медичного вивчення. Вивчення обставин і чинників впливу геологічних об'єктів, процесів на здоров'я людей дає змогу розробити запобіжні та лікувально-профілактичні заходи, необхідні для успішного вирішення поточних і планування перспективних завдань економіки господарювання, втілення в життя різноманітних соціальних проектів, основою яких є інтереси усіх верств населення. Водночас розвиток медичної геології можливий тільки за умови вільного доступу до медичної й геологічної інформації будь-якого рівня та загального обговорення шляхів вирішення соціальних, екологічних і медичних проблем. Геологічне середовище має відповідну організацію (типи), яка контролюється мінливістю геологічних формацій і процесів, що в них відбуваються, є визначальним чинником формування геолого-медичних умов територій. В основу розрахунку ризиків захворюваності населення має бути покладена специфікація геологічного середовища.

198

ЛІТЕРАТУРА: 1. Медицинская экология: Учеб. пособие / А.А. Королев, М.В.Богданов и др.; Под ред. А.А. Королева. – М.: ИЦ “Академия”, 2003. – 192 с. 2. Вступ до медичної геології у 2 т. / За ред. Г.І. Рудька, О.М. Адаменка. – К.: "Академпрес", 2010. – Т. 1.– 735 с. – Т. 2 – 447 с.

199

УДК- 54

ВИДІЛЕННЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРУ НАСИЧЕННЯ НИЗЬКООМНИХ КОЛЕКТОРІВ ЗА ДАНИМИ ІМПУЛЬСНОГО НЕЙТРОН-НЕЙТРОННОГО МЕТОДУ НА ПРИКЛАДІ ТЕРИГЕННИХ ВІДКЛАДІВ ДДВ Ручко В.О.1, науковий співробітник, kvo243@ukr.net; Ручко К.О.2, аспірант, Pirofillon@i.ua 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна; 2 – Київський національний університет імені Тараса Шевченка навчально-науковий інститут «Інститут геології», м. Київ, Україна Знання, що нарощування запасів вуглеводнів можливе не тільки за рахунок відкриття нових родовищ нафти і газу, але і за рахунок пропущених пластів, виявленних за результатами інтерпретації даних геофізичних досліджень в свердловинах (ГДС). На користь цього напрямку свідчать одержані припливи нафти і газу зі складнопобудованих колекторів, серед яких важливе місце займають колектори з низьким електричним опором. А одержання припливів вуглеводнів з низькоомних пластів на рівні з високоомними стало приводом для їх поглибленого вивчення для розв’язування таких важливих геологічних задач, як виділення, оцінка характеру насичення та визначення розрахункових параметрів цих порід. В цій роботі розглянуті можливості вирішення вище названих задач за даними імпульсного нейтрон-нейтронного каротажу (ІННК) в системі «Геопошук».

SELECTION OF LOW-RESISTIVITY RESERVOIRS AND DETERMINATION THE NATURE OF SATURATION ACCORDING TO THE DATA OF PULSED NEUTRON-NEUTRON LOGGING METHOD Ruchko V.1, scientist, kvo243@ukr.net ; Ruchko K.2, Ph. D. student, Pirofillon@i.ua 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine; 2 – National Taras Shevchenko University of Kyiv «Institute of Geology», Kyiv, Ukraine The subject of the research comprises definition of the nature of low-resistivity reservoirs saturation and causes of decrease in electrical resistance. The object of the study is low-resistivity reservoirs, example is terrigenous sediments of the Dnieper- Donets basin. The goal of the research is selection of low-resistivity reservoirs and determination the nature of their saturation. Methods of the research involve the collection, processing and interpretation of data using the system of "Geopoisk". The topicality of the research. A large amount of hydrocarbons from low-resistivity layers are the reason for their in-depth study. Originality of the research is use of the algorithms for interpretation of pulsed neutronneutron logging method data for the solving of important geological problems such as selection of reservoirs and evaluation their parameters. Theoretical value of the research. Knowledge that hydrocarbon resources can build not only due to the discovery of new oil and gas fields, but also due to missing layers as a result of interpretation of geophysical research in the wells. In support of this line of evidence obtained by the inflow of oil and gas reservoirs with complicated structure, among which the most important are reservoirs with low electrical resistance.

Проблемі вивчення в розрізах нафтогазових свердловин продуктивних колекторів з низьким електричним опором приділялась увага багатьох дослідників [1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11,12]. Низькі значення питомого електричного опору досліджуваних порід є практично однаковими, незалежно від характеру насичення колектора, що не дозволяє однозначно виділяти нафто- та водонасичені пласти і призводить до суттєвих похибок у визначенні промислових запасів вуглеводнів. В роботах [2, 13] авторами зроблено такі висновки:

200

- факторами, які обумовлюють низькоомність досліджуваних порід є: тонкошаруватість, піритизація, глинистість; - аналізуючи результати інтерпретації даних БКЗ, БК, ІК варто відмітити, що криві за своїм типом схожі на двошарові, хоча в пластах, яким відповідають ці криві, формується зона підвищуючої проникності. Таким чином, нафтонасичені і водонасичені колектори мають підвищуючу проникність ( ρ C > ρ В , ρ ЗП > ρ П ), що ускладнює виділення та подальше

вивчення продуктивних пластів; - кількісна інтерпретація даних БКЗ (оцінка питомого електричного опору ρ П ) і розрахунок параметра насичення (коефіцієнта збільшення опору Рн) для заздалегідь водо- і нафтонасичених колекторів показали, що цей головний показник визначення характеру насичення порід, на жаль, не є ефективним в даних геолого-геофізичних умовах. Для водонасичених і нафтонасичених пластів його значення практично перекриваються, що не дає можливості однозначно визначити коефіцієнт нафтогазонасичення (Кнг); Таким чином, проблема визначення Кнг в низькоомних продуктивних пластахколекторах залишається актуальною. Як один з варіантів рішення цієї задачі, пропонується використання даних імпульсного нейтрон-нейтронного каротажу (ІННК), який, як відомо, може застосовуватись як в не обсаджених, так і обсаджених свердловинах. Оцінка Кнг за даними ІННК була випробувана в низькоомних колекторах двох родовищ (Малодівецькому та Прилуцькому), нафтонасиченість яких підтверджена випробуваннями (рис. 1-2). Нижче наведено алгоритм та результати обчислень Кнг. Кількісна інтерпретація кривих ІННК починається з обчислення кривої середнього часу життя теплових нейтронів в породі. Для цього за формулою t з min − t з max (1) τ ср = ln J t з min − ln J t з max створено спосіб обчислення τ ср з виключенням впливу свердловини на малих затримках. Часи затримки t з

min

і tз

max

обираються інтерпретатором після перегляду реальних

значень кривих ІННК, з таким розрахунком, щоб основна частина захватів нейтронів приходилась на породу. Після обчислення кривої середнього часу життя теплових нейтронів здійснюється перерахунок τ ср в криву зміни уявного декремента затухання нейтронів з часом. t 2 − t1 . (2) ln J 1 − ln J 2 Відповідно до роботи [8] визначаються наближені значення λгл, і λск, та знаходяться виправлені величини λск і λгл. Наближена величина λгл, встановлюється за результатами вимірів в нерозмитих глинах, а величина λск, обчислюється за даними аналізу керна, або на підставі результатів вимірів λ у неглинистому водоносному пласті λ −λ К (3) λск = вп в п 1− Кп Знайдені значення декрементів затухання використовуємо для визначення коефіцієнту нафтогазонасичення: (λ × (1 − К П − С гл ) + λв × К П + λ гл × С гл − λ П ) . (4) К нг = ск (λв − λнг ) × К П Таким чином, з вище представленого за даними комплексу ГДС, включаючи ІННК, можна зробити такі висновки: 1. За даними застосованого комплексу ГДС в свердловинах, що розкрили низькоомні породи, можна досить впевнено розчленувати розріз та виділити пластиколектори (див. рис. 1-2).

λ = 1000

201

2. Характер насичення пластів-колекторів та ступінь їх насичення нафтою (Кнг) визначається за даними ІННК.

Рис. 1 Геолого-геофізична характеристика Прилуцького нафтового родовища (свердловина №16)

Рис. 2 Геолого-геофізична характеристика Малодівицького нафтового родовища (свердловина №40)

202

ЛІТЕРАТУРА 1. Вендельштейн Б.Ю. О связи между параметром пористости, коэффициентом поверхностной проводимости, диффузионного-адсорбционными свойствами терригенных пород /Труды МИНХ и ГП. – М. : Гостоптехиздат, 1960. – № 31. – С. 16-30.

2. Гуневская О.М., Стасив О.С. Аномально низкие удельные электрические сопротивления продуктивных пластов-коллекторов карбона Днепровско-Донецкой впадины //Международная геофизическая конференция и выставка «Геофизика XXI века – прорыв в будущее». Москва, 1-4 сент., 2003. – М., 2003. – С. 739-740.

3. Курганський В.М., Ручко К.О. Літолого-петрофізичні особливості низькоомних колекторів Прилуцького нафтового родовища. Науковий журнал «Мінеральні ресурси України» № 4, 2014 – С. 20-25. 4. Кнеллер Л.Е. Электрические, электромагнитные методы и программное обеспечение определения сопротивлений на основе моделирования / Кнеллер Л.Е., А.П. Потапов // Науч.-техн. вестник “Каротажник”. – 2006. – №7-8 (148-149). – С. 160-173. 5. Кобранова В.Н. Петрофизика. Учебник для вузов. – 2-е изд. – Москва, Недра, 1986 г., 392 с. 6. Кожевников Д.А. Нейтронные характеристики горных пород и их использование в нефтепромысловой геологии. Изд-е 2-е, перераб. М.: Недра, 1982г., 221 c. 7. Кукуруза В.Д. Геоэлектрические факторы в процессах формирования нефтегазоносности недр. Киев, 2003, 410 с. 8. Максименко А.Н. Способы определения по данным ИННК коэффициентов начальной

и остаточной нефтенасыщенности. Киев. 2004 г.

9. Никифорова О.Г. Оценка удельного сопротивления и характера насыщенности низкоомных терригенных коллекторов по данным ГИС / Геофизика №1, 2008. С. 22-25. 10. Федоришин Д.Д., Гаранін О.А., Федоришин С.Д. „До питання причин мінливості електричних порід-колекторів нафтогазових родовищ України”. Всеукраїнський щоквартальний науковотехнічний журнал №1 (26), 2008, с. 89-93. 11. Шакаров Х.И., Султанов Л.А., Кязимов Р.В., Ганифе-Заде Ч.Д., Абдуллаев А.И. „О некоторых причинах низкого сопротивления продуктивных коллекторов”. Азербайджанская международная геофизическая конференция, Каротажник, № 12, Тверь, 2007, с. 47. 12. Worthington P. Recognition and evaluation of low-resistivity pay. EAGE, № 6, London, 2000, p.56. 13. XIIth International Conference on Geoinformatics Theoretical and Applied Aspects Курганський В.М., Ручко К.О, 12-15 May 2015, Kiev, Ukraine

203

УДК 550.615.327

ОСОБЛИВОСТІ РОЗРОБКИ ВУГЛЕКИСЛИХ МІНЕРАЛЬНИХ ВОД ЗАКАРПАТТЯ (НА ПРИКЛАДІ ГОЛУБИНСЬКОГО РОДОВИЩА) Саніна І.В.1, ekogeol@ukr.net ; Люта Н.Г.1, кандидат геолого-мінералогічних наук, nlyuta@ukr.net ; Лютий Г.Г.1, кандидат геолого-мінералогічних наук, ekogeol@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна У тезах розглянуто особливості розробки вуглекислих мінеральних вод Закарпаття на прикладі Голубинського родовища мінеральних вод.

FEATURES OF EXPLOITATION OF CARBONATED MINERAL WATERS OF THE TRANSCARPATHIA (ON EXAMPLE GOLUBINSKE DEPOSIT) Sanina I.1, ekogeol@ukr.net ; Lyuta N.1, Ph. D., nlyuta@ukr.net ; Lyutyi G.1, Ph. D., ekogeol@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine The theses discussed features of exploitation carbonated mineral waters of the Transcarpathia on example Golubinsky deposits.

Карпатська провінція мінеральних вуглекислих вод пов’язана з Карпатським гірськоскладчастим районом, сформованим у результаті альпійського орогенезу. В межах України вуглекислі мінеральні води поширені в основному на південно-західних схилах Карпатських гір і Закарпатському прогині. Характерною особливістю вуглекислих вод є їхня приуроченість до порід підвищеної тріщинуватості, пов’язаних з крупними тектонічними розломами. Глибинні розломи служать шляхом, яким відбувається міграція вуглекислого газу до поверхні землі. Мігруючи до поверхні Землі, цей газ вступає в контакт з підземними водами, насичуючи їх. Газонасиченість вуглекислих вод досить велика, газовий фактор сягає значень, значно більших за одиницю. Підземна вода при цьому набуває агресивності, вилуговує з порід, по яких фільтрується, карбонати кальцію і натрію з переходом у розчинах в гідрокарбонатну форму. В результаті катіонного обміну у водному розчині накопичується переважно гідрокарбонат натрію. Голубинське родовище мінеральних вуглекислих вод є досить показовими для Закарпатської провінції вуглекислих вод. В умовах формування родовища гідрокарбонатні натрієві мінеральні води, що збагатили свій сольовий склад за рахунок вилуговування і катіонного обміну, мають мінералізацію до 10–12 г/дм3. Збагачені розчинною вуглекислотою ці води вторгаються у вигляді куполу у зону розвитку прісних підземних вод, які формуються за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, утворюючи таким чином інжекційні родовища мінеральних вод. Від центру куполу до периферії мінералізація підземних вод зазвичай змінюється від більшої до меншої аж до прісних вод за межами впливу інжекції. В природних умовах залежно від енергії пластів мінеральних і прісних вод утворюється певна рівновага цих вод, яка залежить від їхнього кількісного співвідношення у приповерхневій тріщинній систем. Реально ці співвідношення проявляються у положенні межі розділу між мінеральними та прісними водами. При великій енергії пласта мінеральних вод вони можуть виходити безпосередньо на земну поверхню. Слід зазначити, що при техногенному втручанні природна рівновага між інжекційними та інфільтраційними водами 204

порушується, і система може вийти на новий рівень рівноваги, відреагувавши при цьому, як правило, відповідним зменшенням мінералізації суміші і пониженням у розрізі вищевказаної межі рівноваги. Це спрощена схема, але вона дозволяє уявити процес формування вуглекислих мінеральних вод Закарпаття. При геологічному вивченні таких складних природних систем, як родовища мінеральних вуглекислих вод, основними видом геологорозвідувальних робіт є тривалі дослідно-експлуатаційні відкачки, за допомогою яких практично вивчаються такі умови водовідбору, які забезпечують стабільне отримання на розрахунковий період, що звичайно приймається 10 тис. діб, відповідної мінералізації вуглекислої води та вмісту в ній розчинної вуглекислоти, передбачених кондиціями на родовище. Зазначені кондиції розробляються Українським науково-дослідним інститутом медичної реабілітації і курортології і визначають рівень та напрямок терапевтичного впливу на людський організм при споживанні цієї мінеральної води. Як свідчить аналіз досвіду експлуатації, по більшості родовищ мінеральних вуглекислих вод Закарпатської провінції відзначались факти зменшення мінералізації мінеральних вод, хоч водовідбір при цьому ще не досягав обсягів затверджених експлуатаційних запасів. Особливо показовим у цьому відношенні є Голубинське родовище, на якому у 2002–2012 рр. через погіршення якості мінеральної води були поставлені геологорозвідувальні роботи з метою переоцінки запасів. Враховуючи складність геологічної будови родовища (III група), переоцінка експлуатаційних запасів на ньому була проведена лише за допомогою гідравлічного методу оцінки, вірніше його модифікації, яка передбачає проведення дослідно-експлуатаційних робіт з метою визначення дослідним шляхом такого режиму і обсягів відбору мінеральних вод, який би забезпечував стабільність гідродинамічної та гідрохімічної обстановки на розрахунковий період. Необхідно зазначити, що за результатами переоцінки запаси мінеральних вод зменшились удвічі. Під час оцінки впливу розробки Голубинського родовища мінеральних підземних вод на їх якісні показники в рамках проведення моніторингу та наукового супроводження надрокористування було проаналізовано за даними багаторічних спостережень за мінеральними водами по сверд. № 7ГП (д), на ділянці “Маргіт-1” умісту основних показників хімічного складу мінеральних вод. Отримані дані дозволили дійти висновку: незважаючи на той факт, що добові обсяги видобутку впродовж тривалого часу є стабільними, знаходяться в межах встановлених лімітів і складають близько 68–70 % від затверджених експлуатаційних запасів, на ділянці почала формуватися тенденція до погіршення основних показників якісного складу мінеральних вод (рис. 1). 4

3,5 5

г/дм3

2,5 2

1,5

мінералізація, г/дм3

1 1 0,5 0 2000

2005 Ca, г/дм3

Mg, г/дм3

2009 Na+K, г/дм3

Cl г/дм3

0 2017

2013 SO4 г/дм3

HCO3 г/дм3

мінералізація, г/дм3

Рис. 1. Коливання вмісту основних показників якісного складу мінеральних вод по ділянці “Маргіт-1” (сверд. № 7ГП (д)) за даними багаторічних спостережень

205

Цей факт підтверджується лініями тренду, які простежуються на графіках, що характеризують коливання вмісту гідрокарбонатів, натрію+калію та зміни мінералізації мінеральних вод. При аналогічних ситуаціях звичайно робиться висновок про непідтвердження затверджених експлуатаційних запасів. Для того, щоб встановити причину непідтвердження потрібно перш за все проаналізувати ситуацію що склалася на родовищі. Проведений аналіз показав, що за період з 1971 по 2003 рр. на Голубинському родовищі відібрано менше 20 % затверджених запасів. Тобто, якщо сприймати достовірність геологорозвідувальних робіт, а також враховувати, що надмірна експлуатація, яка б по обсягах переважала затверджені запаси, на родовищі не проводилась, то причини їхнього непідтвердження на перший погляд пояснити практично неможливо. В той же час ця причина очевидно визначається факторами, пов’язаними із діяльністю людини. У процесі польового обстеження площі розташування Голубинського родовища було встановлено, що за період після затвердження запасів у 70-ті роки ХХ сторіччя тут були пробурені дванадцять розвідувальних та експлуатаційних свердловин додатково до тих свердловин, які були пробурені на родовищі у пошуковий і розвідувальний періоди. Таким чином, в цілому на родовищі пробурені тридцять дві свердловини. Жодна із нових свердловин за своєю продуктивністю і якістю води скласти конкуренцію діючим експлуатаційним свердловинам не можуть. В той же час вони в більшості не ліквідовані, із відкритими гирлами. Не експлуатуючи мінеральні води, вони сприяють непродуктивній та неконтрольованій дегазації покладу мінеральних вод, зменшуючи пластовий тиск покладу мінеральних вод. До речі, в свій час протоколом ДКЗ України за № 1392 від 14.11.2007 р. з розгляду матеріалів геолого-економічної оцінки експлуатаційних запасів мінеральних вод ділянок “Маргіт-1” та “Маргіт-2” Голубинського родовища було надано рекомендацію з метою збереження параметрів кондицій мінеральних вод в межах зазначених ділянок ліквідувати незадіяні у розробці родовища спостережні свердловини. Цю рекомендацію не виконано. Зазначені причини призводять до зниження газонасиченості покладу мінеральних вод, зменшенню енергії цього покладу, що в свою чергу спричиняє до пониження у розрізі межі розподілу між мінеральними і прісними інфільтраційними водами. Тобто, в результаті непродуманої експлуатації Голубинського родовища нанесені суттєві втрати природним газогідродинамічним умовам, що призвело до зменшення експлуатаційних запасів мінеральних вод більше ніж удвічі. Як показали останні спостереження, процес погіршення гідродинамічних показників триває, що буде призводити до подальшого зменшення експлуатаційних запасів родовища.

До заходів, що відповідають принципам раціонального використання надр, які слід передбачити і які б дозволили експлуатувати у найбільш сприятливих умовах такі складні природні системи, як родовища вуглекислих мінеральних вод, на наш погляд, треба віднести такі: 1. Рекомендувати надрокористувачам припинити в межах родовищ мінеральних вуглекислих вод, що експлуатуються, проведення будь яких бурових робіт, які призводять до нарощування бази експлуатаційних свердловин, або по спорудженню розвідувальних свердловин, за винятком випадків, коли йдеться про проведення переоцінки запасів мінеральних вод. 2. Рекомендувати ліквідувати в межах родовищ мінеральних вуглекислих вод всі незатампоновані розвідувальні свердловини, які не використовуються як експлуатаційні, а також всі не задіяні дублюючі експлуатаційні свердловини, продуктивність яких робить їх непридатними до використання. 3. Обладнати всі експлуатаційні свердловини, а також свердловини, які ще не введені у експлуатацію але плануються до введення, устаткуванням на гирлі, яке б унеможливлювало непродуктивну дегазацію покладів мінеральних вуглекислих вод. 4. Запропонувати Державній службі геології та надр України виконати оцінку стану експлуатаційних запасів мінеральних вуглекислих вод Закарпатської провінції і розробити рекомендації для покращання цього стану.

206

УДК 550.8

ПЕРЕВАГИ ВИКОРИСТАННЯ ПОРТАТИВНИХ РЕНТГЕН-ФЛУОРЕСЦЕНТНИХ АНАЛІЗАТОРІВ В ГЕОЛОГОРОЗВІДУВАЛЬНИХ РОБОТАХ

Станкін А.С.1, astankin@ukr.net 1 – УкрДГРІ, м. Київ, Україна

На всіх етапах пошуків та розвідки рудних родовищ питання точного та оперативного аналізу проб має вирішальне значення для досягнення високої продуктивності геологорозвідувальних робіт. Одним зі способів ефективного вирішення цього питання є використання портативних рентгенфлуоресцентних експрес-аналізаторів (надалі – ПРФА).

THE BENEFITS OF USING A PORTABLE X-RAY FLUORESCENCE ANALYZERS IN GEOLOGICAL PROSPECTING Stankin A.1, astankin@ukr.net 1 – UkrSGRI, Kyiv, Ukraine In all stages of the prospecting and exploration of ore deposits, the question of precise and rapid sample analysis is critically important for efficient results. One way to resolve this issue effectively, is to use portable xray fluorescence (XRF) analyzers.

Портативні рентген-флуоресцентні аналізатори (ПРФА) активно використовується з кінця 90-х років та постійно модернізується. ПРФА мають зручний дизайн, малу вагу (до 1,5 кг), компактний розмір, високу міцність і пило-вологозахищеність, що дозволяє використовувати їх в польових умовах: в геологічних та геохімічних маршрутах, при випробуванні гірничих виробок, керну та шламу свердловин; при моніторингу екологічного стану відвалів, шламовідстійників тощо. Останні моделі пристроїв оснащені сучасними, потужними рентгенівськими трубками, високочутливими детекторами, що забезпечує високу швидкість та точність одночасного рентген-флуоресцентного аналізу (XRF) близько 33 елементів, включно з Al, Ag, As, Au, Bi, Ca, Cu, K, Mg, Mo, Ni, Pb, S, Si, Sb, Zn, рідкісноземельними металами та металами платинової групи. Межі виявлення елементів у сучасних ПРФА, як правило, нижчі за кларковий вміст (таблиця 1). Таблиця 1. Межі виявлення елементів в рудних зразках спектрометром NitonXL3t 500 версія GOLDD (за матеріалами сайту www.ccsservices.ru) Елемент

Матриця SiO2, ppm (г/т)

Матриця SiO2+10% Fe, рpm (г/т)

Стандартний зразок, ppm (г/т)

Елемент

Матриця SiO2, ppm (г/т)

Матриця SiO2+10% Fe, рpm (г/т)

Стандартний зразок, ppm (г/т)

S K Ca Sc Ti V Cr Mn

250 75 40 10 30 15 25 25

600 175 75 40 110 35 45 75

500 400 300 60 125 40 25 75

Se Rb Sr Zr Mo Ag Cd Sn

3 2 3 4 4 10 7 13

5 5 3 6 7 10 9 20

5 5 8 9 5 15 8 15

207

Fe Co Ni Cu Zn As

30 20 25 15 8 5

250 55 20 13 7

75 125 40 20 13 7

Sb Ba Au Hg Pb

10 45 7 5 4

20 55 10 8 8

15 35 10 8 8

Практика використання ПРФА (Niton серій XLt і XL2) в процесі геологорозвідувальних робіт на поліметалічне та золоте зруденіння епітермального типу в Лаоській народнодемократичній республіці показала їх високу ефективність, надійність та досить швидку окупність. Повною мірою всі переваги експрес-аналізаторів були використані на стадії геохімічних пошуків, що дозволило при стандартній методиці оперативно визначити перспективні ділянки, виявити та оконтурити аномалії Au, Ag, As, Cu, Mo, Pb і, в очікуванні результатів лабораторних досліджень, розпочати геологорозвідувальні роботи за допомогою гірничих виробок та пошукових свердловин. В силу конструктивних особливостей ПРФА поверхня, яка аналізується, має малу площу. Дослідним шляхом було встановлено, що для досягнення точності аналізу, проби потребують попередньої обробки: ґрунтові – просушування та просіювання, штуфні – подрібнення та скорочення до стану аналітичної проби. Точність і відтворюваність результатів вимірювань ПРФА після попередньої обробки проб перевищує показники наближено-кількісного спектрального аналізу та є достатніми для геохімічних досліджень. У зв’язку з низькою чутливістю ПРФА до виявлення Au і Ag вміст цих елементів визначався методами AAS та ICP-AES в лабораторії компанії ALS Group. На початковому етапі геохімічних робіт усі проби після вимірювань ПРФА аналізувалися методами AAS та ICP-AES, що дозволило виконати співставлення результатів, встановити кореляційні зв’язки та елементисупутники Au. У подальшому аналізу методами AAS та ICP-AES піддавалися тільки проби з аномальним вмістом елементів-супутників Au. За результатами геохімічних робіт встановлена загальна картина розподілу рудних елементів в ґрунтах та вміщуючих породах, яка свідчить про наявність трьох типів мінералізації, що просторово пов'язані: свинець-срібної, золото-сульфідної і молібденової (рисунок).

Рисунок. Аномалії вторинних ореолів розсіяння, що побудовані за даними AAS (Au) та XRF (As, Mo, Pb)

208

Під час виконання геологорозвідувальних робіт – пошукових маршрутів, документації та випробуванні гірничих виробок і свердловин – ПРФА використовувалися як інструмент якісного аналізу для виявлення тонкозернистої рудної мінералізації у вміщуючих породах, концентрацій рудних елементів в породах з кори вивітрювання. Крим того, випереджальне вимірювання аналітичних проб за допомогою ПРФА дозволило значно скоротити кількість аналізів методами ICP-AES та AAS. Таким чином, використання ПРФА при виконанні геологорозвідувальних робіт дозволяє, за умови визначення коефіцієнтів кореляції та елементів-супутників золотого зруденіння, отримати значну економію часу та коштів за рахунок скорочення обсягів лабораторних аналізів.

209

УДК 551.782.001.18:553.04(477)

ГЕОЛОГО-ГЕНЕТИЧНА МОДЕЛЬ НЕОГЕНОВИХ ВІДКЛАДІВ ЦЕНТРАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ ВОЛИНО-ПОДІЛЛЯ ТА ЇХ КОРИСНІ КОПАЛИНИ Усмінська О.В.1, кандидат геологічних наук, wingedwitch13@gmail.com 1 – Інститут геологічних наук НАН України, м. Київ, Україна На підставі результатів геологознімальних робіт дана загальна характеристика перспектив міоценових відкладів центральної частини Волино-Поділля та оконтурені площі, перспективні на корисні копалини. Перспективи насамперед пов'язані з родовищами будівельних матеріалів (вапняки, піски); розвідані також родовища бурого вугілля та прояви сірки. Територія забезпечена підземними водами високої якості.

GEOLOGICAL AND GENETIC MODEL OF NEOGENE IN CENTRAL PART OF VOLHYNO-PODILLIA AND ITS MINERAL RESOURCES Usminska O.1, Ph. D., wingedwitch13@gmail.com 1 – Institute of Geological Sciences of NASU, Kyiv, Ukraine General characteristic of perspectives of Miocene sediments of the central part of the VolhynoPodillya and outlined areas, which have perspectives for mineral commodities, was given according to the results of geological investigations. The perspectives are connected first of all with deposits of building materials (limestone, sand), also explored deposits of lignite and occurrence of sulfur. The territory is provided with groundwater of high quality.

Вступ. Неогенові відклади в межах центральної частини Волино-Поділля мають дуже строкатий склад та мінливі потужності шарів. Генезис їх переважно морський, однак зустрічаються утворення континентального та лагунного походження [3,7]. Розламноблокова тектоніка обумовила просторову диференціацію фаціальних тумов осадконагромадження і формування відповідних формаційних одиниць. Зокрема, в межах блоків, які зазнавали низхідних рухів формувалися осадки морських груп фацій, а в межах блоків, які зазнавали висхідних рухів – осадки перехідних і континентальних груп фацій, або ж відбувався розмив раніше сформованих відкладів. Результати дослідження. Неогенові відклади утворились в умовах морських, континентальних і перехідних фацій. Породи, які сформовані в умовах морських фацій об’єднуються в морську неогенову теригенно-карбонатну формацію, у складі якої виокремлено підформації: - морська карбонатно-теригенна відносно малих глибин середнього-верхнього міоцену; - морська теригенно-карбонатна помірних глибин середнього-верхнього міоцену. Відклади, які формувалися в континентальних умовах утворюють континентальну карбонатно-теригенну прісноводну підформацію нижнього міоцену. Відклади, які сформовані в перехідних фаціальних умовах поділяються на: - підформацію опріснених заток моря та лагун середнього міоцену; - підформацію солоних та гіркувато-солоних лагун середнього міоцену. Розріз неогену починається морською карбонатно-теригенною підформацією відносно малих глибин середнього-верхнього міоцену, яка сформувалася протягом частини

210

карпатського, баденського та сарматського віків в умовах малих глибин морського басейну, літоралі і верхньої частини субліторалі та характерна для північної частини території. Об’єднання світ в одну підформацію обумовлене близькістю літологічного складу відкладів, характерною рисою якого є різка перевага теригенного матеріалу над карбонатним і незначний вміст глинистого матеріалу. З утвореннями субформації пов´язані родовища пісків різного віку. З фаціями малих глибин у опільських розрізах пов´язані родовища пісків для будівельної промисловості. Піски переважно тонкозернисті, рідше – різнозернисті, глинисті, подекуди з прошарками вуглистих глин [1,2]. Піски та пісковики сарматського віку, які придатні для використання в якості піщано-гравійної сировини та бутового каменю кварцові, переважно тонкозернисті, рідше – дрібнозернисті, вапняковисті [3]. Протягом баденського та сарматського віків формувалася морська теригеннокарбонатна підформація помірних глибин середнього-верхнього міоцену, яка характерна для південної частини території. Утворення підформації відбувалося в умовах більших глибин морського басейну, виключно у його субліторальній зоні. Об’єднання світ до складу однієї підформації обумовлене їх близьким літологічним складом, для якого характерним є переважання карбонатної складової над теригенною і значною домішкою глинистого та мергелистого матеріалу. У межах субформації, окрім родовища вапняків для різних галузей промисловості [1,2], в опільських та косівських розрізах виявлено поклади пісків, які використовуються як піщано-гравійна сировина [3]. Вапняки, придатні для використання в якості бутового каменю (сировина будівельна) у опільських відкладах світло-сірі міцні детритові, масивні. У межах косівської світи вапняки переважно пов´язані з рифовими спорудами і можуть використовуватися як сировина для пиляних стінових матеріалів (вапняки рифові та горизонтально верствуваті), для виробництва будівельного вапна (щільні органогенні літотамнієві вапняки, які не зазнали доломітизації), для бутового каменю (органогеннодетритові перекристалізовані вапняки), як хімічна сировина для цукрової промисловості (вапняки літотамнієві масивні). Відходи вапняків при їх видобутку використовуються в якості сировини для виробництва щебеню і для виробництва муки для підкормки тварин та птиці у сільському господарстві. Сарматські вапняки використовуються як сировина для бутового каменю (вапняк органогенно-детритовий перекристалізований), для виробництва будівельного вапна (вапняки оолітові та черепашкові з прошарками кварцового піску, часто мергелисті), як сировина для вапнування кислих ґрунтів – сировина для хімічних меліорантів, для пиляних стінових матеріалів (черепашкові, детритово-черепашкові, оолітові, детритово-оолітові вапняки). У деяких родовищах сарматських вапняків встановлено появи мармурового оніксу [3]. Кремені (сировина виробна) встановлені в межах Котюжинського прояву [3]. Колір їх від чорного до сірого, зеленувато-білястого, брудно-червоного та брудно-жовтого. Завдяки високим декоративним властивостям сировини прояв є перспективним. В умовах неглибоких континентальних прісноводних озер наприкінці карпатського віку нагромаджувались континентальна карбонатно-теригенна прісноводна підформація нижнього міоцену, утворення якої визначені як верхня пачка бережанських верств. Розповсюджені відклади у вигляді невеликих і розрізнених осередків переважно у південнозахідній частині території, де залягають нижче сучасного базису ерозії. Покладів корисних копалин утворення цієї формаційної одиниці не містять. На початку баденського віку в опільський час в результаті висхідних рухів у північних та північно-західних частинах території відбулося утворення підформації опріснених заток моря та лагун середнього міоцену. Утворення її проходило в умовах торфовищ, які накопичувалися У періоди короткочасної регресії моря та заболочування місцевості при підйомі суходолу відбувалося формування торфовищ, які в подальшому, внаслідок трансгресії мілководного моря, зазнали часткового руйнування. 211

У межах поширення утворень цього віку виокремлено площі поширення бурого вугілля, яке використовується місцевим населенням для побутових потреб. Вугільний пласт залягає серед пісків, піщанистих і вуглистих глин. Вугілля буре, темно-сіре до чорного, подекуди землисте, часто щільне, шарувате, тріщинувате, інколи глинисте. Встановлено незначну кількість включень шматків лігніту і конкрецій піриту. Поклади представлені одним-трьома майже горизонтальними шарами [3]. Протягом середини баденію, в тираський час у результаті підйому суходолу, панування жаркого та сухого клімату сформувалася сульфатно-карбонатна підформація солоних та гіркувато-солоних лагун середнього міоцену, яка поширена у вигляді окремих розрізнених осередків у південній та західній частинах території. Утворення субформації представлені гіпсами та хемогенними вапняками, іноді з вкрапленістю сірки. У межах розвитку утворень перехідних груп фацій виокремлена підформація солоних та гіркувато-солоних басейнів. В утвореннях цієї формаційної одиниці встановлено Конопківський прояв самородної сірки. Продуктивним горизонтом є хемогенні ратинські вапняки світло-сірого до білого кольору, пелітоморфні, часто зі слідами перекристалізації, вивітрілі, потужністю до 11,5 м. Його особливістю є просторова відірваність від Передкарпатського сірконосного басейну, в межах якого відомі процеси масштабного сіркоутворення. З покладами самородної сірки в хемогенних вапняках тиранської світи просторово співпадає площа поширення сульфатних вод Конопківського родовища, на базі якого діє санаторій «Медобори» [3]. Висновки. Протягом неогену, внаслідок різнонапрямлених тектонічних рухів в межах центральної частини Волино-Поділля, виокремилися структурно-фаціальні зони осадконагромадження, в межах яких сформувалися різновікові та різногенетичні відклади міоцену з якими пов´язані родовища різних видів корисних копалин. Поклади корисних копалин мають певну фаціальну приуроченість та формаційну належність. У результаті проведених робіт виокремлено перспективні площі на нерудні корисні копалини (сірку, пісок, буре вугілля, вапняки) для різних галузей промисловості та окреслено перспектив міоценових відкладів на пошуки певних видів корисних копалин. ЛІТЕРАТУРА 1. Власов Б. И. Прогнозная карта неметаллических полезных ископаемых масштаба 1:200 000 листа М-35-ХХ [производственный отчет] / Б. И. Власов, Н. Н. Мазур, Т. Г. Силко. – Львов, 1966. – 404 с. 2. Грузман Г. Г. и др. Отчет о полистной геологической съемке планшетов М-35-88-А, В и геологического доизучения планшетов М-35-87-А, Б, В, Г масштаба 1:50 000 за 1983-1988 гг. [производственный отчет] / Г. Г. Грузман, А. А. Плотников, И. М. Коваль [ и др.]. – Львов, 1988. – 1572 с. 3. Державна геологічна карта України масштабу 1:200 000 аркуша М-35-ХХ (Тернопіль). Волино-Подільська серія / [Борисенко Т. С., Усмінська О. В., Бед-рак Л. В. та ін.] ; відп. вик. Т. С. Борисенко. – К. : Державна геологічна служба, Північне державне регіональне геологічне підприємство “Північгеологія”, 2009. – 114 с. 4. Державна геологічна карта України масштабу 1:200 000 аркушів М-34-ХVІІІ (РаваРуська), М-35-ХІІ (Червоноград), М-35-ХІХ (Львів). Волино–Подільська серія / [Герасімов Л.С., Чалий С. В., Плотніков А. А., та ін.] ; відп. вик. Л. С. Герасімов. – К. : УкрДГРІ, 2004. – 118 с. 5. Обстановки осадконакопления и фации : в 2 т. / [Аллен Ф. А., Болдуин К. Т., Дженкинс Х. К. и др.] ; под ред. Х. Рединга.; пер. с англ. И. Барсков [и др.]. – М. : Мир, 1990. – Т. 1. – 352 с.

212

6. Обстановки осадконакопления и фации : в 2 т. / [Аллен Ф. А., Болдуин К. Т., Дженкинс Х. К. и др.] ; под ред. Х. Рединга.; пер. с англ. И. Барсков [и др.]. – М. : Мир, 1990. – Т. 2. – 384 с. 7. Стратиграфія України. Неоген / В. Г. Бондарчук [та ін.]. – К. : Наукова думка, 1975. – 272 с. 8. Тектонічна карта України [Карти] / М-во охорони навкол. природ. середовища України, Держ. геол. служба ; голов. ред.: С. С. Круглов, Д. С. Гурський, авт. В. П. Кирилюк, уклад.: С. С. Круглов та ін.. - 1:1 000 000, 1:2 000 000. - К. : УкрДГРІ, 2007. - 2 к. (2 арк.) : кольор., схеми, розрізи, дод. к. ; 140х172 см, в папці 37х27 см, кольор. + поясн. зап. (Ч. 1, 2; 29х20 см).

213

ЗМІСТ Науково-практична конференція «Актуальні проблеми гелогічних досліджень, прогнозу, пошуку та оцінки родовищ корисних копалин (Геологічні читання-2015)» БАЛАЛАЕВ А.К. Сравнительная оценка уровней влияния двух факторов 5 углефикации на тенденции развития фрагментов молекулярной структуры углей ВАСИЛЕНКО А.П. Сучасний стан перспективних та прогнозних ресурсів твердих 10 корисних копалин та їх роль в нарощуванні мінерально-сировинної бази України ВАСИЛЬЕВА И.В. Токсичность и негативное влияние породных отвалов на 14 окружающую среду ВАСИЛЬЕВА И.В. Размывы угольных пластов. Новый взгляд на их особенности и 18 перспективность изучения ВИСОЦЬКИЙ О.Б. Стан мінерально-сировинної бази низькотитанистих кварцитів 25 в північно-західній частині ущ та перспективи її розширення ГОЛУБ П.С., CОЛОДКИЙ В.М., ГОЛУБ О.Г., ДВОРЕЦЬКИЙ Р.Б. Комплексний 30 підхід до проведення початкових і поточних досліджень свердловин та дренованих ними вуглеводневих систем – запорука ефективного та раціонального освоєння нафтогазоносних надр ГОШОВСЬКИЙ С.В., СИРОТЕНКО П.Т., АНДРУЩЕНКО В.О., БУГРІЙ В.Г. 36 Сучасний стан і перспективи розвитку сейсмічних технологій для завчасного виявлення порушення периметру охоронного об'єкта ГРИЦЕНКО В.П. Про необхідність розширення меж геологічної пам’ятки 45 «Відслонення яришівської світи в с. Бернашівка» ГРІНЧЕНКО О.В., БОНДАРЕНКО С.М. Особливості прояву ta-nb мінералізації 50 рідкіснометалевих пегматитів світу та Українського щита ДМИШКО О., ВАНЬКОВИЧ Ю. Новий підхід до оцінки видобувного потенціалу 55 вуглеводнів з перспективних площ ДОРОХОВ М.В. Коректність використання карт видимих товщин у 58 палеогеоморфологічних побудовах для пошуків нафтогазоперспективних об’єктів ДРАГОМИРЕЦКИЙ А.В., КАДУРИН В.Н. Прогнозно-поисковый алгоритм при 61 анализе золото-рудных объектов Украинского щита ЄСИПОВИЧ С.М., СЕМЕНОВА С.Г., РИБАК О.А. Геолого-геофізичне 67 обґрунтування моделі складнопобудованої осадової товщі в межах північної шовної рифтогенної зони ДДз ЗИНЧУК М.Н., ЗИНЧУК Н.Н. О продуктивности разных типов кимберлитов 73 ЗИНЧУК Н.Н. О рифтогенных структурах, контролировавших кимберлитовый 77 магматизм (на примере Сибирской платформы) ЗИНЧУК Н.Н. Об особенностях состава слюдяных кимберлитов 82 ЗИНЧУК Н.Н. Переход cудакских геологических чтений в одно из направлений 87 Украинского геофорума ЗУР’ЯН О.В., СТАРИНСЬКИЙ В.О., МУСІХІН В.В., СИДОРЕНКО Л.М. 93 Динаміка видобутку вуглеводнів у західному нафтогазоносному регіоні України, оцінка їх залишкових запасів та ресурсів ИКОННИКОВ В.М. Качественные и количественные характеристики углей, 99 изучаемые геофизическими методами КАДУРИН С.В., КАКАРАНЗА С.Д., КАДУРИН В.Н. Редкоземельная 103 минерализация карбонатитового комплекса Дикер Виллем (Намибия) КАЛАШНИК А.А. Глубинные предпосылки формирования объектов медно108 уранового оруденения на Украинском щите КАЛАШНИК А.А. Мантийно-флюидная модель формирования крупных u-v-tr-sc 113 месторождений в Криворожском рудном районе Украинского щита

214

КАМКІНА Л.В., МЯНОВСЬКА Я.В., МІШАЛКІН А.П. Раціональна технологія використання вапняків в технологічному процесі виплавки сталі КЛИМОВИЧ Я.Я., ГОЛУБ П.С., ГОРІШНІЙ Д.О. Відновлення ліквідованих свердловин, за результатами аналізу ПАТ «НАК «НАДРА УКРАЇНИ» – швидкий та ефективний шлях збільшення власного видобутку вуглеводневої сировини КОВАЛЬЧУК М.С., КРОШКО Ю.В. Золото, мідь та срібло в корі вивітрювання родовища Балка Широка КОСТЕНКО М.М., КОНДРАТЕНКО П.А. Сріблоносність Пержанського рудного поля КОЧЕТКОВ С.И., ВАСИЛЬЕВА И.В. Трещиноватость и слоистость пород фундамента как факторы влияния на петрофизические особенности нефтегазовых месторождений КРОШКО Ю.В., КОВАЛЬЧУК М.С. Геолого-генетична модель еоценових континентальних відкладів північного схилу центральної частини Українського щита і пов´язаних з ними корисних копалин КУТЯ М.М., КРАВЧЕНКО О.В. Совершенствование общей математической модели прогноза работы газоконденсатного месторождения ЛИСЕНКО О.А. Перспективи нарощування сировинної бази Кременчуцького залізорудного району ЛИСЕНКО О.А. Стан підготовленості золоторудних родовищ України до промислового освоєння ЛЫСЕНКО А.А. О каменных фигурках Липовеньковского карьера (Кировоградская область) ЛЮТИЙ Г.Г. Підвищення рівня обґрунтованості вибору ділянок під буріння розвідувально-експлуатаційних свердловин на воду МАКСИМЧУК В.Ю., ОРЛЮК М.І., ТРЕГУБЕНКО В.І. Опорна геомагнітна мережа України – стан та перспективи розвитку ПИЛИПЧУК О.М. Про збереження геологічної спадщини та її раціональне використання ПЛУЖНІКОВА В.Л., ВЕРГЕЛЬСЬКА Н.В. Вплив структурно-тектонічних умов на формування газоносності вуглепородних масивів Донбасу ПРОЙДАК Ю.С., КАМКІНА Л.В., КОЛБІН М.О., АНКУДІНОВ Р.В. Перспективи використання залізної руди родовища «Дружба» ПАТ «ЄВРАз-СУХА БАЛКА» як замінника агломерату в доменній печі РУДЬКО Г.І. Наукові і методологічні основи біогеологіі РУДЬКО Г.І., НЕЦЬКИЙ О.В. Медична геологія як новий напрям геології РУЧКО В.О., РУЧКО К.О. Виділення та визначення характеру насичення низькоомних колекторів за даними імпульсного нейтрон-нейтронного методу на прикладі теригенних відкладів САНІНА І.В., ЛЮТА Н.Г., ЛЮТИЙ Г.Г. Особливості розробки вуглекислих мінеральних вод закарпаття (на прикладі Голубинського родовища) СТАНКІН А.С. Переваги використання портативних рентген-флуоресцентних аналізаторів в геологорозвідувальних роботах УСМІНСЬКА О.В. Геолого-генетична модель неогенових відкладів центральної частини Волино-Поділля та їх корисні копалини

215

118 122

127 133 138

142

147 153 156 161 166 169 175 182 189

194 197 200

204 207 210

Наукове видання

Міжнародний геологічний форум «Актуальні проблеми та перспективи розвитку геології: наука й виробництво» (ГЕОФОРУМ-2015) Україна, м. Одеса, 7–12 вересня 2015 року

Матеріали форуму у двох томах Том 1

Відповідальний за випуск Зур’ян О. В. Комп’ютерна верстка: О. О. Чухлеб Підписано до друку 03.09.2015. Формат 60×841/8. Ум.-друк. арк. 41,75. Тираж 100 прим. Зам. № 278 Видавництво УкрДГРІ Р. с. серія ДК № 182 від 18.09.2000 р. 04114, м. Київ-114, вул. Автозаводська, 78а Адреса редакції та п/п: інформаційно-видавничий відділ УкрДГРІ 04114, м. Київ-114, вул. Автозаводська, 78а тел.: 206-35-18; тел./факс: 432-35-22 E-mail: mru@ukrdgri.gov.ua

216