Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка технологии нового эффективного комплексного магнито-акустического способа поиска и оценки россыпных месторождений полезных ископаемых (олова, золота, алмазов, титана, железа, циркония и др.) на шельфе Арктических и Дальневосточных морей России по аномалиям магнитного поля, созданным динамически локальной перестройкой структуры россыпей

Докладчик: Паламарчук Василий Климентьевич

Должность: зав. лабораторией МГМ, заведующий лабораторией многоуровневого геофизического мониторинга ФГУП "ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга", заведующий лабораторией

Цель проекта:
Разработка новой технологии поисков и ресурсной оценки россыпей ценных минералов (в т.ч. олова, золота, алмазов, титана, железа, циркония и др.) на шельфе, с помощью высокоточной гидромагнитной съемки (погрешность съемки 0,5-1нТл), в том числе: - разработка методики высокоточной гидромагнитной градиентометрической съемки на шельфе; - разработка способов обнаружения, выделения и интерпретации слабых магнитных аномалий (интенсивность 0,3нТл) по результатам разности первичных и повторных магнитных съемок. - разработка методики обнаружения слабых магнитных аномалий, созданных динамически локальной перестройки структуры залежи, по разности первичных и вторичных съемок.

Основные планируемые результаты проекта:
В результате выполнения ПНИ будут разработаны новые методы и технологические решения, способы обработки и интерпретации для комплексного прогноза россыпных полезных ископаемых на шельфе Арктических и Дальневосточных морей, в том числе:
Будет разработана новая методика высокоточной гидромагнитной съемки(погрешность съемки 1нТл) на шельфе и способы обнаружения, выделения и интерпретации слабых магнитных аномалий, обусловленных залежами россыпей.
Будет разработана новая методика акустической съемки на суше и сейсмоакустической на шельфе в транзитной зоне для поисков и картирования «живущих» разломов.
Будут разработаны новые алгоритмы поиска различных морфологических типов россыпей на шельфе.
Будет адаптирован аппаратурный комплекс УСУ "Сейсмолаборатория".
Будут подготовлены промежуточные и заключительный отчеты по ПНИ.
Будут представлены отчеты по результатам проведенных патентных исследований.
Будет проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов.
Будут выработаны предложения и рекомендации по внедрению разработанной методики при поисках
месторождений в Арктике и на Дальнем Востоке.
Будут разработаны рекомендации по экологически безопасным способам ведения поисков россыпных полезных ископаемых и предотвращению загрязнения окружающей среды при проведении поисковых и оценочных работ на шельфе предложенными способами.
НОВИЗНА
Зависимость изменения структуры россыпей и их магнитных свойств от геодинамических воздействий может быть положена в основу разработки аппаратурно-методического решения для поисков россыпей по аномалиям магнитного поля.
Известно, что россыпные концентрации полезных ископаемых, кроме собственно полезного компонента (золото, олово, алмазы и др.), содержат в значительных количествах минералы тяжелой фракции, в частности, магнетит, титаномагнетит, ильменит, наличие которых приводит к образованию аномального магнитного поля различной интенсивности. Однако, кроме созданных скоплениями магнитных минералов аномалий, на участках их локализации существует ряд других магнитовозмущающих объектов, не имеющих прямого отношения к полезным ископаемым. К примеру - коренные породы, на которых локализованы россыпные образования.
Из известных геофизических методов поиска россыпных месторождений наиболее близким по технической сущности является способ магнитной съемки, описанный в справочнике по магниторазведке. В указанном способе общим с заявляемым ПНИ является использование магнитных свойств сопутствующих минералов тяжелой фракции, являющихся индикаторами россыпных скоплений полезных ископаемых. Недостатки все те же: трудности дифференциации аномалий по их природным источникам.
Указанный недостаток известных способов применения магниторазведки устраняется путем проведения комплексных исследований при оценке природы (источников) аномалий, в том числе:
- наличие исходной, полученной заблаговременно (за 5-10 суток, лучше за несколько месяцев и т.д. до эксперимента – повторных съемок), карты аномального магнитного поля Земли (∆T)а;
- использование сейсмических методов, датчики которых располагаются в зоне живущих разломов или в коренных породах транзитной зоны, для оценки времени их активизации и затишья благодаря влиянию приливов;
- выбор времени повторных магнитных съемок;
- повторные съемки на профиле, пересекающем аномалии исходной карты или площадные съемки на всей площади исследования;
- оценка влияния приливных сил на (∆T)а на маршрутах или площадях прошлых магнитных съемок;
- оценка разности магнитного поля на повторных маршрутах или площадях, выполненных до и после активизации разлома или коренных пород.
Разностные аномалии образуются благодаря тому, что за счет активизации разлома и приливных сил магнитоактивные минералы перемещаются и образуют новые, с иной структурой, магнитные источники.
Впервые в мировой практике целью ПНИ будет являться выделение магнитных аномалий, обусловленных россыпями магнитных минералов, с которыми нередко связаны сопутствующие ценные минералы (золото, касситерит, алмазы и др.), среди других природных аномалий, в том числе созданных субстратом коренных пород.
СОПОСТАВЛЕНИЕ
В шельфовых областях Мирового океана имеется большое количество подводных объектов - россыпных месторождений олова, золота, алмазов, «черных», редкоземельных и иных минералов, многие из которых весьма рентабельны и активно эксплуатируются.
Особенности прогнозирования, поисков и изучения экзогенных месторождений твердых полезных ископаемых (в первую очередь россыпного класса) в шельфовых областях Мирового океана обусловлены рядом особенностей. Для подводных объектов характерны особые горно-геологические условия залегания, что определяет методологию поисков, разведки и эксплуатации, принципиально отличные от таковых для объектов суши. Даже при незначительных глубинах исключается возможность их непосредственного визуального обнаружения, изучения и оценки, а в дальнейшем и отработки традиционными способами.
При геологических исследованиях шельфа применяется комплекс геофизических, геологических, буровых, горных и опробовательских работ. Традиционные геофизические методы широко используются на всех стадиях геологоразведочных работ на шельфе, помогая решать геологические задачи на закрытых (погребенных или затопленных) объектах .
В этой ситуации значительно возрастает роль геофизических методов, применение которых позволяет на начальном этапе решать многие задачи, в том числе: существенно сокращать площади опоискования, прогнозировать погребенные формы рельефа и морфоструктурные особенности локализации россыпей, оценивать предварительно мощность продуктивных пластов, сокращать объемы дорогостоящего
геологического, геохимического и минералогического опробования.
Дальнейшее изучение минерально-сырьевых ресурсов ТПИ в ближне-среднесрочной перспективе, определяющее значимую роль шельфов в геолого-экономических структурах нашей страны, в первую очередь арктических и дальневосточных, требует совершенствования существующих и разработки новых эффективных и экономичных методик и технических средств (особенно применяемых на ранних этапах
работ), основанных на современных достижениях геофизических исследований.
Планируемые научные исследования предполагают разработку инновационных технологий, сочетающих дистанционные (геофизические) методы и изучение вещественного состава россыпей. В перспективе это позволит значительно сократить площади опоискования и объемы дорогостоящих буровых и горных работ при поисках и оценке погребенных или подводных объектов, и, соответственно, существенно уменьшить расходы на проведение ГРР. В настоящее время в мировой практике поиска россыпных месторождений полезных ископаемых в шельфовой зоне не используется комплексирование геофизических методов, основанное на геодинамическом перестроении структуры россыпи, решение подобной задачи является основанием для проведения настоящих ПНИ.
При проведении магниторазведочных работ в Арктике на точности наблюдений сказываются короткопериодные вариации с длительностью до нескольких минут и величиной до сотен нТл. И даже выполнение съемки с погрешностью 2-3 нТл не является достаточным для картирования россыпей. Для картирования россыпей по магнетиту и более слабомагнитным тяжелым минералам (ильменит и др.)
требуется обеспечить съемку с погрешностью 0,5-1 нТл, для чего требуется соответствующая технология. Такая технология может быть обеспечена на базе имеющегося у Получателя субсидии научно-технического задела.
В качестве задела может быть рассмотрен пример исследования россыпей на шельфе Японского моря, который приводится в монографии «Шельфовая область Японского моря. Геология и минерагения» (Под научной редакцией В.И. Ушакова, ВНИИОкеангеология, Санкт-Петербург, 2006).
Решение поставленных задач будет достигнуто тем, что по геологическим и геофизическим картам (в первую очередь магнитного поля) выбираются участки, перспективные на обнаружение россыпей в прибрежной акватории в зоне «живущего» разлома - акустического источника, влияющего (дополнительного к океаническим приливам) на активизацию залежей россыпных минералов, их «разрыхления» и перемещения в пространстве.


Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1 Разрабатываемые в ходе выполнения ПНИ методики, средства, способы сбора, обработки и интерпретации геофизических данных должны предназначаться для поисков месторождений россыпных полезных ископаемых на шельфе.
2 Разрабатываемые методики и способ поисков и ресурсной оценки россыпных месторождений на шельфе должны обеспечивать выделение и интерпретацию слабых магнитных аномалий (0,3 нТл), позволять определять природу их возникновения и обеспечивать обнаружение россыпных месторождений на шельфе по комплексу выбранных признаков и критериев оценки их значимости.
3 Разрабатываемые в ходе реализации ПНИ технические решения должны быть предназначены для:
а) обнаружения «живущих» разломов и оценки периода времени их «активизации» приливными процессами в береговой зоне;
б) выполнения высокоточных надводных первичных и повторных съемок и оценки уровня вариаций магнитного поля Земли с целью поиска россыпных месторождений по магнитоактивным минералам;
в) выполнения комплексных надводных исследований с целью обнаружения россыпных месторождений в шельфовой зоне;
г) обеспечения выделения слабых аномалий (0.3 нТл) магнитного поля Земли.
Для успешной коммерциализации выполняемой работы будут подготовлены и отосланы в ФИПС четыре заявки на получение патентов по способу поисков россыпей на шельфе и способу поиска «живущих» разломов. Одна заявка, поданная в декабре 2012г., находится на стадии прохождения экспертизы по существу и призвана решению задачи поиска месторождений газовых гидратов на акватории. Получены патенты по другим (геофизическим) съемкам. Все эти заделы будут использованы для коммерциализации результатов НИР.
Для осуществления коммерциализации будут привлечены международный отдел ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» и его кадровые и финансовые ресурсы. При этом основное внимание будет обращено на страны Юго-Восточной Азии – Индонезия, Малайзия, Таиланд, в которых из россыпных объектов на шельфе добывается значительная часть основного минерала олова – касситерита.
В связи с комплексным изучением и освоением Арктического шельфа результаты выполнения НИР будут влиять на развитие Технологической платформы (ТП) «Технология добычи и использования углеводородов» и служит для развития ТП «Технологическая платформа твердых полезных ископаемых». Полученная НТПр позволит решить одну из основных задач комплексного освоения месторождений и будет способствовать развитию технологии эффективного использования минерально-сырьевого потенциала России.
Как ТП «Технология добычи и использования углеводородов», так и ТП «Технологическая платформа твердых полезных ископаемых» относятся к разделу «Добыча природных ресурсов и нефтепереработка», поэтому выполнение НИР напрямую служит объединению задач двух ТП, что, в свою очередь, позволит выполнить комплексные исследования на шельфе, создать ресурсосберегающие технологии, произвести расширение минерально-сырьевой базы, обеспечивающих их коммерциализацию и приведет к объединению действий бизнеса, производства, науки и образования.
Комплексирование добычи углеводородов и россыпей позволит увеличить рост производительности труда, занятость в депрессивных районах Севера и приедет к снижению стоимости продукции.

Текущие результаты проекта:
1. Аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках ПНИ, в том числе обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и (или) российских научных журналах, монографии и (или) патенты,
2. Исследование, обоснование и выбор методов и средств, направлений исследований и способов решения поставленных задач.
3. Проведение патентных исследований для обеспечения патентной чистоты ожидаемой научно- технической продукции (НТПр)
4. Исследование и выбор наиболее эффективных способов (методы, методики и средства) создания технологии поисков россыпей на
шельфе.
5. Обоснование применимости, выбор и адаптация серийной аппаратуры для создания методики комплексных геофизических исследований для поиска россыпей.
6. Разработка Программы и методик проведения по организации акустической наземной съемки и мониторинга на суше и проведению высокоточной градиентометрической магнитной съемки в зоне мелководья и в акватории Финского залива.
7. Закупка оборудования.
8 Теоретическое обоснование выбранного комплекса надводных методов исследования и оценки возможности обнаружения и картирования зон, перспективных на наличие россыпных месторождений. 1.9. Мероприятия по популяризации результатов ПНИ (участие в международных выставках и конференциях, публикации в ведущих журналах, поиск партнеров)