Том 46, № 2 (2023)
Геофизика
Глубинное строение зоны сочленения Кузнецкого прогиба и Камжелинского блока Кузнецкого Алатау по данным магнитотеллурических зондирований
Аннотация
Кельбес-Золотокитатский район является одним из старейших золотороссыпных узлов Кузнецкого Алатау (Западная Сибирь, Россия). В настоящее время в данном районе отрабатываются в основном мелкозалегающие долинные аллювиальные россыпи. Тем не менее предполагается, что в россыпных месторождениях сосредоточена малая часть ресурсов золота района, а крупные коренные источники золота до сих пор остаются необнаруженными. В зоне сочленения Кузнецкого прогиба и Камжелинского блока глубинное строение золоторудных районов, узлов и полей почти не изучалось, также не анализировались региональные закономерности размещения золотого оруденения, отражающиеся в физических полях. В представленной работе рассмотрены результаты магнитотеллурических исследований в комплексе с результатами анализа потенциальных геофизических полей с целью поиска рудоконтролирующей структуры, вмещающей коренные источники золота. Выбранный комплекс методов эффективен для изучения коровых неоднородностей, пространственно связанных с рудоносными структурами Кузнецкого Алатау. На геоэлектрическом разрезе выделена проводящая неоднородность с вертикальной мощностью до 7 км, вызванная эндогенными каналами флюидно-магматической переработки пород фундамента и ограниченная глубокопроникающими разломными зонами. Значимым результатом проведенного исследования, помимо прочего, является обнаружение признаков интрузивного магматизма на территории Кузнецкой впадины. Глубина залегания кровли гранитоидного тела составляет 5 км. Также отмечено, что перспективной для дальнейших исследований по детальной сети наблюдений является зона водораздела рек Конюхты и Сухой.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):148-159
148-159
Изучение криогидрогеологических условий с помощью электромагнитных исследований методом малоглубинных зондирований становлением поля в ближней зоне на примере западной части Якутского артезианского бассейна
Аннотация
Сложность разведки, оценки запасов и эксплуатации месторождений подземных вод на территории Республики Саха (Якутия) (Россия) определяется разнообразием условий распространения и мощности многолетнемерзлых пород, а также строением отложений, вмещающих водоносные коллекторы. Актуальность представленного исследования связана с необходимостью научно обоснованного прогноза и поиска источников технического водоснабжения для их использования при бурении нефтяных скважин и обеспечения системы поддержания пластового давления. В статье изложены результаты обобщения материалов малоглубинных зондирований становлением поля в ближней зоне, проведенных на территории Республики Саха (Якутия) в период 2016–2022 гг. Описана методика исследований, освещены предпосылки определения в геоэлектрическом разрезе многолетнемерзлых пород, а также особенности их морфологии на территориях, расположенных вдоль западной границы Якутского артезианского бассейна, с привлечением материалов бурения 75 гидрогеологических скважин. Отмечена неравномерная геотермическая изученность района. Прослежено сокращение глубины залегания подошвы многолетнемерзлых пород с северо-востока на юго-запад от 400 до 150 м. На территории Среднеботуобинского месторождения закартировано прерывистое распространение мерзлых толщ, выявлены таликовые зоны с разной водообильностью, ряд выявленных объектов водоснабжения эксплуатируется. Картографические материалы, полученные в ходе проведенных исследований, позволили существенно детализировать строение криогидрогеологических систем ряда месторождений нефти и газа Республики Саха (Якутия). Результаты проведенных исследований имеют научно-практическое значение при прогнозе участков осложнений в ходе бурения скважин, связанных с проходкой многолетнемерзлых пород (разрушения стенок скважины, прихваты бурового инструмента, газопроявления), а также при определении участков развития межмерзлотных и подмерзлотных водоносных коллекторов и минимизации рисков бурения гидрогеологических скважин с неудовлетворительным результатом.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):160-181
160-181
Сравнительный анализ информативности маловысотной магниторазведки с применением беспилотных летательных аппаратов и наземной магниторазведки
Аннотация
Предметом представленного исследования являлся вопрос о степени снижения информативности геофизических данных при переходе от наземных съемок к маловысотной геофизической разведке с применением беспилотных летательных аппаратов. В ходе работы был проведен сравнительный анализ информативности результатов съемки с использованием беспилотных летательных аппаратов и наземной магнитной съемки. По итогам исследования приведены наблюденные значения магнитного поля, полученные обеими методиками сбора в пределах одной площади, и конечные информационные продукты – результаты фильтрации и трехмерной инверсии данных. Показано, что при визуальном анализе карт полного вектора напряженности магнитного поля возникает впечатление о более низкой информативности магниторазведки с применением беспилотных летательных аппаратов, однако после обработки данных итоговые информационные продукты характеризуются идентичной информативностью. Это касается как результатов трехмерного моделирования эффективной магнитной восприимчивости, так и карт и графиков аномального магнитного поля после фильтрации в скользящем окне. Также показано негативное влияние геологической помехи от моренных отложений на наземные данные. Локальные магнитные аномалии по результатам съемки с использованием беспилотных летательных аппаратов могут уверенно коррелировать с аномалиями наземной съемки, причем собираемые в ходе проведения маловысотной аэромагниторазведки с применением беспилотных летательных аппаратов данные имеют меньшую вероятность получения ошибки. Выводы относятся к конкретному случаю и не могут быть однозначно транслированы на любые геологические ситуации, однако авторы считают, что данный пример достаточно типичен.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):182-189
182-189
Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Особенности формирования Свирского месторождения пресных подземных вод
Аннотация
Объектом представленного исследования стало Свирское месторождение пресных подземных вод, которое находится в центральной части Иркутского артезианского бассейна второго порядка, входящего в состав Ангаро-Ленского артезианского бассейна первого порядка (Иркутская область, Россия). В геологическом отношении исследуемая территория располагается в пределах Предсаянского прогиба, осложненного Иркутским выступом фундамента. Исследуемая территория, коей является так называемая Свирская гидравлическая депрессия, приурочена к тектонической зоне дробления нижнекембрийских карбонатных пород, протягивающейся полосой от устья пади Котихи до устья пади Каменки между коренным склоном и рекой Ангарой (Братским водохранилищем с 1967 г.). Цель настоящего исследования заключалась в изучении особенностей формирования, источников питания и гидрогеохимических условий данного месторождения на основании анализа результатов гидрогеологических работ, осуществленных за период с 1968 по 2012 г. Методология исследования заключалась в поиске участка с высокими коллекторскими свойствами и качеством подземных вод, отвечающим питьевым требованиям, который находится в области влияния границ постоянного напора (привлекаемые ресурсы реки Ангары), с использованием комплексного геоморфологического анализа. Описываемое месторождение характеризуется мощностью водоносного горизонта от 13 до 38,7 м, сложено закарстованными карбонатными отложениями. Коэффициент водопроводимости составил 1284–2500 м2/сут., дебиты скважин изменялись от 4,88 л/с (422 м3/сут.) до 18,2 л/с (1572 м3/сут.) при понижениях соответственно 0,78–1 м. Качественный состав подземных вод удовлетворяет стандартам, за пределами месторождения качественные показатели ухудшаются. В ходе работы авторами были изучены неотектонические условия формирования месторождения питьевых подземных вод, обладающих качеством, удовлетворяющим требованиям централизованного водоснабжения, основным источником питания которого являются привлекаемые ресурсы Братского водохранилища.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):190-200
190-200
Стадийность формирования рудной зоны Холоднинского колчеданно-полиметаллического месторождения
Аннотация
Холоднинское колчеданно-полиметаллическое месторождение (Байкало-Патомское нагорье, Россия) открыто в 1968 г., но до настоящего момента вопросы его генезиса остаются дискуссионными. Предполагается, что эксплозивная деятельность вулканических аппаратов южной части Байкало-Муйской зоны, а также подводные эксгаляции зоны рассеянного спрединга задугового бассейна с большой вероятностью могли оказывать влияние на геохимические особенности амагматичных отложений Бодайбинской и Патомской зон. Для исследований влияния подводной гидротермальной деятельности на геохимические особенности неопротерозойских углеродсодержащих осадков Байкальской горной области была выбрана Олокитская зона, являющаяся фрагментом спрединговой зоны задугового бассейна. Согласно геохимическим параметрам, отложения итыкитской и ондокской свит, вмещающих Холоднинское месторождение, попадают в область осадконакопления палеобассейнов дальнетайгинского времени. Проведенное сопоставление развития сульфидной минерализации рудных объектов Бодайбинской и Олокитской структурно-формационных зон позволяет сделать предположение о единстве процессов формирования месторождений в пределах Байкальской горной области. Наличие фрамбоидального пирита указывает на то, что ранние этапы формирования руд Холоднинского гидротермально-стратиформного полиметаллического месторождения являлись синхронными с осадконакоплением. Источником обогащения рудной зоны месторождения цинком, свинцом, серебром и другими элементами, свойственными для низко- и среднетемпературных ассоциаций, являлся гидротермальный раствор зоны рассеянного спрединга задуговых бассейнов. Вероятно, эксплозивная и эксгаляционная деятельности южной Байкало-Муйской зоны в пределах исследуемого региона имела распространение и дальше в северном направлении, тем самым оказывая влияние на формирование сидерохалькофильной геохимической специализации амагматичных черносланцевых толщ Бодайбинской и Патомской зон.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):201-211
201-211
Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр
Адаптивный интеллектуальный анализ данных как инструмент для прогнозирования ресурса узлов горных машин и оборудования
Аннотация
В современном мире горнодобывающая промышленность является одной из наиболее важных отраслей экономики. Сложные условия работы, высокие нагрузки и необходимость постоянного контроля за техническим состоянием оборудования требуют высокой квалификации специалистов и эффективных инструментов для анализа большого объема данных. Анализ отказов горных машин и оборудования, в свою очередь, является одним из важных процессов для определения и устранения причин отказов с целью повышения надежности и безопасности работы машин и оборудования. Использование современных методов статистической обработки данных позволяет сделать этот процесс более эффективным и точным. Разработка инструмента для анализа отказов горных машин и оборудования может принести значительные выгоды горнодобывающим компаниям. Анализируя данные об отказах оборудования, выявляя первопричины и предоставляя рекомендации по корректирующим действиям, инструмент анализа может помочь предотвратить отказы оборудования, повысить безопасность и производительность. Разработка этого инструмента требует междисциплинарного подхода и должна быть построена таким образом, чтобы быть удобной для пользователя и масштабируемой. В связи с этим целью исследования стало представление способа создания адаптивного инструмента для анализа отказов горных машин на базе программы Microsoft Excel. Авторами рассмотрены основные принципы работы данного инструмента, его функциональный состав и возможности использования при различных условиях эксплуатации горной техники. Значительное внимание уделено описанию основного алгоритма работы программы, который позволяет эффективно обрабатывать большие объемы данных, выдавать точные результаты и отображать их в удобном виде с целью оценки уровня надежности и перехода к прогнозированию ресурса узлов горных машин и оборудования. Дальнейшее улучшение инструмента адаптивного анализа данных о работе горных машин в рамках данного исследования может быть осуществлено путем добавления новых параметров или автоматизации процессов поиска причин отказов с использованием нейросетей.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):212-225
212-225
Прогнозирование аварий на погружном насосном оборудовании с использованием методов искусственного интеллекта
Аннотация
Как известно, в процессе работы электрических погружных насосов собираются и обрабатываются большие объемы данных. Для оптимизации работы операторов центра управления разработкой рекомендуется использовать автоматизированную систему предупреждения осложнений. Так операторам удастся своевременно получать информацию о возможных сбоях в работе оборудования, что, в свою очередь, позволит увеличить срок службы данного оборудования и снизить операционные затраты на ремонт. Целью представленного исследования являлась разработка модели для прогнозирования аварий на погружном насосном оборудовании с использованием методов искусственного интеллекта. Для выявления наиболее точной модели в данной работе приведено сравнение следующих методов прогнозирования: метода ближайших соседей и метода построения линейного классификатора. Представленная корреляция создана на основе 30 параметров с 272 скважин месторождения Восточной Сибири. Ее использование позволило без ошибок спрогнозировать сбои и осложнения в работе насосного оборудования в зависимости от газового фактора и частоты. Таким образом, разработанная модель может быть использована предприятиями нефтегазодобывающей отрасли для прогнозирования сбоев и аварий в работе погружного насосного оборудования. Проведенное исследование показывает, что точность прогнозирования искомого параметра в разработанной модели искусственного интеллекта превосходит результаты обычных статистических методов. Также модель может быть полезна в перспективе оптимизации процессов при планировании и разработке месторождений. Искусственный интеллект является наилучшим методом прогнозирования аварий на погружном оборудовании, благодаря высокой скорости и точности когнитивные технологии широко применяются в обработке больших данных.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):226-233
226-233
Персоналия
Геология из рук в руки (к 85-летию профессора Алексея Ивановича Трубачева)
Аннотация
Представленный материал посвящен судьбе одного из наиболее известных выпускников Иркутского политехнического института (ныне Иркутский национальный исследовательский технический университет) профессора Алексея Ивановича Трубачева и его роли в становлении молодого геолога. В ходе работы были обобщены опубликованные материалы и воспоминания автора статьи, в результате чего составлен очерк о жизни и творческой деятельности Алексея Ивановича. Сразу после окончания вуза Алексей Иванович был направлен в Забайкальский комплексный научно-исследовательский институт в г. Чите и стал работать в группе исследователей уникального Удоканского месторождения медистых песчаников и сланцев, которую возглавлял известный ученый заместитель директора института Леонид Францевич Наркелюн. Изучению вещественного состава рудных тел Удоканского месторождения посвящены самые крупные работы А.И. Трубачева, результаты которых отражены в его кандидатской диссертации, защищенной в Иркутском политехническом институте, а также в докторской диссертации, защита которой прошла в Новосибирске. Во всех своих работах А.И. Трубачев доказывал первично-осадочный генезис стратиформных руд Удоканского месторождения, что подтвердилось результатами детальной разведки. В 1974 году он перешел на преподавательскую работу. В настоящее время Алексей Иванович является профессором кафедры обогащения полезных ископаемых и вторичного сырья Забайкальского государственного университета. За время работы в разных организациях им опубликовано 376 работ, среди которых 18 монографий, 19 учебно-методических пособий и учебников по минералогии, петрографии и промышленной минералогии. А.И. Трубачев является активным участником создания уникального минералогического музея Забайкальского государственного университета. Особое внимание в статье уделяется также роли Алексея Ивановича в становлении молодого геолога при полевых работах на Удоканском месторождении. Полевая производственная практика является главной в становлении молодого геолога. Наибольшее значение при этом имеет доверие полевого наставника и раннее самостоятельное проведение маршрутов. Такие ученые-геологи, как профессор А.И. Трубачев, имеющие большой стаж полевых исследований и педагогической работы в вузе, несомненно, входят в золотой фонд научно-педагогических кадров Сибири.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):234-243
234-243
К юбилейным датам
К 50-летию Керуленской международной геологической экспедиции
Аннотация
Целью представленной статьи является подведение итогов работы Керуленской международной геологической экспедиции, которая на протяжении полувека проводила производственную, образовательную и научноисследовательскую деятельность на территории трех стран: России. Монголии и Китая. В Иркутском политехническом институте (ныне Иркутский национальный исследовательский технический университет) обучение студентов из Монголии началось в 1961 году. В связи с трудностями обучения монгольских абитуриентов была организована подготовительная кафедра, на которой в течение года будущие студенты могли овладеть русским языком. Автором рассмотрены актуальные проблемы российско-монгольского сотрудничества в сферах высшего образования и науки в Иркутском политехническом институте. На основе архивных материалов и опубликованных работ проанализированы процессы подготовки преподавательских, научных и инженерно-технических кадров для Монголии. Представлены итоги крупномасштабного картирования на территории 2500 км2, по результатам которых были открыты месторождения углей, флюорита, вольфрама, олова и россыпного золота. Дана всесторонняя оценка практической и научно-исследовательской деятельности экспедиции, представленной в материалах 21 научной конференции, которые проходили с периодичностью один раз в два года на территории России, Монголии и Китая.
Науки о Земле и недропользование. 2023;46(2):244-256
244-256