Geum.ru

М. Е. Киченко Вработе над отчетом приняли участие

Вид материалаОтчет

Содержание


I. региональные геологические исследования
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9







В В Е Д Е Н И Е


Данный отчет представляет собой работу по составлению доклада о наиболее важных отечественных и зарубежных достижениях в области науки, техники и производства в нерудной геологии за второе полугодие 2007г. и первое полугодие 2008г. Работа выполнена в соответствии с требованиями ВИЭМСа (являющегося до 2008г. составителем «Сводного аналитического обзора наиболее важных научно-технических достижений в области геологии и недропользования»), обобщенными в техническом задании от 22.01.88 г. за №18/2462* и инструкции от 11.07.88 г. за №18/1156*, руководствуясь которыми, произведено наименование всех разделов и глав, их порядок и индексация.

По своей структуре отчет состоит из текста и приложений. Текстовая часть доклада представляет собой краткую характеристику состояния и тенденций развития основных направлений нерудной геологии. В их число вошли региональные геологические исследования, компьютеризация геологоразведочных работ, экономика неметаллических полезных ископаемых, охрана окружающей среды, лабораторные методы исследования, технология переработки и обогащения нерудного сырья , геотехнология.

Текстовая часть подготовлена на основе научной обработки, анализа и обобщения информационных материалов опубликованной и фондовой научно-технической литературы по нерудной геологии, как-то: реферативных журналов ВИНИТИ, ВНТИЦентра, изданий Минприроды России, ВИЭМСа, работ ЦНИИгеолнеруда и других источников как отечественной, так и зарубежной научно-технической литературы. Всего было просмотрено и проанализировано более 900 единиц информации, из которых выбрано для доклада около 280.

Приложениями являются, составленные в виде краткого формализованного описания, научно-технические достижения (НТД), созданные сотрудниками ФГУП «ЦНИИгеолнеруд» в процессе работы над темами. При оценке значимости НТД использовались такие критерии, как новизна и актуальность разработки, общеотраслевое и народно-хозяйственное значение, геолого-экономическая эффективность и т. д. НТД, по возможности, представлены по каждому тематическому направлению доклада. Всего в доклад отобрано 24 НТД, из них по геологии – 13, по компьютеризации геологоразведочных работ – 3, по экономике нерудного минерального сырья – 3, по технологии переработки и обогащения неметаллов – 4 и по охране окружающей среды – 1.

____________________________

* - издания ВИЭМС

I. РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Краткая характеристика состояния и основные тенденции развития


На 10-й Международной конференции по научной политике, прошедшей в сентябре 2006 г. (Бельгия), отмечалось движение западных стран от индустриальной эпохи к обществу знаний. Мониторинг развития науки в Европе выявил лидерство США. Европа теряет силу не только по сравнению с США, но и по отношению к Австралии и Новой Зеландии. В настоящее время лидировавшая в мировой системе наук триада: США, ЕС и Япония заменяется четверкой – США, ЕС, Япония и Китай, где финансирование науки ежегодно (до 2003 г.) росло со скоростью 17% (США, страны ЕС и Япония – 4-5%). По количеству публикаций Китай уже перегнал Россию и Францию и скоро вытеснит Германию. В России на науку в 2006 г. потрачено 29 млрд. руб., тогда как в США только на фундаментальные исследования (2005 г.) – 131 млрд. долл. (треть от общих инвестиций в отрасль). Тем не менее при колоссальной разнице в финансировании между США и Россией (по данным отчета NSF) на 1 млн. жителей США приходится 706 статей, а в России – 119 (Арский Ю.М., Маркусова В.А., Чумакова Н.Ф. Вестн. РАН. 2007, т. 77, №10, с. 887-895). По оценке Комиссии по образованию Совета Европы ежегодные потери России от утечки мозгов составляют 50 млрд. долл. (Левин В.И. Датчики и системы. 2006, №1, с. 65-71). Происходит интенсивное разрушение не просто традиционного научного этноса, но научного этноса как уникального внутринаучного морально-психологического комплекса, обеспечивавшего сохранение и воспроизводство особого социокультурного типа ученого (Судас Л.Г., Юрасова М.В. Вестн. РАН. 2006. 76, №6, с. 514-521).

В настоящее время в ведении Роснедра находится всего 22 предприятия и 4 учреждения, и они не способны выполнять возложенные на них задачи. «Растеряли» свои подразделения региональные геологические службы Дальнего Востока (Хабаровск), Приморья (Владивосток), Якутии (Якутск), Северо-Востока (Магадан) и т.п. Различные их составляющие либо остались в других регионах, либо, получив самостоятельность, перепрофилировали свою деятельность. По этому поводу следует иметь в виду, что в экономической теории и практике капиталистических стран вопросы акционирования и приватизации, как и вопросы национализации, решались в зависимости от эффективности для экономики различных форм собственности и особенностей объектов собственности. В данном случае особенностями геологии и геологоразведочных работ является достаточно выраженная фундаментальность и научно-производственный характер. Поэтому для организаций, выполняющих исследования стратегического характера, целесообразно иметь государственную форму собственности или акционерную с контрольным пакетом у государства (Байбаков Н.К., Козловский Е.А., Колпаков С.В., Щадов М.И., Зотов М.С. Маркшейд. и недропольз. 2008, №3, с. 3-9). Тем не менее авторы отмечают, что за последние три года произошли положительные сдвиги с серьезным увеличением ассигнований на финансирование геологоразведочных работ (там же).

Так, объем финансирования на твердые полезные ископаемые (ТПИ) в 2007г. составил 6 млрд. 45 млн. руб. В результате в 2007 г. экономическая эффективность вложений федеральных средств в ГРР повысилась на 7% и составила 435 руб. на один рубль затрат. Прирост ценности недр на неметаллы составил 513 млрд. руб. (при 38 и 37 млрд. руб. в 2005 и 2006 гг.) В основном это произошло за счет локализации прогнозных ресурсов уникальных месторождений калийных солей. На 2008 г. федеральный бюджет выделяет на ТПИ немногим более 7 млрд. руб, которые будут распределены в 46 субъектах РФ, из которых на 9 приходится около 53% бюджетных средств: Республику Саха (Якутия), Бурятию, Иркутскую, Читинскую, Магаданскую, Свердловскую области, Красноярский край, Чукотскую АО и Башкортостан (Ледовских А.А. Разв. и охр. недр, 2008, №2, с. 3-9; Бавлов В.Н., Михайлов Б.К. Разв. и охр. недр, 2008, №3, с. 3-10).

При этом предполагается дальнейший рост финансирования поисковых, поисково-оценочных, опережающих и производственно-тематических исследований за счет существенного снижения финансирования низкоэффективных прогнозно-поисковых работ. Для региональных геологических исследований в 2008 г. среди прочих приоритетным направлением является формирование фонда металлогенических объектов полного масштабного ряда для постановки геолого-съемочных, прогнозно-поисковых и поисково-оценочных работ.

Вместе с тем следует учитывать, что рост бюджетных ассигнований в 2007-2008 гг. на 10% находится в пределах компенсации инфляционных показателей, чего уже не будет в 2009-2010 гг. Соответственно неизбежно возникнут «ножницы» между плановыми показателями ДГП по воспроизводству МСБ и проросту ценности недр и реальными результатами ГРР. Этот разрыв уже скажется в 2010 г., если не будут предприняты шаги по увеличению объемов финансирования.

Особо следует отметить, что основная часть компаний (ведущих добычу более чем 100 видов ТПИ) по существу воспроизводством запасов не занимается. Из 790 компаний 100 такие работы вообще не производили, хотя в соответствии с ДГП основным условием сбалансированного развития МСБ страны является среднее соотношение затрат государства и компаний-недропользователей 1:5, которое достигается только в Северо-Западном, Сибирском и Дальневосточном ФО. В Уральском ФО оно составляет 1:1,2, в Центральном – 2:1, в Южном – 5:1, в Приволжском – 2,5:1 (Бавлов В.Н., Михайлов Б.К. Разв. и охр. недр., 2008, № 3, с. 3–10).


1.5. Научное прогнозирование месторождений нерудных полезных ископаемых

а). Создание комплексных моделей земной коры, типовых геоструктур
и геодинамических обстановок


Современный уровень знаний позволяет лишь констатировать, что в формировании подвижных поясов Земли несомненно участие как плюмовых, так и конвективных процессов, роль и соотношения которых в различные периоды геологической истории не могли быть постоянными. Преимущественно плюмовый стиль тектоники архея трансформировался в тектонику плит и именно с этого переломного периода (2,5-2 млрд. лет) с границы ядра и мантии стали подниматься первые суперплюмы (Ф.П. Митрофанов, ИГ КолНЦ РАН, Апатиты; Е.В. Шарков, М.М. Богина, ИГЕМ РАН, Москва). Новые представления о возможности механизма возникновения и развития суперплюмов были выдвинуты В.Н.Анфилоговым (ИМин УрО РАН, Миасс) и Ю.В.Хачай (ИГ УрО РАН, Екатеринбург). Предполагается, что воздымания на границе ядро-мантия могут быть следствием избыточного давления, обусловленного повышением температуры и фазовым переходом: в верхнюю мантию передается упругая энергия от внешней границы ядра, где она трансформируется в локальные вертикальные потоки мантийного вещества. Когда такие потоки достигают изобары солидуса (около 100 км), начинается селективное плавление и формирование астенолинзы, размеры которой сопоставимы с размерами купольного поднятия на поверхности и «крупными магматическими провинциями». Принципиально иной механизм формирования и эволюции нижнемантийного плюма на основе численного эксперимента предложен В.И. Гуниным (ЦМГ «МоГеос», Улан-Удэ). В основу разработанной модели положено представление о термохимической природе суперплюмов. Однако возможность генерации и перемещения расплавов категорически отрицается В.С.Шкодзинским (ИГАиБМ СО РАН, Якутск), что аргументируется чрезвычайно высокими Т и Р в глубокой мантии, исключающими возможность существования открытых пор и трещин (Русин А.И., Волчек Е.Н. Литосфера, 2007, №2, с. 152-159). Есть идея объяснения горизонтальных и вертикальных движений вещества геосфер за счет потенциала гравитационного поля. При уменьшении во времени гравитационной постоянной в геосферах будут происходить горизонтальные движения. Их скорость тем больше, чем выше расположен слой. При определенном соотношении скорости изменения вещества гравитационной постоянной и вязкости вещества геосфер вещество нижележащих слоев вследствие их большего расширения под давлением будет выдавливаться в ослабление зоны вышележащих слоев, т.е. в этом случае возникнут также и вертикальные движения (Усманов Ф.А. Geol, va miner. resurslar. 2006, №6, с. 3-10).

Предложена и альтернатива тектоники плит, учитывающая наличие у Земли вихревого привода вращения. Вихрь, вращающий планету, генетически связан с синтезом химических элементов из протопланетной магмы. Осесимметричные сдвиговые напряжения в земной коре возникают вследствие торможения вращения планеты проливными эффектами. Дифференциальный широтный профиль напряжений обусловливает сдвигово-ротационные тектонические перестройки, а тектоно-химическая эволюция литосферы вызывает изменения в ориентации вихря и последующий разворот оси вращения планеты (Низовцев В.В., Кривицкий В.А. Ротацион. процесс. в геол. и физике: Сборник. М.: КомКнига. 2007, с. 165-179).

В итоге на сегодня, по мнению В.Н. Пучкова (ИГ УНЦ РАН, Уфа), тектоническая парадигма, которая в идеале могла бы представлять собой гармоничный синтез плейт- и плюм-тектоники, еще только создается, а современная геодинамика является достаточно противоречивой, непрерывно развивающейся системой новых идей (Русин А.И., Волчек Е.Н. Литология, 2007, №2, с. 152-159). Большое число гипотез развития Земли обусловлено в основном дефицитом фактического материала о строении земной коры, мантии, ядра и о процессах, происходящих в глубинах Земли, а также невозможностью использования зарубежных данных глубинного бурения и глубинной сейсморазведки (Соколовский А.К., Корсаков А.К., Федчук В.Я. Изв. вузов: геол. и разв. 2007, №6, с. 13-21).

М и н е р а г е н и я. Особенности минерагении отдельных участков литосферы во многом носят «накопительный» характер, и каждый из таких участков характеризуется в силу глобальной неоднородности относительным своеобразием как геологического, так и минерагенического совокупного развития. В настоящее время, по мнению авторов (Красный Л.И., Блюман Б.А. (ВСЕГЕИ), и региональные, и надрегиональные принципы тектонического и минерагенического районирования во многом субъективны и определяются корпоративной принадлежностью исследования к различным противоборствующим геодинамическим теориям, концепциям, парадигмам, число которых множится день ото дня.Тем не менее геологи пришли к выводу, что именно неразрывная связь особенностей глубинного строения и развития литосферных геоблоков и, в частности, кратонных геоблоков, «корни» которых глубоко внедряются в верхнюю мантию (равно так же, как и различия в глубинном строении других участков литосферы), могли обусловить «специальную» минерагению различных геоблоков континентов, транзиталей и океанов. Авторами намечены также принципиально важные глобальные минерагенические тенденции: это и существенно литофильный характер эндогенной минерагении фанерозоя, обусловленный активным участием в коромантийном взаимодействии уже сформированной консолидированной коры, сегрегированной из мантии и обогащенной при этом литофильными, некогерентными элементами; и направленное изменение – уменьшение потенциальной ценности минеральных ресурсов фанерозоя по сравнению с докембрием; и более «рассеянный» характер размещения месторождений в пределах рудных и минерагенических провинций (Отеч. геол., 2008, №3, с. 63-73).

Вместе с тем, считают специалисты ЦНИГРИ, ощущается явный дефицит минерагенических разработок с позиций гравитационной неустойчивости геологических сред разных глубин и объемов. Возрождение концепции глубинного диапиризма, переименованной в концепцию плюмов, в известной степени восполняет этот пробел (Барышев А.Н. Отеч. геол., 2008, №2, с. 10-17). В этом направлении П.В. Комаровым (Ин-т геол. рудн. м-ний, петрограф., минерал. и геохим. РАН) рассмотрена организация закономерных минеральных сообществ в месторождениях, периодичность минерализации, распределение рудно-магматических систем (РМС) по планете в свете галактико-плюмовой концепции (ГПК). Важным фактором обоснования ГПК послужили закономерности формирования и распространения месторождений. Показано непереодическое радиально-концентрическое распределение магматических образований и РМС по всему земному шару в течение галактического года. Периодическая зональность магматических образований и минерализации зафиксирована в виде одновозрастных и однопериодических зон РМС. В частности, зональность РМС, выявленная на территории от Кольского полуострова до Тихоокеанского пояса, сформировалась, по мнению автора, два последних галактических года и последовательно омолаживается в восточном направлении от девона до неогена. Согласно ГПК она является результатом вращения Земли и воздействия галактических барьеров (ГБ) на планету, совершающихся во время перемещения Солнечной системы по галактической орбите от более раннего ГБ к более позднему (Система Планета Земля (Нетрадиц. вопр. геол.). Материал. XIII науч. семин. Москва, МГУ, февр., 2005, М.: МГУ, 2005, с. 121-144). Специалисты ВИМСа считают, что модель плюмов позволяет рассматривать ареалы дефицита массы земной коры и верхней мантии на Сибирской платформе как индикаторы масштабных орогенических и тектоно-магматических событий, с которыми ассоциируют определенные минерагенические таксоны (Шошорин Б.Н. Разв. и охр. недр. 2008, №3, с. 28-34).

Творческим коллективом ЦНИИгеолнеруд созданы геолого-геохимические и минерагенические модели для 35 геолого-промышленных типов неметаллических полезных ископаемых. На стадии прогнозно-поисковых и оценочных работ при составлении прогнозно-поисковых моделей основной акцент уже смещается на анализ закономерностей минерагении конкретных продуктивных субформаций и рудных формаций. Они основываются на интегрированных минерагенических и геохимических константах конкретных разрезов, построении на основе их вспомогательных литофациальных и геохимических карт, которые позволяют выделить в рамках конкретных минерагенических полей участки для постановки геологоразведочных работ. И наконец, на стадии геологоразведочных работ весьма результативную роль, считает автор, могут оказать минералого-технологические модели, составленные применительно к конкретным видам разведуемого сырья (Дистанов У.Г. Прогноз, поиски, оценка рудн. и нерудн. м-ний – достижен. и перспект. Сб. тез. докл. н.-пр. конф. Москва, ЦНИГРИ, май, 2008, М.: ЦНИГРИ, 2008, с. 69). Проведенное геологами ЦНИИгеолнеруд, Севкавгеология и Югнедра минерагеническое районирование Южного федерального округа дает четкое представление об особенностях локализации месторождений и проявлений нерудных полезных ископаемых, позволяет выделить тектонические структуры, благоприятные для поисков месторождений тех или иных видов минерального сырья (Беляев Е.В., Закирова Ф.А., Антонов В.А. Курбанов М.М., Распопов Ю.В., Рышков М.М., Макарюха С.В. Прогноз, поиски, оценка рудн. и нерудн. м-ний - достижен. и перспект. Сб. тез. докл. н.-пр. конф.Москва, ЦНИГРИ, май, 2008, М.: ЦНИГРИ. 2008, с. 22-23).

О с а д о ч н ы е б а с с е й н ы. На международной научной конференции «Геодинамика формирования подвижных поясов Земли» (апрель 2007 г.) проблема формирования осадочных бассейнов вызвала интерес участников конференции. На ней Е.В. Артюшковым (ИФЗ РАН, Москва) обосновывалась мысль о формировании сверхглубоких впадин (Прикаспийской, Печорской и других) с фазовыми переходами типа габбро-эклогит в нижней коре. Б.И. Чувашковым (ИГГ УрО РАН) был представлен детальный анализ осадочных последовательностей палеозоя и мезо-кайнозоя Урало-Сибирского подвижного пояса (Русин А.И., Волчек Е.Н. Литосфера, 2007, №2, с. 152-159).

Во ВСЕГЕИ сделана попытка решить задачу актуализации базовой классификации типов седиментогенеза (Н.М. Страхов), отразив в ней новые типы. Новыми данными о седиментационных системах было установлено активное участие в современном и древнем седиментогенезе ряда неучтенных инъекционных факторов, а также значительные масштабы и широкое распространение связанных с ними типов седиментогенеза. Становится очевидной и важность проблемы воздействия восходящих инъекций не только на седиментогенез, но и на процессы всех других стадий (и зон) литонегеза. Стоит отметить, что в последние годы некоторые исследователи (В.Е. Хаин, Б.А. Соколов и др.) обратили внимание на инъекционный характер многих геологических процессов и объектов, на применимость к ним данного термина, и более того, на возможность говорить об инъекционной геологии как одном из перспективных междисциплинарных напрвлений наук о Земле (Беленицкая Г.А. Отеч. геол., 2008, №3, с. 29-45).


б) Условия образования и методы прогноза новых, крупных,

генетически новых и нетрадиционных типов месторождений


На основе анализа многочисленных публикаций по проблеме крупных и сверхкрупных месторождений (КСМ) в ООО «НП-Центр» сформулирована генерализованная (унифицированная) модель рудообразующей системы таких месторождений. Прогноз КСМ, считают специалисты, - это анализ нестандартных, аномальных геологических ситуаций с последующей оценкой продуктивности рудного процесса. Подчеркнута выдающаяся роль рудоконцентрирующих систем нарушений, в формировании наиболее масштабных объектов территории, что полностью согласуется с мировой практикой.

Модель КСМ состоит из нескольких групп факторов, включающих ряд прогнозных критериев, определяющих условия формирования и размещения КСМ. Анализ проявленности и совмещенности критериев позволил выделить площади вероятного нахождения крупных месторождений. Сверхкрупные месторождения не прогнозируются ввиду отсутствия однозначных признаков отличия их от крупных. Специалистами «НП-Центр» создана карта прогноза КСМ на территории Амурской области масштаба 1:500000, где выделено 15 площадей, из которых новыми являются 8. Перспективы остальных площадей уже подтверждены наличием крупных месторождений. На некоторых из этих площадей ведутся поисковые и оценочные работы (Лобов А.И. «Проноз, поиски и оценка рудн. и нерудн. м-ний – достижен. и перспект. Сб. тез. докл. н.-пр. конф.Москва, ЦНИГРИ, май, 2008, М.: ЦНИГРИ, 2008, с. 121-122).


в) Разработка теоретических основ локального прогноза и критериев
для выделения перспективных площадей и оценки месторождений


Текущее состояние всех секторов геологической службы России (частного, государственного, смешанного) не позволяет удвоить объемы ГРР по организационным, техническим, технологическим и кадровым причинам. Тенденцией воспроизводства МСБ в последующие годы будет являться также острый недостаток мощностей отечественной геологической службы (Орлов В.П., Минер. ресур. России. Эконом. и управл. 2008, №3, с.2-6). Требуется оперативная корректировка действующих инструкций по ГСР-200 и ГТК-1000 с конкретизацией требований к форме и содержанию конечных результатов, касающихся прогнозной составляющей (Морозов А.Ф., Липилин А.В., Петров О.В., Киселев Е.А. Феоктистов В.П. Горн. ж. (Россия), 2007, №10, с. 47-51). Необходимо принятие международных стандартов для многих видов геолого-геофизических работ хотя бы по той причине, что определенная часть таких работ проводится иностранными специалистами и зарубежной техникой. Не последнюю роль в этом играет и отсутствие единой политики в области геофизического приборостроения. Уровень геофизических технологий в РФ (не говоря об отдельных весьма высоких достижениях) при нынешнем положении дел в ближайшие годы поставит геологическую отрасль в полную зависимость от зарубежных компаний. Уровень аэрогеофизических технологий в России также катастрофически отстает от мирового, и это, несомненно, приведет к тому, что зарубежные аэрогеофизические компании появятся в небе России уже в этом году (Прихода А.Г. Разв. и охр. недр., 2008, №7, с. 57-62).

В результате поисковый задел в стране исчерпан, о чем свидетельствует кардинальное ослабление работ на начальных стадиях геологоразведочного процесса (Козловский Е.А., Оганесян Л.В. Маркшейд. и недропол., 2008, №3, с. 67-69). Есть однако мнение, что поисковый задел пополнился новыми площадными перспективными объектами по основным видам остродефицитных и высоколиквидных видов минерального сырья, получившими количественную оценку прогнозных ресурсов категории Р3 (Морозов А.Ф., Липилин А.В., Петров О.В., Киселев Е.А., Феоктистов В.П. Горн. ж. (Россия). 2007, №10, с. 47-51).

Утеряна отечественная практика регулярной переоценки прогнозных ресурсов на федеральном уровне, которая существовала в стране до 2003 г. Интерес представляет укрупненная оценка национального богатства недр России и ее регионов с учетом ликвидности и потребности минерального сырья на 25-летний период. На сегодня она существенно отличается в меньшую сторону от таковой, выполненной в начале 1990-х годов: 5,1 против прежних 28,6 трлн. долл. США. Актуальность таких переоценок обострилась в последние годы в связи со значительным ростом цен на ряд полезных ископаемых, что уже привело к снижению бортовых (граничных) содержаний (Кривцов А.И., Беневольский Б.И., Кочнев-Первухов В.И., Лобач В.И. Отеч. геол., 2008, №2, с. 45-49; Бавлов В.Н., Михайлов Б.К. Разв. и охр. недр, 2008, №3, с. 3-10).

В настоящее время практически отсутствуют методы прогнозно-поисковых и разведочных работ, учитывающих второй тип эволюции (самоорганизация), который является, по-видимому, наиболее распространенным в природе. Специалистами Геологического института Кольского НЦ РАН создан ряд методов теории самоорганизации для прогнозирования и поисков полезных ископаемых. Они основаны на использовании количественных критериев относительной упорядоченности различных участков изучаемого геологического объекта, наиболее упорядоченные из которых и трактуются как наиболее перспективные. К ним относятся: метод многомерных фазовых траекторий, мультифрактальный анализ данных дистанционного исследования Земли и анализ степени дифференцированности геологических систем. Апробация методов на геологических объектах разного масштаба, возраста и генезиса показала их эффективность и универсальность (Калашников А.О. Разв. и охр. недр. 2008, №2, с. 9-13).

Дискуссия об источниках фосфора