Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Уральская СГС




3начительную часть разреза, вскрываемого скважиной, должны составлять вулканогенные толщи, сформированные в островодужном и океаническом режиме, а также ассоциирующие плутоногенные образования. Эти комплексы могут сопровождаться соответствующими продуктами доорогенной металлогении эвгеосинклиналей – в первую очередь, вулканогенными месторождениями массивных сульфидных руд.

До глубины 4 км скважина вскрыла вvлканогенные толщи андезито-базальтового состава, по своей формационной принадлежности отвечающие режиму краевой части барьерной зоны островных дуг. Эти толщи возникли после накопления вулканогенных формаций, сопровождающихся массивными сульфидными рудами, и представляют в этом отношении послерудные образования. На нескольких интервалах глубин скважиной вскрыты участки сульфидной минерализации трех разновидностей:

- послойная минерализация в верхах вулканогенных ритмов, включая обломки сульфидных руд;

- рассеянная вкрапленность на участках эпидотизации;

- вкрапленность и прожилки в ассоциации с дайками микродиоритов.

Обнаружение минерализации первого типа свидетельствует о том, что в смежных зонах одновременно с развитием нерудоносных толщ барьерной кордильеры формировались массивные сульфидные руды. Это подтверждает положение о синхронности различных режимов развития в эвгеосинклиналях прошлого и о смене таких режимов во времени не столько по вертикали, сколько по латерали.

Новообразованные минеральные ассоциации в породах всего вскрытого разреза (до 4 км) отвечают пренит-пумпеллиитовой фации метаморфизма. При этом цеолиты развиты до глубины более 2,5 км. С учетом данных о времени проявления метаморфизма погружения на Урале общепринятые представления об условиях цеолитовой и пренит-пумпеллиитовой фаций и диапазонах их распространения требуют пересмотра либо, по крайней мере, уточнения.

Мурунтауская ГС проходится в рудном поле крупнейшего золоторудного месторождения Мурунтау в Узбекистане. Рудные тела этого месторождения локализованы в нижнепалеозойских углеродсодержащих терригенных отложениях. Главные задачи скважины – выявление возможной золотоносности глубоких горизонтов, вскрытие корневых частей рудоносных зон, оценка потенциала углеродсодержащих терригенных толщ в отношении новых типов оруденения. Скважина пройдена до глубины более 4 км. Пройдены также скважины-спутники глубиной до 2 км.

В результате комплекса работ установлено, что рудное поле представляет собою гигантский грибообразный штокверк, в котором сочетаются субсогласные с напластованием оруденелые зоны и крутые (субвертикальные) зоны минерализации, уходящие на значительную глубину. Пологие оруденелые зоны вскрыты на глубине более 1 700 м.

На глубине около 2 400 м вскрыт оруденелый интервал мощностью около 7 м с содержанием золота более 15 г/т, что соответствует одной из крутых зон. На ряде интервалов глубин (1 380‑1 382 м, 2 420‑2 440 м, 2 940‑3 050 м) обнаружена уран-молибден-ванадиевая минерализация, сопровождающаяся платиноидами.

Установлено, что золоторудная минерализация развита над границей перехода пирротина в пирит. Эти данные, а также изотопно-геохимические исследования составляют основу построения метаморфогенно-гидротермальной (полихронной регенерационной) модели рудообразующей системы Мурунтауского рудного поля. Существенное значение для этой модели имеют принципиальные различия в продуктах метаморфизма и метасоматоза на разных уровнях разреза.

Первичное накопление рудного вещества связывается с процессами вулканизма. Дополнительное его поступление и концентрирование в штокверке обусловлено процессами метаморфизма и метасоматоза с выносом на верхние уровни. Остается открытым вопрос об энергообеспечении рудообразующей системы. Предполагавшийся на глубине массив гранитов скважиной не вскрыт. Известные в рудном поле дайковые серии могут фиксировать позицию каналов поступления теплового потока, происхождение которого может быть расшифровано при дальнейшем углублении скважины.

Алмалыкская глубокая скважина АО-1 в Узбекистане была пройдена на крупном медно-порфировом месторождении. При проходке этой скважины (глубина 2 984 м), была поставлена задача вскрытия оруденения на глубине и оценки его вертикального размаха. В итоге была решена задача целевого изучения медно-порфировой рудообразующей системы на протяжении 2,5 км по вертикали.

Была установлена рудная зона мощностью 400 м с промышленными содержаниями меди, молибдена, золота и серебра. В рудоносном интрузиве выделены три зоны: собственно рудоносная порфировая (около 700 м), подрудная порфировая (700 м), безрудная nолнокристаллическая (более 1000 м). По результатам бурения этой скважины были получены доказательства того, что рудоносные порфировые образования не представляют собой самостоятельную магматическую фазу, а являются фацией одного магматического тела.

Вторая скважина (АО-2) задана в этом же районе и достигла глубины более 3 600 м. Её проходка велась с целью изучения корневых частей медно-порфировой системы. Скважина вскрывала массив сиенито-диоритов, который на глvбине около 1 300 м прорван гранодиорит-порфирами, переходящими в гранодиориты.

Установлено два этажа оруденения. Верхний, расположенный в сиенито-диоритах, протягигвается до глубины 840 м с промышленными содержанияти меди и молибдена. Бедная вкрапленность прослежена до 1 860 м. После безрудного интервала 1 860‑2 260 м вскрыт второй этаж оруденения (2 260‑3 000 м, 3 100‑3 115 м). 3десь господствует молибденовая минерализация при значителькой роли магнетита и гематита и повышенных содержаниях висмута.

Тырныаузская ГС пройдена в рудном поле одноименного молибден-вольфрамового месторождения на Северном Кавказе до глубины 4 км.

3адачи проходки скважины: проверка гипотезы о возможном наличии на глубине нового этажа оруденения; изучение геотермической обстановки на глубине; изучение возможности использования скважины как геолаборатории в целях оценки сейсмической опасности и прогноза землетрясений.

Скважина не подтвердила наличия второго этажа промышленного оруденения. Она вскрыла граниты, считающиеся рудогенерирующими и несущие вкрапленную и прожилковую сульфидную минерализацию с вольфрамитом, шеелитом и молибденитом на нескольких интервалах разреза. Результаты бурения этой скважины позволили разработать модель кристаллизации маловодных гранитных систем. Доказано, что этот процесс происходит центростремительно с образованием остаточных очагов высоководных расплавов, которые и являются рудоносными, в первую очередь, на периферии магматического тела.

По скважине установлен высокий геотермический градиент (56 °С/1 км). Температура на забое составляет 223 °С. Скважина используется для создания энергетической установки с утилизацией энергии «сухих горячих пород».

Воротиловская ГС проходится вблизи города Нижний Новгород (г. Горький). Скважина задана в центре Воротиловской кольцевой структуры, выявленной под мезозойско-кайнозойским чехлом в фундаменте Рvсской платформы. Кольцевая структура имеет диаметр около 80 км и осложнена центральным валообразным поднятием. Предполагается взрывное происхождение этой структуры – космогенное (импактное) либо эндогенное.

Задача скважины, достигшей глубины 4,7 км, – изучение внутреннего строения структуры и заполняющих ее брекчиевых пород, а также оценка возможной алмазоносности. Во вскрытом диапазоне глубин развиты брекчированные гнейсы, испытавшие интенсивные термальные преобразования. Вследствие этого породы обладают флюидальностью, возникшей за счет вторичной пластификации; часть из них представляет черные стекла, нередко пористые, рассматриваемые как продукт плавления. На ряде интервалов породы обладают всеми признаками зювитов и тагамитов. С глубиной наблюдается некоторое возрастание сплошности пород.

Таким образом, глубокие скважины в рудных районах уже внесли заметный вклад в изучение рудообразующих систем различных типов.

 

По Кольской и Мурунтауской скважинам получены принципиально новые данные по строению и условиям возникновения метаморфогенно-гидротермальных рудообразующих систем. Перераспределение рудного вещества в таких системах вызывается различными по своей природе процессами, чем определяется их возможное природное разнообразие. Следующие из модельных построений прикладные выводы позволяют расширить область поисков соответствующих скоплений рудного вещества.

Тырныаузской скважиной исследовано внутреннее строение гидротермальной ортогенетической рудообразующей системы. С системами подобного типа связаны месторождения многих полезных ископаемых. Выявление критериев отличия надрудных и подрудных частей такого рода систем имеет важное прикладное значение.

Алмалыкскими скважинами изучена гидротермально-рециклинговая рудообразующая система медно-порфировых месторождений. Принципиальное значение имеет установление значительной вертикальной протяженности рудных тел, их зонального строения и этажного расположения в большом диапазоне глубин.

Бурение Уральской скважины велось с целью изучения продуктов субмаринной гидротермально-рециклинговой системы.

Наконец, результаты проходки Воротиловской скважины дают уникальный материал для изучения процессов, формирующих астроблемы.

ГIрикладное значение результатов бурения в рудных районах определяется прежде всего тем, что практически все скважины вскрыли новые ранее неизвестные рудные тела, что значительно расширило потенциал рудоносности. Вскрытие новых зон с золоторудной минерализацией на месторождении Мурунтау и новых медно-порфировых зон на Алмалыке имеет весьма значительную экономическую ценность, что так или иначе компенсирует затраты на бурение.

Реализация программы глубокого и сверхглубокого бурения потребовала решения сложных научно-методических и научно-технических задач. Организациями Мингео СССР, других министерств и ведомств разработаны и внедрены в практику принципиально новые технические средства и прогрессивные технологии проходки вертикальных скважин на глубины более 10 км. Созданы аппаратурно-методические комплексы для жестких термодинамических условий глубоких и сверхглубоких скважин.

В целом, при выполнении программ глубокого и сверхглубокого бурения получены весьма значительные результаты как в области фундаментальных основ наук о Земле, так и в области прогрессивных технологий геолого-разведочных работ. Эти результаты имеют принципиальное значение для геологического и народнохозяйственного освоения природных ресурсов глубоких горизонтов земной коры.

Вместе с тем, за последние годы существенно сократился приток новой информации. Это связано с выходом Кольской скважины в горизонт с неизвестным ранее состоянием геологической среды, негативно влияющим на условия проходки, а также с тем, что ряд скважин, начатых в прошлой пятилетке, еще не вышли на значительные глубины. С другой стороны, оказались недостаточными темпы комплексной обработки информации, её интерпретации и обобщения.

Проникновение скважин на весьма значительные глубины предоставляет уникальные возможности для создания современных систем наблюдения за состоянием земной коры и протекающими в ней процессами.

С учетом полученных результатов и реального состояния работ программа глубокого и сверхглубокого бурения требует уточнения последующим главным направлениям:

· перевод Кольской сверхглубокой скважины в режим геолаборатории;

· продолжение проходки до проектных глубин Уральской и Мурунтауской скважин, решающих фундаментальные задачи геологического строения и рудоносности важнейших металлогенических провинций;

· продолжение проходки Тюменской и Тимано-Печорской скважин со вскрытием пород основания осадочных бассейнов на глубину не менее 1,5‑2 км с целью оценки перспектив нефтегазоносности глубоких горизонтов и решения фундаментальных задач строения и развития осадочных бассейнов;

· перевод Днепровско-Донецкой, Утвинской, Еньяхской, Колвинской, Деркульской, Коскульской скважин в категорию параметрических с определением нефтепоисковой целесообразности глубин и их проходки.

Очевидна важность проходки глубокой скважины в зоне Байкальского рифта, в районе Тункинской впадины, геологическая ситуация которой позволяет предположить получение при бурении здесь уникальных материалов о строении и эволюции молодых рифтовых систем, глобальных изменениях в геологической истории, потенциале геотермической энергии.

Рекомендациями Международного семинара по сверхглубокому бурению (Москва, сентябрь 1991 г) поддержаны меры по созданию на базе Кольской скважины межведомственной международной геолаборатории и организация издания серии монографий «Глубокие и сверхглубокие скважины СССР».

До последнего времени поступление новой информации основывалось непосредственно на результатах глубокого и сверхглубокого бурения, на материалах, получаемых из скважин. Статичность этой информации противоречит необходимости изучения современной динамики геологических, геофизических и геохимических процессов, протекающих в районах заложения глубоких и сверхглубоких скважин, в пространстве и времени. Реализуемая ныне технология геолого-геофизических исследований обеспечивает сбор информации только в процессе проходки скважин. Вполне естественно, что при снижении темпов проходки скважин с ростом их глубин будут снижаться темпы и объёмы получаемой информации. Вместе с тем, информативность работ по программе может быть существенно повышена за счет использования глубоких и сверхглубоких скважин в качестве информационно-измерительных систем для режимных наблюдений. Это обстоятельство приобретает весьма существенное значение при завершении проходки скважин на проектную глубину и определении судьбы уникального, постоянно действующего канала связи для передачи информации с глубин земной коры. Этот вопрос всегда волновал исследователей, которые высказывали различные идеи о создании на сверхглубоких скважинах специальных лабораторий (обсерваторий) для режимных наблюдений за динамикой изменения параметров геофизических, геодинамических, гидродинамических и геохимических полей.

Впервые идею использования сверхглубоких скважин для режимных наблюдений с помощью автоматической аппаратуры высказал советский ученый Н.И. Хитаров в 1961 г. По этому вопросу он писал: «Проекты скважин должны учитывать возможность закрепления их с целью сохранения забоя на возможно длительный срок после разбуривания для проведения систематических режимных наблюдений – специальных геофизических, термических, газовых, над жидкими выделениями с помощью автоматической аппаратуры. Такие исследования во времени могут получить ценный фактический материал, уточняющий представления об источнике подземного тепла, строении теплового поля и его развитии на глубину, а также о способах и путях передачи тепла с глубин, о роли при этом подземных вод, газов и слагающих разрез пород. Этот материал будет также способствовать расширению теоретической основы учения о магматизме и процессах образования многих полезных ископаемых, включая нефть и газ».

В 1981 г И.А. Резанов целевое назначение «подземных лабораторий» видел в качестве скважинно-наземного измерительного комплекса естественных геофизических и геохимических полей, который явит собой новый тип геофизической обсерватории.

В последние годы некоторыми организациями осуществлялась разработка аван-проектов геолабораторий. В этих аван-проектах предусматривалось создание геолабораторий многоцелевого назначения, позволяющих регистрировать, обрабатывать и интерпретировать геолого-геофизическую информацию как в процессе проходки скважин, так и после завершения ее бурения. На базе геолабораторий возможно создание геополигонов для разработки статических и динамических моделей регионов на основе увязки наземных и скважинных исследований. Предусматривается обширный перечень измеряемых параметров вариаций гравитационного, магнитного, электрического, радиационного и теплового полей, состава вод и газов, состава и состояния пород.

Обобщая идеи и подходы к созданию постоянно действующих геологических лабораторий на сверхглубоких скважинах, необходимо отдать предпочтение тем предложениям, которые основаны на научной необходимости изучения вариаций геофизических, геохимических, геодинамических и других полей в естественных условиях, т.е. после завершения бурения или в период длительного перерыва между бурением, когда отсутствуют факторы, искажающие природные физико-химические, гидродинамические и другие процессы. Исходя из этого основополагающего положения, можно сформулировать общее назначение геолабораторий в следующем виде: на сверхглубоких скважинах они предназначены для регистрации и сбора данных о вариациях геофизических, геохимических, геодинамических и других естественных полей по стволу скважины и околоскважином пространстве на протяжении длительного времени.

Цель создания геолабораторий можно сформулировать в следующем виде:

- изучение закономерностей изменения естественных полей в геологических средах во времени для понимания их эволюции,

- термодинамического состояния, газового и гидрогеологического режима, механизма массопереноса и других фундаментальных явлений, протекающих под воздействием планетарных и антропогенных процессов, определяющих состояние геосферы на современном этапе развития 3емли.

Отсюда вытекают следующие основные положения, определяющие идеологию построения геолабораторий:

· геолаборатория должна быть отнесена к информационно-измерительным системам с длительным периодом функционирования;

· информационно-измерительная система должна быть многоканальной, открытой, обеспечивать непрерывность измерении во времени; обладать высокими метрологическими характеристиками, большой надежностью и быстрой восстанавливаемостью;

· подсистема скважинных датчиков и каналов передачи данных должна обеспечивать устойчивую регистрацию и транспортировку данных по каналам связи в термобарических условиях сверхглубоких скважин, независимо от их конструкции;

· накопление информации должно осуществляться на долгоживущих носителях.

Техническое решение геолаборатории должно быть обеспечено через создание системы многоцелевых датчиков, размещаемых в стволе скважины в аномальных и спокойных его участках и коммутированных кабельным или иным каналом связи с поверхностью. При этом необходимо достижение непрерывно-прерывистого поступления информации в зависимости от регистрируемых характеристик и заданной периодичности их фиксации.

Объединением «Недра» (Б.Н. Хахаев, Д.М. Губерман, В.И. Горбацев, Е.Я. Оксенойд, Л.А. Певзнер) предложена общая концепция геолаборатории на базе сверхглубокой скважины. Эта концепция, в первую очередь, может быть основой для создания геолаборатории на базе Кольской сверхглубокой скважины:

1. Геолаборатория создается с целью решения фундаментальных и прикладных проблем в области наук о Земле: изучения свойств, строения и эволюции Земли как планетного тела; закономерностей изменения и взаимодействия естественных и искусственных (антропогенных) геолого-геофизических и геохимических полей и их влияния на эволюцию лито-, гидро- и биосферы; изучения и прогноза глобальных изменений; исследования и создания новых технологий изучения Земли.

2. Геолаборатория создается как информационно-измерительная система с длительным сроком функционирования в непрерывном или периодическом режиме.

3. Геолаборатория включает в себя специально оборудованную сверхглубокую скважину, систему наземных и скважинных датчиков различных видов полей, систему источников полей, систему регистрации и каналов связи.

Вся геолаборатория в целом является датчиком, регистрирующим комплекс естественных полей, и обеспечивает получение новой информации о земной коре, а отдельные датчики или системы датчиков – источников используются для изучения пространственно-временных вариаций и связей геологических, геофизических и геохимических полей, свойств земной коры и происходящих в её пределах процессов.

4. Деятельность геолаборатории должна быть направлена на достижение следующих основных результатов:

4.1 Содействие развитию междисциплинарного международного научно-технического сотрудничества в области наук о 3емле. Создание благоприятных условий для свободного обмена информацией, учеными и специалистами.

4.2. Получение новых сведений о строении и эволюции 3емли, процессах энерго- массопереноса и кругооборота земного вещества, взаимодействии и взаимовлиянии лито-, гидро- и биосфер, закономерностях миграции химических элементов в земной коре, происхождении подземных вод и концентраций полезных ископаемых; выявление геофизических неоднородностей и границ в земной коре, изучение их природы и вариаций.

4.3. Изучение геофизических полей, природы их источников и пространственно-временных вариаций, взаимодействия космических и эндогенных полей.

4.4. Изучение и оценка экологических последствий глубинных геологических и техногенных процессов, прогнозирование периодических и катастрофических процессов и явлений.

4.5. Создание на основе выявленных закономерностей новых технических средств и технологий изучения земной коры и использования её нетрадиционных ресурсов.

5. Основными методами исследований являются экспериментальные наблюдения, натурное физическое и математическое моделирование. Предполагается возможность совокупного анализа данных, полученных по сети скважин сверхглубокого бурения.

6. Организационный статус геолаборатории – международная научная некоммерческая организация.

В современных условиях открытого мира создание международной геолаборатории на базе Кольской сверхглубокой скважины предоставляет возможность мировой геологической общественности продемонстрировать цивилизованному миру роль и значение геологии для его существования. Геолаборатория на Кольской – это не национальная проблема, это глобальная проблема, для решения которой необходимые предпосылки уже созданы. Опыт подобных работ на Кольской СГС в последующем может быть перенесен на другие скважины с целью создания сети глубинных обсерваторий, связанных общей системой регистрации и обработки информации о состоянии верхних частей земной коры.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-07-13; Просмотров: 461; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.041 сек.