Геолого-геохимические критерии оценки редкометальных месторождений в щелочных комплексах Приазовья (Украинский щит)
Актуальность темы. Выявление промышленных рудных месторождений является важнейшей научной проблемой и практической целью металлогенических исследований. Научная проблема заключается в создании модели процесса рудообразования для получения зависимости между ресурсами и разнообразными генетическими факторами, по которой станет возможной количественная оценка перспективности опоискованных объектов. Основой для создания моделей количественного прогнозирования ресурсов минерального сырья должны служить закономерности и показатели, которые являются общими для процесса формирования месторождений различного генезиса, состава и могут применяться на всех стадиях поисково-разведочного процесса. В период экстенсивного развития геологоразведочной отрасли достоверность прогнозной оценки ресурсов новых объектов обеспечивалась большими объемами работ. На основе принципа аналогии подтверждалась сходство исследуемого месторождения с известным эталонным; или согласно принципа исключительности оценивалась степень необычности сочетания факторов и существенности их влияния на масштабы ресурсов.
С практической стороны, проблема количественного прогнозирования ресурсов месторождений тесно связана с экономической эффективностью геологоразведочных работ и приобретает особо важное значение в современных условиях. Несмотря на исключительно богатые недра и мощный минерально-сырьевой комплекс, в Украине отмечается дефицит многих видов минерального сырья, которые импортируются из-за границы. К их числу, в первую очередь, относятся редкие металлы, которые являются стратегически важным видом сырья. Накоплен огромный количественный материал по результатам уже проведенных поисковых работ, обработка которого на современном уровне развития науки и компьютерных технологий может решить проблемы Украины по многим видам минерального сырья. Работа направлена на решение проблемы количественной оценки ресурсов редких металлов для различных стадий поисково-разведочного процесса с применением компьютерной технологии.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Основное направление проведенных исследований соответствует концепции расширения минерально-сырьевой базы, как основы стабилизации экономики Украины на период до 2010 года, одобренной Кабинетом Министров Украины от 09. 03. 99 №338, основным заданиям программы ГДП-200 Приазовского блока Украинского щита, государственной программе по информатизации, а также программе научно-технического развития Донецкой области на период до 2020 года.
Результаты научных исследований, которые приведены в диссертации, получены в процессе выполнения научно-исследовательских работ кафедры «Полезные ископаемые и экологическая геология» Донецкого национального технического университета, в которых автор принимала участие в качестве руководителя (номер государственной регистрации 0100V001055), ответственного исполнителя (номер государственной регистрации 0197V008248) и автора разделов (номера государственной регистрации 01870021781, 01900000419, 0102U007316).
Цель и основные задачи исследований. Цель настоящей работы состоит в развитии и теоретическом обосновании методологии прогноза редкометального оруденения, разработке геолого-геохимических критериев поисков месторождений и количественной оценки их ресурсов. Достижению цели способствовало решение следующих задач:
Объект исследования- редкометальные месторождения и рудопроявления Приазовского блока Украинского щита.
Предмет исследования - поисковая геохимия и количественное прогнозирование ресурсов редкометальных месторождений.
Методы исследованийДля решения поставленных задач применялся следующий комплекс методов: 1) статистические методы обработки данных поисково-разведочных работ для получения геохимических характеристик и типоморфных ассоциаций элементов; 2) металлогенический анализ при систематизации геолого-геохимических факторов локализации редкометального оруденения Приазовского блока; 3) информационный и синергетический анализ для обоснования показателей перспективности редкометального оруденения; 4) структурно-геохимическое картирование с помощью геоинформационных систем для системного анализа качественной и количественной информации и проверки достоверности разработанных показателей; 5) корреляционный и регрессионный анализ для проверки связей и обоснования зависимости между прогнозными ресурсами и разработанными показателями.
Научная новизна полученных результатов. 1) Теоретически обоснована связь редкометального рудообразования с интенсивностью процессов дифференциации вещества земной коры, которые направлены на сепарацию и многоэтапное концентрирование редких элементов при однонаправленных эволюционных геологических преобразованиях региона. 2) Разработан формализованный, количественный способ выявления рудоконтролирующих структур разного ранга, обеспечивающий наибольшую эффективность обнаружения месторождения и получили развитие теоретические основы методики поисков и оценки редкометального оруденения.. 3) Получили дальнейшее совершенствование методы количественной оценки прогнозных ресурсов, базирующиеся на обосновании и расчетах информационных показателей контрастности и комплексности геохимических аномалий.
Практическое значение полученных результатов. 1) Разработаны и обоснованы дополнительные геолого-геохимические критерии перспективности геохимических аномалий на промышленное редкометальное оруденение при разномасштабных поисковых работах; 2) Внедрена единая методика компьютерной обработки геолого-геохимической информации для всех стадий поисково-разведочных работ, позволяющая выделить с наименьшими трудовыми и временными затратами наиболее перспективную площадь. 3) Апробирован информационно-геохимический показатель концентрации рудного вещества, который позволил выполнить количественную оценку ресурсов перспективных участков.
Научные результаты работы изданы в виде монографии, научных статей и использованы на практике Приазовской экспедицией при проведении поисковых и оценочных работ в пределах Октябрьской (рудопроявления Западное, Восточное, Волновахское, Калинино-Шевченковское, Анадольское, месторождение Мазуровское) и Володарской (рудопроявления Зирка-1, Зирка-2, Пановское, Малиновское, месторождение Азовское) площадей масштаба 1:50000, при детальном картировании и оценке ресурсов Азовской структуры, рудопроявлений Октябрьского массива и его экзоконтакта (Анадольское месторождение), а также для прогноза рудоносности и увязки рудных тел Азовского и Мазуровского редкометальных месторождений. Результаты работы определили выбор объектов первоочередного освоения при реализации программы “Создание редкоземельно-редкометальной минерально-сырьевой базы Донецкой области”.
Личный вклад автора. Основою работы являются материалы, собранные автором на протяжении пятнадцатилетних исследований редкометальных месторождений и рудопроявлений Приазовья и Украинского щита в составе научно-исследовательского сектора (1987-1991 г) и преподавателей кафедры «Полезные ископаемые и экологическая геология» (1991-2003 г.) Донецкого национального технического университета. Автором был создан банк данных по двум крупнейшим редкометальным месторождениям Приазовья - Азовскому и Мазуровскому, включивших свыше 16000 полуколичественных спектральных анализов на 28 элементов и 10000 химических анализов проб по рудным элементам, обработаны результаты литохимического опробования более 100 скважин, построены специализированные геохимические карты и разрезы с применением компьютерных программ для интерпретации результатов исследований. Автором персонально была разработана методология поисков и оценки редкометальных месторождений, созданы и внедрены в производство компьютерные программы для оценки перспективности площадей Восточного Приазовья на редкометальное оруденение.
Апробация результатов диссертации. Работа неоднократно обсуждалась на производственных совещаниях Приазовской ГРП. Результаты диссертации внедрены в виде методических рекомендаций, отчетов по государственным темам кафедры, а также отдельных глав в тематических отчетах Приазовской экспедиции. Результаты работы докладывались на международных конференциях, посвященных благородным и редким металлам (Донецк-97, Донецк –2000), новым идеям в науках о Земле (Москва-2001), геоинформатике (Киев-2002), металлогении докембрия (Киев-2002), стратегии оптимального развития регионов (Харьков-2003), региональных конференциях, посвященных передовым технологиям в научных исследованиях и образовании (Львов-2000), юбилейным торжествам (Днепропетровск – 98, 99, 2000), редким металлам (Каменка- 98, Киев-2001).
Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в монографии, 24 статьях в специализированных научных журналах, 10 сборниках материалов и тезисов конференций.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка использованных источников и приложения. Полный объем диссертации составляет 310 страниц текста и содержит 37 таблиц, 56 рисунков, 349 наименований в списке использованных литературных источников.
1. Волкова Т.П. Теория и практика поисков и оценки редкометальных месторождений. - Донецк: РВА ДонНТУ. - 2003. - 102 с.
2. Стрекозов С.Н., Васильченко В.В., Гурский Д.С., Пожарицкая Л.К., Волкова Т.П. Геологическое строение и характер оруденения Азовского месторождения. // Мінеральні ресурси України, 1998, №3. с.6-9.
3. Волкова Т.П., Федотова Л.А., Стрекозов С.Н. К вопросу потенциальной рудоносности гранитоидов Восточного Приазовья // Научные труды НГА, 1998, №3, т.2, с.56-60.
4. Волкова Т.П., Алехин В.И., Стрекозов С.Н. Применение теории информации для решения практических геологоразведочных задач // Научные труды НГА.- 1999.- №6, т.4. - с.46-49.
5. Волкова Т.П., Волков А.В. Алгоритмы таксономии в решении задач прогноза редкометального оруденения // Известия Донецкого горного института, 1999, № 2, с.114-116.
6. Волкова Т.П. К проблеме количественного прогнозирования запасов редкометальных месторождений // Сборник научных трудов НГА. - 1999.- №6, т.1, с.119-123.
7. Волкова Т.П. Особенности первичных ореолов Азовского цирконий-редкоземельного месторождения // Труды ДонГТУ, серия горно-геол., 2000, вып.11, с.129-132.
8. Волкова Т.П. Проблемы генезиса и рудоносности Октябрьского массива щелочных пород // Научные труды НГА, 2000, №4, с.9-10.
9. Волкова Т.П., Стрекозов С.М., Федотова Л.А. Спроба використання методів кластерного аналізу при геохімічному розчленуванні продуктивної рідкіснометалевої товщі // Вісник Київського національного університету, с.Геологія, вип.18, 2000, с.27-29.
10. Волкова Т.П. Рудоконцентрирующая структура Восточного Приазовья // Труды ДонГТУ, серия горно-геол., 2001, вып.23, с.85-88.
11. Волкова Т.П., Стрекозов С.Н. Минералого-геохимические критерии редкометальной специализации докембрийских комплексов Приазовья // Наукові праці ДонДТУ, серія гірничо-геол., 2001, вып.24, с.120-126.
12. Волкова Т.П., Гурский Д.С., Стрекозов С.Н., Васильченко В.В. Геохимическая зональность Азовского месторождения // Мінеральні ресурси України, 2001, №1, с.4-6.
13. Волкова Т.П. Эволюция редкометальных комплексов и прогноз оруденения // Рідкісні метали України - погляд у майбутнє.- Київ: Збірник наук.праць ІГН НАНУ, 2001, с.27-28.
14. Волкова Т.П. Информационный анализ при прогнозе эндогенного оруденения // Наукові праці ДонНТУ, серія гірничо-геол., 2001, вип.32, с. 31-37.
15. Волкова Т.П. Оценка ресурсов редкометальных месторождений в Приазовье по энергии рудообразования // М: Известия ВУЗов, серия Геология и разведка, 2001, №5, с. 104-109.
16. Волкова Т.П. Критерии продуктивности редкометальных месторождений и рудопроявлений Октябрьского массива // Наукові праці ДонНТУ, сер.гірничо-геол., 2001, вип.36, с.63-69.
17. Волкова Т.П., Стрекозов С.Н., Васильченко В.В., Багрий И.Д. Геохимические особенности Азовского редкометального месторождения //Геологічний журнал, 2001, №4, с.102-109.
18. Волкова Т.П. К вопросу достоверности прогнозирования ресурсов полезных ископаемых // Мінеральні ресурси України, 2001, №4, с.32-34.
19. Волкова Т.П., Смертин Д.А.Поисковые предпосылки месторождений циркона // Наукові праці ДонДТУ, сер. гірничо-геол., вип.45, с.112-117.
20. Волкова Т.П. Геоинформационная технология прогнозирования рудоносных структур разного ранга // Геоинформатика, 2002, №2, с.71-78.
21. Волкова Т.П. Оценка перспективности эндогенного оруденения по данным геохимического картирования // Наукові праці ДонНТУ, с. гірничо-геол., 2002, вип.54, -С.143-149.
22. Волкова Т.П. Роль процессов дифферециации в формировании месторождений полезных ископаемых // Доповіді НАНУ, 2003, №4, с.107-110.
23. Волкова Т.П. Модель формирования и критерии локального прогноза редкометального оруденения // Метасоматизм, рудообразование, полезные ископаемые. - Киев: Логос, Труды ИГОС НАН и МЧС Украины, 2003, с.283-290.
24. Волкова Т.П. Оценка продуктивности геохимических аномалий // Геолого-мінералогічний вісник. - Кривий Ріг: вид-во техн.ун-ту, 2003, №1(9), с.51-57.
25. Волкова Т.П. Федотова Л.А. Геохимическая зональность редкометальных рудных районов // Наукові праці ДонНТУ. Сер. гірничо-геол. - 2003. - вип.63. - С.150-157.
26. Волкова Т.П., Васильченко В.В., Стрекозов С.Н., Яновский В.М., Федотова Л.А. Опыт применения методов кластерного анализа при геохимическом расчленении продуктивной редкометальной толщи // Тезисы докл. конф. «Геохімія, мінералогія, палеогеодинамічні особливості формування рідкіснометальних гранітоїдів Українського щита».- Київ,1995, с.21-22.
27. Стрекозов С.Н., Васильченко В.В., Волкова Т.П. Геологическое строение и характер оруденения Азовского редкоземельного месторождения // Тезисы докладов II Межд.конф. «Благородные и редкие металлы», 23-26 сентября 1997 г. ч.I.–Донецк, 1997– С.134.
28. Волкова Т.П. Закономерности локализации редкометальных месторождений Приазовья на основе информационного анализа // Тезисы докладов III Международной конф. « Благородные и редкие металлы», 19-22 сентября 2000 г. – Донецк, 2000. – С.80.
29. Волкова Т.П. Удосконалення прогнозу ресурсів родовищ корисних копалин на основі розрахунку енергії рудоутворення // Матеріали наук. конф."Геологічна наука та освіта в Україні на межі тисячоліть".Львів: ЛНУ, 2000, с.74-75.
30. Волкова Т.П. Энергия рудообразования при оценке перспективности редкометальных месторождений Приазовья // Тезисы докладов V Международной конф. «Новые идеи в науках о Земле». – Москва, 2001. – Т. 2. – С. 197.
31. Волкова Т.П. В.И.Вернадский о роли ортитоносных и монацитоносных гранитоидов в геохимии // Доклады Междунар.науч. конф. «Творческое наследие В.И.Вернадского и современность», 10-12 апреля 2001, -Донецк, 2001, с.266-270.
32. Volkova Тatyana P. Rare-metallic ore-grade mineralization of the Ukrainian shield’s Priazovsky block // The abstracts of International Symposium “Metallogeny of Precambrian Shields”.- Kyiv, Ukraine, September 13-26, 2002, p.107.
33. Волкова Т.П. В.И. Вернадский об источнике рудного вещества в месторождениях полезных ископаемых // Докл. 3-й Межд.науч. конф. «Творческое наследие В.И. Вернадского и современность», 22-24 мая 2003, - Донецк, 2003, с.114-115.
34. Волкова Т.П. Редкометальное оруденение Украинского щита // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції “Регіон-2003: стратегія оптимального розвитку”. - 22-25 квітня 2003 р., м.Харків, с.217-218.
35. Волкова Т.П., Попов Р.В. Особенности размещения тантал-ниобиевого оруденения в Октябрьском массиве // Благородные и редкие металлы. Труды четвертой международной конференции «БРМ-2003». Донецк, 22-26 сентября 2003 г. - С.186-189.