Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимииНИР

Development of complex methods of physical, predictive-search and ecological geochemistry

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2021 г.)
Результаты этапа: По первому направлению работ выполнен сравнительный анализ распределения главных и второстепенных элементов, а также кумулятивных парагенезисов в вертикальных разрезах трёх расслоенных интрузивов Олангской группы. С использованием нормативного пересчёта силикатных анализов восстановлены кумулятивные парагенезисы в сильно автометасоматически изменённых горных породах Ципрингского и Луккулайсваарского массивов С помощью кластерного анализа содержаний главных элементов выделены устойчивые петрохимические группы пород, отвечающие различным кумулатам. Анализ пространственной и непространственной структур массивов показал, что набор кумулятивных парагенезисов и их последовательность в разрезах интрузивов позволяют отнести интрузивы Кивакка и Луккулайсваара к производным магм, отвечающих по составу бонинит-марианитовому ряду, а материнская магма интрузива Ципринга относится к толеитам с повышенной железистостью. Наиболее сложным внутренним строением обладает Луккулайсваарский интрузив. В нём в горных породах на отдельных участках вертикального разреза наблюдаются обратные тренды эволюции #Fe, концентраций церия, а также разрывы и скачки в распределении указанных параметров. Кроме того, установлено сквозное крупномасштабное (порядка 100-200м) переслаивание норитов и габбро-норитов. Установленные черты сходства и различия изученных расслоенных комплексов должны быть учтены при формулировке понятийной модели (гипотезы) и найти отражение в алгоритме численной модели формирования этих массивов. По второму направлению работ получены новые данные, существенно расширяющие представление о структурных особенностях и вещественном составе эталонного месторождения Кекура, геохимических характеристиках и параметрах вторичных ореолов оруденения типа «Intrusion-related» в Стадухинском рудно-россыпном районе. В 2020-21 гг нашими работами на площади района впервые было выявлено золото-серебряное оруденение, обладающее близкими к промышленным параметрам, что существенно расширяет представление о новых типов оруденения в РМС данного типа. В результате выполненных работ по второму направлению определены основные проблемы и предложены пути их решения для повышения эффективности ОГХР-200 и ГДП-200 при поисках на территориях, благоприятных для развития оруденения типа «Intrusion-related». Для повышения эффективности ОГХР-200 и ГДП-200 необходимо комплексирование геохимических, геологических, минералогических, термобарогеохимических и других методов исследования, что открывает дополнительные возможности для разбраковки геохимических аномалий по их принадлежности к перспективным (промышленным) и неперспективным (непромышленным) типам оруденения и повышает достоверность оценки их прогнозных ресурсов. По третьему направлению работ составлена схема прогноза развития кислотного дренажа при освоении сульфидсодержащих месторождений основных рудно-формационных типов Чукотки, кроме ABA- и STL – тестов, в обязательном порядке должна включать проведение тестирования на определение генерации кислоты в ускоренном режиме (NAG-тест). Кинетическое долгосрочное тестирование может рассматриваться как малоинформативное на отрезке до начала кислотообразования для получения данных о составе дренажных вод достаточно его выполнения в ограниченном объеме и времени. В качестве перспективного инструмента может рассматриваться выполнение кинетического тестирования после инициализации процессов окисления в принудительном режиме. План по управлению геологическими материалами при освоении месторождений должен предусматривать мероприятия по мониторингу, детальность которых может варьировать в зависимости от стадии окисления сульфидов в отвалах. Основное внимание в отсутствии кислотного дренажа на начальных этапах выветривания должно быть уделено контролю содержаний элементов, подвижных в нейтральной и слабощелочной среде. По четвертому направлению работ проведенный анализ макрокомпонентного состава вод родников показал, что воды родников Одинцовского района имеют минерализацию 0,35–0,77 г/л, рН 7,2–7,9, по составу гидрокарбонатные кальциевые, с содержанием нитратов до 53 мг/л; воды родников Пушкинского района имеют минерализацию 0,12–0,57 г/л, pH 6,5–7,9, по составу гидрокарбонатные или сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые, с содержанием нитратов до 64 мг/л. Воды родников городского округа Балашиха сильно различаются по составу (хлоридно-сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные, хлоридные и сульфатно-хлоридные кальциевые либо натриево-кальциевые), имеют минерализацию 0,14–0,85 г/л, рН 5,4–7,1, и содержание нитратов до 54 мг/л. Содержание практически всех микрокомпонентов (кроме Mn и Fe в единичных пробах) ниже ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Термодинамический расчет растворенных форм нахождения микроэлементов (Ba, Sr, Mn, Fe, Zn, Cd, Ni, Co, Pb, Cu) в водах обследованных родников Пушкинского и Одинцовского районов показал, что для Sr, Ba, Mn, Fe, Zn, Ni, Co, Cd, преобладающими формами являются свободные ионы, для Cu и Pb – карбонатные и фульватные комплексы. Поскольку техногенное влияние на окружающую среду постоянно растет, то проведенное исследование позволяет предположить необходимость дополнения существующей губернаторской программы «Родники Подмосковья» рекомендациями по мониторингу и обеспечению сохранения питьевого качества вод родников.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2022 г.)
Результаты этапа: 1.В рамках темы «Развитие методических основ прогнозно-поисковой экологической геохимии проводились работы по совершенствованию методики геохимических поисков и оценки месторождений благородных и цветных металлов в условиях Северо-Востока РФ. Для достижения поставленной цели проведено исследование вертикальной геохимической зональности золотого оруденения в Стадухинском рудно-россыпном районе и разработаны критерии оценки уровня эрозионного среза проявлений на ранних стадиях ГРР. На основе проведенных исследований разработана поисковая модель золотого оруденения в гранитоидах, актуальная при проведении поисковых и геологоразведочных работ в сходных ландшафтных и геологических условиях. 2.На материале шести экспериментальных серий выполнена верификация совместной работы оливинового, авгитового и плагиоклазового композитометров, с учетом совместного влияния. 3. Обследованные родники дренируют надъюрский водоносный комплекс; по химическому составу на диаграмме Пайпера воды попадают в область распространенности двух типов: IV — Ca–Mg–HCO3 и I — Ca–Mg–Cl–SO4. Сравнение микрокомпонентного состава вод родников с ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования показало превышение только по железу и марганцу в единичных пробах. Термодинамический расчет растворенных форм нахождения микроэлементов (Ba, Sr, Fe, Mn, Zn, Cd, Ni, Co, Pb, Cu) в водах обследованных родников показал, что для Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Ni, Co, Cd, преобладающими формами являются свободные ионы, для Cu и Pb – карбонатные комплексы и комплексы с органическими кислотами.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2023 г.)
Результаты этапа: Сформирована выборка экспериментов, характеризующих равновесие оливина с расплавом в водосодержащих системах. Проверена возможность предсказания составов оливина в водосодержащих системах с использованием принятого нами вида системы уравнений композитометра. Проверена возможность разработки единого оливинового композитометра для безводных и водосодержащих условий. Разработанная система уравнений оливинового термобарометра-композитометра, предсказывает состав оливина в равновесии с безводным и водосодержащим силикатным расплавом с погрешностью не превышающей ±0,30 вес.% для главных оксидов и ±0,20 вес.% для второстепенных оксидов, в широком диапазоне составов систем, температур, давлений и летучести кислорода. Ширина доверительного интервала оценки температуры ликвидуса с вероятностью 95% не превышает значения ±2,24 градуса. Линия равных значений лежит в пределах доверительного коридора. Воды родников городского округа Балашиха пресные с минерализацией 120–730 мг/л, по рН (5,3–7,0) – от слабокислых до околонейтральных. По составу воды сильно различаются между собой. Содержание нитрат-иона от менее 1 до 53 мг/л (в среднем 26 мг/л), аммоний-иона от 0,2 до 5,7 мг/л (в среднем 2,1 мг/л). Превышение ПДК питьевых вод по нитрат-иону установлено для двух родников, по аммоний-иону – для четырех родников. Выявлены различия макрокомпонентного состава вод родников в зависимости от дренируемого водоносного горизонта: хлоридные кальциево-натриевые воды характерны для калининского аллювиального водоносного горизонта; нитратно-сульфатные магниево-кальциевые – для локально-слабоводоносного микулинско-калининского озерно-болотного горизонта; сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые – для донского-московского водно-ледникового горизонта; хлоридно-сульфатные кальциевые (до натриево-кальциевых и магниево-кальциевых) – для волжского горизонта; сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые с высоким содержанием железа – для вод спорадического распространения в бат-келловейских отложениях; сульфатно-гидрокарбонатно-хлоридные кальциевые — для верхнегжельского водоносного горизонта. Большинство микроэлементов в водах родников находятся в концентрациях, характерных для подземных вод зоны выщелачивания и, за редким исключением, не превосходят ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. Сверхнормативные содержания установлены в воде отдельных родников для Fe и Mn, нормирование которых проводится по органолептическому показателю вредности, при этом наблюдаемые значения ниже санитарной нормативной величины, установленной Всемирной организацией здравоохранения исходя из верхней границы диапазона величин содержания микроэлемента, поступающих в организм. Кроме того, для вод родника, дренирующего предположительно верхнегжельский водоносный горизонт, установлены повышенные содержания U, что скорее всего связано с наличием пестроцветных глин в водовмещающих отложениях. Золото-серебряные проявления в наложенных впадинах связаны с различными по времени этапами магматической деятельности и рудообразования и отличаются широким разнообразием составов. Часть из них относится к порфирово-эпитермальным системам [Николаев, 2020], сформировавшимся в начале аптского времени в связи с внедрением интрузий габбро-диорит-гранодиоритового состава, другая часть связана с гранитоидами позднего апта и ассоциирует с серебро-полиметаллической рудной формацией. Наряду с золото-серебряной минерализацией, тесно пространственно и генетически связанной с интрузивными образованиями, в наложенных впадинах мезозоид развита золото-серебряная минерализация, обладающая всеми признаками вулканогенной золото-серебряной формации (наличие адуляра, присутствие низкотемпературных сульфосольных парагенезисов, низкая пробность золота и мелкие размеры его частиц). Золото-серебряные проявления, которые по всем признакам могут быть отнесены к плутоногенному типу, наиболее широко распространены в наложенных впадинах мезозоид Западной Чукотки. Они в первую очередь выявляются при поисках по потокам и вторичным ореолам рассеяния, поскольку представляют собой крупные геохимические аномалии, формирующиеся за счет мощных зон сульфидизации, площадных метасоматических изменений и потенциально рудоносных минерализованных зон дробления и кварцевого прожилкования. Практически во всех выделяемых узлах с золото-серебряной минерализацией этого типа известны мелкие месторождения и проявления россыпного низкопробного золота (400-700 ‰), соответствующего таковому в коренных источниках. Потенциальные рудные узлы с золото-серебряной минерализацией, связанные с интрузиями, характеризуются высокоинтенсивными потоками и вторичными ореолами рассеяния Au (0,n - n г/т), Ag (n – nх10 г/т) и As (0,0n - 0,n %). Стандартный набор элементов-спутников включает Pb, Cu, Zn, Mo. Важными индикаторами, указывающими на связь оруденения с интрузивным магматизмом, являются Bi, Te и повышенная сульфидность руд, в составе которых доминируют ранние арсенопирит и пирит. Продуктивности Au в потоках и вторичных ореолах рассеяния в геохимических узлах этого типа могут превышать 100 м2%, Ag – 1000 м2%, прогнозные ресурсы соответствуют среднему (до крупного) масштабу. Золото-серебряные проявления вулканогенной формации по результатам многолетних исследований являются более редким событием в вулканических наложенных впадинах мезозоид, но при этом имеют доказанное промышленное значение. Они выявляются в составе рудных районов и узлов, где широко распространена плутоногенная золото-серебряная минерализация, но при этом не связаны с интрузивными образованиями. Они приурочены к полям вулканитов андезитового состава, и субвулканическим телам дацитов. По своим параметрам они уступают золото-серебряным плутоногенным объектам в силу структурно-морфологических особенностей оруденения, представленного жильным и жильно-прожилковым типом, имеющим малые площади выходов на поверхность. Золото-сульфосольный минеральный парагенезис в рудах этого типа обычно не превышает 1 % от объема жильного кварца, что в совокупности с небольшими по площади выходами жил на поверхность приводит к формированию слабоинтенсивных потоков рассеяния Au и Ag и более контрастных, но развитых локально вторичных ореолов Au (0,n - n г/т), Ag (n – nх10 г/т), As и Sb(0,00n - 0,0n %). Продуктивности Au в потоках и вторичных ореолах в геохимических узлах этого типа не превышают 10-20 м2%, Ag – 50-100 м2%, оцененные прогнозные ресурсы соответствуют мелкому – среднему масштабу. В крупных рудных узлах c несколькими этапами магматической деятельности и рудообразования, где развита золото-серебряная минерализация обеих типов, их идентификация затруднительна без глубокой детализации и проведения минералогических и термобарогеохимических исследований. Минеральные комплексы золото-серебряной вулканогенной формации в перивулканической зоне ОЧВП формировались при более низких температурах (t = 120-260°С) и характеризуются слабой соленостью (от 0,2-1,2 до 1.4-2.7 вес.% экв.NaCl). Золото-серебряная минерализация плутоногенного типа более высокотемпературная (t = 230-340°С), флюиды более минерализованы 1,1-5,9 вес.% экв.NaCl. В настоящее время золото-серебряное оруденение вулканогенной формации известно и отрабатывается в Тытыльвеемской впадине (месторождение Двойное), разведано и имеет промышленные перспективы в Кричальской вулканоструктуре Курьинского прогиба (месторождение Клен). Положительные результаты получены по Нембондинскому прогибу, где в результате проведенных недавно ОГХР-200 и ГДП-200 на листах Q-58-XXI, XXII выявлены перспективные проявления Крыло, Оренковка, Ефимов Ключ, Тур, Нембонданчан, относящиеся к разным типам золото-серебряной минерализации [Николаев, 2020]. Многочисленные аномальные геохимические поля и проявления золота и серебра были выявлены в начале 80-х годов в краевой части Айнахкургенской впадины (Гыданская вулканоструктура) на листах Q-58-XVII, XVIII, где прогнозируются золото-серебро-сульфидно-кварцевое оруденение с бонанцевыми рудами, связанное с гранитоидными интрузиями альбского возраста.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2024 г.)
Результаты этапа: Воды родников на территории Богородского и Лосино-Петровского городских округов Московской области пресные с минерализацией 0,07– 0,5 г/л, по рН (5,5–7,5) – от слабокислых до околонейтральных. По составу воды сильно различаются между собой. Содержание нитрат-иона от 3 до 46 мг/л, аммоний-иона от 0,4 до 6,3 мг/л. По результатам анализа макрокомпонентного состава, воды родников были разделены на четыре группы: хлоридно-сульфатно-гидрокарбонатные (магниево)-кальциевые; (сульфатно)-гидрокарбонатно-хлоридные натриево-кальциевые; (хлоридно)- гидрокарбонатные кальциевые; смешанного состава. Концентрации большинства микроэлементов в водах родников находятся уровне, характерном для подземных вод зоны выщелачивания и, за редким исключением, не превосходят ПДК химических веществ в воде водных объектов хозяйственнопитьевого и культурно-бытового водопользования. Термодинамический расчет растворенных форм нахождения микроэлементов показал, что для Sr, Ba, Fe, Mn, Zn, Ni, Co, Cd, преобладающими формами являются свободные ионы, для Cu и Pb – карбонатные комплексы и комплексы с органическими кислотами. Согласно полученным данным, можно предположить, что исследованные родники в основном относятся к современным отложениям, испытывающим техногенную нагрузку от предприятий агропромышленного и автотранспортного комплекса, о чем свидетельствует значимая роль хлорид- и сульфат ионов в составе вод. На основании литературных источников сформирована выборка экспериментальных данных, содержащая результаты 394 закалочных опытов, характеризующих насыщенное содержание воды в широком диапазоне интенсивных параметров силикатных систем. Анализ основных опубликованных типов моделей растворимости воды в силикатном расплаве показал, что уравнение Gordon Moore с соавторами [Moore et al., 1998] наилучшим образом описывает экспериментальные результаты. Перекалиброванное уравнение Moore с использованием расширенной экспериментальной выборки позволяет с максимальной неопределенностью, не превышающей ±0.01 мольной доли предсказывать насыщенные содержания воды в силикатных расплавах в диапазоне: составов расплавов от базальтов до риолитов; давления от атмосферного до 15 кбар; температур от 550 до 1300 °С. В результате выполненных исследований получены новые данные, существенно расширяющие представление о геохимической структуре, составе, закономерностях размещения, параметрах рудообразования, глубинах формирования и пульсационном характере рудно-магматического процесса в Стадухинском рудно-россыпном районе с крупным золоторудным месторождением Кекура. Построена модель вертикальной геохимической зональности золотого оруденения типа IRGS и разработаны критерии оценки уровня эрозионного среза оруденения и его распространения на глубину. Уровень эрозионного вскрытия рудно-магматической системы, согласно разработанной модели вертикальной минералого-геохимической зональности, оценивается как соответствующий нижним частям эпитермальной зоны. Главным фактом, свидетельствующим в пользу вскрытия эрозией относительно глубинных частей в периферийных гранитоидных массивах рудномагматической системы являются состав, высокая пробность золота и более высокие температуры гомогенизации газово-жидких включений. Впервые для подобных систем выявлены золото-серебряные проявления на их периферии, имеющие промышленные перспективы. Дана их прогнозная оценка. Сложное строение аномальных геохимических полей в системах IRGS, отражающая развитие в их границах разных минеральных и структурноморфологических типов золотого оруденения, свидетельствуют о том, что переход к горным работам должен осуществляться только после проведения детальных геохимических поисков в М 1:10000 - 1:5000, которые обязательно должны сопровождаться поисковыми геологическими маршрутами того же масштаба с опробованием всех потенциально рудоносных образований и изучением их вещественного состава. В меловых наложенных впадинах перивулканической зоны ОЧВП выделяются два основных типа золото-серебряного оруденения: золото-сульфидно-кварцевый с высокопробным золотом и золото-сульфидно-сульфосольный с электрумом. Оба типа связаны с зонами метасоматической переработки в экзоконтактах интрузивных комплексов диорит-гранодиоритового состава. Выходам руд на поверхность соответствуют интенсивные аномалиям золота, серебра, мышьяка, сурьмы и полиметаллов в рыхлых образованиях. Приуроченность оруденения к одним и тем же геологическим структурам и их совмещение в пространстве усложняет раннее выделение объектов с бонанцевыми рудами, относящимися к золото-сульфидно-кварцевому типу. Объекты, относящиеся к золото-серебрянной сульфидно-сульфосольной формации, из-за более низких средних содержаний пока не рассматриваются в качестве ближайшего резерва. Некоторые из них характеризуются большим объемом оруденения, что указывает на возможность их вовлечения в промышленную отработку в будущем
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2025 г.)
Результаты этапа:
6 1 января 2026 г.-31 декабря 2026 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2026 г.)
Результаты этапа:
7 1 января 2027 г.-31 декабря 2027 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2027г.)
Результаты этапа:
8 1 января 2028 г.-31 декабря 2028 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2028 г.)
Результаты этапа:
9 1 января 2029 г.-31 декабря 2029 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2029 г.)
Результаты этапа:
10 1 января 2030 г.-31 декабря 2030 г. Развитие комплексных методов физической, прогнозно-поисковой и экологической геохимии (этап 2030 г.)
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".