Объекты тематических исследований.

Первый объект – месторождения твердых полезных ископаемых.

2. Минералого-петрологические и геохимические исследования и результаты их интерпретации для месторождений твердых, рудных и нерудных, полезных ископаемых.

3. Петро- и рудноформационный и литофациальный анализы, интерпретация их результатов.

Второй объект – месторождения нефти и газа.

2. Минералого-литологические исследования нефтегазоносных комплексов пород и их результаты для нефтегазоносных месторождений и участков.

3. Литоформационный и - фациальный анализы, интерпретация их результатов.

Третий объект - технология минерального сырья.

2. Минералого-петрографические и технологические исследования минерального сырья, как полезного ископаемого.

3. Оценка вещественно-технологических исследований, как показателей качества полезного ископаемого, путей его разработки и переработки.

Четвертый объект – проектирование при поисковых работах.

2. Особенности проектирования поисковых работ.

3. Сводная таблица объемов проектируемых работ.

4. Научная работа при подготовке дипломного проекта.

В отличие от дипломных проектов более специфичными по структуре и содержанию служат дипломные работы, содержание и методика которых определяется научными вопросами специализации студента в той или иной области прикладных знаний (минералогия, геохимия, петрология, литология и их применения в поисково-разведочных и технологических целях), с изучением отдельных прикладных вопросов актуального характера по месторождению или участку.

Геология объектов.

Первый раздел идентичен по содержанию для всех выделяемых объектов. Это означает, что при любом из перечисленных тематических объектов (рудно-нерудный, нефтегазовый или минерально-технологический) его геология должна быть охарактеризована всесторонне, начиная со стратиграфии и кончая его рудоносностью или нефтегазоносностью. Поэтому можно выделить в первом разделе несколько подразделов:

1). Геолого-структурная характеристика объекта проектирования или исследований должна отразить общую картину локализации, масштабов и качества полезного ископаемого, его генетический, формационный и геолого-промышленный тип.

2). Строение и состав осадочных и вулканических пород, распространенных на площади работ, рассматриваются более детально, чем в описании геологии региона. Если продуктивная толща разделена на отдельные горизонты (пачки, слои), то полезно иллюстрировать ее строение схематической стратиграфической колонкой, можно в виде внутритекстового рисунка. В описании, кроме состава пород, следует указывать мощность стратиграфических подразделений, их выдержанность, наличие фациальных переходов, маркирующих слоев. В том случае, когда установлена или хотя бы предполагается приуроченность полезного ископаемого к определенным горизонтам в разрезе осадочной или вулканогенной толщи, состав, мощность и условия залегания таких горизонтов нуждаются в более обстоятельной характеристике с указанием их специфических особенностей (например, содержание углерода в рудовмещающих горизонтах черносланцевой формации, минералогия россыпей в девонских толщах, геохимия железа в минералах гидрогенных месторождений урана и т.д.) Описание желательно сопровождать зарисовками, фотографиями, результатами анализов. Части разреза стратифицированной толщи, залегающие выше и ниже продуктивных слоев, характеризуются менее детально, указываются лишь состав, мощность и возраст горизонтов.

3). При характеристике интрузивных образований прежде всего следует указать их принадлежность к определенным магматическим комплексам, после чего отмечается распространение интрузивных тел, их форма, размеры, условия залегания, петрографический состав, характер преобразования вмещающих пород в области экзо-контакта. В ряде случаев значительный интерес представляет проявление нескольких фаз интрузивной деятельности, наличие ксенолитов, текстур течения, закономерно ориентированных систем трещин, а также признаков, по которым можно определить глубину денудационного среза интрузивов. Кроме того, студент должен показать свое умение анализировать данные о химическом составе магматических пород с построением петрохимических диаграмм. Углубленное изучение интрузивных пород оптическими методами, диагностика перечня акцессориев и другие виды исследования могут быть положены в основу «специального подраздела».

4). При широком распространении на изучаемой площади регионально- или контактово-метаморфизованных пород, если они влияют на локализацию и особенности состава полезного ископаемого, должны быть приведены сведения о возрасте и фациях метаморфизма, петрографическом составе пород.

5). Подраздел «Структура месторождения» должен содержать характеристику складчатых и разрывных тектонических нарушений, их взаимоотношений и последовательности образования. При описании складчатых нарушений устанавливаются их форма, размеры, амплитуда, углы падения крыльев, пространственная ориентация шарниров, отношение длины к ширине (в случае брахискладок). Для разрывных нарушений необходимо привести следующие данные: ориентация в пространстве с группировкой по системам (неплохо, если этот материал будет сопровождаться стереограммами трещиноватости), размеры, относительный возраст, амплитуда и направление смещений блоков, характер минерального выполнения. Разрывные нарушения расчленяют массив горных пород (часто вместе с находящимися в нем залежами полезных ископаемых) на отдельные блоки. Блочная структура массива весьма существенно влияет на проведение разведочных и эксплуатационных работ, поэтому для наиболее крупных (а иногда и всех) блоков следует указывать их размеры, характер относительных перемещений, изменение условий залегания тел полезных ископаемых в результате проявления блоковой тектоники, состав пород, слагающих блоки и т.д.

6). Ряд экзогенных месторождений формируется и в дальнейшем преобразуется под влиянием процессов развития рельефа. В таких случаях целесообразно вместо подраздела о структурных особенностях месторождения привести информацию о формах палеорельефа, его связи с неотектоникой, количестве и высотных уровнях террас и т.д.

7). Характеристика рудных тел включает в себя сведения об их количестве, форме, размерах, строении, условиях залегания, закономерностях пространственного размещения. Более подробно описываются крупные рудные тела, так называемые «лидеры», они же, как правило, являются наиболее изученными. Сведения о более мелких телах могут быть приведены в табличной форме. При характеристике морфологии рудных тел важно не ограничиваться отнесением их к тому или иному морфологическому классу (жила, линза, пласт и т.д.), а попытаться показать, чем обусловлена та или иная форма тела, какова степень ее сложности. Сведения об элементах залегания тел полезных ископаемых, их мощности – должны включать также оценку степени их изменчивости, желательно количественную.

Сходная по сведениям характеристика дается и для нефтегазовых залежей типов их ловушек и морфологии.

2. Методические аспекты исследования объекта и требования к разделам специальной части.

При научном изучении объекта, когда исследуется какой-либо из аспектов его вещественно-геологической характеристики, особо важное значение приобретает методическая сторона изучения.

Она определяет способ подхода, примененный для изучения объекта. Например, изучение его литологических особенностей путем микроскопического анализа и др.

Для этого вводится раздел по методике исследований объекта, например, методика изучения литологических особенностей продуктивного пласта.

Она целиком заимствована из «Методических указаний по дипломному проектированию для специальности «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»», составителями которой были Ю.В. Луй и Г.С. Поротов, изданных Санкт-Петербургским государственным горным институтом им. Г.В. Плеханова в 2005 году. Кроме того, они были частично использованы нами в тексте при написании предыдущих разделов настоящего методического руководства. Привлечение упомянутых методических указаний стало возможным благодаря широкопрофильной направленности специальности 130306, что предопределяет появление поисково-разведочных дипломных проектов (работ) как по твердым, так и по газо-жидким полезным ископаемым.

В специальной части, помимо первого раздела по геологии объекта (месторождения, поисково-разведочного участка, продуктивного горизонта, скважин), в обязательном порядке предусмотрены разделы, включающие методику и результаты собственных исследований студентов так, например, первый тематический объект – месторождения твердых полезных ископаемых должен включать после первого геологического раздела раздел второй: «Минералого-петрологические или литологические исследования горных пород, минералов объекта и их результативность» и третий раздел: «Структурно-формационный анализ объекта и интерпретация его результатов».

Любая целенаправленная работа требует применения одного-двух или комплекса методов исследования. Именно в специальной части после геологической характеристики исследуемого объекта первого раздела следующие два раздела, второй и третий, касающиеся собственных исследований автора или авторов, должны раскрывать методику исследований применяемую ими. Во втором указанном разделе рассматривается один прикладной метод анализа, например, микроскопический минералого-петрографический, суженный до метода иммерсионного, вещественного состава шламов, извлекаемых с разных глубинных уровней скважин. Он может быть более широким, включая микроскопическую, макроскопическую или визуальную характеристики минерального состава кернового материала. Наконец, это может быть комплекс прикладных аналитических методов изучения минерального состава кернового материала. При этом могут быть широко использованы определения петрофизических параметров горных пород (плотности, проницаемости, радиоактивности и др.).

В конкретном случае в указанном разделе должно быть приведено описание керна по разрезам скважин, если они имеются, как уже петрографически описанные ранее, а также даны описания образцов и шлама, выполненных самим дипломником, с сопровождением микроснимками, с условными обозначениями и номерами образцов по глубинам.

При этом главные и второстепенные породообразующие минералы должны иметь оптические константы для их диагностики, в том числе, в случае необходимости, показатели светопреломления, скомпонованные в виде отдельной таблицы. В таком случае в конкретных описаниях шлифов соответствующих констант приводить нет необходимости. Это сократит описание и позволит обратить большее внимание на признаки битуминизации, проницаемости и пористости пород, их микротекстурно-структурные особенности, катаклаз, брекчированность, микротрещиноватость, ее залеченность наложенной минерализацией, признаки рудной минерализации.

В 2-ом же разделе должны быть даны минеральные парагенезисы, первичные, вторичные и наложенные, а также дана интерпретация минеральных преобразований и миграций (стадии катагенеза, метаморфизма). В подразделе по геохимии должны быть даны имеющиеся химические и спектральные анализы пород, минералов и вод. Произведены расчеты по выявлению статистических зависимостей между типоморфными химическими элементами. Дана интерпретация выявленных концентраций элементов и показана их причинность и значимость, как результата экзо – и эндогенных процессов. Сделанные выводы должны базироваться на известных термодинамических схемах или расчетах, производимых с использованием программы "Селектор" или на расчетах прямолинейных коэффициентах корреляции.

При рассмотрении минерального состава полезных ископаемых необходимо выделить группы минералов по распространенности – главные, второстепенные и редкие, а также обозначить среди них промышленно-ценные. Широко распространенные минералы и минералы, содержащие полезные компоненты, описываются более подробно, при этом особое внимание уделяется таким их особенностям, которые, во-первых, представляют генетический интерес (в частности, по ним можно установить стадийность минералообразования), и, во-вторых, влияют на технологию переработки полезного ископаемого. Этот подраздел желательно сопроводить схемой последовательности образования минералов. Для промышленно-ценных минералов рекомендуется приводить полные сведения об их количестве, формах и размерах выделений, о взаимоотношениях с другими минералами, о химическом составе, плотности, оптических константах и т.д. Для некоторых специфических видов минерального сырья отмечаются те физические свойства минералов, которые определяют их промышленную ценность: длина волокон хризотил-асбеста, диэлектрические характеристики мусковита, огнеупорность глин, сортность минерального сырья и др.

Текстурно-структурные особенности полезных ископаемых можно выделить в отдельный подраздел, как важные с точки зрения генезиса руд или технологии их переработки.

Как 2-й раздел выделяется «Геохимическая расчетная характеристика объекта».

Студенты специальности МИГ проводят геохимический анализ устойчивости минералов в процессе выветривания, вычисляют растворимость минералов при разной кислотности среды, анализирует ионный состав природных вод, состав атмосферных газов докембрия и оценивает возможный генезис того или иного полезного ископаемого.

Расчеты ведутся по программе «Selector» на ПЭВМ. Для этого каждый студент по справочной литературе (как библиотечной, так и через интернет) собирает исходную термодинамическую информацию по необходимым ему при расчетах минералов, газов и компонентов водного раствора. Исходя из стандартного окислительно-восстановительного потенциала Е⁰, рассчитывается изобарно-изотермический потенциал независимого компонента водного раствора и далее по константам диссоциации вычисляется потенциал всех других компонентов (см. Приложение 6).

Вся исходная термодинамическая информация (ΔH ΔG S и параметры уравнения теплоемкости ΔСр) студентом заносится в программу.

В итоге всей работы дипломник представляет исходную матрицу расчетов (приводятся все данные по компонентам раствора, газам и твердым фазам), графики растворимости минералов в зависимости от кислотности среды и, в частности, для зоны гипергенеза приводится геохимический минералогический разрез профиля выветривания по исходным породам для окислительных и восстановительных условий.

На основании полученных данных выявляются особенности геохимического режима при формировании полезного ископаемого.

Студенты специальности МИГ должны пользоваться различными аналитическими методами: оптико-микроскопическим, микрозондовым рентгеноспектральным, рентгенофазовым, корелляционно-статистическим, расчетно-геохимическим. Результаты таких исследований, обобщенные в специальной главе, служат зачастую методической основой в дипломных работах.

В следующем из указанных разделов, т.е. в третьем разделе, в обязательном порядке должны быть произведены и литофациальный анализ, и лито- или петроформационный анализы объекта исследований, охватывая таким образом в итоге весь объект в методическом отношении.

В 3-м разделе должны быть даны характеристики геоструктуры, вмещающей объект исследования, и затем описание последнего с выделением осадочных и магматических формаций, перерывов в осадконакоплении, признаков вулканических проявлений, форм магматических тел. Описание должно сопровождаться данными детальных исследований продуктивных на полезное ископаемое горизонтов, реальных и прогнозируемых, по ряду литологических или петрографических показателей.

В последней части раздела должны быть даны генетические выводы о рудных формациях или особенностях скопления во вмещающих формационных комплексах УВ-залежей. В иных случаях должны быть представлены характеристики и механизмы формирования коллекторских свойств, рудоносности пород продуктивных горизонтов. В случае рудных полезных ископаемых должны быть, помимо выделения рудных формаций, построены металлогенограммы (минераграммы), прогнозные карты. Должны быть даны рекомендации практического направления, как вытекающие из результатов исследований.