Выделение тектонически нарушенных зон в пределах рудного месторождения по комплексу геофизических методов

Рассмотрены результаты комплексирования скважинных и наземных геофизических методов на территории железорудного месторождения. Цель исследований на территории Северо-Тараташского участка заключалась в поиске и оценке геодинамической активности дизъюнктивных тектонических нарушений в пределах Куватальского проявления магнетитовых кварцитов. Скважинные исследования включали в себя регистрацию сигналов геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения. Комплекс наземных геофизических работ состоял из площадной магнитометрической съемки, пешеходной гамма-съемки и эманационной съемки. По результатам исследования сигналов геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения в скважинах на данном объекте выявлены аномалии, обусловленные близостью тектонических нарушений. Были установлены частотные диапазоны сигналов геоакустической эмиссии и электромагнитного излучения, позволяющие выделять геодинамически активные тектонические нарушения геологической среды в околоскважинном пространстве. Наземные геофизические работы в районе исследованных скважин проводились с целью подтверждения результатов каротажа. В ходе выполненных работ были получены карты аномального магнитного поля и мощности экспозиционной дозы, а также графики объемной активности радона. В результате анализа имеющейся геологической информации о строении участка работ, скважинных измерений и наземных геофизических исследований были подтверждены известные тектонические нарушения, а также выделены новые, проявляющие свою геодинамическую активность в исследованных геофизических полях.

Баженова Е. А. Выделение тектонически нарушенных зон в пределах рудного месторождения по комплексу геофизических методов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 5. – С. 67–83. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_5_0_67.

Баженова Евгения Анатольевна — научный сотрудник, Институт геофизики УрО РАН, e-mail: bazenova_jena@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-2068-7140.

1. Ломов М. А., Константинов А. В., Терешкин А. А. Перспективные методы оценки и контроля геомеханического состояния массивов пород // Проблемы недропользования. — 2019. — № 4(23). — С. 83—90. DOI: 10.25635/2313-1586.2019.04.083.

2. Вострецов А. Г., Кривецкий А. В., Бизяев А. А., Яковицкая Г. Е. Характеристики электромагнитного излучения горных пород при их разрушении в лабораторных экспериментах // Доклады Академии наук высшей школы Российской Федерации. — 2013. — № 2(21). — С. 46—54.

3. Бизяев А. А., Савченко А. В., Цупов М. Н., Смирнягин И. И., Смирнов М. Н. Исследования сигналов электромагнитного излучения, сопутствующих разрушению горных пород / Современные тенденции и инновации в науке и производстве: Материалы IX Международной научно-практической конференции. — Междуреченск: КузГТУ, 2020. — С. 1051—1056.

4. Кульков Д. С., Имашев С. А. Анализ сигналов акустической эмиссии в образцах геоматериалов в условиях одноосного сжатия // Известия Кыргызского государственного технического университета им. И. Раззакова. — 2019. — № 2—1(50). — С. 274—280.

5. Kong Biao, Wang Enyuan, Li Zenghua Regularity and coupling correlation between acoustic emission and electromagnetic radiation during rock heating process // Geomechanics and Engineering. 2018, vol. 15, no. 5, pp. 1125—1133. DOI: 10.12989/gae.2018.15.5.1125.

6. Богомолов Л. М. О механизме электромагнитного влияния на кинетику микротрещин и электростимулированных вариациях акустической эмиссии породных образцов // Физическая мезомеханика. — 2010. — Т. 13. — № 3. — С. 39—56.

7. Кулаков Г. И., Яковицкая Г. Е., Шарапова М. Д., Щелканова В. И. Прогнозирование трещинообразования в деформируемых конструкционных материалах и горных породах по их электромагнитной эмиссии // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2016. — Т. 2. — № 3. — С. 163—168.

8. Zhong-Hui Li, Quan Lou, En-Yuan Wang, Shuai-Jie Liu, Yue Niu Study on acoustic-electric-heat effect of coal and rock failure processes under uniaxial compression // Journal of Geophysics and Engineering. 2018, vol. 15, no. 1, pp. 71—80. DOI: 10.1088/1742-2140/aa8437.

9. Xiaofei Liu, Enyuan Wang Study on characteristics of EMR signals induced from fracture of rock samples and their application in rockburst prediction in copper mine // Journal of Geophysics and Engineering. 2018, vol. 15, no. 3, pp. 909—920. DOI: 10.1088/1742-2140/aaa3ce.

10. Шуман В. Н. Нелинейная динамика геосреды: переходные процессы и критические явления // Геофизический журнал. — 2014. — Т. 36. — № 6. — С. 129—142.

11. Zhang Q., Wang E., Feng X., Yue N., Ali M., Lin S., Wang H. Rockburst risk analysis during high-hard roof breaking in deep mines // Natural Resources Research. 2020, vol. 29, no. 17, pp. 4085—4101. DOI: 10.1007/s11053-020-09664-w.

12. Рассказов И. Ю. Геоакустические предвестники горных ударов // Вестник Дальневосточного государственного технического университета. — 2011. — № 3/4(8/9). — С. 121—143.

13. Рассказов И. Ю., Мигунов Д. С., Аникин П. А., Гладырь А. В., Терешкин А. А., Желнин Д. О. Геоакустический портативный прибор нового поколения для оценки удароопасности массива горных пород // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2015. — № 3. — С. 169—179.

14. Потапов П. В., Шведикова И. Н. К вопросу исследований геомеханического состояния горных пород и активности электромагнитного излучения на участках полей шахт «Южная» и «Черниговская» геофизическими методами // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2011. — № 1. — С. 48—52.

15. Вдовин А. Г., Белоглазова Н. А. Геофизические исследования динамической устойчивости массивов горных пород при разработке карьера // Уральский геофизический вестник. — 2020. — № 1(39). — С. 4—11. DOI: 10.25698/UGV.2020.1.1.04.

16. Уваров В. Н., Малкин Е. И., Санников Д. В. Электромагнитное проявление геоакустической эмиссии литосферы // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. — 2016. — № 1(12). — С. 55—65. DOI: 10.18454/2079-6641-2016-12-1-55-65.

17. Боков В. Н., Воробьев В. Н. Изменчивость геоакустической эмиссии и изменения атмосферной циркуляции // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. — 2013. — № 32. — С. 43—54.

18. Hamimi Z., Hagag W., Osman R., El-Bialy M., Abu El-Nadr I., Ei Sayed Fadel M. The active Kalabsha Fault Zone in Southern Egypt: detecting faulting activity using field-structural data and EMR-technique, and implications for seismic hazard assessment // Arabian Journal of Geosciences. 2018, vol. 11, no. 15, pp. 421. DOI: 10.1007/s12517-018-3774-1.

19. Троянов А. К., Дьяконов Б. П., Мартышко П. С., Астраханцев Ю. Г., Начапкин Н. И., Гаврилов В. А., Белоглазова Н. А. Сейсмоакустическая эмиссия и электромагнитное излучение трещиноватых пород в скважинах // Доклады Академии наук. — 2011. — Т. 436. — № 1. — С. 118—120. DOI: 10.1134/S1028334X11010119.

20. Беляков А. С., Диденкулов И. Н., Жигалин А. Д., Лавров В. С., Малеханов А. И., Николаев А. В. Сейсмоакустический мониторинг в Воротиловской глубокой скважине: методика и результаты // Геология и геофизика Юга России. — 2017. — № 3. — С. 5—12.

21. Гаврилов В. А., Полтавцева Е. В., Дещеревский А. В., Бусс Ю. В., Морозова Ю. В. Мониторинг состояния геосреды на основе синхронных геоакустических и электромагнитных скважинных измерений: использование естественного электромагнитного излучения // Сейсмические приборы. — 2015. — Т. 51. — № 4. — С. 41—57.

22. Дружинин В. С., Начапкин Н. И., Осипов В. Ю. Выделение и картирование глубинных разломов по сейсмическим данным и их проявление в геофизических полях // Известия Уральского государственного горного университета. — 2018. — № 3(51). — С. 47—53. DOI: 10.21440/2307-2091-2018-3-47-53.

23. Пыстин А. М., Пыстина Ю. И. Архейско-палеопротерозойская история метаморфизма пород Уральского сегмента земной коры // Труды Карельского научного центра Российской академии наук. Серия: Геология докембрия. — 2015. — № 7. — С. 3—18. DOI: 10.17076/geo163.

24. Тевелев А. В., Тевелев А. В., Федорчук В. А., Хотылев А. О., Кошелева И. А. Тараташский индентор и его роль в строении Урала // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. — 2017. — № 1. — С. 3—12.

25. Закис А. С. Технико-экономическое обоснование временных разведочных кондиций для подсчета запасов железных руд проявления Куватал Северо-Тараташского участка в Челябинской области (подземная отработка): отчет о НИР. — Челябинск: ОАО ММК, 2017. — Рег. № 75-16-645.

26. Астраханцев Ю. Г., Баженова Е. А., Белоглазова Н. А., Вдовин А. Г., Глухих И. И., Иванченко В. С., Хачай О. А. Комплексные геофизические исследования массивов горных пород в естественном залегании. — Екатеринбург: УрО РАН, 2018. — 105 с.

27. Астраханцев Ю. Г., Белоглазова Н. А., Троянов А. К. Патент РФ № 2658592 C1, 21.06.2018. Устройство для исследования в скважинах динамического состояния горных пород. 2018. Бюл. № 18.

28. Сапунов В. А., Нархов Е. Д., Денисов А. Ю., Савельев Д. В., Муравьев Л. А. Современные оверхаузеровские магнитометры POS — надежный источник данных для геологической интерпретации / Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей: Сборник научных трудов. — Пермь: ГИ УрО РАН, 2019. — С. 327—332.

29. Антипин А. Н., Хацкевич Б. Д. Результаты радиометрических методов исследования на Северо-Тараташском участке / XIX Уральская молодежная научная школа по геофизике: Сборник научных материалов. — Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2018. — С. 4—6.

30. Белоглазова Н. А., Баженова Е. А., Вдовин А. Г. Геодинамическая обстановка Северо-Тараташского участка по геофизическим исследованиям скважин // Уральский геофизический вестник. — 2017. — № 1(29). — С. 60—65.

31. Вдовин А. Г. Электромагнитное излучение как индикатор массивного магнетитового оруденения // Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле земли, интерпретация геофизических полей: Сборник научных материалов. — Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2015. — С. 393—396.