Морская разведка месторождений

МОРСКАЯ РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ полезных ископаемых (а. off-shore exploration; н. Offshore Lagerstattenerkundung; ф. prospection sous-marine des gisements, prospection off-shore des gisements; и. investigacion maritima de yacimientos, cateo de mar de depositos, reсоnocimiento de mar de de-positos, exploracion maritima de yacimientos, prospeccion maritima de depositos) — комплекс геологических работ по изучению, геолого-экономической оценке и подготовке к промышленному освоению минерального сырья в акваториях морей и океанов. Минеральные ресурсы прибрежных морских и океанических зон используются с глубокой древности (морская соль, янтарь и др.). В 70-80-е гг. интенсивно изучаются полезные ископаемые глубоководных впадин. Различают три группы полезных ископаемых: содержащиеся в морской воде. твёрдые полезные ископаемые на дне или в придонном слое и месторождения флюидов (нефть. газ. термальные воды) в глубоких слоях континентальной и океанической земной коры. По расположению все месторождения этих полезных ископаемых делятся на месторождения прибрежных зон; ближнего и дальнего шельфа; глубоководных морских и океанических впадин.

Источник многих видов минерального сырья — морская вода. содержащая в растворённом виде практически все элементы таблицы Менделеева. Роль разведочных работ в освоении этих минерально-сырьевых ресурсов сводится к инженерно-геологическому обеспечению при выборе площадок для создания искусственных бассейнов, в которых производится садка поваренной соли (Чёрное море в районе Варны, Болгария ), мирабилита (Kapa-Богаз-Гол в CCCP ) или выпаривание морской воды с целью извлечения из образовавшейся рапы йода. брома и других элементов и их соединений (Крым, CCCP). С этой целью проводится геолого-морфологическое и гидрогеологическое картирование пониженных частей прибрежных зон и детальное (с помощью мелких скважин и шурфов) изучение фильтрационных свойств грунтов. При этом учитываются физико-климатические условия района и возможные экологические последствия, связанные с нарушением солевого и гидродинамического режима. Разработана также технология извлечения из морской воды урана. однако конкурентоспособность созданных методов невысока.

В прибрежных зонах разведуются месторождения, перспективные залежи которых уходят с суши под морское дно (золотоносные зоны Аляски, пласты янтарьсодержащих глин Прибалтики, стратиформные тела полиметаллических руд северных районов Канады. угленосные толщи Сахалина, нефте- и газоносные структуры в районе Апшеронского полуострова и др.). Разведка осуществляется преимущественно путём проходки кустов наклонных скважин, ориентированных в сторону моря. Так, на месторождениях нефти и газа, структуры которых прослеживаются с суши под акваторию морей (Биби-Эйбатская бухта Каспийского моря), разведочные скважины проходят с берега, с насыпных дамб и искусственных островов. Проходка разведочно-эксплуатационных выработок под морским дном осуществляется с принятием мер предосторожности против их затопления в случае прорыва морских вод (бурение опережающих горизонтальных скважин, сооружение защитных водонепроницаемых перегородок и др.).

Россыпные месторождения тяжёлых минералов (ильменита, монацита. рутила. ксенотима и др.), формирующиеся в прибрежной зоне морей и океанов (см. Прибрежно-морские россыпи ), оконтуриваются с использованием геофизических, а также геоморфологических и гидродинамических методов. Опробование осуществляется с помощью бурения мелких скважин (в северных районах — со льда) и методом опытной отработки отдельных полигонов. Месторождения строительного (песок, галька), химического (коралловый песок), агрономического (битая ракушка) и другого сырья прибрежных зон разведуются с помощью шурфов и мелких буровых скважин. Попутно извлекаются минералы тяжёлой фракции: ильменит. магнетит. циркон. монацит. золото и др. Специальному изучению и разведке подвергаются: прибрежные скопления галек чистого известняка. используемые в качестве основы для приготовления зубных паст; залежи битой ракушки, идущей в качестве минеральной добавки к рациону питания домашней птицы и животных; пласты кварцевого песка — ведущего компонента шихты для стекольной промышленности и др. Изучение таких месторождений осуществляется главный образом путём определения качества минерального сырья и возможности его использования применительно к строго конкретным технологическим процессам. Их запасы подсчитываются обычными методами. Перспективы расширения минерально-сырьевой базы в Мировом океане связаны с принципиально новыми видами минерального сырья, месторождения которых продолжают формироваться в прибрежной зоне в наше время. Это донные залежи, обогащенные фосфатными соединениями органического происхождения (отлагаются в виде коллоидов, превращающихся затем в процессе "дозревания" в фосфоритоносные образования) или гидроксидами алюминия и железа (источник — поствулканические эманации и растворы). Их изучение заключается в опробовании донных отложений с последующим анализом полученных данных для решения вопроса об условиях накопления этих видов минерального сырья.

Разведка месторождений нефти и газа на шельфе осуществляется путём бурения кустов направленных скважин со свайных оснований (при глубинах от первых десятков до 120 м), с плавучих платформ. закреплённых якорными системами (при глубинах 150-200 м), или с плавучих буровых установок (с дистанционным позиционированием на глубинах моря в сотни метров и первые километры). Глубина бурения 2-3 тысячи метров и более. Планируется создание автономных самоходных буровых установок для проходки скважин в глубоководных условиях непосредственно с морского дна. Широко используются при разведке нефтяных и газовых месторождений на море геофизические методы.

В шельфовых зонах некоторых вулканогенных областей (Мексиканский залив и др.) на глубинах более 3-4 тысяч метров единичными скважинами вскрыты подземные бассейны высокотемпературных (до 300-400°С) металлоносных рассолов. содержание цветных, редких и благородных металлов в которых достигает многих процентов. В таких же условиях обнаруживаются месторождения серы. находящейся в расплавленном состоянии. Изучение этих видов минерального сырья заключается в выявлении очагов их зарождения. С этой целью разрабатываются методы проходки глубоких скважин в условиях повышенных температур, давлений и высокой коррозионной способности растворов. Такие участки земной коры являются благоприятными и для получения геотермальной энергии. В прибрежных вулканических областях теплоносителем является морских вода. Глубинное геолого-структурное картирование позволяет выделять зоны, благоприятные для её циркуляции.

К глубоководным морским и океаническим впадинам приурочены месторождения железомарганцевых конкреций. металлоносных илов и рассолов, сульфидов в рифтовых зонах. На первой стадии разведки месторождений железомарганцевых конкреций оконтуривается перспективная площадь с наиболее высокой плотностью конкреций достаточно крупных размеров, характеризующихся минимально допустимым содержанием суммы полезных компонентов — Ni, Cu, Со, Mn и др. (в пересчёте на Ni до 1,5-2%). На следующей стадии драгами. желонками и трубоотборниками по профилям отбираются пробы конкреций для определения среднего их состава и ориентировочной плотности (количество на 1 м 2 ). Одновременно методами эхопрофилирования изучают общий рельеф дна и все его неровности, препятствующие проведению драгирования. Подводная фотосъёмка дна по профилям или по сетке даёт возможность более точно определить среднюю плотность конкреций и их размеры. Полученные данные позволяют оконтурить площадь будущего эксплуатационного полигона и подсчитать запасы конкреций с точностью, удовлетворяющей требованиям категорий С1 и С2. Третий этап — организация опытной эксплуатации на одном из наиболее типичных участков полигона с целью получения проб, масса которых достаточна для проведения всесторонних технологических исследований (от первых сотен до тысяч и десятков тысяч тонн). Параллельно с этим уточняются выход конкреций с 1 м 2 площади дна, содержания полезных компонентов и другие показатели; отрабатывается техника извлечения, складирования, предварительной переработки и транспортировки конкреций, производятся геолого-экономические расчёты по эффективности промышленного освоения разведуемого месторождения. Делаются попытки предварительного обезвоживания конкреций непосредственно на корабле. Разведка осуществляется со специально оборудованных крупнотоннажных судов, оснащённых мощными лебёдками, глубоководными драгами, приспособлениями для взятия проб донных осадков на всю мощность приповерхностного слоя, приборами для спутниковой связи, предназначенной для точного фиксирования координат корабля в момент взятия пробы, лабораторной аппаратурой и пр.


Новый перспективный вид морского минерального сырья — глубоководные металлоносные илы и рассолы. Суммарное количество цветных и благородных металлов в отдельных впадинах Красного моря соответствует запасам крупных континентальных полиметаллических месторождений. Разведка месторождений сводится к определению с помощью высокоточного эхолотирования, драгирования и подводного фотографирования контуров металлоносных впадин, мощности их илового и рассольного выполнения, содержания основных и попутных металлов.

Опробование проводится автоматизированными отборниками по профилям или по сгущённой (сотни метров) сетке. Разрабатывается технология откачки металлоносных илов и рассолов и сброса отработанных жидких и твёрдых продуктов их переработки. Сульфидные месторождения в глубоководных рифтовых зонах (Галапагосские острова, Калифорнийская зона и др.) изучаются посредством визуальных наблюдений с применением глубоководных подводных аппаратов и подводной цветной фотосъёмки. Отбор образцов для анализа производится с использованием механических манипуляторов. Разведку месторождений предполагается проводить с помощью автономных установок, оснащённых необходимым оборудованием для передвижения по дну, выбора точек бурения. проходки скважин, сбора и транспортировки керна. телеуправления автоматизированными устройствами для отбора рудного материала. О правовом аспекте проведения морской разведки см. в ст. Мировой океан .

Рекомендуем ознакомится: http://www.mining-enc.ru