НАЙТИ КИМБЕРЛИТ

В советскую эпоху для открытия алмазных трубок досконально изучались в первую очередь территории с относительно простыми геологическими условиями. И все стандартные методы поиска месторождений демонстрировали эффективность. По мере освоения месторождений акцент геологоразведки стал смещаться на удаленные районы с более сложными ландшафтно-геологическими условиями, большим числом слабоамплитудных магнитных аномалий, большой мощностью перекрывающих отложений, которые затрудняют обнаружение кимберлитов.

Архангельская алмазоносная провинция относится именно к таким сложным территориям. Она была открыта в начале 1980-х силами огромного числа научных и производственных коллективов со всей страны. Несколько полей со скоплениями трубок кимберлитов и родственных им пород были обнаружены в Мезенском и Приморском районах Архангельской области, а также в Нёноксе близ Северодвинска. С тех пор масштабных открытий фактически сделано не было за исключением открытия в 1996 году промышленно алмазоносной трубки имени В.П. Гриба. При этом использовались те же традиционные поисковые методы, например, магниторазведка.

 

По сути, кимберлитовая трубка — это застывшая в земной коре глубинная магма, имеющая контрастные физические свойства относительно вмещающей среды. Магнитометр дает представление об аномалиях магнитного поля, но трубки могут быть слабомагнитными либо вовсе немагнитными. Кроме того, магнитные аномалии могут создаваться так называемыми приповерхностными неоднородностями. В таких условиях магниторазведку уже нельзя назвать эффективной. По аналогичным причинам низкие результаты в геологически сложных районах дают также гравиразведка и электроразведка (электрометрия).

— В наших сложных ландшафтно-геологических условиях эти традиционные методы фактически себя исчерпали, — говорит заведующий лабораторией экологической радиологии ФИЦКИА УрО РАН Евгений Яковлев. — Аномалии выделяются, но они, как правило, не связаны с кимберлитами, а множественное бурение скважин для заверки аномалий — дорогое удовольствие. При этом геологи обнаруживают в современных аллювиальных отложениях отдельные алмазы. Иначе говоря, источник есть, а трубок нет.

Тем не менее, как считают эксперты, открытие новых трубок возможно. Геологи склоняются к мысли, что в фундаменте земной коры находятся перспективные с точки зрения содержания кимберлитов структуры. На этих блоках земной коры необходимо проводить специализированные геологические работы. Ученые Института геодинамики и геологии ФИЦКИА предлагают современный подход к разработке методики поисков кимберлитов. Результаты исследований, обнаруженные закономерности показывают, что поиск трубок комплексом новых методов имеет перспективы.

 

Как отмечает старший научный сотрудник лаборатории сейсмологии ФИЦКИА Константин Данилов, прежде всего необходимо исследовать устойчивые признаки. Трубки взрыва, образовавшиеся при извержениях небольших «вулканов», сообразно названию имеют трубочное строение и уходят вертикально в земную кору. Стопропроцентный признак трубки — образовавшаяся при взрыве воронка с уходящей на большую глубину корневой частью. Прежде этот очевидный признак исследовался только на приповерхностном уровне.

— Классические сейсмические методы исследований их «видят» слабо, — поясняет Константин Данилов. — Они нацелены на горизонтальный уровень, трубка же вертикальная. По контурам она напоминает гвоздь, вбитый в земную кору. Мы предлагаем использовать комплекс, серию методов для исследования трубок взрыва. Сначала на больших глубинах выделяется субвертикальное строение, для определения которого используется новый метод микросейсмического зондирования.

Отметим, что этот метод был запатентован сотрудниками Института физики Земли РАН (Москва) в 2006 году. Путем измерения фоновых колебаний с большой точностью выделяются вертикальные и субвертикальные неоднородности земной коры на глубинах 1,5–2 км. Такими неоднородностями могут быть трубочные тела и разломные нарушения. Но поскольку выделенная неоднородность необязательно бывает трубкой, нужна комбинация методов.

— В частности, весьма информативными являются радиогеохимические признаки, — продолжает Константин Данилов. — Разломные нарушения и борта трубок демонстрируют повышенный поток инертного радиоактивного газа радона, повышенные концентрации урана, тория и калия.

 

Третий элемент комбинации — поверхностные радиогеохимические аномалии, для выявления которых применяются методы высокоразрешающей гамма-спектрометрии. Наземные способы позволяют, пусть и при больших временных затратах, исследовать аномалии с более высокой чувствительностью, чем при аэрогаммасъемке.

— Если мы непосредственно приближаемся к объекту исследования, проводя пешеходную съемку высокочувствительным прибором, то получаем значения, которые незначительно превышают фон, но по набору радиогеохимических признаков могут соответствовать поисковому объекту, — поясняет Евгений Яковлев.

Эксперты ФИЦКИА подчеркивают: использование этих методов по отдельности не дает необходимой информативности. Однако комплекс всех методов и полученная комбинация результатов, которые обрабатываются и сопоставляются при помощи компьютерного моделирования, позволяют собрать информационные «пазлы», в совокупности дающие более полную картину. Комплексный подход на порядок повышает достоверность данных, необходимых для поиска кимберлитовых трубок.

 

Первые пробы комплексного подхода ученые ФИЦКИА РАН провели в 2015 году на Чидвинской трубке. Затем работа была продолжена на целой серии трубок (месторождение Ломоносова, трубка Мегорская, Нёнокское поле). Часть работ проводилась при поддержке ПАО «Севералмаз». На текущий момент поставлена цель найти конкретных заказчиков, чтобы провести более широкомасштабные работы с бурением для проверки работоспособности комплекса на открытых территориях.

Что касается экономических аспектов, то разрабатываемый комплекс методов может повысить производительность геологоразведочных предприятий. Используемые методы требуют минимум дополнительных затрат и спецтехники, их влияние на окружающую среду минимально, что существенно упрощает их применение.

Помимо предложенного «ядра» методов эксперты в экспериментальном порядке намерены включить в комбинацию и ряд других. В частности, исследуются перспективы сейсмической интерферрометрии.

По результатам исследований опубликован ряд статей в рецензируемых российских и зарубежных журналах. Запланировано также патентование создаваемого комплекса.