1. георесурсы юга россии - Геолого
реклама
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Геолого-географический факультет Рыбин И.В., Мещанинов Ф.В. Учебное пособие «ГЕОРЕСУРСЫ ЮГА РОССИИ»» Ростов-на-Дону 2013 1 Учебное пособие разработаны преподавателем кафедры месторождений полезных ископаемых Рыбиным И.В. и кандидатом геолого-минералогических наук, ст. преподавателем кафедры месторождений полезных ископаемых Мещаниновым Ф.В. Ответственный редактор Доктор геол.-мин. наук, зав. кафедрой месторождений полезных ископаемых, профессор М.И.Гамов Печатается в соответствии с решением кафедры месторождений полезных ископаемых геолого-географического факультета Южного федерального университета, протокол № 1 от 04 сентября 2013 г. Рассмотрено и рекомендовано к печати на учебно-методическом совете геолого-географического факультета протокол № 1 от 18 сентября 2013 г. 2 СОДЕРЖАНИЕ стр. 1. ВВОДНЫЙ РАЗДЕЛ 3 Введение 3 2. ГЕОРЕСУРСЫ ЮГА РОССИИ 14 2.1 Георесурсы угленосных отложений Юга России 2.2 Сопутствующие углю георесурсы, их промышленное и хозяйственное использование 14 15 2.3 Метан угольных пластов 18 2.4 Георесурсы нефтяных и газовых месторождений Юга России 23 2.5 Георесурсы рудных полезных ископаемых Юга России 25 2.6 Георесурсы нерудных полезных ископаемых Юга России 35 2.7 Георесурсы подземных вод Юга России 37 2.8 Георесурсы техногенных месторождений Юга России 41 3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОРЕСУРСОВ НЕДР ЮГА РОССИИ 50 3.1 Перспективы развития минерально-сырьевой базы Юга России 50 3.2 Экономические аспекты комплексного освоения георесурсов недр Юга 54 России 3.3 Основные цели и содержание маркетинговых исследований Рекомендуемая литература 59 61 3 1. ВВОДНЫЙ РАЗДЕЛ Введение На фоне возрастающей роли угля в мировом энергетическом балансе, в нашей стране наблюдается противоположная тенденция - снижение добычи и потребления угля с замещением его в энергетике природным газом и нефтепродуктами, что связано с исчерпанием доступных для экономически рентабельной эксплуатации ресурсов углей в благоприятно расположенном Донецком бассейне, экономической параллельно конъюнктуры. В с негативными результате были изменениями закрыты многие угледобывающие предприятия, часть из которых могла бы работать еще достаточно долго. Определенную роль в этом процессе сыграла и необходимость соблюдения международных соглашений, касающихся экологических параметров используемых энергоносителей. На территории Восточного Донбасса, имеются угольные ресурсы, а также ресурсы других полезных ископаемых, в том числе различные стройматериалы и сырье для их производства, флюсовые известняки, керамическое и опал-кристобалитовое сырье, минеральные воды, техногенные полезные ископаемые - отвалы шахт и обогатительных фабрик, причем последние приурочены к шахтерским территориям. Экологическая обстановка на территории Восточного Донбасса находится в критическом, местами - катастрофическом состоянии. Окружающая среда испытывает сильное воздействие разнообразных антропогенных факторов, включая освоение угольных месторождений, а на рубеже тысячелетий - ликвидацию угольных шахт. Реструктуризация угольной промышленности Восточного Донбасса и связанное с этим закрытие шахт повлекли за собой ряд проблем экологического характера. В настоящее время в процессе ликвидации находятся 49 неперспективных шахт. Ликвидационные мероприятия вызывают активизацию негативных природно-техногенных процессов, которые охватывают значительные территории как в городах и шахтерских поселках, так и на прилегающих площадях Восточного Донбасса. В связи с ликвидацией осуществляются меры по охране урбанизированных площадей и экологической реабилитации территории. В пределах региона ведется мониторинг показателей экологического состояния среды, направленный в основном на изучение поверхностных, шахтных и подземных вод, водогазовыделений из закрытых шахт. Основные термины и определения: Акватория - в данном случае - участок водной поверхности моря в установленных для каждого государства границах Глобализация экономики - создание общего рынка сырья, в том числе топливно-энергетического и минерального, товаров и трудовых ресурсов для крупных групп стран, континентов и, в конечном итоге, мирового сообщества в целом Горное дело - раздел техники, охватывающий комплекс процессов, необходимых для извлечения из недр полезных ископаемых, их предварительной обработки с целью использования в промышленности (синоним: добыча полезных ископаемых) Грязи природные - илы морские, озерные, лиманные, речные, ключевые. Применяются для лечебных целей. Синоним: грязи лечебные. Дефицит платежей - ситуация, при которой в стране образуется недостаток валютных средств для оплаты поступающих по импорту товаров и сырья Добыча полезных ископаемых - извлечение полезных ископаемых из недр в результате их разработки различными методами Добыча - количество полезного ископаемого, извлеченного из недр за определенный промежуток времени (горно-экономический термин). Различаются: добыча общая, т.е. все количество полезного ископаемого, извлеченного из недр, и товарная добыча - количество полезного ископаемого, поступившего потребителям, т.е. за вычетом потерь его при добыче и транспортировке Запасы - достоверно подсчитанное по результатам геологоразведочных работ количество полезного ископаемого (минерального сырья), заключенного в земных недрах на определенной площади Концентрат - продукт, полученный в результате обогащения руд, с содержанием ценного компонента значительно выше, чем в исходном материале. Минерально-сырьевая база (МСБ) - различают: МСБ какой-либо отрасли промышленности, т.е. обеспеченность ее необходимыми запасами минерального сырья (например, «минерально-сырьевая база черной металлургии») и МСБ территории - округа, страны, группы стран, континента и мира в целом - обеспеченность их различными видами полезных ископаемых (например, «минерально-сырьевая база России») Обогащение полезных ископаемых (руд) - комплекс процессов первичной обработки минерального сырья для выделения из него всех видов полезных минералов и отделения пустой породы, не представляющей практической ценности в данном производстве. Синоним: кондиционирование руд Полезные ископаемые – это минеральные массы, извлекаемые из недр земли и используемые человеком. Они разделяются на металлические, неметаллические и горючие. Металлические (рудные) - это полезные минеральные массы, из которых извлекаются металлы. Неметаллические (нерудные) - это минералы, горные породы, которые используются целиком. Горючие – используются для получения энергии, органических материалов и изделий. Руда - это минеральный агрегат, в котором содержание ценных компонентов достаточно для промышленного извлечения. Попутные полезные компоненты - полезные компоненты - металлы или минералы, находящиеся непосредственно в составе основного полезного ископаемого и извлекаемые из недр одновременно с ним. Прогнозные ресурсы - количество полезных ископаемых в недрах Земли, установленное ориентировочно, на основе геологических прогнозов Сопутствующие полезные ископаемые - полезные ископаемые, содержащиеся в породах почвы или кровли залежей основного полезного ископаемого, которые можно добывать из недр параллельно с основным полезным ископаемым. Техногенные месторождения - это техногенное геологическое тело или его часть, представляющие собой скопление минерального вещества на поверхности Земли, возникшее в результате связанной с природопользованием хозяйственной деятельности человека (техногенеза), и которое по качеству и количеству может быть предметом эффективного использования в сфере материального производства в данных экономических условиях при данном состоянии техники и технологии, либо в ближайшем будущем. Эмбарго - в данном случае - запрещение государственной властью ввоза из какой-либо страны или вывоза в какую либо страну или группу стран золота, товаров, сырья, в том числе и минерального, ценных бумаг и пр. Применяется как метод репрессий. Энергоемкость - количество энергии, затрачиваемой на производство единицы какой-либо продукции или товара. В данном случае - на добычу и обогащение 1 тонны полезных ископаемых (минерального сырья) Месторождения полезных ископаемых – это отдельные участки земной коры, где в результате тех или иных геологических процессов накопилось минеральное вещество, которое по качеству, количеству, условиям залегания экономически выгодно добывать и использовать. Рудное тело – это локальное природное скопление полезного ископаемого, имеющее геометрический контур. Морфология тел полезных ископаемых. Главные формы рудных тел – пласты, линзы, жилы, трубы или столбы, штокверки, штоки, тела неправильной формы, гнезда (карманы), комбинированные залежи. По генезису месторождения полезных ископаемых разделяются на магматические, карбонатитовые, пегматитовые, альбититовые и грейзеновые, скарновые, гидротермальные, колчеданные месторождения эндогенной серии; месторождения выветривания, россыпные, осадочные экзогенной серии; метаморфизованные и метаморфические месторождения метаморфогенной серии. Магматические месторождения формируются в процессе дифференциации металлоносной магмы непосредственно из расплава ультраосновного кислого или щелочного состава. По способу образования они разделяются на ликвационные, раннемагматические и позднемагматические. Ликвационные месторождения образуются при разделении рудносиликатной магмы на две несмешивающиеся жидкости – силикатную и рудную, кристаллизация которых происходит раздельно. Примером являются медно-никелевые месторождения (Норильская группа, Садбери). Раннемагматические месторождения формируются в результате обособления ранних фракций минералов кристаллизационной дифференциации, их концентрации под воздействием силы тяжести и конвективных течений магмы. Примером являются месторождения алмазов кимберлитового и лампроитового типов (Якутия, ЮАР, Австралия); хромитов, платины в расслоенных массивах ультраосновного-основного состава (Бушвельдский массив). Позднемагматические месторождения образуются из остаточных расплавов после застывания главной массы породобразующих силикатов, для них характерны ксеноморфный облик рудных минералов и эпигенетический характер рудных тел. Примером являются месторождения хромитов (Кемпирсайское), титаномагнетитов (Качканар), апатитов (Хибинский массив). Карбонатитовые месторождения – это рудоносные эндогенные скопления кальцита, пространственно и доломита и генетически других карбонатов, ассоциированы с которые интрузиями ультраосновного щелочного состава центрального типа, формирующихся в обстановках тектономагматической активизации древних континентов. Карбонатитовые массивы имеют кольцевое строение. В карбонатитах встречаются месторождения тантала, ниобия, редких земель, железных руд, апатита, флогопита, меди, флюорита, титана, карбонатного сырья. Примером являются месторождения железа Ковдор, меди - Палабора. Пегматитовые месторождения связаны с формированием магматических или метаморфических пегматитов – крупнокристаллических агрегатов алюмосиликатных минералов, залегающих в материнских породах тождественного состава (либо вблизи их контактов). Магматические пегматиты формируются на завершающих ступенях отвердевания интрузивных массивов из остаточных расплавов, обогащенных летучими компонентами, а также за счет постмагматических пневматолитовогидротермальных пегматитов с растворов, образованием приводящих полезных к трансформации ископаемых. ранних Наибольшим распространением пользуются гранитные пегматиты, реже встречаются щелочные пегматиты. Метаморфические пегматиты формируются как продукты метаморфизма на его регрессивном этапе. Они характерны для докембрийских гранитогнейсовых комплексов. К пегматитам приурочены месторождения металлургического кварцевого сырья, керамического (полевошпатового) сырья, мусковита и флогопита, горного хрусталя, оптического флюорита, драгоценных камней (топаза, аквамарина, турмалина, граната, аметиста), руд редких металлов (лития, бериллия и др.) Альбититовые и грейзеновые месторождения связаны с апикальными выступами массивов кислых и щелочных гипабиссальных изверженных пород, подвергшихся постмагматическому щелочному метасоматозу. При этом вследствие натрового метасоматоза верхние части гранитных куполов и их апофиз альбитизируются, а избыток калия выносится и связывается в грейзенах, накапливающихся на границе альбитизированных гранитов и вмещающих их пород, а также среди последних, близ кровли интрузивов. С альбититами связаны месторождения ниобия, циркония, редких земель, урана. В грейзенах сосредоточены ресурсы олова, вольфрама, лития, бериллия, изумруда. Скарновые месторождения образуются в приконтактовых областях кислых интрузий среди карбонатных пород за счет метасоматических (биметасоматических, постмагматических гидротермально-инфильтрационных Наиболее значительны известково-скарновые контактово- диффузионных) и процессов. месторождения железа (Соколовско-Сарбайское, г. Магнитка и др.), свинца и цинка (Верхнее), вольфрама и молибдена (Тырныауз). Гидротермальные месторождения – создаются циркулирующими в земной коре горячими минерализованными растворами, из которых отлагаются полезные минералы в пустотах, трещинах горных пород, а также при замещении горных пород. Источником минерального вещества гидротермальных растворов может быть ювенильный магматический, ассимиляционный Среди магматический, источников воды в фильтрационный гидротермальных внемагматический. растворах выделяют: магматическую, метаморфическую воду, захороненную воду древних осадков, атмосферную, морскую воду. Гидротермальные месторождения разделяются на высокотемпературные (свыше 300˚С), среднетемпературные (300 - 200˚С), и низкотемпературные (менее 200˚С). По глубине их образования выделяют гипотермальный (более 5 км), мезотермальный (2-5 км) и эпитермальный (менее 2 км) классы. По генезису гидротермальные месторождения делятся на плутоногенно-гидротермальные, вулканогенногидротермальные месторождения и амагматогенные. пространственно и Плутоногенно-гидротермальные генетически связаны с кислыми интрузиями. Примерами являются месторождения золота (Березовское), меди (Коунрадское). Вулканогенно-гидротермальные месторождения пространственно и генетически связаны с наземным, преимущественно андезит-дацитовым вулканизмом. К ним относятся золото-серебряные месторождения Камчатки, Балейское (Читинская обл.), Потоси (Боливия). Амагматогенные месторождения образуются из растворов немагматического происхождения или эпигенетических гидротермальных растворов, удалившихся от родоначальных магматических источников на значительные расстояния и потерявшие с ними связь. Эти месторождения приурочены к площадям развития осадочных пород, где отсутствуют магматические проявления. Рудные тела этих месторождений часто имеют форму стратифицированных собственных ресурсов низкотемпературных залежей, а руды осадочно-породных растворов. Примером образуются бассейнов являются при за счет участии месторождения медистых песчаников (Джесказган), стратиформные месторождения свинца и цинка (Миссисиппи-Миссури), ртути (Никитовское). Колчеданные месторождения пространственно и генетически связаны субмаринными базальт-риолитовыми вулканогенными формациями. Их руды сложены преимущественно сульфидами железа. Генезис месторождений комплексный и связан с вулканогенно-гидротермальными и вулканогенно-осадочными процессами. Примерами являются месторождения меди (Ю.Урал), свинца и цинка (Рудный Алтай). «Черные и белые курильщики» - колчеданные и колчеданнополиметаллические месторождения, формирующиеся на океаническом дне в результате проникновения гидротерм по зонам глубинного разлома (месторождение Кизил-Дере в Дагестане). Месторождения выветривания образуются в результате накопления полезного ископаемого в коре выветривания. Остаточные месторождения выветривания образуются вследствие растворения и выноса приповерхностными водами не имеющей ценности минеральной массы горных пород и концентрации в остатке вещества полезного ископаемого. Инфильтрационные месторождения формируются в связи с растворением этими водами ценных составляющих горных пород, их инфильтрации и переотложением в нижние части коры выветривания. Примерами являются месторождения алюминия Боке (Гвинея), бурых железняков Бакал (Ю.Урал), никеля (Куба, Ю. Урал), каолина (Украина). Россыпные месторождения формируются вследствие концентрации ценных тяжелых и устойчивых к разложению минералов среди обломочных отложений. Они возникают в процессе разрушения и переотложения вещества горных пород и коренных месторождений полезных ископаемых у поверхности Земли. Россыпи подразделяются на элювиальные, делювиальные, пролювиальные, аллювиальные, литоральные, гляциальные, эоловые. Пример – россыпи алмазов (ЮАР, Якутия), драгоценных камней, редких металлов (Бразилия), золота (Приморье, Красноярский край, Магаданская область, Аляска), касситерита (Якутия). Осадочные месторождения возникают в процессе осадконакопления на дне водоёмов. По месту образования они разделяются на речные, болотные, озерные и морские. По генезису выделяются механические, химические, биохимические осадочные месторождения. Примером являются месторождения песка (Люберецкое, Миллеровское), соли (Соликамское), бокситов (СУБР), железа (Керченское), марганца (Никопольское, Чиатурское), фосфора (Каратау, Фосфория), угля (Донбасс), нефти и газа (Уренгой). Метаморфогенные месторождения образуются в связи с процессами метаморфизма горных пород и полезных ископаемых. Метаморфизованные месторождения подверглись изменению одновременно с окружающими породами в такой степени, что метаморфические признаки в форме, строении и составе тел полезных ископаемых оказываются резко доминирующими. Примером являются Криворожское), месторождения золотоносных железистых конгломератов кварцитов (КМА, (Витватерсранд). Метаморфические месторождения возникли вновь в процессе метаморфизма в связи с перегруппировкой минерального вещества метаморфизуемых пород. Например, месторождения кварцитов, мрамора, графита. Месторождения ударного метаморфизма – образуются в результате падения крупных колчеданных тел на поверхность Земли (астроблемы). Пример – Аризонский кратер, Попугайская астроблема (Таймыр) и др. 2. ГЕОРЕСУРСЫ ЮГА РОССИИ 2.1 Георесурсы угленосных отложений Юга России. Ресурсы и запасы угля. Перспективные направления использования углей. Основные потребители донецких углей. Ростовская область является основной угольной базой СевероКавказского региона. Предприятия угольной промышленности области расположены на территории одного из старейших угольных бассейнов Восточного Донбасса и имеют удобное географическое положение. Близость к портам Черного и Азовского морей, территориям других субъектов входящих в Южный федеральный округ, потенциально предопределяет угольную отрасль одним из основных источников энергетических ресурсов региона. На территории Восточного Донбасса сосредоточено 24,2 млрд. тонн угольных ресурсов. Из них разведанных запасов - 6,5 млрд. тонн (27 %) предварительно оцененных запасов - 3,0 млрд. тонн (12 %) и прогнозных ресурсов - 14,7 млрд. тонн (61 %). Для возможного освоения в современных экономических условиях выявлено 10 перспективных участков с запасами 545 млн. тонн угля. Эти участки рекомендованы для коммерческого освоения. По действующему шахтному фонду Восточного Донбасса запасы, целесообразные к отработке, составляют 232 млн. тонн. Таким образом, Ростовская область имеет серьезный потенциал запасов в объеме 777 млн. тонн угля. Большая часть запасов представлена запасами антрацита - лучшего в мире угля по калорийности. Доля антрацита в общих запасах угля составляет более 90 %. По качественным характеристикам донецкие антрациты являются уникальными. По важнейшему показателю, степени метаморфизма, они отнесены к суперантрацитам. Это обуславливает такие важные для потребителя качества как плотность и высокая калорийность (удельная теплота сгорания 33-34 МДж/кг). Угольная сырьевая база коксования в России в настоящее время является неустойчивой как в количественном, так и в качественном отношении (в соответствует последнее десятилетие расчетно-оптимальной). она Из по своей структуре трех групп марок не углей, используемых в коксовании, сложился наибольший и весьма острый дефицит углей марок ОС, К и КО с так называемой коксовой присадкой, доля участия которой в коксовых смесях составляет только 20 % вместо положенных 35 %. К 2009 году прогнозируется увеличение дефицита углей с коксовой присадкой в целом по России до 6,5 млн. тонн, который в настоящее время покрывается в основном углями отощающей добавки. Недооценка роли донецких коксующихся углей привела к тенденции их вытеснения из европейской части России углями низкого качества (кузнецкие и польские) и формированию частичной зависимости от импорта угля. На основе использования существующих и вновь разработанных методов и процессов переработки углей может быть достигнуто существенное расширение направлений и сфер использования угольных ресурсов Восточного Донбасса, что, несомненно, повысит ценность и инвестиционную привлекательность углей, будет способствовать повышению рентабельности предприятий, осуществляющих их добычу и переработку. 2.2 Сопутствующие углю георесурсы, их промышленное и хозяйственное использование. Ценные компоненты в углях Восточного Донбасса и Северного Кавказа. Сохранение ресурсов недр и других природных ресурсов при добыче угля. Основной целью стратегии развития угольной отрасли является достижение стабилизации производственно-экономического положения угледобывающих компаний, выход предприятий на рентабельную добычу, а также решение социальных проблем. «Концепцией экономической политики Ростовской области», принятой Законодательным собранием области, предусматривается обеспечение уровня добычи угля в объеме 12-14 млн. тонн в год. Для реализации стратегии развития угледобычи необходимо решение следующих задач: - техническое перевооружение, реконструкция действующих перспективных шахт и обогатительных фабрик; - завершение и строительство шахт нового технического уровня; - строительство и реконструкция обогатительных фабрик с глубоким процессом обогащения угля; - диверсификация профильного производства в направлении глубокой переработки угля; - продолжение структурной перестройки в управлении работой угольных компаний. Осуществление мероприятий по развитию угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий позволит довести добычу угля до объемов, предусмотренных «Концепцией экономической политики Ростовской области». В настоящее время шахтный фонд Восточного Донбасса включает 15 действующих и 5 строящихся шахт. Анализ технических возможностей действующего шахтного фонда показывает, что для стабильной, высокоэффективной работы действующих шахт необходимо провести реконструкцию девяти действующих шахт (им. Чиха; «Аютинская»; «Гуковская»; «Ростовская»; «Дальняя»; «Обуховская»; шахты № 37; шахты № 410 и Вертикальная №1) и расширение шахты «Садкинская». «Концепцией экономической политики Ростовской области» предусматривается увеличение добычи угля и обеспечение стабильной работы угледобывающих компаний области на долгосрочную перспективу для чего необходимо, кроме поддержания действующих мощностей, строительство шахт нового технического уровня. В настоящее время ОАО «Донской уголь» ведет строительство шахтновостроек «Шерловская-Наклонная» и Обуховская № 1 с суммарной проектной мощностью 2 650 тыс. тонн горной массы в год, а также групповой обогатительной фабрики с проектной мощностью по переработке 2 650 тыс. тонн горной массы в год. Строительство шахты «Кадамовская» проектной производственной мощностью 900 тыс. тонн горной массы в год приостановлено из-за отсутствия финансирования. Для компенсации выбывающих мощностей целесообразно строительство после 2010 года трех шахт: «Кадамовская-Западная», «Садкинская-Восточная № 2» и «Заповедная-Северная № 2». Основной целью стратегии развития угольной отрасли является достижение стабилизации производственно-экономического положения угледобывающих компаний, выход предприятий на рентабельную добычу, а также решение социальных проблем. Осуществление полного комплекса мероприятий по развитию угледобывающих и углеперерабатывающих предприятий позволит довести объем добычи угля до 17 млн. тонн в 2020 г. В целях энергетической безопасности европейской части Российской Федерации необходимо поддерживать и развивать угольную промышленность Восточного Донбасса (Ростовская область), так как в случае разрыва транспортных артерий, связывающих центр страны с топливодобывающими восточными и северными районами, угольные шахты Восточного Донбасса остаются единственным поставщиком топлива для европейской части России. Вопросы сохранения и развития угольной отрасли не являются отраслевыми и должны решаться в рамках всего топливно-энергетического комплекса страны с учетом обеспечения энергетической безопасности и экономической эффективности развития экономики всей страны, как сегодня, так и на долгосрочную перспективу. Необходимо разработать топливно-энергетический баланс России, который должен учитывать особенности каждого региона, потенциал его энергетических ресурсов. При этом, в топливно-энергетическом балансе России тепловые станции, работающие на угле, должны находиться в середине баланса, а газовые станции должны быть замыкающими. На правительственном уровне, при разработке «Энергетической стратегии России на период до 2020 года», необходимо закрепить положение о приоритетном направлении использования природного газа на нетопливные цели, а угля - на выработку электроэнергии. Требуется совершенствование и создание новых высокоэффективных технологий сжигания угля. Одним из направлений при формировании технической политики использования твердого топлива в энергетике является комплексная внутрицикловая энерготехнологическая газификация угля с выработкой переработка или электроэнергии в парогазовых циклах, а также побочных продуктов, что существенно повышает конкурентоспособность твердого топлива (котельный агрегат с топкой с ЦКС, внедрение экологически эффективных технологий сжигания углей и утилизация отходов и др.). 2.3 Метан угольных пластов. Ресурсы и хозяйственная значимость. Перспективы промышленного освоения. В Восточном Донбассе залежи угольного метана известны и прогнозируются во всех угленосных районах. Ресурсы метана в угольных пластах только на детально разведанных на уголь участках оцениваются величиной 100-120 млрд. м3 (Труфанов и др., 2004). Из 320 разведанных участков угольных месторождений и шахтных полей более 50 могут рассматриваться также как метаноугольные месторождения, причем 30 млрд. м3 газа сосредоточены в пределах горных отводов ликвидированных и ликвидируемых шахт. Основные ресурсы установлены в Каменско-Гундоровском, Садкинском и Тацинском Белокалитвинском, геолого-промышленных Сулино- районах. Здесь газоносность углей максимальна. Геотехнологические характеристики углегазовых месторождений Восточного Донбасса позволяют рассчитывать на развертывание широкого фронта добычи метана. К их числу относятся: • высокая газоносность угольных пластов (до 25-30 и более м3/ т с.б.м.); • значительная плотность разведанных ресурсов - до 150-200 млн. м3 /км2; • высокие концентрации метана в газовой смеси (с глубины 300 м - до 90- 95%) и малые содержания в нем вредных примесей; возможность одновременной добычи с метаном углекислого газа на ряде участков; • значительные внутрипластовые давления газа, обеспечивающие возможность прямого использования его для хозяйственных целей; • сравнительно небольшие глубины залегания разведанных высокогазоносных угольных пластов (до 1000 м) при благоприятных в большинстве случаев рабочих мощностях углегазовых коллекторов. Извлечение метана из угольных пластов и вмещающих пород в промышленных объемах необходимо производить с помощью буровых скважин, проводимых с земной поверхности или из горных выработок. В соответствии с существующими представлениями о состоянии системы «уголь-газ» и проведенными собственными исследованиями (Труфанов и др., 2004., Гурьянов и др., 2000), метан в горно-породном массиве находится в следующих формах: • в свободном состоянии в трещинах и порах, при этом система подчиняется закону Бойля-Мариотта; • в состоянии твердого молекулярного раствора (адсорбции), причем количество поглощенного газа прямо пропорционально его давлению и система подчиняется закону Генри; •в состоянии сконденсированной поверхностной фазы, т.е. концентрация газа у границы раздела «уголь-газ» (физическая адсорбция); • в виде непрочных химических соединений (клатратов), которые обычно метастабильны и существуют лишь при больших давлениях. Соотношения разных форм нахождения метана в углях существенно различаются в зависимости от степени тектонической и метасоматической подготовки угольного вещества. В спокойных, ненарушенных углях преобладает адсорбированный метан, тогда как в так называемых зонах флюидизации доминируют растворы газа, а в зонах «дилатации» угольных пластов (разрыхления в зонах разрывных нарушений) - капсюлированный газ в виде клатратных соединений. Эти различия влияют на интенсивность дегазации угольных пластов и должны учитываться при разработке методов извлечения угольного метана и других газов. Абсорбированный метан количественно намного превышает его содержание в других формах. Обладая значительными запасами метана и высокой газоотдачей, метанообильные зоны флюидизации углегазовых месторождений являются первоочередными опытно-промысловыми объектами для развертывания фронта добычи метана в регионе. Сдерживающими освоение угольного метана факторами в условиях Восточного Донбасса являются, в частности, низкая газоотдача углей и углевмещающих пород, трудности прогнозирования, поисков, разведки и подсчета запасов метана в метанообильных зонах. В качестве первоочередной задачи для Восточного Донбасса актуальным является совершенствование существующих и разработка новых методов поисков месторождений метана и технологий повышения газоотдачи угольных пластов и углевмещающих пород в скважины, пройденные с поверхности. Сотрудниками Ростовского госуниверситета разработана на уровне «ноу-хау» новая методика геотехнологического картирования месторождений с выделением метанообильных участков (зон). Методика опробована на Краснодонецком месторождении, находящемся в Белокалитвинском районе, с выделением пяти перспективных участков с общими ресурсами около 3 млрд. м3 угольного метана, один из которых Восточный - определен в качестве первоочередного проекта для создания геотехнологического комплекса по извлечению и практическому использованию углеводородных газов. Традиционная технологическая схема извлечения, основанная на пассивной дегазации угля скважинами, обеспечивает получение только около 40% всего объема газов, находящихся в угольном субстрате. Представляется нецелесообразным при организации добычи метана в области ориентироваться на этот способ извлечения. С целью повышения газоотдачи необходимо применять специальные методы активного воздействия на газосодержащий коллектор (угольные пласты, породные слои), направленные на повышение каптажной способности скважин и активизацию газовыделений. Определенной перспективностью характеризуются геомеханические методы дегазации, разрабатываемые в ИПКОН РАН, ИГД им. А.А. Скочинского (Трубецкой и др., 2000), использующие скрытую энергию напряженного состояния горного массива. С этими методами сочетаются различные депрессионно-вакуумные способы, применяющиеся в основном для дегазации выработанного пространства угольных шахт. Принципиально новые подходы к повышению газоотдачи выявились в связи с получением новых данных о форме нахождения углеводородных газов в углях. Эти данные получены в ходе детальных исследований молекулярной и надмолекулярной структуры, физико-химических и электрофизических свойств ископаемых углей из зон флюидизации (Труфанов и др., 2004). Испытания новых технологий интенсификации газоотдачи угольных пластов и вмещающих пород проведены на Краснодонецком углеметановом месторождении с прогнозными ресурсами более 5 млрд. м3 метана. Здесь выполнен комплекс полевых, опытно-экспериментальных и натурных скважинных исследований по испытанию новых технологий добычи углеводородных газов из угольных пластов и вмещающих пород. Пройдены первые тестовые скважины глубиной от 200 до 600 м для дегазации углепородных массивов. Один из проведенных экспериментов выполнен в интервале залегания угольного пласта mg1 в скважине глубиной 410 м и конечным диаметром 93 мм. Угольный пласт вскрыт на горизонте «- 380 м» в целике, оставленном в период эксплуатации Краснодонецким шахтоуправлением. С целью повышения газоотдачи использованы депрессионный метод воздействия с применением специального пакерного снаряда, а также методы гидроимпульсный и «обратного взрыва» (кавитационный) с использованием агрегата ЦА-320 и подачей в пласт воды с тонкозернистым (марки К-0,016) кварцевым песком под давлением до 75 атм. В ходе работ удалось произвести гидрорасчленение угольного пласта с расчетным радиусом трещинообразования 75 м. Опыт с применением интенсивных воздействий привел к выбросу (фонтанированию) углегазовой смеси с высоким содержанием метана. В пересчете на суточную величину дебит углеводородных газов варьировал от 7800 до 25000 м3/сутки. Выделяющаяся газовая смесь содержала от 85 до 95% метана. Результаты экспериментов дают основание считать разрешимым вопрос извлечения свидетельствует о значительных количеств перспективности угольного продолжения метана, работ и по совершенствованию этих технологий. Важной задачей является определение оптимального режима воздействия на углегазовую залежь. Проблемным остается вопрос обеспечения стабильности дебита газовыделений. Выполнены технико-экономические расчеты по созданию первой очереди опытно-промышленного геотехнологического комплекса на Восточном участке Краснодонецкого месторождения (проект «Краснодонецк-углеметан 1»), на котором планируется получать до 15 млн. м3 метана в год. Аналогичные комплексы планируется создать на других перспективных участках с получением ежегодно более 200 млн. 3 M высококачественного углеводородного сырья. С учетом полученных результатов представляется целесообразным продолжить исследования и разработки по проблеме угольного метана Восточного Донбасса с целью его практического использования и улучшения социальной и экологической обстановки в районах ликвидируемых угольных шахт. 2.4. Георесурсы нефтяных и газовых месторождений Юга России. Основные типы месторождений, их запасы и прогнозные ресурсы. Комплексное использование нефтегазовых месторождений. Направления развития ресурсной базы углеводородного сырья Восточного Донбасса неразрывно связаны с общими проблемами развития нефтегазового комплекса Южного региона. Поэтому целесообразно рассмотреть эти вопросы в региональном аспекте. Современные геолого-тектонические представления значительно расширяют нефтегазоносные возможности недр, т. к. в разряд перспективных переходят и коры выветривания кристаллического фундамента. В них, во многих нецелевых скважинах установлены нефтегазопроявления на вполне доступных глубинах. Имеются и отдельные месторождения (Азовское, Кущевское, Юбилейное, Оймаши). Самыми древними породами, в которых при бурении установлены нефтегазопроявления, а также при испытании которых имели место притоки газа, являются трещиноватые граниты, гранито-гнейсы, кварциты, амфиболовые и хлоритовые сланцы, а также трещиноватые и выветрелые породы докембрия Ростовского выступа. В сводовых участках выступа докембрийских пород палеозойские отложения отсутствуют. Склоны выступа, а также ложбины и впадины перекрыты корой выветривания, мощность которой на отдельных площадях достигает 50 м и более (Азовская, Федоровская и др. площади). Иногда породы докембрийского фундамента образуют с перекрывающими их нижнемеловыми осадками единый резервуар, как было установлено на Азовском месторождении газа. Особенно известные важными для нефтегазопроявления рассматриваемой в пределах проблемы складчатого являются Донбасса. Скопление нефти встречено в шахте «Красноармейская-Капитальная» на глубине около 1 000 м в поле развития антрацитовых углей. Залежь приурочена к выклинивающемуся песчанику среднего карбона, заключенному в глинистых сланцах. Несмотря на небольшую мощность пласта (менее 1 м) и воздействие на песчаник высоких давлений и температур, он не утратил емкостных и фильтрационных свойств, исключено, что этому способствовало наличие в пласте сингенетичной нефти, которая препятствовала аутигенной минерализациии и другим преобразованиям пород при жестких термобарических условиях. Основным фактором в распределении углеводородных газов в угленосных отложениях района является тектоника. Максимальная газоносность угольных пластов и наиболее гипсометрически высокие отметки поверхности метановой зоны приурочены к Первомайской, Анненской, Брянской и др. антиклиналям, а также к пологим крыльям структур. По времени и условиям формирования нефтегазоматеринских пород Донбасс очень сходен с нефтегазоносной областью и бассейнами ДоноМедведицкого вала и прилегающих районов восточного склона Воронежской антеклизы, что позволяет объединить их в единую Волго-Донецкую нефтегазоносную провинцию. Однако Донбасс по особенностям современной структуры является значительно более сложным региональным тектоно-генетическим элементом земной коры, и его целесообразно выделять в самостоятельную нефтегазоносную область. По структурно-генетическим типам возможных нефтяных залежей Донбасс идентичен Днепрово-Донецкой и Припятской нефтегазоносным областям, в которых широким развитием пользуются нефтяные и газовые залежи, связанные с моноклинальными блоками в рифтовом и надрифтовом комплексах пород девонского и каменноугольного возраста. Таким образом, в Донецком бассейне имеются все историкогенетические посылки, характеризующие нефтегазоносные бассейны рифтогенного типа, позволяющие положительно оценивать перспективы нефтегазоносности палеозоя. В дальнейшем необходимо провести детальные палеотектонические и палеогеографические исследования, чтобы осуществить нефтегазогеологическое районирование территории по степени перспективности и выделить конкретные площади для бурения глубоких структурно-параметрических скважин и производства поисково-разведочных работ. Однако уже сегодня к наиболее перспективным землям следует отнести северную и южную (Приазовская или Новочеркасская ступень) зоны бассейна с залеганием кристаллического фундамента на глубинах до 5-6 км. В генетическом отношении эти зоны представляют собой «плечи рифейскодевонского авлакогена» с развитием надрифтового комплекса пород. 2.5 Георесурсы рудных полезных ископаемых Юга России. Металлогенические провинции на территории Южного федерального округа. Металлические полезные ископаемые Структурно-тектонические факторы Основные промышленно-генетические типы месторождений, их запасы и прогнозные ресурсы. Металлические полезные ископаемые в истории освоения недр Ростовской области, которая на протяжении многих лет считалась исключительно угольной сырьевой базой страны, изучались очень ограниченно, в основном в процессе геолого-съемочных работ. В результате в регионе отсутствуют промышленные месторождения металлических полезных ископаемых. Вместе с тем, многочисленные рудопроявления, точки минерализации черных, цветных и редких, благородных металлов наряду с благоприятной геолого-тектонической позицией, открытием месторождений на сопредельных территориях позволяют говорить о перспективах области в отношении металлов. Металлогеническая специализация территории Ростовской области определяется двумя группами полезных ископаемых: приуроченными к складчатому основанию или кристаллическому фундаменту (рудопроявления металлов эндогенного генезиса в коренном залегании) и локализующимися в осадочном платформенном чехле (экзогенные проявления и месторождения россыпного типа). Эндогенные рудопроявления приурочены к частям трех крупных металлогенических элементов юга Восточно-Европейской платформы: металлогенической провинции Курской магнитной аномалии, Хоперской и Доно-Днепровской металлогенических провинций. Первые две выделены в образованиях кристаллического фундамента, последняя соответствует Днепрово-Донецкому авлакогену, сложенному дислоцированными породами палеозоя. Геологическое строение тектонических элементов и определяет в целом их металлогению. Экзогенные россыпные месторождения приурочены к прибрежноморским и аллювиальным песчаным отложениям осадочного платформенного чехла. На территории области можно выделить два россыпных района: Южно-Воронежский и Приазовский. В обоих случаях металлические полезные ископаемые представлены титан-циркониевыми россыпями, в первом случае, связанными с осадками полтавской серии верхнеолигоцен - миоценового возраста, во втором - с песчаными отложениями сарматского горизонта. На территории Восточного Донбасса промышленное значение имеет золотое оруденение, в значительной мере требуют дальнейшего изучения железорудные россыпи. проявления, вольфрам, молибден, титан-циркониевые Золото Анализ условий локализации золотого оруденения в пределах Днепрово-Донецкого авлакогена позволяет выделить ряд основных факторов, контролирующих распределение золотого оруденения в регионе Структурно-тектонические факторы проявлены на региональном и локальном уровнях. Региональное проявление факторов заключается в закономерности размещения золоторудных объектов, обусловленной сочетанием линейных структур общедонбасского простирания в осевой (Главная антиклиналь) и бортовой (Южная антиклиналь) частях авлакогена с поперечными зонами тектонической активизации (Ровенецкое, Керчикское, Кондаковское поднятия и ряд менее выраженных поперечных структур). Особо важным является сопряженность этих структур с глубинными разрывами кристаллического фундамента, проникающими в мантию. Локальный контроль проявляется в связи оруденения с зонами интенсивной тектонической трещиноватости мелкой складчатости высоких порядков в сводовых частях и на крыльях продольных и поперечных антиклинальных структур. Литолого-стратиграфический фактор определяет приуроченность золотого оруденения нагольчанского типа к флишоидной черносланцевой толще нижнесреднего карбона, а оруденения керчикского типа - к угленосным карбонатно-терригенным отложениям каменской и алмазной свит. Черносланцевая толща содержит первично обогащенные золотом горизонты углистых алевро-аргиллитов с тонкодисперсным органическим и сульфидным веществом. Отложения каменской и алмазной свит включают прослои сидеритовых, повышенным иногда содержанием сульфидизированных золота, а также пласты конкреций с характерных «табачковых» песчаников, отличающихся повышенной пористостью и значительным содержанием вулканогенного материала. В общем случае отмечается влияние литологического контроля, заключающегося в наибольшей благоприятности контрастной по физическим и химическим свойствам толщи, образованной переслаиванием аргиллитов и песчаников. Благоприятны также повышенной однородные пласты пористостью, разноориентированных песчаников, способностью открытых трещин и отличающихся к образованию реакционно-способным цементом, содержащим карбонатный, глинистый и вулканогенно-пепловый материал. Гидротермально-метасоматический фактор отражает процесс взаимодействия рудоносного гидротермального раствора с подготовленным для рудоотложения каркасом рудовмещающих пород. Действие фактора проявляется в возникновении характерных гидротермально-жильных и метасоматических образований, состав которых определяется как термодинамическими и физико-химическими параметрами гидротерм, так и вещественным составом исходных вмещающих пород. Физико-химические и термодинамические рассматриваемых характеристики объектов изучены рудообразующих слабо. Хотя, гидротерм по аналогии для с промышленными золоторудными объектами подобного типа, условия формирования наиболее продуктивных рудообразующих минеральных ассоциаций - среднетемпературные при давлении, соответствующем средним и малым глубинам. Аналогичные условия отражает сульфидно-карбонатнокварцевый состав гидротермально-жильных образований и наложенная сульфидно-карбонатно околорудных (кварц)-хлоритовая метасоматитах, (слюдистая) соответствующая ассоциация в преобразованиям березитового типа. Золотое оруденение представлено золото-сульфидно-кварцевыми рудами гидротермального генезиса, локализованными в угленосных и углеродосодержащих терригенных породах каменноугольного возраста в прибортовой части Днепрово-Донецкого авлакогена. На юго-восточном продолжении Днепрово-Донецкого авлакогена, находящемся в пределах Ростовской области, имеется несколько золоторудных объектов и перспективных площадей, среди которых наиболее изученными и перспективными в настоящий момент являются Керчикское, Чернореченское и Барило-Крепинское рудопроявления. Все рудопроявления находятся вблизи узлов пересечения поперечных поднятий с линейными антиклинальными структурами общедонбасского простирания - Главной и Южной антиклиналями. Керчикское рудопроявление расположено в Октябрьском районе Ростовской области, в 20 км к юго-востоку от г. Шахты. Рудовмещающие породы представлены переслаиванием аргиллитов, алевролитов, пластов песчаников и редких прослоев известняков и углей каменской свиты среднего карбона, перекрытых чехлом рыхлых кайнозойских осадков мощностью 35-80 м. Мощность вскрытого разреза каменской свиты составляет около 800 м. Широкое развитие имеют магматические образования, которые разделены на два разновозрастных комплекса: несветаевский трахиандезитандезитовый и миусско-керчикский лампрофировый юрского возраста (Государственная геологическая карта, 2000). Первый представлен гипабиссальными и типично интрузивными породами среднего, реже кислого и основного состава, слагающими дайки, силлы, субсогласные и сложные по строению «каркасные» тела, внедренные в каменноугольные отложения. Среди пород преобладают андезиты, трахи-андезиты, диориты, кварцевые представлен диориты. Миусско-керчикский маломощными лампрофировый крутопадающими дайками и комплекс жилами, прорывающими как осадочные породы каменноугольного возраста, так и магматические образования несветаевского комплекса. Породы имеют основной-средний состав и повышенную щелочность, представлены мончикитами, камптонитами, спессартитами и керсантитами. Тектоническое строение площади рудопроявления определяется приуроченностью к зоне одноименной поперечной структуры, возникшей над глубинным разломом и выраженной в характерном антиклинальном изгибе слоев южного крыла Шахтинско-Несветаевской синклинали, в образовании серии сближенных разрывных структур северо-восточной и северо-западной ориентировки и заполнении их магматитами двух упомянутых комплексов, а также в широком развитии здесь продуктов гидротермальной деятельности гидротермально-жильных - и метасоматических образований. Ведущими рудными минералами являются: пирит, галенит, сфалерит, реже молибденит, серебросодержащие сульфосоли висмута, самородный мышьяк, из жильных минералов преобладает кварц, карбонаты, серицит, иногда хлорит. Типичными текстурами руд являются прожилково- вкрапленные, вкрапленные, гнездово-вкрапленные. Золото присутствует в самородном виде в кварце, либо выполняет микротрещины в сульфидах, прежде всего в пирите. Свободное золото с размером золотин не более 0,5-1,0 мм (чаще 0,05-0,4 мм) имеет разнообразные формы, преобладают вытянутые, округлые, червеобразные выделения. Присутствует тонкодисперсное золото, входящее в кристаллическую решетку сульфидов или выполняющее межзерновые пространства в сульфидах. Выявленная в пределах Керчикского рудопроявления линейно- штокверковая зона золото-кварц-сульфидной минерализации в настоящее время прослежена на 1,9 км в длину при ширине от 150 до 300 м. Оруденение изучено на глубину до горизонта - 200 м. Единичными глубокими скважинами оруденение прослеживается на большие глубины. Среднее содержание золота при указанных геометрических параметрах не превышает 2 г/т. Чернореченское рудопроявление расположено вблизи северной окраины с. Маломечетного Семикаракорского района Ростовской области в пойме Дон. Выявлено при проведении в 1986-1988 годах глубинного геологического картирования масштаба 1:50 000 на Кондаковской площади. Изучено 18 скважинами глубиной от 250 до 740 м, при этом пройдено две параллельных поисковые линии. Геологические особенности строения Чернореченского рудопроявления, по-видимому, во многом близки к изученным на Керчике. Золоторудная минерализация (содержание золота до 8 г/т) развита в терригенных отложениях среднего карбона и приурочена к зонам тектонической и метасоматической проработки в экзо- и эндоконтактах штокообразного тела андезитодацитов. Минерализованные зоны в плане и по падению не оконтурены и требуют дальнейшего изучения. Руды отнесены полиметаллическим к золото-сульфидной минеральным типом формации руд. с золото- Морфологический тип оруденения прожилковато-вкрапленный, вкрапленный, распределение золота крайне неравномерное. В составе рудных прожилков и вкрапленности преобладают пирит, халькопирит, подчиненное значение имеют сульфиды полиметаллов. Прогнозные ресурсы рудопроявления могут составлять десятки тонн, что позволяет ожидать месторождение средних размеров. Барило-Крепинское рудопроявление расположено вблизи одноименного населенного пункта в Родионово-Несветайском районе, на правом берегу р. Крепкая. Выявлено и предварительно оценено при поисковых работах в 2004 году. Тектонические зоны субширотного простирания состоят из серии сближенных кварцевых, кварц-анкеритовых брекчированных жил, мощностью от первых сантиметров до 0,5 м. Жилы субсогласны с вмещающей алевролит-аргиллитовой толщей и представляют собой изменчивые по мощности линзовидные образования с частыми раздувами и пережимами, прослеживающиеся по простиранию в отдельных случаях на десятки метров, но, как правило, не превышающие 3-5 м. Ориентировочная мощность жильных зон 50-100 м. Наиболее распространенная форма выделения сульфидных минералов гнездообразные скопления (до 2-3 см), отмечаются также мелкая вкрапленность, тонкое прожилкование и сплошные сульфидные руды, образующие каемки в зальбандах жил и скопления в зонах их выклинивания, мощностью до 1-2 см. Железные руды Железные руды в Донбассе представлены осадочными образованиями, связанными с корами выветривания пород каменноугольного возраста, и известны с начала 20 века. Бурые железняки приурочены к крупным разломным структурам в каменноугольных отложениях Восточного Донбасса. На настоящий момент известно 5 рудопроявлений: Сулинское, Павловское, Россошанские 1, 2, 3. Сулинское рудопроявление расположено в зоне Сулино- Константиновского разлома и оперяющих его нарушений в районе г. Красный Сулин. Одноименное месторождение железных руд некоторое время разрабатывалось для нужд Сулинского металлургического завода. Изза незначительных запасов (7,6 млн. т), а также в основном из-за перехода завода на привозное сырье, промышленная значимость сулинских руд была оценена отрицательно. классифицировать как На сегодняшний проявление железных день руд объект можно инфильтрационно- метасоматического типа гетит-гидрогетитовой бурожелезняковой формации, требующее доизучения в связи с появлением новых кондиций (Государственная геологическая карта, 2000). Сулинские руды представлены бурыми железняками, образованными по метасоматически измененному известняку карбона мощностью до 1,5 м и протяженностью до 100 м на глубину. По содержанию суммарного железа руды относятся к богатым (до 60,5 %), обладают легкоплавкостью, повышенной известковистостью, в связи с чем не требуют добавок флюсов, и 100-процентной кусковатостью. Павловское рудопроявление. Расположено северо-западнее Сулинского проявления в аналогичной геолого-тектонической позиции. Наряду с Сулинским Павловское мелкое месторождение разрабатывалось в период с 1875 по 1915 гг. для нужд Сулинского металлургического завода. Суммарная добыча руды составила около 20 млн. пудов (0,32 млн. т). Из-за малых запасов, а также в связи с переходом завода на привозное сырье, промышленная значимость железных руд была оценена отрицательно. Россошанское 1-е рудопроявление расположено в пойме р. Ближняя Россошь, на северо-восточной окраине х. Трофимов Константиновского района, приурочено к осевой части Трофимовской антиклинали. Рудовмещающими породами являются терригенные отложения каменской свиты среднего карбона. Россошанское 2-е рудопроявление находится в Тацинском районе, в пойме р. Дальняя Россошь, ниже впадения б. Хорсеева. Рудовмещающими породами являются песчаники и алевролиты каменской свиты среднего карбона. Россошанское 3-е рудопроявление расположено в Тацинском районе, по р. Дальняя Россошь, южнее Россошанского 2-го проявления, ниже впадения б. Бамбешкина. Оно тяготеет к восточному окончанию Трофимовского надвига, дислоцирующего южное крыло одноименной антиклинали и локализовано в песчаниках алмазной свиты среднего карбона. Промышленные концентрации железа в пределах Россошанской группы проявлений проявившимися вдоль связаны разломов с метасоматическими надвигового типа процессами, субширотной ориентировки, сопряженных с антиклинальными структурами высоких порядков в зоне Северной антиклинали. Проявления изучены только с поверхности при проведении поисковых маршрутов. Данные о морфологии рудных тел отсутствуют. Железные руды представлены бурыми железняками, образующими линзообразные тела мощностью в первые метры, залегающими субсогласно с вмещающими породами карбона. Прогнозные ресурсы железных руд по Россошанской группе проявлений подсчитаны по категории Р2 в количестве 3,37 млрд. т при среднем содержании суммарного железа 56,2 %. Вольфрам На территории Ростовской области рудопроявлений вольфрама известных геолого-промышленных типов не установлено. Промышленные концентрации вольфрама были выявлены при оценке попутных компонентов в антрацитах участка Садкинского Восточного в ходе его предварительной разведки. Аномальные значения вольфрама установлены в восьми скважинах по пробам, отобранным из угольного пласта m81 горловской свиты среднего карбона. Скважины группируются в два обособленных участка, названных Голубинской и Тереховской группами проявлений. Голубинская группа рудопроявлений расположена в нижнем течении р. Кундрючья, вблизи одноименного поселка, приурочена к осевой части Сулино-Садкинской синклинали в месте развития осложняющего ее флексурообразного поперечного поднятия. Угольный пласт мощностью 2,33,1 м залегает на глубинах от 193 до 682 м. Содержания вольфрама в угле изменяется от 0,2 до 1,7 %, в золе - от 1,1 до 6,6 %. Тереховская группа рудопроявлений расположена в 8 км к юго-востоку от вышеописанной в аналогичной геолого-структурной обстановке. Промышленные содержания вольфрама обнаружены в угольном пласте, имеющем мощность 1,53-3,56 м на глубине 116-219 м. Содержания вольфрама составляют в угле 0,01 - 1,5 %, золе - 0,1 - 12,4 %. Титан, цирконий В Ростовской области установлены проявления титана двух геологопромышленных типов: ильменит-титаномагнетитовые руды, связанные с Приазовским пироксенитовым комплексом предположительно нижнедевонского возраста и титан-циркониевые прибрежно-морские россыпи в песчаниках карбона и в песчаных осадках олигоцена-миоцена. Минерально-сырьевая база россыпного титана представлена Ольховским месторождением и Фоминским проявлением в полтавских отложениях на севере области, Федоровским и Грушевским проявлениями в породах среднего карбона, а также несколькими пунктами минерализации, в том числе в осадках среднего сармата в Донбассе и Приазовье. Федоровское рудопроявление расположено восточнее с. Б. Федоровка в левом береговом обрыве р. Кундрючья. Зона обогащения имеет мощность 0,3-0,6 м и прослежена на расстоянии 20 м в обнажении. С поверхности проявление изучено канавами. Содержания рудных минералов по данным минералогического анализа в пересчете на объем породы составляют: циркон - 140 кг/м3, рутил - 35,4 кг/м3, являясь промышленными для россыпных титан-циркониевых месторождений, прогнозные ресурсы рудных минералов не оценивались. Грушевское рудопроявление находится в районе с. Грушевка на левом борту р. Кундрючья. Территория Ростовской области и, в частности, окраины Донбасса представляет месторождений большой интерес титановых руд в отношении россыпного типа, выявления поскольку новых здесь распространены отложения, промышленно рудоносные на Украине и удовлетворявшие в советское время почти 100 % союзных потребностей в ильменитовых и рутиловых концентратах. 2.6 Георесурсы нерудных полезных ископаемых Юга России. Основные промышленно-генетические типы месторождений неметаллических полезных ископаемых. Потребительские группы нерудного минерального сырья. Запасы и прогнозные ресурсы. Освоенность ресурсов нерудных полезных ископаемых. В пределах Восточного Донбасса и прилегающих территорий из 255 известных месторождений, учтенных государственным балансом, к распределенному фонду отнесены 142 месторождения и участка 15 видов сырья (табл. 3). Остальные являются резервом развития добывающей промышленности. Таблица 3-Освоенность ресурсов нерудных полезных ископаемых Восточного Донбасса Распределенный фонд кол Вид сырья запасы ичес Нераспределенный кол ичес тво балансов в т.ч. тво объе ые запасы А+В++С1 объе ктов Камни строительные, тыс. м3 Пески строительные, тыс. м Известняки для извести, тыс. т Кирпичное сырье, тыс. м3 Керамзитовое сырье, тыс. м ктов фонд запасы балансов в т.ч. ые А+В++ запасы С1 76 801 435 694 328 26 260 018 260018 11 70 951 63 234 27 64417 63 956 2 8 505 8 505 4 5 354 5 354 26 31 145 28 832 27 84 223 65 594 3 13 142 13 142 4 10 773 10 773 2 15918 13 099 7 20 038 9 154 16 4 842 4418 - - 2 9 547 9 547 6 75 149 74 972 2 174 685 172 845 1 5 813 5 813 Светложгущиеся глины для производства лицевого кирпича, тыс. т Кварциты, тыс. т Формовочные материалы, тыс. т Известняки флюсовые, тыс. т Мел, тыс. т 1 481 481 Глины буровые, тыс. т 1 5 197 5 197 - - - 1 18 953 11368 - - - 4 10 492 1 929 - 1 36 823 36 823 - 2 3 207 3 207 Аглоиоритовое сырье, тыс. м3 Кремнистое (кристобалитопаловое) сырье, тыс. м3 Цементное сырье, тыс. т Сырье для минеральной ваты, тыс. м3 Итого - - 3 2 930 2 930 - 142 113 Таким образом, на территории Ростовской области, в том числе в рассматриваемом регионе, имеются крупные ресурсы нерудного сырья, представленные месторождениями с весьма благоприятными горно- геологическими условиями для открытой разработки и вблизи транспортных путей сообщения, связывающих юг с центральными и восточными районами России, с крупными промышленными центрами. 2.7 Георесурсы подземных вод Юга России. Питьевые подземные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, перспективы их промышленного освоения. Минеральные подземные воды. Ресурсы подземных вод Восточного Донбасса играют существенную роль, как при освоении месторождений, так и при развитии всего промышленного комплекса этого района и его социальных структур в будущем. Эта территория, включающая 17 из 43 административных районов Ростовской области, расположена в пределах Донецко-Донского артезианского бассейна, Восточно-Донецкой области трещинных пластово- блоковых вод ("Открытый складчатый Донбасс"), Азово-Кубанского артезианского бассейна и Ергенинского артезианского бассейна. Основными водоносными горизонтами являются средне- и верхнекаменноугольный, верхнемеловой, палеоцена, нижнего и среднего эоцена, сарматского яруса миоцена, апшеронский-нижнечетвертичный и аллювиальный четвертичный. Характеристика подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения и минеральных вод каждого из этих административных районов позволит оценить общие ресурсы и рационально их использовать. Подземные воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Количественная характеристика подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения для каждого административного района дана на основе водообеспеченности населения и позволяет оценить общие ресурсы и рационально их использовать. Для оценки водообеспеченности в таблице 1.30 приводятся данные об основных водоносных горизонтах (ОВГ) продуктивная часть водоносного горизонта, которая используется или представляет практический интерес в данном районе как источник централизованного прогнозные хозяйственно-питьевого эксплуатационные ресурсы водоснабжения подземных вод (ЦХПВ); (ПЭРПВ) - возможный суммарный отбор подземных вод (ПВ) в пределах того или иного региона (района, природоохранных территории) и других при заданных ограничениях; гидрогеологических, эксплуатационные запасы подземных вод (ЭЗПВ) - количество ПВ, которое может быть получено на месторождении (участке) в соответствии с действующей Классификацией эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод МПР РФ; степень обеспеченности (К3) населения ПЭРПВ и ЭЗПВ - соотношение суммы ЭЗПВ и ПЭРПВ (тыс. м3/сут.) к обшей потребности в воде региона. Районы подразделяются на четыре категории I-К3>1.5 - надежно обеспеченные; II-К3-1.0-1.5 - обеспеченные; III-Кэ-<1.0 - частично обеспеченные (города с населением >50 тыс. чел); IV-K3<1.0 - недостаточно обеспеченные (поселки с населением 0.1-10.0 тыс. чел.); современный водоотбор ПВ. Минеральные подземные воды. На территории 17 административных районов Восточного Донбасса минеральные подземные воды имеют практически повсеместное распространение. Выделяется две основные группы минеральных вод: без специфических компонентов и свойств и воды специфического состава с биологически активными компонентами. Воды первой группы приурочены, в основном, к верхнему (мезозойскому) водоносному этажу и верхним горизонтам каменноугольного водоносного комплекса на севере исследуемой территории и к надмайкопскому этажу - в её южной части. Для этих вод характерно преобладание инфильтрационного питания, циркулируют они в зоне свободного и слабозатрудненого водообмена. Лечебные свойства вод первой группы определяются их ионно-солевым составом и минерализацией. Воды второй группы приурочены к нижним горизонтам палеозойского водоносного этажа на севере данной территории и к майкопскому - на юге. Это воды седиментационного и смешанного генезиса, формирующиеся в зоне затрудненного и застойного режима. Особенности лечебного действия этих вод определяются наличием биологически активных компонентов и высокой минерализацией. Минеральные воды без специфических компонентов и свойств в северной части распространены локальными участками в палеогеновых, верхнемеловых отложениях, повсеместно в верхней части каменноугольных отложений и до глубины порядка 100-50 м в триасовых и девонских отложениях. Минерализация вод первой группы изменяется от 1.0 до 10.0 г/дм3, чаще 2.0-6.0 г/дм3. Согласно ГОСТ 13273-88 «Воды минеральные питьевые лечебные и лечебно-столовые», минеральные воды исследуемой территории сопоставляются со многими известными в России и странах СНГ типами минеральных вод, которые используются в курортной практике и для промышленного розлива воды. Наиболее широким распространением пользуются минеральные воды Хиловского, Ижевского и Миргородского типов. Воды Хиловского типа сульфатно-хлоридной магниево-кальциевонатриевой группы минеральных вод с минерализацией 2.0-5.0 г/дм3, Ижевского типа хлоридно-сульфатной магниево-кальциево-натриевой группы с минерализацией 2.0-6.0 г/дм3и Миргородского типа хлоридной натриевой группы с минерализацией 1.0-5.0 г/дм3 вскрываются скважинами в палеогеновых, верхнемеловых и каменноугольных отложениях в северной части (Миллеровский, Кашарский, Тарасовский, Милютинский, Каменский, Белокалитвинский, надмайкопского Семикаракорский, Морозовский этажа - на Волгодонской районы) юге и во всех (Константиновский, районы). Кроме отложениях Цимлянский, указанных типов минеральных вод без специфических компонентов и свойств на указанных территориях встречаются Феодосийский, Угличский, Ергенинский, Чартакский, Алмаатинский, Обуховский, Арзнинский, Друскининкай типы лечебно-столовых и лечебных вод. Минеральные воды второй группы - специфического состава с биологически активными компонентами, в основном бромом и йодом имеют широкое распространение. По данным в северной части территории они приурочены к палеозойскому гидрогеологическому этажу (каменноугольный и девонский водоносные комплексы) за исключением зоны открытого Донбасса. В южной части исследуемой территории минеральные воды этого типа встречаются повсеместно в подмайкопском гидрогеологическом (водоносном) этаже и приурочены к палеогеновым и меловым отложениям. Состав минеральных вод второй группы изменяется от пестрого до однородного - хлоридного натриевого. Минерализация вод достигает 270.0 г/дм3 в каменноугольных отложениях в северной части и до 100.5 г/дм3- в южной части в меловых отложениях. Эти минеральные воды могут иметь двойное применение. При многократном разбавлении до 10.0 г/дм3 они могут сопоставляться с известными типами лечебных вод типа Талицкий (бромные), Хадыженский (йодные), Урс-Донский (борная). В неразбавленном виде или при небольшом разбавлении бромные, йодобромные и борные воды могут служить прекрасным бальнеологическим средством лечения многих заболеваний. 2.8. Георесурсы техногенных месторождений Юга России. Перспективы и проблемы их комплексного использования. На территории Восточного Донбасса известны скопления техногенного сырья различного состава - отсевы производства щебня из песчаников и известняков, вскрышные породы карьеров по добыче глин различного состава и пр. Однако они относительно незначительны по масштабам и возможные направления их промышленного использования практически не изучены. Наиболее крупными по размерам и значимыми в экономическом и экологическом плане являются отвалы угольных шахт и обогатительных фабрик. Первые шахтные отвалы в Ростовской области образованы еще в XIX в. Начало разработки углей здесь относится к 1809 г., когда на Грушевских землях была открыта первая шахта глубиной 25 м, добывшая уже в 1810 г. 200 тонн угля. Промышленная добыча в Восточном Донбассе началась с 1861 года (шахта Александровская, впоследствии - шахта им. Фрунзе, ныне закрытая). За почти двухсотлетний период угледобычи на территории Восточного Донбасса пройдено 225 стволов шахт и глубоких шурфов, кроме того, в разное время здесь действовало до 19 обогатительных фабрик (ОФ). В период расцвета угольной промышленности область поставляла до трети общегосударственной добычи коксующихся углей и до четверти энергетических. В процессе реструктуризации угольной промышленности большинство шахт и обогатительных фабрик Ростовской области ликвидировано, вследствие чего сейчас угледобыча сократилась почти втрое. Однако, несмотря на заметный спад в развитии угольной промышленности области, годовой выход отходов добычи и обогащения углей сейчас составляет 4,9-5,1 млн. т. В результате проведенной инвентаризации хранилищ углеотходов по состоянию на 01.08.2003 г. на территории Ростовской области зарегистрировано 455 отвалов шахт и ОФ. Общий объем складированных в них пород (углеотходов) оценивается в 273 млн. м3, в том числе в отвалах шахт - 150 млн. м3, в сухих отвалах обогатительных фабрик - 123 млн. м3 (Коломенский, 2001). Общая масса всех углеотходов составляет 642 млн. т, в том числе в отвалах шахт 353 млн. т, в отвалах обогатительных фабрик - 289 млн. т, то есть около 15 % всех углеотходов в Российской Федерации (Коломенский и др., 2000). Хранилищами углеотходов занято 1,3 тыс. га земель, а общая площадь земель, нарушенных в связи с добычей и обогащением углей, по данным областного Комитета по земельным ресурсам и землеустройству, достигает 7 тыс. гектар. Горная масса используется главным образом с целью отсыпки дорог и производства щебня для дорожных покрытий, а с 1996 г. начато их активное использование для засыпки стволов ликвидируемых шахт. Угледобывающие и углеобогатительные предприятия и технологически связанные с ними хранилища углепромышленных отходов (породные отвалы), сформировавшиеся в процессе добычи и обогащения углей, сконцентрированы на северо-западе области - в Каменском, Белокалитвинском, Красносулинском, Октябрьском и Родионово- Несветаевском административных районах и городах областного подчинения - Донецке, Гуково, Новошахтинске, Шахтах. Небольшое количество шахт и шахтных отвалов расположено в Тацинском районе и одна шахта Садкинская-Восточная - в Усть-Донецком. В пределах угледобывающих районов шахты, ОФ и их породные отвалы распределены неравномерно и образуют пространственно разобщенные локальные скопления - техногенные районы и узлы. Хранилища углепромышленных отходов сконцентрированы в семи техногенных районах, пространственно совпадающих с угленосными районами, освоенными угледобывающей промышленностью: КаменскоГундоровском, Белокалитвинском, Тацинском, Гуково-Зверевском, СулиноСадкинском, Краснодонецком и Шахтинско-Несветаевском. На площадях этих техногенных районов выделяется 21 техногенный узел (табл. 4). Таблица 4 Группировка породных отвалов шахт и обогатительных фабрик Восточного Донбасса по техногенным районам и узлам Техногенный район Техногенный узел Донецкий Каменско-Гундоровский Волченский Каменский Васильевский Белокалитвинский Коксовый Белокалитвинский Горняцкий Шолоховский Гуково-Зверевский Лиховской Гуковский Бургустинский Зверевекий Краснодонецкий Синегорский Севрюговский Краснодонецкий Сулино-Садкинский Шахтинско-Несветаевский Тацинский Красносулинский Самбековский Новошахтинский Аютинский Шахтинский Тацинский Площади техногенных узлов различны, наиболее крупные из них Донецкий, Новошахтинский и Шахтинский. Помимо этого, выделяются несколько групп отвалов вокруг отдельно расположенных старых закрытых шахт (Зайцевская, шахта № 60-бис, Бессергеневская и др.) и шахты Садкинская-Восточная № 1, которые образуют самостоятельные техногенные поля. Наибольшая концентрация углепромышленных отходов сформирована в городах - традиционных угольных центрах Ростовской области - Гуково, Красный Сулин, Новошахтинск, Шахты, Донецк. Здесь концентрация отвальных пород достигает 60 - 1 386 тыс. м3 на 1 км2 городской застройки, а суммарные площади, занимаемые отвалами, колеблются от 6 до 164 га (г. Шахты). По сравнению с техногенными месторождениями других типов (рудными, неметаллическими и пр.), техногенные месторождения угольного ряда имеют свои специфические особенности. Это относится как к строению и структуре породных отвалов, так и к вещественному составу пород, слагающих эти отвалы. Строение отвалов описывается следующими показателями - размерами, морфологией, структурой и фракционным (гранулометрическим) составом. По объему складированных углеотходов отвалы шахт и обогатительных фабрик Восточного Донбасса, согласно классификации ВНИГРИуголь, объединяются в 4 группы - очень мелкие, мелкие, средние и крупные (табл. 5). Таблица 5 Распределение породных отвалов шахт и обогатительных фабрик Восточного Донбасса по объемам (%) Группа отвалов по объемам очень мелкие Отвалы (до 200 тыс. Мелкие Средние крупные (200-1 100 (1 100-4000 (более 4 000 тыс. м3) тыс. м3) тыс. м3) 3 м) Всего в т.ч.: 25,2 30,8 25,8 18,2 отвалы шахт 24,0 17,4 7,4 1,2 отвалы ОФ 1,2 13,4 18,4 17,0 Как следует из приведенных данных, на территории Восточного Донбасса (Ростовская область) преобладают мелкие и средние по размерам отвалы объемом 200-4 000 тыс. м3. Наиболее крупные отвалы сформированы главным образом вокруг обогатительных фабрик, где они достигают объема 5 260 тыс. м3 (отвал № 3 ЦОФ Шолоховская) и даже 6 410 тыс. м3 (отвал № 1 ЦОФ Донецкая). Размеры отвалов зависят главным образом от мощности предприятий, вокруг которых они сформированы, и от сроков накопления пород (сроков службы отвалов). Форма (морфология) отвалов определяется способом их формирования. В зависимости следующие от способа транспортировки морфологические (терриконы), хребтовые, типы материала выделяются отвалов: конические породных плоскоконические и плосковершинные. Преобладающие формы отвалов шахт и обогатительных фабрик - коническая (террикон) и хребтовая, характерные для старых шахт. Плоские отвалы в Ростовской области начали формироваться с конца 60-х годов XX в. с целью борьбы с самовозгоранием отвальных пород, и их количество в области не превышает 20 %. Поперечное сечение конических и хребтовых отвалов имеет треугольную форму, плоских - трапециевидную. Углы откосов отвалов колеблются от 300 до 45°, их высота достигает 80 м, составляя в среднем 3040 м. Материал, слагающий породные отвалы угольных шахт и обогатительных фабрик, по крупности различен - от глыб до пылевидных частиц. Размерность обломков в массиве отвалов варьирует в широком диапазоне - от долей мм до 1000 мм и более (табл. 6). Таблица 6 Размерность обломков пород, слагающих шахтные отвалы Восточного Донбасса Класс размера обломков, мм 0-6 6-50 50-70 70-100 100-450 Более 450 Содержание классов в объеме отвала, % среднее пределы колебаний 12,8 23,9 22,1 21,3 14,5 5,4 2,0 - 70,0 3,0 - 60,0 2,0-50,0 3,0-50,0 0,0-75,0 0,0 - 32,0 Размер обломков фракций более 450 мм составляет в среднем 600 x 700 x 700 мм, максимальный размер кусков пород достигает 1000x1000x1500 мм (единичные куски). Строение отвалов, особенно крупных и очень крупных, довольно сложное. Структура таких отвалов обусловлена естественной сегрегацией материала, как в момент отложения, так и в последующие периоды. Отвалы угольных шахт и обогатительных фабрик обычно имеют слоистое строение и в подавляющем большинстве случаев обладают характерной зональностью, особенно отвалы малых и средних размеров. На склонах отвалов четко фиксируется зональность в распределении величины обломков в зависимости от высоты от подошвы отвала: наиболее крупные из них скапливаются у подошвы отвалов, вверх по склону размеры обломков уменьшаются. В отвалах по фракционному составу обломков выделяется три зоны: 1 расположена - у подошвы и сложена преимущественно крупными обломками и глыбами породы; 2 - средняя, сложена кусками породы разных размеров; 3 - представляет собой верхнюю часть отвала и сложена наиболее мелкообломочным материалом. Такая зональность наиболее ясно выражена в отвалах конической и хребтовой формы. По величине объемной массы в составе отвальных пород выделяется три основные группы: минеральное вещество, сростки породы и угля, наконец, обломки чистого угля. Значения объемной массы этих групп пород различаются довольно значительно, что обуславливает гравитационную дифференциацию материала в пределах отвалов, формирующуюся одновременно с дифференциацией его по фракционному составу. При этом формируется своеобразная зональность по литологическому составу и величине зольности обломочного материала. В приподошвенных частях скапливается преимущественно минеральное высокозольное вещество с относительно высокой объемной массой, вверх по разрезу увеличивается количество углистого вещества и обломков угля, уменьшается средняя зольность материала и его средняя объемная масса (Коломенский и др., 2002). Структура (внутреннее строение) отвалов, сформировавшихся в процессе добычи и обогащения углей, особенно имеющих крупные и очень крупные размеры, довольно сложна. Она определяется не только сегрегацией обломочного материала по размерам и плотности, но и инженерными решениями - проектами строительства отвальных хозяйств, системы транспортировки породы, способа вскрытия угольного пласта и пр. Вещественный состав породных отвалов формируется под воздействием ряда факторов - генетических, связанных с условиями осадконакопления и характером диагенетических и постдиагенетических преобразований пород угленосной толщи, и экзогенных, связанных с выветриванием поднятых на поверхность пород и пожарами на отвалах. Техногенные геологические тела, образовавшиеся в результате добычи и обогащения углей, сложены углевмещающими породами и обломками угля. Следовательно, соотношение литологических типов пород в шахтных отвалах тесно связано с составом угленосных свит, вмещающих отрабатываемые угольные пласты. Первичный литологический состав пород, слагающих отвалы шахт и обогатительных фабрик (отходы текущего выхода), определяется составом вскрываемых угленосных свит. Продуктивная толща Восточного Донбасса в пределах геолого-промышленных районов с развитой угледобычей представлена угленосной частью отложений свит С23 С24, С2 5, С26 и С27 среднего карбона. В разрезе этих свит выделяется четыре ведущих литологических типа углевмещающих пород: песчанистые (песчаники различного состава и зернистости), песчано-глинистые (алевролиты и песчано-глинистые сланцы), глинистые (аргиллиты и глинистые сланцы) и карбонатные (в различной степени метаморфизованные известняки). В формировании фактического соотношения литологических типов пород в шахтных отвалах, помимо исходного состава вскрываемых отложений, значительную роль играют техногенные факторы, обусловленные способом вскрытия, подготовки и отработки угольных пластов (Мещанинов, 2002), а также техническими решениями по отсыпке отвалов. Так, отвалы наклонных шахтных стволов в сочетании с горизонтальными подготовительными и эксплуатационными выработками сложены преимущественно породами кровли и почвы угольных пластов, содержащими большее количество (до 18 %) обломков угля и углепородных сростков. В отвалах вертикальных выработок присутствует значительное (до 20 %) количество пород, перекрывающих вскрытую угленосную залежь; отвалы вспомогательных шахтных стволов сложены главным образом породами перекрывающих отложений. Сочетание генетических и техногенных факторов, в конечном итоге, и определяет фактический начальный литологический состав отвалов шахт, а также, в известной мере, и обогатительных фабрик. По составу неизмененных пород отвалы шахт Ростовской области разделяются на четыре главных литологических типа: глинистый, песчаноглинистый, песчанистый и известково-песчано-глинистый. При выветривании пород в отвалах длительного хранения и в процессе их горения происходят изменения первичного состава. В горящих отвалах в очагах пожаров температура достигает 1300-1400°С. В их внутренних частях с отсутствием аэрации происходит прокаливание пород с образованием так называемых «черных блоков». На вершинах и склонах горящих породных отвалов обычны многочисленные фумаролоподобные выходы горячих газов с температурой от нескольких десятков градусов до 400-500°С. В этих условиях исходные породы претерпевают существенные изменения, вплоть до полной конверсии вещества, образования переплавленных пород, по составу и структуре близких к магматическим породам (Гипич, 1998). В результате этих процессов в отвалах формируются новые литологические типы пород - переплавленные породы, шлаки, черные блоки, обожженные и горелые аналоги песчаников, алевролитов, аргиллитов и известняков. С учетом этого, по классификации ВНИГРИуголь (Гипич, 2001; Коломенский и др., 2002) среди шахтных отвалов выделяются следующие литологические типы: глинистый (Г), песчано-глинистый (ПГ), песчанистый (П), известково-песчано-глинистый (ИПГ) и их горелые аналоги - горелый глинистый (ГГ), горелый песчано-глинистый (ГПГ), горелый песчанистый (ГП), горелый известково-песчано-глинистый (ГИПГ), существенно различающиеся между собой по валовому минеральному и химическому составу, физико-механическим свойствам пород и их технологическим свойствам. Минеральный состав пород, слагающих отвалы угольных шахт и обогатительных фабрик, обусловлен происхождением этих пород и последующим воздействием на них различных процессов, главный из которых - термопереработка исходных пород во время пожаров. В результате термопереработки образуются новые ассоциации минералов, совершенно не характерные для угленосных осадочных отложений, причем по количеству и распространенности эти минералы приобретают значение породообразующих (Гипич, 1998). В черных блоках, горелых и переплавленных породах в зависимости от конкретных термодинамических условий отлагаются анортит, ортоклаз, форстерит, фаялит, силлиманит, кордиерит, муллит, гематит, магнезиоферрит, магнетит, шпинель, стекла кислого и основного состава, волластонит, хиастолит, муассанит, графит, α- кристобалит, α-тридимит, троилит, маггемит; на участках проявления фумарольной деятельности широко распространены инкрустационные и друзовидные выделения самородной серы, нашатыря и гипса. Минеральный состав отходов обогащения идентичен породным отвалам, в них происходят те же процессы минералообразования, но более интенсивно, что обусловлено высоким содержанием в них угольных частиц. Физические свойства пород текущей выдачи при добыче и обогащении углей, складированных в отвалах до 5 лет хранения, аналогичны свойствам тех же пород в горном массиве (твердом теле). В лежалых отвалах под воздействием процессов выветривания физико-механические свойства пород трансформируются. Имеющиеся данные позволяют заключить, что при длительном хранении на поверхности в отвальных породах, особенно в глинистых сланцах и аргиллитах, происходит снижение объемной массы, прочности пород при сжатии, возрастает их пористость. Обратное воздействие на породы оказывают пожары на отвалах. Горелые породы характеризуются относительно высокой объемной массой у горелых пород, низкой - у шлаков, низкой пористостью у горелых пород и высокой - у шлаков, так же противоположны их прочностные свойства (Коломенский и др., 2002). 3. ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ГЕОРЕСУРСОВ НЕДР ЮГА РОССИИ 3.1 Перспективы развития минерально-сырьевой базы Юга России. Проблемы минерально-сырьевой базы Южного федерального округа. Концепция развития минерально-сырьевой базы Юга России в современных экономических условиях. Ростовская область - один из крупных горнодобывающих регионов Юга России. В настоящее время здесь накоплено порядка 0,5-0,6 млрд. тонн горнопромышленных отходов (ГПО). Ведущая роль в их формировании принадлежит угледобывающим, углеобогатительным и углепотребляющим предприятиям Восточного Донбасса - шахтам, углеобогатительным фабрикам, ТЭС, ТЭЦ, Новочеркасскому электродному заводу и др. В результате их деятельности на территории области ежегодно образуется 5-6 млн. тонн ГПО, из которых около 80 % представляют твердые углепромышленные отходы. Хранилища углеотходов, как правило, располагаются либо вблизи шахтерских поселков, либо непосредственно на их территории, на посевных площадях, вблизи садов и огородов. Кроме того, сухие хранилища углеотходов подвержены самовозгоранию и пожарам, сейчас на территории области в различных стадиях горения находятся около 60 % отвалов. Производство экологически чистого тонкого и супертонкого минерального волокна - нового поколения волокнистых теплоизоляционных материалов и изделий на их основе (матов и полужестких теплозвукоизоляционных плит, полуцилиндров для изоляции трубопроводов различного назначения и др.) фильтрующих материалов с сорбционными свойствами для очистки промстоков от взвесей, ряда тяжелых металлов, ПАВ, фенолов, органических соединений; минеральных и органических красных и черных пигментов; вторичного топлива, топливных брикетов и генераторного газа; получение тампонажных растворов и органоминеральных удобрений. Кроме того, разработаны технологии извлечения карбида кремния из отходов графитации и его попутного получения при производстве угольных электродов. Перечисленные направления использования основаны на глубокой технологической переработке углепромышленных отходов, технологии разработаны во ВНИГРИуголь и в большинстве случаев защищены патентами Российской Федерации. Некоторые экономические показатели производства такой продукции приведены ниже (таблица 7). Таблица 7 Производство продукции из УПО Вид продукции Минеральное волокно Исходное сырье Отходы добычи Изделия из минволокна Тоже (картон, Фильтрующие плиты) материалы Минеральные пигменты пигменты черные Карбид кремния (карборунд) изм. Строительств Себестоим Оптова ость я цена, производс USD о, энергетика, м3 тва, До USD 10 От 25 нефтегазовое Строительств хозяйство о, ремонтно- м3 До 12 От 30 т До 6 От 60 т До 15 30 т 30 150 т 200 600 восстановите Тоже Тоже коричневые Минеральные Потребители Ед. Отходы Энергетика, льные работы ЖКХ Стройиндустр ия, лакокрасочна Лакокрасочна я обогащения я, промышленн электротехни углей ость ческая, Машинострое химическая графитации ние, химия, промышленн металлургия ость Отходы Изложенная технологическая и экономическая характеристика углеотходов позволяет уверенно рассматривать их как достаточно надежный источник комплексного, многоцелевого сырья для воспроизводства минерально-сырьевой базы Ростовской области и свидетельствует о целесообразности и необходимости их широкомасштабного промышленного освоения. При этом, помимо экономического эффекта будет сделан очередной шаг в направлении экологической реабилитации и сохранения экосистем на территории угледобывающих районов Восточного Донбасса за счет сокращения, а в идеале, и полной ликвидации отвалов - многотоннажных скоплений углеотходов как достаточно мощного источника загрязнения окружающей природной среды. Наиболее реальными рычагами, способными сделать утилизацию углепромышленных отходов динамичной, планомерной и, главное, экономически и экологически эффективной, на наш взгляд, являются следующие: - разработка региональной ресурсно-экологической программы утилизации углепромышленных и других видов горнопромышленных отходов; - создание регионального (областного или в рамках ЮФО) центра управления горнопромышленными, в первую очередь углепромышленными отходами, в сферу деятельности которого должны входить учет (паспортизация, составление кадастра и банка данных о хранилищах УПО и его ведение), контроль за их состоянием и движением, разработка планов и инвестиционных обоснований утилизации УПО как техногенных месторождений, подготовка материалов для лицензирования деятельности по переработке отвалов. Иными словами, необходимо практическое воплощение мероприятий, предусмотренных Федеральной Целевой Программой «Экология и природные ресурсы России» на 2002-2010 гг. Финансирование этой деятельности возможно за счет федерального и местного бюджетов, а также за средства потенциальных недропользователей. 3.2. Экономические аспекты комплексного освоения георесурсов недр Юга России. Геолого-экономическая оценка месторождений. Прогноз развития минерально-сырьевой базы Юга России на ближайшие годы. Современная идеология освоения природных минерально-сырьевых и энергетических ресурсов недр и техногенно воспроизводимых иных георесурсов при разработке угольных месторождений должна предусматривать создание многопрофильных и многоцелевых горных предприятий. Такие предприятия должны не только вести добычу и переработку угля при экономически оправданной полноте извлечения запасов, комплексного осваивать сопутствующие полезные ископаемые и компоненты, но и воссоздавать новые виды георесурсов и сохранять недра для последующего использования в целях жизнеобеспечения общества. Экономические оценки технологических процессов утилизации отходов - горного и обогатительного производства, облагораживания сбрасываемых жидких и газообразных отходов, инженерного обустройства создаваемого в недрах выработанного пространства в общем виде подчиняются тем же закономерностям: зависимость затрат от объемов производства и качества получаемой продукции; рост суммарных объемов продукции в зависимости от полноты извлечения полезного ископаемого и сопутствующих компонентов из недр и из добытой горной массы. Выбору направления должен предшествовать анализ эффективности технологий использования сырья данного вида и маркетинговые исследования, определяющее потребность в той или иной продукции. Удельные затраты во многом связаны с величиной объема производства. Так, анализ работы угольной промышленности нашей страны за период 1980 - 1990 гг. показал, что с увеличением производственной мощности шахт, т.е. объема производства себестоимость добываемого интенсивно снижается, а производительность труда рабочего растет. Диаграммы изменения себестоимости добычи угля (а) и производительности труда рабочих по добыче (б) в зависимости от производственной мощности шахты. Такой же динамики изменения затрат и доходов следует ожидать и в случае диверсификации производства за счет комплексного освоения ресурсов. Действительно, расширение номенклатуры готовой продукции и сличение общей массы полученных ценностей требует увеличения капитальных и текущих расходов. Но вследствие существенно более низких темпов изменения условно-постоянных расходов рост суммарных затрат на производство готовой продукции может быть менее интенсивным, чем рост получаемых ценностей. Соотношение затрат и доходов будет зависеть от качественных и количественных характеристик используемых ресурсов, от объемов и технологии производства и от ценности готовой продукции. При комплексном освоении георесурсов возникают новые взаимоотношения между горным производством и средой, в которой оно функционирует. Эти отношения должны строиться на следующих принципах: ♦ рациональное использование георесурсов при разработке месторождения или его части в пределах горного отвода, воспроизводство новых видов ресурсов; ♦ производство продукции и предоставление услуг, отвечающих рыночному спросу; ♦ обеспечение рентабельности производства, технической и экологической безопасности деятельности предприятия. ♦ сохранение недр в целом и внешней природной и техногенной среды как комплексного ресурса жизнеобеспечения общества. Таким образом, при рациональном комплексном освоении георесурсов горнодобывающее предприятие становится многопрофильным по своей структуре и многоцелевым предоставляемым услугам. по видам выпускаемой продукции и 3.3 ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И СОДЕРЖАНИЕ МАРКЕТИНГОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ Маркетинг - это комплексная система действий, ориентированная на удовлетворение потребностей покупателя и получение прибыли от производства и сбыта продукции или от предоставления тех или иных услуг. Маркетинговые исследования, связанные с задачами комплексного освоения георесурсов, проводятся с целью изучения рыночной среды преимущественно в пределах региона, но для основной продукции и особо ценных товаров и за его пределами. Эти исследования позволяют связать имеющиеся ресурсы предприятия и его производственные и финансовые возможности с конкретными направлениями развития технологической схемы, ориентированными на запросы потенциальных партнеров. Для угольной продукции направления реализации, как правило, могут считаться в основном сложившимся. Речь должна идти о стабилизации производства и улучшении качества продукции, что гарантирует устойчивость как традиционного сбыта, так и возможности его расширения с целью получения большего дохода. Состав маркетинговых исследований определяется следующими позициями: оценка возможностей производства и сбыта, соответствия производимых товаров и предоставляемых услуг целям предприятия (достижению или повышению рентабельности производства); изучение деятельности конкурентов - «коммерческая разведка»; изучение структуры рынка по комплексу потенциально возможной продукции предприятия и состояния рынка по данному виду товаров или услуг - насыщение спроса, наличие ограничений, тенденции и устойчивость спроса; стоимостно-целевой анализ с определением соответствия затрат на производство с потребительской стоимостью товара или услуги; экономический анализ с кратко и долгосрочным прогнозированием производства и сбыта. Результаты предварительного маркетинговых выбора исследований ассортимента являются производимых базой для товаров и доставляемых услуг и отбора потенциально возможных технологий производства продукции. Без современной энергетики не решить проблем экономики России Рекомендованная литература. 1. Основная 1. Байков А.А. Седлецкий В.И., Семенов Г.А. Травертины Северного Кавказа //Геология рудных месторождений. 1983. №2. с.57-66. 2. ГИС-атлас минеральных ресурсов Южного Федерального округа. Ставрополь: ФГУП «Кавказгеолсъемка». 2002, с. 19-21, 40-41. 3. Геология СССР. T.X. часть 2. Полезные ископаемые. Ростов-наДону.: ВДТГУ. 1972. с.70-177. 4. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. T.I. M: Недра. 1969.480с. 5. Голицын М.В. Голицын A.M. Все об угле. М.: Наука. 1989. 6. Государственный доклад «О состоянии минерально-сырьевой базы Российской Федерации», М.: МПР России, 2003. - с.7-36; 71-79; 101135; 153-159. 7. Карасев Г.К., Доровский А.Я. Проблемы извлечения и утилизации метана из угольных пластов // Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века (Тр. X Всероссийского угольного совещания). Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 2001. -с. 202-208. 8. Козловский Е.А. Минерально-сырьевая база - основа стратегии развития России // Горный журнал. 1994. №2 с.5-11; 9. Козловский Е.А. Минерально-сырьевые проблемы России накануне XXI века. М: Изд-во МГТУ. 1999.401 с. 10.Козловский Е.А. Шатров Г.Н., Золотых С.С. Особенности сырьевой базы промысловой добычи метана из угольных пластов в Кузбассе. Препринт метанового центра, вып.7, 1996. с. 13-16. 11.Козловский Е.А., Щадов М.И. Минерально-сырьевые проблемы национальной безопасности России. М.: Изд-во МГГУ, 1997. 209 с; 61 12.Комплексное освоение георесурсов угленосных отложений: Учебн. пособие / М. И. Гамов. В.В. Гурьянов, В. Г. Рылов, А. В. Стариков, В. Н. Труфанов. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 148 с. 13.Коломенский Г. Ю. Гипич Л. В. Ресурсы и направления использования техногенного сырья угольного ряда в Восточном Донбассе. / Геология и минерально-сырьевая база Ростовской области. Ростов-на-Дону: 2000. - с. 70-77. 14.Коломенский Г. Ю. Проблемы комплексного освоения техногенных месторождений угольного ряда. /Ресурсный потенциал твердых горючих ископаемых на рубеже XXI века (Тр. X Всероссийского угольного совещания). - Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 2001. -с. 156-159. 15.Коломенский Г.Ю., Гипич Л.В., Коломенская В.Г. Чумаченко Ф.А. Экологическая характеристика углепромышленных отходов и перспективы Ростовской утилизации области./ Эколого- географический вестник Юга России. - №1. - с.72 - 78. 16.Концепция развития федерального минерально-сырьевой округа. базы Ростов-на-Дону: Южного Департамент государственного контроля и перспективного планирования в сфере природопользования МПР России по ЮФО. 2001. 17 с. 17.Минерально-сырьевая база углей Восточного Донбасса. Ростов-наДону: Изд-во СКНЦ ВШ. 2003. с. 3 - 132; 18.Минеральные ресурсы мира на начало 2001 г., М: ИАЦ МПР России. 2002. 733 с. 19.Нетрадиционные виды нерудного минерального сырья / Мингео СССР; ВНИИГЕОЛНЕРУД. Под ред. У.Г. Дистанова. М.- Недра. 1990.261 с. 20.Труфанов В.Н., Гамов М.И. Майский Ю.Г. Ресурсный потенциал и геотехнологические аспекты освоения новых металлических полезных ископаемых. (Мат-лы конференции, посвященной 30062 летию горно-геологической службы России). Ростов-на-Дону.: КПР МПР России по Ростовской области, РосГео.2000, с. 13-26; 21.Углеотходы Восточного Донбасса как техногенное минеральное сырье. / Коломенский Г.Ю., Гипич Л.В., Коломенская В.Г., Савицкий Д.В. - М., 2002. - 51 с. II Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. Обзор / ООО «Геоинформцентр». 22.Угольная база России. Т. 1.Угольные бассейны и месторождения Европейской части России. М.: ЗАО «Геоинформмарк». 2000. с. 5106; 23.Ульянов П.П. Лихачев В.Л., Зеленщиков Г.В. Минерально-сырьевая база Ростовской области (Мат-лы конференции, посвященной 300летию горно-геологической службы России). Ростов-на-Дону.: КПР МПР России по Ростовской области. РосГео.2000, с.5-12; 24.Царев В. В. Новосельцев В. В. Комплексное использование техногенных минерально-сырьевых ресурсов в новых экономических условиях. //Кокс и химия. - 1998. - №3. - с. 17 25.Черницын В.Б. Металлогения Большого Кавказа. М.: Недра, 1977. с. 15 - 34. Дополнительная литература. 1. Э.И. Кутырев, Г.Е. Гусев, А.А. Ковалев и др. Минерагения осадочных бассейнов континентов и периконтинентальных областей. М. МПР. 1998. 590 с. 2. А.В. Стариков. Комплексное освоение угольных месторождений. М. 1990. 3. А.С. Астахов, Г.Л. Краснянский, Ю.Н. Малышев. Горная микроэкономика. Учебник для ВУЗов. М. АГН. 1997. 4. В.Т. Трофимов, Д.Г. Зилинч. Теоретические основы экологической геологии. Изв. секции Наук о Земле. РАЕН. Спец. выпуск. И. РАЕН. 1998. с 50-70. 63
