авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 39 |

«Федеральное агентство по рыболовству Мурманский государственный технический университет (МГТУ) Мурманский морской биологический институт (ММБИ) ...»

-- [ Страница 6 ] --

Достоинством С-ядра как концепции решения является его простота и содержательность. Рациональные игроки должны образовывать максимальную коалицию, поскольку только коалиция N может дать им доход, не доминируемый никакой другой коалицией. С точки зрения управления системой такое поведение очень важно, поскольку только в этом случае активную систему можно представить как единый организм, деятельность которого направлена на достижение одной цели. Этой целью является максимизация суммарной полезности системы. Среди прочих целей центра можно назвать выполнение активными элементами плана, сообщение достоверной информации и т.д.(1). Влияние кооперативных взаимодействий на достижение этих целей необходимо анализировать в каждом конкретном случае.

Не отрицая в целом правомерность такого подхода, следует, однако, отметить, что авторы значительно сужают характеристики сложившейся экономической ситуации. На наш взгляд, надо помнить, что в процессе предоставления государственного имущества в пользование одна сторона – государство – определяет порядок и условия, на которых она предполагает передать объекты собственности в пользование (вопросы организационного и юридического характера), а другая сторона – корпорация – добровольно решает, подходят ли ей эти условия, и при положительном решении заявляет свою готовность приступить к использованию объекта государственной собственности. В этой ситуации принципалом (поручителем) выступает государство, которое принимает решение в условиях определенных социальных ограничений, поэтому встает проблема критерия оптимальности выбора формы управления. Эту проблему можно решить следующим образом: государство как агент будет стремиться к индивидуальной полезности, в качестве ее индикаторов могут выступать: рост национального богатства;

повышение благосостояния населения;

увеличение занятости;

снижение темпов инфляции;

оптимизация платежного баланса.

Домашние хозяйства и корпоративные субъекты также были бы в некоторой степени удовлетворены при достижении социальных индикаторов, однако свою заинтересованность они проявляют в меньшей степени, и пойдут на взаимодействие только если в его результате будут удовлетворены их функции индивидуальной полезности. Тогда критерием оптимальности является сумма индивидуальных полезностей всех агентов. А далее формируется оптимизационная задача на нахождение максимума данной суммарной функции. Причем каждый агент стремится выбрать себе такого партнера, который согласится на взаимодействие с минимальным (по значению функции предпочтения) отклонением от оптимального значения. Таким образом, он упорядочивает всех контрагентов по этому параметру. Взаимодействие осуществляется тогда, когда оба участника придут к соглашению. В этой связи возникает потребность отказаться от традиционного моделирования посредством максимизации функции полезности в пользу нестандартного моделирования ограниченной рациональности, посредством применения технологий искусственного интеллекта.



Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" Современные персональные компьютеры позволяют решать модели большой размерности и выявлять проблемы динамической рациональности и воздействие на процессы выбора институциональных структур. В этой связи необходимо упомянуть про новое направление в прикладной экономике «Вычислимой экономике агентов»

(Agent-based Computational Economics, ACE) основой которого является моделирование виртуального мира, «населенного» автономными экономическими агентами.

Таким образом, можно говорить о возможности моделирования процессов интеграционного взаимодействия корпоративных и государственных структур с помощью применения агент-ориентированных моделей (АОМ), под которыми понимают специальный класс вычислимых моделей, основанных на индивидуальном поведении агентов, создаваемых для компьютерных симуляций. Основная идея, лежащая в основе агент-ориентированных моделей заключается в построении «вычислительного инструмента» (представляющего собой набор агентов с определенным набором свойств), позволяющего проводить симуляции реальных явлений. Конечная цель процесса по созданию АОМ – отследить влияние флуктуаций агентов, действующих на микроуровне, на показатели макроуровня. Считается, что АОМ дополняют традиционные аналитические методы. Последние позволяют нам охарактеризовать равновесие системы, а АОМ позволяют исследовать возможность получения такого состояния. Модели класса CGE (Computer General Equilibrium – общего равновесия) сами по себе являются новым направлением в прикладной экономике, получившим широкое распространение.

CGE модели можно определить в трех ключевых аспектах. Во-первых, они включают в себя экономических агентов, результаты деятельности которых, находят отражения во всей экономической системе. Именно поэтому CGE модели называются общими. Обычно в число агентов входят домашние хозяйства, фирмы и правительства.

Во-вторых, CGE модели включают в себя систему нелинейных уравнений, посредством решения которой, достигается равновесие на рынке каждого товара, услуги и фактора производства. Благодаря этому модели становятся равновесными. В-третьих, модели выдают количественные результаты, что позволяет называть их вычислимыми.

Для создания такой модели, в которой осуществляется оптимальный выбор субъектов взаимодействия в сфере управления государственным имуществом можно выделить следующих агентов:

– экономический агент №1 – государственный сектор экономики. Сюда входят предприятия, доля государственной собственности в которых более 50;





– экономический агент №2 – рыночный сектор, состоящий из легально существующих предприятий и организаций с частной и смешанной формами;

– экономический агент №3 – общество, объединяющее в себе домашние хозяйства России, этот экономический агент представлен в модели совокупностью «виртуальных обществ», которые принимают различные решения исходя из сложившейся экономической ситуации.

– экономический агент №4 – правительство, представленное совокупностью федерального, региональных и местных правительств, а также внебюджетными фондами.

Необходимый толчок системе интересов конкурентных структур к поиску и формированию инновационных факторов дает система государственных интересов, вводя соответствующие ограничения пользования. С учетом этого вывода может быть сформирована методика развития интеграционных форм управления государственным имуществом.

Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" Список литературы:

1) Новиков Д., Петраков С. Курс теории активных систем. М., 2000.

2) Макаров В.Л. Коллективные блага в АОМ// Интеллектуальные общества. 2007.

Т. 2. №1.

3) Олейник А.Н. Институциональная экономика. М., 2005.

Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" СИНТЕЗ УПРАВЛЕНИЙ НЕЛИНЕЙНЫМИ ОБЪЕКТАМИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АППАРАТА МАТРИЧНЫХ ОПЕРАТОРОВ* Акименко Д.А., Нежельский П. Н. (Калуга, Калужский филиал МГТУ им.

Н.Э. Баумана, каф. Систем автоматического управления, e-mail:

sau@bmstu-kaluga.ru, theroland@yandex.ru) Abstract. In the article is considered the problem of synthesis of the low control by nonlinear object. Application of the concept of return problems of dynamics and method of matrix op erators to reduce a problem to a problem of parametrical optimization. The considered ap proach allows to construct algorithm of calculation of best values of parameters of the gover nor taking into account a modification of parameters of object of control.

Введение. Движение многих объектов и систем часто должно происходить по изначально назначенным траекториям. Подобного рода задачи возникают при управле нии роботами-манипуляторами, при стабилизации скорости вращения турбин и т. д. В последнем случае желаемая траектория выхода объекта в режим стабилизации (желае мое быстродействие системы) выбирается и задается, прежде всего, исходя из безопас ности функционирования элементов турбины и ее системы регулирования. Решить данные задачи можно, как задачи слежения, используя методы синтеза оптимальных систем: принцип максимума, динамическое программирование, L – проблему моментов и др. Однако можно также использовать подход, основанный на концепции обратных задач динамики. В данной работе предлагает один из возможных подходов к синтезу управлений нелинейными объектами основанный на указанной концепции, использу ется аппарат матричных операторов.

Постановка задачи. Задана система, включающая в себя объект управления и регулятор с заданной структурой, описываемая уравнением вида dn dm n - dn N m x ( t ) + an ( t, P ) n x ( t ) + ck ( t, P )x t( = bm ( t, P ) m y ( t ).

) k (1) dt n dt dt n== m= 0 k Задан эталонный выходной сигнал xэ ( t ). Необходимо синтезировать входной сигнал y ( t ) и определить числовые значения параметров P регулятора из условия реа лизации на выходе сигнала максимально приближенного по определенному критерии к заданному эталонному сигналу. Начальные условия принимаем нулевыми.

Решение задачи. Искомый сигнал представим в виде l y ( t ) = csy sy ( t ), (2) s = где sy ( t ) – некоторая система базисных линейно независимых функций.

Таким образом, задача состоит в нахождении вектора неизвестных коэффициен T тов C y = c0y cly и параметров регулятора P.

Для решения задачи перейдем от нелинейного дифференциального уравнения (1) к интегральному уравнению Фредгольма 2-го рода с учетом (2) можно записать Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и * Правительства Калужской области (грант № 09-01-97506) Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" T NT T l x ( t ) + K x ( P, t, t ) x ( t ) d t + K xk ( P, t, t ) x k (t )d t = csy K y ( P, t, t ) u (t )d t, (3) s k =2 0 s = 0 где n -1 ( -1)n d n an ( t, P )( - t )n -1, K x ( P, t, t ) 1 ( t - t ) = t n n 0 ( n - 1) ! d t = n - 1 K x k ( P, t, t ) 1 ( t - t ) ck ( t, P )( - t ), = t ( n - 1) ! ( -1) d b t, P t - t n-1.

m m m K u ( P, t, t ) 1 ( t - t ) m m( )( ) = m 0 ( n - 1) ! d t = Уравнение (3) можно также записать относительно спектральных характеристик входного и выходного сигналов в выбранном ортонормированном базисе ( t )= j0 ( t ) K j p ( t ) :

T % N l C x + A x ( P ) C x + A xk ( P ) C x = c A (P )C ys k y. (4) s y =2 = k s Здесь элементы вектор - столбцов C x, C x и Cy s соответственно определяются k по формулам T T cix = x ( t ) ji (t )d t ;

cix = x k ( t ) ji (t )d t ;

k 0 T ciy s = s ( t ) ji (t )d t ;

i = 0,K, l ;

k = 2,K, N ;

s = 0,K, l, % а элементы матриц A x ( P ), A xk ( P ) и A y ( P ) :

TT TT aij ( P ) = K x ( P, t, t ) ji (t )j j ( ) tdt, aij ( P ) = K xk ( P, t, t ) ji (t )j j ( ) tdt, %x td td k x 00 TT aij ( P ) = K y ( P, t, t ) ji (t )j j ( ) tdt, i = 0,K, p, j = 0,K, l.

td y Искомые вектора C y и P можно найти, если сформировать невязку между левой и правой частями выражения (4), при условии, что вместо входного сигнала использу ется эталонный сигнал. Соответственно имеем E ( C y, P ) = C xэ + A x ( P ) C xэ + A xk ( P ) C xэ - csy A y ( P ) Cy s.

% N l k э k=2 s= На основе данной невязки соответственно можно сформировать квадратичную целевую функцию вида J ( C, P ) = E T ( C y, P ) E ( C y, P ) 2. В результате исходная зада y ча сводится к задаче параметрической оптимизации.

Следует отметить, что рассмотренный подход позволяет построить алгоритм расчета оптимальных значений параметров регулятора с учетом изменения параметров объекта управления (робастных регуляторов), который заключается в построении мно жества невязок E ( C y, P ) и формировании соответствующей целевой функции. Рас смотренный алгоритм применим и для решения задач синтеза в статистической поста новке.

Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ С УЧЕТОМ * НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ПО ОТНОШЕНИЮ К ЗАПАЗДЫВАНИЮ Мельников Д.В., Корнюшин Ю.П., (г. Калуга, Калужский филиал МГТУ им. Н.Э. Баумана, каф. «Системы автоматического управления», E-mail:

sau@bmstu-kaluga.ru, theroland@yandex.ru) Abstract. In work the algorithm of parametrical synthesis of nonlinear systems of automatic control is offered in view of uncertainty in relation to delay, thus the statistical ap proach to uncertainty is used.

Наиболее распространенной в настоящие время математической моделью авто матической системы являются дифференциальные уравнения, связывающие выходные (или фазовые) координаты системы с входными воздействиями и возмущениями.

При детальном выяснении связей между входом и выходом системы оказывается, что фак тически аргументы выходных координат и их производных имеют смещения (запазды вания), причем характер смещений может быть весьма разнообразным. В реальных за дачах неизбежно присутствует неопределенность по отношению к запаздываниям, ко торые могут существенно влиять на динамику всей системы. Поэтому синтез регулято ров систем автоматического управления с учетом неопределенности по отношению к запаздыванию является весьма актуальной задачей. Если для системы, включающей регулятор и объект выбрать некоторую ее характеристику, определяющую качество ее функционирования, то регулятор является робастным относительно этой характеристи ки, если ею обладает любой из множества объектов, задаваемых неопределенностью.

Но такой минимаксный подход решения задачи робастного синтеза в инженерной практике находит значительные трудности. Поэтому в работе предлагается алгоритм синтеза систем с неопределенностью по отношению к запаздываниям, использующий вероятностный поход к робастности [1].

Систему дифференциальных уравнений с отклоняющими аргументами можно привести к виду, являющемуся аналогом известной нормальной формы Коши для диф ференциальных уравнений без отклонений аргумента. Используя векторные обозначе ния можно записать dX dt = f ( t, X ( t ), X ( t - t1 ),K, X ( t - tr ), Y, K ), X ( 0 ) = 0, (1) где X = ( X 1, X 2, K, X n ) – вектор фазовых координат;

f = ( f1, f 2,K, f n ) – вектор правых частей системы уравнений;

Y = ( Y1, Y2, K, Ym ) – входные воздействия, действующие на систему, ( t1,=t2,K, ts ) – отклонения аргументов;

t K = ( K1, K 2,K, K r ) – параметры системы управления, подлежащие определению.

* Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Калужской области (грант № 07-01-96414) Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" Будем предполагать, параметры t1, t2, K, t s принадлежат множеству T Rl. Ча ще всего каждый из параметров меняется независимо в своем диапазоне (интервале не определенности):

{ } T = t Rl tm t t M.

Пусть на множестве T Rl задана вероятностная мера (во многих практических зада чах неопределенные параметры действительно имеют вероятностную природу по сво ему происхождению или способу их оценки). Для простоты будем считать, что задана плотность вероятности f T ( t ), t T. Если эта плотность не задана по физическому смыслу задачи, то для ограниченного множества T естественно брать равномерную плотность. Таким образом, неопределенные параметры t1, t2, K, t s рассматриваются как случайные некоррелированные величины с известными законами распределения.

Относительно правых частей (1) будем предполагать, что существует область W значений параметров K1, K 2, K, K m, имеющая непустую общую часть с областью W d допустимых значений этих параметров, причем для любой точки ( K1, K 2, K, K m ) W d существует единственное решение (1) для любых значений параметров t Rl.

Требуется определить оптимальные параметры системы управления K1, K 2, K, K m согласно выбранному критерию качества. Предположим, что имеется характеристика качества процесса управления которую можно задать положительным функционалом (критерий качества), I ( X1, X 2, K, X n ) 0, (2) определенный на множестве решений системы (1) и характеризующий качество про цесса управления таким образом, что процесс управления считается лучшим, если функционал принимает меньшее значение.

Можно использовать другую характеристику качества, рассмотрев вероятность того, что значения функционала будут лежать в заданном интервале P [ 0 I In ] = P ( K1, K 2, K, K m ). (3) В случае использования критерия (2) параметры K1, K 2, K, K m будут опти * * * мальными, если ( ) I K1, K 2, K, K m = min I ( K1, K 2, K, K m ).

* * * (4) W I Wd Если используется, критерий (3), то оптимальными значениями будут такие, что ( ) P K1, K 2, K, K m = max P ( K1, K 2, K, K m ).

* * * (5) WIWd Функции X1, X 2, K, X n в общем случае зависят от начальных условий, случай ных параметров t1, t2, K, t s и параметров системы управления K1, K 2, K, K m.

При фиксированных начальных условиях функции X1, X 2, K, X n, будут зави сеть только от t параметров t1, t2, K, t s, K1, K 2, K, K m.

Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" Следовательно, при фиксированных значениях t критерий качества I ( X 1, X 2, K, X n ) можно рассматривать как функцию переменных t1, t2, K, t s, K1, K 2, K, K m, т.е.

I ( t1, t2,K, t s, K1, K 2, K, K m ). (6) Для того чтобы получить характеристику качества системы управления, не зави сящую от случайных параметров, необходимо произвести осреднение, т.е. перейти к математическому ожиданию M ( I ) =M I ( t1, t2,K, t sl, K1, K 2, K, K m ) = G ( K1, K 2, K, K m ). (7) Математическое ожидание функционала I по случайным величинам t1, t2, K, t s, будет функцией лишь параметров системы управления.

Будем предполагать, что W I W d является замкнутой, а функция G ( K1, K 2, K, K m ) непрерывной в любой точке ( K1, K 2, K, K m ) W I W d. Эти условия обеспечивают су ( ) ществование оптимальных значений K1, K 2,K, K m W d I W по критерию (4). Точно * * * такие же условия необходимо налагать на область W d I W и в случае использования критерия (5), так как непрерывная функция достигает в замкнутой области своего наи большего и наименьшего значений (теорема Вейерштрасса).

Расчет значений функции G представляет собой вычисление математических ожиданий критерия качества при различных значениях параметров K1, K 2, K, K m. Эти математические ожидания предлагается найти методом детерминированных эквивален тов анализа нелинейных стохастических систем [2]. В результате расчетная формула вычисления функции G для j -ой итерации будет иметь следующий вид:

q1 qs ( ) » K A (t ) ts t K 2j, K, k1 K Aks I 1k1, t 2 k2,K, t sk z, K1, K 2j, K, K m.

K1j, j j j G Km (8) k1 =1 kl = где t1k1, t2 k2, K, tsk s, k1 = 1, q1, k2 = 1, q2, kl = 1, qs – совокупность чисел, являются неко торыми выборками случайных величин t1, t2, K, t s соответственно;

t t Ak11,K, Ak ss – некоторые коэффициенты, которые определяются в зависимости от плотности распределения каждой случайной величины;

( ) I t1k1, t2 k2,K, t sks, K1j, K 2j, K, K m – значения функционала при конкретных значе j ниях случайных величин t1k1, t2 k2, K, tsk s k1 = 1, q1, k2 = 1, q2, kl = 1, qs, и опреде ( ) ляются через реализации выходного сигнала X Y ;

t1k1, t2 k2,K, tlkl, K1j, K 2j, K, K m j при соответствующих значениях случайных величин путем численного дифферен цирования исходной системы.

t t Коэффициенты Ak 1,K, Ak s рассчитываются по следующим формулам 1 s aqz t Akzz = = =, z 1, s, k z 1, qs, () () Pq t zkz Pqt z-1 t zk z tz aqz - z z Секция "Математическое моделирование, численные методы и программные разработки" { } где t zk – корни многочленов Pqtzz z = 1, s, k z = 1, qs ( P t z = P0t z, P t z, K, Pqtzz-1, Pqtzz – сис z тема ортонормированных полиномов с весом равным плотности распределения случайной величины t z );

aq – старший коэффициент Pqtz ;

an-1 – старший коэф z z фициент Pqt z-1.

z Переход от K1j, K 2j, K, K m к K1j +1, K 2j +1, K, K m+1 осуществляется согласно ис j j пользуемому методу нахождения минимума (максимума) функции многих переменных.

( ) ( ) Далее, рассчитывается G K1j +1, K 2j +1, K, K m+1 и сравнивается с G K1j, K 2j, K, K m, j j если ( )( ) G K1j +1, K 2j +1, K, K m+1 - G K1j, K 2j, K, K m d, j j то вычисления прекращаются, если условие не выполняется, то осуществляется пере ход к новым параметрам и т.д.

Далее оценивается вероятность «качественной» работы системы, например, со гласно алгоритмам, описанным в [1, 3].

При определение оптимальных параметров, необходимо использовать такие мето ды нахождения экстремумов функций многих переменных, чтобы число итераций было как можно меньше, т.к. и их количество определяет число интегрирований системы дифференциальных уравнений (1), а, следовательно, и общую трудоемкость нахожде ния оптимальных параметров. Поэтому рекомендуется использовать модифицирован ный градиентный метод с информацией о функции G, обеспечивающий сходимость к минимуму независимо от начального приближения. В случае применения градиентных методов необходимо иметь ввиду, что функция G может иметь несколько минимумов, по методу градиента находиться один из возможных, поэтому если первый найденный минимум оказывается неудовлетворительным (не выполняется условие требуемого ка чества), то нужно взять в качестве начального значения точку, достаточно удаленную от оптимальной, и исходя из нового начального значения, определить новую оптималь ную точку. В случае если оптимум единственный, то оптимальные точки будут совпа дать, что будет указывать на необходимость изменения структурной схемы системы управления, так как в этом случае все возможности старой схемы системы управления оказываются исчерпанными. Попытки применения методов глобального поиска экс тремума для решения задачи оптимизации многомерных систем, описываемых уравне ниями высокого порядка при нескольких неопределенных параметрах, приводят к объ ему вычислительных работ того же порядка что и метод статистических испытаний.

Предложенный алгоритм синтеза робастных регуляторов для нелинейных объ ектов управления является достаточно универсальным, т.к. исходная математическая модель систем управления описывает почти все основные классы систем управления.

Список литературы 1. Робастная устойчивость и управление / Б.Т. Поляк, П.С. Щербаков. – М.: Нау ка, 2002. – 303 с.

2. Методы классической и современной теории автоматического управления:

Учебник в 5-и тт.;

2-е изд., перераб. и доп. Т.2: Статистическая динамика и идентифи кация систем автоматического управления / Под ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова. – М.:

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. — 640 с., ил.

3. Матричные методы расчета и проектирования сложных систем автоматиче ского управления для инженеров / Под. ред. К.А. Пупкова, Н.Д. Егупова.– М.: Изда тельство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. – 664 с.

СЕКЦИЯ «ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА И ШЕЛЬФА БАРЕНЦЕВА МОРЯ»

Секция «Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря»

Алексеева А.Н., Корсакова О.П., Тимофеева М.Г. Диатомовые отложения северной Карелии и Кольского полуострова............................................................................ Едигарьев В.Г. Оценка влияния стабилизации качества добытой рудной массы на величину активного фронта горных работ............................................................... Каменев Е.А. Жизненные циклы функционирования Хибинских месторождений..... Сорохтин Н.О., Козлов Н.Е., Козлова Н.Е., Мартынов Е.В. Типизация зеленокаменных поясов и их золотоносность......................................................... Нерович Л.И., Горбунов С.П. Кумулятивная стратиграфия пород Мончетундровского массива......................................................................................................................... Пожиленко В.И., Баянова Т.Б. Возраст позднеятулийского метаморфизма пород Кислогубского участка (Кольский регион).............................................................. Сорохтин Н.О., Козлов Н.Е. Геодинамическая эволюция и потенциальная нефтегазоносность рефейского этапа развития западной части арктического шельфа России............................................................................................................. Филатова В.Т. Условия формирования деформационных структур северо-восточной части Балтийского щита............................................................................................. Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" ДИАТОМОВЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ СЕВЕРНОЙ КАРЕЛИИ И КОЛЬСКОГО ПОЛУОСТРОВА Алексеева А.Н.1, Корсакова О.П.1, 2, Тимофеева М.Г.2 (Апатиты, Апатитский филиал МГТУ, кафедра геологии и полезных ископаемых, Геологический институт КНЦ РАН;

korsak@geoksc.apatity.ru) Abstract. Same results of study of the geological position, environments and chemistry of diatomaceous sediments on the Northern Karelia and the Kola Peninsula are offered. It is presented geological and palaoecological features of these deposits. Data were obtained during field investigations on Karelia;

same published data were used too.

Диатомовые отложения представлены главным образом диатомитами и диатомовыми сапропелями, которые служат ценным полезным ископаемым. В северной Карелии и на Кольском полуострове они являются озерными и реже морскими образованиями голоценового возраста. Это рыхлая или слабосцементированная порода, во влажном состоянии она студнеобразная, пластичная. Диатомит более чем на 50 % состоит из опаловых панцирей диатомей, диатомовые сапропели характеризуются меньшим содержанием аморфного кремнезема, значительным количеством органики и примесей песчано-глинистого материала (Демидов, Шелехова, 2006).

Диатомовые отложения образуются в условиях, которые благоприятны для развития диатомовых водорослей и последующего осаждения их отмерших остатков.

Условия северной Карелии и Кольского полуострова таковыми и являются. Здесь имеют место многочисленные слабопроточные озера с прозрачной водой, что обеспечивает хорошую освещенность водной толщи. Особенности инсоляции летом в связи с северным положением региона характеризуются непрерывностью полярного дня с большой облачностью или невысоким положением солнца над горизонтом при ясной погоде, что и обеспечивают обилие рассеянного света и существенно для активного и бесперебойного фотосинтеза. Как было установлено (Полонский, 1934, Порецкий и др., 1934, Демидов, Шелехова, 2006 и др.), наиболее благоприятные условия для развития диатомовых водорослей и образования диатомовых отложений существуют в небольших чистых и прозрачных озерах, а также в заливах более крупных водоемов и морях, которые защищены от волнения и течений, особенно при наличии в пределах водосбора пород, содержащих кремний, необходимый для построения панцирей и стенок диатомовых водорослей, фосфора и железа - важных элементов питания организмов. Кроме того, для развития диатомей и накопление диатомовых отложений благоприятны воды, бедные кальцием, что характерно для рассматриваемого региона.

Развитие диатомовых водорослей и последующее накопление диатомовых сапропелей и диатомитов в Кольском регионе и в северной Карелии происходило по мере дегляциации региона сначала в приледниковых и морских бассейнах, а затем в реликтовых озерах, формировавшихся при регрессии морского бассейна, в водоемах, котловины которых образованы эрозионно-аккумулятивной деятельностью ледников и талых ледниковых вод или имеют тектоническую природу. В настоящее время широкое распространение в регионе имеют диатомиты и диатомовые сапропели, которые часто вскрываются в основании разрезов торфяников, образовавшихся при зарастании и заболачивании озер, а также в донных отложениях небольших современных озер со слабым водообменном или в котловинах и заливах крупных озер, таких как Имандра, Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Ловозеро, Сейдозеро, Ковдор и др. (Полонский, 1934, Порецкий и др., 1934, Жузе, 1966, Евзеров и др., 1983, Демидов, Шелехова, 2006).

По химическому составу диатомовые отложения Кольского полуострова и северной Карелии схожи друг с другом (табл.1), т.к. образуются в сходных условиях.

Таблица 1. Химический состав диатомовых отложений Кольского полуострова и северной Карелии (по Демидов, Шелехова, 2006) № п/п Месторождение SiO2 Al2O3 Fe2O3 П.п.п.

Кольский полуостров 1 Пулозеро, северное 65,66 1,77 1,45 24, 2 Нюдозеро 62,83 3,98 1,84 24, 3 Сейдозеро 60 4,29 33, 4 Сергевань 69,43 6,20 3,50 18, 5 Ловозеро 64,73 0,52 0,41 33, Северная Карелия (Лоухский район) 6 Ламба Амбарная 57-59 2,2-2,8 3,4-4,0 26- 7 Ряпукс озеро 54-57 0,7-4,0 3,5-5,0 33- 8 Кяпели (Тунгозеро) 68-84 2,5 2, Исследования, проведенные в Лоухском районе северной Карелии, которая, как и Кольский полуостров, относится к категории перспективных для формирования диатомитов и к весьма благоприятным для образования диатомовых сапропелей, показали, что здесь отмечаются многочисленные их месторождения и местопроявления (рис. 1). Они приурочены к районам распространения песчано-гравийно-галечных флювиогляциальных отложений, песчаных и песчано-глинистых озерных и озерно ледниковых осадков (Варданянц, 1936;

Экман, 1995;

Демидов, Шелехова. 2006). Кроме того, диатомовые сапропели морского генезиса (гиттия) в 2008 году установлены в ходе полевых исследований совместного отряда Геологического института КНЦ РАН и Института геологии КарНЦ в восточной части Лоухского района (№ 25-27 на рис.1) в пределах побережья Белого моря, которое покрывалось морскими водами в голоцене.

Рис.1. Месторождения и местопроявления диатомитов и диатомовых сапропелей в Лоухском районе северной Карелии.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Диатомовые сапропели морского генезиса (гиттия) были опробованы в трех озерных котловинах, расположенных на абсолютных отметках от 5 до 15 метров н.у.м.

(рис.2). Эти реликтовые котловины некогда представляли собой относительно глубокие небольшие впадины на морском дне в прибрежье. После регрессии моря они наследовались пресноводными водоемами, в которых прибрежно-морские условия обитания диатомовых водорослей сменились пресноводными. Чем ниже по рельефу расположена котловина, тем длительнее в ней существовало море.

Анализ диатомовых образцов, проведенный Шелеховой Т.С., показал, что диатомовые водоросли в отложениях представлены преимущественно морскими видами, но есть и пресноводные. Количество последних увеличивается вверх по разрезу.

Химический анализ проб, отобранных на разной глубине (рис. 2), показал, что количество растворимого кремнезема также увеличивается вверх по разрезам (табл.2).

На самых низких отметках его содержание очень мало (около 6 %) при общем содержании кремнезема почти 60 %. Ближе к кровле оно увеличивается до 23-29 % при примерно одинаковых показателях общего содержания кремневой кислоты, которое колеблется в пределах 48-55 % (табл. 2). Эти изменения содержания аморфного кремнезема видимо отражают увеличение биологической продуктивности диатомовых биот в котловинах по мере обмеления моря, а также показывают то, что диатомовые отложения накапливаются преимущественно в замкнутых впадинах дна неглубоких водоемов в зависимости от геоморфологических особенностей поверхности.

Следует заметить, что диатомовые сапропели морского генезиса в отличие от озерного сильно засорены минеральными частицами, что ухудшает их качество как полезного ископаемого. Кроме того, по нашим и другим данным (Жузе, 1966, Демидов, Шелехова, 2006) наиболее качественные диатомовые отложения в условиях рассматриваемого региона образуются в условиях пресноводной среды.

Все месторождения и местопроявления диатомовых отложений характеризуются мелкоконтурностью, т.к. условия формирования для них наиболее благоприятны по условиям света, тепла и питания в небольших по площади водоемах. Это, наряду с их залеганием под водой на дне водоемов, является неблагоприятным фактором при их добыче. Но в последние десятилетия разработаны методики и специальная плавающая техника для эффективной добычи донных отложений с небольших глубин. Такая техника может легко транспортироваться с одного мелкоконтурного месторождения на другое и использоваться как для разработки диатомитов, так и сапропелей.

Рис. 2. Разрезы изученных озер.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Таблица 2. Химический состав диатомовых отложений изученных озер № проб SiO2 SiO2раст. MgO Fe2O3 CaO Al2O3 Na2O Орг-ка П.п.п. H2O 1 54,72 17,7 1,82 6,06 2,59 7,9 2,02 15,83 2,26 2, 2 51,1 21,08 1,41 6,53 2,5 7,06 1,63 22,56 2,69 2, 3 42,36 28,96 1,24 9,25 1,88 5,46 1,08 32,6 3,48 3, 4 55,08 26,65 1,53 4,33 3,27 8,69 1,89 17,37 3,24 2, 5 53,97 21,04 1,56 6,13 2,86 8,76 2,06 15,79 4,43 2, 6 49,83 23,02 1,47 5,66 2,3 5,88 1,6 24,43 4,3 2, 7 50,5 22,83 1,9 6,75 2,91 8,14 1,59 18,48 7,09 2, 8 47,37 12,15 1,74 6,09 2,89 5,94 1,98 17,36 5,31 2, 9 49,45 14,68 2,09 5,98 2,63 8,6 1,74 20,85 3,1 2, 10 59,49 5,7 1,94 4,32 3,22 10,2 2,67 7,58 1,81 1, Список литературы:

1) Варданянц П.А. Диатомиты северной Карелии. Петрозаводск, 1936, 307с.

2) Демидов И.Н., Шелехова Т.С. Диатомиты Карелии. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2006, 89с.

3) Жузе А.П. Кремнистые осадки в современных и древних водоемах. В кн.:

Геохимия кремнезема. М.: Наука, 1966. С. 301-318.

4) Полонский Н.В. Материалы к вопросу о географическом распространении диатомовых отложений на Кольском полуострове. Кольский диатомовый сборник (Тр. Геоморфологического института), вып. 8. Л.: АН СССР, 1934. С.

35-54.

5) Порецкий В.С., Жузе А.П., Шешукова В.С. Диатомовые Кольского полуострова в связи с микроскопическим составом кольских диатомитов. Там же, 1934. С. 95 210.

6) Экман И. М. Донные осадки озер. В кн.: Донные отложения озер восточной части Фенноскандинавского кристаллического щита. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 1995. С.10-83.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ СТАБИЛИЗАЦИИ КАЧЕСТВА ДОБЫТОЙ РУДНОЙ МАССЫ НА ВЕЛИЧИНУ АКТИВНОГО ФРОНТА ГОРНЫХ РАБОТ Едигарьев В.Г. (Апатиты, АФ МГТУ, кафедра горного дела, edval@goi.kolasc.net.ru) Abstract. The paper shows the methods of quality regulation impact assessment of extracted rock mass on active front of mining operations and technical and economical characteristics of system “mine – processing plant”.

Введение Активный фронт горных работ является первым элементом, формирующим в процессе добычи начальный уровень колебаний содержания полезных компонентов, поскольку поток руды, поступающей на переработку, представляет собой смесь единичных рудопотоков N выемочных единиц, находящихся в одновременной работе.

С увеличением числа выемочных единиц, в процесс одновременной добычи вовлекаются участки месторождения с минимальными и максимальными отклонениями от планируемого уровня, в результате чего суммарные колебания содержания будут стремиться к величине случайной погрешности его определения.

Положительные последствия стабилизации качества руды, имеющие место при переработке, известны: повышение содержания полезных компонентов в концентратах, снижение потерь в хвостах и как следствие - увеличение выхода концентратов и извлекаемой ценности в целом. Повышается эффективность производственных фондов и снижаются затраты на переработку. В то же время увеличиваются затраты на оборудование и содержание выемочных единиц. Таким образом, объективно существуют условия оптимизации количества выемочных единиц, базирующиеся на сопоставлении эффекта от повышения извлечения полезных компонентов при стабилизации качества руды с затратами на добычу и переработку при различном количестве выемочных единиц Э = Э ( ) З ( N + N ) (1) где Э ( ) - экономический эффект от стабилизации;

З ( N + N ) - затраты, связанные с величиной фронта горных работ.

Оценка стабилизации качества руды Расчет эффективности стабилизации качества за счет управления фронтом горных работ основан на учете последствий от изменения его величины. Если за исходный принять вариант с нулевым приростом выемочных единиц, то каждый из сравниваемых вариантов будет отличаться количеством выемочных единиц N, включаемых в работу для стабилизации качества добытой руды, и величиной зависимых переменных.

Пусть имеется N выемочных единиц, планируемых к отработке. Тогда при любом интервале планирования (смена, сутки, неделя и т.д.) качество руды, поступающей с активного фронта горных работ, определяется следующими соотношениями N N рп = Ai i / Ai ;

(3) i =1 i = Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" N Ai = Ap, (4) i= где рп, i, Ai, Аp - соответственно планируемые содержания полезного компонента в суммарном и единичных рудопотоках, объемы руды из N выемочных единиц и объем добычи из рудника за планируемый период времени.

Даже если план оптимален, при его реализации не гарантируется обеспечение требуемого среднего содержания полезного компонента в суммарном рудопотоке, поскольку фактические средние содержания могут отличаться от планируемых.

Отклонения обусловлены ошибкой определения (или прогноза) содержания полезного компонента в объемах руды, планируемых к отработке.

i фi = i, (5) N N рп = Ai i / Ai, (6) i =1 i = где i, рп - отклонения среднего содержания полезного компонента в рудопотоке i ой выемочной единицы и суммарном рудопотоке за планируемый период времени.

Колебания качества рудной массы принято оценивать дисперсией N N рп = Ai2 i / Ai 2 (7) i =1 i = где i = i - дисперсия отклонения содержания полезного компонента в объеме 2 руды, планируемом к отработке.

В данной работе рассматривается случай, когда отбитая руда не опробуется и необходимо определить изменчивость содержания полезного компонента в потоке руды в связи с изменчивостью в недрах, контролируемой опробованием стенок выработок.

Используются данные опробования выемочной единицы, ориентированные по направлению выемки. Если интервал между точками опробования - lo, то приближенно объем руды, содержание полезного компонента в котором характеризуется значением этой пробы, равен Vn = l0, (9) При уходке забоя за планируемый период - L, площади забоя - Sз, количество проб равно n = LS з / Vп (10) Оценка математического ожидания содержания полезного компонента в выемочной единице на планируемый период n i = (1 / n) j, (11) где j - оценка содержания полезного компонента в j-ой пробе.

Оценка дисперсии содержания полезного компонента в объеме планируемой добычи выемочной единицы n 2i = (1 / n) ( j i ) 2, (12) а дисперсия среднего содержания полезного компонента будет определяться отсутствием или наличием взаимной корреляции единичных проб.

В первом случае дисперсия среднего содержания за планируемый период определяется формулой Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" 2 i = i / n, (13) а во втором случае 2 i = i / n 2 /(1 r ) 2, (14) где r - коэффициент взаимной корреляции содержания полезного компонента в смежных пробах.

Окончательно дисперсия среднего содержания полезного компонента в суммарном рудопотоке определится по формуле рп = рп /( N + N), 2 (15) где N, N - соответственно количество выемочных единиц, составляющих активный фронт горных работ и интервал их возможного изменения.

Выбор адекватной зависимости в условиях действующего рудника доказывается сходимостью показателей изменчивости качества руды в недрах с показателями качества руды в рудопотоке, опробованном в тех же интервалах времени, что и интервалы планирования добычи.

Зависимости о = f ( рп ) устанавливаются по эмпирическим данным работы перерабатывающего предприятия.

А поскольку рп = f ( N + N), можно определить влияние величины фронта горных работ на стабильность качества руды, поступающей на переработку и далее на показатели извлечения полезного компонента в концентрат и как следствие - ценность товарной продукции Ц = f (N, o, рп ) (2) где N, o, рп - соответственно изменение количества выемочных единиц, извлечения полезного компонента в концентраты и стабильности качества перерабатываемой руды.

Оценка эффекта от стабилизации качества руды При увеличении стабильности качества руды, поступающей на переработку, увеличивается извлечение полезных компонентов в концентрат, выход концентрата, его ценность и опосредованная через эти показатели производительность рудника.

Следовательно, можно записать, что работа рудника при i-том варианте фронта горных работ, стабилизирующем качество рудопотока по сравнению с базовым вариантом, сопровождается ростом производительности рудника А Ц А = р (17) Ц Изменение стоимостных показателей добычи и переработки связано с ростом количества выемочных единиц и производительности системы «рудник перерабатывающее предприятие». Следует выделить два типа зависимостей, учитывающих изменение удельных затрат С1А С1 =, (18) Ар + А где С1 - удельные затраты, пропорциональные производительности системы «рудник перерабатывающее предприятие», включающие общерудничные, общефабричные, общекомбинатские расходы;

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" С2 ( Ар N AN ) С2 =, (19) N ( Ap + A) где C2 - удельные затраты, пропорциональные количеству выемочных единиц и включающие расходы на поддержание, вентиляцию, освещение выработок, амортизацию, ремонт и содержание оборудования выемочных единиц, а также на зарплату ИТР и рабочих-повременщиков, занятых на обслуживании выемочной единицы.

Аналогично оценивается эффективность использования капитальных вложений, воплощенных в производственные фонды К А К у1 = у1 i ;

(20) Ар + Аi К ( А N Аi N ) К у 2 = у 2 р i, (21) N ( Ap + Ai ) где Kу1 - удельная величина основных фондов за исключением стоимости оборудования выемочных единиц и оборотных средств, расходуемых на создание подготовленных запасов;

Kу2 - удельная величина основных фондов и оборотных средств, пропорциональных количеству выемочных единиц.

Эффективность мероприятий по управлению фронтом горных работ определяется из выражения, записанного в общем виде [ ] Э (N i ) = Ц i + C1 C2 + Eн (K у К у 2 ) К кол (22) где Kкол – коэффициент количества балансовых запасов (по М.И. Агошкову).

Нетрудно заметить, что показатель эффективности представляет собой прирост приведенной прибыли, получаемой при погашении 1т балансовых запасов.

Максимальная эффективность соответствует оптимальному фронту горных работ.

Выводы Разработана методика, позволяющая оценить взаимосвязь изменчивости качества руды в недрах и потоке, поступающем на переработку, а также стабильность качества руды в зависимости от величины фронта горных работ. Предложен критерий оптимизации активного фронта горных работ, учитывающий эффект от стабилизации качества руды, поступающей на переработку. Методика использована при практическом определении оптимального активного фронта горных работ и нормировании подготовленных и готовых к выемке запасов на подземных рудниках ОАО «Ловозерский ГОК».

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ХИБИНСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Каменев Е.А. (Апатиты, АФ МГТУ, кафедра геологии и полезных ископаемых;

kamenev@iep.kolasc.net.ru) Abstract. The conception of "deposit's life circle" as an optimization model of its functioning from discovery of the ore object to complete depletion of the resources is introduced. Life circle is elaborated in order to reach economic interests of the state and the mineral resources user, rational exploitation of mineral resources to benefit the present and future generations Жизненный цикл месторождения - это оптимизационная модель функционирования рудного объекта, обеспечивающая достижение оптимального сочетания экономиче-ских интересов недропользователя, развития рудно-сырьевой базы, сохранения рудного потенциала для будущих поколений, обеспечения природоохранных требований.

Продолжительность жизненного цикла рудного объекта определяется совокупным влиянием ряда факторов:

- обеспеченностью рентабельными запасами и потребностью в продуктах переработки минерального сырья;

- горно-геологическими условиями разработки, экономическими и экологическими ограничениями.

Обеспеченность предприятия подготовленной рудно-сырьевой базой является функцией масштабов и воспроизводством запасов месторождения в системе "прирост добыча" и мощностью предприятия. Потребность в продукции минерально-сырьевого комплекса определяется уровнем развития производительных сил страны, геополитической обстановкой на конкретном этапе исторического развития и, в конечном счёте, конъюнктурой мирового сырьевого рынка.

Жизненный цикл охватывает период времени от подготовки рудной базы, эксплуатации до полной доработки запасов и ликвидации рудника.

Подготовительный период включает этапы:

а) геологической разведки по подготовке рудной базы как первоначального вклада в создание горного предприятия;

б) проектирования и строительства рудника, обогатительного и обслуживающих производств, технологически связанных с добычей, переработкой и транспортировкой минерального сырья.

Длительность подготовительного периода зависит от востребованности продуктов переработки сырья: чем она больше, тем короче отрезки времени от подготовки запасов до начала их разработки.

Период эксплуатации рудного объекта охватывает этапы:

а) освоения и развития (от ввода рудника до достижения проектной мощности);

б) стабилизации на уровне проектной производительности;

в) интенсивного развития в результате реконструкции предприятия;

г) спад объёмов добычи в связи с истощением запасов или по другим причинам.

Период ликвидации (консервации) предприятия включает этапы:

а) доработки и списания остаточных запасов;

б) рекультивации территории.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Для весьма крупных месторождений, к числу которых относятся Хибинские, приведенная последовательность жизненных циклов предстаёт в усложнённом виде:

разведочные работы могут выполняться поэтапно и одновременно с эксплуатацией, стабильная добыча может неоднократно сменяться фазами роста и спада производства.

Рудно-сырьевая база Хибин представлена шестью эксплуатируемыми, четырьмя резервными месторождениями, из которых одно месторождение находятся на стадии подготовки к освоению. Одновременная отработка ряда месторождений, различающихся масштабами запасов (от средних до уникальных), качеством руд и условиями добычи при долгосрочной обеспеченности запасами создает благоприятные условия для устойчивого развития предприятия. В качестве критериев для выделения периодов и этапов жизненных циклов месторождений принимались фактические показатели добычи по отношению к проектной производительности.

Для каждого этапа определены параметры: продолжительность (Т, годы);

объё мы добычи руды (Д, млн. т);

способы добычи: открытая и подземная (О / П, %);

качество добытой руды (содержание Р2О5 - С, %);

годовая мощность (М, млн. т/год);

Для этапов стабилизации введён показатель превышения уровня среднегодовой добычи по отношению к проектной мощности (+М).

Освоение месторождения Кукисвумчорр предшествовало геологической разведке, что является беспрецедентным случаем в горно-геологической практике.

Разведочные работы осуществлялись одновременно с развитием добычи:

"промышленная разведка" по обеспечению запасами текущей добычи (1930-40), разведка верхних гори-зонтов (1946-50) и глубоких горизонтов (1968-72), и комплексная переоценка запасов месторождения по новым кондициям (1986-90).

Начальные запасы руды на месторож-дении Кукисвумчорр составляли 840 млн. т со средним содержанием Р2О5 17,8%, кото-рые отработаны на 55%.

е Объем добычи (млн. т) ти зви ра е, ни ле ов н Восстановление, развитие та сс Во 1930 1935 1940 1945 1950 Стабилизация - Объем добычи (млн. т) 12. II очередь 11 млн. т Проектная 11 мощность 9. 9. ти ое зви вн 8. е ра енси открытая добыча Стабилизация- т Ин Сп Стабилизация - 7. 7 5. 6. ад I очередь 5. 5.4 млн. т Проектная 4.6 мощность подземная добыча 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Рис. 1. Жизненный цикл месторождения Кукисвумчорр (Кировский рудник) Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Стабилизация добычи открытая добыча е ни 5. Объем добычи (млн. т) 5. 5.5 5. е вл 5. о ан 5 4. т 4. 4. 4. сс 4.0 4. 4 млн. т Проектная Во Сп 3. 4 3. мощность ад Ввод в эксплуатацию, освоение 1. 1. 0. 1 подземная добыча 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Рис. 2. Жизненный цикл Юкспорского месторождения В ранний период освоения, прерванный войной, из карьера добывалась руда, не требующая обогащения (32-28% Р2О5.). В 1931-34 г. введены в эксплуатацию две очереди АНОФ-1, подземный рудник. После достижения проектной мощности в млн.т/год, рудник функционировал в режиме стабилизации (1956-70), сменившемся интенсивным развитием в связи с вводом в эксплуатацию Северного карьера (1971-76).

С 1990 г. действует Объединённый Кировский рудник мощностью 9,9 млн.т/год по разработке месторождений Кукисвумчорр и Юкспор, предусматривается увеличение объемов добычи руды до 12-14 млн. т. и поддержание на этом уровне до 2025 г.

Остаточные запасы для подземной отработки составляют 430 млн.т с содержанием Р2О5 14,6%. Перспективы для наращивания запасов исчерпаны.

Разведочные работы на месторождении Юкспор проводились в 1930-40 г.

(«промышленная разведка», соответствующая стадии оценочных работ), предварительная и детальная разведка верхних (1950-54) и глубоких горизонтов (1978 83). Дважды, в 1965 и 1983 г., производилась переоценка запасов по эксплуатационным кондициям с учётом снижения бортовых содержаний Р2О5 от 12 до 8-6-4%.

Начальные запасы месторождения оценены в 813 млн. т. с содержанием 15,1% Р2О5, Подземный рудник введён в эксплуатацию в 1954 г. С 1964 г. началась комбинированная отработка месторождения подземным и открытым способами с годовой мощностью по руде 4 млн. т. Этап стабильной работы рудника со средней производительностью 4,9 млн. т. продолжался до 1990 г. вплоть до объединения с Кировским рудником.

За весь период отработано подземным способом 31% запасов. Остаток запасов в недрах (на начало 2009 года) составляет 562 млн т с содержанием 14,6% Р2О5.

До начала освоения в 1955 г. месторождения Апатитовый Цирк выполнены комплекс разведочных работ (1949-54), доразведка глубоких горизонтов и два этапа переоценки по эксплуатационным кондиция (1965 и 1983).

Начальные запасы месторождения (293 млн т с содержанием 15,9% Р2О5) отработаны на 57%. Проектная мощность в 3,4 млн.т. достигнута за 9 лет от начала освоения;

за этап стабилизации добыто 130 млн.т., из них открытым способом 26% и средней производительностью 4,5 млн.т. Остаток запасов на глубоких горизонтах обеспечивает работу рудника на длительную перспектив.

Высокогорный Центральный рудник в 1964 г. (абс. отм. +1050 м) приступил к разработке открытым способом месторождения Плато Расвумчорр после разведки, затронувшей только нагорную часть рудного тела. В дальнейшем добычные работы сопровождались эксплуатационной разведкой.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" открытая добыча Стабилизация добычи 6 5. Объем добычи (млн. т) 5. 4. 4.2 4. 4. 3,4 млн. т Проектная ие, Сп мощность в ле н ан о ие ад ст ю, 3 Вос азвит 1. ци р та уа 1. 2 пл е кс е н и эо д в св подземная добыча во о 0. В 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Рис. 3. Жизненный цикл месторождения Апатитовый Цирк Объемы добычи (млн. т) Стабилизация добычи 27. 26. ие IV очередь 25 млн. т Проектная ит мощность зв III очередь 22 млн. т Проектная 21. ра мощность ое II очередь 18 млн. т Проектная вн мощность Спад 16. си ен I очередь нт Проектная 12 млн. т мощность воени И Восстановление е 9. 9. ю, о с 8. ци уата экспл в Ввод открытая добыча 1. 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Рис. 4. Жизненный цикл Центрального рудника.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Объем добычи (млн. т) 12. Стабилизация иеен Ньоркпахский карьер сво ю, о Спад аци 7. ия е, ац и ат из лен ил ов плу аб н ст сста 6. экс Во дв 3. Вво Коашвинский карьер открытая добыча 1980 1985 1990 1995 Рис. 5. Жизненный цикл Восточного рудника Начальные запасы в контуре карьера составляют 680 млн.т. с содержанием 17% Р2О5. За время эксплуатации объёмы добычи непрерывно увеличивались от 5 до 12, 18 22 млн т и достигли максимума в 27,7 млн.т./год. в 1985 г. Период интенсивного развития завершился стабилизацией добычи на уровне 26-28 млн.т.;

который сменился резким (в 4 раза) падением объёмов добычи до 7 млн.т. к 1996 г.

Остаток запасов в карьере будет погашен в 2013 г.

Месторождения Коашва и Ньоркпахк разведаны в 1960-86 и в 1972-75 г.;

освоение их открытым способом началось соответственно в 1981 и в 1985 г. Оба месторождения отличаются от ранее освоенных весьма сложными условиями разработки и геологическим строением: каждое из них представлено серией различных по размерам, форме апатитовыми залежами с неравномерным распределением руд разного качества. Рудные залежи разобщенными прослоями вмещающих пород.

Запасы глубокозалегающих руд (500 млн т) могут быть добыты только подземным способом.

К настоящему времени (2009 г.) из карьеров извлечено 185 млн. т руды. Запасы, подлежащие открытой отработке в Ньоркпахкском карьере, будут погашены к 2020 г.

Для замены выбывающих мощностей необходимо ускорить ввод в эксплуатацию карьера на соседнем месторождении Олений Ручей, имеющим ещё более сложные горно-геологические условия, ограниченные запасы и сроки обеспеченности (до лет).

Наложение жизненных циклов одновременно разрабатываемых месторождений формирует иной сценарий развития горнодобывающего предприятия в целом. В 80 летнем цикле функционирования ОАО «Апатит» отчётливо выделяются продолжительные периоды разработки Хибинских месторождений: освоения (1930-55), Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" интенсивного развития (1956-90), этапы резкого спада производства (1991-95), восстановления (1996-2000) и стабилизации (с 2001 г. по настоящее время).

Освоение Хибин началось без подготовительного периода: прогнозные ресурсы открытых накануне апатитовых залежей были оценены только на поисковой стадии, не была создана социальная и производственная инфраструктура будущего предприятия.

Добыча руды опережала рудничное, транспортное и гражданское строительство, геологическую разведку. Добыча руды для нужд фронта не прекращалась и в годы Великой отечественной войны.

На этапе восстановления и технического перевооружения (1945-55) добыча руды на Кировском руднике достигла проектной мощности. Одновременно проводилась разведка и освоение месторождений Кукисвумчорр, Юкспор, Апатитовый Цирк и Плато Расвумчорр. Разведанные запасы этих месторождений к 1960 г. достигли 1 млрд.

т руды с содержанием Р2О5 более 20%.

Период интенсивного развития (1956-90) характеризуется ускоренными темпами роста объёмов добычи за счёт ввода в эксплуатацию новых мощностей на Центральном, Восточном рудниках и строительства обогатительных фабрик АНОФ-II (1963 г.) и АНОФ-III (1984 г.). Геологоразведочные работы в этот период были ориентированы на поиски руд, на подготовку новых месторождений, разведку глубоких горизонтов освоенных рудных объектов и их переоценку по эксплуатационным кондициям. За эти годы, несмотря на ускоренные темпы погашения запасов, обеспечено их расширенное воспроизводство сырьевой базы.

Запасы резервных месторождений со сложными условиями разработки и рудами низкого качества (7,5-16,2% Р2О5) также увеличились до 1,6 млрд. т.

Интегральный эффект жизненных циклов функционирования Хибинских месторождений (по 5-летним периодам) Объём добычи Среднее Среднегодовые Период эксплуатации (млн т) всего, содержание (млн т) (в т.ч. открытым / Р2О5 (%) темпы роста Этапы (годы), подземным в добытой объёмы (спада) длительность этапа (лет) способами, %) руде добычи добычи Освоение, развитие 1930-41, 1945-1955 г. 20 лет 47,3 (36 64) 20,9 2,4 +0, Интенсивное развитие:

1956-1960 г. 5 лет 38,4 (30 / 70) 19,6 7,65 +0, 1961-1965 г. 5 лет 65,3 (44 / 56) 18,3 13,1 +2, 1966-1970 г. 5 лет 117,0 (57 / 43) 17,7 23,4 +1, 1971-1975 г. 5 лет 164,7 (61 / 39) 17,4 32,9 +2, 1976-1980 г. 5 лет 208,9 (63 / 37) 16,8 41,8 +1, 1981-1985 г 5 лет 243,6 (66 / 34) 16,0 48,7 +1, 1986-1990 г. 5 лет 277,1 (72 / 28) 15,1 55,4 +0, Спад производства 1991-1995 г. 5 лет 154,8 (69 / 31) 13,7 31,0 -6, Восстановление, стабилизация 270 (63 / 37) 14,0 20,8 +1, 1996-2008 г. 13 лет Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" 56. Объем добычи (млн. т) 52. е и т и 45. в з а Сп р е о н ад в 37. и с н ие е ен т вл с о 27. к ан э ст и с Во е 26. о н в 21. и с н е открытая добыча т 18. н И 8. 10 5. подземная добыча 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 Рис. 6. Интегральный эффект жизненных циклов функционирования Хибинских месторождений Долгосрочная обеспеченность разведанными запасами и неудовлетворённость спроса на фосфатные удобрения на внутреннем рынке и поставок апатитового концентрата на экспорт вызвали необходимость увеличения производства апатитового концентрата до 20 млн. т, для чего потребовалось бы добывать до 60 млн. т руды в год.

Годы экономического кризиса (1991-95) крайне негативно отразились на всех аспектах деятельности предприятия и, прежде всего, на сохранении рудно-сырьевой базы. Добыча руды и производство апатитового концентрата сократились в 3 раза, была приостановлена работа АНОФ-III и добыча на месторождении Ньоркпахк, законсервирована подготовка новых горизонтов на подземных рудниках.

Экономическая ситуация на ОАО «Апатит» усугубилась необходимостью поддержания основных фондов, в три раза превышающие фактические объёмы производства, и объектов социально-бытового назначения.

Для преодоления кризисной ситуации специалистами ОАО «Апатит»

разработано ТЭО оптимального развития предприятия до 2030 г., охватывающее все аспекты деятельности предприятия: перспективы развития рудной базы, оптимизацию и реконструкцию горного и обогатительного производств, анализ спроса на апатитовый концентрат и минеральные удобрения.

ТЭО детально проанализированы несколько вариантов выпуска апатитового концентрата в объёмах 8-8,5, 9, 10 и 11 млн.т в год и определена продолжительность стабильной работы по каждому варианту.

На этапе восстановления и реконструкции (1996-2002 годы) производительность предприятия по добыче руды увеличилась на 33 %, по выпуску апатитового концентрата - на 38 %. Для продления стабильной работы рудников на достигнутом уровне необходимо вовлечение в отработку запасов глубоких горизонтов действующих подземных рудников, в том числе на Восточном руднике, освоение резервных месторождений.


Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" бе дб ч ( л. ) Оъм о ыи мнт Ньоркпахк Олений Ручей Коашва Центральный рудник Расвумчоррский рудник Объединенный Кировский рудник 2000 2005 2010 2015 2020 2025 Рис. 7. Перспективное развитие рудников ОАО «Апатит» (прогноз) В настоящее время на предприятии реализуется концепция развития на основе долгосрочного стратегического планирования.

Остаточные запасы для подземной отработки составляют 430 млн.т с содержанием Р2О5 14,6%. Перспективы для наращивания запасов исчерпаны.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" ТИПИЗАЦИЯ ЗЕЛЕНОКАМЕННЫХ ПОЯСОВ И ИХ ЗОЛОТОНОСНОСТЬ Сорохтин Н.О., Козлов Н.Е., Козлова Н.Е., Мартынов Е.В. (Апатиты, Апатитский филиал МГТУ, кафедра геологии и полезных ископаемых, Геологический институт КНЦ РАН;

kozlov@afmgtu.apatity.ru) Анализ имеющейся литературы показывает, что подавляющее большинство проявлений золота в позднем архее было приурочено к зеленокаменным поясам.

Например, золотая минерализация в западной Австралии образовывалась в результате сульфидизации обогащенных железом вмещающих пород зеленокаменных поясов. Все крупные месторождения и проявления золота в Австралии (Golden Mile, Kalgoorlie и др.) приурочены к средним по размеру зеленокаменным поясам, в которых коматииты занимают значительный объем и также являются источником золота. Около 2.7 млрд.

лет назад формировались наиболее крупные залежи золота (Norseman-Wiluna Belt – около 2,5 тыс. тонн). В это же время произошла крупномасштабная активизация тектонических процессов в земной коре. Так же происходило формирование целого ряда зеленокаменных поясов, представленных мафит-ультрамафитовыми вулканитами с коматиитами и сульфидсодержащими осадками.

Вмещающими комплексами для золоторудной минерализации зеленокаменных поясов, как правило, являются толеитовые базальты, коматииты и долериты и только в восточной части кратона Йилгарн она приурочена в основном к железистым кварцитам (BIF). Известно, что архейский этап развития Земли протекал на фоне перегрева вещества мантии и постепенного переплавления и дифференциации слагающего ее первозданного вещества (Сорохтин, Ушаков, 1989). Этот процесс сопровождался высоким геотермальным градиентом в земной коре того времени. Столь крупный перегрев мантии Земли в то время неизбежно приводил к преимущественному существованию тепловой конвекции, реализовавшейся по принципу ячей Бенара, над нисходящими потоками которой формировались ядра будущих континентов.

Исходя из пространственных размеров конвективных ячей мантии Земли, в позднем архее должны были формироваться три субширотных пояса скучивания протоокеанической литосферы, в пределах которых зарождались нодули будущих континентов. Так, можно условно выделить центральную – экваториальную группу континентов и две периферийные: северную и южную. Исследования закономерностей эволюции мантии Земли в архее показывает, что даже при интенсивном перемешивании ее вещества конвективными течениями, которые, несомненно, приводили и приводят к возникновению химически однородной среды, в ней могли возникать более разогретые участки и, как следствие, существенно обогащенные отдельными рудными компонентами, в том числе золотом.

Одним из очень важных факторов геодинамического анализа и прогноза формирования целого ряда рудных компонентов, в том числе и золота, является типизация зеленокаменных поясов по структуре и вещественному наполнению.

Например, значительная часть экономически важных отложений золота на всех щитах приурочено именно к архейским зеленокаменным поясам. В этой связи следует отметить, что в свое время А.Гликсон (1980), выделил, описал и охарактеризовал "первичные" зеленокаменные пояса, как наиболее характерные образования архея, к которым он относил основные, ультраосновные вулканические ассоциации, хемогенные и кластогенные осадки. Эти комплексы, по его мнению, развивались в обстановке энсиматических океанических областей и никогда не образовывались за Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" счет раскола континентов. К этим же результатам в более позднее время пришли и М.Дж.Вит, С.Роеринг, Р.Дж.Харт и др. (Wit et al, 1992).

Полагая, что континентальная кора является производной при метаморфизме, частичном плавлении и дифференциации базитового или гетерогенного по составу, но обязательно содержащего преимущественно основную компоненту субстрата, становится понятным тот факт, что в пределах сиалических континентальных масс могут быть встречены в виде ксенолитов останцы коры предшествующего, собственно протоокеанического этапа развития.

Как известно, зеленокаменные пояса по составу и относительной распространенности вулканогенных пород подразделяются на два типа: бимодальный и известково-шелочной. В связи с вышеизложенным, анализируя распространенность в них породных ассоциаций, можно говорить о том, что бимодальный тип зеленокаменных поясов формировался в условиях значительного перегрева мантии Земли, тогда как известково-щелочные в более холодных условиях. В этом случае преимущественное расположение тех и других имеет строгое и объясненное нами пространственное положение. Так, целый ряд типичных бимодальных зеленокаменных поясов расположен в Южной Африке и западной Австралии, например пояса Барбертон и Каргурли-Норсмен. Известково-щелочной тип, напротив, широко развит в Северной Америке, на Балтийском и Алданском щитах.

Для него характерно широкое развитие ассоциаций толеитовых базальтов, андезитов и риолитов при незначительной роли или полном отсутствии коматиитов.

Как среди бимодального, так и известково-щелочного типов зеленокаменных поясов мира основную роль в их обогащении рудным компонентом играют более молодые наложенные процессы. Сформированные в условиях более разогретой мантии Земли бимодальные зеленокаменные пояса, имеющие большие кларки содержания целого ряда элементов, резко увеличивают свой рудный потенциал за счет этих процессов, что в данном случае приводит к формированию гигантских по запасам месторождений золота. Известково-щелочные зеленокаменные пояса не имеют столь значимых и созданных природой преференций, поэтому формирование месторождений с запасами рудного компонента в десятки и первые сотни тонн, требует интенсивной переработки и рециклинга слагающих их комплексов.

Такая переработка в разной степени затрагивает вещество поясов, сформированных в различных геодинамических условиях, в связи с этим нам Рис. 1. Пространственное распределение “первичных” зеленокаменных поясов:

внутриконтинентальные (1) и межконтинентальные (2) Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" представляется целесообразным дополнить данную классификацию поясов, разделив их по их геологической позиции и геодинамике развития на внутриконтинентальные и межконтинентальные (рис.1). К первому относятся наиболее ранние супракрустальные образования, обособленные в пространстве в виде зеленокаменных поясов, к коим можно отнести большинство структур Карельской ГЗО, Исуа (Гренландия) и многих других гранит-зеленокаменных областей мира. Ко второму - ряд зеленокаменных поясов маркирующих границы сочленения доменов, поясов и областей и являющихся инородными и обособленными структурами для каждого из них. К данному типу можно отнести пояс Абитиби (Канада) и Колмозеро-Воронья (Кольский п-ов) и пояс Норсеман велуна в кратоне Йилгарн Западной Австралии и пояс Витватерсрэнд в Южной Африке.

Исследования показывают, что среди известково-щелочного типа зеленокаменных поясов, которые широко развиты на Канадском, Балтийском и Алданском щитах, процесс обогащения рудным компонентом происходит тем интенсивнее, чем больше они претерпели преобразования полициклически проявленными наложенными метаморфическими процессами. Естественно предположить, что вещество междоменного типа зеленокаменных поясов в большей степени перерабатывалось наложенными тектонотермальными процессами, т.к. они зачастую маркируют зоны коллизионного взаимодействия континентальных миниплит, которые неоднократно обновлялись в раннем и позднем докембрии.

Например, на Канадском щите золотая минерализация в большинстве случаев связана с кислыми вулканитами, осадками и более поздними интрузиями гранитоидов.

Ассоциация золота с осадочными образованиями и кислыми вулканитами определенно указывает на существовавший тогда многократный процесс рециклинга, в результате которого золото не только переходило из материнских мантийных пород в коровые, а затем и осадочные, но и постоянно им обогащалось. В поясе Yellowknife провинции Слэйв (Канада) золотая минерализация проявлена достаточно широко и связана с тремя типами образований (Padgham, 1992):

1. с кварцевыми жилами и штокверками;

2. со сдвиговыми зонами (shear zones);

3. с железистыми кварцитами.

Большинство золота связано с первым типом, в котором оно наиболее богатое и легкоизвлекаемое. Следует отметить, что общий потенциал провинции Слэйв по данному компоненту оценивается в десятки тысяч тонн. Как и в других случаях, золотая минерализация развивается в вулканогенно-осадочных комплексах зеленокаменного типа, сформированных около 3000 млн. лет назад и подвергшихся тектоно-метаморфическим преобразованиям приблизительно 2700 млн. лет назад. В целом же можно заключить, что характер формирования значимых концентраций золота в провинции Слэйв в архее был близок с провинцией Сьюпериор (пояс Абитиби). При этом рудоконтролирующими породами для золота являются в подавляющем большинстве случаев осадочные комплексы.

В Фенноскандии и на Балтийском щите. Здесь, как и в других регионах, наиболее богатые рудопроявления и месторождения золота связываются с формированием региональных сдвиговых зон (Weihed et al., 2005). Благоприятными при этом являются альбитовые жилы, а также зоны контакта между химически контрастными породами различной компетентности - Central-Lapland и Fabodliden deposit – в графитистых сланцах.

В период 2.9-1.7 млрд. лет золото приурочено к зеленокаменным поясам, расположенным в архейском комплексе основания (Иломантси). Зеленокаменные пояса в провинции Nordcalot рассматриваются как часть раннепротерозойских покровов, в Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" них золото ассоциируется с проявлениями меди (Bidjovage, Saatpore, Pahtohavare).

Золото, так же ассоциируется с кобальтом и отмечается в метасоматически измененных раннепротерозойских покровах в Северной Финляндии (Meurastuksenho, Juomansuo).

Золото Ilomantsi приурочено к метаграуваккам, конгломератам, пирокластическим породам, тоналитам и альбитовым жилам. Здесь же наблюдаются изменения, представленные турмалинизацией, карбонатизацией, окварцеванием, хлоритизацией и биотитизацией. Сопутствующими минералами являются - пирит, пирротин, арсенопирит, халькопирит, молибденит и сфалерит. В поясе Колмозеро-Воронья, золотая минерализация связана со штокверковым комплексом синколлизионных диоритов позднеархейского возраста, внедряющихся в зеленокаменные ассоциации.

В целом, проведенные исследования показали, что полициклически проявленные наложенные процессы в зеленокаменных поясах приводят к резкому увеличению объемов орудинения.

Данные теоретические и геологически обоснованные выводы хорошо коррелируются с информацией о вещественном составе коматиитов (Козлов и др., 2008).

Выводы:

1. Зеленокаменные пояса позднего архея по составу и относительной распространенности вулканогенных пород могут быть подразделены на два типа – для первого характерно изобилие лав коматиитовых и высокомагнезиальных базальтов, в то время как для второго более типичны ассоциации толеитовых базальтов, андезитов и риолитов при незначительной роли или полном отсутствии коматиитов. Эта разница связывается нами с формированием первых в условиях большего перегрева позднеархейской мантии.

2. Подавляющая часть экономически важных концентраций золота на всех щитах приурочено к архейским зеленокаменным поясам. При этом полициклически проявленные наложенные тектонотермальные процессы приводят к резкому увеличению объемов орудинения. Целесообразно разделение зеленокаменных поясов с учетом их геологического положения и геодинамики развития на меж- и внутриплитные. Вещество междоменного типа зеленокаменных поясов в большей степени перерабатывалось наложенными тектонотермальными процессами, т.к.

они зачастую маркируют зоны коллизионного взаимодействия континентальных миниплит, которые неоднократно обновлялись в раннем и позднем докембрии.

Авторы выражают признательность академикам РАН Д.В. Рундквисту и Ф.П. Митрофанову за постоянное внимание к данным исследованиям и полезные дискуссии и консультации во время работы и при написании данной статьи.

Список литературы:

1) Гликсон А. в кн. Ранняя история Земли. М. Мир. 1980. С. 264-286.

2) Козлов Н.Е. и др. в сб. Проблемы рудогенеза докембрийских щитов. Труды Всероссийской научной конференции, посвященной 90-летнему юбилею чл.-корр. РАН Г.И. Горбунова, 2008. С. 48- 3) Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Происхождение Луны и ее влияние на глобальную эволюцию Земли. М.: Изд. МГУ. 1989. 111 с.

4) Padgham W.A. Precambrian Res. 1992. V. 58. p. 1-24.

5) Weihed P. et al. Ore Geol. Rew. 2005. V. 27. P. 273-322.

6) Wit M.J. et al. Nature. 1992. N 357. P. 553-562.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" КУМУЛЯТИВНАЯ СТРАТИГРАФИЯ ПОРОД МОНЧЕТУНДРОВСКОГО МАССИВА Нерович Л.И. 1, Горбунов С.П. 2 (1Апатиты, Геологический институт КНЦ РАН, nerovich@geoksc.apatity.ru, 2Апатиты, АФ МГТУ) Abstract. The studied cumulative stratigraphy for the intrusive rocks of the Monchetundra massif forms the basis for the division of the vertical rock sequence into three zones. The lower zone is dominated with orthopyroxene and olivine cumulates. The middle zone consists of pyroxene-plagioclase and plagioclase cumulates. And the upper one is mainly composed of plagioclase cumulates.

Мончетундровский массив является частью крупной интрузии Чуна-Монче Волчьих-Лосевых тундр (Главный хребет) и приурочен к области сочленения Беломорского и Центрально-Кольского мегаблоков с Печенга-Имандра-Варзугской структурой. Мончетундровский массив рассматривается в качестве перспективного объекта для обнаружения промышленных содержаний благородных металлов (Гроховская и др., 2003;

Расслоенные интрузии Ч.2, 2004), что предопределяет необходимость детального изучения слагающих его пород.

В общем вертикальном разрезе Мончетундровского массива, максимальная мощность которого превышает 2 км, разные исследователи выделяют от 2 до 4 зон (Шарков, 1980;

Гроховская и др., 2003;

Расслоенные интрузии…Ч.1, 2004). Наиболее известна схема Е.В. Шаркова, который в сводном вертикальном разрезе всего Главного хребта выделяет три зоны: нижнюю – габброноритовую с прослоями пироксенитов и ультрамафитов, среднюю – трахитоидных габбронорит-анортозитов и анортозитов, и верхнюю - крупнозернистых массивных и такситовых габбро-анортозитов (Шарков, 1980;

Шарков и др., 2006). В.Ф. Смолькин, по данным изучения глубокой скважины М1, в составе Мончетундровского интрузива выделяет две зоны: нижнюю норит ортопироксенитовую и верхнюю габброноритовую (Расслоенные интрузии…Ч.1, 2004).

Нами было проведено петрографическое исследование пород, вскрытых структурными скважинами М-1 и 765, а также пород обнажающихся в пределах центральной и юго-восточной частей массива. Для характеристики пород разреза Мончетундровского массива был использован метод кумулятивной стратиграфии (Уэйджер, Браун, 1970;

Irvine, 1982), основанный на выделении и соотношении кумулусных и интеркумулусных минералов. Также использовалась сокращенная кумулусная индексация Т. Ирвина (Irvin, 1982) по которой слева от С (кумулус) располагаются минералы кумулуса, справа от С – минералы интеркумулуса (p плагиоклаз, b - ортопироксен, a - клинопироксен, o – оливин). По результатам геолого петрографического изучения пород массива с использованием метода кумулятивной стратиграфии, предлагается подразделить мафиты и ультрамафиты, которые принимают участие в строении Мончетундровского массива, на три зоны (рис.1).

Наиболее характерными породами нижней зоны являются нориты. Достаточно широко представлены пироксениты и оливиниты. В меньшем объеме в разрезе присутствуют гарцбургиты и габбронориты. В кумулятивной стратиграфии породы нижней зоны представляют собой преимущественно ортопироксеновые и оливиновые кумулаты, плагиоклаз занимает интеркумулусное положение. Для них особенно характерны гипидиоморфнозернистые и пойкилитовые структуры. В норитах и габброноритах наблюдаются ойкокристаллы плагиоклаза и клинопироксена с пойкилитовыми включениями ортопироксена, в гарцбургитах наблюдаются пойкилитовые включения оливина в ортопироксене (рис.2а,b).

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" 1 – Мезократовые, мезо-лейкократовые, редко меланократовые амфибол плагиоклазовые породы (иногда с реликтами клинопироксена).

Массивные, неравномернозернистые.

Плагиокумулаты (pCa)?;

2 – Габбронорит-анортозиты и лейкократовые габбронориты.

Массивные, крупнозернистые, средне крупнозернистые с габбро-офитовой и пойкилоофитовой структурами.

Плагиокумулаты (pCab);

3 – Габбронориты трахитоидные.

Среднезернистые, крупно среднезернистые с гипидиоморфнозернистой, реже панидиоморфнозернистой структурами.

Плагио-пироксеновые кумулаты (pabC);

4 – Габбронориты трахитоидные.

Среднезернистые, крупно среднезернистые с габбро-офитовой и пойкилоофитовой структурами.

Плагиокумулаты (pCab);

5 – Габбронориты массивные.

Среднезернистые с панидиоморфнозернистой структурой.

Плагио-пироксеновые кумулаты (pabC);

6 – Габбронориты с прослоями норитов, массивные. Среднезернистые с пойкилитовой и пойкилоофитовой структурами. Плагио-ортопироксеновые кумулаты (pbCa, pbC);

7 – Габбронориты массивные, Среднезернистые и крупно среднезернистые с габбро-офитовой и пойкилоофитовой структурами.

Плагиокумулаты (pCab).

8 – Нориты и оливиновые нориты (оливиновые только в скв. 765) с прослоями меланократовых габброноритов. Массивные, среднезернистые и крупно среднезернистые с пойкилитовой структурой. Ортопироксеновые и оливин-ортопироксеновые кумулаты (bCp, obCp, bCpa);

9 – Габбро мезократовое и лейко мезократовое, массивное. Крупно среднезернистое с габбро-офитовой и пойкилоофитовой структурами.

Плагиокумулат (pCa);

10 – Ортопироксениты, редко с прослоями вебстеритов (bCa);

11 – Гарцбургиты (oCb);

12 – Оливиниты и дуниты;

13 – Плагиоортопироксениты, плагиогарцбургиты с прослоями плагиооливинитов (bCp, obCp, oCbp, oCp);

Рис. 1. Схематические разрезы 14 – Тектоническая смесь бластомилонитизированных габброидов, по скважинам 765 и М-1.

гнейсов, гиперстеновых диоритов в зоне М-1 по В.Ф. Смолькину и Е.В. Шаркову Мончетундровского разлома;

(Расслоенные интрузии… Ч.1, 2004;

15 – Габбро-пегматиты;

16 – Дайки базитов;

Шарков и др., 2006) 17 – зоны рассланцевания и с дополнениями и изменениями бластомилонитизации.

Секция "Фундаментальные проблемы геологии Кольского полуострова и шельфа Баренцева моря" Рис.2. Пойкилитовая структура в норите (а) и гарцбургите (b) нижней зоны.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 | 8 |   ...   | 39 |
 

Похожие работы:





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.