XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Основные положения проекта в части охраны недр и комплексного использования минерального сырья разработаны в полном соответствии с "Едиными правилами охраны недр при разработке месторождений твердых полезных ископаемых".

Месторождение им. М.В. Ломоносова расположено на территории Приморского района Архангельской области в 100 км к северу от г. Архангельска и представлено 6-ю кимберлитовыми трубками: Архангельская, им. Карпинского-1, им. Карпинского-2, Пионерская, Поморская и им. Ломоносова.

В географическом отношении район месторождения является западной частью Беломоро-Кулойского плато, представленной заболоченной и залесенной пологоволнистой равниной с абсолютными отметками 90 – 150 м.

Кимберлитовые трубки им. Карпинского-1, им. Карпинского-2 и Архангельская относятся к южной группе рудных тел месторождения им. М.В. Ломоносова. Они располагаются в непосредственной близости друг от друга и, отличаясь по морфологии и структуре кимберлитов, характеризуются сходным геолого-структурным строением вмещающих и перекрывающих пород.

Комплекс перекрывающих пород представлен отложениями среднекаменноугольного и неоген-четвертичного возраста.

Среднекаменноугольными породамиполностью перекрыты трубки Архангельская, частично – им. Карпинского-1 и им. Карпинского-2. В их разрезе преобладают карбонатно-терригенные образования московского яруса (маломощные прослои алевролитов, известняки и гравелиты, а также продукты их выветривания.

Рыхлые неоген-четвертичные образования сплошным чехлом перекрывают все более древние породы, а на трубках им. Карпинского-1 и им. Карпинского-2 - непосредственно кимберлиты. В генетическом отношении это флювиогляциальные, ледниковые, озерные, озерно-болотные и аллювиальные отложения. Их литологический состав весьма пестрый, к преобладающим разновидностям относятся пески, суглинки, галечники, супеси и торфа.

В геологическом строении месторождения алмазов им. М.В. Ломоносова участвуют следующие комплексы пород:

– комплекс перекрывающих (покровных или покрывающих) кимберлитовые трубки пород неоген-четвертичных и среднекаменноугольных отложений; мощность пород колеблется от 20 до 170 м;

– комплекс вмещающих кимберлитовые трубки осадочных пород вендского возраста (верхнего протерозоя), состоящий из терригенных пород падунской, мезенской и усть-пинежской свит.

Горнотехнические условия разработки южной части месторождения неблагоприятные. Это связано с высокой обводненностью горного массива и низкими физико-механическими параметрами пород и руд.

Разведка и подготовка месторождения к промышленному освоению выполнены в 1984-87 г.г. силами Юрасской экспедиции и двух специально созданных экспедиций. Беломорская экспедиция ПГО «Архангельскгеология» проводила разведку трубок им. Ломоносова, Поморская и Пионерская. Экспедиция №17 ПГО «Невскгеология» осуществила разведку трубок им. Карпинского-1, им. Карпинского-2 и Архангельская.

В 1987-1991 г.г. экспедиция №17 ПГО «Невскгеология» провела доразведку трубки Архангельская и предварительную разведку трубки Снегурочка, результатом которой явилось уточнение параметров алмазоносности руд и горнотехнических условий разработки месторождения.

В 1998-1999 годах, при выполнении технической проверки информации о месторождении, проведено контрольное бурение и опробование с уточнением ряда исходных параметров по геологии, продуктивности кимберлитов и качеству алмазов с применением геостатистических методов обработки информации.

Геолого-промышленная характеристика трубок пао «севералмаз»

В состав месторождения им. М.в. ломоносова в соответствии протоколами гкз (от 19.06.87г. № 10203, от 05.06.02 г. № 738) входят 6 трубок с севера на юг это: им. Ломоносова, поморская, пионерская, им. Карпинского-1, им. Карпинского-2 и Архангельская.

В 2019 году проведение горных работ планируется в южной части месторождения на трубках Архангельская, Карпинского-1 и Карпинского-2.

О сновные черты геологического строения южного фланга месторождения (трубки Архангельская, им. Карпинского-1, им. Карпинского-2) иллюстрируются картой и разрезом (рис.1 и 2).

Рисунок 1 Геологическая карта месторождения им. М. В. Ломоносова (условные обозначения см. рис. 3.2.). Масштаб 1:50000.

Вмещающие породы

Разрез вмещающих пород представлен образованиями двух структурных этажей. Нижний этаж сложен сильно дислоцированными гранитогнейсовыми толщами беломорской серии (AR₂ bl) позднего архея. Верхний - субгоризонтально залегающими толщами тучкинской свиты (R₃ tc) сафоновской серии позднего рифея, выполняющими ложа узких линейных прогибов в кристаллическом фундаменте, и пологонаклонными (3-5) на юго-восток толщами валдайской серии венда, залегающими с резким угловым и стратиграфическим несогласием на глубине 950-1000 м на образованиях архея и рифея (см. рис. 3.2).

3.2 Перекрывающие породы

Комплекс перекрывающих пород представлен отложениями среднекаменноугольного и неоген-четвертичного возраста, общая средняя мощность которых, непосредственно над трубками, возрастает с юга на север от 28,4 до 54,5 метров.

Среднекаменноугольными породами полностью перекрыты трубки Архангельская, частично - им. Карпинского-1 и им. Карпинского-2. В их разрезе преобладают карбонатно-терригенные образования московского яруса (маломощные прослои алевролиты, известняки и гравелиты, а также продукты их выветривания). Средняя мощность отложений на трубке Архангельская составляет 15,3 м, им. Карпинского-1 – 12,8 м, им. Карпинского-2 – 14,3 м.

Рыхлые неоген-четвертичные образования сплошным чехлом перекрывают все более древние породы, а на трубках им. Карпинского-1 и им. Карпинского-2 - непосредственно кимберлиты. В генетическом отношении это флювиогляциальные, ледниковые, озерные, озерно-болотные и аллювиальные отложения. Их литологический состав весьма пестрый, к преобладающим разновидностям относятся пески, суглинки, галечники, супеси и торф. Средняя мощность четвертичных отложений на трубке Архангельская составляет 13,4 м, им. Карпинского-1 – 32,9 м, им. Карпинского-2 – 19,7 м.

3.3 Характеристика рудных тел

По форме в плане, устанавливаемой непосредственно под перекрывающими породами (на уровне эрозионного среза), кимберлитовые трубки месторождения им. М.В. Ломоносова делятся на две основные морфологические группы.

К первой группе относятся тела с относительно правильными, округлыми или овальными очертаниями (трубка Архангельская). В отдельных случаях такие тела сопряжены с мелкими дайками (трубки им. Карпинского-1 и 2) или дайкообразными выступами (трубка Архангельская).

Во вторую группу входят трубки с неправильными, в общем случае линзовидно-овальными контурами, осложненными пережимами в центральной части (им. Карпинского-2), придающими им гантелеобразный или бобообразный вид.

Подобное разделение обусловлено приуроченностью трубок первой группы к подводящим каналам центрального типа, а второй - трещинного типа. Поэтому с глубиной конфигурация горизонтальных сечений трубок первой группы существенно не меняется, а второй - переходит в четко выраженную линзовидную или дайкообразную форму.

По своим размерам на уровне эрозионного среза кимберлитовые тела южного фланга месторождения им. М.В. Ломоносова, согласно действующей в России классификации, относятся к категории крупных (более 10 га). Простирание их длинных осей и сопряженных даек (у трубок им. Карпинского-1 и им. Карпинского-2) ориентировано по азимуту 0-20. Падение трубок - северо-западное под углом 80.

В вертикальном разрезе кимберлитовые тела имеют форму типичной воронки взрыва, нередко увенчанной в верхней части раструбом. Трубки второй морфологической группы представляют собой две сближенные такие воронки с общим раструбом, то есть относятся к двухкорневым или «парным диатремам» (см. рис. 3.2 - разрез).

Внутреннее строение кимберлитовых трубок сложное, что обусловлено многофазностью их формирования и особенностями внедрения магматического расплава. Кимберлиты, выполняющие их полости, по своему вещественному составу, генезису и по местоположению в пределах одной из трех упомянутых частей вулканического аппарата, то есть раструба, жерла и дайки, относятся к трем магматическим фациям, соответственно, кратерной, жерловой и подводящего канала.

Образования кратерной фации, развитые в верхних раструбовых частях трубок им. Карпинского-1 и Архангельская, представлены грубослоистой толщей (со средней мощностью от 72,7 до 124,9 м) субгоризонтально залегающих осадочно-вулканогенных пород: песчаниками, туфопесчаниками, туфогравелитами, туфоалевролитами, туфами, туффитами и грубообломочными осадочными брекчиями. Последние чаще всего наблюдаются в прибортовых частях кратеров.

В морфологическом отношении породы кратерной фации выполняют субгоризонтально залегающие плитообразные рудные тела со средней мощностью от 26,4 до 76,1 м, в общем случае именуемые согласно перечисленным трем пачкам, как верхнее, среднее и нижнее.

Образования жерловой фации залегают в виде крутопадающих столбов и представлены двумя основными разновидностями кимберлитов: ксенотуфобрекчиями и автолитовыми брекчиями. В верхней их части кимберлиты сильно выветрены, разуплотнены и в ряде случаев дезинтегрированы до глинисто-щебнистой массы. Мощность зон выветривания не превышает 10-15 метров.

Автолитовые брекчии (j₂D₃) относятся к кимберлитам второй фазы внедрения, на что указывает наличие их даек, жил и штоков в столбах ксенотуфобрекчий, чаще всего наблюдаемых в верхних частях последних. Содержание магматического материала в автолитовых брекчиях достигает 95-98 %. Столбообразные тела этих пород развиты во всех трубках.

Рисунок 2 Геологический разрез через трубки южной группы месторождения им. М. В. Ломоносова

Алмазоносность трубок компании ПАО «СЕВЕРАЛМАЗ»

По состоянию на конец 2017 г. в карьере трубки Архангельская практически отработаны руды кратерной фации, за исключением руд забалансового блока А-2б-В в бортах карьера, а дно карьера вскрывает более богатые руды автолитовых брекчий жерловой фации.

Основным объектом добычи балансовых руд в 2018 г. на трубке Архангельская будут автолитовые брекчии блока А-3-В со средним содержанием 0,773 карат/т.

Также будет завершена выемка руд забалансового блока А-2б-В трубки Архангельская со средним содержанием алмазов 0,096 карат/т. В соответствии с Протоколом № 4683-оп ГКЗ Роснедра от 08.07.2016) добытые руды блока подлежат отдельному складированию.

На трубке им. Карпинского-1 в 2018 г. добыча руды планируется из блока К-3-В со средним содержанием 1,015 карат/т. Небольшой объем руды будет добыт из блока К-2-В со средним содержанием 0,521 карат/т.

В 2018 году ПАО «Севералмаз» в соответствии с действующим проектом планирует добыть 4000 тыс. тонн руды: 2000,0 тыс. тонн из карьера тр. Архангельская по всем направлениям на эксплуатационных горизонтах -54 м, -70 м, -86 м, -102 м (в контурах соответствующих проектных выемочных единиц), 2000,0 тыс. тонн из карьера тр. им. Карпинского-1 на эксплуатационных горизонтах +10 м, -6 м, -22 м, - 38 м (в контурах соответствующих проектных выемочных единиц).

Попутно в границах карьера трубки им. Карпинского-1 будет добыто 242,9 тыс. тонн из руд трубки им. Карпинского-2 на эксплуатационных горизонтах +82 м, +70 м, +58 м.

3.5 Краткая характеристика гидрогеологических условий месторождения

3.5.1 Краткая характеристика гидрогеологических условий тр. Архангельская

В 2018 году на тр. Архангельская планируется понижение горных работ до абсолютной отметки -89 метров. К концу года бортами карьера будут вскрыты отложения горных пород в интервале абсолютных отметок -89 ÷ +123 м. В пределах этих глубин в обводнении карьера участвуют следующие водоносные комплексы и горизонты:

- водоносный комплекс перекрывающих отложений,

- водоносный комплекс вмещающих пород падунской свиты венда,

- водоносный горизонт кратерной фации,

- водоносный горизонт жерловой фации.

Водоносный комплекс перекрывающих отложений вблизи тр. Архангельской представлен образованиями среднекаменноугольного (C₂ur) и четвертичного (Q_II-IV) возраста.

Водоносный горизонт четвертичных отложений (Q_II-IV) по фильтрационным свойствам неоднороден с тенденцией к общему снижению коэффициента фильтрации в нижней части разреза. Средняя мощность отложений в районе карьера 13.4 метра. В области развития воронки депрессии комплекс является спорадически обводненным, питание горизонта обеспечивается за счет атмосферных осадков. Разгрузка вод четвертичного комплекса в карьер осуществляется по контактам песчанистых и галечных отложений над подстилающими их глинистыми разностями в виде нисходящих водопроявлений в приоткосные канавы, дренируя верхний уступ бортов карьера на абс. отметках +94÷ +96 м, что является причиной неустойчивого состояния отложений на отдельных участках откосов. Наиболее интенсивная разгрузка вод перекрывающих отложений происходит по юго-восточному борту карьера тр. Архангельская на участках вскрытия погребённой долины руч. Светлого. В районе палеодолины ручья Светлого в результате работы перепускных скважин и введенных в эксплуатацию ВПС 2-й очереди интенсивность разгрузки подземных вод значительно упала (до 120 м³/час). Воды четвертичных отложений гидро-карбонатные магниево-кальциевые или кальциево-магниевые с минерализацией 200-240 мг/литр, pH= 8.1- 8.6, T= 4.7- 4.8°C. В южной и юго-западной частях карьера на бермах +94 и +82 разгружаются воды четвертичных отложений: пресные гидрокарбонатные магниево-кальциевые с pH 8,2–8,9. Отличительной особенностью данных вод по сравнению с другими приповерхностными подземными водами является повышенная общая жесткость и несколько повышенная минерализация около 370 мг/л.

Водоносный горизонт урзугской свиты среднего карбона (C₂ur) сложен слабосцементированными мелкозернистыми красноцветными песчаниками. Залегающие в подошве слоя окремненные слои песчаника играют роль локального водоупора, по контакту с которым в бортах карьера (в интервале абсолютных отметок +82 ÷ +84 м) воды горизонта разгружаются в приоткосные дренажные канавы в виде отдельных нисходящих родников, вокруг которых со временем образуются суффозионные ниши. Качественный состав подземных вод, разгружающихся в бортах карьера, определялся по результатам гидрохимического опробования в процессе гидрогеологической съемки карьера в конце августа 2017 года. Горизонт содержит пресные безнапорные воды гидрокарбонатного магниево-кальциевого состава с минерализацией 260 - 270 мг/литр, pH = 8.3-8,9, жесткостью 1.8-3,0 ммоль/дм³, T до 5°C. Питание горизонта осуществляется за счет инфильтрации вод из перекрывающих четвертичных отложений, атмосферных осадков и напорных вод падунского комплекса на периферии воронки депрессии.

В последние годы наблюдается относительная стабилизация уровней подземных вод верхнего водоносного комплекса. Воронка депрессии в перекрывающих отложениях имеет ассиметричную форму и ее размеры значительно меньше размеров воронки в падунских отложениях, она вытянута в северном направлении на 4,3 км, в южном– на 4,0 км, в западном на 3,8км, в восточном 3,4 км. В северном и восточном направлениях воронка депрессии достигла границ обеспеченного питания со стороны рек Золотицы, и хвостохранилища ГОКа.

Водоносный комплекс песчаников падунской свиты (V₂pd) залегает в интервале глубин с абсолютными отметками -110 ÷ +81 м, к концу 2018 г. будет вскрыт до абс. отм. -70м, содержит напорные пластово-поровые гидрокарбонатные кальциево-натриевые воды со средней минерализацией до 0.45 г/литр. Наиболее обводненным является средний интервал комплекса, где преобладает гидрокарбонатный магниево-натриевый химический состав с минерализацией 280 - 310 мг/литр, pH 8,5–9,1. Основной напор падунских вод снимается дренажными скважинами. Остаточный – проявляется в карьере, где воды падунского водоносного комплекса разгружаются в бортах и призабойной части в виде водопроявлений и родников, приуроченных к контактным и ослабленным зонам, образованным микротектоникой, а также через отдельные самоизливающиеся скважины. Высота высачивания колеблется от 4-6 м на южном и западном до 12 м на северном борту карьера.

Гидрогеологические параметры комплекса, полученные по результатам опытно-фильтрационных работ на скважинах и опытно-фильтрационных наблюдений при проходке горных выработок, приведены в таблице 1. Воронка депрессии в падунском водоносном комплексе имеет условно симметричную форму со средним радиусом 5.1,5-5.5 км, слегка вытянутую в северо-восточном направлении.

Водоносный горизонт пород кратерной фации ограничен размерами трубки и прослежен до глубины 156 метров, в настоящее время вскрыт на всю мощность, дальнейшее заглубление производится в пределах жерловой фации. Породы содержат пластово-поровые воды с минерализацией от 0.26 г/л в верхней части разреза до 0.52 г/л в нижней.

Они формируются за счет статических запасов и инфильтрующихся напорных вод вмещающего падунского комплекса, в интервале которого находятся. Поэтому по условиям разгрузки и макрокомпонентному химическому составу воды из верхней части кратерной фации кимберлитовых отложений практически совпадают с водами падунского водоносного комплекса.

Водоносный горизонт пород жерловой фации представлен автолитовой брекчией и ксенотуфобрекчией, ограничен размерами трубки и прослежен ниже глубины 156 метров, к концу 2018 г. будет вскрыт дном карьера до отметки -89 метров.

Породы содержат трещинно-жильные воды с минерализацией от 4-3 г/л в верхней части разреза, с постепенным нарастанием до 20 г/л в нижней части. Они формируются за счет статических запасов и инфильтрующихся напорных вод вмещающих вендских образований, в интервале которых находятся.

Поэтому по условиям разгрузки и макрокомпонентному химическому составу воды из верхней части кратерной фации кимберлитовых отложений практически совпадают с водами падунского, затем мезенского водоносного комплекса.

Таблица 1 – Гидрогеологические параметры водоносных комплексов, вскрытых карьером тр. Архангельская

Наименование комплекса	Мощность, м	Коэф-т фильтра-ции, м/сут	Коэфф-т водопро-водимости, м2/сут	Пьезопро-водность, м2/сут	Водо-отдача	Напор над кровлей, м	Минера- лизация, г/л
Водоносный комплекс покровных отложений	28.0	1.8 до 8	60	1200	0.030	безнапор.	0.250
Водоносный комплекс падунской свиты венда	180	1.3 до 3.0	210	4200	0.050	30	0.280-0.310
Водоносный горизонт пород кратерной фации	128	0.60	60	4000	0.015	30	0.35
Водоносный горизонт пород жерловой фации	около 700	0.02	6-12	3700	0.004	30	до 20

Смешанные воды, аккумулирующиеся в главном водосборнике, пресные, по общему химическому составу гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-натриевые с минерализацией в среднем за 2017 г. 515 мг/дм³, pH 8,43, общей жесткостью 2,51 Ж; среднее содержание хлорид-иона 51 мг/дм³.

Краткая характеристика гидрогеологических условий тр. им. Карпинского - 1

В 2018 г. на тр. им. Карпинского-1 планируется понижение горных работ до абсолютной отметки -32 метра. В пределах ведения горных работ залегают следующие водоносные горизонты и комплексы:

Комплекс четвертичных отложений (Q);

Горизонт среднекаменноугольных отложений (C₂ ur) - ограниченно;

Водоносный комплекс вмещающих пород падунской свиты венда(V₂pd);

Водоносный горизонт кратерной фации;

Водоносный горизонт жерловой фации.

Четвертичный комплекс (Q_II-IV), представленный отложениями ледниковых фаций, заполняет широкую древнюю долину, соизмеримую с диаметром трубки и пересекающую ее с юго-запада на северо-восток. В результате карьерного водоотлива уровень подземных вод в перекрывающих отложениях вокруг тр. им. Карпинского-1 снижен до отметок +73 ÷ +79.0 м. Основным источником питания являются напорные воды вмещающих пород, верхние слои подпитываются атмосферными осадками и водами поверхностных водотоков в периоды паводков и дождей. Химический состав вод четвертичного комплекса гидрокарбонатно-кальциевый, минерализация не превышает 0.25 г/литр.

Горизонт отложений урзугской свиты (C₂ur)картируется маломощными языками по окраинам трубки (на юге и севере) и самостоятельного значения в обводнении основных комплексов не имеет. В настоящее время на большей части карьера откосы сухие. Обводнение зафиксировано только в подошве отложений в бортах карьера. Фильтрационные параметры водоносного комплекса представлены в таблице 3.2.

Водоносный комплекс терригенных пород падунской свиты (V₂pd). Кровля падунского водоносного комплекса в районе тр. им Карпинского-1 картируется на отметках +73 метра. С учетом планируемого в 2018 году понижения горных работ до отметки -32 м дно карьера вскроет вмещающие породы падунского водоносного комплекса в интервале от -32 до +73 м.

Водоносный горизонт пород кратерной фации (nD₃-C₂) ограничен размерами трубки и прослеживается в интервале глубин 35,7-116 метров. Он по всей мощности вдоль бортов трубки находится в контакте с падунским комплексом, который и является источником питания. В верхней части разреза залегают туфопесчаники, ниже 80,5 метров распространены туффиты и туфы. Породы относятся к полускальному типу и содержат трещинно-жильные напорные (по условиям питания) воды. В верхней части разреза и по краям распространены гидрокарбонатные кальциевые воды с минерализацией 0,25 г/л в верхней части разреза, по макрокомпонентному химическому составу практически совпадают с водами падунского водоносного комплекса.

Водоносный горизонт пород жерловой фации представлен автолитовой брекчией и ксенотуфобрекчией, ограничен размерами трубки и прослежен ниже глубины 116 метров (абс. отм -5 м), к концу 2018 г. будет вскрыт дном карьера до отметки -32 метра. Породы содержат трещинно-жильные воды с минерализацией от 4-3 г/л в верхней части разреза, с постепенным нарастанием до 20 г/л в нижней части. Они формируются за счет статических запасов и инфильтрующихся напорных вод вмещающих вендских образований, в интервале которых находятся. Поэтому по условиям разгрузки и макрокомпонентному химическому составу воды из верхней части кратерной фации кимберлитовых отложений практически совпадают с водами падунского и мезенского водоносных комплексов.

Таблица 2 – Гидрогеологические параметры водоносных комплексов, вскрытых карьером на тр. им. Карпинского – 1

Наименование комплекса	Мощ-ность, м	Коэф. фильтр. м/сут	Коэф. водопр. м2/сут	Коэффиц.уровнепр. м2/сут	Напор, м	Водо- отдача	Минерализация, г/л
Водоносный комплекс четвертичных отложений	35,7	2,46	88	519	-	0,17	0.250
Водоносный комплекс падунской свиты венда	180	до 3.0	210	4200	27.5	0.050	0.280-0.310
Водоносный горизонт пород кратерной фации	80.4	0,6	48	4000	27.5	0.015	0.35
Водоносный горизонт пород жерловой фации	844	0.02	17	3700	108	0,004	до 20

Смешанные воды, аккумулирующиеся в главном водосборнике, пресные, по общему химическому составу гидрокарбонатно-хлоридные кальциево-магниево-натриевые с минерализацией в среднем за 2017г. 958 мг/дм³, pH 8,19, общей жесткостью 5,46Ж, содержанием хлорид-иона 69 мг/дм³.

3.6 Эксплуатационная разведка

В соответствии с требованиями к разработке месторождений твердых полезных ископаемых и проектом строительства ГОКа в 2018 году предусматривается продолжение эксплуатационной разведки на трубках Архангельская и имени Карпинского-1, по методике, принятой на отечественных алмазодобывающих предприятиях.

Целевым назначением эксплуатационной разведки являются опережающее геолого-структурное и инженерно-геологическое картирования карьерного поля; контроль качества добываемой руды и полноты ее извлечения из недр; контроль качества переработки руды на обогатительной фабрике; текущее и перспективное планирование объемов алмазодобычи, включая качественно-стоимостные показатели сырья; разработка и осуществление конкретных мероприятий по рациональному использованию и охране недр.

Основными задачами эксплуатационной разведки являются:

Уточнение геологического разреза, изучение взаимоотношения между отдельными литолого-петрографическими типами руд, их физико-механических свойств и определение положения контактов между рудным телом и вмещающими породами.

Определение качества руд в выемочном пространстве (выемочной единице, выемочном блоке) путем поинтервального отбора проб керна и их обогащения по классу +0,5 мм.

Исследование типоморфных особенностей и качества алмазов и характера их распределения по данным параметрам в выемочном пространстве.

Уточнение состояния горного массива и гидрогеологических условий в районе действующего карьера.

Уточнение положения контактов между падунской и мезенской свитами венда вблизи трубок, изучению их строения, состава и физико-механических свойств вмещающих пород.

Перечисленные задачи решаются колонковым бурением скважин диаметром 225 мм буровыми установками УРБ-3А3.05, УРБ-2Д3, УКБ-5С по равномерной стационарной сети с созданием ромбической ячейки размером 40 х 40 м.

Эксплоразведочные работы, являющиеся неотделимым и важным технологическим элементом горных работ, проводятся в соответствии с Проектом на проведение эксплуатационной разведки месторождения им. М.В. Ломоносова в 2017-2021 гг. (утвержден в декабре 2016 г.).

Основными объектами изучения в 2018 г. на трубке Архангельская являются блоки А-3-В и А-4-С₁; на трубке им. Карпинского-1 - блоки К-3-В, К-4-С₁, К-8-С₁, а также контуры рудного тела на глубине и контакт с вмещающими породами венда; на трубке им. Карпинского-2 – разновидности руд блока К-11-В.

При бурении на трубке Архангельская скважины пересекут автолитовые брекчии жерловой фации (блоки А-3-В, А-4-С₁), три скважины вскроют контакт с вмещающими породами.

На трубке им. Карпинского-1 скважины вскроют автолитовые брекчии жерловой фации (блоки К-3-В, К-4-С₁), три скважины пересекут ксенотуфобрекчии жерловой фации (блок К-8-С₁), четыре скважины вскроют контакт с вмещающими породами.

На трубке им. Карпинского-2 все скважины вскроют породы жерловой фации (К-11-В).

По завершении всего объема бурения в 2018 году по сети 40 х 40м будут оценены блоки автолитовых брекчий до горизонта -154 м на тр. Архангельская, на тр. им. Карпинского-1 до горизонта -58 м.

Обогащение керновых проб будет осуществляться на обогатительной установке Поморской ГРЭ ПАО «Севералмаз».

Объемы основных видов эксплуатационной разведки, планируемые на 2018 год, представлены в таблице 3.6.

Таблица 3 - Объемы основных видов эксплуатационной разведки, планируемые на 2018 год

№ п.п.	Наименование видов работ	Единица измерения	Объем работ
			Ожидаемое выполнение в 2017 году	План на 2018 год
1	Колонковое бурение эксплоразведочных скважин	п. м	2700	2700
2	Обогащение керновых проб	тонна	120	180
3	Обогащение валовых проб	тонна	140	214
4	ГИС	п. м.	2619	2619

Обогащение геологоразведочных проб производится по классу +0,5 мм с 97 %-ным извлечением на специальной модульной установке по отечественной схеме с применением щековой дробилки, мельницы мокрого самоизмельчения, грохотов, отсадочных машин, электромагнитного сепаратора и разделения концентрата в тяжелых жидкостях бромоформ.

Извлеченные из проб алмазы исследуются в специальной лаборатории, где в первую очередь определяется их гранулометрический состав на плетеных ситах (по классам +3 у.с.к., -3 + 2 у.с.к., –1+0,5, –2+1, -4+2, -8+4 и -16+8 мм), а также выполняется минералогическое описание алмазов, покристальное взвешивание алмазов весового класса + 1 мг, оформление паспортов проб.

Геолого-промышленная характеристика трубок им, гриба

Месторождение им. В. Гриба входит в состав верхотинского кимберлитового поля,которое локализуется в пределах ручьевского выступа кристаллического фундамента и объединяет четыре кимберлитовые трубки и шесть трубок оливиновых мелилититов. Месторождение представлено трубкой им. В. Гриба и ее спутником — трубкой «северная», которая была выявлена в 2001 г. При проведении оценочных работ на трубке им. В. Гриба. Полная мощность вмещающих трубки пород осадочного чехла составляет около 1150 м. Отложения верхнего венда мощностью до 1100 м с размывом и стратиграфическим несогласием залегают на породах верхнего рифея и (или) кристаллического фундамента, в районе месторождения выходят на дочетвертичную поверхность узкой полосой в переуглубленной палеодолине Черное — Волчьи. Отложения редкинского горизонта в объеме усть-пинежской свиты представлены толщей преимущественно сероцветных аргиллитов с подчиненными прослоями алевролитов и песчаников. В составе котлинского горизонта выделяются отложения мезенской и падунской свит. Для мезенской свиты характерны преобладание аргиллитоалевритовых разностей пород и их пестроцветная окраска. Разрез падунской свиты сложен слабосцементированными обводненными красноцветными (в верхах — пестроцветными) песчаниками с подчиненными прослоями алевролитов, реже — аргиллитов.

В тектоническом отношении месторождение алмазов им. В. Гриба находится в зоне структурного сочленения Балтийского щита и Мезенской синеклизы, в пределах Архангельской зоны тектономагматической активизации. В геологическом разрезе района четко обособляются два резко различных комплекса пород: архей-нижнепротерозойский кристаллический фундамент и осадочный чехол, сложенный терригенными образованиями рифея и венда, в меньшем объеме — карбонатно-терригенными осадками палеозоя и кайнозоя. Мощность осадочного чехла во впадинах кристаллического фундамента достигает 3–4 км, на выступах уменьшается до 0,5–1,2 км.

Породы кристаллического фундамента представлены амфиболитами, гранитами, кристаллическими сланцами, гнейсами, диоритами, габброидами, гранатовыми гранулитами. Современный структурный план кристаллического основания представляет собой чередование рифейских палеорифтовых грабенов и выступов. В составе основных тектонических элементов выделяются Архангельский, Товский, Ручьевский выступы и разделяющие их Керецкий и Падунский грабены (рис. 3).

Рисунок 3 - Структурная схема кристаллического фундамента в районе Аргангельской алмазоносной провинции (Р. Н. ПЕНДЕЛЯК, Е. М. ВЕРИЧЕВ, Н. Н. ГОЛОВИН, Горный журнал, №3, 2014)

Платформенные магматиты района представлены трубками и силлами кимберлитов, трубками оливиновых мелилититов и базальтов герцинского этапа тектономагматической активизации.

Трубки перекрыты среднекаменноугольными и четвертичными осадками, суммарная мощность которых изменяется от 53 до 83 м. Четвертичные отложения представлены толщей (до 20 м) переслаивания суглинков и песков с линзами глин и супесей. Под рыхлыми четвертичными осадками залегают окремненные доломиты и доломитизированные известняки олмугской и окуневской нерасчлененных свит. Карбонатные отложения мощностью от 11 до 29 м вниз по разрезу сменяются зеленоцветными и сероцветными алевролитами, глинами и песчаниками воереченской свиты мощностью от 1–2 до 19 м. На размытых поверхностях трубок залегают отложения урзугской свиты среднего карбона мощностью 17–40 м, представленные песчаниками с подчиненными прослоями алевролитов, глин и гравелитов; последние развиты в нижних частях разреза свиты.

В плане по поверхности трубка им. В. Гриба имеет ромбовидноокруглую форму (рис. 2), вытянутую, как и трубки месторождения им. В. Ломоносова, в северо-северо-восточном направлении. В вертикальном разрезе она представляет собой перевернутый конус с раструбом в верхней части; падение крутое (70–85°) в юго-западном направлении. Максимальный размер трубки по поверхности 575x500 м, по жерлу — 475x370 м, на глубине 500 м — 425x305 м. Форма поверхности жерла до глубин 300м повторяет форму поверхности кратера. С глубиной возрастает вытянутость трубки в северо-северо-восточном направлении, а на глубинах более 800 м она превращается в асимметричное дайкообразное тело с северо-северо-восточной ориентировкой.

Рельеф поверхности трубки сравнительно ровный с общим наклоном на восток, в центральной части осложнен небольшой узкой впадиной северо-восточного простирания с понижением 16 м. Контакты трубки с вмещающими породами резкие, четкие. В приконтактовых зонах (мощностью до 10 м) наблюдаются брекчирование пород и многочисленные карбонатные разнонаправленные прожилки, особенно в зоне эндоконтакта. Вмещающие породы на контакте иногда в различной степени окварцованы или ороговикованы, отмечаются единичные мелкие апофизы кимберлитов.

Кратая гидрогеологическая характеристика месторождения им. Гриба

Кратерная часть месторождения им. В. Гриба сложена разнообразными вулканокластическими и вулканогенно-осадочными породами — от кварцевых глинистых песчаников и брекчий осадочных пород до кимберлитовых туфов и туффитов. В ее разрезе выделяют четыре пачки пород, различающихся как по литологическим особенностям, так и по уровню алмазоносности. Среднее содержание алмазов изменяется от 0,04 карат/т в верхней (четвертой) пачке до 0,63 карат/т в нижней (первой).

Характер распределения алмазов оценивается как неравномерный: наряду с большими практически неалмазоносными участками пород имеются локальные прослои, линзы, гнезда с достаточно высоким содержанием алмазов, геометризовать которые в пределах кратера на стадии геологоразведочных работ крайне сложно в связи не только с отсутствием четких границ между выделенными пачками пород, но и с недостаточной представительностью керновых проб при невысоких содержаниях алмазов.

Поэтому в настоящее время на месторождении проводится опережающая эксплуатационная разведка кратерной части месторождения, основными геологическими задачами которой являются:

уточнение геологического разреза и положения контактов между перекрывающими, вмещающими отложениями и поро дами кратера, а также литолого-петрографическими разновидностями пород кратера;

выделение рудных блоков с кондиционным содержа-

нием алмазов;

оценка алмазоносности отдельных литолого-петрографических разновидностей пород;

определение качества руды по выемочным единицам;

оперативный подсчет запасов по выемочным единицам для текущего, оперативного и стратегического планирования добычных работ с целью качественной выемки запасов;

уточнение гидрогеологических и инженерно-геологических условий разработки месторождения.

Рисунок 4 - Организационно-технологическая схема опережающей эксплуатационной разведки (доизучения) месторождения алмазов им. В. Гриба по выемочным единицам (Н. Ж. Амангусов, Е. М. Веричев ОАО «архангельскгеолдобыча» А. В. Подлевских ЗАО «архангельскгеолразведка», Горный журнал 2014, №3)

Существенным условием, определяющим методику эксплуатационно-разведочных работ в кратерной части месторождения, является получение представительных проб, что в итоге обусловливает как способ пробоотбора, так и параметры разведочных выработок. Учитывая стабильность гранулометрического состава алмазов по месторождению и близкое к нормальному их распределение (по количеству и массе кристаллов), расчет массы частной пробы, представительной для определения содержания алмазов того или иного класса крупности, проводили по классическому уравнению вариационной статистики:

При определении содержания алмазов по пробам в кратер ной части месторождения по результатам анализа данных геологического опробования в качестве базового массового принимается класс –16+1 мг. Масса элементарной количественной совокупности кристаллов алмаза для этого класса Qi с учетом полученных значений b, p, a будет равна 44,8 мг.

В соответствии с принятой системой разработки месторождения за базовый интервал опробования при планировании эксплуатационно-разведочных работ (см. рисунок) принята мощность эксплуатационного горизонта (выемочной единицы), равная 18 м. В этом случае представительность результатов опробования обеспечивается при получении керна диаметром не менее 150 мм (при объемной массе руды 1,9 т/м3 и выходе керна 85 %). Параметры разведочной сети рассчитаны на основе необходимого объема опробования для надежной оценки среднего содержания и гранулометрического состава алмазов в эксплуатационном блоке годовой производительностью 4,5 млн т руды по методике, предложенной в работе В. Е. Минорина и др., с учетом морфологических параметров рудного тела, а именно: разведочная сеть 40x40 м, глубина скважин от 72 до 108 м.

Бурение скважин осуществляли буровым станком DeltaBase 540 компании Boart Longyear (Канада) с применением мобильной системы приготовления и очистки бурового раствора MP 255-2sc компании Tibban NEG Inc. (США), что позволило увеличить ресурс бурового инструмента, сократить расход порошка глины и химических реагентов, а также оптимизировать монтажные работы. Учитывая климатические условия проведения работ, специалистами ЗАО «Архангельскгеолразведка» разработана конструкция единого обогреваемого бурового комплекса, включающего модуль-контейнер блока приготовления и очистки бурового раствора, брезентовый шатер-укрытие буровой установки с мачтой в рабочем положении, бурового инструмента и труб, что позволило обеспечить стабильный температурный режим работы всего комплекта оборудования, сократить непроизводительные потери времени, вызванные неблагоприятными климатическими условиями.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Ржевский В.В., Открытые горные работы.М.: Недра, 1985 г.- 509 стр.

2. Ананьев В.П., Потапов А.Д. Основы геологии, минерологи и петрографии. Учебник для вузов. – М.: Высш. Школа, 1999.-303 с.

3.Амангусов, Н. Ж. Веричев, Е. М. Подлевских, А. В. Эксплуатационная разработка кратерной части месторождения им. Гриба [Текст] / Горный журнал. – 2014. –№ 3. – С. 28–32.

4. Пенделяк Р. Н., Веричев Е. М., Головин Н. Н, . Месторождение им. Гриба : строение и алмазаностность [Текст] / Горный журнал. – 2014. –№ 3. – С. 16–21.

5. Васильев Ю. М., Мильничук В.С., Арабаджи М.С. Общая и историческая геология. – М.: Недра, 1977.-472 с.

4. Войлошников В.Д. Полевая практика по геологии. Учебное пособие. – М.: Просвещение, 1977.-128 с.

САФУ [Электронный ресурс] : [офиц. сайт] / Сев. (Аркт.) федер. ун-т им. М. В. Ломоносова. – Электрон. дан. – [Архангельск] : Северный (Арктический) федеральный университет имени М. В. Ломоносова, [2010?]. – Режим доступа : http://narfu.ru/, свободный (дата обращения : 11.10.2017). – Загл. с экрана.

5. Севералмаз [Электронный ресурс]:[офиц. сайт] [ электронный ресурс ] – Режим доступа : http://www.severalmaz.ru, свободный( дата обращений 02.07.2020)

6. АГД ДАЙМОНДС [Электронный ресурс]:[офиц. сайт] [ электронный ресурс ] – Режим доступа : http://www.agddiamond.ru/, свободный( дата обращений 02.07.2020)

7. Кough-polished. Алмазный рудник им. Гриба: геология, экология и промышленная безопасность [Электронный ресурс]:[офиц. сайт] [ электронный ресурс https://www.rough-polished.com/ru/exclusive/112486.html (02.07.20)

Код для цитирования: Скопировать