Поиски и разведка месторождений полезных ископаем
Геологоразведочный факультет
Кафедра геологии и разведки месторождений полезных ископаемых
Уровень образования
Форма обучения
Продолжительность обучения
Вступительные испытания
Математика, Физика, Русский язык
Бюджетные места
Места по договору платных услуг
Стоимость обучения
130000
руб. за семестр
Краткая характеристика профиля подготовки
В процессе обучения по данной специальности студенты глубоко знакомятся с фундаментальными основами наук о Земле, детально изучают геологию месторождений полезных ископаемых, условия их образования и размещения в земной коре, состав и методы диагностики природных типов руд. Студенты в теории и на практике осваивают методы изучения минералов, горных пород и руд. Программы учебных дисциплин обеспечивают подготовку специалистов высокой квалификации во многих областях прикладной геологии, владеющих методами прогноза, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, решения задач горнопромышленной геологии, обученных компьютерным технологиям моделирования геологической среды и подсчёта запасов минерального сырья.
Причины выбрать данное направление
- Широкая география полевых работ включает ознакомление с природными условиями и особенностями геологического строения всех регионов России, включая труднодоступные районы Арктики, Сибири и Дальнего Востока;
- Работа геолога включает участие в различных формах международного сотрудничества, обмен информацией со специалистами других стран;
- Высокий уровень заработной платы;
- Большое количество предложений на рынке труда позволяет легко находить работу по специальности;
- Широкие возможности в выборе содержания работы: полевые работы при геологической съемке, поисках и разведке месторождений, работа в геологических отделах горнодобывающих компаний, лабораторные исследования, проектные изыскания, консалтинговая аналитика, и др.
Основные читаемые дисциплины
- Промышленные типы месторождений полезных ископаемых;
- Минерагения;
- Лабораторные методы изучения минерального сырья;
- Прогнозирование и поиски месторождений полезных ископаемых;
- Разведка и геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых;
- Компьютерные технологии моделирования геологической среды;
- Компьютерные технологии подсчета запасов;
- Математические методы моделирования в геологии;
- Горнопромышленная геология.
Профессиональные навыки выпускника
- Способность прогнозировать на основе анализа геологической ситуации вероятный промышленный тип полезного ископаемого на конкретной территории, определять критерии его поисков и выделять перспективные площади для постановки дальнейших работ;
- Способность составлять самостоятельно и в составе коллектива проекты геологоразведочных работ на различных объектах и на разных стадиях их изучения;
- Способность проводить геологическое картирование, поисковые, оценочные и разведочные работы в различных ландшафтно-географических условиях;
- Способность выполнять оценку прогнозных ресурсов и подсчет запасов месторождений твердых полезных ископаемых;
- Способность выполнять геолого-экономическую оценку объектов изучения.
Карьерные перспективы
Кафедра готовит горных инженеров-геологов широкого профиля, которые могут работать в компаниях минерально-сырьевого комплекса, в научно-производственных организациях и научно-исследовательских институтах, осуществляющих развитие минерально-сырьевой базы страны: геологическую съёмку территорий (государственные предприятия и частные компании, ведущие работы по геологическому картированию – ФГУП «ВСЕГЕИ», АО «Росгеология», ОАО «УГСЭ», ФГУГП «Красноярскгеолсъемка» и другие региональные организации), поиски и разведку месторождений полезных ископаемых (АО УГРК «Уранцветмет», НПГ «Регис», АО «Урангео», и др.), геологическое сопровождение добычи полезных ископаемых (ПАО «Полюс», ООО «Полиметалл», ГМК «Норникель», АК «Алроса», ПАО «ФосАгро», ГМК «Металлоинвест», ОАО «УГМК», «Русская медная компания» и др.) и научно-исследовательские работы в изучении ресурсов недр (институты РАН и Федерального агентства «Роснедра» – ФГБУ «ВИМС», ФГБУ «ЦНИГРИ», ИГЕМ РАН, ИГАБМ СО РАН и др.), проектные и консалтинговые работы (ГК «ТОМС», «Арджейси» и др.).
Известные выпускники
Директор
Государственный геологический музей им. В.И.Вернадского РАН
Окончил Ленинградский горный институт в 1953 г., доктор геолого-минералогических наук, профессор; академик РАЕН. Основные направления научной деятельности: минералогия, петрография и учение о закономерностях размещения месторождений полезных ископаемых; работал заместителем директора по науке Всесоюзного геологического института, директором Института геологии и геохронологии докембрия АН СССР; член комиссии по металлогеническим картам мира Международного союза геологических наук; руководитель международного проекта «Атлас металлогенической зональности докембрия мира»; заместитель главного редактора журнала «Геология рудных месторождений»; Заслуженный геолог РФ; лауреат Государственной премии.
Председатель
Сибирское отделение РАН
Выдающийся российский ученый-геолог, окончил Ленинградский горный институт имени Г. В. Плеханова в 1957 г., вице-президент Российской академии наук (1997-2008), председатель Сибирского отделения РАН (с 1997 г.), действительный член Академии наук СССР (1987, РАН с 1991), лауреат Ленинской премии (1976), Государственной премии Российской Федерации (1997), специалист в области геологии, минералогии, магматической и метаморфической петрологии, тектоники и глубинной геодинамики, один из создателей учения о метаморфических фациях и формациях; автор трудов в области петрологии метаморфических комплексов докембрия, исследований в области глубинной геодинамики и глобальных изменений природной среды и климата.
Дополнительные возможности при обучении
- Возможность заниматься научно-исследовательской деятельностью и принимать участие в конференциях, конкурсах, выставках, олимпиадах различных уровней с демонстрацией результатов своих исследований;
- Возможность принимать участие в реализации грантов и научно-исследовательской работе кафедры;
- Возможность заниматься спортом и выступать на соревнованиях вузовского, городского, всероссийского и международного уровней, участвовать в общественной жизни Горного университета;
- Возможность проходить стажировку или дополнительное обучение в зарубежных университетах, в т.ч. с получением дипломов международного образца.
Сотрудничество с партнерами
История кафедры, открытия и достижения
В 2002 г. кафедра отметила свой 100-летний юбилей.
Ее основатель – выдающийся геолог России Карл Иванович Богданович – исследователь-первопроходец Центральной Азии, Охотского побережья, Камчатки, Чукотки, директор Геологического комитета России в 1912-1917 гг. В 1902-1919 гг., когда он заведовал кафедрой, основным предметом стал курс «Рудные месторождения».
Студентами К.И.Богдановича в те годы были крупнейшие геологи России XX в.: И.Ф. Григорьев, П.И. Степанов, А.Н. Заварицкий, И.М. Губкин, С.С. Смирнов, С.И. Миронов, Д.В. Наливкин, и многие другие. Они сыграли ключевую роль в становлении нефтяной геологии, открывали золото Алдана и Колымы, месторождения урана. Среди выпускников кафедры – 15 академиков.
На кафедре впервые были разработаны курсы «Месторождения каустобиолитов» (1924 г.), «Месторождения нерудных полезных ископаемых» (1930 г.), курс «Разведочное дело» (1924 г.). В 1930-е гг. разработана классификация разведанных запасов (категории А, В, С1, С2), действующая в России до настоящего времени.
Из достижений последних лет: в 2000 г. профессора А.А. Смыслов и С.В. Сендек стали лауреатами Государственной премии за создание первого «Геологического атласа России». Преподаватели кафедры – соавторы двухтомной монографии «Недра России»: т. I «Полезные ископаемые», т. II «Экология геологической среды».
Контакты кафедры
Учебный центр № 1
Источник
Добыче полезных ископаемых предшествует колоссальный труд геологоразведочных экспедиций, исследующих недра в любой точке планеты, зачастую в труднодоступной местности и в условиях сурового климата. Принятию решений любой сырьевой компании об освоении месторождений предшествуют не столько расчёты экономистов или мнения акционеров, сколько окончательный вердикт геологов.
Цели и основные направления геологоразведки
Геологоразведочные работы — это мероприятия, направленные на выявление и подготовку к освоению в промышленных масштабах месторождений полезных ископаемых. В процессе выполнения таких работ в том числе изучается размещение пластов ископаемых, условия их образования и состав. Кроме того, изучаются компоненты, сопровождающие залежи полезных ископаемых, в том числе редкие металлы, попутный газ, сера и т. д., выясняется возможность их извлечения или же утилизации.
Геологоразведка сопряжена с анализом условий природы и климата в районах работ, социально-экономических предпосылок для реализации конкретных проектов. Она предусматривает изучение возможных способов добычи ископаемых при условии рациональной эксплуатации блоков и минимизации возможного вреда окружающей среде. Результатами осуществления работ по геологоразведке является расчёт и утверждение запасов полезных ископаемых, оценка их количественных ресурсов, в том числе прогнозная.
В случае, если залежи полезных ископаемых получают положительную оценку в результате поисково-оценочных мероприятий, проводится непосредственно разведка открытого месторождения. В её ходе выясняются геологическое строение участка, размеры, условия залегания и пространственное расположение залежей. Кроме того, вычисляются качество и количество ископаемых, технологические факторы, которые будут определять условия эксплуатации блока.
Сейсмическая, электрическая и гравитационная разведка
Одним из самых эффективных и популярных методов первичных геологических исследований месторождений, в основном залежей нефти и газа, является сейсморазведка. Её принцип базируется на регистрации сейсмических волн, которые создаются искусственным путём при помощи специального источника волн, в роли которого обычно выступает взрывчатка. Тротил размещается в неглубоких скважинах. Для инициирования как продолжительных, так и коротких импульсных колебаний могут применяться автомобильные вибраторы.
Вибрационная установка Nomad-65
С помощью источника в породе создаётся избыточное давление и распространяются колебания периодического типа. Эти волны наталкиваются на слои с разными показателями упругости, после чего меняют не только направление, но и амплитуду, а также создают новые колебания. По пути следования волн размещаются датчики-приёмники, которые фиксируют колебания и передают операторам полученные сигналы. Сейсмокомплексы представляют собой типовые системы, в состав которых входит один источник и до 300 приёмников, расположенных через 25–50 метров друг от друга. Если оператор правильно выбирает схему, это позволяет исследователям получать необходимую информацию без избыточных затрат.
Сейсмическая разведка: 1 — передающая система; 2 — приёмная система; 3 — сейсмоприёмники; 4 — сейсмическая волна; 5 — отражённая сейсмическая волна; 6 — нефтеносный пласт
В зависимости от того, как расположены друг относительно друга источники и приёмники колебаний, различают такие виды сейсморазведки:
- совмещённые источник и приёмник — 1D;
- расположение источника и приёмников на одной линии — 2D;
- расстановка приёмников на параллельных линиях по площади участка — 3D;
- периодическое повторение 3D-разведки при разработке месторождения — 4D.
После регистрации и записи колебаний проводится их анализ с целью определения особенностей распространения и свойств волн. В частности, извлекается геологическая информация о границах сейсмики. Полученные сейсмограммы требуют серьёзной обработки, поскольку они в условиях полевых работ обычно включают помехи. Что касается полезных волн, то они зачастую сложны для интерпретации. Для анализа данных применяется современная компьютерная техника.
Сигналы усиливаются, фильтруются, очищаются от нежелательных колебаний и конвертируются в цифровой формат, после чего поступают на сейсмостанцию для наблюдений. По результатам обработки геологи получают материал для дальнейшего толкования. Если на полученных геологических разрезах идентифицируются аномальные зоны распространения волн, то, как правило, это является свидетельством наличия залежей полезных ископаемых.
При наличии значительного преимущества — высокой точности измерений, сейсморазведка обладает рядом существенных недостатков. В частности, геологи не в состоянии определить качество залежей полезных ископаемых, не могут применять сейсморазведку на сложном рельефе местности. Кроме того, при наличии солевых горизонтов такая разведка неэффективна. Применение взрывчатки, в свою очередь, может негативно влиять на экосистему исследуемого района.
Закладка взрывного источника сейсмических колебаний
Ещё одним популярным видом геологоразведки является разведка электрическая. Данное направление включает способы исследования недр, которые применяются для изучения как верхних слоёв породы, так и для глубинной разведки. В свою очередь, они делятся на две большие группы.
Методы электрической разведки:
- Индукционные методы.
- Методы сопротивлений.
Исследование недр индукционными методами предусматривает создание электромагнитного поля за счёт эффекта магнитной индукции под влиянием переменного электрического поля или же магнитного поля. При обладании информацией о параметрах источника поля оператор может свободно измерить магнитные и электрические составляющие индуцированного поля и, следовательно, восстановить параметры среды их возникновения.
Магниторазведка
В свою очередь, методы сопротивлений основываются на пропускании через грунт электродов с постоянным током. Измеряется напряжение, которое вызвано данным током, поступающее от первой ко второй группе электродов. При наличии информации о напряжении и силе тока можно вычислить показатель сопротивления среды, через которую пропускается электричество. Благодаря конфигурации электродов точно устанавливается участок пространства, в которой меняется сопротивление.
Принципиальная схема электроразведки методами сопротивлений: 1 — питающая линия; 2 — измерительная линия; 3 — измерительные заземления; 4 — питающие заземления; 5 — область исследования; 6 — линии тока
Электроразведочная станция для вертикального электрического зондирования
Поиск возможных залежей полезных ископаемых производится в том числе способом гравитационной разведки. Он основан на принципе измерения показателя ускорения свободного падения. Последнее зависит не только от параметров планеты в целом, но и от аномальной плотности пород в районах поисков. Таким образом, неоднородность плотности подземных горизонтов легко вычисляется в гравитационном поле.
Гравиразведка
Поиск залежей твёрдых ископаемых
Хотя конкретные способы разведки месторождений зависят от возможности применения определённых технических средств в конкретных условиях, для выявления залежей твёрдых полезных ископаемых (руд, минералов и т. д.) соответствующие мероприятия, как правило, проводятся в шесть типовых стадий:
1. Геофизические и геолого-съёмочные работы. Данный этап включает исследование крупных геологических структур, в которых, вероятно, присутствуют полезные ископаемые. Перспективные площадки по завершению данной стадии передаются на специализированные поисковые работы.
2. Поиск месторождений. Геологи работают над обнаружением запасов определённых видов полезных ископаемых. Работы осуществляются в несколько промежуточных этапов. Вначале проводится поиск общего характера с целью выявления границ зоны потенциального размещения ископаемых. После этого обустраиваются горные выработки или скважины для выполнения структурно-геологических исследований. По результатам оценивается потенциальное промышленное значение месторождений. Если исследования оказались продуктивными, в этом случае осуществляется подсчёт ресурсов в категории C2. Составляются прогнозы добычи в количественном плане, а также разрабатывается технико-экономическое обоснование (ТЭО) продолжения геологоразведки.
3. Предварительная разведка. Геологи определяют промышленное значение участка, параметры месторождения, технологические свойства и размеры формаций полезных ископаемых, условия залегания. Составляется предварительная характеристика условий освоения блока. Результатами этой работы являются расчёт запасов не только в категории C2, но и C1, а также ТЭО на проведение детальной разведки. На этапе предварительной разведки применяется бурение (глубокое, колонковое или ударно-канатное). При изучении месторождений цветных металлов обустраиваются штольни, небольшие шахты, шурфы с целью отбора проб.
4. Детальная разведка. Данный этап работ проводится исключительно на участках с доказанной промышленной ценностью запасов. Осуществляется дополнительный подсчёт запасов в категориях A и B. По завершению этого этапа должны быть собраны данные, достаточные для начала промышленной эксплуатации месторождения согласно требованиям к изученности исследуемой зоны, в соответствии с классификацией запасов и прогнозными ресурсами.
5. Доразведка. Проводится на участках, которые были в недостаточной степени изучены на предыдущих этапах работы. Кроме того, она осуществляется в пределах флангов, обособленных участков, в глубоких горизонтах горных отводов. На этой стадии проводится последовательный перевод ресурсов из категорий C1 и C2 в более высокие классы, подсчитываются новые выявленные запасы. На ряде объектов при этом строятся глубокие шахты как разведочного, так и эксплуатационно-разведочного назначения.
6. Эксплуатационная разведка. Такой вид разведки проводится одновременно с проходческой работой, направленной на подготовку выработок. Мероприятия по разведке реализуются до момента начала очистных работ с целью обеспечения добычи на текущем этапе, а именно для уточнения информации о залежах, полученной на стадиях детальной разведки. Речь идёт о данных относительно качества, условий залегания, строения и морфологии пластов. На этапе эксплуатационной разведки проходка вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок является основным методом работ. Кроме того, возможно обустройство перфораторных — безкерновых — или же колонковых скважин для получения керна.
Особенности разведки нефтегазовых месторождений
Специфика геологоразведки нефтегазовых месторождений обусловлена особенностями залегания и природными свойствами этих полезных ископаемых. Отличительной чертой нефти и газа является то, что их залежи находятся обычно в одних и тех же районах. Газ может быть как растворён в нефти, так и образовывать газовые шапки в верхней части пространства, занимаемого «чёрным золотом».
Накопление углеводородного сырья происходит в осадочных оболочках планеты. В общей сложности в мире выявлено порядка шести сотен нефтегазоносных бассейнов. Нефть и газ находятся на глубинах от одного до нескольких километров и распределены по микроскопическим пустотам. Около 85% запасов сконцентрированы в алевритовых песчаных породах с глиняной прослойкой, остальные ресурсы — в породах карбонатного типа. Огромны запасы шельфовых месторождений, однако степень их изученности крайне мала. Пронедра писали ранее, что, по данным Минприроды, более 90% площади арктического шельфа не разведаны.
Геологические экспедиции, которые занимаются изучением нефтегазовых месторождений, выполняют комплекс работ по исследованию структуры блоков, выделению продуктивных пластов, вычислению предполагаемых дебитов нефти, газа и конденсата, давления в залежах. Все эти данные используются для составления проектов эксплуатационных работ, а также для расчётных обоснований промышленной разработки участков.
Стартует геологоразведка по стандартной схеме — со съёмки и составления геологических карт. В дальнейшем применяется гравитационная разведка. Выявление запасов по данной методике обусловлено отличительной особенность пород, насыщенных нефтью и газом — их плотность меньше, соответственно, и меньшим будет ускорение свободного падения. Нефтегазовые ресурсы выявляются в том числе с применением специфической аэромагнитной разведки, направленной на выявление антиклиналей — геологических ловушек для углеводородов мигрирующего характера на глубинах до семи километров.
Аэромагнитная съёмка выполняется с помощью магнитометров, расположенных в хвостовом коке самолёта
Особенностью же проведения сейсморазведки является то, что такой вид исследования при поиске нефтегазовых запасов осуществляется не только для выявления залежей, но и с целью определения оптимальных мест для бурения скважин разведочного назначения. Одним из эффективных методов обнаружения ресурсов «чёрного золота» и «голубого топлива» является низкочастотное сейсмическое зондирование. Данный способ основан на анализе аномального изменения спектра естественного сейсмического фона в районе размещения залежей на частотах до 10 герц.
Оборудование для сейсморазведки
Нефть и газ также выявляются при помощи методики геохимической разведки. Геологи анализируют состав подземных вод на предмет содержания органических компонентов и газов. Рост концентрации таких элементов в единице объёма пробы воды может указывать на близость пласта. Тем не менее, самым достоверным и эффективным способом разведки углеводородов в настоящее время является непосредственное бурение скважины для выявления степени достаточности их объёмов для промышленного освоения месторождения. В среднем только в трети случаев после бурения обнаруживаются такие запасы.
Бурение разведочной скважины «Шахринав-1п», Таджикистан
В современной России геологоразведка нефтегазовых ресурсов производится не только с целью немедленной разработки конкретных блоков, но и для общего прироста количества углеводородов в соответствии с требованиями Энергетической стратегии, рассчитанной до 2020 года. Напомним, что, по мнению Владимира Путина, геологоразведка крайне важна для экономики России. Открытие и изучение новых месторождений — это работа на перспективу, поскольку выявленные ресурсы фактически являются сырьевым вкладом в будущее страны.
Источник