Введение к работе
1 Актуальность исследований. Расширение сырьевой базы угольной промыш-
іенности в новых экономических условиях, при повышенных требованиях к изучен-юсти месторождений и минимизации затрат на их изучение, могут быть решены за :чет более полного выявления и целенаправленного изучения по материалам аэро-осмических съемок (МАКС) структуры месторождений как ведущего фактора, опре-.еляющего благоприятность горно-геологических условий их освоения.
Несмотря на то что в последние годы применение аэрокосмических методов !ри геологических исследованиях регламентировано рядом руководящих докумен-08 и узаконены такие виды работ, как глубинное геологическое картирование (ГТК), осмофотогеологическое картирование (КФГК) и др., для угопьных месторождений >ни не могут найти применения в связи с мелкомасштабностью исследований, тольные месторождения по своим геолого-генетическим особенностям и условиям іазработки требуют более детального изучения, в первую очередь структурных еобенностей, определяющих масштабы будущего месторождения и условия его ксплуатации.
Попытки автора (1978) и других исследователей (Б.А.Николаенко,1980, \.Г.Жученко, 1980, Я.М.Грицкі!<а,1982) применения МАКС для изучения угольных іесторождений не позволяли в полном объеме использовать преимущества новых идов информации и решать проблему опережающего изучения структуры конкрет-ых участков в связи с неустановленным характером проявления космофотогеоло-лческих объектов (КФГО) в составе и строении угленосных толщ, отсутствием науч-о-методической базы и технологии применения МАКС.
Встала задача более глубокого изучения явлений, связанных с проявлением ФГО з угленосной толще, способов их интерпретации и использования в комплексе традиционными методами изучения структуры угольных месторождений, чему и освящена данная работа.
Цель исследования заключались в установлении закономерностей строения гленосных формаций на примере разных типов угольных бассейнов с использова-ием материалов аэрокосмических съемок, разработке принципов и приемов их ин-ерпретации и создании научно-методической базы прогнозирования структуры гольных месторождений на ранних этапах изучения.
Основные задачи заключались в следующем: выявлении геоиндикационных признаков и структурных неоднородностей угле-осных отложений, проявляющихся на МАКС;
изучении геологической природы космофотогеологических объектов (КФГО) в различных структурно-генетических условиях бассейнов и месторождений и установлении их прогностической роли;
выборе и обосновании признаков структурных неоднородностей в угленосна толще, позволяющих интерпретировать КФГО по комплексу геолого-геофизически: данных в процессе изучения угольных месторождений:
разработке методики (технологии) комплексной интерпретации МАКС с использованием автоматизированной обработки геопого-геофизических данных;
выявлении по МАКС особенностей структуры угольных бассейнов и месторождений различных типов и оценки эффективности их использования для прогноза угленосности и нарушенное угленосных отложений;
определении задач и места дистанционных методов на разных стадиях поисков і разведки угольных месторождений и разработке рекомендаций по использовании МАКС для их изучения.
Исходные материалы. Исходными данными для решения поставленных зада1 являлись материалы аэрокосмических съемок угольных бассейнов, выполненные н; протяжении ряда лет в различные периоды года с летательных аппаратов типа "Me теор", "Космос", "Салют", "Landsat", аэровысотных и аэрофотосъемок, составляю щие масштабный ряд от глобальных до детальных.
Для изучения особенностей структуры угольных месторождений в зонах КФГ( привлекался большой объем геологических данных, накопленный в отчетах по поис кам и разведке угольных месторождений и сводных работах по Донецкому, Подмос ковному, Печорскому, Тургайскому и Кузнецкому бассейнам. В этих же бассейна проводились специальные полевые работы на ключевых участках для выявлени: дешифровочных признаков КФГО в различных структурно-генетических условиях і изучения особенностей строения угленосных отложений в этих зонах.
Всего по названным выше бассейнам было отдешифрировано более 2501 космо-, аэроснимков и фотопланов, более 220 из которых подвергались оптико электронному преобразованию, исследовано 11 ключевых участков, отработано бо лее 40 геолого-геоморфологических маршрутов и 17 комплексных профилей, изучеі керн 73 разведочных скважин.
Личный вклад автора. В диссертации изложены результаты исследований і разработок, выполненных автором и под его руководством в течение 25 лет работь во ВНИГРИуголь. За этот период автор был ответственным исполнителем 11 науч
іьіх целевых исследований (тем) по изучению угольных месторождений и разработ-:е новых методов изучения их структуры.
Автором выдвинута и реализована идея применения дистанционной информации для изучения структуры угольных месторождений, осуществлялась формули-ювка проблемы и задач исследования, разработка технологии, непосредственное >уководство и участие в работах, обобщение полученных результатов, формулиров-:а научных выводов и разработка рекомендаций.
При выявлении геоиндикациснных признаков КФГО в угольных бассейнах, проведении маршрутных исследований и аэровизуальных наблюдениях участвова-іи Малая А.Г., Чистилин И.Ф., Журавлев А.В., Артюхина О.И. В разработке методики :осмофотоструктурного картирования и прогноза тектонической нарушенное тольных месторождений принимали участие Малая А. Г. и Журавлев А. В. Разработ-у программного обеспечения системы обработки геологоразведочной информации ю алгоритмам автора осуществляли Бударина Т.В., Трощенко В.В., Леонов С.С. и ipyrvte сотрудники.
Научная новизна работы заключается в следующем: выявлены особенности труктуры угленосных формаций, проявляющиеся в составе и строении угленосных олщ в зонах космофотолинеаментов (КФЛ), и доказана приуроченность зон повышенной тектонической нарушенное и проницаемости к зонам космофотоструктур КФСТ); выявлены новые типы структур угленосных формаций (кольцевые образо-іания) и субвертикальные зоны тектонической активизации, установлены характер іроявления их в составе и строении угольных пластов и вмещающих отложений; іредложеньї принципы моделирования параметров угольных месторождений и ме-оды автоматизированной обработки геологической информации для анализа троения угленосных отложений в зонах КФСТ; разработаны принципы космофото-труктурного картирования угольных бассейнов и месторождений и методы отраже-іия на них особенностей строения угленосных толщ; установлено влияние глубин-іьіх структур (структур доугленосного фундамента) на локализацию процессов угле-іакоплєния в Донецком, Подмосковном и Тургайском бассейнах, на основании чего существлен прогноз угленосности этих бассейнов.
Обоснованность и достоверность результатов проведенных автором исспе-ований определяются: а) анализом современных достижений отечественной и за-убежной угольной геологии по изучению структуры угольных месторождений дис-анционными методами; б) сопоставлением полученных результатов с выводами, олученными другими методами и методиками на большом фактическом материале;
в) положительными результатами использования авторских разработок другими не следователями и производственными организациями; г) результатами проверки про гнозных данных буровыми и горными работами
Практическое значение работы заключается d следующем: выделены новы; перспективные угленосные площади на глубоких горизонтах Подмосковного и в Са винковско-Кызылтальской впадине Тургайского бассейнов; оценена степень текто нической нарушенности месторождений Печорского и Кузнецкого бассейнов, что яв ляется важным фактором выбора первоочередных объектов для разведки; осущест влен прогноз развития конкретных структур на участках Донецкого и Печорскоп бассейнов; показаны поисковое и прогностическое значения КФСТ для горно геологических условий угольных месторождений; разработаны методика космофо тоструктурного картирования угольных бассейнов и месторождений и технологи; оптико-электронной обработки аэрокосмических изображений угленосных площа дей; разработана методика комплексной геолого-геофизической интерпретации ре зультатов дешифрирования; создана автоматизированная система накопления і обработки геологической информации по угольным месторождениям; разработаї способ оконтуривания приповерхностных подземных неоднородностей (А.С. I 1300400);
Реализация работы. Результаты прогноза угленосности и тектонической на рушенности в виде карт и схем переданы в производственные организации Донец кого, Подмосковного, Печорского, Тургайского и Кузнецкого бассейнов для исполь зования при планировании и проведении геолого-поисковых и разведочных работ н; уголь.
Рекомендации по наземной проверке космофотоструктур (КФСТ) на 6 разве дочных участках использованы в организациях Донецкого и Печорского бассейнов і получены положительные результаты, что позволило подтвердить построения авто ра и выявить ряд новых структур.
Методические результаты используются в углеразведочных организациях прі проведении работ на угольных месторождениях в виде шести отраслевых норма тивных документов.
Материалы докторской диссертации автора использовались в программе обу чения студентов МГУ, РГУ и курсов повышения квалификации специалистов МПР і рекомендованы для издания в качестве методического пособия для специалиста угольщиков.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликованы 64 научных работы и изданы 6 методических рекомендаций, одобренных для применения з отрасли.
Результаты исследований докладывались на XXVII Международном геологическом конгрессе (Москва, 1984г.), международном региональном семинаре по применению дистанционных технологий для геологического картирования и разведки месторождений под эгидой ESCAP (Москва, 1986г.), международном симпозиуме по эазработке угля в г.Ханой ( 1990г.), на V-VLU Всесоюзных угольных совещаниях [Львов, 1980г., Ростов-на-Дону, 1977,1981,1986 гг.), Всесоюзных совещаниях по гео-лндикационному дешифрированию в г.Екатеринбурге (1983,1986 гг.), на ряде областных и зональных совещаниях (Новочеркасск и Ростоз-на-Дону, 1977,1973,1987 гг.), совместном заседании отдела региональной геологии и твердых горючих ископаемых Мингео СССР (1984,1985 гг.), научно-технических Советах ПО "Полярноурал-еология" (Воркута, 1983г.), ПО "Севказгеология" (Кустанай, 1985г.), ПО "Южгеоло--ия" (Ростов-на-Дону, 1987,1993г.), отдела ТГИ Роскомнедр (1991,1993гг.), ПО "Аэро-еология" (1984-87ГГ.), Центральной космоаэрогеологической экспедиции (1985г.).
По результатам выполненных исследований получено авторское свидетельство на изобретение.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, представленных на 306 страницах машинописного текста, 60 рисунках 14 таблицах и библиографии из 335 наименований литературных источников на русском и иностранных языках.
Благодарности. В период изучения возможностей применения МАКС для угольных бассейнов и в процессе подготовки диссертации автор пользовался консультациями докторов геол.-мин. наук: Матвеева А.К., Тимофеева А.А., Буша В.А., Эленина В.А., Конюхова А.И., Шульги В.Ф., Егорова А.И., Кирюкова В.В., Портнова <\.Г., Смирнова Б.В., советами кандидатов геол.-мин. наук и геологов: Каца Г.Я., Бо-ородского СМ., Соловьевой Л.И., Кабалова В.К., Афанасова Ю.А., Приходько Ю.Н., "рицюка Я.М., Петрова В.Г., Паха Э.М. Автор с благодарностью отмечает, что советы всех названных ученых и геологов-практиков сыграли существенную роль в формировании его теоретических представлений и научных выводов .
Особо следует отметить доброжелательное отношение к рассматриваемой іроблеме и деловую поддержку диссертанту докторов геол.-мин. наук Череповского З.Ф., Межеловского Н.В., кандидатов геол.-мин. наук Данилова В.П., Быкадорова B.C.,
Чернявского Г.В., Кашина Л.Л., Терещенко СП., Терещенко Н.П., Пичугина И.В., Со колова В.А.
Существенную помощь аотору во внедрении результатов работы оказали со трудники научных и производственных организаций Телехов Л.П., Улановская Т.Е. Жученко Г.А., Буцик Ю.В., Григорова А.П.