2. Методические аспекты исследования объекта и требования к разделам специальной части.

При научном изучении объекта, когда исследуется какой-либо из аспектов его вещественно-геологической характеристики, особо важное значение приобретает методическая сторона изучения.

Она определяет способ подхода, примененный для изучения объекта. Например, изучение его литологических особенностей путем микроскопического анализа и др.

Для этого вводится раздел по методике исследований объекта, например, методика изучения литологических особенностей продуктивного пласта.

Она целиком заимствована из «Методических указаний по дипломному проектированию для специальности «Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых»», составителями которой были Ю.В. Луй и Г.С. Поротов, изданных Санкт-Петербургским государственным горным институтом им. Г.В. Плеханова в 2005 году. Кроме того, они были частично использованы нами в тексте при написании предыдущих разделов настоящего методического руководства. Привлечение упомянутых методических указаний стало возможным благодаря широкопрофильной направленности специальности 130306, что предопределяет появление поисково-разведочных дипломных проектов (работ) как по твердым, так и по газо-жидким полезным ископаемым.

В специальной части, помимо первого раздела по геологии объекта (месторождения, поисково-разведочного участка, продуктивного горизонта, скважин), в обязательном порядке предусмотрены разделы, включающие методику и результаты собственных исследований студентов так, например, первый тематический объект – месторождения твердых полезных ископаемых должен включать после первого геологического раздела раздел второй: «Минералого-петрологические или литологические исследования горных пород, минералов объекта и их результативность» и третий раздел: «Структурно-формационный анализ объекта и интерпретация его результатов».

Любая целенаправленная работа требует применения одного-двух или комплекса методов исследования. Именно в специальной части после геологической характеристики исследуемого объекта первого раздела следующие два раздела, второй и третий, касающиеся собственных исследований автора или авторов, должны раскрывать методику исследований применяемую ими. Во втором указанном разделе рассматривается один прикладной метод анализа, например, микроскопический минералого-петрографический, суженный до метода иммерсионного, вещественного состава шламов, извлекаемых с разных глубинных уровней скважин. Он может быть более широким, включая микроскопическую, макроскопическую или визуальную характеристики минерального состава кернового материала. Наконец, это может быть комплекс прикладных аналитических методов изучения минерального состава кернового материала. При этом могут быть широко использованы определения петрофизических параметров горных пород (плотности, проницаемости, радиоактивности и др.).

В конкретном случае в указанном разделе должно быть приведено описание керна по разрезам скважин, если они имеются, как уже петрографически описанные ранее, а также даны описания образцов и шлама, выполненных самим дипломником, с сопровождением микроснимками, с условными обозначениями и номерами образцов по глубинам.

При этом главные и второстепенные породообразующие минералы должны иметь оптические константы для их диагностики, в том числе, в случае необходимости, показатели светопреломления, скомпонованные в виде отдельной таблицы. В таком случае в конкретных описаниях шлифов соответствующих констант приводить нет необходимости. Это сократит описание и позволит обратить большее внимание на признаки битуминизации, проницаемости и пористости пород, их микротекстурно-структурные особенности, катаклаз, брекчированность, микротрещиноватость, ее залеченность наложенной минерализацией, признаки рудной минерализации.

В 2-ом же разделе должны быть даны минеральные парагенезисы, первичные, вторичные и наложенные, а также дана интерпретация минеральных преобразований и миграций (стадии катагенеза, метаморфизма). В подразделе по геохимии должны быть даны имеющиеся химические и спектральные анализы пород, минералов и вод. Произведены расчеты по выявлению статистических зависимостей между типоморфными химическими элементами. Дана интерпретация выявленных концентраций элементов и показана их причинность и значимость, как результата экзо – и эндогенных процессов. Сделанные выводы должны базироваться на известных термодинамических схемах или расчетах, производимых с использованием программы "Селектор" или на расчетах прямолинейных коэффициентах корреляции.

При рассмотрении минерального состава полезных ископаемых необходимо выделить группы минералов по распространенности – главные, второстепенные и редкие, а также обозначить среди них промышленно-ценные. Широко распространенные минералы и минералы, содержащие полезные компоненты, описываются более подробно, при этом особое внимание уделяется таким их особенностям, которые, во-первых, представляют генетический интерес (в частности, по ним можно установить стадийность минералообразования), и, во-вторых, влияют на технологию переработки полезного ископаемого. Этот подраздел желательно сопроводить схемой последовательности образования минералов. Для промышленно-ценных минералов рекомендуется приводить полные сведения об их количестве, формах и размерах выделений, о взаимоотношениях с другими минералами, о химическом составе, плотности, оптических константах и т.д. Для некоторых специфических видов минерального сырья отмечаются те физические свойства минералов, которые определяют их промышленную ценность: длина волокон хризотил-асбеста, диэлектрические характеристики мусковита, огнеупорность глин, сортность минерального сырья и др.

Текстурно-структурные особенности полезных ископаемых можно выделить в отдельный подраздел, как важные с точки зрения генезиса руд или технологии их переработки.

Как 2-й раздел выделяется «Геохимическая расчетная характеристика объекта».

Студенты специальности МИГ проводят геохимический анализ устойчивости минералов в процессе выветривания, вычисляют растворимость минералов при разной кислотности среды, анализирует ионный состав природных вод, состав атмосферных газов докембрия и оценивает возможный генезис того или иного полезного ископаемого.

Расчеты ведутся по программе «Selector» на ПЭВМ. Для этого каждый студент по справочной литературе (как библиотечной, так и через интернет) собирает исходную термодинамическую информацию по необходимым ему при расчетах минералов, газов и компонентов водного раствора. Исходя из стандартного окислительно-восстановительного потенциала Е⁰, рассчитывается изобарно-изотермический потенциал независимого компонента водного раствора и далее по константам диссоциации вычисляется потенциал всех других компонентов (см. Приложение 6).

Вся исходная термодинамическая информация (ΔH ΔG S и параметры уравнения теплоемкости ΔСр) студентом заносится в программу.

В итоге всей работы дипломник представляет исходную матрицу расчетов (приводятся все данные по компонентам раствора, газам и твердым фазам), графики растворимости минералов в зависимости от кислотности среды и, в частности, для зоны гипергенеза приводится геохимический минералогический разрез профиля выветривания по исходным породам для окислительных и восстановительных условий.

На основании полученных данных выявляются особенности геохимического режима при формировании полезного ископаемого.

Студенты специальности МИГ должны пользоваться различными аналитическими методами: оптико-микроскопическим, микрозондовым рентгеноспектральным, рентгенофазовым, корелляционно-статистическим, расчетно-геохимическим. Результаты таких исследований, обобщенные в специальной главе, служат зачастую методической основой в дипломных работах.

В следующем из указанных разделов, т.е. в третьем разделе, в обязательном порядке должны быть произведены и литофациальный анализ, и лито- или петроформационный анализы объекта исследований, охватывая таким образом в итоге весь объект в методическом отношении.

В 3-м разделе должны быть даны характеристики геоструктуры, вмещающей объект исследования, и затем описание последнего с выделением осадочных и магматических формаций, перерывов в осадконакоплении, признаков вулканических проявлений, форм магматических тел. Описание должно сопровождаться данными детальных исследований продуктивных на полезное ископаемое горизонтов, реальных и прогнозируемых, по ряду литологических или петрографических показателей.

В последней части раздела должны быть даны генетические выводы о рудных формациях или особенностях скопления во вмещающих формационных комплексах УВ-залежей. В иных случаях должны быть представлены характеристики и механизмы формирования коллекторских свойств, рудоносности пород продуктивных горизонтов. В случае рудных полезных ископаемых должны быть, помимо выделения рудных формаций, построены металлогенограммы (минераграммы), прогнозные карты. Должны быть даны рекомендации практического направления, как вытекающие из результатов исследований.