1. Географический очерк (5-7 с.)

1.1. Наименование объекта и его административное положение – государство, субъект Российской Федерации (край, область), административный район, географические координаты. Удаленность от железных дорог, водных путей, автомагистралей, аэропортов, населенных пунктов. Состояние дорог, троп, их проходимость.

1.2. Орогидрография, климат. Основные черты рельефа, степень обнаженности, абсолютные и относительные высоты. Поверхностные водотоки (реки, ручьи), расход воды в них в разные периоды года, сроки ледостава и вскрытия ледяного покрова. Данные о температуре воздуха и количестве осадков, их колебания по сезонам, продолжительность сезонов. Наличие многолетней мерзлоты и таликовых зон. Сила ветров и их преобладающие направления. Растительность и животный мир.

1.3. Состояние экономики района, населенность. Топливно-энергетическая база. Условия питьевого и технического водоснабжения. Местные строительные материалы. Существующие и строящиеся предприятия, промышленные и сельскохозяйственные. Население, характер его занятий. Возможности обеспечения геологоразведочных работ топливом, водой, рабочей силой, электроэнергией, учреждениями медицинского и культурного назначения.

2. Геологическая часть (15-20 с.)

2.1. Обзор и анализ ранее выполненных геологических работ. Кратко в хронологической последовательности излагаются сведения о геологической, геофизической и геохимической изученности района.

2.2. Геологическое строение района. При характеристике геологического строения района студент должен следовать обязательному требованию: текстовое описание геологического строения района должно строго соответствовать геологическим картам и разрезам. Абсолютно недопустимо приводить карты, содержащие информацию, не отраженную или противоречащую сведениям, сообщаемым в объяснительной записке и наоборот.

При описании геологии района приводятся данные о стратиграфии и литологии, магматизме, тектонике, полезных ископаемых, истории геологического развития, иногда о геоморфологии, метаморфизме, гидрогеологии и инженерной геологии. Квалифицированно составленный геологический очерк позволяет судить о геолого-тектонической обстановке локализации скоплений полезных ископаемых, возможных источниках рудного вещества и рудоконтролирующих факторах.

По многим районам России накоплен очень большой объем геологической информации. В связи с этим перед студентом стоит ответственная и сложная задача: обобщить имеющиеся сведения по району, исключив второстепенные детали и ненужные подробности и оставив главное и существенное.

2.2.1. Стратиграфия и литология. Приводится последовательное описание отдельных подразделений толщи стратифицированных горных пород осадочного или вулканического происхождения (от древних к молодым) с указанием их возраста, площадей распространения, взаимоотношений с подстилающими и перекрывающими подразделениями, литологического состава, особенностей сложения и мощности. Стратиграфическое положение подразделений должно быть обосновано ссылками на руководящую фауну, микрофауну и флору, определения радиологического возраста, другими данными.

Особое внимание следует обратить на принадлежность осадочных и вулканогенных образований к определенным формациям и фациям, поскольку формационный и фациальный анализы позволяют раскрыть условия их образования.

При описании антропогеновых отложений для каждого подразделения должен быть указан его генетический тип, состав, условия залегания, взаимоотношения с иными по возрасту и генезису подразделениями, приуроченность к определенным формам рельефа.

Подзаголовки внутри раздела должны быть строго согласованы с названиями стратиграфических подразделений и условными обозначениями к карте, т.е. должны полностью расшифровывать соответствующий индекс. Пример подзаголовка:

Каменноугольная система Нижний отдел Турнейский ярус Тарханская свита

Подробные литологические и петрографические описания каждого типа горных пород в большинстве случаев не являются необходимыми. Такие описания оправданы для продуктивных свит, пачек, горизонтов и в силу этого они более уместны в главе 2.3. Обычная краткая характеристика типа пород должна приводится в такой последовательности: название породы, главные минералы, входящие в ее состав, структурно-текстурные особенности, окраска, включения, особые свойства. Например: «песчаник аркозовый, среднезернистый, светло-розовый с включениями растительного детрита».

2.2.2. Магматизм. Приводится характеристика изверженных пород (от древних к молодым) с акцентом на возможную связь с ними месторождений полезных ископаемых. В этой характеристике должны быть указаны развитые в районе интрузивные комплексы, их возраст и формационная принадлежность, распространение, формы и размеры интрузивных тел, глубина становления, петрографический состав, уровень эрозионного среза, ореолы контактового метаморфизма. При отсутствии необходимых сведений в опубликованных и фондовых работах студент должен показать свое умение решать эти вопросы самостоятельно, опираясь на картографический материал и на знания, полученные при изучении соответствующих вузовских дисциплин.

Детальные петрографические описания интрузивных пород, так же как и упомянутых выше осадочных и стратифицированных вулканогенных образований, необязательны.

2.2.3. Тектоника. Целесообразно начать изложение этого раздела с указания, к какой крупной структурной единице земной коры принадлежит рассматриваемый район. Здесь студент может столкнуться с определенными сложностями, связанными с двумя существующими в настоящее время парадигмами глобальной тектоники: классической теории геосинклиналей и тектоники плит. Эта ситуация должна нацелить дипломника на более глубокое изучение проблемы, в чем ему могут оказать помощь многочисленные научные публикации и консультации специалистов.

При характеристике тектоники района принято выделять структурные этажи и ярусы и приводить их краткое описание от древних к молодым. При этом для каждого структурного этажа и яруса необходимо указывать возраст слагающих его горных пород, основные складчатые и разрывные нарушения, их пространственные и временные взаимоотношения. Для складок важны их геометрические характеристики: размеры, форма, положение шарнира, осложнения крыльев, амплитуда и др. Для разрывных нарушений должны быть отмечены возраст, ориентация, протяженность, кинематический тип, амплитуда смещения блоков в зонах нарушений и т.д. При большом количестве разрывных нарушений их можно группировать в системы по размерам, ориентации и т.д.

Текст раздела желательно иллюстрировать тектонической картой (схемой), которая может быть приведена как внутритекстовой рисунок.

2.2.4. Полезные ископаемые. Основной акцент при изложении этого раздела должен быть сделан на освещении роли полезных ископаемых в развитии экономики района. Достаточно полно должны быть охарактеризованы перспективы района на традиционные и новые виды полезных ископаемых.

Характеристику полезных ископаемых лучше построить по видам минерального сырья в порядке уменьшения их значимости, При этом месторождение, являющееся объектом проектирования, может быть лишь упомянуто, поскольку его подробное описание предусмотрено в разделе 2.3.

2.2.5. История геологического развития района. История геологического развития излагается в хронологической последовательности и содержит описание важнейших геологических событий, запечатленных в особенностях стратиграфии, магматизма, тектоники и т.п. В описании должны быть раскрыты последовательность формирования осадочных и вулканических образований, этапы возникновения и омоложения складчатых и разрывных нарушений, смена палеогеографических обстановок. Особое внимание должно быть обращено на время и место появления полезных ископаемых, их связь с процессами седиментогенеза, магматизма, с тектоническими событиями, условиями формирования рельефа и т.д.

Желательно иллюстрировать текст раздела металлогенограммами (минерагенограммами).

2.2.6. Возможные дополнительные разделы главы 2.2. В тех случаях, когда объектом исследования и постановки геологоразведочных работ являются метаморфогенные месторождения или когда процессы метаморфизма сыграли важную роль в истории геологического развития района, появляется необходимость в выделении специального раздела, посвященного метаморфизму. В нем должны быть отражены характер и масштаб проявления регионального и контактового метаморфизма, фации метаморфизма, взаимоотношения процессов метаморфизма и образования полезных ископаемых.

Для некоторых типов экзогенных месторождений, в частности, россыпных, кор выветривания и др., важным фактором контроля оруденения является геоморфологический. В этом случае оправдано включение в текст главы 2.1 самостоятельного раздела «Геоморфология». В нем дается общая геоморфологическая характеристика района, устанавливается зависимость крупных элементов рельефа от особенностей геологического строения. Описываются типы рельефа (структурный, денудационный, аккумулятивный, техногенный и т.д.), особенности строения речных долин и водоразделов, морских побережий, форм древнего оледенения и т.д. Указываются современные геоморфологические процессы: эрозия почв, оползни, сели, солифлюкция, карст и др. В заключение раздела анализируется связь образования полезных ископаемых с определенными этапами геоморфологического развития.

Разделы «Гидрогеология» и «Инженерная геология» могут быть необходимы при проектировании работ на объектах, на которых режим и состав подземных вод или устойчивость горного массива определяют или существенно влияют на выбор проектных решений. Разделы должны содержать сведения о водоносных и водоупорных горизонтах, о качестве вод, о многолетней мерзлоте, о способах охраны подземных вод от истощения и загрязнения, а также оценку состояния массива горных пород для определения устойчивости подземных выработок, бортов карьеров и т.д.

2.3. Геологическое строение месторождения (рудного поля, участка, залежи, эксплуатационного этажа и т. п.). Содержание этого раздела в дипломном проекте определяется стадией проектируемых геологоразведочных работ и видом изучаемого полезного ископаемого. В соответствие с этим, предлагается выделять разделам: металлические и неметаллические полезные ископаемые, каустобиолиты, жидкое и газообразное углеводородное сырье (нефть и горючие газы). Кроме того, специфичными по структуре и содержанию являются так называемые дипломные научно-исследовательские работы, содержание которых определяется специализацией студента в определенной области геологических знаний (минералогия, петрография, математические методы в геологии и др.).

2.3.1. Месторождения металлических и неметаллических полезных ископаемых. Рекомендуемый вариант структуры этого раздела для проектов оценочных и разведочных работ выглядит следующим образом:

Геолого-структурная позиция объекта.

Литолого-петрографическая характеристика пород в пределах объекта.

Структура месторождения (рудного поля, участка и др.).

Характеристика тел полезных ископаемых: форма, размеры, условия залегания, глубина распространения; минеральный и химический состав полезного ископаемого, текстурные и структурные особенности; зональность (структурная и вещественная); строение залежей; природные типы полезного ископаемого; факторы контроля оруденения.

Генезис месторождения.

При проектировании геолого-съемочных и поисковых работ на перспективных площадях выделяются следующие подразделы:

Стратиграфия

Магматизм

Метаморфические образования

Тектоника

Геоморфология

Перспективы рудоносности площади

Поисковые предпосылки и признаки

Промышленная оценка, выбор рационального комплекса поисковых и разведочных работ, а также их методика и объемы определяются, прежде всего, особенностями геологического строения объекта, поэтому необходим глубокий и всесторонний анализ фактического геологического материала.

Геолого-структурная позиция объекта проектирования должна отразить суть факторов, определяющих локализацию, масштабы и качество оруденения, его генетический, формационный и геолого-промышленный тип.

Строение и состав осадочных и вулканических пород, распространенных на площади работ, рассматриваются более детально, чем в описании геологии района (см. 2.2.1). Если рудовмещающая толща разделена на отдельные горизонты (пачки, слои), то полезно иллюстрировать ее строение схематической стратиграфической колонкой, можно в виде внутритекстового рисунка. В описании, кроме состава пород, следует указывать мощность стратиграфических подразделений, их выдержанность, наличие фациальных переходов, маркирующих слоев. В том случае, когда установлена или хотя бы предполагается приуроченность полезного ископаемого к определенным горизонтам в разрезе осадочной или вулканогенной толщи, состав, мощность и условия залегания таких горизонтов нуждаются в более обстоятельной характеристике с указанием их специфических особенностей (например, содержание углерода в рудовмещающих горизонтах черносланцевой формации, валентность железа в минералах гидрогенных месторождений урана и т.д.) Описание желательно сопровождать зарисовками, фотографиями, результатами анализов. Части разреза стратифицированной толщи, залегающие выше и ниже продуктивных слоев, характеризуются менее детально, указываются лишь состав, мощность и возраст горизонтов.

При характеристике интрузивных образований прежде всего следует указать их принадлежность к определенным магматическим комплексам, после чего отмечается распространение интрузивных тел, их форма, размеры, условия залегания, петрографический состав, характер преобразования вмещающих пород в области экзоконтакта. В ряде случаев значительный интерес представляет проявление нескольких фаз интрузивной деятельности, наличие ксенолитов, текстур течения, закономерно ориентированных систем трещин, а также признаков, по которым можно определить глубину денудационного среза интрузивов. Кроме того, студент должен показать свое умение анализировать данные о химическом составе магматических пород с построением петрохимических диаграмм. Углубленное изучение интрузивных пород оптическими методами, определение списка акцессориев и другие виды исследования могут быть положены в основу «специальной главы» (см. ниже).

При широком распространении на изучаемой площади регионально- или контактово-метаморфизованных пород, если они влияют на локализацию и особенности состава полезного ископаемого, должны быть приведены сведения о возрасте и фациях метаморфизма, петрографическом составе пород, привносе и выносе химических элементов и т.д.

Раздел «Структура месторождения» должен содержать характеристику складчатых и разрывных тектонических нарушений, их взаимоотношений и последовательности образования. При описании складчатых нарушений устанавливаются их форма, размеры, амплитуда, углы падения крыльев, пространственная ориентация шарниров, отношение длины к ширине (в случае брахискладок). Для разрывных нарушений необходимо привести следующие данные: ориентация в пространстве с группировкой по системам (неплохо, если этот материал будет сопровождаться стереограммами трещиноватости), размеры, относительный возраст, амплитуда и направление смещений блоков, характер минерального выполнения. Разрывные нарушения расчленяют массив горных пород (часто вместе с находящимися в нем залежами полезных ископаемых) на отдельные блоки. Блочная структура массива весьма существенно влияет на проведение разведочных и эксплуатационных работ, поэтому для наиболее крупных (а иногда и всех) блоков следует указывать их размеры, характер относительных перемещений, изменение условий залегания тел полезных ископаемых в результате проявления блоковой тектоники, состав пород, слагающих блоки и т.д.

Ряд экзогенных месторождений формируется и в дальнейшем преобразуется под влиянием процессов развития рельефа. В таких случаях целесообразно вместо раздела о структурных особенностях месторождения привести информацию о формах палеорельефа, его связи с неотектоникой, количестве и высотных уровнях террас и т.д.

Характеристика рудных тел включает в себя сведения об их количестве, форме, размерах, строении, условиях залегания, закономерностях пространственного размещения. Более подробно описываются крупные рудные тела, так называемые «лидеры», они же, как правило, являются наиболее изученными. Сведения о более мелких телах могут быть приведены в табличной форме. При характеристике морфологии рудных тел важно не ограничиваться отнесением их к тому или иному морфологическому классу (жила, линза, пласт и т.д.), а попытаться показать, чем обусловлена та или иная форма тела, какова степень ее сложности. Сведения об элементах залегания тел полезных ископаемых, их мощности - должны включать также оценку степени их изменчивости, желательно количественную.

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 раздел 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 иногда выделяют в отдельный параграф, если они важны с точки зрения генезиса руд или технологии их переработки.

В условиях Горного института студент имеет возможность исследовать минералы и полезные ископаемые различными методами: оптико-микроскопическим, микрозондовым рентгено-спектральным, рентгенофазовым и др. Результаты таких исследований, обобщенные в специальной главе, способны украсить дипломный проект.

Большинство тел полезных ископаемых, особенно крупных, отличается зональным строением, которое может выражаться в закономерной смене в пространстве природных типов руд, их минерального и химического состава, структурно-морфологических особенностей рудных тел, изменении элементного состава первичных ореолов рассеяния и др. Зональность влияет на выбор способа отбора проб и их изучения, на оконтуривание и подсчет запасов, она учитывается при прогнозировании состава руд на флангах залежей и на глубине. Очевидно, что этой характеристике рудных тел должно быть уделено достаточное внимание. Необходимо указать порядок смены зон по падению, простиранию и по площади, состав руд в каждой зоне, попытаться объяснить причины возникновения зональности.

Рудоконтролирующие факторы определяют возможность образования и условия локализации тел полезных ископаемых в определенных геологических ситуациях, главными из которых являются литолого-фациальные, магматические, структурно-тектонические и минералого-геохимические факторы. В ряде случаев устанавливается важная роль геохимических, палеогеографических, геоморфологических и других факторов.

Рассмотрение генезиса месторождения предполагает указание вероятных источников вещества полезных ископаемых, природы рудообразующей среды, этапности и стадийности минералообразования, послерудных трансформаций рудного вещества. Следует иметь в виду, что в геологической практике нередки случаи, когда разными специалистами выдвигаются различные гипотезы происхождения полезного ископаемого. Студент продемонстрирует высокий уровень своей профессиональной подготовленности, если сумеет доказательно обосновать предпочтительность той или иной генетической модели.

2.3.2. Месторождения каустобиолитов. Геологическое строение объектов, представленных месторождениями бурого или каменного угля, антрацита, горючих сланцев отличается определенной спецификой, которая должна быть учтена при проектировании на таких объектах геологоразведочных работ.

Помимо общих параграфов, перечисленных выше, появляется необходимость обстоятельной характеристики:

фаций продуктивных отложений,

угленосности (сланценосности),

состава, качества и технологических свойств полезного ископаемого,

генезиса продуктивных отложений.

Фации продуктивных отложений

Расчленение разреза на основе литолого-фациального анализа, описание структуры пород, отнесение их к определенному гранулометрическому классу с учетом окатанности и сортированности обломочного материала. Характеристика основных типов текстур пород. Для присутствующего в породе органического материала указывается его количество и распределение, характер, размер и степень сохранности органов растений, характер фоссилизации. Отмечается карбонатность отложений, которая может служить определяющим диагностическим признаком, в частности, для морских отложений. Дается характеристика циклического строения толщи, описываются циклы, раскрывается их значение для стратификации и корреляции разрезов. Желательна иллюстрация этого раздела фотографиями и зарисовками типов слоистости и других диагоностических признаков пород, а также колонками, показывающими циклическое строение толщи.

Угленосность (сланценосность). Приводится описание угольных (сланцевых) пластов по следующей схеме: положение пласта в угленосной толще, состав выше- и нижележащих пластов; распространение пласта по площади бассейна, месторождения, шахтного поля; выдержанность пласта, его мощность и внутреннее строение.

Состав, качество и технологические свойства полезного ископаемого. Характеризуются физические свойства углей, приводятся сведения о микрокомпонентном составе и петрографических типах углей, результаты элементного и технического анализов и технологических испытаний. Устанавливается марочный состав углей, принадлежность их к определенным группам и подгруппам согласно классификации по генетическим и технологическим параметрам.

Генезис продуктивных отложений и закономерности угленакопления. Рассматриваются условия накопления исходного растительного материала, тектоническая и палеогеографическая обстановка углеобразования, изменения мощности, распространения и условий залегания продуктивных отложений, указывается формационная принадлежность угленосных толщ.

Для объекта проектирования приводится информация геологического, геофизического, геохимического, гидрогеологического и инженерно-геологического содержания. Излагаются основные показатели, учтенные в технико-экономических обоснованиях, приводится оценка запасов и ресурсов, характеризуется устойчивость вмещающих пород и углей, содержание в них метана, пневмокониозоопасность. Необходимо также привести сведения о водоносных горизонтах, величинах водопритоков и мероприятиях по борьбе с ними.

2.3.3. Месторождения нефти и горючих газов. По содержанию этот раздел должен представлять собой свод исходных данных для проектирования параметрических, поисковых, разведочных или эксплуатационных скважин и рационального комплекса сопутствующих исследований и испытаний для решения геологических задач определенной стадии работ.

2.3.4. Особенности геологического раздела в проектах, посвященных эксплуатационной разведке. Эксплуатационная разведка (ЭР) проводится в течение всего периода эксплуатации месторождения с целью получения достоверных исходных данных, обеспечивающих оперативное планирование горных работ, учет движения запасов полезного ископаемого, а также минимизацию потерь и разубоживания. Объектами изучения и оценки являются эксплуатационные этажи, блоки, уступы и другие части залежей полезного ископаемого.

При характеристике месторождения или его части, находящихся на стадии эксплуатации, многие сведения о геологическом строении района могут быть приведены в существенно сокращенном виде или вообще исключены. Вместо них значительно увеличивается объем и углубляется содержание разделов, в которых рассматривается производственная деятельность горнодобывающих предприятий (ГДП) и обогатительной фабрики, структура геологической службы, функции геологического персонала и т.д.

Структура и характер производственной деятельности.

Приводится структура с полным (рудник, шахта - обогатительная фабрика - металлургический завод) или неполным (рудник - обогатительная фабрика) циклом производства. Указывается соотношение между стадиями разработки: вскрытие, подготовка, очистная выемка. Применяемые системы разработки, их конструктивные особенности и технико-экономические показатели. Величины потерь и разубоживания, мероприятия по их минимизации. Усреднение состава руд, поступающих на обогатительный передел.

Характеристика деятельности обогатительной фабрики. Сведения о принятой схеме обогащения и ее отдельных операциях: дробление, измельчение, грохочение, классификация, собственно обогащение. Основные показатели обогащения: выход концентрата, содержание полезного компонента в концентрате, его извлечение в концентрат. Мероприятия по предупреждению заражения и загрязнения окружающей среды.

Геологическая служба. Структура геологической службы, обязанности главного, старшего и участкового геологов. Задачи, методика и технические средства ЭР, их согласование с технологией разработки месторождения. Виды опробования. Способы отбора проб из горных выработок и буровых скважин, из рудных навалов и штабелей, из транспортных емкостей, из хвостохранилищ. Подготовка проб к испытаниям, схемы обработки проб, виды испытаний. Геофизические методы определения качества руд, их аппаратурное обеспечение, разрешающая способность, представительность, оперативность. Геологическая документация: первичная и сводная. Новые прогрессивные методы и приемы геологической документации: фото- и теледокументация, геолого-технологическое и структурно-геологическое картирование. Участие геологической службы в оперативном подсчете запасов и учете их движения, учете потерь и разубоживания, комплексном использовании добываемой горной массы, выборе мест для строительства зданий и инженерных сооружений, отвалов пустых пород и шламоотстойников обогатительных фабрик, в рекультивации нарушенных геологоразведочными и горными работами территорий.

Как правило, дипломный проект такой тематики включает, кроме введения и общих сведений о районе работ (см. Общую часть), два геологических раздела, в которых изложение материала осуществляется по следующей схеме.