Лев Хайкельсон, геофизик ПОИСК
Лев Хайкельсон,
геофизик
ПОИСК
Главный геолог Челябинской комплексной геологоразведочной экспедиции В. К. Пащенко в интервью корреспонденту «Челябинского рабочего» рассказал об «урожае» разведчиков недр. Лишь за один последний год в государственной и территориальной комиссиях по запасам полезных ископаемых было утверждено семь месторождений.
Прирост запасов магнезитов в Саткинском месторождении составил более 100 миллионов тонн, что равняется новому крупному месторождению. Саткинский комбинат «Магнезит» обеспечен сырьем на 50 лет. Снята с повестки дня проблема сноса города. В комплексе утверждены здесь запасы строительного камня и металлургических доломитов. Запасы строительного камня (275 миллионов кубических метров) сами по себе являются крупнейшим месторождением.
Минувшим летом в комплексе были разведаны и оценены Медведевское месторождение скальных пород, Новосмолинское и Янгельское месторождения строительного камня.
Среди вновь разведанных и утвержденных Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых можно назвать Чебачье медно-колчеданное месторождение, Ерофеевское месторождение стекольных песков (17 миллионов тонн), Малышевское месторождение кирпичных глин (15 миллионов кубических метров) и другие.
Планируется вдвое расширить Коелгинский рудник. Здесь завершили предварительную разведку Южнокоелгинского месторождения мраморов. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что сырья здесь хватит не на один десяток лет.
Выявлен новый участок строительных песков для треста «Магнитострой» в Агаповском районе. Появились хорошие предпосылки для открытия и других полезных ископаемых.
Получены интересные данные и геологами-съемщиками, составляющими геологическую карту Челябинской области. Очередные сюрпризы преподносит один из сложнейших в геологическом отношении уголок мира — район Ильменского заповедника. Много новых, интересных данных получено в районе Магнитогорска.
В публикуемой ниже статье рассказывается об открытии Краснокаменского месторождения железных руд в Уйском районе.
Совсем еще недавно многие специалисты утверждали, что недра Урала практически неисчерпаемы. В частности, имелись в виду и запасы железных руд.
Действительно, Высокогорское, Гороблагодатское месторождения, что расположены возле города Нижний Тагил, служили людям века, служат они и сегодня. Более пятидесяти лет интенсивно разрабатываются руды горы Магнитной. Верили: их тоже хватит на столетия.
Однако жизнь вносит в эти суждения весьма значительные поправки. Сегодня на Урале вопрос обеспечения металлургической промышленности железными рудами приобрел особую остроту.
В настоящее время почти половина металла, производимого на Урале, выплавляется из руд привозных. Добро бы привозимых из близких мест, из Казахстана, к примеру. Но нет же — значительная часть руды завозится на наши заводы из месторождений Украины и Центральной части страны, с Кольского полуострова, то есть из мест, удаленных от уральских металлургических заводов более чем на 2000 километров.
По данным сотрудника Института экономики Уральского научного центра Академии наук СССР, кандидата экономических наук Н. М. Ратнер, частичное переключение уральской металлургии на сырье Европейской части СССР ухудшило экономические показатели производства. Так, перевод южноуральских заводов на дальнепривозные руды обусловил увеличение доли транспортной составляющей в стоимости сырья до 30 и выше процентов, что повысило уровень затрат на выплавляемый чугун на 10—15 процентов. Затраты на чугун из руд уральских месторождений ниже, чем из кварцитов Михайловского месторождения (Курская магнитная аномалия) на 5—15 процентов.
Ввод в промышленный обиход бедных железом титаново-магнетитовых руд, конечно же, мера вынужденная. Качканарское месторождение таких руд, с его миллиардными запасами, известное металлургам еще с демидовских времен, лежащее практически прямо на поверхности, начали разрабатывать только сейчас, и то благодаря присутствию в этих рудах ценного ванадия. Ведь современная металлургия использует железорудный концентрат, содержащий железа не менее 60—66 процентов. В Качканарской же руде железа в четыре раза меньше. Тратится очень много средств на сепарацию, обогащение этих руд. Перевозится и перерабатывается много миллионов тонн пустой породы.
Наиболее ценным промышленным типом железных руд на Урале являются высококачественные и легкообогатимые скарново-магнетитовые руды. Они являются основной частью железорудной базы Урала. Добыча их составляет 78 процентов от общей добычи железных руд по Уралу. Но разведанные запасы этих руд к 1981 году начнут убывать с темпом 8 процентов в год. Надолго ли их хватит?
А ведь именно наличие подобных руд, наряду с высокой производительностью труда и передовой технологией работ, сделало, например, магнитогорский металл таким высококачественным и дешевым. Но этих руд ныне мало. Запасы их истощаются. Совсем кончаются?
Как же экономичнее, эффективнее решать проблему снабжения металлургических заводов Урала железной рудой? По какому идти пути?
Вот мнение доктора геолого-минералогических наук, сотрудника Всесоюзного научно-исследовательского института минерального сырья Н. Г. Шмидта:
«…Расширение железорудной базы Урала за счет скарново-магнетитового оруднения лежит на пути поисков глубокозалегающих месторождений. Основная масса возможных запасов этих руд на Урале более 2000 миллионов тонн (по данным Уральского территориального геологического управления) сосредоточена в интервалах глубин 600—1500 метров… Промышленные месторождения скарново-магнетитовых руд в этом порядке глубин уже обнаружены в пределах Тагило-Кушвинской зоны (месторождения Высокогорское, Гороблагодатское)… Эта работа только начата, и несомненны новые открытия…»
Как видим, в перечне проблем, которые решают уральские геологи, одной из важнейших является выявление новых месторождений железа скарново-магнетитового типа на Южном Урале. Ученые утверждают, что они есть. Но глубоко.
Сегодня геологи уверенно могут заявить: до глубин порядка 500 метров необнаруженных промышленных залежей скарново-магнетитовых руд на Южном Урале практически нет.
Естествен первый вывод: надо искать глубже.
Естествен и вопрос: а стоит ли?
Экономисты подсчитали: для условий Урала даже с глубин 1500—2000 метров добыча руд из достаточно крупных месторождений железа вполне окупаема.
Стало быть, надо отыскать богатые железом рудные залежи на больших глубинах.
Вопросы предстоит решать сложные. Ведь геология — это научно-производственная область человеческой деятельности, где наука настолько тесно переплетается с производством, что нередко их и разделить невозможно. Переход на иной уровень глубин поиска — это зачастую и переход к иным видам поисковых критериев и признаков, к иным методам анализа материалов, к иным, следовательно, приемам поиска.
Добыча руд с больших глубин возможна только шахтами. Горняки оговаривают определенные технические условия: чтобы залежь была компактной, простой формы, выдержанной в залегании, чтобы разубоженность руды нерудными прослойками была не более допустимой.
Ситуация, как в известном анекдоте: «Есть ли медведь в берлоге, мы не знаем, но шерсть у него должна быть не короче пяти сантиметров».
И с другими проблемами дело обстоит не просто.
Для того чтобы читатель яснее представлял себе современную технологию поиска, замечу, что геологи руководствуются при этом поисковыми критериями и поисковыми признаками.
П о и с к о в ы е к р и т е р и и — это теоретические геологические закономерности, контролирующие пространственное размещение месторождений полезных ископаемых. П о и с к о в ы е п р и з н а к и — факты, указывающие на наличие или возможность выявления месторождений полезных ископаемых в данном месте (выходы полезных ископаемых на дневную поверхность, околорудные изменения, геофизические аномалии и т. п.).
По ряду причин при поисках глубокозалегающих скарново-магнетитовых руд на первое место стали выдвигаться поисковые критерии и признаки, выработанные геофизическими методами разведки полезных ископаемых, или, более коротко, разведочной геофизикой.
Ведущий в поисках железных руд геофизический метод — магниторазведка. Не будем вдаваться в технические тонкости, отметим лишь, в настоящее время созданы магнитометры, позволяющие (при отсутствии помех) надежно фиксировать аномалии от средних по размерам залежей железных руд с глубин 1000—1500 метров.
Одной из сложностей сегодняшней магниторазведки является выделение из значительного числа выявленных ею магнитных аномалий тех, которые фиксируют именно скарново-магнетитовые залежи, то есть такие, которые более всего интересуют горняков и металлургов.
Все, что мы рассмотрели выше, стало известно не вчера. И не вчера стали наращиваться усилия по увеличению запасов железных руд на Южном Урале. В 1957 году здесь создается геологоразведочная организация, основным направлением деятельности которой устанавливалось выявление новых месторождений полезных ископаемых, с особым упором на выявление новых залежей меди и железа.
Люди, стоявшие тогда у «геологического руля» организации — вначале О. Ф. Родин (позднее главный геолог Оренбургского и других геологических управлений, лауреат Ленинской премии), затем Б. А. Попов (ныне главный геолог Уральского территориального геологического управления), — понимали, что достаточно обоснованно можно вести поиск на больших глубинах, лишь обладая качественными геологическими картами поверхности Челябинской области, сделанными на основе максимально возможного комплексирования геологических и геофизических методов. Для этого были созданы и всемерно укреплены две службы — геолого-съемочная и геофизическая. Именно с них и потребовали — указать возможные места расположения залежей скарново-магнетитовых руд.
…Летом 1968 года Булатовский геолого-съемочный отряд в пятидесяти километрах южнее города Чебаркуля вел полевые работы. Это были не экстраординарные, строго нацеленные изыскания. Проводилась обычная плановая государственная геологическая съемка. Требовалось от отряда составить современную геологическую карту на территорию около 600 квадратных километров.
Небольшое лирическое отступление.
…Солнце, вода и ветер уже третью сотню миллионов лет в пыль и песок истирают исполинские кряжи Уральских гор. Образующиеся пески и глины неспешными оползнями или стремительными камнепадами заполняли пространства между все более и более уменьшающимися горными цепями. И вот уже и нет гор — холмистая степь колышется переливами ковыля либо пшеничным золотом пашен да изредка щетинится редкими пятнами колков. Скрыты глубоко, надежно упрятаны природой сокровища уникальных кладов, то, чем славен Урал на весь мир — цветистые граниты-рапакиви, узорные яшмы и мраморы и, конечно же, руды — железо, медь, никель… Щербатые пятачки обнажений (скальных выходов на поверхность горных пород) редко разбросаны среди сочного разнотравья, выглядывают в крутом лукоморье рек, прячутся в колках.
Внимательно ходит по земле геолог, старательно выискивая этих гонцов сокрытых глубин. Многое они могут поведать профессиональному глазу.
Обнажения коренных пород, выисканные геологом летом в степном раздолье, шурфами и скважинами вырванное у природы знание о распространении этих пород там, где нет их обнажений, зимой геолог увязывает в единую пространственную структуру. В ней-то он и показывает, какие, сколько и как на поверхность эрозионного среза выходят найденные им породы.
Это и есть геологическая карта.
Именно с этого начинается отыскание всех поисковых критериев и признаков для обнаружения всех полезных ископаемых.
Но недостаточно, часто просто очень мало таких прямых наблюдений расположения горных пород. И этот пробел все с большей и большей долей достоверности восполняется ныне по данным геофизических методов разведки.
…Вернемся к событиям десятилетней давности.
В Булатовском отряде работали тогда опытные геологи — Василий Федорович Турбанов, Юрий Дмитриевич Панков (ныне кандидат геолого-минералогических наук), Тамара Николаевна Парашина, Лия Ильинична Турбанова и геофизик Ирина Геннадиевна Малолетко. Они первыми на околице малоизвестной деревни Краснокаменка, буквально за окраинными плетнями, обнаружили вулканические породы, очень схожие по составу и близкие по возрасту с аналогичными породами, найденными в пределах Тагильской и Магнитогорской прогибных структур. И небольшой массив магматических пород. И прямо над ними по данным магнитной съемки, что только что провел геофизик Алексей Михайлович Васильев, — две магнитные аномалии.
Ирина Геннадиевна Малолетко сделала расчеты для малой магнитной аномалии. Оказалось, что она вполне может быть вызвана скарново-магнетитовой залежью, находящейся на глубине около 85 метров.
В указанной точке задается скважина.
И в интервале 76,7—88,2 метра эта скважина подсекает скарны. Типичные околорудные скарны! Но скарны — не руда, а всего лишь ее частый спутник. А руды нет. Пробурив скважину до 110,3 метра и не встретив магнетитовой залежи, геологи останавливают бурение.
Потом, зимой, разобравшись что к чему, геологи Булатовского отряда напишут в отчете о проведенных работах, что аномалия эта обусловлена не породами, встреченными скважиной, и будут предлагать дальнейшее изучение ее природы. И утверждать: в районе деревни Краснокаменка может быть найдена залежь скарново-магнетитовых руд.
Руководство Уральского геологического управления решает включить данную площадь в зону проведения поисков руд аэрогеофизическими методами.
В 1969 году здесь проводится аэросъемка. По ее результатам аномалия обследуется геофизиком Т. Т. Шитовой. Ее заключение полностью совпадает с рекомендациями Булатовского отряда.
И все… кладется на полку. Разговоры затихают на целых пять лет.
В 1975 году в районе деревни Краснокаменка начинает производить работы геологоразведочная партия, руководимая талантливым геологом С. Н. Марковым. Железо не стоит в проблематике работ Маркова, но его тоже интересует магнитная — сульфидная — руда. Ознакомившись со всем, что было здесь сделано раньше, Марков решает, что железа возле Краснокаменки может и не быть, а вот сульфиды должны быть наверняка. И в 35 метрах от скважины Булатовского отряда задает новую скважину.
Она была еще в проходке, когда в гости к Маркову приехал В. Ф. Турбанов, который к этому времени руководил другим (Кундравинским) отрядом геологов, обобщающим материалы предыдущих съемок на большой территории. В нее входила и Краснокаменка. Поэтому его очень интересовали данные бурения Маркова.
Вечером они подошли к буровому станку, грохотавшему недалеко от брода через реку Увелька на северо-восточной окраине деревни. Высоченный Марков, задрав к звездам густую окладистую бороду, бросил азартно Турбанову:
— Знаешь, а на сотом-то метре пойдет пирротин, бороду даю в заклад!
— Нет, Сережа, скарн пойдет…
— Твой заклад? — Марков обожает пари.
Сухощавый, спортивно подтянутый Турбанов (он тоже высок, но на Маркова смотрит снизу вверх) в шутливой опаске разводит руки:
— С хозяином не спорят!..
Наутро пошли к реке умываться. Увидел их буровой мастер, зазывно взмахнул рукой, потом потыкал указательным пальцем в ящики с керном.
— Руда?!
Вперегон, большими скачками одолев реку, помчались к скважине. Жадно вгляделись в добытый ночью керн.
— Руда!
Метровый интервал почти нацело сложен бронзово-желтым, в бурых потеках маслянистых отсветов пирротином.
— Что я говорил?! — Маркова охватила безудержная радость. В это время подняли колонну буровых труб и начали выколачивать новую партию керна.
На землю посыпались цилиндрики магнетитовой руды.
— Железо!
Всего эта скважина вскрыла 10 метров сплошных магнетитовых руд и около 50 метров — прожилково-вкрапленных. И она была задана в каких-то считанных метрах от скважины, пройденной здесь же семь лет назад Турбановым.
Турбанов поздравил друга с удачей.
И подумал: «Аномалия эта маленькая, запасы железа будут малы. Если б вторая аномалия была тоже вызвана магнетитовой залежью — тогда это может заинтересовать и промышленность!»
Эти соображения им были доложены по возвращении в Челябинск начальнику Челябинской комплексной геологоразведочной экспедиции Юрию Николаевичу Афанасьеву. Было принято решение — усилить Кундравинский отряд, переведя в него геофизика, обладающего опытом поисков железных руд; обязать Кундравинский отряд в кратчайший срок представить материалы, показывающие возможную природу объекта, вызвавшего вторую магнитную аномалию, и глубину его залегания.
Поступили новые данные. По одной из скважин, пройденных Марковым (он ведь продолжал свои работы) севернее интересующей челябинцев аномалии, было проведено изучение магнитного поля по стволу скважины (так называемый магнитный каротаж). Приборы показали наличие сильного магнитного объекта на большой глубине.
В результате анализа всей имеющейся к тому времени геологической и геофизической информации геологи и геофизики Кундравинского отряда убедительно показали, что и вторая магнитная аномалия вблизи деревни Краснокаменка вызвана железорудной залежью, расположенной на глубинах порядка 850 метров, что и было доложено главному геологу экспедиции Виталию Кирилловичу Пащенко.
Проверка этого предположения требовала проходки поисковой скважины глубиной 1100 метров. Скважину подобной глубины — она ведь стоит десятки тысяч рублей — можно задавать только с разрешения Уральского геологического управления. Здесь проходку столь глубокой скважины по ряду причин запретили.
А что же Марков?
Марков постепенно приходит к тем же выводам, что и челябинцы. Но он работает в другом управлении и ищет другие руды. Однако он настоящий геолог, постоянно заряженный на открытие месторождения. А такая возможность у него есть. Весной 1976 года он задает глубокую скважину в зоне второй магнитной аномалии.
712 метров прошла эта скважина к январю 1977 года — и не встретила даже намека на скарны или рудные тела.
Пусто!..
Марков закрывает скважину. Но предварительно по стволу ее проводится изучение магнитного поля. Полученные данные убеждают, что где-то недалеко от скважины находится магнитный объект. По мнению многих специалистов — безрудные магнитные породы. Кундравинцы категорично утверждают — руда.
В июне 1977 года в Челябинске заседает экспертный совет по железу Министерства геологии РСФСР. На его заседаниях челябинцы отстаивают необходимость доизучения Краснокаменских аномалий. Три доктора геолого-минералогических наук изучали материалы по этому участку — Константин Петрович Плюснин — крупный знаток южноуральской геологии, Герман Борисович Ферштатер, многие годы отдавший изучению Магнитогорского месторождения, Владимир Николаевич Пономарев — ведущий магниторазведчик Урала. Мнение их единодушно:
— Руда здесь будет!..
Пономарев добавляет:
— Только глубоко. Где-то на 1200—1500 метрах.
И управление разрешает доизучение Краснокаменских аномалий.
Принимается решение — вначале добурить скважину, начатую Марковым. И по ее результатам бурить следующие. Конечно, если будет надежда на руду.
Скважина бурилась.
Когда на глубине 930 метров скважина пересекла небольшой интервал скарнов, все напряженно ждали — вот-вот пойдет руда.
Но руда не пошла.
Скважину закрыли на глубине 1287 метров. Провели в ней магнитный каротаж, другие геофизические исследования.
Вновь анализируется полученный материал. Мнение большинства геофизиков единодушно: руда будет к югу от пробуренной скважины, на глубине 950 метров.
Виталий Кириллович Пащенко собирает расширенное заседание научно-технического совета.
Вопрос обсуждается один — уточнить место заложения новой скважины.
Оно выбрано в 330 метрах к юго-востоку от добуренной.
Выносить эту точку на местность выезжает представительная комиссия — главный геолог экспедиции В. К. Пащенко, старший геолог экспедиции по железу А. П. Левченко, главный геолог Миасской геологоразведочной партии, которой поручено бурение этой скважины, К. И. Стариков, два геофизика, работавшие по анализу материалов по Краснокаменскому участку.
9 марта 1978 года скважина на глубине 947 метров вошла в рудно-скарновую зону. Общая мощность зоны по подсечению в скважине — 260 метров, из них 88 метров — высококачественные скарново-магнетитовые руды.
Победа!
Блестяще подтвердился прогноз на обнаружение глубокозалегающих скарново-магнетитовых руд. Доказано, что на глубоких горизонтах Южного Урала есть высококачественные железные руды. Найдена руда не совсем обычная для Южного Урала — в новом временном интервале, в новых геологических условиях, а, следовательно, в число перспективных на обнаружение железных руд будут вовлечены новые районы Челябинской области.
Еще полностью не оценен масштаб месторождения. Предстоят большие работы по изучению руд. И надо готовить новые площади.
Но полученные результаты позволяют утверждать: на Южном Урале будут найдены новые залежи столь нужных руд.