Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геолого-петрофизическая и финансово-экономическая оценка алмазоносности трубки "Комсомольская" (Якутия)
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Автореферат диссертации по теме "Геолого-петрофизическая и финансово-экономическая оценка алмазоносности трубки "Комсомольская" (Якутия)"
на правах рукописи
Богуславский Михаил Александрович
Геолого-петрофизическая и финансово-экономическая оценка алмазоносности трубки «Комсомольская» (Якутия).
Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
Москва - 2009
003471752
Работа выполнена на Геологическом факультете Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова
Научный руководитель:
доктор геолого-минералогических наук, профессор В.И. Старостин
Официальные оппоненты:
доктор геолого-минералогических наук, В.К. Гаранин
доктор геолого-минералогических наук, В.М. Зуев
Ведущая организация:
Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)
Защита диссертации состоится «05» июня 2009 г. в 14 час. 30 мин. на заседании диссертационного Совета Д 501.001.62 в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, главное здание, Геологический факультет, ауд. 415.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (ГЗ, б этаж).
Автореферат разослан «30» апреля 2009 г.
Ученый секретарь диссертационного совета доктор геолого-минералогических наук
Н.Г.Зиновьева
/
Общая характеристика работы.
Актуальность исследований. За последнее десятилетие нигде в мире, включая Россию, серьезных открытий новых месторождений алмазов не было. К 2012 году общее падение объемов мировой добычи может составить примерно 20 - 25%, в каратах, от нынешнего уровня, а вот спрос будет расти высокими темпами. К 2012 году спрос может достичь $18 млрд. при падении добычи до $9-10 млрд, если считать в нынешних ценах. Что при этом будет с реальными ценами на алмазное сырье, неизвестно.
Такие условия современного рынка повлекли за собой рост цен на алмазное сырье, причем всех ситовых классов, но особенно увеличилась цена на товар крупного размера, вследствие чего изменился один из базовых показателей средняя цена за карат алмазного сырья на месторождениях, что привело к необходимости определения рентабельности объектов в новых экономических условиях. Это справедливо не только для вновь обнаруженных объектов, но и для фондовых трубок.
Кимберлитовая трубка «Комсомольская» уникальна в своем роде. Она разведана и оценена в 1974 году геологами Амакинской экспедиции, но несмотря на это, отработка этой трубки началась только в начале XXI века, что создает прецедент изменения подходов. Фонды по всему миру содержат сотни кимберлитовых трубок признанных нерентабельными вследствие низкого содержания алмазов, но отработка трубки «Комсомольская» показывает, что к вопросу рентабельности или не рентабельности того или иного объекта необходимо подходить комплексно. Содержание - основополагающий, но далеко не единственный фактор оценки алмазного объекта
Кимберлитовая трубка «Комсомольская» административно принадлежит к Мирнинскому району Якутии, а с геологической точки зрения принадлежит к Далдыно-Алакитскому алмазоносному району. К этому району относятся такие уникальные месторождения алмазов как трубка «Удачная», «Айхал», «Юбилейная», «Сытыканская». В этом районе есть еще более 120-ти трубок и даек, в том числе и подобных трубке «Комсомольская», что необходимо учитывать при оценке потенциала Далдыно-Алакитского района.
Цели работы
> Показать возможность наращивания балансовых запасов алмазов за счет трубок, отнесенных к забалансовым, базируясь на глубоком изучении вещественного состава и петрофизических параметров кимберлитов, а также геологического строения трубки «Комсомольская» и ее финансово-экономическом анализе.
> Изучить петрофизические характеристики пород на фактическом материале и на основе литературных данных, сопоставить специфику состава кимберлитов трубки
«Комсомольская» с другими кимберлиговыми телами. Разработать методику первичной оценки алмазоносности и определения петрофизических особенностей различных типов кимберлитов на основании исследований.
> Показать наиболее значимые факторы при определении рентабельности на основании финансово-экономического анализа трубки «Комсомольская». Изучить поведение экономических показателей при изменении уровня развития региона.
Основные задачи исследований:
1) Изучение геологического строения, петрофизических свойств кимберлитов и вещественного состава трубки «Комсомольская».
2) Проведение сравнительного анализа пород и особенностей геологического строения трубки «Комсомольская» с наиболее яркими представителями высоко-, средне- и низкоалмазоносных трубок Далдыно-Алакитского алмазоносного района (трубки «Удачная» и «Сытыканская»).
3) Проведение анализа петрофизических данных, полученных в результате исследований кимберлитов трубки «Комсомольская», для определения параметров, влияющих на ее алмазоносность.
4) Разработка экспресс-методики оценки алмазоносносги кимберлитовых тел на базе петрофизических исследований.
5) Построение многовариантных финансово-экономических моделей для выявления наиболее значимых факторов, влияющих на рентабельность трубки «Комсомольская» в целом.
6) Построение финансово-экономических моделей, отражающих влияние геолого-экономических условий на рентабельность отработки месторождения.
Фактический материал и методы исследования. В основе работы лежат исследования, выполненные автором во время обучения в аспирантуре на Геологическом факультете МГУ им. Ломоносова в период с 2005 по 2009 годы и работы геологом карьера «Комсомольский» Айхальского ГОКа компании «АЛРОСА» (ЗАО).
Исследования включают полевые геологические наблюдения, анализ геологической информации, изучение керна и минерального состава пород, определение петрофизических характеристик кимберлита из трубки «Комсомольская».
Для написания настоящей работы использован каменный материал, представленный 25-ю образцами керна скважин и их дубликатами, подготовленными для различных видов исследований. В частности, изготовлены плоскопараллельные пластины для проведения петрофизических исследований, а также сто двадцать шлифов и аншлифов, которые изучены с помощью микроскопических способов в проходящем и
отраженном свете с составлением их подробного описания с фотографиями. Прежде всего исследована оксидная минерализация.
При подготовке работы собран, переработан и проанализирован материал из нескольких сот источников включающих книги, сборники тезисов различных конференций, журналы и газеты, фондовые материалы как на русском, так и английском языках. Это позволило дополнительно включить в анализ данные еще по нескольким сотням петрофизических образцов и шлифов кимберлитов в основном Далдыно-Алакитского алмазоносного района. Кроме того, сделан аналитический обзор рынка, который содержит максимально свежие данные.
Петрофизическое изучение образцов включает измерения следующих физико-механических свойств: плотность (р, г\см3), эффективная пористость (Пэф,%), условно-мгновенное насыщение (А,%), период полу насыщения (T1V2, часы), коэффициента Пуассона (ц), модулей Юнга (Е,10ГПа), сдвига (С,10ГПа), объемного сжатия (Ксж, ЮГПа), акустического сопротивления (Z, 106 кг/м2 с), температуры Дебая (Тд, К), коэффициента упругой анизотропии Кан, %). Построены индикатрисы упругой анизотропии образцов по результатам дирекционных измерений скоростей продольных волн. Методика этих исследований разработана В.И. Старостиным [Старостин и др., 1994]. Кроме этого, измерена магнитная восприимчивость (к, 10"5ед. СИ).
В рамках финансово-экономической модели для определения жизнеспособности проектов применялся доходный подход, который заключает в себе совокупность методов оценки стоимости объекта, основанный на определении ожидаемых от него доходов.
Подход с точки зрения дохода представляет собой процедуру оценки жизнеспособности проекта, при котором необходимые проекту инвестиции, связывают с текущей стоимостью всех будущих чистых доходов. Приведенная к текущей стоимости сумма будущих доходов служит ориентиром того, насколько рентабельными или не рентабельными будут инвестиции в данный проект.
В данной работе используется одно из направлений этого подхода - метод дисконтирования денежных потоков. Для подсчета основных параметров эффективности проекта: NPV и IRR, использовались экономические функции заложенные в Microsoft Exel.
Научная вовнзна работы заключается в следующем: 1. Уточнена геологическая позиция и особенности структурно-тектонического контроля трубки «Комсомольская» и других алмазоносных кимберлитовых тел района.
2. Определены петрофизические свойства и особенности кимберлитов трубки «Комсомольская». Установлена взаимосвязь между петрофизическими свойствами кимберлитов и их минеральным составом, строением трубки, особенностями образования.
3. Проведена сравнительная характеристика строения, петрофизических свойств и минеральных особенностей кимберлитовой трубки «Комсомольская» с другими телами поля.
4. Предложена методология петрофизических исследований, позволяющая использовать этот метод исследования минерального вещества как при первичной оценке алмазоносности кимберлитовых тел, так и как вспомогательный при интерпретации геофизических аномалий в поисковой геологии.
5. Выявлены финансово-экономические показатели, изменение которых в наибольшей степени влияет на экономическую целесообразность отработки месторождения. Проведено их ранжирование по степени значимости и по возможному влиянию на проект в целом.
Практическая значимость
1. Переоценка в сторону увеличения экономического потенциала Якутской алмазоносной провинции за счет пересмотра оценки трубок, информация о которых хранится в фондах РФ.
2. На основе обобщения данных по структурным, петрофизическим параметрам и особенностям вещественного состава кимберлитов изученной трубки и других аналогичных по качеству алмазного сырья месторождений района и ряда ведущих алмазоносных провинций мира выявлена совокупность информативных критериев алмазоносности и даны рекомендации для постановки работ на новых перспективных объектах района, а также это будет способствовать более рациональному проведению поисковых и разведочных работ на алмазы в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе, а возможно и в целом в Якутской алмазоносной провинции.
Основные защищаемые положения
1. По совокупности общих закономерностей структурно-тектонического контроля и геологического строения трубка «Комсомольская» имеет значительное сходство с другими промышленно алмазоносными или близкими к ним кимберлитовыми трубками Алакит-Мархинского и Далдынского полей («Айхал», «Удачная», «Сытыканская», и др.). Это внедрение в узлах пересечения магмоподводящих ССЗ-ных и СВ-ных разрывных нарушений, наличие обычно двух и более фаз кимберлитов с преобладанием более поздних крупных фаз алмазоносных автолитовых кимберлитов, значительная площадь выхода, незначительный уровень эрозионного среза и близкий геологический возраст.
2. По ряду индикаторных петрофизических параметров (эффективная пористость, магнитная восприимчивость, упругие характеристики), закономерно связанных как с условиями образования кимберлитов, так и с их составом и структурой, промышленно алмазоносная фаза трубки «Комсомольская» контрастно отличается от ранней неалмазоносной и соответствует уровню низко-среднеалмазоносных тел Якутии в целом. При этом она наиболее близка по этим параметрам кимберлитам трубки «Сытыканская», являющейся ее близким аналогом как по уровню эрозионного среза и алмазоносности, так и по качеству алмазного сырья. Эти петрофизические параметры в сочетании с другими показателями (структурными, вещественными) являются информативными критериями для прогнозной оценки алмазоносности кимберлитовых тел, а также для выделения и оконтуривания отдельных промышленно алмазоносных фаз.
3. По ряду вещественных характеристик (габитусным формам алмазов, состав пиропов, пикроильменитов, содержанию оксида титана в пиропе) трубка «Комсомольская» близка к трубке «Сытыканская» и некоторым низкоалмазоносным кимберлитам района и ряду зарубежных месторождений с повышенным выходом крупных ситовых классов алмазного сырья. Это позволяет рассматривать комплекс установленных параметров алмазоносности для ревизии данных собранных по кимберлитовым трубкам, отработка которых была нерентабельна двадцать лет назад и которые могут разрабатываться в современных технико-экономических условиях.
4. Геолого-экономический анализ трубки «Комсомольская», основанный на многовариантном компьютерном моделировании, позволил установить, что проект промышленного освоения трубки в условиях сложившейся в районе инфраструктуры является рентабельным. Расчетами установлены высокие положительные значения чистой дисконтированной стоимости проекта и ее наиболее вероятного значения, величина внутрифирменной нормы прибыли, превышающая ставку дисконта компании, а также приемлемый срок окупаемости инвестиций. Эти результаты позволяют рекомендовать переоценку других кимберлитовых трубок в том же районе, признанных ранее нерентабельными.
Апробация работы
Материалы по теме диссертации были доложены на Международных конференциях «Ломоносов-2006» (Москва, 2006), «Ломоносов-2007» (Москва, 2007), «Новое в науках о Земле -2007» (Москва, 2007), «Ломоносов-2008» (Москва, 2008) и Первой региональной научно-практической конференции (г. Мирный 2008), а также опубликованы в 7-ми научных статьях и тезисах, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы доктору геолого-минералогических наук профессору В.И. Старостину.
В процессе проведения исследований автор работы получал консультации у доцентов кафедры A.A. Бурмистрова и A.JI. Дергачева, а петрофизические исследования проведены автором в рудно-петрофизической лаборатории МГУ. Постоянное внимание и помощь в работе были проявлены со стороны коллектива кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, а также коллектива ООО «Алмазинтех - консультации и инжиниринг», помощь в изучении состава и свойств пород и минералов автору была оказана со стороны Лаборатории месторождений алмаза кафедры минералогии Геологического факультета МГУ. Всем им автор выражает свою глубокую признательность. Автор искренно благодарен Макавчуку И.В. - главному геологу АГОКа АК «АЛРОСА» (ЗАО), за помощь в получении каменного материала, Коптилю В.И.- за помощь в первичном подборе фондовых материалов и ознакомление с историей объекта исследований.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения общим объемом 164 страниц текста, иллюстрированного 20 таблицами и 60 рисунками. Список литературы содержит 83 наименования.
Глава 1. Якутская кимберлитовая (алмазоносная) провинция
Якутская кимберлитовая (алмазоносная) провинция занимает северо-восточную часть Сибирской платформы. Проявления магматизма, который имеет много общего с кимберлитовым, известны также и за пределами этой территории - на Алданском щите (Чомполинское и Тобук-Хатыстырское поля), в предгорьях Саян (Окинское и Белозиминское поля), Енисейском кряже (Тайчикуно-Нембинское и Чадобецкое поля) и на севере Красноярского края (Котуйское и Харамайское поля). Большинство так называемых "кимберлитоподобных пород" в перечисленных выше полях заметно отличаются от типичных кимберлитов по минеральному и химическому составу, поэтому их вряд ли следует объединять с настоящими, т. е. алмазоносными кимберлитами и, тем самым, существенно расширять рамки Якутской кимберлитовой провинции. К кимберлитам вряд ли следует причислять выходы ультраосновных со щелочным уклоном пиропсодержащих массивных пород в виде даек в предгорьях Саян. Тем не менее, в некоторых случаях за пределами территории Якутии размещаются настоящие кимберлиты, как, например, в северной части Красноярского края (Котуй-Меймечинский район).
Характеризуемая провинция с юга на север протянулась примерно на 1500 км от Малоботуобинского района почти до моря Лаптевых и с запада на восток на 1000 км от Харамайского поля в Красноярском крае до р. Лены. На севере и востоке границами провинции, как и платформы, служат Лено-Анабарский и Ангаро-Вилюйский прогибы, на юго-востоке Вилюйская синеклиза и Ангаро-Вилюйский прогиб. На западе границу с меньшей определенностью проводят по восточному склону Тунгусской синеклизы. Ограниченная таким образом Якутская кимберлитовая провинция точно совпадает с областью Анабарского гравитационного максимума, что в общем согласуется с преобладанием здесь структур поднятий.
В пределах Якутской алмазоносной провинции на площади свыше 800 000 км2 выявлены многие сотни кимберлитовых трубок и дайкоподобных тел. Распределяясь крайне неравномерно, они группируются в 22 кимберлитовых поля, которые обычно объединяют в восемь обособленных районов.
Глава 2. Далдыно-Алакитский алмазоносный район
Далдыно-Алакитский район размещается в центре ЯАП и является вторым по значению районом коренных месторождений алмазов. Глубина залегания пород фундамента колеблется от 2500 м на северо-востоке района до 3100 м в его юго-западной части.
Через район проходит Вилюйско-Котуйская зона глубинных разломов северозападного простирания, четко фиксирующаяся дайками долеритов, флексурными перегибами в породах нижнего палеозоя.
В районе, которому дается характеристика, кимберлитовые тела располагаются в виде прерывистой полосы протяженностью около 150 км, ориентированной в северовосточном направлении. К настоящему времени известно более 130 трубок и даек. Распределение кимберлитовых тел неравномерное. Они концентрируются в пределах двух участков, которые принято называть кимберлитовыми полями. На северо-востоке располагается Далдынское кимберлитовое поле, включающее около 60-ти трубок и 7-ми даек; в центральной и юго-западной частях района, в верховьях рек Алакит и Марха, находится Алакит-Мархинское кимберлитовое поле (к которому относится трубка «Комсомольская»), в составе которого насчитывается 56 трубок, 9 даек и 3 отгорженца. На крайнем юго-западе кимберлитовая полоса заканчивается единственной известной на настоящий момент кимберлитовой трубкой «Моркока» [Харькив, 1998]. Большинство исследователей считает, что размещение кимберитовых полей определяется положением зон глубинных разломов, являющихся участками высокой проницаемости, благоприятными для внедрения кимберлитовой магмы.
Все кимберлитовые тела Далдыно-Апакитского района приурочены к магмоподводящей зоне северо-восточного простирания протяженностью около 150 км и шириной 40-50 км. Указанная зона, по мнению некоторых исследователей, совпадает с простиранием Вилюйской рифтовой системы, сформировавшейся на глубине как дизъюнктивная структура растяжения. Однако, геофизическими методами она не выделяется ни в кристаллическом фундаменте, ни в платформенном чехле.
Глава 3. Геология и петрофизика некоторых месторождений алмазов Далдыно-Алакитского алмазоносного района
Из всего многообразия трубок Далдыно-Алакитского алмазоносного района были выбраны для сравнения с трубкой «Комсомольская» еще две кимберлитовых трубки - это трубки «Удачная» и «Сытыканская». Рассматривая алмазоносность этих трубок, четко просматривается тренд: трубка «Удачная» - высокоалмазоносная; трубка «Сытыканская» -среднеалмазоносная; трубка «Комсомольская» - низкоалмазоносная. При этом у этих 3-х трубок прослеживается много общего. Все они отличаются повышенным выходом камней ювелирного качества, автолитовые кимберлиты являются носителем алмазов во всех трех трубках.
Наиболее важные и значимые свойства данных трубок будут рассмотрены в главе 5 «Сравнительная характеристика трубок «Удачная», «Сытыканская» и «Комсомольская»».
Глава 4. Результаты изучения геологии, петрофизики и минерального состава трубки «Комсомольская»
Кимбсрлитовая трубка «Комсомольская» расположена в 15 км к северо-востоку от поселка Айхал. С поверхности она полностью перекрыта терригенными отложениями пермо-карбона и породами тралповой формации, средняя мощность которых составляет 65 м. Последними от центральной части трубки отторгнут блок кимберлита размером в плане 310x120 м и мощностью 45 — 50 м. На северо-восточном фланге трубки пластовой интрузией траппов срезана также дайковая часть диатремы с вмещающими ее породами и смещена к северо-западу на 40 м. Основная часть разреза перекрывающих пород представлена мелко-среднекристаллическими и тонко-мелкокристаллическими долеритами. Они образуют над трубкой два пластообразных тела, различающихся по физическим свойствам и относящихся к двум петромагнитным комплексам. Мощность секущей трубку пластовой интрузии изменяется от 20 до 50 м, непосредственно над трубкой она достаточно выдержанная и составляет 30 м [Харькив, 1998]. Трубка имеет удлиненную форму с изометрическим расширением примерно в центральной части. Длинная ось ее ориентирована в северо-восточном направлении (рис. 1).
Породы трубки. Сложена трубка «Комсомольская» двумя типами пород, соответствующими двум фазам внедрения. В центральной ее части (в пределах воронки взрыва) развиты автолитовые кимберлиты второй фазы внедрения, а на флангах (дайковая часть) — порфировые кимберлиты первой фазы.
Порфировые кимберлиты - массивные породы зеленовато-серого цвета с хорошо выраженной структурой и незначительным содержанием (до 5 %) ксеногенного материала. Порфировые выделения представлены оливином (нацело замещенным серпентином и кальцитом), значительно реже встречаются зерна пикроильменита (0,96%), граната (0,2%) и флогопита.
Пикроильменит отмечается в виде округлых и угловато-округлых зерен, размером от первых мм до 2-3 см в поперечнике, содержание которых достигает до I об%.
Пироп встречается довольно редко (0,2%) в виде округлых, реже округло-угловатых зерен, размером 0,2-1,5 см, часто трещиноватых. По трещинам и вокруг некоторых зерен развивается келифитовое вещество.
Порфировые выделения флогопита составляют до 1 об%. Зерна имеют таблитчатую форму, иногда с корродированными, смятыми краями; флогопит частично или полностью замещен хлоритом.
Рис. 1. План и разрез кимберлитовой трубки «Комсомольская» (Далдыно-Алакитский район). По материалам Амакинской ГРЭ и ЯНИГП ЦНИГРИ 1985.
1 — контур рудного тела под перекрывающими породами; 2 — контуры отторгнутых блоков трубки; 3 — порфировые кимберлиты первой фазы внедрения; 4 — автолитовые кимберлиты второй фазы внедрения; 5 — границы между разновидностями кимберлитов; 6 — долеритовые туфы пермо-триаса; 7—8 — песчаники (7) и алевролиты (8) пермо-карбона; 9 — известняки нижнего силура; 10—12 — известняки глинистые (10), доломиты песчанистые (11) и песчано-глинистые (12) среднего и нижнего ордовика; 13 — базальты эффузивной фации нижнего триаса; 14 — долериты интрузивной фации пермо-триаса.
Оксидные минералы связующей массы порфировых кимберлитов трубки «Комсомольская» составляют около 5% ее объема и представлены ильменитом, рутилом, перовскитом и шпинелидами. Наибольшим распространением пользуются ильменит и рутил.
Ксеногенный материал примерно на 90 % состоит из обломков вмещающих пород и на 10% - из ксенолитов пород кристаллического фундамента. Связующая масса порфировых кимберлитов имеет микролитовую структуру. В составе кальцит-серпентинового вещества основной массы пород рассеяны мелкие зерна магнетита, перовскита, флогопита, апатита и хромшпинелидов.
Автолитовые кимберлиты (АЮ второй фазы внедрения — породы от зеленовато до светло-серого цвета, с брекчиевой структурой. В АК содержание обломочного материала в среднем составляет 16-18 об.%, в отдельных случаях увеличивается до 25-30 %. Ксенолиты вмещающих карбонатных пород составляют около 13%, кристаллических сланцев и гнейсов - 4%, ультраосновные включения редки и отмечаются спорадически. Размер обломков вмещающих терригенно-карбонатных пород, кристаллических сланцев фундамента и нодулей гранатовых и шпинелевых перидотитов колеблется в основном от первых миллиметров до 10 см. Связующей массой породы является кимберлит с автолитовой текстурой и порфирокластической структурой.
Автолиты составляют в среднем 9 об.% при вариациях содержаний от 5-6% до 1517%. Форма автолитов округлая или овальная, размеры их от первых мм до 3-5 см в поперечнике.
Помимо вышеописанных автолитов в АК отмечаются обломки порфирового кимберлита ранней фазы. Они имеют округло-угловатую форму, а размеры их варьируются от 0,5-1 см до 8-10 см в поперечнике.
Порфировые выделения в породе представлены псевдоморфозами серпентина и кальцита по оливину (до 45 % объема породы), пикроильменитом, гранатом и флогопитом (до 3 %). В резко подчиненных количествах присутствуют магнетит, перовскит, апатит, хромшпинелиды и сульфиды.
Пикроильменит составляет около 2% объема породы. Зерна его имеют округлую и округло-угловатую форму, реже идиоморфную. Размеры зерен от 1-2 мм до 2-3 см. На поверхности отдельных зерен отмечаются щетки перовскита.
Гранат присутствует в породе в количестве до 1 об%. Его зерна имеют округлую, угловато-округлую форму. Вокруг зерен отмечаются оболочки келифитового вещества.
Флогопит (2,8 об%) встречается в виде таблитчатых зерен размером 0,5-2 см с корродированными краями. Большинство зерен частично или полностью хлоритизированы.
Содержание минералов-спутников алмаза в автолитовом кимберлите значительно выше, чем в порфировом кимберлите.
Для трубки «Комсомольская» довольно характерными являются ксенолиты глубинных пород, среди которых доминируют гранатовые и шпинелевые серпентиниты. Значительно реже встречаются ильменитовые гипербазиты, эклогиты и пироксениты. Они вместе с вмещающей кимберлитовой брекчией подверглись сильной переработке вторичными процессами. Размер их варьирует от первых сантиметров до 12 см. Сильные вторичные изменения ксенолитов не всегда позволяют вполне уверенно разделять их на петрографические группы.
Зоны контакта. Контакты интрузивного тела траппов с кимберлитовыми брекчиями трубки - четкие, резкие; плоскости контакта ровные. Механическое воздействие долеритового силла на кимберлиты проявилось крайне незначительно. Долериты на контакте с кимберлитами несколько уплотнены, цвет их темнее обычного -до черного. Мощность такой своеобразной "зоны закалки" у траппов не превышает 0,5-0,7 м. Приконтактовые зоны представлены микродолеритами порфировой структуры.
Кимберлит непосредственно в зоне контакта приобретает более светлую окраску, обусловленную пропиткой его сетью тонких (1-3 мм) прожилков кальцита. Он нередко
уплотнен, псевдоморфозы по оливину видны плохо, почти сливаются с основной массой породы. Ксенолиты осадочных пород имеют расплывчатые очертания. Иногда они приобретают осветленную кайму по периферии, состоящую из перекристаллизованного кальцита. Глинистые разновидности ксенолитов вмещающих пород подвержены серпентинизации. Пластинчатые выделения флогопита в кимберлите хлоритизированы, среди зерен пиропа повышено количество раздробленных индивидов, лишенных келифитовой каймы или с обрывками последней. Основная масса кимберлитовой брекчии представлена хлорит-карбонат-серпентиновым агрегатом с примесью тремолита и клинопироксена.
Уровень эрозионного среза определяется только по косвенным признакам. Основой для анализа может служить дайка, срезавшая часть трубки.(рис. 1). С одной стороны смешение блока кимберлитовой массы на 50 метров показывает, что в момент внедрения дайки литостатическое давление было не столь высоким, что позволило сместить блок. Этот же факт подтверждается формой и положением дайки. Выполаживание дайки в верхней части разреза, а также мощность (в среднем 30 метров) говорят о небольшом литостатическом давлении в момент внедрения.
Вывод о небольшом литостатическом давлении говорит о том, что дайка внедрялась в верхнюю часть трубки и, соответственно, выше дайки по разрезу могла остаться только небольшая часть кимберлитового тела, которое и было подвержено эрозии.
Еще одним фактом, подтверждающим данное предположение, является соотношение возрастов. Абсолютный возраст двух трубок этого кимберлитового поля: «Юбилейная» и «Сытыканская», определен и-РЬ методом по цирконам и составляет, соответственно, 358 и 345 млн лет, что соответствует нижнему отделу карбоновой системы. Можно говорить о том, что трубка «Комсомольская» принадлежащая этому полю и находящаяся не на большом расстоянии от указанных трубок также близка им по возрасту. На разрезе виден сохранившийся слой песчаников пермо-карбона, из чего можно сделать вывод, что времени для эрозии было не много.
С точки зрения стратиграфии уровень эрозионного среза также можно оценить как небольшой. В поле есть трубки близкого возраста с сохранившейся или частично сохранившейся кратерной частью - это трубки «Юбилейная» и «Краснопресненская». Верхним контактирующим с кратерной частью слоем является слой известняков нижнего силура. У трубки «Комсомольская» верхним сохранившемся слоем, также являются известняки нижнего силура, что указывает на небольшой эрозионный срез.
Из вышесказанного можно сделать следующие выводы:
> Отработке подвергается верхняя часть трубки, что означает возможный прирост запасов за счет глубоких горизонтов.
> Обнаружение палео россыпей возможно, но, видимо, незначительных и искать их следует в подошве слоя песчаников пермо-карбона.
Петрофизические исследования кимберлитов
Петрофизические параметры являются индикаторами условий образования и преобразования различных типов пород и руд [Старостин В.И. и др., 1994]. Полнота и достоверность такой информации существенно возрастает, если проводится изучение свойств различных групп, поэтому современные петрофизические исследования кимберлитов охватывают широкий спектр характеристик (физико-механических, магнитных, электрических, ядерно-физических) [Козлов A.A., 1081; Зинчук H.H., 2002; Вержак В.В. и др., 2003; Кудрявцева Г.П. и др., 2003; Бурмистров A.A., Старостин В.И., 2003; Бурмистров A.A., Гаранин К.В. и др., 2005; Трухин В.И. и др., 2005; Бурмистров A.A., Богуславский М.А. и др., 2008].
Петрофизические исследования кимберлитов трубки «Комсомольская» проведены по образцам (и их дубликатам), представляющим оба типа кимберлитов и отобранным с разных горизонтов (490-535м). Они включают измерения магнитной восприимчивости (к, 10"5 ед. СИ) и следующих физико-механических свойств: плотности (р, г\см3), эффективной пористости (Пэф,%), условно-мгновенного насыщения (А,%), периода полунасыщения (Тт, часы), коэффициента Пуассона (ц), модулей Юнга (Е.ЮГПа), сдвига (ОДОГПа), объемного сжатия (Ксж, ШГПа), акустического сопротивления (Z, 106кг/м2с), температуры Дебая (Тд, К), коэффициента упругой анизотропии (Кан, %). Построены индикатрисы упругой анизотропии образцов по результатам дирекционных измерений скоростей продольных волн.
Параметры насыщения, пористость и плотность определялись по результатам гидростатического взвешивания сухих, а также частично и полностью насыщенных образцов в процессе их свободного водонасыщения.
Магнитная восприимчивость (к, 10"5ед. СИ) измерялась каппометром ПИМВ-1М Ее значения возрастают пропорционально содержанию ферромагнитных минералов в породе. Для кимберлитов это, прежде всего, магнетит.
Упругая анизотропия образцов исследовалась на приборе Р5-10 методом ультразвукового прозвучивания плоскопараллельных пластин толщиной 10-15 мм в водонасыщенном состоянии, выпиленных из образцов кимберлита. Измерения проводились в 37-ми различных направлениях: через каждые 30° по радиальным
направлениям и расстоянии от центра - 3, 6, 10, 15 мм. Ориентировка пластин устанавливалась по отношению к оси керна скважин, которые по данным инклинометрии близки к вертикальным. В результате получены индикатрисы скоростей продольных волн в проекции на горизонтальную плоскость. Расчеты скоростей и вынос их на круговую диаграмму (сетку Шмидта) производились с помощью компьютерной программы, разработанной на кафедре Геологии и геохимии полезных ископаемых геологического факультета МГУ им М.В. Ломоносова (автор доц. А.Б. Волков), позволяющей рассчитывать значения коэффициента анизотропии.
Петрофизические исследования проводились в комплексе с петрографическими и минераграфическими исследованиями шлифов и аншлифов, макроскопическим описанием образцов, что позволило установить связь петрофизических характеристик с вещественным составом, структурой и текстурой образцов.
Результаты исследований
Полученные значения представлены в табл.1,, из которой видно, что порфировый кимберлит (ПК) по ряду параметров достаточно контрастно отличается от автолитового кимберлита (АК). Для одних свойств эти отличия устанавливаются только по их средним значениям (в случае, если не перекрываются доверительные интервалы, рассчитанные для средних значений). Для других они выявляются по интервалам максимальных и минимальных значений, которые не перекрываются.
Для расчета доверительного интервала (Д) среднего использована приближенная формула В. В. Богацкого для оценки относительной погрешности определения среднего:
где Хщах - максимальное значение, Х„у - среднее значение, п - количество усредняемых
Различия между ПК и АК устанавливаются по средним значениям следующих свойств: магнитная восприимчивость (к для АК -2666*10-5 ед, СИ, для ПК - 339*10-5 ед. СИ) и коэффициент анизотропии (АК -12%, ПК - 24%).
По интервалам предельных значений - только по Пэф: АК: 9,5 -14%; ПК - 21-31%.
Полученные результаты позволяют сделать вывод, о том что выделенные группы свойств можно использовать для более надежного определения этих двух заметно различающихся по уровню алмазоносности типов кимберлита при документировании скважин и выработок и, особенно, для уточнения их контактов. Это связано с тем, что в приконтактовых зонах сложность их визуальной диагностики возрастает.
откуда Д = Д*Х,
значений.
Значения петрофизических параметров кимбе
Таблица 1 рлитов трубки «Комсомольская».
о
г
о4
•ё-
Г>
с
с
Ё
Г) §
к •е
•е-
г>
о «
Е
Е л
ч §
X
г
и (в Ю о .д
ч >>
ч
к
е
I
£
АК
1 14,10 1,50 0,25 2,78 520 2,77 1,67 0,21 7,80 18,80 10,91 7,75 233 3610 13
2 11,80 0,60 1,63 2,70 520 4,03 2,10 0,32 11,85 31,20 28,13 10,85 291 88
3 11,40 0,90 0,45 2,70 520 2,42 1,29 0,31 4,50 11,75 10,26 6,55 179 1623 11
4 9,50 3,90 0,24 2,67 520 0,99 0,62 0,18 1,00 2,4 1,3 2,6 86 91
7 9,50 1,00 0,15 2,70 490 2,65 1,59 0,22 6,80 16,55 9,88 7,15 219 2761 17
10 10,70 1.10 0,46 2.67 520 3,46 1,88 0,29 9,50 24,55 19,81 9,25 261 3728 9
11 10,20 1,70 0,23 2,74 490 4,41 2,22 0,33 13,60 36,05 35,63 12,10 311 6761 10
50-2 10,30 0,30 0,24 2,66 0,24 10,60 26,30 16,90 9,04 274 1500
среднее 11,03 1,53 0,49 2,71 2,96 1,62 0,26 8,21 20,95 16,60 8,16 232 2520 12
А 0,08 0,44 0,67 0,01 0,14 0,11 0,08 0,19 0,21 0,33 0,14 0,10 0,48 0,02
д 0,88 0,68 0,33 0,01 0,41 0,17 0,02 1,54 4,31 5,44 1.13 23 1212 0,3
ПК
5 19,80 3,20 0,16 2,73 535 2,48 1,53 0,19 6,40 15,15 8,18 6,75 212 1165 29
6 21,60 4,40 0,13 2,70 535 2,78 1,61 0,25 7,00 17,5 11,7 7,5 223 64 12
8 31,40 1,30 2,45 2,74 520 2,36 1,34 0,23 4,90 12,05 8,87 6,45 186 20 30
9 21,00 3,00 0,26 2,73 520 3,59 1,85 0,32 9,30 24,55 22,73 9,85 258 108
среднее 23,45 2,98 0,75 2,73 2,80 1,5« 0Д5 6,90 17,31 12,86 7,64 220 339 24
Д 0,23 0,32 1,52 0,00 0,19 0,11 0,20 0,23 0,28 0,51 0,19 0,12 1,62 0,18
д 530 0,95 1,14 0,01 0,53 0,18 0,05 1,60 4,83 6,58 1,48 26 551 4
По индикатрисам скоростей продольных волн выявлена петроструктурная анизотропия, связанная с преимущественной ориентировкой минералов, возникшей в кимберлитах на этапе их внедрения. При этом для ПК коэффициент анизотропии в среднем примерно в 2 раза выше, чем АК. Это по-видимому связано с тем, что внедрение ПК контролировалось зоной СВ нарушения, а АК - локализовалось на участке пересечения СВ и СЗ нарушений. Для ПК это подтверждается проявлением четких линейно-плоскостных (поясовых) максимумов скоростей, фиксирующих направления течения расплава (рис. 2). Для АК (рис. 2) характерен рисунок диаграмм с относительно меньшим проявлением анизотропии. В ранней фазе (ПК) не исключается проявление
ур(км/ор о ур (км/с) □ ::» □
I-I а.мо I-1 1.тв - 4.Ю - а.«о
1--1 ч.оо 1—1 а.70
Рис. 2. Петроструктурная анизотропия. Образец №8 -ПК и образец №3 - АК. петроструктурно-деформационной анизотропии, связанной с наложенными деформациями в зоне кимберлитоконтролирующего разлома.
Необходимо отметить, что крутое падение ориентированных элементов текстуры характерно и для других кимберлитовых трубок и, очевидно, связано с активным продвижением расплава в верхние горизонты. Примером этого, в частности, является трубка «Ленинград» (Далдынское кимберлитовое поле), уплощенные ксенолиты в которой образуют горизонтальный пояс полюсов их плоскостей на круговых диаграммах [В.А. Милашев, 1971].
На базе полученных петрофизических данных построены схемы петрофизической зональности трубки. В целом можно отметить, что эта зональность характеризуется
достаточно четко выраженной симметрией. Это связано с одной стороны, с симметрией, проявленной в геологическом строении месторождения, а с другой - с условиями формирования кимберлитов.
Анализ распределения величин температуры Дебая (рис.3) показывает, что зоны контакта фаз АК и ПК в целом являются зонами минимума, а в центральной части тела АК выявлен ее максимум. Рост температуры Дебая происходит с увеличением степени раскристаллизации расплава, что как раз и имело место во внутренней части фазы АК. С другой стороны, величина этого параметра резко снижается в ходе развития хрупких деформаций. Последнее отмечается как раз для приконтактовых зон и, в меньшей степени, в целом, для фазы ПК, которая испытывала деформации при подвижках по вмещающему ее СВ-ному разлому и при внедрении АК.
Статистический анализ данных
Еще одним важным направлением исследований явился комплексный статистический анализ петрофизических и петрографических данных. Он включает корреляционный, кластерный и факторный анализ.
Корреляционный анализ
Для выявления статистических связей между изученными петрофизическими и вещественными параметрами кимберлитов, представленными в таблице 1, были рассчитаны коэффициенты парной корреляции.
Уровень значимости коэффициента парной корреляции определяется по формуле:
\К\4п-1
где К - коэффициент корреляции, п - число степеней свободы, ta - коэффициент Стьюдента для 95% уровня вероятности и 0,01 точности определения.
Анализ корреляционных связей между параметрами позволяет сделать следующие основные выводы:
1) Выявляется прямая значимая связь между Пэф, А и коэффициентом анизотропии Это объясняется тем, что в высокопористых породах проявлены системы микротрещин, которые обычно хорошо развиваются вдоль более ослабленных направлений ориентировки минералов. Кроме того, вдоль направлений (и плоскостей) ориентировки минералов в образцах (петроструктурная анизотропия см. рис. 2) обычно развиты системы крупных поровых каналов.
2) Наличие микротрещин также подтверждается обратной связью коэффициента Пуассона с коэффициентом анизотропии, который уменьшается в сильно трещиноватых породах по причине резкого снижения в них скоростей продольных волн.
3) Прямая связь между периодом полунасыщения (Т1/2), количеством рудного минерала и количеством биотита/флогопита, а также наличие обратной связи
между Т1/2 и условно-мгновенным насыщением (А) позволяет выделять две вещественно-петрофизические разновидности кимберлита: для первой характерна повышенная макропористость, а для второй - мелкая пористость и повышенные содержания слюд и рудных минералов. При этом для второй разновидности также характерно пониженное содержание автолитов, что подтверждается обратной корреляцией их содержания с количеством слюд.
4) Обратная связь Т1/2 с А, объясняется тем, что он уменьшается при увеличении количества относительно крупных пор. В образцах с большой величиной макропористости (больших А), таким образом, имеется и значительная доля крупных классов микропор.
5) По группе корреляционных связей можно выделить группу прямо связанных параметров: содержания автолитов, карбоната-серпентина (метасоматит. изменения) и величину макропористости (А). Это свидетельствует о том, что при увеличении интенсивности дегазации расплава в ходе внедрения второй фазы кимберлитов происходило возрастание макропористости, метасомэтических изменений и скорости формирования автолитов.
6) Отсутствие корреляции между содержанием рудных минералов и магнитной восприимчивостью объясняется значительным присутствием ильменита, иногда преобладающим по сравнению с магнетитом.
7) Отсутствие связи между плотностью и содержаниями рудных минералов обусловлена малыми количествами рудных минералов, а также широким развитием карбоната и отчасти биотита.
Кластерный анализ
Классификация изученных параметров осуществлялась с использованием в качестве меры сходства коэффициентов парной корреляции Пирсона процедуры группового объединения на основе среднего (невзвешенного) значения коэффициентов корреляции между всеми парами параметров, входящих в отдельные группы.
На представленных дендрограммах (рис. 4,5) выделяется несколько кластерных групп, которые по наборам параметров соответствуют группам, ранее нами выделенным по результатам корреляционного анализа, и поэтому подробно здесь не описываются. Достоинством кластерного анализа является возможность выявления иерархических взаимоотношений между группами разного ранга, что достаточно хорошо видно на представленных дендрограммах. Во-первых, выделяются наиболее крупные группы
Tree Diagram tor 9 Variables Unweighted pair-group awes« 1-Peerson r
Tree Diflflrem for 14 Cases Complete Linkage 1«P«r»onr
1.2
SA f эв vJ
о
TD
ORE T1 2 KAN
BT.FL METOAVTO
0 0.2 0.4 0.9 08 1
Linkage DiBtenca
M
A
Рис. 4. Результаты кластерного анализа
Рис.5. Дендрограмма кластерной классификации образцов по группе свойств: Пэф, А, Тт, К, О, Е, 1
низкого ранга, в целом с обратной связью между входящими в них подгруппами параметров. Во-вторых, внутри этих подгрупп намечается, в среднем, достаточно тесная прямая связь между отдельными параметрами, или также подгруппами более высоких рангов.
Кроме этого, с помощью кластерного анализа осуществлена классификация самих объектов (образцов). Для этого выбраны наиболее информативные параметры для выделения групп и подгрупп разных структурно-вещественных разновидностей кимберлитов. Эти результаты представлены на рис.5, из которых видно, что по набору параметров (Пэф, А, Тш, К, О, Е, 7) все изученные образцы кимберлитов разделяются на две группы (показаны различными цветами). В первую группу (красный кластер), в основном, попадают АК, а во вторую группу (зеленый кластер) - ПК.
Факторный анализ
Для обработки исходных данных использован статистический вариант факторного анализа - метод наибольшего правдоподобия. Он позволяет использовать достаточно небольшие выборки параметров, значения которых установлены на приближенно количественном уровне. Посредством факторного анализа решалась задача выделения групп взаимосвязанных параметров (факторов), определяющих основную долю изменчивости того или иного изучаемого признака. В результате выделены четыре фактора, которые вносят основной вклад (78%) в общую изменчивость изученных параметров. Первый и четвертый факторы (судя по набору значимых факторных нагрузок) обуславливают изменчивость ряда прямо связанных между собой параметров вещественного состава кимберлитов (количество автолитов, слюдистых минералов, граната и карбоната, соответственно), которые обусловлены процессами их образования и
более поздних наложенных преобразований или изменений. Однако, эти параметры не связаны с алмазоносностью.
Второй и третий факторы позволяют выявить две группы тесно связанных характеристик (первая группа: все упругие и к и вторая группа: Пэф, А, Кан, количество рудного). Учитывая тот факт, что повышенной алмазоносностью характеризуется кимберлитовая фаза АК, которая отличается от низкоалмазоносных ПК резко пониженными эффективной пористостью и повышенной магнитной восприимчивостью, все эти выделенные свойства можно рассматривать как критерии оценки алмазоносности.
Таким образом, полученные результаты подтверждают основные выводы, сформулированные нами по итогам проведения других видов статистического анализа. А именно: устанавливается прямая связь с алмазоносностью группы упругих (включая упругую анизотропию) и фильтрационно-пористостных параметров, а также магнитной восприимчивости и содержаний рудных минералов. Связь двух последних параметров между собой находится на пределе уровня значимости, что было также выявлено ранее. Это объясняется тем, что среди рудных минералов, кроме магнетита, установлены высокие содержания низкомагнитного ильменита. Установленные закономерности определяются различиями в петрофизических свойствах алмазоносной и непромышленно алмазоносной фаз, а также вариациями ряда количественных характеристик их вещественного состава.
Сопоставление петрофизических параметров изученной трубки в плане оценки ее алмазоносности было также осуществлено с использованием сводной таблицы (табл. 2) по таблице жирным шрифтом отмечены значения свойств, которые наиболее близки к их
Таблица 2.
Средние значения петрофизических свойств кимберлитов Якутии с различным уровнем алмазоносности.
Название трубки Пористость эффективная,^ Плотность (г/см куб.) Коэффициэнт Пуассона Модуль сдвига (10 ОООМПа) Модуль Юнга (ЮОООМПа) Модуль объемного сж. (ЮОООМПа) Уд. волн, сопротивл. (акуст.Мом) а ц а. ¡3 £ Магнитн. восприимчивость, (ед.СИ)
высоко-
среднеалм азоносные
Автолитовый кимберлит 11.1 2.7 0 3 1.2 3.1 3.0 10.7 284 57,
средне-низкоалмазоносные
Автолитовый кимберлит 10.9 2.65 0.28 0.9 2.3 1.8 8.8 250 965
низко-и
неалмазоносносные
Автолитовый кимберлит 11.9 2.58 0.25 1.0 2.5 1.7 8.7 261 732
величинам для кимберлитов соответствующих фаз трубки «Комсомольская», Курсивом показаны несколько более отличающиеся значения. В целом проведенный анализ показывает, что трубка «Комсомольская» по своим петрофизическим параметрам соответствует средне-низкоалмазоносным телам, которой она и является по результатам ее отработки.
Описание алмазов
При средней массе алмазов на известных эксплуатируемых месторождениях 5,44 мг, на трубке «Комсомольская» эта величина составляет 6,53 мг. По кристалломорфологическим особенностям среди алмазов резко преобладают (90,4-96,0 %) бесцветные, реже эпигенетически окрашенные в лилово- и дымчато-коричневые (из-за пластической деформации) цвета кристаллы I разновидности по Ю.Л. Орлову
Прозрачность алмазов высокая. Она заметно улучшается с увеличением крупности алмазов, особенно в классе —8 + 4 мм, где весьма прозрачные камни составляют 28,6 %, что является еще одним из факторов повышенного качества алмазного сырья трубки «Комсомольская». Количество окрашенных индивидов около 50 %, преобладает дымчато-коричневая окраска слабой интенсивности. Содержание алмазов других цветовых групп низкое (желтые — 0,1—2,0 %, желто-зеленые — до 0,4 %, цвета морской волны ~ 0,2 — 0,8 % и серые — до 7,1 %). Количество окрашенных камней в 1,5 раза уменьшается с увеличением крупности алмазов, что также является положительным фактором качества алмазного сырья.
Степень сохранности (целостности) алмазов из трубки «Комсомольская» является одной из наиболее высоких в Якутии при резком преобладании (45,2 — 87,7 %, в среднем - 50 %) целых и в незначительной степени поврежденных камней. Особо следует отметить высокую степень сохранности алмазов классов —8 + 4 и —4 + 2 мм, среди которых содержание целых камней составляет соответственно 75,5 и 51,5 %, что также является
фактором высокого качества алмазного сырья месторождения [Зинчук H.H., 2003]. Трещиноватость алмазов небольшая, независимо от класса крупности. Позднее выяснилось, что нередки, по сравнению с другими месторождениями, находки уникальных камней, высокого качества и большого размера (рис. 6).
Характерной особенностью изученных алмазов является преобладание (45,9-67,3%, в среднем >50%) кристаллов с сине-голубой фотолюминесценцией, что сближает их с алмазами трубок «Удачная» и «Сытыканская». Довольно высокое содержание кристаллов с зеленым (10-15 %) и розово-сиреневым (14,3%) свечением. Реже встречаются кристаллы с желтой и оранжевой фотолюминесценцией (3,9-7,8 %).
Преимущественным состоянием примеси азота в алмазах является А-центр. По результатам исследования концентрации примесного азота установлено, что для трубки «Комсомольская» характерна одномодальная кривая распределения примеси азота в форме А-центра с максимумом в области 4-10" см"3 и длинным высокоазотным «хвостом». Для трубки «Комсомольская», по сравнению с другими эксплуатируемыми месторождениями, отмечается высокое (более 20 %) содержание алмазов с пониженным количеством низко- и «безазотных» кристаллов II и промежуточного типов (среднее для трубки «Мир» — 0,1 %). О невысоком содержании примесного азота в форме А-центра свидетельствуют и данные Г.К. Хачатрян по ИК-спектрометрии, согласно которым среднее содержание А-центра — 315 at ррш, что составляет 64 % общего содержания А- и В1 - дефектов.
Особенностью алмазов трубки «Комсомольская» является сравнительно невысокое для месторождений Далдыно-Алакитского района содержание кристаллов с твердыми включениями, — чуть более 50 %.
Включения в алмазах
Сингенетические включения представлены, в основном, минералами-узниками ультраосновной ассоциации: бесцветным оливином (2,3—13,2 %) и смоляно-черным хромшпинелидом (1,4 — 5,3 %), реже малиновым пиропом (0,1-0,2 %). Содержание включений эклогитовой ассоциации (оранжевый гранат, омфацит, диопсид и дистен) является повышенным по сравнению с другими месторождениями Далдыно-Алакитского и Малоботуобинского алмазоносных районов (более чем на порядок), составляя 5 % общего количества сингенетических включений [Зинчук H.H., 1998]. Нередко встречаются биминеральные ассоциации: оливин + хромшпинелид, оливин + малиновый пироп, хромшпинелид + малиновый пироп, оранжевый гранат + омфацит и оранжевый гранат + дистен.
Также обращает на себя внимание повышенное, по сравнению с другими месторождениями Якутии, содержание твердых включений лерцолитовой ассоциации, соотношение которых с гарцбургит-дунитовыми пиропами составляет 1 : 2. Это близко к имеющимся данным для трубки «Мвадуи» и некоторых кимберлитовых тел Южной Африки. Данный факт можно считать характерной особенностью кимберлитовых тел со
сравнительно невысокой апмазоносностью (менее 0,5 кар/т). Не исключено, что это присуще кимберлитовым телам со сравнительно невысокой алмазоносностью, находящимся в пределах кратонных частей алмазоносных провинций. Глава 5. Сравнительная характеристика геологии, петрофизики и алмазоносвости
трубок «Удачная», «Сытыкаиская» и «Комсомольская»
Геология трубок, несмотря на множество различий, имеет общие черты, например, все трубки в одной из фаз содержат автолитовый кимберлит. Трубка «Комсомольская» по геологии ближе к трубке «Сытыканская», но многие другие свойства ее сближают с трубкой «Удачная».
Основным минералогическим индикатором алмазоносности служит диаграмма Соболева, основу которой составляет содержание СаО и СГ2О3 в гранатах.
Рис.7. Состав граната из кимберлитов трубок «Удачная»-восточная (А) и «Комсомольская» (Б).
Исследовавшиеся гранаты из трубки «Комсомольская» показывают, что она алмазоносна, так как содержит высокохромистые и низко кальциевые гранаты, хотя стоит отметить, что в ней мало гранатов с низким содержанием СаО (рис. 7).
Состав пикроильменита из кимберлитов трубки «Комсомольская» имеет очень близкий состав к пикроильмениту трубки «Удачная». ■
Сравнение петрофизических свойств кимберлитов проводилось по одним и тем же фазам различных тел (табл. 3). Обе фазы трубки «Комсомольская», по своим основным свойствам, наиболее близки к соответствующим фазам трубки «Сытыканская».
Таблица 3.
Петрофизические данные сравниваемых трубок.
На>вание трубки
* ё!
¡1
Ё
II II
е _
и
Е _
X «
£ ° с о Ъ о
£ ¡1
&
3 о £
X 5 о
8 ЕЗ
|г
I 4
£ . о
X в —
I
а а
с
%
Комсомольская 11.03 2.71 0.26 0.82 2.09 1.66 8.16 232 2 520
Сытыканская 12.90 26 0.20 0.80 1.80 1.20 7.60 231 836.8
Удачная-Западная 6.00 2.60 0.30 0.90 2.40 2.00 9.10 260 577
ПК
Комсомольская 23.45 2.73 0.25 0.69 1.73 1.29 7.64 220 339
Сытыканская 11.00 2.60 0.20 0.60 1.40 0.90 6.60 200 298.3
Удачная-Западная 5.50 2.60 0.20 0.90 2.30 1.70 8.60 253 830
Удачная-Восточная 3.60 2.70 0.20 1.00 2.40 1.70 8.90 265 712
Минералогия алмаза
Трубки, в целом, отличаются очень высоким выходом алмазного сырья ювелирного качества, при чем большую часть (около 75%) занимают кристаллы октаэдрического, ромбододекаэдрического и переходных габитусов.
Целостность кристаллов также высокая для всех трех трубок, но трубка «Комсомольская» стоит несколько особняком. Кристаллы этой трубки отличаются более высокой целостностью, а учитывая близкий типоморфизм, это делает алмазное сырье из трубки «Комсомольская» более дорогим относительно трубок «Удачная» и «Сытыканская».
Таким образом, алмазы трубки «Комсомольская» по комплексу типоморфных особенностей имеют много общих черт с кристаллами трубок «Сытыканская» (кимберлитовая брекчия) и «Удачная».
Глава 6. Финансово-экономическая оценка проекта освоения трубки «Комсомольская»
Конъюнктура рынка алмазного сырья за прошедшие годы сильно изменилась. Основу этих изменений составляет изменение цены на алмазное сырье, уменьшившаяся сырьевая база и рост потребления. Учитывая значительное влияние мирового финансово-экономического кризиса на отрасль, которое было отмечено резким падением спроса на алмазы со второй половины 2008 года, можно констатировать однозначное отсутствие в перспективе достаточных финансовых средств на развитие геологоразведочных работ, которые являются высокорискованным типом инвестиций, а значит - мала вероятность новых открытий.
Следовательно, возрастает значение объектов с небольшими запасами, примером таких месторождений в РФ является трубка «Комсомольская».
Крупные же месторождения разрабатываются давно и успешно, но, например, в Мирнинском районе (Западная Якутия) трубка «Интер» разрабатывается подземным способом, трубка «Мир» в состоянии подготовки к подземной эксплуатации, на трубке «Айхал» вопрос о продолжении работ подземным способом остается открытым, отработка трубки Удачная открытым способом на стадии завершения.
В дальнейшем наращивание балансовых запасов алмазного сырья может идти двумя путями:
> Переоценка известных россыпных и коренных месторождений алмазов;
> Поиск новых месторождений алмазов с помощью современных методик и подходов ведения геологоразведочных работ. Примером таких новых методик может быть геохимическая съемка, а именно ответвление занимающееся исследованием формы газа пород при изучении газового поля Земли.
Большая часть якутских месторождений (в том числе и трубка «Комсомольская»), оценивались в 70-е и 80-е годы прошлого века. Оценка месторождений в те годы выполнялась по следующей схеме:
> первая стадия - поиск объекта;
> вторая стадия - поисково-оценочные работы, на которой устанавливалась морфология тела, среднее содержание (по керну из скважин) и подсчитывалась горная масса до 400 горизонта. Для каждого из этих параметров был установлен норматив (он определялся, исходя из отдаленности объекта от основной инфраструктуры) и к следующей стадии приступали только в том случае, если кимберлитовое тело удовлетворяло всем требованиям;
> третья стадия - предварительная разведка с крупнообъемным опробованием (шурфы и/или наклонные выработки), подсчетом запасов, определением физико-механичестких свойств пород.
Ни на одной из стадий не определялась средняя цена за карат на месторождении, при этом этот показатель может быть корректно установлен на основании среднего содержания алмазов и распределения их по ситовым классам, которое может быть достоверно определено только на основании крупногабаритного опробования. Практика показывает, что на месторождениях с низким содержанием, определенным по керновому опробованию, и с повышенным средним размером сырья - среднее содержание возрастает, с увеличением объема пробы. Эта методика основана не совсем на экономических
показателях, а скорее на горно-геологических, что могло оставить в стороне вполне перспективные объекты.
Трубка «Комсомольская» создает прецедент переоценки объекта со вскрышными работами и невысоким содержанием. На сегодняшний день в Мирнинском районе насчитывается более 200 кимберлитовых тел и россыпей с низким и невысоким содержанием алмазов. При этом в настоящий момент Мирнинский район представляет собой практически моносырьевое социально-экономическое образование с хорошо развитой горно-геологической инфраструктурой, позволяющей разведывать и эксплуатировать как коренные, так и россыпные месторождения алмазов с достаточно низким уровнем себестоимости.
В процессе финансово-экономического анализа кимберлитовой трубки «Комсомольская» рассматривались две основные модели развития предприятия: с учетом созданной за последние 20 лет инфраструктуры и без ее учета.
Для этих двух моделей были подсчитаны все основные показатели, такие как чистая дисконтированная стоимость (NPV), внутрифирменная норма прибыли (IRR), коэффициент дисконтированной стоимости (PVR), индекс рентабельности проекта (PI), срок окупаемости проекта. Сделаны все необходимые расчеты для оценки рисков и устойчивости проектов.
Методика подсчета этих величин разработана и описана в работе А.Л. Дергачева и др. (2000). Для подсчета величины NPV использовались два метода: экономические функции, заложенные в Microsoft Excel, и второй метод все потоки были дисконтированы вручную, и результаты сверены с первым методом.
Устойчивость проектов каждой из моделей и оценка сопряженных рисков определялись на основе многовариантных расчетов, в которых использовались различные величины дохода, капитальных затрат, производственных затрат.
Расчеты показывают, что проект отработки трубки «Комсомольская», без учета созданной инфраструктуры выглядит нерентабеленым ни при каких условиях. Чистая дисконтированная стоимость проекта даже при 0 ставке дисконта остается отрицательной. Показатель внутрифирменной нормы прибыли (IRR) также отрицателен. Период окупаемости превышает срок эксплуатации месторождения, что недопустимо. Такой проект не может быть выбран как инвестиционный.
Во второй модели учитывается тот факт, что месторождение находится вблизи созданной и функционирующей инфраструктуры, в этом случае проект выглядит вполне жизнеспособным. Созданная инфраструктура влияет не только на капитальные затраты, но и на производственные расходы. По расчетам суммарная чистая дисконтированная
стоимость проекта при 10% ставке диско1гта составил 58 млн долларов США (без учета устойчивого тренда роста стоимости алмазного сырья), а 1Ш1 проекта составил 20,6%, что превышает ставку дисконта компании и, в целом, является хорошим показателем для алмазной индустрии. Период окупаемости по расчету равен 4,8 года, т.е. практически составляет треть срока отработки запасов месторождения, причем к этому моменту в недрах останутся еще 60—65% исходных запасов.
Сравнение этих двух моделей наглядно показывает разницу в оценке рентабельности месторождений в разных технико-экономических условиях. В современных реалиях состояния сырьевой базы и соотношения спрос/предложение необходимо пересмотреть все прежние оценки перспективных объектов, а для наиболее перспективных провести доразведку, уделив должное внимание распределению алмазного сырья по ситовым классам, а также его качественным и цветовым показателям, влияющим на его цену, а значит на доход предприятия.
Возможно, ревизия фондовых материалов и забалансовых месторождений выявит целесообразность отработки уже известных месторождений, признанных в 70, 80-е годы нерентабельными.
Выполненный анализ устойчивости проекта необходим, так как использованные в расчетах разнообразные количественные показатели доход, объем инвестиций, капитальные затраты различны не только по своему смыслу, но и по степени определенности принятых значений.
При наступающих с определенной вероятностью отклонениях этих показателей на 10% в сторону увеличения и уменьшения наиболее вероятная величина КРУ (10%) составила 57 350 тыс. дол., что на всего на 1,5% ниже, чем в базовом случае (ЫРУ (10%) = 58 165 тыс. дол.). Диапазон разброса возможных значений ЫРУ (10%) при этом оказывается очень широким. Это объясняется очень высокой чувствительностью проекта к изменению текущих затрат и цен на алмазное сырье.
Дополнительно проведен анализ риска неудачи проекта по трем вариантам. В качестве критерия неудачи проекта рассматривалось получение отрицательного значения чистой дисконтированной стоимости проекта (ЫРУ<0 - неудача по величине КРУ) или получение внутрифирменной нормы прибыли ниже предельной ставки компании (1И1<г -неудача по величине внутрифирменной нормы прибыли).
Рис.8. Кумулятивная вероятность появления значений NPV(A) и IRR(B) проекта.
Из графиков следует (рис 8), что вероятность неудачи проекта по величине IRR изменяется от 8% до 40% для компаний, у которых предельная внутрифирменная норма прибыли составляет 20%. Вероятность получения отрицательного значения NPV для компаний, использующих те же ставки дисконта, изменяется от 9% и возрастает до 48% для наиболее консервативных компаний (г=20%).
Таким образом, применительно к компании, использующей ставку дисконта г=10%, можно говорить о низкой вероятности неудачи проекта и по величине NPV (9%), и по значению IRR (8%). В этом отношении компания может рассматривать проект трубки «Комсомольская» как низкорисковый и включить его в число приоритетных, заслуживающих реализации.
Заключение.
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
Структурно-тектонический контроль и геологическое строение трубки «Комсомольская» имеют значительное сходство с другими промышленно алмазоносными или близкими к ним кимберлитовыми массивами Алакит-Мархинского и Далдынского полей. Внедрение в узлах пересечения магмоподводящих ССЗ-ных и СВ-ных разрывных нарушений, наличие обычно двух и более фаз кимберлитов с преобладанием более поздних крупных тел алмазоносных автолитовых кимберлитов, значительная площадь выхода, незначительный уровень эрозионного среза и близкий геологический возраст.
Проведенные петрофизические исследования кимберлитов разных фаз трубки «Комсомольская» показывают, что эффективная пористость, магнитная восприимчивость и коэффициент анизотропии позволяют достаточно надежно отделять АК от ПК. Статистическая обработка полученных данных позволяет установить закономерную связь ряда изученных петрофизических параметров кимберлитов с уровнем их алмазоносности, что в значительной степени связано с условиями их формирования и преобразования, а
также структурой массива. Проведенная сравнительная оценка кимберлитов трубки «Комсомольская» с другими телами района позволяет рекомендовать конкретный набор информативных петрофизических характеристик для предварительной прогнозной оценки алмазоносности кимберлитовых объектов. Различие петрофизических свойств кимберлитов и вмещающих их пород может быть использовано при интерпретации геофизических аномалий при поисковых работах. Особенно эффективно аномалии «трубочного типа» фиксируются 3-Э методами (электро-, сейсмо- магнито- разведки).
Комплекс установленных вещественных характеристик (состав пиропов, пикроильменитов, габитусные формы алмазов, содержание оксида титана в пиропе) трубки «Комсомольская», исследования по трубке «Сытыканская» и некоторым низкоалмазоносным кимберлитам района и ряду зарубежных месторождений с повышенным выходом крупных ситовых классов алмазного сырья, позволяет рекомендовать ревизию данных собранных по кимберлитовым трубкам, отработка которых была нерентабельна двадцать лет назад и которые могут разрабатываться в современных технико-экономических условиях.
Финансово-экономический анализ, основывающийся на многовариантном моделировании, показал, что даже при низком содержании, но при высокой цене за карат алмазного сырья на месторождении и учитывая созданную инфраструктуру в районе месторождения подобные трубке «Комсомольская» могут быть рентабельно отработаны. Это ведет к необходимости проведения ревизии запасов. В фондах России хранятся сведения о сотнях кимберлитовых трубок, часть из которых были признаны нерентабельными в силу низкого содержания алмазов, но в условиях изменившейся мировой конъюнктуры рынка и созданной инфраструктуры пересмотр, и при необходимости, доразведка, могут доказать их состоятельность.
Список работ опубликованных по теме диссертации.
1. Богуславский МЛ. Перспективы Мирнинского района (Западная Якутия) в свете изменившихся геолого-экономических условий на примере трубки «Комсомольская». Материалы Всероссийской конференции «Ломоносов - 2006» С. 18-19
2. Богуславский М.А. Геолого-геохимическая ревизия запасов трубки «Комсомольская». Вестник Московского Университета сер.4. Геология. №4, 2007. С. 71-72.
3. Богуславский МЛ. Особенности строения и алмазоносности кимберлитовой трубки «Комсомольская» (Западная Якутия). Материалы Международной конференции «Ломоносов - 2007», С. 5-6.
4. Богуславский МЛ. Геолого-геохимичнские основы прогноза новых и ревизия забалансовых алмазоносных. Материалы VII Международной конференции «Новое в науках о Земле». С.
5. Богуславский МЛ. Петрофизические свойства и алмазоносность кимберлитов трубки «Комсомольская» (Западная Якутия). Материалы Международной конференции «Ломоносов - 2008», Секция геология, С. 1.
6. Бурмистров A.A., Старостин В.И., Богуславский МЛ., Самсонов П.П. Структурно-петрофизические исследования массивов карбонатит-кимберлитового формационного ряда как основа для проведения поисковых работ на закрытых площадях. Материалы научно-практической конференции «Проблемы прогнозирования и поисков месторождений алмазов на закрытых территориях», Якутск, 2008. С. 302-308.
7. Бурмистров A.A., Богуславский МЛ. Петрофизические свойства кимберлитов трубки «Комсомольская» и их связь с особенностями ее вещественного состава, условиями образования и алмазоносностью. Вестник Московского Университета сер.4. Геология №6,2009.
Подписано в печать 29.04.09 Формат 60x88 1/16. Объем 2.25 п.л. Тираж 130 экз. Заказ № 846 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119991 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Богуславский, Михаил Александрович
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ЯКУТСКАЯ КИМБЕРЛИТОВАЯ (АЛМАЗОНОСНАЯ) ПРОВИНЦИЯ.
ГЛАВА 2. ДАЛДЫНО-АЛАКИТСКИЙ АЛМАЗОНОСНЫЙ РАЙОН.
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЯ И ПЕТРОФИЗИКА НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛМАЗОВ ДАЛДЫНО-АЛАКИТСКОГО АЛМАЗОНОСНОГО РАЙОНА.
3.1. Геологическое строение, петрофизические характеристики пород и минеральный состав трубки «Удачная».
Западное тело.
Восточное тело.
Минералогия алмаза.
Включения алмаза.
Выводы.
3.2. Геологическое строение, петрофизические характеристики пород и минеральный состав трубки «Сытыканская».
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ГЕОЛОГИИ, ПЕТРОФИЗИКИ И МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ТРУБКИ «КОМСОМОЛЬСКАЯ».
Вмещающие породы.
Ксенолиты.
Уровень эрозионного среза.
Петрофизические исследования кимберлитов.
Методика проведения исследований.;.
Результаты исследований.
Пространственная петрофизическая зональность.
Минеральный состав.
Статистический анализ полученных результатов и алмазоносносгь.
Корреляционный анализ.
Кластерный анализ.
Сравнительный анализ петрофнзнческих свойств.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-петрофизическая и финансово-экономическая оценка алмазоносности трубки "Комсомольская" (Якутия)"
Актуальность исследований. За последнее десятилетие нигде в мире, включая Россию, серьезных открытий новых месторождений алмазов не было. К 2012 году общее падение объемов мировой добычи может составить примерно 20 - 25%, в каратах, от нынешнего уровня, а вот спрос будет расти высокими темпами. К 2012 году спрос может достичь $18 млрд. при падении добычи до $9-10 млрд, если считать в нынешних ценах. Что при этом будет с реальными ценами на алмазное сырье, неизвестно.
Такие условия современного рынка повлекли за собой рост цен на алмазное сырье, причем всех ситовых классов, но особенно увеличилась цена на товар крупного размера, вследствие чего изменился один из базовых показателей средняя цена за карат алмазного сырья на месторождениях, что привело к необходимости определения рентабельности объектов в новых экономических условиях. Это справедливо не только для вновь обнаруженных объектов, но и для фондовых трубок.
Кимберлитовая трубка «Комсомольская» уникальна в своем роде. Она разведана и оценена в 1974 году геологами Амакинской экспедиции, но несмотря на это, отработка этой трубки началась только в начале XXI века, что создает прецедент изменения подходов. Фонды по всему миру содержат сотни кимберлитовых трубок признанных нерентабельными вследствие низкого содержания алмазов, но отработка трубки «Комсомольская» показывает, что к вопросу рентабельности или не рентабельности того или иного объекта необходимо подходить комплексно. Содержание - основополагающий, но далеко не единственный фактор оценки алмазного объекта.
Кимберлитовая трубка «Комсомольская» административно принадлежит к Мирнинскому району Якутии, а с геологической точки зрения принадлежит к Далдыно-Алакитскому алмазоносному району. К этому району относятся такие уникальные месторождения алмазов как трубка «Удачная», «Айхал», «Юбилейная», «Сытыканская». В этом районе есть еще более 120-ти трубок и даек, в том числе и подобных трубке «Комсомольская», что необходимо учитывать при оценке потенциала Далдыно-Алакитского района.
Цели работы Показать возможность наращивания балансовых запасов алмазов за счет трубок, отнесенных к забалансовым, базируясь на глубоком изучении вещественного состава и петрофизических параметров кимберлитов, а также геологического строения трубки «Комсомольская» и ее финансово-экономическом анализе.
Изучить петрофизические характеристики пород на фактическом материале и на основе литературных данных, сопоставить специфику состава кимберлитов трубки «Комсомольская» с другими кимберлитовыми телами. Разработать методику первичной оценки алмазоносности и определения петрофизических особенностей различных типов кимберлитов на основании исследований.
Показать наиболее значимые факторы при определении рентабельности на основании финансово-экономического анализа трубки «Комсомольская». Изучить поведение экономических показателей при изменении уровня развития региона.
Основные задачи исследований:
1) Изучение геологического строения, петрофизических свойств кимберлитов и вещественного состава трубки «Комсомольская».
2) Проведение сравнительного анализа пород и особенностей геологического строения трубки «Комсомольская» с наиболее яркими представителями высоко-, средне- и низкоалмазоносных трубок Далдыно-Алакитского алмазоносного района (трубки «Удачная» и «Сытыканская»).
3) Проведение анализа петрофизических данных, полученных в результате исследований кимберлитов трубки «Комсомольская», для определения параметров, влияющих на ее алмазоносность.
4) Разработка экспресс-методики оценки алмазоносности кимберлитовых тел на базе петрофизических исследований.
5) Построение многовариантных финансово-экономических моделей для выявления наиболее значимых факторов, влияющих на рентабельность трубки «Комсомольская» в целом.
6) Построение финансово-экономических моделей, отражающих влияние геолого-экономических условий на рентабельность отработки месторождения.
Фактический материал и методы исследования. В основе работы лежат исследования, выполненные автором во время обучения в аспирантуре на Геологическом факультете МГУ им. Ломоносова в период с 2005 по 2009 годы и работы геологом карьера «Комсомольский» Айхальского ГОКа компании «АЛРОСА» (ЗАО).
Исследования включают полевые геологические „ наблюдения, анализ геологической информации, изучение керна и минерального состава пород, определение петрофизических характеристик кимберлита из трубки «Комсомольская».
Для написания настоящей работы использован каменный материал, представленный 25-ю образцами керна скважин и их дубликатами, подготовленными для различных видов исследований. В частности, изготовлены плоскопараллельные пластины для проведения петрофизических исследований, а также сто двадцать шлифов и аншлифов, которые изучены с помощью микроскопических способов в проходящем и отраженном свете с составлением их подробного описания с фотографиями. Прежде всего исследована оксидная минерализация.
При подготовке работы собран, переработан и проанализирован материал из нескольких сот источников включающих книги, сборники тезисов различных конференций, журналы и газеты, фондовые материалы как на русском, так и английском языках. Это позволило дополнительно включить в анализ данные еще по нескольким сотням петрофизических образцов и шлифов кимберлитов в основном Далдыно-Алакитского алмазоносного района. Кроме того, сделан аналитический обзор рынка, который содержит максимально свежие данные.
Петрофизическое изучение образцов включает измерения следующих физико-механических свойств: плотность (р, г\см3), эффективная пористость (Пэф,%), условно-мгновенное насыщение (А,%), период полунасыщения (Т1\2, часы), коэффициента Пуассона (ц), модулей Юнга (Е,10ГПа), сдвига (G,10ma), объемного сжатия (Ксж, ЮГПа), акустического сопротивления (Z, 106 кг/м2 с), температуры Дебая (Тд, К), коэффициента упругой анизотропии Кан, %). Построены индикатрисы упругой анизотропии образцов по результатам дирекционных измерений скоростей продольных волн. Методика этих исследований разработана В.И. Старостиным [Старостин и др., 1994]. Кроме этого, измерена магнитная восприимчивость (к, 10"5 ед. СИ).
В рамках финансово-экономической модели для определения жизнеспособности проектов применялся доходный подход, который заключает в себе совокупность методов оценки стоимости объекта, основанный на определении ожидаемых от него доходов.
Подход с точки зрения дохода представляет собой процедуру оценки жизнеспособности проекта, при котором необходимые проекту инвестиции, связывают с текущей стоимостью всех будущих чистых доходов. Приведенная к текущей стоимости сумма будущих доходов служит ориентиром того, насколько рентабельными или не рентабельными будут инвестиции в данный проект.
В данной работе используется одно из направлений этого подхода — метод дисконтирования денежных потоков. Для подсчета основных параметров эффективности проекта: NPV и IRR, использовались экономические функции заложенные в Microsoft Exel.
Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Уточнена геологическая позиция и особенности структурно-тектонического контроля трубки «Комсомольская» и других алмазоносных кимберлитовых тел района.
2. Определены петрофизические свойства и особенности кимберлитов трубки «Комсомольская». Установлена взаимосвязь между петрофизическими свойствами кимберлитов и их минеральным составом, строением трубки, особенностями образования.
3. Проведена сравнительная характеристика строения, петрофизических свойств и минеральных особенностей кимберлитовой трубки «Комсомольская» с другими телами поля.
4. Предложена методология петрофизических исследований, позволяющая использовать этот метод исследования минерального вещества как при первичной оценке алмазоносности кимберлитовых тел, так и как вспомогательный при интерпретации геофизических аномалий в поисковой геологии.
5. Выявлены финансово-экономические показатели, изменение которых в наибольшей степени влияет на экономическую целесообразность отработки месторождения. Проведено их ранжирование по степени значимости и по возможному влиянию на проект в целом.
Практическая значимость
1. Переоценка в сторону увеличения экономического потенциала Якутской алмазоносной провинции за счет пересмотра оценки трубок, информация о которых хранится в фондах РФ.
2. На основе обобщения данных по структурным, петрофизическим параметрам и особенностям вещественного состава кимберлитов изученной трубки и других аналогичных по качеству алмазного сырья месторождений района и ряда ведущих алмазоносных провинций мира выявлена совокупность информативных критериев алмазоносности и даны рекомендации для постановки работ на новых перспективных объектах района, а также это будет способствовать более рациональному проведению поисковых и разведочных работ на алмазы в Далдыно-Алакитском алмазоносном районе, а возможно и в целом в Якутской алмазоносной провинции.
Основные защищаемые положения
1. По совокупности общих закономерностей структурно-тектонического контроля и геологического строения трубка «Комсомольская» имеет значительное сходство с другими промышленно алмазоносными или близкими к ним кимберлитовыми трубками Алакит-Мархинского и Далдынского полей («Айхал», «Удачная», «Сытыканская», и др.). Это внедрение в узлах пересечения магмоподводящих ССЗ-ных и СВ-ных разрывных нарушений, наличие обычно двух и более фаз кимберлитов с преобладанием более поздних крупных фаз алмазоносных автолитовых кимберлитов, значительная площадь выхода, незначительный уровень эрозионного среза и близкий геологический возраст.
2. По ряду индикаторных петрофизических параметров (эффективная пористость, магнитная восприимчивость, упругие характеристики), закономерно связанных как с условиями образования кимберлитов, так и с их составом и структурой, промышленно алмазоносная фаза трубки «Комсомольская» контрастно отличается от ранней неалмазоносной и соответствует уровню низко-среднеалмазоносных тел Якутии в целом. При этом она наиболее близка по этим параметрам кимберлитам трубки «Сытыканская», являющейся ее близким аналогом как по уровню эрозионного среза и алмазоносности, так и по качеству алмазного сырья. Эти петрофизические параметры в сочетании с другими показателями (структурными, вещественными) являются информативными критериями для прогнозной оценки алмазоносности кимберлитовых тел, а также для выделения и оконтуривания отдельных промышленно алмазоносных фаз.
3. По ряду вещественных характеристик (габитусным формам алмазов, состав пиропов, пикроильменитов, содержанию оксида титана в пиропе) трубка «Комсомольская» близка к трубке «Сытыканская» и некоторым низкоалмазоносным кимберлитам района и ряду зарубежных месторождений с повышенным выходом крупных ситовых классов алмазного сырья. Это позволяет рассматривать комплекс установленных параметров алмазоносности для ревизии данных собранных по кимберлитовым трубкам, отработка которых была нерентабельна двадцать лет назад и которые могут разрабатываться в современных технико-экономических условиях.
4. Геолого-экономический анализ трубки «Комсомольская», основанный на многовариантном компьютерном моделировании, позволил установить, что проект промышленного освоения трубки в условиях сложившейся в районе инфраструктуры является рентабельным. Расчетами установлены высокие положительные значения чистой дисконтированной стоимости проекта и ее наиболее вероятного значения, величина внутрифирменной нормы прибыли, превышающая ставку дисконта компании, а также приемлемый срок окупаемости инвестиций. Эти результаты позволяют рекомендовать переоценку других кимберлитовых трубок в том же районе, признанных ранее нерентабельными.
Апробация работы
Материалы по теме диссертации были доложены на Международных конференциях «Ломоносов-2006» (Москва, 2006), «Ломоносов-2007» (Москва, 2007), «Новое в науках о Земле -2007» (Москва, 2007), «Ломоносов-2008» (Москва, 2008) и Первой региональной научно-практической конференции (г. Мирный 2008), а также опубликованы в 7-ми научных статьях и тезисах, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах.
Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю работы доктору геолого-минералогических наук профессору В.И. Старостину.
В процессе проведения исследований автор работы получал консультации у доцентов кафедры А.А. Бурмистрова и A.JI. Дергачева, а петрофизические исследования проведены автором в рудно-петрофизической лаборатории МГУ. Постоянное внимание и помощь в работе были проявлены со стороны коллектива кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых Геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, а также коллектива ООО «Алмазинтех - консультации и инжиниринг», помощь в изучении состава и свойств пород и минералов автору была оказана со стороны Лаборатории месторождений алмаза кафедры минералогии Геологического факультета МГУ. Всем им автор выражает свою глубокую признательность. Автор искренно благодарен Макавчуку И.В. - главному геологу АГОКа АК «АЛРОСА» (ЗАО), за помощь в получении каменного материала, Коптилю В.И.- за помощь в первичном подборе фондовых материалов и ознакомление с историей объекта исследований.
Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Богуславский, Михаил Александрович
Выводы и рекомендации
В модели, учитывающей наличие в районе работ развитой инфраструктуры (модель А), рассматриваемый проект вполне жизнеспособен. Расчеты показывают достаточно высокое положительное значение чистой дисконтированной стоимости (NPV(10%) = 58 165 тыс. долл. США). Внутренняя норма прибыли проекта (IRR = 20,6%) значительно превышает выбранную предельную ставку компании (10%). Период окупаемости по расчету равен 4,8 года, то есть, практически, составляет треть срока отработки запасов месторождения, причем к этому моменту в недрах останутся 60—65% первоначальных запасов.
Коэффициент дисконтированной стоимости достаточно высокий (PVR = 0,97) и означает, что на каждый доллар, вложенный в проект, компания получит 0,97 доллара. Индекс рентабельности проекта (PI = 1,97) превышает 1, указывая на то, что проект может быть одобрен.
Расчет основных финансово-экономических показателей проекта при разумно возможных отклонениях стоимости реализованной продукции, капитальных затрат и производственных расходов от их проектных значений показал, что наиболее вероятное значение NPV проекта принимает положительные значение, которое лишь немного ниже расчетного. Одновременно проект характеризуется очень большой дисперсией, поэтому при самом неблагоприятном варианте развития событий NPV (капитальные затраты и эксплуатационные расходы на 10% выше, а цены на алмазы - ниже, чем в базовом случае) может принять отрицательное значение.
При условии, что вероятность этих отклонений на 10% в сторону увеличения и уменьшения их значений определена достаточно точно, ожидаемая (наиболее вероятная) величина NPV (10%) составит 57 350 тыс. долл. США, что всего на 1,5% ниже, чем в базовом случае (NPV (10%) = 58 165 тыс. долл. США). Диапазон разброса возможных значений NPV (10%) при этом оказывается очень широким: от -14 089 тыс. долл. США до 152 514 тыс. дол. (166 702 тыс. долл. США), а стандартное отклонение достигает 53 667 тыс. долл. США. Это объясняется очень высокой чувствительностью проекта к изменению текущих затрат и цен на алмазное сырье.
Цены на товарную продукцию и, как следствие, стоимость реализованной продукции являются наиболее слабым звеном проекта, так как их отклонение от базовых значений сильнее всего сказывается на финансово-экономических параметрах проекта. Для компании это может означать целесообразность проведения дополнительных полупромышленных испытаний руд для как можно более точного определения распределения алмазного сырья по ситовым классам на месторождениях подобного типа, а также необходимость получения как можно более точного прогноза динамики цен на алмазное сырье, особенно в ближайшие годы (их влияние на NPV наиболее сильно).
Кумулятивная вероятность появления отрицательного значения NPV при 10% ставке дисконта приблизительно равна 9%, что является очень низким процентом, а это означит, что проект является приемлемым для компании, использующей при расчетах ставку дисконта г =10%.
Заключение
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы.
Структурно-тектонический контроль и геологическое строение трубки «Комсомольская» имеют значительное сходство с другими промышленно алмазоносными или близкими к ним кимберлитовыми массивами Алакит-Мархинского и Далдынского полей. Внедрение в узлах пересечения магмоподводящих ССЗ-ных и СВ-ных разрывных нарушений, наличие обычно двух и более фаз кимберлитов с преобладанием более поздних крупных тел алмазоносных автолитовых кимберлитов, значительная площадь выхода, незначительный уровень эрозионного среза и близкий геологический возраст.
Проведенные петрофизические исследования кимберлитов разных фаз трубки «Комсомольская» показывают, что эффективная пористость, магнитная восприимчивость и коэффициент анизотропии позволяют достаточно надежно отделять АК от ПК. Статистическая обработка полученных данных позволяет установить закономерную связь ряда изученных петрофизических параметров кимберлитов с уровнем их алмазоносности, что в значительной степени связано с условиями их формирования и преобразования, а также структурой массива. Проведенная сравнительная оценка кимберлитов трубки Комсомольская с другими телами района позволяет рекомендовать конкретный набор информативных петрофизических характеристик для предварительной прогнозной оценки алмазоносности кимберлитовых объектов. Различие петрофизических свойств кимберлитов и вмещающих их пород может быть использовано при интерпретации геофизических аномалий при поисковых работах. Особенно эффективно аномалии «трубочного типа» фиксируются 3-D методами (электро-, сейсмо- магнито- разведки).
Комплекс установленных вещественных характеристик (состав пиропов, пикроильменитов, габитусные формы алмазов, содержание оксида титана в пиропе) трубки «Комсомольская», исследования по трубке «Сытыканская» и некоторым низкоалмазоносным кимберлитам района и ряду зарубежных месторождений с повышенным выходом крупных ситовых классов алмазного сырья, позволяет рекомендовать ревизию данных собранных по кимберлитовым трубкам, отработка которых была нерентабельна двадцать лет назад и которые могут разрабатываться в современных технико-экономических условиях.
Финансово-экономический анализ, основывающийся на многовариантном моделировании, показал, что даже при низком содержании, но при высокой цене за карат алмазного сырья на месторождении и учитывая созданную инфраструктуру в районе месторождения подобные трубке» Комсомольская» могут быть рентабельно отработаны.
Это ведет к необходимости проведения ревизии запасов. В фондах России хранятся сведения о сотнях кимберлитовых трубок, часть из которых были признаны нерентабельными в силу низкого содержания алмазов, но в условиях изменившейся мировой конъюнктуры рынка и созданной инфраструктуры пересмотр, и при необходимости, доразведка, могут доказать их состоятельность.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Богуславский, Михаил Александрович, Москва
1. Айвозян С А., Мхитарян B.C. Теория вероятности и прикладная статистика. М.: Юнити, том 1, 2001. С. 656.
2. Аргунов К.П. Алмазы Якутии: физические морфологические, геммологические особенности. — Новосибирск: Изд-во СО РАН Филиал «Гео», 2005, 403 с.
3. Афанасьев В.П., Иванин И.Н., Коптиль В.И. и др. Типоморфизм алмазов из кимберлитовых эил и возможные коренные источники алмазоносных россыпей свера Западной Якутии// Докл. АН СССР, 1974. Т. 214. - С. 425-428.
4. Барашков Ю.П., Зудин К.Г. Состав граната с вклю ениями алмаза из кимберлитовой трубки Краснопресненская (Якутия) // Геология и геофизика. -1997. -Т. 38. С. 353 - 357.
5. Бартошинский З.В., Минералогическая классификация природных алмазов // Минерал, журн. -1983. -№5. С. 84-93.
6. Бокий Г.Б., Безруков Г.Н., Клюев Ю.А., Налетов A.M., Непша В.И. Природные и синтетические алмазы. М., 1986. -221 с.
7. Бурмистров А.А., Старостин В.И. Петрофизические характеристики и некоторые особенности строения и состава кимберлитовых полей и массивов Якутии // Изв. секции наук о Земле РАЕН. Вып. 10, 2003. С. 7897.
8. Богацкий В. В. Пространственно статистический анализ. М. Недра, 1963, 160 с.
9. Веричев Е.М.Геологические условия образования и разведка месторождения алмазов им. В. Гриба. Автореф. дис. канд. геол.-мин. наук. - М.: МГУ, 2002. - 243 с.
10. Вечерина О.П., Левченко В.А., Никулин A.M., Толпежников Л.Ф., Фридман А.А., Черный Е.Д. Мировая добыча алмазов. М.: Издательская фирма «Восточная литература» РАН, 2000. - 273 с.
11. Горев Н.И., Зайцев С.А. Прогнозирование коренных источников алмазов по тектоническим критериям. Вопросы методики прогнозирования и15.
-
Богуславский, Михаил Александрович
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Москва, 2009
-
ВАК 25.00.11
- Прогнозирование коренных месторождений алмазов на севере Восточно-Европейской платформы на основе автоматизированной системы обработки геолого-геофизической информации
- Компьютерная система выявления минералого-петрохимических признаков кимберлитов и лампроитов для оценки перспектив их алмазоносности
- Щелочные ультраосновные магматиты Зимнего Берега: их потенциальная алмазоносность и перспективы промышленного освоения
- Алмазоносность россыпей северо-востока Сибирской платформы и перспективы поисков их коренных источников
- Особенности формирования и закономерности размещения россыпей алмазов северо-востока Сибирской платформы
