Метод геоголографического дистанционного поиска

УКРАИНА
ИНСТИТУТ ГЕОФИЗИКИ
и проблем Земли
Метод
ГЕОГОЛОГРАФИЧЕСКОГО ДИСТАНЦИОННОГО
ПОИСКА И РАЗВЕДКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Киев 2007
Характеристика метода
Вашему вниманию предлагается эффективный геофизический метод
поиска и разведки полезных ископаемых «ПОИСК», созданный украинскими
учеными. Метод прошел практическую апробацию начиная с 1998 года по
настоящее время и продемонстрировал высокую результативность при
обследовании суши и шельфа Земли.
Разработанный на основе новейших достижений науки и техники метод
геоголографического поиска полезных ископаемых позволяет дистанционно
осуществлять поиск и разведку различных видов полезных ископаемых на суше и
морском шельфе и давать оценку перспективности промышленной разработки
месторождений.
Данный метод, в силу заложенных в него физических принципов и
оригинальных
инновационных
технологий,
является
уникальным
геофизическим
методом
и
полезных
ископаемых,
поиска
разведки
обеспечивающий высокую результативность работ при малых временных и
финансовых затратах.
Комплекс работ по поиску и разведке полезных ископаемых по
геоголографическому методу «ПОИСК» осуществляется в два этапа.
Первый, поисковый этап
фотоснимков
обследуемой
работ – это получение космических
территории
в
различных
спектрах,
их
геоголографическая обработка на специальном оборудовании и получение
предварительных результатов поиска (оконтуривание перспективных участков).
Второй, разведочный этап состоит в проведении геоголографических
работ непосредственно на местности, где уточняются границы залежей, глубины
их залегания, количество и мощности пластов, производится оценка их запасов и
определяются оптимальные точки бурения разведочно-промышленных скважин.
2
Возможности метода
• Территория действия – не ограничена (любой участок суши или шельфа
на территории Земли);
• Минимальная обследуемая площадь территории Заказчика определяется
размером космических снимков, используемых на первом этапе работ. Как
правило, размер такой «единичной» площадки обследования составляет
60 х 60 км (3600 км кв.);
• Максимальная площадь исследуемой территории - практически не
ограничена;
• Глубина зондирования на суше и на шельфе – от 0 до 7 км;
• Обнаруживаемые полезные ископаемые – вода, нефть, газ, различные
минералы и металлы в рудных залеганиях;
• Чувствительность метода – 1÷2 грамма вещества на тонну рудного тела;
• Успешность обнаружения залежей: на первом этапе зондирования - не
хуже 80 %, на втором этапе работ - 97 % для водных ресурсов и
углеводородов и не менее 90 % для всех других видов полезных ископаемых;
• Срок выполнения работ - составляет, как правило, 1 - 3 календарных
месяца на 1-м этапе работ и 2 – 6 мес. на 2-м этапе в зависимости от
общей площади обследования и объема работ;
• Безопасность метода – метод экологичен, полностью безопасен для людей.
(Успешность обнаружения залежей определена по результатам поисковоразведочных работ, проведенных в период с 1998 по 2007 годы в Украине, России и
в странах дальнего зарубежья).
В сравнении с другими геофизическими методами поиска и разведки
полезных
ископаемых,
метод
«ПОИСК»
обеспечивает
существенное
сокращение продолжительности работ и значительно более высокую
успешность обнаружения залежей полезных ископаемых.
Немаловажной является также стоимость работ. По сравнению, например,
с методом 3D-сейсмографии, удельная (на 1 км кв.) стоимость работ по методу
«ПОИСК» снижается более чем в 10 раз.
3
Идея метода
Традиционные спутниковые и наземные геофизические методы поиска
полезных ископаемых основаны на приеме и последующей обработке
отраженных от поверхности земли или подземных аномалий различных
зондирующих сигналов естественной (солнечное излучение) или искусственной
природы.
В основу метода «ПОИСК» положена оригинальная идея резонансного
дистанционного поиска и разведки полезных ископаемых, когда зондирование
земли
производится
специальными
характеристическими
сигналами,
свойственными только выбранным полезным ископаемым и вызывающими в их
залежах явление резонанса.
Физические принципы, положенные в основу метода
К числу основных физических принципов, позволяющих реализовать на
практике метод резонансного поиска полезных ископаемых, относятся,
в первую очередь, явление ядерного магнитного резонанса, Кирлиан-эффект,
а также явление энергоинформационного переноса характеристического
излучения веществ на другие носители.
Указанных физические принципы и явления использованы нами на
следующих этапах поисково-разведочных работ по методу «ПОИСК»:
1. Получение космических снимков требуемых территорий при
дополнительной их подсветке резонансными характеристическими
сигналами;
2. Узконаправленное
глубинное
зондирование
залежей
полезных
ископаемых характеристическими сигналами полевой аппаратурой
непосредственно на местности;
3. Голографическая обработка резонансных сигналов, поступающих на
спутник и полевую аппаратуру от всего объема искомых залежей
полезных ископаемых.
4
Научные предпосылки
Известно, что в физике атомного ядра особую ценность представляют
данные об магнитных и электрических моментах ядер атомов.
В соответствии с работами академика Е.К. Завадского (1946 год), все
ядра со спинами, не равными нулю, имеют магнитный момент μ1, который
связан со спином этого ядра J, ядерным магнетоном – μяд и пропорционален
гиромагнитному отношению g1:
μ1 = g1 · J · μ яд.
Гиромагнитное отношение g1 является постоянной величиной и равно
отношению ядерного магнитного момента к ядерному угловому моменту.
Если внести атомное ядро со спином J и моментом μ1 в магнитном поле с
напряженностью Н, то можно наблюдать магнитное взаимодействие, а энергия
взаимодействия магнитного момента ядра с полем Wm будет пропорциональна
напряженности поля H:
Wm= μ1 · H ·(m/ J),
где m – проекция вектора J на направление напряженности магнитного поля.
Таким образом, энергия взаимодействия пропорциональна напряженности
магнитного поля.
Согласно
постулатам
квантовой
механики,
возможны
несколько
энергетических (квантовых) уровней энергии ядра, а разность значений 2-х
соседних энергетических уровней будет составлять:
∆ Wm= g1 · μ яд · H.
Тогда соответствующая этой энергии частота будет носить название
частоты Лармора:
fл = ∆Wm ∕ h,
где h – постоянная Планка.
Если поместить пробное тело в постоянное магнитное поле Н (спины
ядер будут ориентированы вдоль магнитного поля) и одновременно наложить
5
переменное
вращающееся
магнитное
поле
Нпер,
перпендикулярное
ориентирующему ядра полю Н, то при частоте переменного поля равного
Ларморовой частоте fл, можно наблюдать резонансное поглощение и
резонансное рассеяние энергии пробным телом.
Таким образом, записав в установке ядерно-магнитного резонанса
резонансные частоты для каждого искомого вещества, а затем генератором с
такой частотой воздействовать на исследуемое вещество, то по наличию
резонансных явлений можно судить о наличии искомого тела в
глубинах
Земли. Такие резонансные явления могут фиксироваться на космических
снимках местности или непосредственно на поверхности Земли с помощью
специального оборудования.
Как правило, значения частот Лармора для различных веществ,
находящихся в магнитном поле Земли, лежат в терагерцовом диапазоне (100
ГГц – 100 ТГц).
При специальной обработке космических и аэрофотоснимков
в
радиационных полях и затем при внесении их во вращательное магнитное поле
(эффект Кирлиана) производится визуализация границ месторождения.
Далее,
при
воздействии
на
залежи
полезных
ископаемых
узконаправленным резонансным сигналом непосредственно с поверхности
Земли, можно определить направление на подземный объект с искомым
веществом, а по углу наклона антенны можно рассчитать глубину нахождения
объекта под землёй (под водой).
Такое
зондирование
на
местности
обнаруженного
района
месторождения до глубин 7000 м с помощью тестовых резонансных излучений
позволяет осуществить привязку контуров месторождения на поверхности
земли
к
карте
района,
определить
количественные
и
качественные
характеристики месторождений полезных ископаемых, выбрать точки под
промышленное бурение для эффективной разработки запасов.
6
Технология метода
Поиск и разведка полезных ископаемых при резонансном зондировании
земли методом «ПОИСК» осуществляется в 2 этапа.
ЭТАП 1. Проведение космической фотосъемки обследуемого района
(Рисунок 1)
На первом этапе поисковых работ нашими специалистами с помощью
аппаратуры комплекса «Поиск» производятся такие работы:
 Осуществление космической фотосъемки заданной территории или ее
участков при «подсветке» территории резонансными сигналами;
 Обработка и расшифровка космических фотоснимков на специальном
комплексе наземной аппаратуры;
 Идентификация и оконтуривание границ залежей на космических
фотоснимках и перенос полученных границ на карты местности.
ЭТАП 2. Проведение работ непосредственно на местности
(Рисунок 2)
С помощью мобильного наземного оборудования комплекса «Поиск»
(в случае необходимости, размещаемого на авиасредствах) наши специалисты
производят комплекс поисковых работ непосредственно на местности. При этом
производится:
 Уточнение границ залегания месторождений, полученных на 1-м этапе
работ;
 Объемное оконтуривание залежей, определение количества горизонтов,
мест нахождения куполов и линз для нефти, оценка отдельных
физических параметров искомых веществ (температура, соленость,
состояние вещества - газ, жидкость, пар, твердое тело, концентрация
полезных ископаемых в рудах и др.);
 Выбор оптимальных точек для производства разведочно-промышленного
бурения.
7
Рис. 1. Геоголографический поиск полезных ископаемых (1-й этап)
8
Рис. 2. Геоголографический поиск полезных ископаемых (2-й этап)
9
Технические характеристики и состав комплекса
аппаратуры «Поиск»
Комплекс резонансного зондирования земли «Поиск» состоит из следующих
установок, оборудования, приборов и программных продуктов.
На первом этапе работ задействованы:
– исследовательская установка ядерно-магнитного резонанса;
– исследовательский реактор на тепловых нейтронах ИР-100 с откатным коробом в
активной зоне (нейтронный поток 2 × 1012 н/см2 с) и стационарной установки
гамма-излучения с мощностью дозы до 1000 р/час;
– химическая и радиохимическая лаборатории 2 класса для работы с изотопами;
– технологический узел для химической обработки фотоснимков с установкой
вакуумного нанесения на них приготовленных растворов лактозы;
– электронные приставки для сканирования с образцов минералов руд
информационно - энергетических спектров и записи их на «тестовые» и
«рабочие» голограммы;
– образцовые голографические матрицы с записанными спектрами ЯМР
атомов веществ (металлов и органических веществ);
– лазерные
установки,
совмещенные
с
устройствами
вращательного
электромагнитного поля;
– электромагнитная камера (Кирлиан-камера) для визуализации границ
контуров месторождений на обработанных аэрокосмических снимках и переноса
их на геологическую карту района поиска с помощью видеокамеры «Стейшн5Н», совмещенных с ПЭВМ;
– программно-вычислительный и редакционно-издательский комплексы для
подготовки карт, расчетных материалов и отчетных документов по оценке
запасов залежей руд разведанных месторождений.
10
На втором этапе работ применяется возимое и переносное оборудование, а также
различные вспомогательные материалы:
– образцы руд, географические карты и цветные космические фотоснимки
известных месторождений для настройки и проверки работоспособности
мобильной аппаратуры комплекса;
– лазерные
маломощные
установки,
совмещенные
с
устройствами
вращательного электромагнитного поля;
– генераторы излучений частот в диапазоне 0,1 - 60 ТГц;
–
приемо-передающая аппаратура резонансных излучений;
– приемные антенны узконаправленные;
– угломер и лазерный дальномер, установленные на держателе;
– геофизические приборы (теодолит) с закрепленными узконаправленными
антеннами резонансных излучений (для определения пеленгов и углов
наклонов луча);
– носимые приборы визуальной регистрации спектральных резонансных линий
веществ (воды, углеводородов и полиметаллов) на границах контуров
участков месторождений;
– GРS-приемники,
портативные
радиостанции,
и
вспомогательное
оборудования для проживания в полевых условиях;
– ноутбук с программным комплексом для определения координат точек
обследования в районе и отображения их на географической карте в
полевых условиях.
На третьем, заключительном этапе работ, для производства расчетов,
построения графиков и подготовки итогового отчета по выполняемой работе
используется
программно-вычислительный
и
редакционно-издательский
комплексы.
11
Последовательность выполнения работ
Последовательность
выполнения
поисковых
работ
методом
геоголографического поиска полезных ископаемых такова (рис. 3):

подготовительное сканирование информационно - энергетических
спектров требуемых полезных ископаемых с фотоснимков руд (или с
образцов проб минералов) и запись их на «тестовые» и «рабочие»
голограммы;

заказ
и
получение
необходимого
числа
космических
снимков
обследуемой территории при одновременной «подсветке» района лазерным
лучом, модулированным вращательным электромагнитным полем тестовых
голограмм;

обработка каждого космического снимка в исследовательском реакторе с
тепловыми нейтронами ИР-100 (с откатным коробом в активной зоне и
стационарной установкой гамма-излучения с мощностью дозы до 1000 р/час);

оконтуривание границ выявленных на фотоснимках залежей полезных
ископаемых
на
установке
ядерно-магнитного
резонанса
и
дальнейшая
визуализация границ залежей с помощью Кирлиан-камеры;

перенос контуров залежей полезных ископаемых на географическую
карту обследуемого района с помощью компьютерного вычислительного
комплекса
и
месторождений.
получение
предварительных
Предоставление
Заказчику
данных
рабочих
о
параметрах
материалов
по
выявленным залежам полезных ископаемых;

дальнейшее
обследование
залежей
полезных
ископаемых
непосредственно на местности, производимое с помощью мобильного
оборудования геоголографического комплекса «Поиск».

аналитическая обработка массивов данных, получение количественных
характеристик
залежей,
запасов
полезных
ископаемых,
координат
оптимальных точек бурения.

подготовка и предоставление Заказчику итогового отчета.
12
Рис. 3
13
Проведенные поисково-разведочные работы
В Украине
1. Поиск утечек газа на действующем подводном газопроводе. Заказчик ГАО
«Черноморнефтегаз», 2003 г.
2. Поиск запасов подземных питьевых вод на Крымском полуострове с указанием
точек под бурение. Выполнено около ста работ, все скважины дали питьевую воду
необходимого качества. 2003 г. -2005 г.
3. Определение координат затопленных в прибрежных районах Черного моря
контейнеров с боевыми отравляющими веществами. Дистанционная идентификация
химических
веществ,
находящихся
в
контейнерах
(фосфорорганических,
хлорорганических и мышьяковидных органических веществ), 2004 г. - 2005 г.
4. Идентификация дистанционным
затонувшего на глубине 520 м, 2005 г.
комплексом
«Поиск»
судна
«Армения»,
5. Дополнительное обследование ранее открытого на Крымском полуострове
месторождения газового конденсата «Татьянинское». Работы проведены по заказу ГУ
«Крымгеология». По результатам обследования уточнены запасы газового конденсата,
уточнены точки бурения, начато бурение разведочно-промышленной скважины. 2005 г.
6. Доразведка месторождений урана по заказу Министерства энергетики Украины. По
результатам шахтной проходки данные разведки подтверждены полностью, 2006 г.
7. Поиск геотермальных вод в городе Севастополь и в близких окрестностях. По
результатам поиска указано 78 точек бурения, все из них дали пригодную для питья воду.
Глубина залегания воды от 20 до 100 метров, 2006 г.
За рубежом Украины
1. Поиск нефти и газа в регионах России. По заказу предприятия «ИНКОТЭК Регион», г. Москва, совместно с Российской академией энергетических наук г. Москва и
Тюменским институтом нефти и газа проведено обследование семи месторождений
нефти в тюменской области. Бурение промышленных скважин на двух месторождениях
подтвердили данные обследования. На остальных месторождениях бурение скважин не
завершено. 1998 – 2003 г.
2. Поиск подземных питьевых вод в Республике Мавритания по заказу Управления
инженерных войск Генерального штаба Министерства национальной обороны Исламской
республики Мавритания. В районе города Атар на глубине 250 метров обнаружен
мощный поток питьевой воды. Начальный дебит скважины составил 32 тысячи литров в
час. 2006 г.
3. Поиск подземных питьевых вод в Греции. Работы проводилось совместно с ЗАК
«Геомир». Данные разведки подтверждены полностью. 2006 г.
4. Поиск полезных ископаемых на территории эмирата Фуджейра. По заказу компании
Global Development Group, ОАЭ, 2007 г.
14
Публикации и патенты
1. Гох В.А. Образование подземных источников пресной воды в
магматических очагах вулканов и формирование путей движения жидких
углеводородных веществ под землей. Тезисы доклада на Международном
конгрессе по энниологии. Одесса, 2001;
2. Гох В.А., Ковалев Н.И. и др. Новое в дистанционном экологическом
мониторинге подземных и подводных объектов, а также поисках полезных
ископаемых. Журнал «Экология и ресурсы», № 9, 2004 год, г.Киев;
3. Гох В.А. Способ геогидродиагностики. Патент Украины GO1V от
9.02.20002 года, № 13408;
4. Гох В.А., Ковалев Н.И. и др. Способ разведки полезных
ископаемых. Патент Российской Федерации № 2272305 от 05 ноября 2004 г.;
5. Свидетельство о научном открытии № 1509 Международной
Академии энергоинформационных наук от 19 мая 2006 года.
Приведенная в проспекте информация отображает состояние дел,
сложившееся к 2007 году. Сегодня коллектив Института, ученые и инженеры
целенаправленно работают над дальнейшим совершенствованием метода
«ПОИСК».
К важнейшим из научно-технических задач совершенствования данного
метода относятся:
- построение детальной физико-математической модели процессов
геоголографического зондирования Земли;
- дальнейшая автоматизация технологических процессов поиска и
разведки полезных ископаемых;
- совершенствование оборудования комплекса «ПОИСК».
Реализация
указанных
направлений
приведет
к
дальнейшему
повышению эффективности поиска и разведки полезных ископаемых и
снижению стоимости работ больших объемов исследований.
С уважением и надеждой на плодотворное сотрудничество,
Директор Института, профессор П. Н. Иващенко
15