32 геодинамика старобинского месторождения калийных солей

Разработка калийных месторождений в связи с высокой растворимостью и сложным минеральным составом продуктивной толщи, проявлением сейсмических и газодинамических процессов, соляной и разломной тектоники и другими факторами является сложной задачей. Игнорирование или недооценка перечисленных факторов нередко приводит к катастрофическим последствиям ― затоплению калийных рудников. Только за последние 20 лет было затоплено три крупнейших в мире рудника ― в районе Эстерхази (Западная Канада), третий и первый Березниковский рудник (Россия, Верхнекамское месторождение). Все это предполагает пристальное внимание к проблемам современной геодинамики и экологически безопасной отработки месторождений калийных солей. В этой связи изучение геодинамических процессов в пределах Старобинского месторождения является весьма актуальной задачей, которая должна решаться комплексно с привлечением специалистов различных направлений: геологов, геофизиков, геомехаников, маркшейдеров и др.

Общеизвестно, что данные о геологическом строении Старобинского месторождения в начале его разработки подверглись несколько ошибочной интерпретации. По результатам предварительной и детальной разведки, геологами была принята пликативная модель строения северо-западной части Припятского прогиба [1]. Разломы по поверхностям промышленных горизонтов не трассировались, а участки их сложного строения отождествлялись с резкими флексурообразными перегибами.

В процессе эксплуатационных и непрекращающихся геологоразведочных работ, было установлено, что в структуре месторождения значительную роль играет разломная тектоника и более уместно говорить о блоково-пликативной модели. Именно с конца 60-х годов прошлого столетия впервые было обращено внимание на геодинамические проблемы Старобинского месторождения [2]. Проблемам тектоники и возможности сейсморазведки при изучении калийных залежей посвящены работы Р. Р. Рудковского [3, 4], в которых он не только «фиксировал» местоположение разрывных нарушений в пространстве, но и определял историю их развития. Схожие работы, но только на основании геофизических исследований в скважинах, проводились Э. А. Высоцким и В. З. Кисликом [2, 5]. Современная геодинамика изучалась на основании: дешифрирования аэрокосмического материала (В. Н. Губин, И. А. Тяшкевич, А. А. Ковалев и др. ) [6, 7], сейсмического мониторинга (А. Г. Аронов, Т. И. Аронова) [8], маркшейдерского инструментального наблюдения за конвергенцией горных выработок (И. С. Невельсон, А. Ф. Данилова), систематического геодезического профилирования (А. А. Ковалев, А. Ф. Данилова), режимных наблюдений за уровнями и дебитами подземных вод, как с поверхности, так и в горных выработках (В. Е. Волков, В. Э. Кутырло), анализа мощностей (Р. Р. Рудковский, А. К. Карабанов).

Причинами негативных геодинамических процессов могут являться, как природные (естественные землетрясения, реализация древних геодинамических напряжений), так и техногенные факторы (виды и объемы очистных работ в промышленных калийных горизонтах). Степень активности блоковых движений на Старобинском месторождении определяется по-разному. Одни исследователи считают, что подвижки по разломам достигают больших значений. Такая активность приводит к генерации локальных землетрясений. Зоны тектонических нарушений живут и являются опасными при ведении горных работ. Доказательствами такой концепции служат материалы геодезического мониторинга. Замеры альтитуд GPS-приемниками показали, что движения могут достигать 3 см/год. На активность разломов указывает различие в мощностях кайнозойских отложений в центральном и восточном тектонических блоках, а также приуроченность к Центральной зоне тектонических нарушений эпицентров локальных землетрясений.

Вторая концепция базируется на результатах сейсморазведочного профилирования. Она предполагает то, что разрывные нарушения не проявляются в мезо-кайнозойских отложениях, затухая в соленосной и отчасти в нижней части глинисто-мергелистой толщах. Геодезический мониторинг начался на месторождении сравнительно недавно, поэтому выявленные значения блоковых движений могут быть не поступательного, а колебательного характера, что, в общем-то, свойственно всей поверхности Земли. Кроме того, на некоторых полигонах выявленные движения находятся в рамках инструментальной погрешности. Разломы действительно осложняют ведение подготовительных и очистных работ на шахтных полях РУП «Беларуськалий», однако главная проблема кроется не в их активности, а в смещении продуктивных горизонтов на десятки-сотни метров, что требует проведения дополнительного комплекса геологоразведочных исследований.

Считается, что аэрокосмические методы хорошо позволяют определять современные подвижки поверхности Земли, но имеют ограниченное применение при реконструкции более древней, природной, тектонической активности, геодезические наблюдения еще не продолжительны, чтобы судить о направленности процессов.

Учитывая вышеизложенное, сотрудниками и студентами кафедры динамической геологии БГУ предложено провести дополнительное моделирование новейшей геодинамики Старобинского месторождения, которое бы базировалось на детальном расчленении и корреляции кайнозойской толщи (по материалам керна и ГИС геологоразведочных, гидрогеологических и инженерных скважин). В настоящее время создан постоянно пополняемый стратиграфический банк данных по скважинам, пробуренным в пределах месторождения, разработаны автоматизированные алгоритмы моделирования.