Розробка фізико-математичної моделі механізмів генерації електричних полів у результаті прояву п’єзоефекту. Характеристика термоелектричного впливу на електропровідність, складу, текстурно-структурових особливостей деяких мінералів і гірських порід.
Аннотация к работе
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНА ГІРНИЧА АКАДЕМІЯ УКРАЇНИ Роль електричних полів у формуванні рудних родовищ (на прикладі залізорудних формацій докембрію) Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора геологічних наукДисертаційна робота присвячена питанням вивчення генезису залізорудних формацій докембрію (ЗФД), родовища яких містять до 80% світових ресурсів залізних руд. Історія промислового використання родовищ ЗФД нараховує понад 100 років, і якщо раніше розроблялися лише багаті залізні руди, то за останні десятиліття намітився новий етап - залучення до експлуатації родовищ важкозбагачуваних бідних руд. Теми фундаментальних досліджень, в яких у якості наукового керівника й відповідального виконавця брала участь автор, відповідають пріоритетним напрямкам розвитку науки й техніки, схвалені експертною радою по геології Міністерства освіти України і затверджені наказами по Національній гірничій академії України. Методичну основу складає комплексний підхід, що включає аналіз і узагальнення відомої геолого-геофізичної інформації з проблеми; фізико-математичне моделювання; проведення експериментальних досліджень по вивченню впливу термоелектричних полів на мінерали і гірські породи; співставлення результатів експериментів із геолого-геофізичними даними по складу, будові й метаморфізму ЗДФ. Тільки під час комплексної дії електричного поля й температури в мінералах і гірських породах (яшма, сидерит, сидеритоліт, сидероплезит) спостерігається стрибкоподібний характер збільшення електричної провідності, обумовлений спонтанним утворенням нових електропровідних фаз.Проблема утворення докембрійських залізистих кварцитів і повязаних із ними багатих залізних руд, що неодноразово була темою обговорення, продовжує залишатися актуальною. У розділі показано, що найбільш аргументованою постає класифікація В.М.Кравченка і Я.М.Белевцева, в основі якої лежить поділ стратиформних ЗФД на дві групи: сингенетичні формації бідних руд і епігенетичні формації багатих руд. Так, в одних детально розглядаються умови осадження заліза й кремнезему (хемогенне, евапоритове, біогенне, фотохімічне й ін.) і практично не приділяється увага тектоніці басейнів седиментації. Аналіз моделей докембрійського залізонакопичення показав, що найбільш привабливою, з погляду автора, має бути евапоритова модель осадження заліза у формі карбонату й кремнезему у вигляді силікатів натрію та калію. У літологічних моделях вирішуються питання джерел, шляхів і умов міграції заліза та кремнезему, чинників їхнього осадження, діагенезу й метаморфізму залізисто-кременистого осаду, палеотектонічні умови накопичення приймаються у вигляді постулатів - спокійний тектонічний режим шельфової зони, диференційований тектонічний рух в прогинах і т.д.Раніше проведені дослідження, як наголошувалося вище, дозволили встановити регіональні просторові та часові взаємозвязки типів ЗФД із глибинними розломами визначених азимутів простягань. Другий варіант - збіг азимутів простягання пластів залізистих кварцитів і індикаторів розломних структур свідчать про єдиний напрямок поля тектонічних напруг у момент процесів перетворювання ЗФД і формування розломів. У класичному варіанті під глибинними розломами розуміють протяжні, долгоживучі, витримані по простяганню розривні структури, які розділяють блоки земної кори різні за історією розвитку, складу порід, сучасній структурі. Так, глибинні розломи - обємні геологічні структури, у яких найбільш активно протікають фізико-хімічні процеси перетворення гірських порід і мінералів. У результаті дії зазначених вище навантажень середовище набуває рівноважного стану за рахунок пружної або пластичної деформації, проте стосовно дії зовнішніх сил вона стає нерівноважною як електрична система, оскільки в результаті прямого пєзоефекту на поверхні зерен мінерала-пєзоелектрика виникають поляризаційні заряди.На сьогодні існують принципові розбіжності в думках щодо фізичних параметрів, відповідальних за метаморфічні перетворення в мінералах і гірських породах. Аналіз численних публікацій показав, що вплив електричних полів на фізико-хімічні процеси, які проходять у гірських породах і мінералах, експериментально не вивчався. Показано, що подібні експериментальні дослідження, присвячені вивченню впливу електричних полів на мінерали і гірські породи, не виконувались. Такий розмір вибирався з урахуванням можливостей установки й основної вимоги, яка ставиться до зразків, при вимірюванні електропровідності мінералів і гірських порід - зразок гірської породи повинен в декілька разів перевищувати розміри зерен, оскільки в протилежному випадку він не може вважатися представницьким через превалюючу роль окремих мінералів або їхнього випадкового сполучення, а також неоднорідності структури.