разбираемся, как устроена современная геология

От полевой романтики до цифровых 3D-моделей

Геологи порой шутят, что их работа — «читать то, чего никто никогда не видел». Там, где большинство людей видит просто камень, геолог распознает подсказку. Обычный кусок породы может рассказать о древнем вулканизме, движении тектонических плит или горячих растворах, которые миллионы лет назад проходили через толщу земли.

Иногда с одного камня начинается история большого открытия. Но между находкой и полной картиной того, что происходит под землей, проходит длинный путь: пешие маршруты, анализы, карты, модели и споры специалистов.

Ко Дню геолога, который отмечают 5 апреля, мы вместе со специалистами компании «Ареал» решили разобраться, как на самом деле устроена эта профессия. Какая она сегодня — и почему за внешней простотой скрывается сложная и многослойная работа, в которой переплетаются работа в поле, лаборатория и технологии.

Путь образца

от полевого маршрута до геологической модели

Дарья Буханова

главный геолог

Больше всего мне нравится самый первый этап, когда еще ничего не известно и только предстоит выбрать участок, поехать в поле и проверить свои гипотезы. Это часто удаленные территории, без инфраструктуры. Живем в маленьких палатках, готовим сами, работаем в небольшом, но очень дружном коллективе, где каждый старается на благо общей цели — найти новое месторождение.  В такие моменты все лишнее уходит. Нет мыслей о бытовых вещах — только о том, как бы пройти по самым потенциально перспективным местам и «не проворонить открытие».

Когда идешь по маршруту, ловишь звенящую тишину и понимаешь, что здесь десятки лет не ступала нога человека, то ощущаешь себя как песчинка один на один с большой планетой. Представляешь, как когда-то сформировались все эти породы и горы, размышляешь о том, где же накопилось  достаточное количество полезного ископаемого, чтобы в перспективе стать для нас новым месторождением.

Встречи на маршруте с дикими животными или пролетающими птицами добавляют радости. Иногда даже находишь в некоторых из них «друзей», как, например, в семействе полевок, свивших гнездо под палаткой, или тарбаганах, кричащих из своих норок, когда проходишь рядом. 

Но самое сильное ощущение приходит позже. Когда возвращаешься на участок, где когда-то буквально пробирался по маршруту и только мечтал, что построишь «город-сад»,

и видишь, что там развивается инфраструктура, заезжает техника, возводятся полевые лагеря, появляются новые рабочие места. Тогда понимаешь, что действительно все это было не зря.

— Я в профессии уже 15 лет. За это время занималась и научной работой, и производственной геологоразведкой, но больше всего поиском новых месторождений — тем, что у нас называют greenfield exploration. Работала по всей Камчатке: от юга до самых северных районов, а также немного на Курилах, в Хабаровском крае. Сейчас — на Чукотке.

Полевое наблюдение и находка

Геолог ищет не просто «интересный камень», а аномалию — то, что выбивается из общей картины пород.

1 шаг

2 шаг

3 шаг

4 шаг

5 шаг

6 шаг

Отбор и документирование образца

Породу описывают, фотографируют, присваивают номер и отправляют на анализ.

Лабораторные исследования

Образец распиливают, дробят, изучают под микроскопом и анализируют состав.

Построение геологической модели

Появляется версия о том, какие процессы происходили в прошлом, где расположены породы и как формировались рудные тела.

Проверка гипотезы

Проведение новых анализов, бурение новых скважин, геофизические исследования и составление карт.

Сопоставление данных

Результаты сравнивают с геофизическими и геохимическими данными, а также с геологическими картами.

7-9 лет

Интересный факт

могут занимать поиск и разведка месторождения

Поиск месторождений начинается не с бурения, а с глубокого анализа и пеших маршрутов. Геологи изучают геологические карты, спутниковые снимки, данные геофизики и определяют участки, которые могут быть перспективными. После этого начинается полевая работа.

У меня было много разных экспедиций, случалось всякое: и медведи заходили в лагерь за сгущенкой, и северные олени неожиданно пересекали наши тропы. Однажды я даже нашел большой кристалл граната, который пополнил мою личную коллекцию.

Запоминающаяся история произошла со мной на производственной практике с ИМГРЭ в Забайкалье на Чарской площади — глубинное геологическое картирование. Мы брали пробы дна, проводили поисковые маршруты. Самым сложным оказалось направление по реке Бурунгна протяженностью 107 км. Под конец мы втроем, почти без сил после пяти дней пути, тащили на себе 40-литровую канистру бензина, поочередно сменяя друг друга. Когда наконец добрались до лагеря, начался сильный дождь, и река поднялась так, что еще день — и перейти ее мы уже бы не смогли. Так что эта экспедиция запомнилась не только невероятными пейзажами, но и настоящим испытанием на прочность!

Работа, где нет кабинетов

Ждан Русанов

геолог

до 2500 км

Интересный факт

может пройти геолог за один полевой сезон

Геолог

Кварц — минерал: прозрачный, молочный или белый, иногда с красивым стеклянным блеском.

«Кварцевая жила для меня — как дорожный знак. Сами по себе они еще ничего не обещают, но показывают, что здесь когда-то работали горячие растворы. А значит, участок уже становится интереснее».

Геолог

Брекчия — это горная порода, состоящая из сцементированных угловатых обломков размером более сантиметра.

«Брекчии различаются по характеру формирования: вулканогенные, осадочные, тектонические. Бывают даже костяные — в местах массового захоронения животных. Для нас особенно заманчивыми являются брекчии гидротермального происхождения, где цементом часто служат такие минералы как кварц»

Геолог

Гранит видели многие. Он может быть привычным серым, розовым или светлым  камнем с заметными кристаллами разных оттенков.

«Гранит кажется очень обычным — его и в городе полно. Но для геолога это след глубинных магматических процессов, которые происходили миллионы лет назад. Кстати, гранит — это „визитная карточка Земли“, на других изученных планетах он не встречается».

Геолог

Обсидиан — природное вулканическое стекло, черное, хрупкое, легко раскалывается на острые узкие грани.

«Обсидиан — горная порода, которая образовалась в результате очень быстрого охлаждения лавы с низким содержанием воды. Любопытно, но несмотря на абсолютно черный цвет, состав обсидиана аналогичен составу гранита. Цвет дают наночастицы оксида железа, равномерно распределенные в прозрачной основной массе».

Геолог

Пирит — сульфид железа, самый распространенный в земной коре сульфид. Из-за латунно-желтого цвета с металлическим блеском его часто путают с золотом.

«Когда новичок впервые видит пирит, обычно радуется: „Золото!“. Мы реагируем спокойнее. Для нас важнее понять, в какой породе он находится и нет ли поблизости руды».

Геолог

Жеода — замкнутая полость в осадочных или вулканических породах, внутри которой образовались кристаллы минералов.

«Жеода — идеальное напоминание о том, что в геологии нельзя судить по внешнему виду. Иногда внешне неприметный камень внутри оказывается очень интересным».

Геолог

Друза — минеральный агрегат, который представляет собой наросшие на общее основание отдельные кристаллы, визуально напоминает щеточку.

«Друзы выстилают стенки пустот разнообразных горных пород. Могут нарастать на стенках трещин, встречаются в открытых полостях рудных жил. Друзы характерны для многих минералов, но чаще всего нам попадаются именно кварцевые. Кварцевая друза в жиле — знак, что скорее всего это ее центральная часть».

После пеших маршрутов начинается другой этап работы — исследование. Образцы дробят, распиливают на тонкие пластины, изучают под микроскопом, проводят химический анализ.

Лаборатория — место, где начинается работа, определяющая судьбу и дальнейшее развитие участка. Геологи доставляют нам пробу, это обычно кусок породы весом 5−9 кг. Наша задача, например: определить, есть ли в этой породе золото или серебро и сколько его.

Сначала пробу дробят и измельчают. Камень превращается почти в порошок — по консистенции как мука. На каждом этапе материал аккуратно сокращают, чтобы получить маленькую, но представительную часть всей пробы. Из нескольких килограммов руды в итоге остается около 10 граммов навески, по которой и проводится анализ.

Дальше начинается химия. Навеску обжигают в печи при температуре около 450 °C, потом при  625 °C, чтобы удалить серу, мышьяк и раскрыть структуру породы. После этого проба реагирует с так называемой царской водкой — смесью азотной и соляной кислот. После химической обработки раствор проходит несколько этапов: ультразвук, нагрев, перемешивание. Затем добавляют специальную ионообменную смолу — она собирает на себе частицы золота и серебра.

Финальный этап — анализ на приборе с использованием рентген-излучения. В результате геологи получают цифру, которую ждут больше всего: сколько граммов металла приходится на тонну руды. Наша работа может казаться монотонной: пробы, анализы, цифры. Но если относиться к ней как к исследованию, каждый образец становится маленькой загадкой.

01

02

Лаборатория — место, где камни начинают говорить

Сергей Капустин

заместитель начальника лаборатории

Такие случаи показывают, что ресурсная геология – это работа на стыке анализа данных и понимания геологических процессов. Модели строятся на цифрах, но за ними всегда стоит знание того, как формируются породы и как ведут себя рудные системы. Когда эти вещи совпадают, можно довольно точно представить, что находится под землей.

Без работы геологов добыча этих ресурсов была бы невозможна.

Сегодня геология — это не только маршруты. Данные анализов, геофизики и бурения объединяют в цифровых моделях. Они помогают понять, где спрятана руда, на какой глубине она находится и насколько перспективен тот или иной участок.

Я занимаюсь ресурсной геологией — это та часть работы, где все данные о месторождении собираются вместе и превращаются в модель того, что происходит под землей. Наша задача — показать рудное тело: где оно проходит, как меняется его форма, где содержание металла выше, где ниже. Я объясняю свою работу через аналогию с метеорологией. Метеорологи предсказывают погоду, чтобы люди понимали, как им действовать завтра. Мы делаем примерно то же самое, только под землей.

Иногда внимательный анализ данных приводит к неожиданным открытиям. Однажды мы бурили известную жилу, у которой ширина обычно была 2−3 метра. В одном месте она вдруг показала около шести. Я посмотрел на соотношение золота и серебра в анализах — и оно оказалось иным. Это подсказало, что скважина, вероятно, пересекла другую структуру. Мы пробурили дополнительные скважины и нашли новую жилу — она дала несколько сотен килограммов золота.

От работы в полях до цифровых прогнозов

Люди, которые стоят за жизнью целых городов

Месторождения не появляются сами по себе — их находят геологи. Люди, которые умеют замечать важные детали в породах и читать историю Земли по камням. 

Металлы, которые используются в промышленности, транспорте, энергетике и современных технологиях, сначала должны быть найдены и изучены. Золото применяется в электронике и высокоточной технике, медь — в энергетике и инфраструктуре, железо и другие металлы лежат в основе строительства и машиностроения.

Алексей Корчагин

ресурсный геолог

На самом деле, геология — всегда командная работа. И любое месторождение начинается одинаково: с маршрута, анализа и попытки понять то, чего никто не видел.

Хочешь присоединиться к команде «Ареала»? Выбирай вакансию и оставляй заявку