Инженерно-геологическое обоснование ресурсного потенциала дна Южно-Китайского моря

The program for the development of the national economy based on own mineral raw materials as adopted in the Socialist Republic of Vietnam requires an increase the volumes of minerals. This includes both liquid hydrocarbons, and non-traditional solid minerals. This paper examines the resource base of mineral deposits

2023;8(1):5–12

Kirichenko Yu. V., Ngo T. T. Q., Shchyokina M. V. The engineering and geological substantiation of the resource potential of the bed of the South China Sea. Mining Science and Technology ( Russia ). 2023;8(1):5–12. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-09-14

Принятая в Социалистической Республике Вьетнам программа развития народного хозяйства, базирующегося на собственной минерально-сырьевой базе, требует повышения объемов добычи полезных ископаемых (ПИ), в том числе жидких углеводородов, вовлечения видов твердых ПИ, месторождений которых на суше практически нет1 [1–3].

Наличие у страны протяженной береговой линии западной окраины Тихого океана, близкое расположение северо-западной границы мегапояса и северного приэкваториального пояса железомарганцевого конкрециеобразования, результаты анализа геологических исследований морского дна, положительный опыт освоения прибрежных и шельфовых россыпей, а также активизация и претензии Китая на освоение акватории Южно-Китайского моря (ЮКМ) предопределяют актуальность организации и развития геологоразведочных работ и освоения морских месторождений Вьетнамом [1–3, 4, 5].

Морские твердые полезные ископаемые (ТПИ) содержат компоненты, имеющие стратегическое значение для экономического и промышленного развития Вьетнама, особенно в области высокотехнологичного машиностроения, включают россыпи ильменита, рутила, циркона, монацита, касситерита и т.п., железомарганцевые конкреции и корки, полиметаллические сульфиды и, возможно, обогащенно-полиметаллические илы [6, 7].

Поэтому исследование, поиск и разведка морских полезных ископаемых во Вьетнаме имеют большое значение, способствуя ориентации на рациональное использование минеральных ресурсов для процесса индустриализации, утверждению суверенитета стра- ны в исключительной экономической зоне, развитию Вьетнама на пути к тому, чтобы стать сильной морской державой. Вьетнам принял Стратегию устойчивого морского экономического развития страны до 2020 г. (начиная с 2007 г.), до 2030 г. и до 2045 г.2

Для решения проблемы развития ресурсной базы проведено инженерно-геологическое обоснование перспектив освоения морских месторождений твердых полезных ископаемых Вьетнама на основе использования карт ресурсно-прогнозного районирования дна. Идея исследований заключалась в выделении и научном обосновании классификационных критериев зонирования (районирования) и выделении перспективных участков с залежами железомарганцевых образований (ЖМО) и других ТПИ. Классификационные признаки использовались при составлении карт районирования по приоритетности организации поисковых работ морских месторождений и разработки средств и методов инженерно-геологических исследований донных отложений шельфовой зоны и глубинных районов Вьетнамского моря (эксклюзивной экономической зоны) [2, 3].

С этой целью нами были выполнены следующие исследования:

– проведены анализ и оценка современного уровня и состояния морских геологоразведочных работ и степени изученности шельфовой зоны и глубинных районов Южно-Китайского моря Республикой Вьетнам;

– определены условия образования и накопления строительных материалов и россыпей в прибрежных районах и шельфовой зоне как предпосылки для выявления зон и районов с потенциальными и перспек- https://mst.misis.ru/

2023;8(1):5–12

Kirichenko Yu. V. et al. The engineering and geological substantiation of the resource potential of the bed of the South China Sea тивными условиями образования и развития железомарганцевых месторождений в морях Вьетнама;

– проведены обзорная оценка и анализ потенциала твердых полезных ископаемых морского дна Вьетнама, включая результаты исследований месторождений строительных материалов, россыпей во вьетнамских водах и месторождений железомарганца в глубинных районах Южно-Китайского моря;

– создана батиметрическая карта дна ЮКМ, обобщены и проанализированы другие факторы, влияющие на формирование и развитие железомарганцевых месторождений в Мировом океане, с целью выявления этих признаков во Вьетнамском море (рис. 1);

– определены благоприятные критерии, влияющие на формирование железомарганцевых руд, с целью зонирования дна ЮКМ по потенциалу их образования в виде грануляций и корок для будущих поисков и разведки.

При выполнении этих исследований использовались многочисленные результаты ранее проведённых исследований в самых различных областях: геологии [4, 5, 8, 9], геофизики [5], петрографии [5, 10], геохимии [6, 7], гидрологии [7, 11–13], океанографии [7, 11, 12, 14], геоморфологии [6, 7, 9, 13, 15], инженерной геологии [7, 16–18], минералогии [19], топографии морского дна [20] и т.д. [21, 22].

На основании многофакторного анализа были разработаны критерии, которые приведены в табл. 1–3.

Критерии районирования расположены в порядке убывания перспективности от 1 до 6. В условиях ЮКМ важны критерии 1, 2, 3 и их рассмотрение должно быть приоритетным.

В некоторых случаях в дополнение к этим критериям геоморфологические критерии используются для оценки континентальных шельфов, долин между подводными горами, топографии вершин подводных гор.

Критерии, используемые для выделения участков, неблагоприятных для образования и роста железомарганцевых конкреций и корок, представлены в табл. 4.

Разработанные критерии позволили произвести районирование дна Вьетнамского моря и выделить ряд участков, в пределах которых целесообразно организовать поисково-разведочные работы на наличие железомарганцевых образований (рис. 2).

Рис. 1. Батиметрическая карта морского дна ЮКМ

2023;8(1):5–12

Кириченко Ю. В. и др. Инженерно-геологическое обоснование ресурсного потенциала дна Южно-Китайского моря

Таблица 1

Критерии районирования месторождений железомарганцевых конкреций

№	Критерий	Значение критерия для присваиваемого рейтинга
		высокий	средний	низкий
1	Глубина моря, м	3000–4000	> 4000	2000–3000 абиссальные равнины после континентального склона и поднятия
2	Углы наклона морского дна, град	0–3	0–3	0–3
3	Возраст формирования рельефа дна (подводные горы/равнины), млн лет	Многие миллионы лет (Очень благоприятные условия – морское дно старое: 15,5–24 млн лет)	Морское дно сформировалось 15,5–24 млн лет назад	Многие миллионы лет
4	Наличие ядер для образования и развития конкреций	Есть. Районы, расположенные вдали от подводных вулканов, подводных гор, богатые биокластом кремнезема	Есть. Районы, расположенные вдали от подводных вулканов, подводных гор, богатые биокластом кремнезема	Есть
5	Скорость течения, см/с	< 4 для диагенетических	< 3	Не влияет
6	Осадки на поверхности морского дна	Практически отсутствуют	Практически отсутствуют	Практически отсутствуют

Таблица 2

Критерии районирования месторождений железомарганцевых корок

№	Критерий	Значение критерия для присваиваемого рейтинга
		высокий	средний	низкий
1	Глубина моря, м	800–1800	500–800; и > 1800	500 м до дна
2	Углы наклона морского дна, град	15–40	15–40	15–40
3	Возраст формирования рельефа дна (подводные горы/равнины), млн лет	Многие миллионы лет (>3). Более древний возраст способствует образованию руд	Многие миллионы лет (>3). Более древний возраст способствует образованию руд	Относительно малый возраст поверхности
4	Поверхность коренной породы	Нет осадка и на базальтовой поверхности (очень высокий), на поверхности известняка, гранита, риолита (высокий)	Нет осадка	В некоторых местах есть осадок
5	Скорость течения, см/с	4–5	4–15 (500–800 м); и < 3 (на глубинах > 1800 м)	Нет необходимости рассматривать
6	Осадки на поверхности морского дна	Отсутствуют	Отсутствуют	Отсутствуют

Таблица 3

Критерии районирования месторождений железомарганцевых конкреций и корок

№ Критерий Значение критерия для присваиваемого рейтинга средний низкий – нулевой 1 Глубина моря, м 500–4000 500–4000 2 Углы наклона морского дна, град 7–15 7–15 3 Возраст формирования рельефа дна (подводные горы/равнины), млн лет > 3 < 3 4 Поверхность коренной породы Есть ядра. Скопление осадка на поверхности неоднородно Есть ядра. Скопление осадка на поверхности неоднородно 5 Ядро для развития конкреций 6 Скорость течения, см/с 4–15 4–15 https://mst.misis.ru/

2023;8(1):5–12

Kirichenko Yu. V. et al. The engineering and geological substantiation of the resource potential of the bed of the South China Sea

Зоны с высоким потенциалом конкреций

Зоны со средним и низким потенциалом корок, глубина < 800 м

Зоны со средним потенциалом конкреций

Площади с одновременными

(сосуществующими) конкрециями и корками

Зоны с низким потенциалом конкреций

Острова в море c корками

Зоны с высоким потенциалом корок

Зоны со средним и низким потенциалом корок, глубина >1800 м

Граница исключительной экономической зоны Вьетнама

@ Города и провинции

Таблица 4

Области без потенциально-перспективных условий образования конкреций и корок

№	Критерий	Корки	Конкреции
1	Глубина моря, м	< 500 м	Континентальный шельф, глубина до 500 м. Равнины имеют пологий угол наклона (0° – 3°) на материковых склонах, подводные горы имеют пологие вершины
2	Углы наклона морского дна, град	Плоская вершина подводных гор (0–3)	3–7 и > 40
3	Возраст формирования рельефа дна (подводные горы/равнины), млн лет	Относительно малый возраст поверхности, очень молодые вулканиты	Не влияет
4	Поверхность коренной породы	Нет необходимости рассматривать	Не влияет
5	Наличие ядер для образования и развития конкреций	Не влияет	Есть
6	Скорость течения, см/с	Нет необходимости рассматривать	Нет необходимости рассматривать

Рис. 2. Карта районирования дна ЮКМ по потенциалу нахождения перспективных железомарганцевых месторождений (район/карта зон поисково-разведочных работ)

2023;8(1):5–12

Кириченко Ю. В. и др. Инженерно-геологическое обоснование ресурсного потенциала дна Южно-Китайского моря

Результаты исследований позволили выделить в исключительной морской зоне Вьетнама потенциальные площади железомарганцевых месторождений:

Группа конкреций

– Площадь с высоким потенциалом нахождения конкреций – 18 110 км2, из которых наибольшая площадь составляет 13 460 км2 – в центральной долине на юго-западе Южно-Китайского моря.

– Площадь со средним потенциалом нахождения конкреций – 28 400 км2.

– Площадь с низким потенциалом нахождения конкреций – 44 970 км2, включая 4 участка, из которых самый большой площадью 34 110 км2 находится на севере исследуемой территории.

Группа корок

Общая площадь составляет 2421,6 км2, в том числе:

– площадь с высоким потенциалом – 882,6 км2,

– площади со средним и низким потенциалом – 1539 км2.

Группа одновременных (сосуществующих) конкреций и корок – 18,777 км².

Эти карты служат основой для планирования геологоразведочных работ в пределах Вьетнамского моря с высокой степенью обнаружения залежей ЖМО и дальнейшего планирования добычных работ.

Выводы

Вьетнамское море имеет типичное геологическое строение окраинных морей, включающих шельф с россыпными месторождениями, абиссальные равнины с подводными горами и залежами железомар-

ганцевых образований различных типов на них, что значительно повышает минерально-сырьевой потенциал Вьетнама.

Прогнозное районирование дна ЮКМ по перспективности участков для организации поисковых и разведочных работ необходимо производить по классификационным признакам, выявленным на основании результатов многофакторного анализа известных подводных месторождений ТПИ, существующих данных геологических, гидрологических, геофизических, инженерно-геологических и т.п. исследований.

Проведённое районирование позволило выделить на дне Южно-Китайского моря (в том числе в пределах эксклюзивной экономической зоны Вьетнама) участки с различным потенциалом нахождения конкреций и корок по следующим категориям: высокий, средний и низкий, с определениями площадей.

Результаты исследований показали, что общая потенциальная площадь железомарганцевых конкреций составляет 91 480 км2, площадь с потенциалом железомарганцевых корок – 2421,6 км2 и площадь сосуществования конкреций и корок – 18 777 км2. При этом приоритетными районами для будущих разведок являются районы с высоким потенциалом конкреций площадью 18 110 км2 и районы с высоким потенциалом корок площадью 882,6 км2.

Планирование и проведение морских геологоразведочных работ в ЮКМ необходимо производить на основании выделенных перспективных участков с классификационными особенностями.

2023;8(1):5–12

Kirichenko Yu. V. et al. The engineering and geological substantiation of the resource potential of the bed of the South China Sea

2023;8(1):5–12