Наука и просвещение: Материалы I Международной научно-практической конференции (15 апреля 2011г.)

Содержание сборника составляют научные статьи ученых России и других стран. Излагается теория, методология и практика научных исследований в области науки, производства, инноваций, социологии, экономики и управления. Сборник адресован ученым, преподавателям, аспирантам, докторантам и студентам вузов... больше
92
Просмотров
Научные работы > Другая тематика
Дата публикации: 2013-05-30
Страниц: 256

НАУКА И ПРОСВЕЩЕНИЕ Материалы I Международной научно- практической конференции (15 апреля 2011г.) Сборник научных трудов ООО «Издательство Простобук» www.prostobook.com Киев 2011. 1


УДК 001.891 ББК 30 Н34 Редакционная коллегия: д.т.н., профессор Иванов В.А. (отв. ред) к.т.н., доцент Воронов А.С. к.э.н., доцент Смирнов А.А. д.п.н., профессор Андреев И.Н. Н34: Наука и просвещение: Материалы I Международ- ной научно-практической конференции (15 апреля 2011г.)/ Отв. ред. В.А.Иванов.-Киев: «Издательство Про- стобук»,2011.-255с. Содержание сборника составляют научные статьи уче- ных России и других стран. Излагается теория, методо- логия и практика научных исследований в области науки, производства, инноваций, социологии, экономики и управления. Сборник адресован ученым, преподавателям, аспиран- там, докторантам и студентам вузов, учителям школ. ©Ломоносовский научный центр, г. Санкт-Петербург, 2011г. © Авторы статей, 2011 ISSN 2222-9132 2

Ломоносовский научный центр (г. Санкт-Петербург) Уважаемые коллеги, этот сборник открывает се- рию международных научно-практических конференций «НАУКА И ПРОСВЯЩЕНИЕ». Целью проводимых конференций является широ- кое распространение результатов научных исследований. Мы постарались сделать этот сборник максимально дос- тупным для авторов и для читателей. Не секрет, что многие научные издания выходят в печать ограниченны- ми тиражами, и практически недоступны для широкой общественности. Технология печати по требованию, по- зволяет издавать сборник неограниченным тиражом. Ка- ждый заинтересованный читатель может заказать в изда- тельстве печать индивидуального экземпляр сборника по цене обычного книжного издания. Мы приветствуем, распространение информации о наших конференциях среди научного сообщества и в се- ти Интернет. Подробнее о проводимых конференциях, сроках и требованиях к оформлению статей, а так же условиях предоставления сборника Вы можете узнать на сайте: http://lomonosov.at.ua Орг. коммитет конференции. 3


БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ РАЗМНОЖЕНИЕ И ОХРАНА МОРСКИХ ЧЕРЕПАХ ВИДОВ CARETTA CARETTA И CHELONIA MIDAS НА ЮГЕ ТУРЦИИ В МАЕ 2010 Г. В.Г. Малиношевский Одесский национальный университет им. И.И. Мечнико- ва, г. Одесса. АННОТАЦИЯ Данный отчёт содержит данные о проведении и результатах охранных мероприятий на местах откладки яиц морскими черепахами видов логгерхед (Caretta caret- ta) и зелёная черепаха (Chelonia midas), расположенных на средиземноморском побережье Турции. Часть данных о размножении, численности и со- стоянии популяций зелёной черепахи и логгерхеда, сам- ки которых откладывают яйца на южном побережье Тур- ции, любезно предоставлена полевыми сотрудниками Турецкой Ассоциации по охране природы (Turkey Nature Protection Foundation), далее - NPF, часть получена авто- ром отчёта при непосредственном наблюдении за про- цессом откадки яиц черепахами в период с 28.05 по 30.05 2010 г. Также, для анализа состояния средиземноморских популяций этих видов дополнительно были использова- ны данные Израильского Центра спасения морских чере- пах (Israel's Sea Turtle Rescue Center). Средиземноморские популяции морских черепах в Красной книге МСОП имеют статусы находящейся в критическом состоянии (CR) для зеленой черепахи и на- ходящейся в опасном состоянии (EN) для логгерхеда. 4

Основными местами размножения указанных ви- дов на турецком побережье Средиземного моря являются лагуна Акъятан, заповедник Акгёль, находящийся в дельте реки Гёксу, пляжи Казанлы, Самандаг, Белек, Па- тара и Изтузу. Период откладки яиц здесь продолжается с начала мая до середины июня, пик приходится на тре- тью - четвёртую декады мая. Откладка яиц происходит только на песчаных пляжах, причём наиболее предпочи- таемыми являются широкие открытые косы, лишенные растительности. Типичным примером являются заповед- ник Акгёль и берег лагуны Акъятан. Рис1. Основные места размножения морских че- репах на юге Турции Гнёздо представляет собой яму в песке, глубиной от 30 до 70 сантиметров, расположенную на расстоянии 5-15 (до 20) метров от урезы воды во время прилива. Од- на кладка взрослой самки содержит 90 - 110 яиц, моло- дой - 70 - 90. Яйца откладываются исключительно ночью, наибольшее количество откладывающих яйца черепах наблюдаются от полуночи до двух часов ночи при темпе- ратуре воздуха 15-18 градусов Цельсия. Черепаха после закапывания гнезда утрамбовывает песок над ним ниж- ней стороной панциря и уходит в воду. Если в это время её побеспокоить, она может вернуться к гнезду и не- 5

сколько раз проползти вокруг него, после чего уползает в воду. Причинами сокращения численности популяций морских черепах являются: прямой отлов взрослых чере- пах браконьерами из-за ценного мяса, гибель взрослых особей в рыболовных сетях и под винтами водного транспорта, сбор яиц местным населением в кулинарных целях, разорение кладок черепах животными и прямое уничтожение вылупившихся детёнышей хищниками. При этом, из наземных хищных животных главными вра- гами молодых черепах, вылупляющихся на юге Турции, являются шакал (Canis aureus), домашние и одичавшие собаки, сизые чайки (Larus canus), и в меньшей степени рыжая лисица (Vulpes vulpes). Для предотвращения браконьерского сбора яиц людьми и разорения кладок на ключевых пляжах, яв- ляющихся местами откладки яиц наибольшим числом черепах, яйца из всех обнаруженных гнёзд собираются каждую ночь сотрудниками природоохранных организа- ций и волонтерами и переносятся в специальные волье- ры, представляющие собой огороженные металлической сеткой с ячеей 50х50 мм участки произвольной площади с обязательным накрытием их такой же металлической сеткой для обеспечения безопасности вылупляющихся молодых черепах от чаек. В этих вольерах яйца закапы- ваются в песок на глубину полуметра и инкубируются в естественных условиях под надзором персонала. При- близительно через 80-85 дней появляются детёныши, ко- торых переносят в море. Таким образом, достигается максимальная эффективность инкубации всех собранных яиц. Все пляжи, на которых встречаются самки, отклады- вающие яйца, оснащаются предупредительными знаками наподобие автодорожных, сообщающих, что на данной территории запрещено ездить на автомобилях и зани- 6

маться какой-либо хозяйственной деятельностью. При невозможности или нерациональности установки волье- ров на каком-либо из пляжей из-за малого количества на нём гнёзд все найденные следы пребывания черепахи на пляже заметаются для маскировки от хищников, а над гнездом устанавливается соответствующая табличка для предупреждения случаев неумышленного раскапывания гнёзд отдыхающими. По данным сотрудников NPF, не- замаскированные кладки разоряются хищниками в 36% случаев, в то время как из кладок, возле которых были заметены следы, разоряются лишь 12%. Также, на такие крупные места откладки яиц, как пляж Изтузу и коса Акъятан, в период с 15 мая по 15 июня запрещен вход посетителей и отдыхающих ежедневно с 22:00 до 08:00, что, совместно с круглосуточным патрулированием, обеспечивает защиту гнёзд от сборщиков яиц. Важной мерой охраны является просветительская деятельность. К помощи государственным организациям и филиалам Всемирного фонда дикой природы, прово- дящим наибольший объём работ по охране черепашьих гнёзд, привлекаются все желающие, включая школьни- ков, студентов, пенсионеров и иностранных волонтёров. Особенно значимы внимание к гнездованию черепах в заповеднике Akgol нескольких местных телеканалов, ос- вещающих в своих передачах ход программы по защите черепах, и предусмотренная турецким законодательством административная ответственность за браконьерство на территории пляжей. Браконьеры, пойманные служащими национальных парков повторно, привлекаются к уголов- ной ответственности. Результатами таких активных мер стало увеличе- ние числа самок, откладывающих яйца на южном побе- режье Турции за последние 10 лет с 40-45 особей в 2002 году до 64 особей в 2010 году для зелёных черепах и с 7

130 особей в 2003 году до 184 особей в 2010 году для логгерхедов. Более подробные численные данные пред- ставлены ниже (табл. 1). Таблица 1. Данные о размножении зелёных черепах и логгерхедов на юге Турции в 2010 г. Вид Количество самок, участвовав- Caretta Chelonia ших в размножении caretta midas Взрослые самки средиземно- 2100 520 морской популяции Самки, отложившие яйца: Пляж Казанлы 16 7 Пляж Самандат 17 6 Район Белек 13 5 Пляж Патара 8 4 Лагуна Акъятан 50 16 Пляж Изгузу 31 12 Заповедник Акгёль 49 14 Всего на юге Турции 184 64 Выпущено молодых особей 8122 2080 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, предпринимаемые усилия по ох- ране гнёзд морских черепах на пляжах юга Турции дают очевидный положительный результат. Отчасти, это также может быть связано с проведением не менее активных работ на о. Кипр и на Средиземноморском побережье Израиля. Для сравнения, можно привести пример Египта и Алжира, где подобные работы в настоящее время либо не проводятся вообще, либо масштабы этих работ не мо- 8

гут обеспечить необходимого уровня защиты гнездовий черепах. Здесь энтузиастами-любителями фиксируется неуклонное уменьшения числа откладывающих яйца са- мок логгерхедов как минимум на 18% за последние 2 го- да. ЗИМОВКА ПТИЦ НА АДЖАЛЫКСКОМ ЛИМАНЕ И В ЕГО ОКРЕСТНОСТЯХ В ФЕВРАЛЕ 2011 Г. В.Г. Малиношевский Одесский национальный университет им. И.И. Мечнико- ва, г. Одесса. АННОТАЦИЯ В отчёте приведены обобщённые результаты учё- та зимующих птиц в акватории Аджалыкского лимана и его окрестностях в феврале 2011 г. и наблюдений за ха- рактером пребывания и жизнедеятельности отдельных видов птиц в этот период. Водоёмы юга Одесской области являются важны- ми местами концентрации перелётных и зимующих птиц. Поэтому учёты численности зимующих здесь видов яв- ляются необходимым средством изучения зимнего соста- ва орнитофауны. Аджалыкский лиман находится на юге Одесской области, в 30 километрах к востоку от Одессы и пред- ставляет собой соединённый каналом с морем залив с сильно развитой промышленной и судоходной инфра- структурой (рис.1). Длина лимана – около 12 км, ширина варьирует от 300 метров в верховьях до полутора кило- метров в районе устья. На берегах лимана расположены несколько сёл, промышленные предприятия, распахан- 9

ные земли и небольшой массив соснового леса. Склоны берегов лимана покрыты кустарниковыми зарослями. Дно лимана на глубине более полуметра покрыто черным илом, только возле берега встречаются песчаные косы и небольшие камни. Вдали от основных судоход- ных маршрутов в большом количестве встречаются за- росли зостеры и зелёных и харовых водорослей, играю- щих важную роль в рационе населяющих лиман водо- плавающих птиц. Рис1. Основные участки, на которых производился учёт. Обозначения участков: участок 1 – окрестности села Григорьевка, участок 2 – окрестности села Новые Биляры, участок 3 – ставки за дамбой. Гидрометеорологические условия рассматривае- мого периода были относительно мягкими. Лишь едино- жды, в начале февраля, вдоль западного берега образова- 10

лась плотная ледяная масса, остальное время поверх- ность воды была свободна ото льда. Минимальная за- фиксированная температура воздуха составила -17°С, большую же часть рассматриваемого периода температу- ра колебалась в пределах пяти градусов около нуля. Снежный покров в окрестностях лимана был достаточно постоянным, глубина его составляла 3-4 см. В целом, зи- ма в этом году была значительно мягче предыдущей. В целях учёта акватория лимана была поделена на три участка. Учёт и наблюдения проводились с подхода и из засидки при помощи бинокля. При вычислении окон- чательных результатов для каждого участка бралось суммарное количество встреченных особей за весь пери- од учёта (03.02.2011 – 28.02.2011) и делилось на количе- ство дней учёта (8 дней). Все результаты представлены ниже (табл. 1). Основными видами зимующих здесь водопла- вающих птиц являются кряква (Anas platyrhynchos), лы- суха (Fulica atra), хохлатая чернеть (Aythya fuligula). большая поганка (Podiceps cristatus) и сизая чайка (Larus canus). Из них кряква, хохлатая чернеть и сизая чайка яв- ляются истинными зимовщиками, не обнаруженными здесь на гнездовании. Самыми многочисленными видами водоплаваю- щих птиц были кряква и лысуха. Они образовывали крупные скопления в ключевых местах: между причала- ми промышленных предприятий и возле устья лимана. В течение всего зимнего периода на лимане был встречен лишь один лебедь-шипун (Cygnus olor), зимо- вавший здесь вплоть до второй декады марта. Для срав- нения, в 2010 году на лимане зимовала группа из 6 птиц. На всём западном побережье Одесского залива также не было встречено ни одной птицы. Регулярно наблюдались четыре стаи хохлатой 11

чернети численностью 80-100 птиц, в состав которых входили также несколько пар морских чернетей (Aythya marila) и красноголовых нырков (Aythya ferina). Также, на протяжении всей зимы на лимане держались 8 пар длинноносых крохалей (Mergus serrator). Интересно от- метить, что ни разу эти птицы не попались на глаза по- одиночке, везде плавая только парами или группами по 4-5 особей. На лимане зимовала лишь одна пара пеганок (Tadorna tadorna). Возможно, это связано с достаточно большой глубиной и низкой солёностью этого водоёма. В этот же период на Куяльницком лимане, менее глубоком и значительно более солёном, только в южной его части зимовало не менее двух тысяч птиц. Большие поганки были наиболее равномерно раз- мещены по всей акватории лимана. Вместе с ними, обра- зуя смешанные группы, но в гораздо меньшем числе, зи- мовали серощёкие поганки (Podiceps grisegen). Опреде- лённые трудности представляла идентификация этих по- хожих друг на друга видов на большом расстоянии, по- этому приведенные ниже численные данные (табл.1) сле- дует считать достаточно приближёнными. Также на ли- мане зимовали малые поганки (Podiceps ruficollis). Дер- жались они двумя стаями - 10 и 8 особей - возле западно- го берега лимана, на мелководье, всегда отдельно от дру- гих птиц. Распределение птиц по акватории лимана было следующим: вдоль всего побережья, включая промыш- ленные конструкции, на расстоянии до 50 метров от бе- рега держались кряквы, чернети, нырки, пеганки, боль- шие и серощёкие поганки, лысухи и сизые чайки; даль- ше, в полосе 50-150 метров от берега встречались боль- шие поганки, кряквы, хохлатые чернети, длинноносые крохали и сизые чайки и ещё дальше - в центральной 12

части водоёма - небольшие группы крякв, хохлатых чер- нетей и единичные экземпляры сизых чаек. Таблица 1. Численность водоплавающих птиц по итогам учёта 03 – 28 февраля 2011 г. Количество птиц, особей. Вид Участки 1 2 3 Всего Anas platyrhynchos 397 781 36 1214 Cygnus olor - 1 - 1 Aythya fuligula 292 288 - 580 Aythya marila 24 8 - 32 Aythya ferina 16 - 2 18 Mergus serrator 16 - - 16 Tadorna tadorna 2 - - 2 Fulica atra 314 608 42 964 Podiceps cristatus 64 122 65 251 Podiceps grisegen 17 19 7 43 Podiceps ruficollis 18 - - 18 Larus canus 107 44 24 175 Limicola falcinellus 9 - 4 13 ЗАКЛЮЧЕНИЕ На зимовке отсутствовали малые крохали, боль- шие бакланы и озёрные чайки, последние два вида по ре- зультатам аналогичных учётов были в предыдущие годы здесь весьма многочисленными[1]. Таким образом, видо- вой состав зимующих водоплавающих птиц в 2010-2011 гг. не был типичным для Аджалыкского лимана, предпо- ложительно, вследствие мягких погодных условий на 13

всём юге Украины, позволивших многим птицам зимо- вать севернее на более спокойных водоёмах. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ 1. Зимние учеты птиц на Азово-Черноморском побере- жье Украины. Сборник научных работ. Выпуск 3. – Одесса-Киев: Wetlands International, 2001. – 67 c. 14

ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ СИСТЕМА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ПРОГНОЗА МЕСТОРОЖДЕНИЙ Ройзенман Ф.М. Российский государственный геологоразведочный уни- верситет АННОТАЦИЯ В последние десятилетия в связи со значительным исчерпанием фонда легко открываемых на поверхности месторождений, произошел повсеместный переход на поиски и разведку рудных объектов, находящихся на глубине. Это принципиально изменило требования к ло- кальному прогнозу месторождений. В связи с тем, что для глубинной добычи рентабельными являются только достаточно крупные и богатые объекты, еще до разведки необходимо определить промышленно-экономические параметры прогнозируемого объекта и на этой основе решить – рационально ли его разведывать. Один из ве- дущих отечественных специалистов по рудным место- рождениям Л.Н. Овчинников объективно отметил со- стояние данной проблемы: «К сожалению, современный уровень наших знаний, уровень геологической науки в целом и учения о полезных ископаемых в частности та- ков, что возможность прогнозирования месторождений с достаточным успехом весьма мала» [2]. Эта задача в ми- ровой геологической отрасли не решена и в настоящее время. В связи с этим, отмечается резкое снижение эф- фективности поисково-разведочных работ. Для сущест- венного повышения эффективности геологоразведочных 15

работ (и связанных с этим горно-добычных работ) авто- ром разработана и в течение 35-ти лет апробирована принципиально новая – количественная система прогно- за [3,4,5]. Новая система прогноза позволяет до прове- дения горно-буровых разведочных работ определять промышленные параметры рудных объектов (их размеры и запасы, содержания и качество сырья). Это дает воз- можность заранее рассчитать рентабельность добычи по- лезного ископаемого и решить вопрос о целесообразно- сти разведки данного объекта. Разработка и апробация новой системы прогноза проведены на территориях 15- ти рудных полей и 40-ка месторождений. Апробация системы высокоточного прогноза привела к открытию и разведке 70-ти рудных тел 18-ти полезных ископаемых со стоимостью сырья 17 млрд. долларов, добыто сырья на 2.7 млрд. долларов. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ При разработке и использовании системы коли- чественного прогноза применялся большой комплекс методов исследования. В связи с тем, что применяе- мая в настоящее время методика геологического карти- рования характеризуется значительной неоднозначно- стью и субъективностью, в новой системе прогноза при- менена разработанная Б.М. Роненсоном принципиально новая – формально однозначная методика геологическо- го картирования [7]. В этой методике все операции бази- руются на строгой математической, статистической ос- нове. Формально однозначные геологические карты рудных полей и месторождений впервые дали возмож- ность установить необходимые количественные поиско- во-оценочные критерии для точного прогноза (в том числе – на глубине). Геофизическая съемка и геофизи- ческие исследования (электроразведка, магниторазведка, 16

гамма-спектрометрия, акустика и др.) проводились, в целом, известными методами, с разработкой дополни- тельных геофизических критериев рудоносности (на- пример, разработанный автором метод электроанизотро- пии [5]). Геохимическая съемка и специальные геохи- мические исследования проведены с обязательным уче- том минералого-петрографического состава горных по- род. Термобарогеохимические исследования и картиро- вание проведены на основе разработанных Н.П. Ермако- вым методов (гомогенизации, декрепитации, газовой хроматографии и др.). Вместе с тем, разработанные Н.П. Ермаковым методы прогноза месторождений [1] оказа- лись не эффективными. Одной из главных причин низко- го уровня прикладной термобарогеохимии является не- совершенство теории флюидного рудообразования, су- ществующей уже более 70-ти лет и не способной отве- тить на многие важнейшие вопросы флюидного рудооб- разования (специфика богатого рудообразования, усло- вия формирования крупнокристаллического сырья и др.). Разработанная автором новая теория флюидного рудооб- разования под воздействием «углекислотной волны» создала основу для установления точных, эффективных критериев прогноза рудных тел [4,5,6]. Всего в системе количественного прогноза использовано 20 методов ис- следования. Среди них основным, базовым методом яв- ляется геологическое картирование по формально- однозначной методике. Увеличение достоверности прогноза рудных тел. Для количественной оценки достоверности про- гноза введено понятие «поисковая вероятность» [2]. Она обозначает вероятность обнаружения месторождения в данном месте. В настоящее время для разных полезных ископаемых достоверность прогноза составляет 5-20%. 17

Для кардинального увеличения достоверности глубинного прогноза автором разработана методика дос- тижения «поисковой вероятности» 80% и более. Эта ве- личина выбрана в связи с тем, что при увеличении фи- нансовых затрат достоверность прогноза сначала растет прямо пропорционально, но после вероятности 80% уве- личение достоверности прогноза с увеличением финан- совых расходов растет непропорционально мало. В соот- ветствии с этим, в качестве «оптимального» уровня «по- исковой вероятности» выбрана величина 80%. Как было установлено на месторождениях разных полезных иско- паемых, главный – геологический поисковый критерий обеспечивает 50-70% «поисковой вероятности». Для дос- тижения «оптимального» уровня «поисковой вероятно- сти» (80%), к основному – геологическому поисковому критерию, например, на редкометальных месторождени- ях добавлялся геохимический критерий, на месторожде- ниях графита и подземных водоисточников – геофизиче- ский критерий, на месторождениях мусковита и флого- пита – термобарогеохимический поисковый критерий. При проверке прогнозов, сделанных по разработанной системе, фактический уровень «поисковой вероятно- сти» оказался: на месторождениях флогопита Алдана - 83-, 90%, на графитовых месторождениях Алдана, Каре- лии и Урала – 85-89%, на месторождениях мусковита (Мамско-Чуйский район и Сев. Карелия) – 82-84%, на месторождениях облицовочного (блочного) камня Каре- лии – 93%. В качестве примера на рис. 1 приведен прогноз промышленной флогопитносной зоны на месторождении Южном на Алдане. Как видно на рис. 1, флогопитносные зоны XIII, XIX-XX и XXIII отражаются четкими декреп- тометрическими аномалиями разработанного автором «поискового декрептометрического коэффициента» Кд. 18

Вместе с тем, в северной части горизонта 1130 м была зафиксирована аномалия Кд, не связанная с известными флогопитоносными зонами. На месте этой аномалии ус- тановлены также положительный геологический крите- рий. Как установлено на Алданских месторождениях флогопита, общая геологическая «поисковая вероят- ность» составляет 70%, а декрептометическая – 64% [4,5]. В соответствии с этим, рассчитанная по формуле вероятности совместных событий общая «поисковая ве- роятность» составляет 89%. В соответствии с этим рас- четом, на участке северной декрептометрической анома- лии с вероятностью 89% была прогнозирована новая флогопитоносная зона. Ее запасы флогопита были опре- делены по графику на рис. 2 – в количестве 5000 тонн. Пробуренными по данному прогнозу скважинами на глубине 40 м ниже горизонта 1130 метров было открыта и разведана, а впоследствии полностью отработана флогопитоносная зона XXV с запасами флогопита 5400 тонн. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ РУДНЫХ ТЕЛ Размеры рудных тел (в том числе – на глуби- не) достаточно точно определяются количественным исследованием критериев: геологических, геофизиче- ских, геохимических, термобарогеохимических. Так, размеры открытой по прогнозу автора флогопитнос- ной зоны XXV (рис. 1) были точно определены по геологическому и декрептометрическому критериям. 19

Рис. 1. Карта декрептометрических аномалий и размещения промышленных флогопитоносных тел на горизонте 1130 м шахты 5-бис месторождения Южно- го (Алдан). 1-4 – зоны со значениями декрептометри- ческого поискового коэффициента Кд: 1 – (0 – 7%), 2 – (7-20%), 3 – (20-35%), 4 – более 35%; 5 – 6 – про- мышленные флогопитоносные зоны: 5 – на горизонте 1130 м, 6 – проекция на горизонт 1130 м с горизонта 1089 м. 7 – контур открытой по прогнозу флогопито- носной зоны XXV. Прогнозирование запасов рудных тел рассмотрим на примере флогопитовых месторождений Алдана. Как видно на рис. 2, к мелким складкам (с амплитудой до 40 м) и крупным складкам (с амплитудой более 180 мет- ров) приурочены лишь мелкие флогопитоносные зоны (с запасами флогопита до 5000 тонн). А наиболее ценные флогопитоносные зоны, с запасами 20000-40000 тонн флогопита-сырца приурочены к средним («оптималь- ным») по размерам складкам – с амплитудой 80-150 мет- ров. С использованием данного эталонировочного гра- фика по рекомендации автора была открыта (и в даль- нейшем полностью отработана) флогопитоносная зона 20

XIX-XX месторождения Южного с запасами флогопита 40000 тонн – крупнейшая в мире, на время открытия. Рис. 2. Зависимость запасов флогопитоносных зон (Q) от амплитуды дисгармоничных складок (Н) на Алданских месторождениях: 1 – Южное, 2 – Федоров- ское, 3 – Озерное, 4 – Бурдыхлайское, 5 – Безымянное, 6 – Белибердинское, 7 – Северное, 8 – Таборное, 9 – Леглиерское, 10 – Верхне-Эмельджакское, 11 – Поиско- вое. Прогнозирование содержаний полезного ископаемого. На рис. 3 приведена номограмма соотношения между содержаниями графита и разработанным автором электроразведочным параметром – «коэффициентом электроанизотропии» месторожденииЧебере (Алдан). На этой номограмме выделены поля с содержаниями графи- та: 0-1%, 1-3%, 3-9%, 9-18%, более 18%. Достоверность оценки содержаний графита по указанной номограмме составила на данном месторождении 89%. Использова- 21

ние эталонировочной номограммы позволило умень- шить объемы бурения на месторождении Чебере на 10000 погонных метров. С помощью прогнозно- оценочного метода «электроанизотропии» была открыта и оценена зона Центральная месторождения Чебере с са- мыми высокими в мире содержаниями высококачествен- ного графита – 27% (в 4 раза выше, чем на крупнейших в Европе украинских месторождениях), а также – еще 8 графитовых месторождений на Алдане и в Карелии. Рис. 3. Эталонировочная номограмма соотноше- ний между содержаниями графита в руде, минимальным кажущимся сопротивлением (Rmin) и «коэффициентом электроанизотропии» (Ка), на месторождении Чебере (Алдан). Содержания графита в рудах: 1-3 – бедных, 3- 9 - средних, 9-18 - богатых, более 18% - весьма бога- тых; 0 м –10 м-20м-40м-50 м - изолинии глубин залега- ния графитоносной зоны 22

Прогнозирование качества минерального сырья. Проблема оценки качества особенно важна для неметаллических полезных ископаемых, а для кристал- лосырья часто является наиважнейшей. Автором разра- ботаны количественные критерии для определения ка- чественных характеристик диопсидового, кварцевого и полевошпатового сырья, графита, флогопита, облицо- вочного камня и других полезных ископаемых. Так, для производства высокочистых кварцевых стекол тре- буется сырье с минимальным количеством примесей, что является большой редкостью. При этом методами, пре- дусмотренными Техническими условиями, невозможно достоверно определить качество кварцевого сырья. В ре- зультате, достаточно велико количество бракованных изделий. Как показали наши исследования кварцевого сырья 35-ти месторождений СССР и Бразилии, по газо- насыщенности и концентрации СО2 в газово-жидких включениях можно получить точную информацию о сортности кварцевого сырья (рис.4) и его составе и структурных особенностях [5]. 23

Рис. 4. Номограмма сортности кварцевого сырья по газовому анализу. Р – газонасыщенность, ССО2 – кон- центрация СО2 в газово-жидких включениях при Т= 100- 300оС РЕЗУЛЬТАТЫ АПРОБАЦИИ СИСТЕМЫ КО- ЛИЧЕСТВЕННОГО ПРОГНОЗА В результате проверки 76-ти прогнозов, сделанных с помощью указанной количественной методики, было открыто, оценено и разведано 70 промышленных тел 18- ти различных твердых и жидких полезных ископаемых, в том числе: 1) 17 промышленных тел калиевого полевош- патового сырья (Алдан, Кольский полуостров); 2) 5 про- мышленных тел натрово-глиноземистого полевошпато- вого сырья (Ю. Карелия); 3) 6 промышленных флогопи- тоносных тел (Алдан); 4) 8 промышленных мусковито- носных тел (Мамско-Чуйский район и С. Карелия); 5) 9 промышленных графитоносных тел (Алдан и Ю. Каре- лия); 6) одно комплексное рудное тело с литием, рубиди- ем, цезием, танталом, ниобием и бериллием (Кольский полуостров); 7) 12 промышленных тел облицовочного камня (Ю. Карелия); 8) 7 промышленных тел высоко- прочного щебня с запасами 500 млн. куб.м (Ю. Карелия); 9) 5 подземных водоисточников (С. Карелия, Ю. Каре- лия и Московская область). Среди указанных объектов четыре имеют государственное или мировое значение. Общая стоимость минерального сырья в недрах - 17 млрд. долларов США. Добыто сырья на 2.7 млрд. дол- ларов. ВЫВОДЫ 1. Система количественного прогноза месторождений может служить основой для повсеместного перехода на высокоточное глубинное прогнозирование. 24

2. Эта система позволяет количественно оценить вероят- ность обнаружения промышленного объекта и дове- сти достоверность прогноза до 80% и выше. 3. Также в этой системе разработаны способы количест- венной оценки (на поисковой стадии) промышленных параметров: размеров и запасов рудных тел, содержа- ний и качества минерального сырья. 4. Определение промышленных параметров дает воз- можность до разведочных работ рассчитать рента- бельность добычи полезного ископаемого на данном объекте и тем самым решить вопрос о целесообразно- сти его разведки. 5. Новая методика позволяет целенаправленно прогнози- ровать крупные и богатые месторождения (в том чис- ле – на глубине). 6. При проверке 76-ти рекомендаций, сделанных на осно- ве системы количественного прогноза, открыты, оце- нены и разведаны 70 промышленных тел 18-ти твер- дых и жидких полезных ископаемых, в том числе – 4 крупных месторождения. 7. Результаты апробации системы количественного про- гноза свидетельствуют о повышении эффективности геологоразведочных работ в 10 раз. Объемы бурения уменьшаются до 10 раз. 8. Экономический эффект в России от применения коли- чественной системы прогноза месторождений может составлять десятки миллиардов рублей в год. 9. Массовое внедрение системы высокоточного прогноза является необходимым условием резкого повышения эффективности геологоразведочных работ и обеспе- чения минерально-сырьевой безопасности России в новых условиях. 25

ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧННИКИ 1. Ермаков Н.П. Методы исследования газово-жидких включений при поисках и разведке постмагматиче- ских месторождений и слепых рудных тел // Сов. геология.– 1966. - №9. - Сс.77-90. 2. Овчинников Л.Н. Образование рудных месторожде- ний. – М.: Недра. – 1988. – 255 с. 3. Ройзенман Ф.М. Критерии количественного прогно- зирования метаморфогенных месторождений // Изв. вузов, геол. и разв. – 1988. - №3. – Сс. 38-42. 4. Ройзенман Ф.М. Система количественной оценки оруденения.// Изв. вузов, геол. и разв. – 1996. - №3. – Сс. 140-141. 5. Ройзенман Ф.М. Условия образования и количест- венный локальный прогноз метаморфогенных ме- сторождений. – М.: Щит-М, 2004. – 276 с. 6. Ройзенман Ф.М. Теория богатого флюидного рудо- образования под воздействием «углекислотной вол- ны». – М.: Издательство МЮИ, 2008. – 84 с. 7. Ройзенман Ф.М. Высокоточный глубинный // Госу- дарственное управление ресурсами. – 2010. - № 2/56 – Сс. 72-79. 8. Роненсон Б.М. Пути повышения достоверности крупномасштабных геологических карт // Изв. вузов, геол. и разв. – 1972. - №4. – Сс. 24-27. 26

НОВАЯ ТЕОРИЯ ФЛЮИДНОГО РУДООБРАЗО- ВАНИЯ - ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ «УГЛЕКИСЛОТНОЙ ВОЛНЫ» Ф.М. Ройзенман Российский государственный геологоразведочный уни- верситет, Москва ВВЕДЕНИЕ Современная теория флюидного минерало- и рудообразования была разработана более 70-ти лет назад на основании экспериментов по растворимости компо- нентов в чистой воде. Однако многие важные законо- мерности природных флюидных процессов не смогли найти аргументированного объяснения в этой общепри- нятой теории. 1) Проблема богатого оруденения (про- блема «рудных столбов»), то есть – в чем специфика температурных и физико-химических условий образова- ния богатых руд. А эта проблема имеет и огромное при- кладное значение. 2) Проблема обратимости минерало- образования, то есть – формирование в одной горной по- роде нескольких генераций одного минерала. 3) Пробле- ма скачкообразности рудообразования. Как было уста- новлено Л.Н. Овчинниковым (1968), рудообразование происходит только в определенных интервалах темпера- тур, разделенных «безрудными» интервалами темпера- тур. Но причины этого не установлены. 4) Проблема крупных разломов в рудообразовании. Из существующей теории не ясно, почему в крупных региональных разло- мах, где происходила циркуляция огромных масс гидро- термальных растворов, оруденение либо бедное, либо вовсе отсутствует. 5) Проблема кислотно-щелочной эво- 27

люции минералообразующих растворов. До сих пор нет достаточно аргументированного объяснения этого явле- ния, открытого Д.С. Коржинским (1957). 6) Условия роста крупных кристаллов в природных условиях до сих пор достоверно не выяснены. Указанные важные про- блемы нашли решение в новой теории флюидного рудо- образования (Ройзенман, 1997, 2004, 2008), разработан- ной на основе формально-однозначного геологического картирования и комплексных исследований рудных по- лей и месторождений различных полезных ископаемых разных генетических типов (скарны, пегматиты, метасо- матиты, гидротермальные жилы). В комплекс термоба- рогеохимических исследований включались: 1) раздель- ное исследование бедных и богатых руд методами гомо- генизации, термозвуковой и термовакуумной декрепита- ции; 2) детальный газово-хроматографический анализ через каждые 40о нагрева проб в интервале температур 100-800оС; 3) детальное декрептометрическое картиро- вание месторождений. Всего исследовано 35 месторож- дений 17-ти полезных ископаемых в 10-ти рудных полях СССР. В результате этих комплексных исследований ус- тановлено, что, вне зависимости от генетического типа и вида полезного ископаемого (флогопит, мусковит, литий, рубидий, цезий, графит, медь, никель, кварцевое сырье и др.) на всех изученных объектах богатое рудообразова- ние на «постмагматическом» этапе (ниже 550оС) проис- ходило однотипно, на фоне колебательного, волнообраз- ного изменения концентрации СО2 в остывающих по- стмагматических растворах – явление «углекислотной волны» (Ройзенман, 1997, 2004, 2008). 28

Сравнение условий образования бедных и богатых руд. 1. Температуры декрепитации газово-жидких вклю- чений. Как видно на рис. 1, для бедных руд различных полезных ископаемых характерен один крупный пик декрепитации – при температурах 480-320о. На декреп- тограммах богатых руд, кроме этого пика (реликтового) появляется еще один пик декрепитации – при 320-100о (типоморфный для стадии богатого оруденения). Таким образом, бедное оруденение характеризуется температу- рами декрепитации 480-320о, а богатое оруденение – температурами декрепитации 320-100о. 2. Концентрация СО2 в рудообразующих растворах. При газово-хроматографических исследованиях установлено, что компонентами рудообразующих рас- творов были Н2О и СО2, а важнейшим показателем явля- ется концентрация СО2 (ССО2). Как видно на рис. 2, в бедных рудах концентрация СО2 стабильно низкая. В богатых рудах тех же полезных ископаемых отмечаются значительно более высокие концентрации СО2. Из таблицы видно, что в бедных рудах, при тем- пературах 320-480о, концентрация СО2 составляет 1.2 – 4.0 моль/кг Н2О. В богатых рудах, при температурах 100-320о, концентрация СО2 резко возрастает – 11.3 – 17.4 моль/кг Н2О. Таким образом, концентрация СО2 на стадии богатого, концентрированного оруденения, в среднем, в 6 раз выше, чем на стадии бедного, рассеянно- го оруденения. 29

Таблица 1 Характеристика температур и концентрации СО2 для стадий рассеянного и концентрированного оруденения. Полезное Анали- Ко- Стадия рассеянно- Стадия концентри- ископае- зи- ли- го оруденения ро- ванного оруде- мое, рай- руемый че- нения он мине- ств Темпера- ССО2 Темпера ССО2 о о рал о тура, С моль/кг тура, С моль/кг про Н 2О Н 2О б Муско- Кварц 30 320-480 2.6 100-320 11.3 вит, Ка- рело- Кольский Муско- Кварц 16 320-480 1.6 100-320 13.1 вит, Мам- ско- Чуйский Флого- Диоп- 14 320-480 1.2 100-320 13.8 пит, Ал- сид данский Редкие Кварц 18 320-480 4.0 100-320 17.4 металлы, Кольский Влияние концентрации СО2 на растворимость ком- понентов раствора Согласно экспериментальным данным Я.Н. Белев- цева (1979), Г.У.Мори (1960) и других исследова- телей, добавление даже небольших количеств СО2 к воде резко изменяет растворимость многих компонен- тов, в том числе – рудных. При этом компоненты делят- ся на две группы. Растворимость компонентов первой группы при увеличении концентрации СО2 существенно увеличивается: СаО - в 20-380 раз, МgО – в 20-100 раз, 30

Fe2O3 – в 240 раз, NiO - в 2 раза, SnO2 – в 25 раз. По данным (Гаррелс, Рихтер, 1960) к первой группе отно- сится также уран. Во второй группе компонентов (Аl2O3 и SiO2) при добавлении СО2 растворимость уменьша- ется. Модель флюидного рудообразования. В связи с «углекислотной волной» и данными по растворимости компонентов, в процессе богатого рудо- образования выделены 5 стадий (рис. 3). На стадии 1 (550-380о) при низких концентрациях СО2 (1-4 моль/кг Н2О), в условиях сильного пересыще- ния раствора и массового самопроизвольного образова- ния зародышей минералов, из существенно водного рас- твора происходила кристаллизация минералов (в том числе – рудных) с образованием рассеянных, бедных руд (стадия бедного оруденения). На стадии 2 (380-280о) в связи с резким увеличе- нием концентрации СО2 – до 12 моль/кг Н2О, несмотря на снижение температуры, существенно увеличивалась растворимость компонентов первой группы, в том числе – рудных, и эта группа компонентов переходила обратно в раствор (первая стадия растворения рудных компонен- тов). На стадии 3 (280-220о) происходило существен- ное снижение концентрации СО2 – до 5-6 моль/кг Н2О. В связи с уменьшением растворимости компонентов пер- вой группы, в условиях сравнительно низких температур, кристаллизация минералов осуществлялась при неболь- ших пересыщениях раствора, преимущественно на ос- тавшихся затравках. В этих условиях происходило обра- зование концентрированных, богатых, в том числе – крупнокристаллических руд (первая стадия богатого оруденения). 31

На стадии 4 (220-140о) отмечается повторное рез- кое повышение концентрации СО2 – до 12 моль/кг Н2О и, в связи с этим – новое увеличение растворимости неко- торых компонентов первой группы, которые снова пере- ходили в раствор (вторая стадия растворения). На стадии 5 (ниже 140о) на фоне дальнейшего снижения температуры и концентрации СО2 (до 4 моль/кг Н2О) происходило формирование богатых руд урана, ртути и ряда других минералов (вторая стадия бо- гатого оруденения). Геологические условия образования «углекислотной волны» и богатого оруденения. На рис. 3 видно, что пик концентрации СО2 при 340о в природных рудообразующих системах с богатым оруденением совпадает с максимумом концентрации СО2 в экспериментальной (закрытой, автоклавной) системе Н2О – СО2 – NaCI (Такеноучи, Кеннеди, 1968). Из этого можно сделать вывод, что формирование богатого ору- денения происходило в закрытых рудно-флюидных сис- темах (в закрытых геологических структурах). В проти- воположность этому, концентрация СО2 в системах с бедным оруденением оставалась при всех температурах стабильно низкой – 1 - 4 моль/кг Н2О (см. рис. 3). Это означает, что в открытых системах, из-за ухода газов (в том числе – СО2) «углекислотная волна» и связанное с ней богатое оруденение были невозможны. Решение важнейших проблем флюидного рудообразования Выявление «углекислотной волны» и ее регули- рующей роли в неоднократном растворении и кристалли- зации минералов при снижении температуры постмагма- тического раствора позволяет по-новому решить указан- ные выше проблемы флюидного рудообразования. 32

1) «Рудные столбы» образовались в закрытых рудно- флюидных системах, где под воздействием «углеки- слотной волны» происходило бедное оруденение (ста- дия 1), растворение рудного вещества (стадии 2, 4) и богатое оруденение (стадии 3, 5). 2) Обратимость минералообразования объясняется неод- нократной кристаллизацией и перекристаллизацией минерала в ходе флюидного процесса (стадии 1, 3, 5). 3) Скачкообразность минералообразования определяется кристаллизацией минералов на стадиях 1, 3, 5, разде- ленных «безрудными» стадиями 2 и 4. 4) Отсутствие богатых месторождений в крупных разло- мах объясняется тем, что в них из флюидной системы уходит СО2 и, в связи с этим, отсутствуют условия для прохождения «углекислотной волны» и связанного с ней богатого оруденения. 5) Причина кислотно-щелочной эволюции постмагмати- ческих растворов заключается в том, что из-за сильно- го влияния СО2 на их кислотность (она повышается на 2 – 4 единицы рН (Белевцев и др., 1972)), график «уг- лекислотной волны» можно рассматривать как график кислотности раствора (см. рис. 3). Тогда ранняя ще- лочная стадия Д.С. Коржинского соответствует суще- ственно водной стадии 1 «углекислотной волны»; ки- слотная стадия - стадии 2 «углекислотной волны» с высокой концентрацией СО2, а поздняя щелочная ста- дия соотносится с 3-ей стадией «углекислотной вол- ны». 6) Рост крупных кристаллов был возможен только в за- крытых рудно-флюидных системах, где «углекислот- ная волна» определяла формирование сначала мелких кристаллов (стадия 1), их растворение (стадии 2, 4) и их перекристаллизацию, с формированием крупных кристаллов (стадии 3, 5). 33

О возможных причинах возникновения «углекислот- ной волны». В экспериментах с бинарной системой Н2О – СО2 пик концентрации СО2 не обнаруживается. Он появляет- ся только при добавлении в систему NaCI (по данным (Такеноучи, Кеннеди, 1968). В соответствии с этими дан- ными, можно предположить, что добавление NaCI при- водит к «эффекту высаливания»», под воздействием ко- торого газы (в том числе – СО2) выделяются из раствора. Однако экспериментально «эффект высаливания» пока изучен только до температуры 300о (Малинин, 1979), и для расчета этого эффекта при более высоких температу- рах пока недостаточно данных. Вместе с тем, анализ экс- периментальных данных (Малинин, 1979) позволяет от- метить существование небольшого пика концентрации СО2 при температуре 180о, что согласуется с пиком кон- центрации СО2 (Т = 180о) в природных системах с бога- тым оруденением (см. рис. 3). В целом, следует отметить, что расшифровка химических и термодинамических при- чин «углекислотной волны» в рудообразующих раство- рах требует дополнительных исследований. В первую очередь, это относится к выявлению «эффекта высалива- ния» при высоких температурах. Использование «углекислотной волны» для поисково- оценочных работ. На основе «углекислотной волны» разработаны новые поисково-оценочные критерии рудоносности. Эти критерии вошли важной составной частью в новую сис- тему количественного локального прогноза рудных тел (Ройзенман, 1988, 1996, 2004). Новая система позволяет уже после геолого-картировочных работ и специальных исследований (и до разведочных горно-буровых работ) давать количественный прогноз основным промышлен- ным параметрам: размерам и запасам рудных тел, со- 34

держанию и качеству сырья. Также определяется досто- верность прогноза путем расчета вероятности обнаруже- ния рудного тела в данном месте. С использованием этой системы высокоточного локального прогноза открыты 70 рудных тел 18-ми полезных (в том числе – 4 крупных месторождения государственного и мирового уровня), со стоимостью сырья 17 млрд. долларов, и добыто сырья на 0.7 млрд. долларов. И в этой системе количественного прогноза, базирующейся на формально-однозначном геологическом картировании, существенную роль играют критерии, разработанные на основе «углекислотной вол- ны». Подробному изложению новых термобарогеохи- мических методов и критериев прогноза (в том числе – глубинного) промышленных параметров рудных объек- тов (их размеров и запасов, а также – содержания и каче- ства сырья) посвящен специальный доклад на данной конференции. 35

Рис.1. Графики декрепитации бедных и богатых руд: 1 – 3 - мусковитоносные пегматиты: 1. Сев. Карелия, 2 – Мамско-Чуйский район, 3 – Кольский полуостров; 4 – комплексные редкометальные пегматиты; 5 – хрусталенос- ные жилы Алдана; 6 – медно-никелевое Аллареченское месторождение; 7-8 – флогопитовые месторождения: 7 – 36

Ковдорское, 8 – Алданские; 9 – сводные декрептограммы. а – бедные руды, б – богатые руды. Горизонтальная штри- ховка – стадия бедного оруденения, вертикальная штриховка – стадия богатого оруденения. Рис. 2. Графики изменения с температурой концен- трации СО2 в минералах богатых руд (сплошная линия) и бедных руд (пунктирная линия). а – флогопитоносные метасоматиты Алдана; б – редкометальные пегматиты Вороньих тундр; в – полевошпатовые пегматиты Алдана; г – графитовые руды Алдана; д – мусковитоносные пегматиты 37

Мамско-Чуйского района; е – обобщенный график по графи- кам а – д. Рис. 3. Модель флюидного рудообразования. 1 – гра- фик изменения концентрации СО2 в богатых рудах, 2 – то же – в бедных рудах, 3 – изменение концентрации СО2 в системе Н2О-СО2-NaCI (по данным [Такеноучи, Кеннеди, 1968]), 4 – график декрепитации, 5 – график изменения «коэффициента высаливания» Кsh (по данным [Малинин, 1979]). I, II, III, IV, V – стадии минерало – и рудообразова- ния. ВЫВОДЫ. 1. Теория флюидного рудообразования под воздействи- ем «углекислотной волны» позволила впервые решить ряд важнейших проблем флюидного рудообразования: условия богатого оруденения, условия роста крупных кристаллов и др. 2. Новая теория позволила разработать ряд поисковых и оценочных критериев для прогноза промышленных параметров рудных тел: их местоположения, размеров и запасов, а также – содержаний и качества полезного ископаемого. 3. Апробация новой методики прогноза привела к откры- тию значительного числа промышленных рудных тел 38

разных полезных ископаемых, что подтвердило высо- кую эффективность поисково-оценочных методов, ос- нованных на новой теории флюидного рудообразова- ния. 4. Представляется перспективной дальнейшая разработка новой теории флюидного рудообразования и использо- вание разработанных на ее основе новых методов про- гнозирования месторождений различных полезных ископаемых. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ 1. Белевцев Я.Н. Метаморфогенное рудообразование. М., Наука, 1979. 275 с. 2. Гаррелс Р.М., Рихтер Д.Х. Может ли углекислота иг- рать роль рудообразующего флюида // Проблемы эн- догенных месторождений. М.: Иностр. лит., 1960. Вып. 1. С. 196-212. 3. Зорин Б.И., Карский Б.Е., Девятов В.Е. Декрептомет- рические исследования Мамских пегматитов и их применение для поисков слепых слюдоносных жил и зон // В сб.: Тезисы докладов IV Регион. Совещ. по термобарогеохимии. Ростов-на- Дону. Изд-во Ростов- ского ун-та, 1973. С.253-255. 4. Коржинский Д.С. Режим кислотности послемагмати- ческих растворов // Изв. АН СССР, сер. геол., 1957. № 12. С. 3-12. 5. Малинин С.Д. Физическая химия гидротермальных систем с углекислотой. М.: Наука, 1979. 158 с. 6. Мори Г.У. Растворимость твердых веществ в газах // Проблемы эндогенных месторождений. М., 1960. Вып. 1. С. 97-138. 7. Овчинников Л.Н. Плутогенные гидротермальные ме- сторождения // Генезис эндогенных рудных месторож- дений. М.: Недра, 1968. Вып. 1. С. 81-88. 39

8. Ройзенман Ф.М. Критерии количественного прогно- зирования метаморфогенных месторождений // Изв. вузов, геол. и разв. 1988. № 3. С . 38-42. 9. Ройзенман Ф.М. Система количественной оценки ору- денения // Изв. вузов, геол. и разв. 1996. №3. С. 140- 141. 10. Ройзенман Ф.М. Критерии количественной про- гнозной оценки графитовых месторождений// Изв. ву- зов, геол. и разв.1997. № 6. C. 83-90. 11. Ройзенман Ф.М. Условия образования и количе- ственный локальный прогноз метаморфогенных ме- сторождений. М., изд-во «Щит-М», 2004. 276 с. 12. Ройзенман Ф.М. Теория богатого флюидного ру- дообразования под воздействием «углекислотной вол- ны». М., изд-во МЮИ, 2008. 84 с. 13. Такеноучи С., Кеннеди Дж. К. Растворимость уг- лекислоты в растворах NaCI при высоких температу- рах и давлениях // В сб.: Термодинамика постмагмати- ческих процессов. М., Мир, 1968. С. 137-149. 40

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ ПРОБЛЕМЫ НАЧИНАЮЩЕГО ПРОГРАММИСТА Э.Б. Валиев Российский государственный профессионально- педагогический университет, г. Екатеринбург АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются основные проблемы, которые возникают как при самостоятельном изучении языков программирования, так и в процессе обучения им. Дают- ся рекомендации по тому, как избежать некоторых про- блем или свести эти проблемы к минимуму. Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более двух с половиной тысяч языков программирования. Каждый год их число увели- чивается. Некоторыми языками умеет пользоваться толь- ко небольшое число их собственных разработчиков, дру- гие становятся известны миллионам людей. Профессио- нальные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирова- ния [1]. Именно поэтому для обучения языкам программирова- ния очень сложно создать одну целостную систему. По сравнению с прочими дисциплинами, изучаемыми при получении специальности, программирование появилось относительно недавно. В связи с этим имеют место быть многочисленные проблемы при обучении программиро- ванию. На некоторые из них решения уже найдены, на другие – находятся в разработке. 41

Самая первая проблема, с которой сталкиваются начи- нающие программисты – это «Какой язык программиро- вания изучать?». Не существует единственно правильно- го ответа на этот вопрос. Каждый язык программирова- ния имеет свои плюсы и минусы, область применения, круг пользователей и т.д. Именно поэтому мы имеем достаточно большое разнообразие средств, а не одно "самое лучшее". Более того, успех того или иного языка определяется не столько изысканностью его синтаксиче- ских возможностей, сколько оптимальным соответствием потребностям пользователей [1]. После того, как потребности определены и на основании их выбрана соответствующая среда разработки, как пра- вило, всё только начинается. Язык программирования можно уподобить очень примитивному иностранному языку с жесткими правилами, не имеющими исключе- ний. Изучение иностранного языка обычно начинают с алфавита, затем переходят к простым словам. Далее рас- сматривают законы построения фраз, и только в резуль- тате длительной практики становится возможным сво- бодно выражать на этом языке все свои мысли. Стоит отметить, что особенных трудностей у обучаемых на этом этапе не возникает, хотя не обходится и без исклю- чений. Однако после нескольких повторений количество усвоивших азы максимально близко приближается к 100% [2]. Решение задачи с помощью написания программы на од- ном из языков программирования включает в себя не- сколько обязательных этапов. На этапе проектирования будущей программы, следует подробно рассмотреть пра- вила программирования, а также остановиться на графи- ческом изображении алгоритма решения – блок-схеме. Стоит сказать, что затруднения с построением блок-схем и написанием правильно оформленного программного 42

кода возникают у 99% обучаемых. Более подробное и длительное рассмотрение данного этапа решения задачи в будущем скажется на сокращении времени написания программ обучаемыми, поскольку нет ничего сложного в переводе уже готовой блок-схемы в программный код [3]. В теории программирования доказано, что программу для решения задачи любой сложности можно составить из трёх алгоритмических структур, называемых управ- ляющих операторов языка: следование, ветвление и цикл. Если со следованием и ветвлением справляются абсо- лютно все, то циклы с первого раза даются не каждому. Главное затруднение в понимании работы циклов заклю- чается в неправильной подаче необходимых знаний. При пошаговом разборе работы любого цикла количество по- нимаемых увеличивается в разы. Закрепление знаний на данном этапе, как и на всех остальных, происходит путём многочисленных практических занятий [2]. Информация, которую требуется обрабатывать в про- грамме, имеет различную структуру. Для её адекватного представления используются типы данных, которые про- граммист определяет сам в разделе описания типов. Дос- таточно часто у обучаемых возникают проблемы на дан- ном этапе изучения языков программирования. Посколь- ку приходится опираться не столько на знания по про- граммированию, сколько на знания, полученные из жиз- ненного опыта, то лучшим способом разрешения данной проблемы является приведение жизненных примеров. Чем ярче и ближе к рассматриваемому типу данных бу- дет пример, тем быстрее обучаемые разберутся с новыми понятиями [2]. С увеличением объёма программы становится невозмож- ным удерживать в памяти все её детали. Естественным способом борьбы со сложностью любой задачи является 43

её разбиение на части (подпрограммы). Использование подпрограмм является первым шагом к повышению сте- пени абстракции программы и ведёт к упрощению её структуры. Однако порой это упрощение не осознаётся обучаемыми должным образом. Сложности в понимании данного раздела связаны с глобальными и локальными переменными, а также с механизмом работы подпро- грамм. Множество подходов к решению данной пробле- мы закончились с некоторой долей успеха, но оптималь- ного варианта так и не найдено [2]. Информационные технологии совершенствуются и изме- няются с огромной скоростью и программист должен развиваться вместе с ними. Имея в голове чётко структу- рированные знания, новые приобретать гораздо легче. Чтобы занятие программированием приносило пользу и доставляло удовольствие, программы надо писать чётко, ясно и красиво. Это означает очень многое: уметь вы- брать подходящую технологию, соответствующие струк- туры данных, алгоритмы и языковые средства, продумать интерфейсы, стратегию отладки и многое другое. ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ 1. Колесов А. Системы программирования — проблемы обучения / А. Колесов –PC Week/RE, №42. 1997. – 60- 65 с. 2. Павловская Т.А. Паскаль. Программирование на языке высокого уровня: Учебник для вузов / Т.А. Павловская – СПб.: Питер, 2006. – 393 с. 3. Угринович Н.Д. Информатика и информационные тех- нологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 512 с. 44

ГАЛОГЕНИДЫ ТАЛЛИЯ, СВИНЦА И РТУТИ ДЛЯ НОВЫХ НЕЛИНЕЙНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СРЕД. Лисицкий И.С., Голованов В.Ф., Полякова Г.В., Кузнецов М.С. ОАО "ГИРЕДМЕТ", Москва, Россия АННОТАЦИЯ Исследованы системы TlCl-PbCl2, TlBr-PbBr2, TlI- HgI2 с целью получения оптических сред для параметри- ческого преобразования оптического сигнала. Выращены и исследованы кристаллы Tl3PbCl5, Tl4BrCl6 Tl4HgI6. Развитие нелинейной лазерной оптики и исполь- зование эффектов, возникающих при работе со сверх- мощными световыми пучками, потребовало создания но- вого класса материалов, способных не просто пропускать или преломлять излучение, но и преобразовывать его. Особое место занимает параметрическое преобразование оптического сигнала с повышением частоты, т.е. переход из одного диапазона частот в другой, с сохранением ин- формации, заложенной в исходном ИК-сигнале, что по- зволяет использовать фотоприемники и анализаторы ви- димого диапазона, значительно превосходящие средне- и длинноволновые по чувствительности и разрешению и не требующие охлаждения и экранирования фонового излу- чения. Применение параметрического преобразования связано не только с детектированием принимаемого сигнала, но и с созданием анализаторов ИК спектров, вы- сокочувствительных систем тепловидения и теплопелен- 45

гации для распознавания образов нагретых объектов в реальном масштабе времени. Такие системы с одновре- менным использованием монокристаллов и кристалличе- ских волокон из нелинейно-оптических материалов обес- печивают создание компактных многофункциональных систем ИК и СВЧ фотоприема с полной защищенностью от влияния сильных направленных электромагнитных воздействий и потоков высокоэнергетичных заряженных частиц и гамма - фотонов и функционируют при комнат- ной температуре. Параметрическое преобразование происходит при смешении в нелинейной среде ИК излучения с вспомога- тельным излучением. В результате генерируется излуче- ние суммарной или разностной частоты, на которое пе- реносится вся информация, содержащаяся в исходном ИК сигнале. Особое значение это имеет для средней ИК области спектра (5 – 10 мкм). Здесь находится окно атмо- сферной прозрачности, область максимума излучения черного тела при комнатной температуре, рабочий диа- пазон наиболее мощных СО- и СО2 лазеров. При создании нелинейных сред необходим пере- ход от элементарных веществ и двойных соединений к более сложным: тройным и четверным. При этом услож- няется кристаллическая структура: исчезает центр инвер- сии, появляется ионная составляющая химической связи, вызванная соединением 2-3-х видов атомов, упорядочен- но расположенных друг относительно друга. С появлени- ем новой структуры и нового типа связи появляются и новые физические свойства. Нелинейными оптическими характеристиками обладают примерно 2 тысячи соеди- нений, а используются в технике около 50. Вот почему так важен поиск новых оптических материалов, пригод- ных для использования в данной области. Рентгенострук- турные исследования кристаллов, обладающих нелиней- 46

ными свойствами, показали, что все они имеют нецен- тросимметричную структуру класс симметрии 3m (C3v), 4(S4) или42m(D2d). Кристаллы, пригодные для создания устройств параметрического преобразования должны иметь про- зрачность в широкой спектральной области для всех взаимодействующих длин волн, хорошее оптическое ка- чество, устойчивость к объемному и поверхностному лу- чевому повреждению (высокая лучевая прочность), зна- чительные (несколько см3) геометрические размеры. В качестве перспективных нелинейно-оптических мате- риалов выделен ряд кристаллов, в число которых вошли соединения в системах TlCl-PbCl2, TlBr-PbBr2, TlJ-HgJ2, кристаллы, на основе которых позволяют существенно расширить диапазон спектральной прозрачности (от 0,4 до 45 мкм). В работе использовали галогениды таллия, свинца и ртути предварительно подвергнутые глубокой очистке (содержание 80-ти катионных примесей состав- ляло 10-4 – 10-6 масс% каждой). В системах PbCl2-TlCl, PbBr2-TlBr и HgJ2-TlJ воз- можно образование нескольких соединений, перспектив- ных для использования в нелинейной оптике. Анализ отечественных и зарубежных литературных источников показал, что приводимые разными авторами данные о составах и точках плавления этих соединений сущест- венно отличаются. Поэтому нами было проведено уточ- нение диаграмм состояний с использованием методов термического анализа (дериватограф Q 1500D) и рентге- нографии (ДРОН-4). На рисунке 1 представлена диаграмма равновесия системы PbCl2-TlCl, построенная по данным наших ис- следований. Диаграмма состоит из четырех ветвей, имеет три соединения: Tl2Pb3Cl8, Tl3PbCl5, Tl4PbCl6. 47

Рис.1 Диаграмма состояния системы PbCl2-TlCl. На рисунке 2 представлена диаграмма состояния системы PbBr2-TlBr, которая состоит из четырех ветвей, и имеет три соединения: TlPb2Br5, Tl2PbBr4, и Tl3PbBr5. Рис. 2 Диаграмма состояния системы PbBr2-TlBr. На рисунке 3 представлена диаграмма состояния системы HgJ2-TlJ. На диаграмме есть одно соединение Tl4HgJ6, данные о температуре плавления которого у раз- ных авторов отличаются на 30оС. Нами была подробно изучена область перитектики (от 70 до 80 мол.%)TlI) и определена температура плавления – 369оС. Соединения: Tl2Pb3Cl8, Tl3PbCl5, Tl4PbCl6, 48

Tl2Pb2Br5, Tl2PbBr4 Tl3PbBr5, Tl4HgJ6, были выбраны на- ми для получения новых нелинейных кристаллов. На данном этапе были синтезированы соединения Tl3PbCl5, Tl4PbCl6 и Tl4HgJ6. Синтез проводили в запаянных ампулах в галоге- нирующей атмосфере на установке "Вращающийся кон- тейнер". После плавления ампулы в течение 3-х часов вращали вокруг оси для полной гомогенизации расплава. Учитывая характер диаграмм состояния TlCl и PbCl2 за- гружали в соответствии со стехиометрией, а TlI и HgI2 - с избытком HgI2. Рис. 3 Диаграмма равновесия системы HgJ2-TlJ. Все выращенные кристаллы Tl3PbCl5, Tl4PbCl6 Tl4HgJ6 были визуально прозрачны. Из кристаллов выре- зали пластины, их шлифовали, полировали и использова- ли для изучения оптических характеристик. Рентгенов- ские исследования кристаллов свидетельствует, что изу- ченные образцы являются однофазными и кристаллогра- фические характеристики хорошо согласуются с литера- турными данными. 49

Рис. 4 Коротковолновый Рис.5 Длинноволновый спектр пропускания спектр пропускания монокристалла монокристалла Tl3PbCl5. Tl3PbCl5. Спектры пропускания монокристалла Tl3PbCl5 из- меренные на спектрофотометре и Фурье-спектрометре, приведены на рисунках 4 и 5. Кристалл прозрачен в об- ласти длин волн от 0,36 до 28 мкм. Полосы поглощения отсутствуют, что свидетельствует о высокой степени чистоты полученного материала. Исследования нелинейных соединений будет про- должено. Рецензент: Нач. НПК ОАO "ГИРЕДМЕТ", к.т.н. В.Е. Карцев 50

Дальше?

получите полную версию
0.10 $ - Купить

Отзывы