Учёные обнаружили новые залежи угля на Чульмаканском месторождении в Якутии, используя сейсмические волны, которые создавали ударами кувалды и небольшими подземными взрывами. Исследования помогли выявить пласты мощностью до 3 метров и геологические нарушения, которые традиционная разведка бурением способна пропустить.
Работы провели специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука СО РАН совместно с сотрудниками Сейсмологического и Алтае-Саянского филиалов Единой геофизической службы РАН. На территории Алдано-Чульманского угленосного района подобные исследования выполнили впервые.
Для изучения подземных пород геофизики использовали два источника колебаний. В неглубоких скважинах проводили взрывы зарядов мощностью 350 г, а на поверхности наносили удары кувалдой. Приборы регистрировали распространение упругих волн, после чего исследователи анализировали их отражение и преломление в различных слоях пород.
Неожиданно эффективным инструментом оказалась обычная кувалда. Удар по поверхности создавал высокочастотные волны с частотой 300–500 Гц, тогда как при взрывах диапазон составлял 100–200 Гц. Это позволило повысить детализацию геологического разреза и точнее изучить строение угольных пластов.
Для регистрации сигналов использовали отечественную телеметрическую станцию «РОСА» с вертикальными сейсмоприёмниками. По полученным данным специалисты построили математическую модель распространения волн в горных породах. На глубине до 300 метров удалось выделить угольные пласты толщиной до 3 метров и установить наличие тектонических нарушений.
Практическая ценность метода связана с ограничениями традиционной геологической разведки. По данным, приведённым в материалах исследования, бурение выявляет около 50% тектонических нарушений с амплитудой смещения 5–15 метров. Между тем даже небольшие разрывы и смещения пород могут существенно влиять на прогноз условий добычи. Наземная сейсморазведка позволяет получить дополнительную информацию о строении недр без остановки работы шахты.
Чульмаканское месторождение расположено в Нерюнгринском районе Якутии. На его Локучакитском участке учтено около 578 млн тонн коксующегося угля, используемого в металлургии при производстве стали.