Введение к работе
Актуальность темы. Изучение структуры горных пород и руд
соприкасается с широким классом прикладных и научно-прогнозных задач, непосредственно связанных с поисками и разведкой рудных месторождений. Результаты исследования структуры пород и руд могут найти применение для выделения во вмещающих породах зон метассматически измененных пород с локализацией в них рудных тел, для определения и подсчета запасов промышленных концентраций полезных, компонентов в рудных объектах, для изучения условий и моделирования механизма формирования рудоносных гидротер-мально-метассматических систем и рудных месторождений.
В настоящей работе предложен новкй метод для определения таких структурных признаков горных пород как характер объёмного распределения и размеры кристаллов составляющих их минералов. Структурные признаки пород определяются по полям однократно рассеянных гамма-квантов различных (в диапазоне от 20 до 60 кзЗ) энергий. Поля однократно рассеянных гамма-квантов разных энергий измеряются по сети наблюдений на поверхности породы.
Цель работы. Определение количественных характеристик структурных особенностей горных пород на основе изучения корреляционных связей между полями однократно рассеянных гамма-квантов разных энергий.
Основные задачи работы.
-
Выделение структурных признаков пород, проявляющихся в полях рассеянных гамма-квантов разных энергий.
-
Определение оптимальных условий измерений интенсивности поля.однократно рассеянного гетерогенной средой гамма-излучения для выявления структуры среды.
-
Исследование корреляционных связей между интенсивностью спектральных линий рассеянных гамма-квантов разных энергий по горным породам и рудам с различным минеральны* составом и отличными структурним признаками.
. 4. Построение на основе полей некогерентно рассеянных гамма-квантов разных энергий математических (статистических) объектов, вероятностные модели которых количественно характеризуют особенности в структуре горных пород.
- 4'-
5. Физическая интерпретация полученных математических объекте . Разработка программного обеспечения для автоматической
обработки спектров вторичного гамма-излучения пород и руд и
структурного анализа этих объектов.
Основные научные положения, защищаемые в диссертационной
работе
-
Оценка структурных особенностей горных пород по результатам статистической конверсии полей некогерентно рассеянных гамма-квантов разных энергий.
-
Оценка структурных особенностей горных пород по параметрам их статистических спектров.
-
Оценка структурных признаков (размеры, объёмное распределение минеральных включений) горных пород по топологическим параметрам и коэффициентам формы их вероятностных моделей.
-
Определение структурных особенностей горных пород по результатам кластерного анализа полей когерентно и некогерентно рассеянных гамма-квантов разных энергий.
Научная новизна
-
Структурные особенности и признаки горных пород выражаются численно результатами статистической конверсии полей некогерентно рассеянных гамма-квантов разных энергий, параметрами их статистических спектров и вероятностных моделей, которые рассчитываются по значениям интенсивности полей некогерентно рассеянный гамма-квантов трех энергий.
-
Структурные особенности и признаки разных пород оцениваются по результатаїл статистической конверсии полей некогерентнс рассеянных гамма-квантов разных энергий и значениям параметров их статистических спектров и вероятностных моделей методами статистического анализа. В результате объективно (с заданной дове- рктельной вероятностьв) определяются различия в структурных особе нсетях и признаках у разных горных пород.
-
В статистическом методе анализа полей некогерентно рассеянных гамма-квантов трех энергий - вероятностная модель гор- . кой породы - корреляционная связь между конверсионными полями некогерентно рассеянных гамма-квантов крайних энергий алпрокси-
мируется математическим объектом, вероятностная модель которого описывается неоднородным распределением. Параметры этой модели рассчитываются по корреляционнъм связям между конверсионными полями некогерентно рассеянных гамма-квантов трех энергий и параметрам статистической модели конверсионного поля промежуточного по энергии излучения. Параметры (топологические) вероятностной модели являются коэффициентами топологического образа структуры горных пород, который выражен коническим сечением.
4. Применение методов кластерного анализа ( В - коэффициент, метод К - средних) к полям однократно рассеянных гамма-квантов разных энергий для изучения структуры горных пород.
Достоверность научных положений и выводов
Защищаемые научные положения и выводы подтверждается результатами экспериментальных исследований структуры горных пород и руд (образцы, керн) с различным минеральным составом и структурными признаками: интрузивные породы (ультрабазиты, габбро, грано-диориты, граниты), жильные породы (пегматиты, диабазы), эффузивные породы (базальты, андезит-базальтовые порфириты,вулканиты), метаморфические породы (серпентиниты , сланцы, метаморфиты), осадочные породы (туффиты, известняки) и вторичные по ним породы с различной степенью метассматической переработки ( листзени-ты, береэиты, скарны), сульфидные руды.
Практическая ценность работы
-
Выражение структурного фактора горных пород посредством числовых характеристик - результатами статистической конверсии полей некогерентно рассеянных гамма-квантов разных энергий, параметрами статистических спектров и вероятностных моделей горных пород - позволяет к значениям этих величин применить методы статистического анализа и объективно (с заданной доверительной вероятностью) оценить различия в структуре у разных пород. Кроме того, появляется возможность изучать структуру горных пород по данным ГТМ. непосредственно в их естественном залегании.
-
Разработана методика исследования структуры пород и руд ГГМ и создана программа для компьютера IBM-PC-AT для определения по данным ГГМ структурных признаков (размеры, форма объёмного распределения минералов) геологических образований.
- б -
3. Создана универсальная программа для компьютера ІВМ-РС-АТ
по обработке спектров вторичного гамма-излучения пород и руд.
4, Экспрессность и низкая себестоимость структурного анализа
пород и руд ГШ по сравнению с кристаллооптическими методами.
Апробация работы
Основные результаты работы докладывались на:
- Всесоюзной научно-теоретической конференции "Проблемы и перспек
тивы, ядерно-геофизических методов в изучении разрезов скважин"
( г.Обнинск, 1989г.);
- Ш научно-техническом совещании по геотомографии (г.Свердловск,
1991г.)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 работ, в том числе 2 авторских свидетельства на изобретения.
Структура и объем работы