Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ определяется тем, что во многих месторождениях полезных ископаемых большая часть запасов (до 2/3 и более) содержится в участках, которые в совокупности занимают весьма незначительную часть рудного тела (около 10-15% объема). Выявление уже на стадии разведки факторов, определяющих локализацию таких участков, называемых рудными столбами, позволяет избежать погрешностей при оценке запасов рудных объектов.
Традиционно рудные столбы принято представлять на продольных проекциях рудных тел в виде областей, ограниченных изолиниями содержания полезного компонента. Использование для оконтуріпзания рудных столбов метропроцента - показателя, характеризующего как степень концентрации металла, так и объем рудной массы, на которую распространяется данное содержание, позволяет более объективно представить распределение полезного компонента в объеме рудного тела.
Разработка критериев, предоставляющих возможность оценить достоверность данных разведки, позволяет избежать пропуска участков обладающих как повышенной, так и пониженной рудонасыщенностью (концентрационных неоднородностей). Использование логистической функции дает в руки исследователю простой и, вместе с тем, довольно мощный инструмент для решения этой проблемы.
Рассмотрение геологических объектов с позиций синергетики позволяет подняться на новый уровень генерализации таких систем, что даег возможность описания их состояния с помощью небольшого количества управляющих параметров.
Цели, решаемые данной работой, формулируются следующим образом:
1. Определение факторов, влияющих на локализацию концентрационных
неоднородностей;
2. Изучение возможности применения логистической функции для
решения геологических задач;
3. Изучение явлений самоорганизации в рудных системах.
Для достижения указанных целей был определен соответствующий круг задач:
1. Сопоставление результатов геометризации концентрационных неоднородностей по данным эксплуатации и по данным разведки.
-
Анализ факторов, определяющих размещение, форму и ориентировку рудных столбов в оловорудных жилах месторождений касситерит-силикатно-сульфидной формации.
-
Проверка соответствия распределения значений метропроцента логистической функции.
-
Расчет параметров логистического распределения и анализ связей между ними и показателем рудонасыщенности.
-
Разработка методики определения относительной информационной энтропии по данным разведочного опробования,
-
Исследование связи величины рудонасыщенности и степени самоорганизации системы.
ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. В качестве исходных данных для выполнения данной работы были использованы следующие материалы:
a. Опубликованные данные по геологическому строению ряда
оловорудных месторождений Северо-Востока Якутии, а также
аналогичные сведения, предоставленные Ю. В. Лиром (рассмотрено 7
рудных тел шести месторождений).
b. Комплект графических материалов, включавший в себя продольные
вертикальные проекции некоторых рудных тел масштаба 1:1000 и
1:2000, планы горных выработок масштаба 1:200 с вынесенными на
них данными опробования (рассмотрено 12 рудных тел восьми
месторождений, в анализе участвовало более 6000 проб).
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ. Постановка указанных выше задач определила комплекс используемых при этом методов:
-
Анализ данных документации горных выработок.
-
Математическое и компьютерное моделирование.
-
Анализ изменчивости степени самоорганизации рудных систем с привлечением данных фрактального анализа.
-
Геологическая интерпретация полученных данных.
Обработка исходных данных проводилась с использованием современной электронно-вычислительной техники ПЭВМ IBM - 486, Pentium и дигитайзера GRAPHTEC KD 4300. Программный комплекс разработан таким образом, что его использование возможно на любом IBM-совместимом компьютере с процессором не ниже 286, с установленным математическим сопроцессором и видеоадаптером VGA, поддерживающим разрешение 640*480 пикселей при 16-цветовой палитре.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Традиционно в качестве ключевой характеристики при выделении рудных столбов используется величина содержания полезного компонента в руде. Предлагается использовать для этих целей величин}' метропроцента - показателя,
характеризующего не только степень концентрации металла, но и объем рудной массы, на которую она распространяется.
Разведка оловорудных месторождений осуществляется горизонтальными выработками на нескольких горизонтах при минимальном количестве восстающих. При этом расстояние между пунктами опробования в пределах горизонта составляет около 2м. тогда как расстояние между горизонтами превышает эту величину минимум на порядок. Сделан вывод о принципиальной невозможности детальной геометризации рудных столбов по данным разведки.
Впервые в геологической практике предложено использовать логистическую функцию, которая предоставляет возможность удобного и компактного описания распределения значений метропроцента.
В геологических исследованиях известны лишь единичные примеры изучения явлений самоорганизации. В результате проведенных исследований впервые выявлена зависимость между степенью самоорганизации рудной системы и величиной продуктивности в определенном диапазоне иерархических уровней.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ заключается в том, что изложенные в ней идеи и методические приемы создают реальную основу для решения многих важных в практическом отношении задач изучения рудных месторождений, в числе которых отметим следующие.
-
Использование значений метропроцента для выделения рудных столбов позволяет выявлять и изучать размещение именно повышенного количества рудного вещества, а не повышенных концентраций, которые могут быть связаны, например, с очень маломощными прожилками, состоящими целиком из рудного минерала.
-
Возможность оценить достоверность данных разведки и предотвратить ошибки при оценке запасов, связанные с пропуском концентрационных неоднородностей. возможно содержащих значительные количества полезного компонента, а также оценить величину удельного линейного запаса по объект)' в этом случае.
-
Возможность на основании изучения структуры запасов предположить наличие невскрытых концентрационных неоднородностей.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Результаты работы докладывались на Ежегодной научных конференциях молодых ученых "Полезные ископаемые России и их освоение" (Санкт-Петербург, 1996), а также на Научной студенческой школе «Металлогения древних и современных океанов» в г.Миасс (1996 г). По теме диссертации опубликовано 3 научные работы, еще одна находится в печати.
ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем текстовой части - 171 страница. Внутритекстовые приложения содержат 96 рисунков и 12 таблиц. Список литературы содержит 132 наименований, в том числе 12 - на иностранном языке.