CC BY
89
УДК 550.8
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ МАТЕМАТИКО-КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОИСКОВО-ОЦЕНОЧНЫХ РАБОТ НА ВЫСОКОЧИСТЫЕ КВАРЦИТЫ
Алексей Николаевич Костерев
Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, аспирант кафедры технологии геологической разведки, тел. (924)621-21-51, e-mail: [email protected]
Александр Михайлович Федоров
Институт геохимии им. А. П. Виноградова СО РАН, 664033, Россия, г. Иркутск, ул. Фаворского, 1а, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (964)655-21-29, e-mail: [email protected]
Данная работа посвящена модернизации геоинформационной системы поисков и оценки месторождений высокочистого кварцевого сырья на основе экспрессных геохимических методов и разработке системы комплексных оценок геохимических данных.
Ключевые слова: геоинформационные системы, кварцевое сырье, высокочистый кварц.
INTEGRATED INDEXES IN MATHEMATICAL AND CARTOGRAPHIC SUPPLY FOR HIGH-PURITY QUARTZITE PROSPECTING AND EVALUATION WORKS
Aleksey N. Kosterev
Irkutsk National Research Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, Lermontov st., 83., Postgraduate student, tel. (924)621-21-51, e-mail: [email protected]
Alexander M. Fedorov
A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS, 664033, Russia, Irkutsk, Favorskogo st. 1a. Ph. D., Senior research scientist, tel. (964)655-21-29, e-mail: [email protected]
This work is devoted to the modernization of geoinformation search and assessment deposits of high-purity quartz raw materials on the basis of express-geochemical methods and the development system integrated assessments of geochemical data.
Key words: geoinformational systems, silica raw materials, high-purity quartz.
Высокочистый кварц - стратегическое сырье. Кварц широко используется во всех отраслях промышленного производства, определяющих уровень развития высоких технологий (авиационной, космической, электротехнической, радиоэлектронной, полупроводниковой, медицинской и др.). За последние годы потребление мировой и отечественной промышленностью высококачественного кварцевого сырья возросло в десятки раз. Возникший дефицит кварцевого концентрата в России восполняется импортом, но в связи с современной внешнеполитической ситуацией, государство уделяет большие приоритеты поискам и освоению новых месторождений кварцевого сырья. Увеличивается интерес к
различным проявлениям высокочистого кварцевого сырья, как одного самых качественных материалов - гранулированного и прозрачного жильного кварца. В Восточной Сибири перспективными регионами являются Иркутская область и Республика Бурятия (Восточный Саян) [5, 6].
На примере данного месторождения разрабатывается система комплексной оценки геохимических данных для обеспечения поисково-оценочных работ как в черте месторождения Бурал-Сарьдаг, так и поисков других месторождений со сходным генезисом. В связи с этим возникает потребность в выборе экспрессных методов геохимического анализа и тщательного подбора комплексных оценок, на основании которых можно производить предварительную оценку запасов и выделять более перспективные зоны, а также модернизация ранее разработанной геоинформационной системы в соответствии с поставленными задачами.
Поисково-оценочные работы предполагают отбор и аналитические исследования образцов каменного материала в ходе рекогносцировочных геологических маршрутов и съемки по регулярной сети. При этом для сбора, систематизации и анализа получаемых данных используются ГИС-технологии. В своей геологической деятельности авторы применяют открытые ГИС-технологии, существенно повышающие экономическую эффективность работ. На данный момент открытые ГИС не получили широкого распространения в отечественной геологии, но их доля на рынке постоянно расширяется. Ранее для исследования месторождений кварцевого сырья Восточного Саяна на основе СУБД PostgreSQL/PostGIS и QGIS была разработана пространственная база данных «Суперкварциты» и программа расчета комплексных показателей ModuLi [2]. Поскольку данные химического анализа горных пород представлены большим набором концентраций химических элементов, которые затруднительно визуально анализировать в рамках послойной модели, для ускорения процесса визуального анализа геолого-геохимической информации в этой системе был использован оригинальный геоинформационный подход, основанный на применении в геоинформационном картографировании интегральных геохимических индикаторов [3], обобщающих несколько показателей в один высокоинформативный слой, явным образом отражающий какое-либо свойство геологической среды. Поскольку ГИС «Суперкварциты» была разработана в первую очередь в научно исследовательских целях, интегральные геохимические «модули» рассчитывались на основе результатов высокоточного ISP-MS анализа, накопленных за большой промежуток времени [2]. В настоящее время в связи с необходимостью адаптации ранее созданной ГИС к задачам поисково-оценочных и разведочно-эксплуатационных работ возникает потребность в ускорении анализа данных, появляется интерес к экспрессным методам геохимического анализа, в первую очередь спектральному, который не обеспечивает получение ранее использованного перечня химических показателей. Это определяет необходимость реструктуризации существующей модели данных, расширения и дополнения БД «Суперкварциты», доработки программы расчета комплексных показателей и разработки нового информационно-картографическое обеспечения.
Геоинформационная система реализует автоматизироанный процесс обработки и визуального представления данных. Логика обработки данных заключена в блоке «поддержки принятия решений» (рис. 1). На первом этапе в соответствии с таблицой приоритета методов анализов происходит отбор геохимических данных, которые будут использованы для расчета интегральных показателей. Затем происходит формирование таблицы samples с данными на основе которых проводятся расчеты. После чего происходит расчет комплексных показателей, которые так же выбирает пользователь.
Определяет правила отбора данных из блока «Результаты химических анализов».
Формируется из всего набора аналитических данных на основе таблицы приоритетов.
Содержит рассчитанные для каждой точки пробоотбора интегральные геохимические показатели.
Рис. 1. Блок «Поддержки принятия решений»
На основе экспрессных методов анализа оказалось возможным рассчитать такие интегральные характеристики, как:
содержание в пробе алюминия и коррелирующих с ним элементов (калий, литий), данный показатель является одним из самых важных так как попадание алюминия и коррелирующих с ним элементов в структуру грозит практической невозможностью его извлечения оттуда, в следствии чего кварц является непригодным для обогащения (рис. 2).
суммарное содержание кальция, магния, железа и марганца, которые указывают на кварцевое сырье, которое в дальнейшем можно легко отделить от примесных элементов при дальнейшем обогащении (рис. 3).
На примере данных показателей (рис. 2, рис. 3) легко выделяются наиболее перспективные зоны с наименьшим содержанием примесных элементов, на основе научно обоснованных разработанных классификаций. В данным случае наиболее подходящее сырье для дальнейших изысканий отмечено красными точками. Пробы в которых содержание примесных элементов больше, требуют более длительной и трудоемкой обработки, в связи с чем являются непригодными для дальнейшего обогащения.
( Блок "Поддержки \ принятия решений" " ■ БД "Суперкварциты" I
-\ "
decsupport_priority ' I
\_ ■
Ч|
decsupport_samples _
1
\ decsupport modules
/
А1 + К
Рис. 2. Пример расчета суммы «А1 + К»
Са + Мд + Ре + Мп
Рис. 3. Пример расчета суммы «Са + Mg + Fe + Мп»
При помощи данных критериев представляется возможным выделение перспективных участков кварцевого сырья на основе экспрессных анализов, в частности на базе спектрального анализа. На основе рассчитанных данных были построены карты и наглядные представления для экспертных заключений. По мере выполнения поисково-оценочных работ в Восточном Саяне планируется разработка новых интегральных показателей.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Костерев А. Н., Федоров А. М. Совершенствование геоинформационной системы для обеспечения поисково-оценочных работ на кварцевое сырье // Вопросы естествознания. - 2015. - №2 (6). - с. 93-97
2. Паршин А.В., Демина О.И. Интегральные геохимические индикаторы в основе математико-картографического обеспечения экспертных геохимических географических информационных систем // Проблемы недропользования. -2014. - № 2. - С. 53-59
3. Паршин А.В., Спиридонов А.М. Методические и технические решения геолого-геохимических ГИС для обеспечения комплексных научных исследований золоторудных объектов//Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. - 2014. - № 3с-2. - С. 72-76
4. Просекин С.Н., Блинов А.В., Костерев А.Н., Шестаков С.А. Моделирование рельефа Приольхонья на основе глобальных цифровых моделей высот с оценкой их геометрической точности // Вопросы естествознания. - 2015. - №2 (6). - с. 104-111
5. Федоров А.М. / Геохимия и условия образования особо чистых кварцитов на примере проявлений Восточного Саяна // автореферат дисс. к.г.-м.н. Иркутск, ИГХ СО РАН.- 2012г. - 22 с.
6. Федоров А.М., Спиридонов А.М., Будяк А.Е., Сокольникова Ю.В., Куликова З.И. Условия формирования месторождения сверхчистых кварцитов Бу-рал-Сарьдаг (Восточный Саян) // Известия Сибирского Отделения Секции Наук О Земле Российской Академии Естественных Наук. - 2011 - №1 - Т 38 - С. 94-104
© А. Н. Костерев, А. М. Федоров, 2016
