Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика формирования петрофизических моделей железорудных объектов (на примере магнетитовых месторождений юга Сибирской платформы)

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Методика формирования петрофизических моделей железорудных объектов (на примере магнетитовых месторождений юга Сибирской платформы)"

Г\ ) ГОСУДАРИВЕШЫП КШИТЕТ ПО НЛР0Д11Ш7 •

'ОБРАЗОВАНИЮ СССР

Иркутский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт

На правах рукописи

КАШШШ Виктор Степанович

УДК 552.1

МЕТОДИКА ФОРППРОВЛШИ ИЕТРО&ИЗИЧЕСКИК МОДЕЛЕЙ , ЖЯЕЗОРУДШД. ОБЪЕКТОВ (НА ПРИМЕРЕ ШТПГШТОВЫХ ИЕСТОРОГДЕШС! ЮГ Л СИБИРСКОЙ ГША'ШРШ)

'Спсппальность 04.00.12 - Геофизические методы поисков и разводки месторождений полезши: ископаетясс

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата геолого-мтшералогпческих наук

Иртсутск - 1990

Работа выполнена в Иркутской ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте

Научный руководитель: доктор геолого-гитералогн-

чэских наук, профессор Г.С.Вахроглеов

Официальные оппоненты: доктор геолого-шшералогиче'ских

наук, А.Я.Кравчшюкий

1 кандидат геолопр-тшералогическ!

наук, доцент К.С.ЗУрицш

Ведущая организация: производственное геологическое

объединение "Иркутскгеология" •

Защита состоится " ■ 199ц г> в ¡0 час>

на заседании специализированного совета К 063.71.01 при Иркутской политехническом института.

Адрес: 66'1074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83,ШИ ГР5.

Отзывы на автореферат в 2-х экз., подписанные Vзаверенные печатью, цросим Шснлать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского политехнического института

Автореферат разослан "2 7 " 1930 р.

Ученый секретарь специализированного • '

совета кандидат геАлого-минералогических

наук А.А.Шиманский

^^ :;.СПДЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЛБОЩ

г л, :>

* * I

¿^¿лышсть.

гостаточно пшшого 11 эффективного использования Щ^орЙсПии о физических свойствах горних пород и руд необхо-пмо совершенствование методики петрофизическга: исследовз-пй. Один из роальних путей повышения уровня практического ^пользования геолого-георизической информации - формирова-иэ нетро'Мзпчасллх поделай нссдрдуог.на объектов,

Петро^изпческпэ модели месторождений полезных ископае-их (1Ш) до.етш соответствовать реальной гэолого-геофизичес-ои обстановке и фактической разрешающей способности пргазле-аешх геофизических методов. Для создания таких моделей вобходпш разработать эфЛзктяЕ/шэ приемы сбора, анализа и верткч петроризпческнх данных.

2елозорудш:е месторогдошш, в условиях которых отрабэ-шэались элементы методики формирования петрофпзнческих мо-елей, характеризуются достаточно сложим геологическим троением. Изучение петрофизических свойств пород и руд тих объектов позволило существенно повысить корректность надежность интерпретации геофизических данных-при их зучештп и разведке.

Исследования проводились в соответствии с программой

Сибирь" Мингео СССР, направление —^— .

301/13/

Цель .диссертационного исследоваим - разработка г-юто-,1ши формирования иетроГазических моделей, соответствующих ■зальной разрешающей способности геофизических методов.

Задачи удследодп.'щГ;:

- разработать автоматпзировашгута систему сбора, обра-отни и хранения потрофизшеской информации;

- провести изменения наиболее ннформатгатгх пэтрофи-ических свойств пород' и руд магнетптоных месторождений на толоншгх коллекциях каменного материала;

- - изучить и определить области применения различите пэсобол свертки петрофнз;поской информации о целью вида-;шпи и класопфшгацпи структурно-вецестБошик комплексов

(СВК), расчета их интегральных потрофизических характеристик} •

- предложить способы получения массовой петрофизичеокой, \ информации в объема изучаемого месторо; денпл на основе сов- . местного анализа результатов исслёдовация эталонных коллек- '' * ций ц каротажных данных;

- разработать методику параметризации детерминированных и стохастических ПШ рудных объектов, позволяющую интерпретировать гравиыагнитные данныо с учетом реальной разрешающей способности геофизических методов.

Научная новизна:

- разработаны алгоритмы обобщения петрофизичеокой информации, обеспечивающие объединение неразличимых с статистическом смысле групп горных пород и руд в структурно-веществен-нне комплексы;

- рассчитаны номограммы для вычисления нормированного стандарта координатной функции, позволяющие оценивать математические ожидания и стандарты гравитационного и магнитного' полей от петрофизически неоднородных геологических объектов сложного строения;

- предложена методика синтеза петрофизических моделей в виде пространственного распределения учитывающая реальную разрешающую способность геофизических съемок;

- доказаны принципиальная возможность п практическая целесообразность использования стохастических ОЭЛ для количественной интерпретации потенциаяыщх физических полей.

Защищаемые положения.

1. Прогнозирование петрофизических сеойств пород и руд магнетптовнх месторождений по данным ГИС представляет собой эффективный способ получения массовой петрофизичеокой информации. Основой для использования данных ГИС слугат корреляционные зависимости, полученные посредством совместного анализа ограниченного количества результатов лабораторных измерений с комплексными каротажными данными.

2. Методика выделения структурно-вещественных комплексов горних пород и руд позволяет осуществлять переход от их геологически классификаций к петрофизичеокой. Это существенно повыпает достоверность использования геофизических -данных

нри решении геологоразведочных задач.

3. Рассчитанные номограммы нормированного стандарта координатной функции целесообразно попользовать для формирования стохастических ПЙ1и их последующего использования с ц целью количественной интерпретации гравитационного и магнитного полей объектов сложного геологического строения.

Практическая ценность работы определяется следующим:

- на базе мпнроЭШ изготовлен действующий макет автоматизированного управляюще-вычислительного комплекса для сбора, обработки и хранения нетрофизическон информации;

- на эталошшх коллекциях каменного материала, предетав-ленных образцами с четырех железорудных месторождений юга Си>' бирской платформы, проведено изучение доминантных патрофизи-

ческих параметров пород и руд;

- разработан пакэт программ для обработки петрофизичес-кой информации на ЭВМ, позволяющий рассчитывать векторы средних, стандартные отклонения, матрицы парных коэффициентов корреляции и коэффициент уравнений парной и множественной регрессии, формировать СВК с одновременным вычислением их интегральных. физических характеристик;

- с целью построения ПИЛ собрана и обобщена массовая информация о плотности я магнитной восприимчивости яелезоруцных объектов, установлена.реальная точность прогнозирования физических свойств по комплексу каротажных данных;.

- сформированы детерминированные и стохастические П-Ш магнетптоЕых месторождений,. приведены примеры их эффективного использования при обосновании методики геофизических исследований и интерпретации геофизических дашпк»

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы изложены в трех научных отчетах. Разработанная методика внедрена в ПРО "Пркутскгеологил", Иркутском политехническом институте и используется этими организация:.«! при проведении руцопоисковых исследований в районах Восточной Сибири. Основные полояешгя разработанной методики включены в учеб- ' ную программу курса "Пстроризика", утворздонную ГИЮ СССР, излагаются в лекциях по курсам "Пегрофизика" и "Интерпретация гравагаппшшх дашшх", читаемых автором студентам гоо-

физической специальности на кафедре геофизических методов ■разведки Иркутского политехнического института. Созданная соискателе« учебно-исследовательская лаборатория натрофизики аироко используется студентами и аспирантами геологоразведочного факультета для проведения лабораторных занятий, УИРС, экспериментов по курсовому и дипломному проектированию.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на региональном совещании "Петрофизика древних щитов" (Апатиты, 1983), на X, XI, ХП региональных конференциях молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири в Институте Земной кори СО АН СССР (Иркутск, 1932,1984, 1986), на краевой научно-практической конференции ?Сбор, обработка и хранение петрофизической информации" (Красноярск,1985) на Всесоюзных семинарах "Вопросы теории к практики интерпретации гравитациошшх магнитных аношлий" (Иркутск, 1987), "Летрофизика рудных шетороадений" (Красноярск, 1988), на енегодных научно-практических конференциях геологоразведочного факультета Иркутского политехнического института (1982 -1390).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 10 опубликованных работах и защищены авторскими свидетельством )?. 1408208.

Факттгчоскц:* ма тема я. пепользуеыый в диссертации, получен автором в результате проведения полевых и камарчльных экспериментов в ход о КИР, проводившихся в ражах хоздоговоров между Иркутским политехническим инсимутои п ПГО "Ир-кутскгеслоии". Основными объектами изучения была скорново-магнетитовие Октябрьское и кварц-тгиатитовна байкальское, Орингольское и Харабаровское месторождения Иркутской области. В ходе работ отобрано боле 2000 опорных образцов керна, некоторых измерялись и изучались плотность, пористость, магнитная восприимчивость, удельное электрическое сопротивление, коэффициент вызванной поляризации, скорость продольных ульта развуковюс волн и содержание келеза общего. Для выполнения вычислительных процедур использовалась комплексная информация данных ГИС по большому числу сквашш, что потребовало

эцпфровкп информации по кзротзду сопротивления, магнитной юспринмчивостп, гамма-каротата и кавернометрип. Для проверит корректности формируемых П'Ш привлекались даяние полевых гаморонин методами грави- и магнитометрии, полученные в ходе ,еолого-геофиз1яескж работ Прибайкальской экспедиции, вкпол-немых под руководством А.Б.Семенченко,' В.П.Галенко, Л.В.Лэптопа. Первичная обработка исходной петрофизтеской информа-ши и все последующие вычислительные операции проводились на Д Иркутского политехнического института по программам, за-пютЕованным из сборчика научных программ ЯЯР (Нью-Йорк,1974), грограмвдм, разработанным А.Ю.Датзндегога и программам, состав-'егппгл автором на лзш;э ВДРГРАН--1У для ЭШ ЕС-10Я2.

Объем роботы. Диссертация состоит из введения, трех глав [ заключения, списка литературы из 84 наименований. Она из-юлена.иа .180 страницах машинописи, включал 36 рисунков и ¡2 таблицы.

Диссертационная работа выполнена в Иркутском политехни-есксм институте под руководством доктора геолого-мпнерало-'ических наук, профессора Г.С.Вахромсева, под влиянием кото-юго сформировались научные взгляды автора. Автор искренне ¡рзгпателен за пршшпескуи помощь и поддержу доктору фи-¡ико-ттематпчеекго; пауте А.Ю.Даввдешсо, доцентам И.М.Осыпшу» .Б.Новоселову, АЛ.Булнаеву, И.О.Кожевникову, А.Г.Дмитри-ву. Проведении исследований н внедрению разработок способ-твовалп А.В.Денисов, доктор' геологоч.?пнералогпчеоких наук .С.Барнзев. Техническую помощь при проведении экспериментов • оформлении диссертации оказали Н.М.Тпрскэя, А. Ф.'Шолохов, .И.Кктаев, В.Л.Плесовских. Бсегл им автор выражает глубокую лагодарнооть.

СОДЕРЯАШй РАБОТЫ

Во введении обосноваш! актуальность л цель проводпнаих-.т исследований, их практическая ценность и научная новизна..

о

ПЕТГОФИЗШЕСШЗ МОДЕЛИ В CIETEME ФИЗИКО-ГЕОЛОПИЕОКОГО МОДЕЛИРОВАНИИ

В качестве примеров, иллюстрирующих основные элементы методики формирования пегрофизнческих моделей, выбраны два месторождения: Октябрьское скарново-ыагиетптовоо и Ба!!кадьс-кое Еварц-ыагнотитовое. Эти объекты характеризуются сложным геологическим строением, что и послужило основой для пх выбора. На примере этих месторождений рассмотрены варианты .физило-геологнческпх моделей (ФИЛ), соответствующие различным стадиям геолого-гоофизических исследований. Эти ФИЛ отражают степень необходимой интеграции геологического разроза о учетом решаемых задач и разрешающей способности геофизических методов.

Осноеныэ требования, предъявляемые к физико-геологическим моделям - адекватность соответствующей геологической задаче и априорной геофизической информации /Вахроыеев, ДавыденкоДЗЗЗ/, а такке устойчивость Л простота /Страхов, 1987; Тихонов,1979/. В случае невыполнения условия адекватности, изменению подлежит формулировка геологической задачи либо модель. Решение этого вопроса проводится на основе анализа тлеющейся хеолого-геофизической информации, ее качества и полноты.

Рассматривал I1S.I как основу физико-геологической модели, -заметим, что качество Ш.1 предопределяет достоверность формирования ФПЛ и, следовательно, надежность решения геологических задач с ее помощью.

Принятая классификация физико-геологических моделей /Вахромеея, Давыденко, 1938/ накладывает отпечаток на методику формирования ПФ1Л, Последние по отношению к нолевому эксперименту могут подразделяться на априорные и апостериорные, а по способу формирования - на детерминированные, статистические и стохастические. Выбор формы представления 1ГШ зависит от решаемых геологических задач и полноты информации о характере распределения петрофизичсских параметров исследуемого разреза.

Автор понимает под петрофизической моделью распределение Еажне'.мих СВК в пространстве исследуемого-геологического объекта. Согласно известного определения А.С.Барншева (1980) под структурно-вещественным комплексом понимают лю-

е

бую реальную совокупность горних пород, квазподнородных по определенному физическому свойству.

Процедура формирования иетрофпзцческих моделей включает следущпо основные этапы:

- формулировку геологической задачи для конкретного объекта исследований;

- сбор а анализ походной геолого-геофизичсской шгформа-

ции;

- опорное измерешш физических свойств на образцах эталонной коллекции каменного материала;

- получение массовой петрофизической информации по исследуемому объекту по лапша ГНС;

- обобщение петрофизических характеристик объекта с целью выделения структурно-веществошшх комплексов;

- параметризация петрофизической модели объекта;

- графическое и табличное изсбракениэ ПИЛ.

Разработанная автором методика построения 1ШЛ рудных

объектов нацелена на решение последних пяти из перечисленных этапов.

СБОР, ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ПЕТР0Ш13ИЧЕСК0Й ИНФОРМАЦИИ С ЦЕЛЬЮ ФОРМИРОВАНИЯ ПШ РУДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Оиоратпъ . ; эффективное использование петрофизической информации, в том числе при формировании петрофизических моделей,- обусловливает необходимость создания банка пэтрофизи-чесдих дашпгс. Решение этого вопроса весьма актуально, в настоящее время многие геологические организации приступили а формирования банков "Петроризина".

Автором разработан действующий макет автоматизированного управляаче-зцчислитолшого комплекса, предназначенного для сбора( обработки и хранения потрофизичсскоД информации. Ко?тпленс состоит из серийной аппаратуры для измерения физия-чешгс' своВста образцов горних пород, микроЭШ, аиалогоцн}»-рового прзсбразователл, пппущой мамшши и самостоятельно изготовленных блоков - интерфейса, электронных ключей, стабилизаторов тока и напряжения. Комплекс позволяет одновременно обслуживать до 15 датчиков, в качестве которцх автор нсполь-

зевал разнообразную аппаратуру для измерения физических свойств (каппоматр, ультразвуковой сейсмоскоп, гсыма-спектроматр и т.п.). На техническое решение, предназначен . ноа для измерения площади контактной поверхности измеряемых образцов неправильной геометрической сфорш, получено авторское свидетельство 1Ь 1408208. Процесс измерения пе!г-рофизичеоких параметров рогламент1фуется программным обеспечением. В настоящее вреш автоматизированный комплекс используется для изучения плотности, магнитной восприимчивости,-удельного электрического сопротивления, коэффициента шзьан-иой поляризации, естественного радиоактивного излучения,' скорости продольных и поперечных волы.

Результаты измерений и дополнительная информация о каждом образце, сообщаемая в процессе начального диалога, заносятся в упорядоченные массивы. Последние в дальнейшем могут бцть подвергнуты первичной статистической обработке с помощью ьходацего в комплекс микропроцессора на базе ЗШ ДЗ-28 либо <- после соответствующей перезаписи - с целью более серьезного анализа и формирования баз данных "Потрофи-зика" передаваться на базовую ЭШ. При атом значительно повышается производительность процесса измерений, а такке ш-клшаютоя ошибки, неизбежно ьознпиаодив при ручной иодготов-. кз данных. Достоверность пэтрофизичеекпх дашшх, получаемых с помощью автоматизированного комплекса, подтверждается ке-• завнсш1.щ измерениями, выполненными в сторонних организациях. .

Для формирования прадстааителышх штрафизкчееккх моделей необходимо располагать значительным объемом петрофизи-ческой деформации» отражающей характер распределения физических ехю2ств в пределах изучаемого объема, Единственным реальным путем получения такой информации является прогнозирование физических характеристик разреза по комплексу данных ' ГШ. Для обоснования такого подхода па ксследуешх объектах били отобрана о талонные коллекции каменного материала в объема более 2000 образцов* Изучались следующие петрофизичес-кие характеристики эталонных образцов: плотность, магнитная воспрвтПйвооть» удельное электрическое сопротивление, коэф-

' . .

цпэит вызванной поляризации, скорость упруги продольных лн, коэффициент открытой пористости и содержание нслеза щего. О коротанных диаграмм, соответствующих интервалам бора образцов, снимались значения мягнитной восприимчи-сти (Ш.1В), кажущегося удельного электрического сопротивла-я (НЗ), естественной радиоактивности (ГК) и кавернометрии В). С целью выяснения законов распределения физических рактерпстик, расчета векторов средних значений и стандарт-х отклонений петрофизических параметров, а такяе матрщ рных коэффициентов корреляции, полученная исходная информа-я была подвергнута статистической обработке. Величины ко-{шцпентов корреляции указывают на существование значи-х связей мекду физическими свойствами и данными ГИС. Это. стаятельство послужило предпосылкой для расчета уравнений ояественной регрессии вида г

8 § - зависимая переменная (петрсфизкческий параметр)}

-I -ш незавпо1з.а!е Перемешше; Д - свободный член; )[ - коз'1ф1Шконты угас нения множественной регрессии; - I,.... ',\,Н число участвующих в прогнозе каротажных раметров.

Для выяснения максимально возможной относительной :о'ки прогнозирования, уравнения, анзлопглше приведенному за, били рассчитаны для набора ситуаций. 13 периом случае, сачестве зависимой и независима: величии использовались нше, полученные а результате лабораторных измерений на эазцах. При этом ошибка составила 5% для едишилого обща ий- .для среднего по группе из 10-15 образцов одного ?оЛого-петрографпческого типа. Во втором случае в качесг-незавпсимых использовались каротажные данные К.Ш, КС, ГК :авернометрип. Относительная ошибка для такой ситуации питается в 10-123 для единичного предсказания и до 5£ с среднего по 10 метровому интервалу скнатшш. Эти ре-1ьтаты свидетельствуют о приемлемости рассмотренного подО для получения массовой потрофпзпческой ипформацш! о юдах и рудах месторождения по комплексу данных Г1!С

Э

' /Свидженинов, 1977; Турчанинов, 1973/.

Разумеется, уравнения множественной регрески могут быть рассчитаны для любого набора данных ГИС, полученных в результата каротаяных работ. Точность прогнозирования пвгрофизи-ческих параметров можно повысить путем включения в комплекс ГИС более информативных методов, например, ГГК-И, 1ТК-С, а также За счет снижения погрешности привязки мест отбора »талонных образцов. Автором установлено, что доя геологических условий исследуемых мастсроздений оптимальное количество используемых образцов составляет 130-150. При этом достигается асимптотическое значение точности; дальнейшее увеличение количества образцов при значительном росте трудозатрат на приводит к. существенному снижению погрешности прогноза петрафизкческих параметров.

При разработке методики формирования петрофизических моделей в качестве основных элементов подели приняты структурно-вещественные комплексы, т.е. совокупности пород и руд, значило отличающиеся между собой по средним значениям того или иного физического свойства в статистическом смысле. Для конкретного месторождения в зависимости от анализируемого физического параметра число СВК может быть различным.

Для выбора эффективного подхода к выделению СВК исследс ваны возможности способа вариационных кривых, метода главнш компонент и способа иерархической группировки. Первый спосог ■основан на том, что полиыодальность вариационной кривой частот любого физического параметра зависит от числа интервалов группирования, увеличение которых приводит к интегрированию отдельных литолого-патрографических типов пород в обобщенные СВК. Метод главных .компонент реализует многомерный анализ нескрльккх физических характеристик одновре- ■ конно,' он дает стабильные результаты; число СВК моеот изменяться только при включении в анализ дополнительного петрофизического параметра. Совместный анализ физических свойств методом главных компонент проводит к некоторому нийшшровапшо информативности дол:шинт¡ш. характеристик.

Наиболее приемлем для целей выделения СЬК способ ие-"рархкческой группировки деадрогранм, ооновашгый на сравнении средних значений физических свойств групп пород и руд .

10 "•...,•

с помощью £ -статистики (критерий Стыодента). Этот способ позволяет проводить раздельный анализ каждой потрофизической характеристики. СВК, выделенные этим способом, бшш названы частными.

Идея способа иерархической группировки заключается в следующем. После ранжирования в возрастающий (или убывающий) ряд средних значений физических свойств для катдой пары соседних групп производят расчет Ь -критерия Стьюден-та, правила вычисления которого в общем случае зависят от результатов проверки гшютез о равенстве дисперсии Л и сравниваем!,'х выборок. Если , то вычисления

коэффициента Стьпдента ведут по формуле

£ . Т -Л . / / /л -А Ъ Г/*,-7-.?/* /4» I п..пг [ - .

Если яе ¿'/¿Л? , то__^

¡/¥*1Г>

Гипотезу о равенство средних проверяет после вняспо-нпя вопроса о соотношении дисперсий анализируемых выборок с поисщьп F -критерия Фишера.

На следущем этапе объединяют два группы с миштмаль-нш значением / -статистики. Затем для выбратпгх по минимуму ( '-статистики двух групп вычисляют новые средние значения и дпепорегсо. Далее процедура с укрупненными группами повторяется до тех пор. пока не появятся статистически значимые различия средних значений, мздду группами.

Средние дкгчероии укрупненных групп рассчитывают по форг.тулам:

Аи = Л" ■/£ ••</

(Ас Ч/^

х'де I п у - порядковые индексы либо геологические коды объединяемых групп пород; ¡\ ^п^щ % = -

относительные частоты встречи объектов каэдой исходной II

группы в укрупненной группе; /Ту и П[ - число образцов в исходных группах.

-Процесс последовательного слишш" массивов физических параметров отдельны;: разновидностей пород и руд для после-дуемых месторождений наглядно отражен на деццрограг/тах иерархической группировки, Задритическое значение во всех случаях принималось ¿_ = 2,02, что соответствует уровню значимости с(= 0,05 и числу степеней свободы = 30.

Проведенные расчеты и классификационные построения позволили оценить информативность всех петро^изпческих параметров и фактическую разрешающую способность каждого геофизического метода при решении конкретных геологических задач.

В связи с тем, что для построения ПШ используют полученную на основе комплекса данных ГИС массовую пэтрофи-зическую информацию, возникает необходимость определения интегральных характеристик СВК, выделенных не только по дашшм анализа лабораторных измерений петрофизических параметров, но п по результатам использования прогнозных значений физических характеристик. Выполнешше автором расчеты показалп некоторое сокращение числа частных прогнозных СЖ по сравнению с таловыми, полученными в результате анализа лабораторных данных. Это объясняется соответствующей разрешавшей способностью каротакных методов исследований.

Предлагаемая методика свертки петрсхфизической шформа-ции позволяет, используя геологическую классификацию, перегруппировывать породы и руды в петрофизическне СВК, т.е. осуществлять корректный переход от качественного геологического описания разреза к его объективной геофизической характеристике.

ПЕТРОЙ13ШЕСКИЕ МОДЕЛИ ВАННЕ/ЛИХ ТИПОВ ГМПШТИТОНК МЕСТ0Р0ЩЕШ1Й ЮГА СИБИРСКОЙ ПМШВ/Ш

Синтез и анализ петрафизических моделей позволяют существ ешю повысить эффективность использования геофизической информации при решении кош:ретных геологических задач. Развитие способов количественной интерпретации геофизических 12

данных обусловливает увеличение числа типов физико-геологических моделей, а следовательно и П<Ш как их составных частей.

В диссертационной работе рассмотрена методика формирования детерминированных и стохастических петрофизических. моделей. В общем случае под детерминированной понимают петрофизическую модель с ¡метко заданными условно однородными физическими и геометрическими параметрами. Представление о детзршшироЕанних моделях основано на предположении о том, что определяющие состояние модели объекта неслучайные величины однозначно задаят еоответствушша неслучайные характеристики физических полей. Стохастическая ПФМ оперируют с параметрами случайных величии анализируемого объекта и позволяют при малом числе этих параметров характеризовать множество возмошпк состояний исследуемого рззрезза /Вахро-меев, Давыденко, 1908/. В качестве случайных параметров применительно к стохастической модели могут выступать физические свойства объекта (амплитудный фактор), или его геометрическая изменчивость (пространственный фактор).Как правило,-формирование стохастических ПД.1 ведется на базе частных детерминированных моделей, что позволяет анализировать и рассчитывать численные характеристик! амплитудного и пространственного факторов изменчивости псслежуемого разреза.

Па первом этапе формирования детерминированных петрофизических моделиЛ необходимо выполнить основное требование, заключающееся в обязательной адекватности формируемой модели поставленной геологической задаче и априорной информации. Для этого, используя полученную на основе данных ПК массовую петрофизичес у.-> информацию, следует создать частную детерминированную 112.1 объекта. Следующим этапом моделирования является увязка рудных л нерудтсс подсоченин в ыежсквгшпшом пространстве, которая проводится по характерным интервалам, предварительно выделенным вдоль ствола ■скважин соответствующим определенным прогнозным ОВК. Такие построения и вычисления были выполнены автором для исследуемых яолозорудгпк месторождений: Октябрьского, Блшсаль-ского, Орингольского, Харабпровокого. СиптезпроЕпшшо по . 13

этой схеме частшэ детерминированные ПЯЛ согласуются с общепринятыми взглядами на геологическое строение этих объектов. Использование .детерминировашшх моделей для корректного решения обратных задач разведочной геофизики не всегда возмошю'и целесообразно, так как число представленных частными прогнозными структурно-вещественными комплексами аномалиообразующих тел, получается доволно большим, а это, в свою очередь,- входит в противоречие с требованиями устойчивости и простоты модели. Поскольку обратные . задачи геофизики относятся к числу некорректных /Тихонов, 1979/, частные детерминированные модели необходимо трансформировать в обобщенные детерминированные либо стохаетичес-кие петрофизические. Решение этой нетривиальной задачи осуществляется с учетом полноты петрофизической информации и характера распределения физически свойств в объеме исследуемого объекта. Для случая, когда объем априорной петрофизической информации достаточен для решения .геологической задачи, формируют детерминированные модели, в противоположной ситуации - стохастические.

Обобщенная детерминированная ГОМ, в отличие от частных, отражает распределение обобщенных СВК. Число участвующих в строении обобщенной ПЙ1 аномалиеобразующих тел значительно меньше, т.е. модель упрощается. Характеристику и число обобщенных СШ получают в результате анализа и укрупнения частных СВК о учетом специфики геологической задачи и разреаахцей способности геофизических методов. При-еиземость обобщенных моделей для целей количественной пн-. терлретации доказана на примерз петрошютностной модели, путем сопоставления данных лабораторных "измерений плотности па образцах и вычисленных с помощью модели значений плотности по вскрытым разведочным'сква^ишшЕ опорным площадкам.

В случае дефицита или полного отсутствия априорной петрофязкческоН информации об объеме исследований строят стохастическую Ш>',1. Подобные модели целесообразно использовать также При интерпретации геофизических материалов,

сарактерпзующих объекта сложного геологического строения. 1ля формирования стохастических пегрофизических моделей геобходимо оценить амплитудный и пространственный факторы 13ме]гапшости разреза. Такие оценки можно получить на ос-юве информации, залояешюй в частных детеришшровашгах юделях исследуемого объекта или месторояденин-аналога.

Одной из форм стохастических ГШ является модель в !иде набора характерных элементарных объемов осреднения, !а элементарные объемы осреднения принимают прямоугольные физмы с квадратным основанием. Для оценки геометрических размеров призм, а такие глубины до их'верхней кроши, на-иная о которой неоднородности призм не будут фиксировать-я на дневной поверхности при выбранной точности гескфизи-ескнх работ, рассчитаны специальные номограмин нормиро-анного стандарта координатной функции. Номограммы позво-яют также оценивать математическое ожидание и стандарты исйдалышх значений геофизических полей от прямоугольных ризи слотлого геологического строения. Номограммы рассчи-апы для магнитного й гравитационного полой при различткс оогношениях горизонталыпос и вортикальшсс размеров призм.

Изложенная методика формирования детерминированных п гохястических петрофизических. моделей прогоигосгрпрована 3.1 Октябрьского а Байкальского нагнетитовых месторождений га Сибирской платформы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная методика построения петрофизических )делей яелезорудпих месторождений позволяет оперативно [пгавать.специ~;шу конкретных геологических задач, апри-)пузо геолого-геофизическую информацию и фактическую раздающую способность геофизических методов. Необходимым •ловпем обоснованного выбора формы представления ПИ явится предварительный анализ полноты и степени сложности определения физических свойств в объеме исследуемого сторо.тленЕЯ. ОсноЕше этапы формирования детермшшровад-х н стохастических моделей сводится к сбору и анализу

петрофнзическгос дашшх по эталошшм коллекциям каменного материала, получению массовой петрофкзической информации в объеме месторождения по комплексу ГПС, ввделекию основных СВХ п расчету их интегральних характеристик, обоснованному выбору форш представления и параметризации ПШ..

Существо зачищаемых положений отражают следующие публикации автора.

Г. Беловежец К.Г., Канайкин B.C., Спопков С.В. Комп-лекс,проЕаяце геофизических и нотрофизических исследований па примере Харабаровского кварц-магиетитового мзсторозде-ния. В кн.: Петрофизпка рудшк районов Сибири /Тезисы докладов/. - Красноярск, 1983. с. 14-15.

2. Вахроыеэв Г.С., Даевдеяко А.Ю., Рйнайкин B.C. Выделение структурно-вещественных комплексов на основе анализа петрофнзггческой информации. В кн.: Геофизические метода поисков и разведки рудных и нерудных месторождении.

- СвердлоЕСк, 1985,- с. 3-10.

3. Вахромоев Г.С., Давццонко А.Ю.-, Канайкин B.C. О методике построения обобщенных петрофизических моделей. В кн.: Сбор, обработка и хранение петрофизической информации /Тезисы докладов/. -Красноярск, 1935, с. 5-6.

4. Вахромеев Г.С., Даввдешсо А.Ю., Канайкш; B.C. Использование стохастических моделей при планировании reo-, физического эксперимента и ¡штерпротации гравимагнитшгх аномалий. В кн.: Вопроси теории и практики интерпретации гравитационных и магнитных аномалий при поисках и разведке мэсторолдений полезных ископаемых /Тезисы докладов/.

- Иркутск, 1987, с.

5. Вахромоев Г.С., ДаЕЫДОнко А.Ю., КапаПшш B.C. ТЛе— тодологическпо иррблемы нотрофизических исследований. В кн.: Петрофизпка рудных районов Сибири /Тезисы докладов/. -lipa- ; сноярск, 1988, с. 20-22.

6. КанаПкин B.C., Гогузев А.И. 0 возможности прогно-■ зкрования иетро|>кзи-шского разреза по комплексу каротажных данных. В кн.: Геофизические мстодп поисков и разведки рудных и нерудных месторождений /Сборшш статей/. -Сверд-

А

tí

jioeck, 1984, с. 73-77.

7. Канайкин B.C., Гогузев А.И. Методика ввделешм структурно-вещественных комплексов при построении петро-физических моделей железорудных месторождений. В кн.: XI конференция: молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири /Тезисы докладов/. -Иркутск, 1984, с. 82-83.

8. Канайкшг B.C., Шолохов А.Ф. Результаты иетрофпзи-ческих исследований Байкальского гелезорудного местороаде-яия. В кн.: Геофизические методы поисков и разведки рудных и нерудных месторождений /Сборник статей/. -Свердловск, 1986. с. 20-25. ' .

9. Кянаишш В.С., Плесовских В.Н. Автоматизированный комплекс для измерения электрических характеристик горных пород и руд. В кн.: Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых Восточной Сибири /Тезисы докладов/. -Иркутск, 1987. С. 36-37.

10. Мурзой А.И., Калайккн B.C. Прогнозирование петро-физического разреза яелезорудного иестороздоши по комплексу каротажных данных. В кн.: X конференцш молодых научных сотрудников по геологии и геофизике Восточной Сибири. /Тезисы докладов/. -Иркутск, 1982, С. 153-154. .