Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Разработка комплекса геофизических методов на основе физико-геологического моделирования и статистической обработки данных с целью поисков полиметаллических месторождений в районе Бак-Кан Северного Вьетнама

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

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Нгуен Тай Тхинь, 0

В в е д е н и е

Глава I . - Геологический очерк и история геологического изучения района Бак-Кан .Ю

I- Основные сведения о геолого-геофизической изученности района . Ю

II- Основные черты геологического строения

III- Месторождения и рудопроявления и закономерности их размещения

Глава II. Основные физико-геологические модели полиметаллических месторождений района.

I- Петрофизические свойства горных пород и руд полиметаллических месторождений

II- Особенности физических полей над полиметаллическими месторождениями и рудо проявлениями.

III- Решение некоторых прямых задач.

1У- Примеры физико-геологических моделей рудных тел полиметаллических месторождений

Глава III. Методика и применение статистической обработки и интерпретации геофизических данных в районе Бак-Кан

А- Методика статистической обработки и интерпретации геофизических данных

I- Общий принципы обработки геофизических данных.

II- Разложение поля на составляющие

III- Выделение слабых геофизических аномалий

1У- Выделение аномалий по комплексу признаков.III

Б- Прш/внение методов статистической обработки геофизических данных на полиметаллических месторождениях района Бак- Кан

I- Обработка данных магнитных съемок.

II- Обработка данных электроразведки.

Глава III. Рациональный комплекс методов при поисках полиметаллических месторождений района БАк-Кан

I- Общие принципы выбора рационального комплекса геофизических методов

II- К оценке глубинности геофизических методов.

III- Выбор комплекса методов поисков полиметаллических месторождений

3 аключе н ие

Лит е р ат ур а.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Разработка комплекса геофизических методов на основе физико-геологического моделирования и статистической обработки данных с целью поисков полиметаллических месторождений в районе Бак-Кан Северного Вьетнама"

Актуальность. Одной из основных задач социалистического преобразования и развития народного хозяйства СРВ, сформулированных в решениях У съезда КПВ, является быстрое увеличение темпов геологоразведочных и поисковых работ для создания отечественной минерально-сырьевой базы страны.

В соответствии с этим в последние годы в районе Бак-Кан, расположенном в северо-восточной части Вьетнама, лроводилиоь гео-ологические съемки различных масштабов, сопровождающиеся геофизическими методами поисков месторождений полезных ископаемых. В результате этих работ были обнаружены многочисленные рудопроявления полиметаллов. Однако эффективность геофизических работ при поисках месторождений полезных ископаемых в районе Бак-Кан, в частности» во Вьетнаме, в делом, оказалась недостоточно высокой, что обусловлено следующими основными причинами:

- Геофизические исследования проводились несистематично и без рационального комплектования отдельных методов.

- Обработка и интерпретация полученных данных на оонове современных достижений математики практически отсутствуют.

Кроме того, район Бак-Кан характеризуется чрезвычайно сложным геологическим строением, а, следовательно, и трудно интерпретируемыми физическими полями, особенно в пределах рудоносных площадей. Здесь сложный характер аномальных физических полей обусловлен малой мощностью и большой глубиной залегания рудных тел, пересеченным рельефом местности, значительной мощностью покровных рыхлых отложений и коры выветривания, а также наличием интенсивных помех, главным образом, геологического происхождения.

В таких условиях актуальной и чрезвычайно важной задачей для геофизических работ являются выбор рационального комплекса методов поисков и внедрение в практику обработки и интерпретации геофизических данных новых, более прогрессивных вероятностно-статистических методов, базирующих на новейших достижениях разведочной геофизики. Эти методы позволяют провести анализ сложных полей, интерпретация которых обычными приемами затруднена.

Цель работы* Основная цель диссертационной работы состоит в разработке рационального комплекса геофизических методов для поисков полиметаллических месторождений на базе построения физико-геологических моделей и решения вопрооов извлечения геологической информации из геофизических данных с использованием ЭВМ.

Основные задачи исследования

1. Анализ структурных, геоморфологических и литологических факторов с целью установления закономерностей размещения полиметаллического оруденения в районе.

2. Изучение петрофизических свойств горных пород и руд и установление основных особенностей физических полей для большого числа месторождений и рудопроявлений о целью типизации физико-геологических моделей (ФГМ) полиметаллических месторождений района.

3. Расчет теоретических полей для ФРМ и опробование алгоритмов статистического анализа на теоретическом и экспериментальном материале с целью изучения возможностей повышения информативности геофизических методов.

4. Выбор и обоснование рационального комплекса геофизических методов о целью разработки методики поисков оруденения полиметаллов в конкретных условиях района Бак-Кан.

Научная новизна

I. Разработана оригинальная система физико-геологических моделей (®?М) полиметаллических месторождений района Бак-Кан.

2. Составлен алгоритм решения прямой задачи электропросЦйли-рованйя и метода вызванной поляризации для объектов, залегающих в среде под покровными отложениями.

3. Установлено, что на основе статистической обработки геофизических данных, можно выявлять и уверенно прослеживать слабые локальные аномалии, характерные для полиметаллических месторождений в условиях сложного геологического строения района Бак-К&н.

I 4. Оценена глубинность геофизических методов при поисках месторождений полезных ископаемых на основе применения статистических методов обработки и интерпретации, 5. Рекомендованы стадийность, рационалоьный комплекс и методика поисков полиметаллических месторождений масштабов I : 50000 -I : 5000 в конкретных условиях района Бак-Кан.

Практическая ценность. На основе разработанной оистемы физик о-г оологических моделей осуществляется рациональное планирование геофизических исследований в районе БакЧСан. Црименение статистических методов обработки и интерпретации геофизических данных в уоловиях района Бак-К&н. позволяет повыоить надежность интерпретации. Рекомендуемые стадийность, рациональный комплекс, методика поисков полиметаллических месторождений повышают эффективность геофизических исследований в районе Бак-Кан, в частности, и для территории Северного Вьетнама, в целом. Решение прямых задач электропрофилирования и вызванной поляризации на основе введения вторичных зарядов на границах раздела сред .оказывается эффективным при интерпретации данных электроразведки для достаточно широкого класса геологических объектов, соответствующих реальным условиям проведения геофизических работ. Оценка глуби»-ности геофизических методов на основе статистических способов обработки и интерпретации данных позволяет заранее предсказать надежность обнаружения искомого объекта.

Защищаемые научные положения состоят в следующем:

1. Основные полиметаллические месторождения района Бак-Кан могут быть описаны разработанной системой физико-геологических моделей, которую следует использовать для обоснования выбора комплекса геофизических методов, сети и точности полевых наблюдений и методики обработки и интерпретации получаемых данных*

2. Проведенные решения прямых задач методов электропрофили-рованйя и вызванной поляризации на основе введения вторичных зарядов, образующихся на поверхностях раздела сред, позволяют рассчитать теоретические значения ?к и Чк для широкого класса объектов, выявленных указанными методами электроразведки.

3. Применение статистических способов обработки геофизических данных в условиях района Бак-Кан позволяет повысить эффективность и объективность геофизических исследований при решении различных геологических задач (геологического картирования и поисков месторождений полезных ископаемых).

4* Цроведенная на основе статистической теории оценка глубинности геофизических исследований обеспечивает эффективное их применение для поисков полезных ископаемых с заданной надежностью обнаружения искомых объектов, Рекомендуемые стадийность, комплекс методов и методика поисков являются рациональными для поисков полиметаллических месторождений в районе Бак-Кан оеверного Вьетнама,

Фактический материал. Настоящая работа является обобщением результатов фовдовых и литературных материалов, а также личных исследований, проведенных автором в течение 1975-1978 гг. и 1980-•1983 гг. в районе Бак-Кан и некоторых других районах оеверного Вьетнама.

Работа выполнена на кафедре ядерно-радиометрических методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых МГРИ под научным руководством доктора физико-математических наук, профессора А. А. Никитина* Своему научному руководителю автор хотел бы выразить глубокую благодарность за постоянную помощь и внимание, которые он оказал автору во время обучения в аспирантуре и при подготовке диссертационной работы.

При разработке вопросов, освещенных в диссертации автору неоценимую помощь оказали профессора Ю.В.Якубовский, Ю^Н.Бурмис-тенко, Л.Л.Ляхов, доценты Г.В.Демура, Ю.Г.Блок, А.М.Лобанов, И.А, Доброхотова, старший преподаватель М.Н.Смирнова, инженер Н.А.Лебедева и др. Всем им автор выражает искреннюю признательность.

Автор искренне благодарит всех сотрудников и работников вычислительного центра МГРИ за их ценные советы и помощь при составлении программ и обработке данных на ЭВМ.

Автор выражает сердечную благодарность всем преподавателям и сотрудникам кафедры ядерно-радиометрических методов МГРИ за теплое отношение и помощь,

Цри написаний диссертации автор пользовался советами и практическими материалами своих вьетнамских коллег Л.К.Тхиеп, Танг-Мыой, Л.В.З» Хыонг, Н.В.Быу, Нгуен Шан, Н.Д.Чак, коллектива ГФП № 209, коллектива ГФ отдела при ГСЭ и др. Всем упомянутым товарищам автор приносит свою благодарность.

Заключение Диссертация по теме "Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых", Нгуен Тай Тхинь, 0

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе разработки диссертационной тбмы выполнены следующие исследования:

I. Проведен обзор состояния геолог о-геофизическ ой изученности района Бак-Кан Северного Вьетнама. В результате которого установлены основные закономерности размещения оруденения поли-металлов.на территории района.

2. Проанализированы и систематизированы данные о петрофизи-ческих свойствах горных пород и руд, а также о физических полях, полученных при изучении района съемками различных масштабов с целью геологического картирования и поисков месторождений полезных ископаемых, что позволило определить основные особенности физических полей и закономерности их распределения над полиметаллическими месторождениями района.

3. Решена прямая задача электропрофилирования и метода вызванной поляризации на основе расчета вторичных зарядов, образующихся под действием первичного поля на границах раздела сред.' Указанный подход дает возможность решения достаточно широкого класса прямых задач, соответствующих реальным условиям работ методов электропрофилирования и вызванной поляризации.

4. Ш базе.анализа особенностей геологического строения, петрофизичбских свойств горных пород и руд, характера физических полей на известных полиметаллических месторовден иях разработана система физико-геологических моделей месторождений полиметаллов для условий района Бак-Кан,

5. Составлен обзор современных статистических споообоб'обработки и интерпретации геофизических данных при изучении рудных районов.

6. По результатам обработки наблюдаемых и теоретических геофизических данных района Бак-Кан показана эффективность и объективность статистических способов выделения полезных аномалий, скрытых интенсивными помехами, при решении различных геологических задач в условиях сложного геологинеского строения района. При этом для повышения эффективности обработки осуществлено сочетание нескольких способов статистической обработки.

7. На основе статистической теории проведена оценка глубинности геофизических методов при поисках полезных ископаемых, что позволяет до проведения исследований указать возможности и оценить надежность обнаружения искомых объектов.

8. Рекомендованы последовательность проведения геофизических исследований и рациональный комплекс методов поисков полиметаллических месторождений района Бак-Кан масштабов I : 50.000 -I : 5000 на основе разработанных физико-геологических моделей и расчета информативности и экономической эффективности геофизических методов.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата технических наук, Нгуен Тай Тхинь, 0, Москва

1. Агеев М.И. и др. Библиотека алгоритм. М. изд. Сов.радио,1967.

2. Айзенберг A.M. Комплексная интерпретация на ЭВМ данных по геофизической разведки. Прик.геофизика, вып. 73, М, 1974, с. 118-131.

3. Алгоритмы и программы для решения задач рудной геофизики. Методические рекомендации. Новосибирск, 1976, с. 74.

4. Альпин Л.М. Теория поля. М. изд. Недра, 1966, с. 381.

5. Альпин Л.М. Практические работы по теории поля. М., изд. Недра, 1971, с. 303.6, Антокольский М.Л. Теория информации и ее применение в геофизической разведке. М. изд. Недра, 1965, с. 62.

6. Барабаш Ю.Л. и др. Вопросы статистической теории распоз-нования. М. изд. Сов.радио, 1967, ст. 399.

7. Баранов В. Потенциальные поля и их трансформации в прикладной геофизике. Перевод с анг.языка А.М.Лозинской. М. изд. Недра, 1980 г. с. 149.

8. Блок И.М. Электропрофилирование методом сопротивления. М. Гоотеолтехиздат, 1962, ст. 231.

9. Ы. Большев A.M., Смирнов Н.В. Таблицы математической статистики. М. изд. Наука, 1965, с. 463.

10. Боровко Н.Н. Оптимизация геофизических исследований при поисках рудных месторождений. Лен. изд. Недра, 1979, с. 230.

11. Боровко Н.Н. Применимость и эффективность различных схем- 1» ■раапознования в типичных геофизических задачах. Кол.методы комп. интер. в рудной геофизике. Вып. 18, Лен. изд. Недра, 1972, с. 521.

12. Боровко Н.Н. и Мишин Л,Т. Основные этапы крупномасштабного количественного прогнозирования рудных месторождений. Кол. методы комп. интер. в рудной'геофизике. Вып. <18, Л. изд. Недра, 1972, с. 41-45.

13. Бродовой В.В. и Никитский В.Е. (под редакцией). Комплек-сирование геофизических методов при решении геологических задач. М. Недра.

14. Бродовой В.В. и Тархов А.Г. Комплексироьание методов рудной геофизики. Разведка и охрана недр № 9, 1973.

15. Вахромеев Г.С. Основы методологии комплексированкя геофизических исследований. М. изд., Недра, 1980, с, 218.

16. Вахромеев Г. С. и Шестаков Ю.Г. Обобщение результатов геофизических и геохимических съемок с помощью функции комплексного показателя. М. изд. Разведка и Охрана недр У, 1972, с. 3638.

17. Гладкий К.В., Оеркеров О.А. Определение некоторых статических характеристик аномалий гравитационного и магнитного полей. Труды МШ и ГП, 1967, вып. 68, с. 151-158.

18. Гмурман В.И. Теория вероятностей и математическая статистика. М. изд. Высшая школа, 1977, с. 488.

19. Гольдшмидт В. И. Региональные геофизические исследования и методика их количественного анализа. М. изд. Недра,e 1980, с.149.

20. Гольдшмидт В.И. Определение принадлажности геологическихобъектов при раопозновании с этаполо одного класса. Кол.методы комп. интер. в рудной геофизике. Вып. 18. Л. изд. Недра, 1972, с. 21-25.

21. Гольцман Ф.М. ♦ Калинина Т.Б. Комплектование геофизических наблюдений. Изд. АН СССР серии Физика Земли, 1973, № 8, с. 31-42.

22. Гольцман Ф.М. Статистические модели интерпретации. М* изд. Наука, I97I.26,, Гравиразведка. Справочник геофизика. Под редакцией Е.А.Мудрецевой. М. Изд. Недра, 1981, с. 396.

23. Демидович О.А. Выделение слабых геофизических аномалий статистическим способом. М. изд. Недра, 1969, с. 190.

24. Демура Г.В. и др. Выделение геофизических аномалий с помощью самообучающихся фильтров. Изд. Вузов. Геология и разведка, № 9, ,1973 г.

25. Демура Г.В., Никитин А.А., Тархов А.Г. Классификация геологических объектов по данным комплекса геофизических методов на принципах самообучения. Изд. Вузов. Геология и разведка, № 2, 1974, с. 133г142.

26. Жданов М. С., Шраибман В.И. Корреляционный метод разделения геофизических антшлий. М. изд. Недра, 1973, с. 126.

27. Жуков Н.Н. Вероятностно-статистические методы анализа геолого-геофизической информации. Киев. изд. Высшая школа, 1975» с. 304.

28. Зенков П.А. Геолого-экономическая оценка при разведке месторождений полезных ископаемых. Изд. Разведка и охрана недр, П., 1972, с. 36-38.

29. Иванов В.И. Учет влияния рельефа при магниторазведке.f »

30. Изд. Разведка и охрана недр, № 5, с. 42-47.

31. Инструкция по магниторазведке. Мин,геол.COOP. Л. изд. Недра, 1981» с. 262.

32. Инструкция по гравиразведке. Мин.геол. ССОР.

33. Инструкция по электроразведке. Мин.геол. ССОР часть I, 1961, с. 151, часть П, 1966, с. 230,

34. Кац О.А., Ершова Г.Б. Методика и результаты определения отношения сигнал/помеха. Прик. геофизика. Вып. 72, 1973.

35. Ломан Э. Проверка статистических гипотез.перевод с ант, языка Ю.В, Прохоровой. М. изд. Наука, 1979, с, 408.

36. Ломтадзе В.В. Об одном алгоритме комплексной интерпретации геолого-геофизических данных. Вопросы разведочной геофизики и,выпуск 8, М. изд. Недра, 1968, с. 58-62

37. Логачев Захаров В.П. Магниторазведка. Л. изд. Наука, 1973.

38. Лукина О.П., Никитин А.А. Надежность обнаружения аномалии и разрешающая способность самонастраивающегося фильтра. М. изд. Вузов Геология и разведка, Л II, 1973, с. I0I-II3.

39. Магниторазведка. Справочник геофизика под редакцией В.Е.Никитского. М. изд. Недра, 1980, с. 366.

40. Маркуе Бат и др. Спектральный анализ в геофизике. Перевод с ант.языка П.Н.Лисиной. М. изд. Недра, 1980, с. 535.

41. Марчук Г. И. Методы вычислительной математики. М. изд. Недра, 1980, с. 445.

42. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. М. недра, 1982, 375гр.

43. Миков Б.Д. Практические приемы интерпретации магнитных аномалий в условиях сложного рельефа местности. Новосибирск, изд. СОАН СССР, 1963, с. 99-108.

44. Мильштейн Д.М» Некоторые особенности интерпретации геофизических данных при выделении и трассировании глубинных разломов. Геоф. иислед. при геол. картировании и поисках. Л. Недра, 1976, с. 5 10.

45. Миронов B.C. Курс гравиразведки. Л. Недра, 1980, стр.54<;,

46. Морозова В.Н. Оптимальный алгоритм обнаружения слабых геофизических аномалий со случайными параметрами на фоне помех. Прик. геофизика, вып. 62, М. Недра, 1971, с. 135-148,

47. Никитин А,А. и др. Анализ простых приемов комплексной интерпретации геофизических данных. Прик. геофизика, вып. 62, М. Недра, 1971, с. 167-174.

48. Никитин А.А. Статистические методы выделения геофизических аномалий. М. Недра, 1279, с. 280.

49. Никитин А.А. Основные принципы обработки с целью выделения аномалий на фоне помех. Изд. ВУЗов геология и разведка, А* 5, 1976, с. 115-121.

50. Никитн А.А. О взаимосвязи оптимальных линейных фильтров. Изд. ВУЗов. Геология и разведка, ^ 5, 1977, с. 125-128. ,1.. I ■ ч ■

51. Никитин А.А., Тархов А.Г. Статистические приемы извлечения информации при обработке геофизических данных. Геофиз.ССБ1. АН УССР,| .№ 5, 1970.

52. Никитин А.А. Обнаружение слабых геофизических аномалийпри детальных площадных наблюдений. Прик. геофизика, выпт 73, Недра, 1974♦

53. Никитин А. А. Применение теории статистических решений для классификации геологических объектов по данным комплекоа геофизических методов. Изд. ВУЗов. Геология и разведка, Я >10, 1970.

54. Практическое применение геофизических методов разведки. Под редакцией Д.С.Микова. Томск, 1966, с. 227.

55. Цруткина Ш.И., Шашкин В.Л. Справочник по радиометрической разведке и радиометрическому анализу. М. Атомиздат, 1975, стр. 246.

56. Рабинер Л, Гоулд. Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов. Перевод с анг.языка под редакцией JO.Н.Александрова. М. изд. Мир., 1978, с. 848.•

57. Разведочная ядерная геофизика. Справочник геофизика под. редакцией В.М. Запорожца. М. Недра, 1977, е.- 295.

58. Родионов П.Ф. Некоторые особенности физических полей на колчеданных месторождениях и рудопроявлениях юго-восточной Башкирии. Физ.поля на медкоколчеданних и железных месторождениях Урала. Свердловск, 1978, с. 39-52.

59. Родионов П.Ф. и др. Особенности физических полей на колчеданных месторождениях домбаровской структурно-формационной зоны. Физ поля на иедноколчеданных и железных месторождениях Урала. Свердловск, 1978, с. 8-18.

60. Семенов А.С. Электроразведка методом естественного поля. Л. Недра, 1980, с. 445.

61. Серкеров С.А. Частотная характеристика оптимального фильт ра для разделения полей В кн.: Новое в полевой геофизике на нефть и газ. М. Изд. ЦНИИТЭННЕФТЕГАЗ, 1965, а. 88-97.

62. Столпнер М.И. Опенка информативности геофизических признаков для обоснования методики крупномасштабного геолого-геофизического картирования. Кол.методы интер. в рудной геофизики вып. 18, Л. Недра, 1972, с. 5-21.

63. Столпнер М.И. Моделирование колчеданных месторождений при геофизических поисках. Сов. геология У1-1979, с. 90-94.

64. Тархов А.Г. ,Бондаренко В.М., Никитин А.А. Принципы ком-плексирования в разведочной геофизике. М., Недра, 1977, с. 221.

65. Трофимова Т.А., Никитин А.А. Корреляционный способ обработки данных геофизического комплекса. Изд. ВУЗов Геология и разведка, № 9, 1975, с. 74-80.

66. Трофимова Т.А. и др. Энергетический фильтр для выделения геофизических аномалий. Прик. геофизика, № 70, 1973.

67. Холодигова Н.Ф. Особенности физических полей на медно-колчеданных месторождениях Северного Урала. Физ.поля на меднокол-чеданных и железорудных месторождениях Урала. Свердловск, 1978,с. 83-89.

68. Христич Т.А., Никитин А.А. Использование способа самонастраивающейся фильтрации при решении задач геологического картирования геофизическими методами. Разведочная геофизика, вып. 76, 1977, с. 92-99.

69. Цыпкин Я.С. Основы теории обучающих систем. М. Наука,1970.

70. Шраибман В.И., 21данов М.С., Витвицский О.В. Корреляционные методы преобразования и интерпретации геофизических аномалий. М. Недра, 1977.

71. Электроразведка. Справочник геофизика подредакцией А.Г. Тархова. М., Недра, 1980, с. 518.

72. Якубовский Ю.В. Электроразведка. М. Недра,- ■ 1978, стр.1. ФОЦДОВАЯ ЛИТЕРАТУРА

73. Агапкин Ф.П., By Ф.Д. и др, Отчет по геофизическим работам масштаба I ; 50000 района Дай Тхи-Фия Хао. Фонды ГСЭ, СРВ, 1978 (на вьет, языке).

74. Бинь Н.В. Предпосылки и методики поисков свинцово-цин-кового оруденения стратиформного типа на примере одного из районов Северного Вьетнама. Диссретация на соискание ученой степени кандидата геол-мин.наук. Фовды МГРИ, 1977.

75. Бродовой В.В. Методология и система комплексных геофизических исследований в рудных провинциях. Диссертация на соискание ученой степени доктора геол.-мин. наук, фонды МГРИ, 1981.

76. Куок Н.К. и др. Отчет по геологической съемке масштаба I : 200000 района Бак Кан. Ханой, фонды ТТУ СРВ, 1972 (на вьетн. языке).

77. Фам В.З. и др. Отчет по геологической съемке масштаба1.: 50000 района Даитхи-Фия-Хао. Ханс». Фонды ГСЭ, СРВ, 1978,* * • " " (на вьетн.языке).

78. Фам H.T.i Отчет по работам метода ВП на месторождении Чо-Диен. Ханой, фонды ГГЭ, СРВ, 1971 (на вьетн. языке)1. СЫ